KR100632786B1 - 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 폐주물사와 폐골재를 이용하여 도로포장용 또는 건물 바닥포장용으로 사용하는 아스콘을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

개시한 본 발명은, 수거된 폐주물사와 폐콘크리트를 종류별로 선별하며 그 선별된 폐주물사와 폐콘크리트를 각각 일정한 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하는 공정; 이물질이 제거된 폐주물사와 폐콘크리트를 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 스크린을 통해 선별하며 상기 선별된 폐주물사에 소정량의 원사를 배합하여 된 폐주물골재를 상기 선별된 폐콘크리트의 폐자갈 및 폐석분과 함께 각각 호퍼에 분류 투입하여 저장하는 공정; 저장된 폐주물골재와 폐자갈 및 폐석분을 배합비에 따라 정해진 량만큼 컨베어벨트를 거쳐 혼합기에 투입하는 공정; 투입된 폐주물골재와 폐자갈 및 폐석분에 콜타르를 정해진 량만큼 공급하여 교반·혼합하는 공정; 혼합물을 일정한 온도로 가열하여 저장탱크로 배출하는 공정을 포함하며,

이에 따라 각 업체에서 폐기되는 각종 산업폐기물과 폐골재을 매립하지 않고 아스콘 또는 건물바닥용 콘크리트로 재활용함으로써 폐자원의 활용이 극대화되고 또 환경오염의 최소화와 비용절감 및 매립지의 난이 해소되는 이점이 있다.

Description

폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법{method for manufacture of ascon using industrial waste matters and Sand, Pebbles}

도 1은 본 발명에 따른 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조장치의 실시 예를 나타내는 계략 구성도이고,

도 2는 본 발명에 의한 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법을 보인 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 내지 102 : 제1 내지 제3 호퍼 103 : 가열탱크

108 : 메인컨베이어벨트 109 : 혼합기

110 : 혼합가열기 111 : 버너

112 : 저장탱크

본 발명은 제철, 주물공장, 항만, 선박 및 제강과정등에서 부산되는 폐주물 사(廢鑄物砂)와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐골재(廢骨材)를 이용하여 일반건물 바닥 또는 도로 포장용 아스콘(ascon)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다량의 유해물질이 함유된 폐주물사와 폐골재를 크기별로 선별·분리하여 환경오염 없이 안전하게 도로포장 또는 바닥 포장용 아스콘으로 재생처리함으로써, 폐자원의 활용을 극대화하고 환경오염의 최소화를 양립하도록 하는 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 주물공업은 산업기계, 항만, 선박, 자동차부품, 금속공작기계 등 국가적 차원에서 계속 지원발전이 필요로하는 분야이므로 국가의 기간산업으로 계속하여 중단없이 발전되고 있다.

상기와 같은 각 업체의 제련, 생산과정에서 발생하는 각종의 폐주물사는 제련과정에서 폐수처리제의 성분인 여러 가지의 화공약품이 첨가되고 또 다량의 산화철, 산화아연, 실리카 산화칼슘 및 약간의 유황등을 포함하고 있다. 그리고 유해물질로는 납, 카드뮴, 크롬, 구리 등이 미소량 함유되어 있다.

이와 같은 폐주물사를 재생처리하여 사용할 수 있음에도 불구하고 각 업체에서의 폐주물사를 재생 처리하기 위한 기술력 부족과 초기 투자비의 과다 및 주물공장에서의 재활용 주물사의 기피현상을 이유로 대부분 매립에 의존하거나 또는 방치하는 경우가 대부분이다.

또한, 노후화된 콘크리트 구조물을 해체하게 되면 다량의 콘크리트 폐기물, 즉 폐콘크리트가 배출된다. 최근의 재개발 또는 재건축에 의한 노후 건물의 해체 동향을 고려해 볼 때, 폐콘크리트의 배출량은 년간 수백만 톤에 이를 것이고, 이중 에서 수거하여 재활용할 수 있는 양은 총 배출량의 60% 이상이 될 것이라 여겨진다.

이러한 폐콘크리트는 일정 크기로 분쇄되어 옹벽의 뒷채움으로 사용되기도 하나 그 사용량은 미미하고, 대부분은 간척지 등의 매립에 사용되든지 또는 상기 폐주물사 등과 같이 쓰레기 매립장에 버려지는 상태이므로, 환경적인 차원에서 볼 때에 유용자원의 폐기라는 부정적인 측면도 있었다.

이와 같이, 각 업체에서 발생되는 산업폐기물인 폐주물사와 콘크리트 구조물의 해체 시에 발생되는 폐골재를 재활용 하지 못하고 일정한 장소에 매립시키게 되므로 환경오염은 물론 매립처리 비용의 상승과 폐주물사 및 폐골재의 증가에 따른 매립지의 난을 가중시키는 문제점을 내재하고 있다.

특히, 상기 도로포장용 아스콘의 제조와 콘크리트 구조물 시공 시에 폐골재와 폐주물사를 재활용하지 못하고 자연산 신모래와 신자갈을 이용함으로써, 자연자원이 갈수록 고갈되어지고 있으며, 이것에 의해 자연훼손이 발생되는 문제점 등으로 지적되고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 치유하면서도 경제 면에서는 보다 저가의 바닥 포장용 콘크리트를, 그리고 신뢰성 면에서는 폐자원의 활용 극대화와 환경오염을 방지하도록 폐주사물와 폐골재를 이용한 아스콘을 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 아스콘 제조 때에 사용되는 적량의 원사(신모래) 와 신자갈 대신에 각종의 폐주물사와 폐골재를 크기별로 선별, 분리하여 일반 건물 바닥 포장용 또는 필요에 따라 강도를 보강시켜 도로 포장용 아스콘으로 제조하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 선별된 폐주물사와 폐골재를 도로 포장의 기층용 골재로 사용하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 선별된 폐주물사와 폐골재를 필요에 따라 웅벽 및 슬라브 등의 골재로 사용하는 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법에 의하면, (1) 수거된 폐주물사와 폐콘크리트를 종류별로 선별하며 그 선별된 폐주물사와 폐콘크리트를 각각 일정한 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하는 공정; (2) 상기 이물질이 제거된 폐주물사와 폐콘크리트를 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 스크린을 통해 선별하며 상기 선별된 폐주물사에 소정량의 원사를 배합하여 된 폐주물골재를 상기 선별된 폐콘크리트의 폐자갈 및 폐석분과 함께 각각 호퍼에 분류 투입하여 저장하는 공정; (3) 상기 저장된 폐주물골재와 폐골재 및 폐석분을 배합비에 따라 정해진 량만큼 컨베어벨트를 거쳐 혼합기에 투입하는 공정; (4) 상기 투입된 폐주물골재와 폐골재에 응결작용을 하는 콜타르를 정해진 량만큼 공급하여 교반·혼합하는 공정; 및 (5) 상기 혼합물을 일정한 온도로 가열하여 저장탱크로 배출하는 공정을 포함한다.

바람직하기로, 상기 선별된 폐주물사와 상기 원사의 배합 비는 70% 대 30%인 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 선별된 폐주물사와 상기 폐자갈의 크기는 폐주물사, 10mm-15mm, 폐자갈은 13mm-45mm이하인 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 혼합물을 폐주물골재 30%와 폐자갈 60%와 폐석분 10%의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 각 업체의 제련, 생산과정 등에서 부산되는 산업폐기물인 각종 폐주물사와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생된 폐골재를 수거하여 선별, 분리과정과 분쇄작업을 통해 일정한 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하고 또 이물질이 제거된 상기 각종의 폐주물사 및 폐골재에 정해진 량만큼의 폐석분과 콜타르를 공급하여 혼합한 것에 의해 바닥 포장용 또는 도로포장용 아스콘으로 재생 처리되어짐을 알 수 있다.

그 결과, 각 업체에서 폐기되는 각종 폐주물사와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐골재를 매립하지 않고 바닥 포장용 아스콘으로 재활용함으로써 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 이하를 통해 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조장치의 실시 예를 나타내는 개략 구성도이다.

본 실시 예에 따른 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조장치는, 일정한 크기별 및 종류별로 선별되고 이물질이 제거된 폐주물사에 원사가 배합된 폐주물골재를 투여받아 정해진 배합비 만큼 배출하는 제1 호퍼(100)와, 상기 일정한 크기별 및 종류별로 선별되어 분쇄되고 이물질이 제거된 폐콘크리트의 폐자갈과 폐석분을 각각 투여받아 정해진 배합비 만큼 공급하는 제2, 제3 호퍼(101)(102)와, 원유를 정재하여 남은 원유 찌꺼기, 즉 콜타르를 소정의 온도로 가열하여 공급파이프(107)를 통해서 공급하여 주는 가열탱크(103)와, 제1 내지 제3 호퍼(100 내지 102)에서 배출되는 일정비율의 폐주물골재와 폐자갈 및 폐석분을 각각 이송시키는 제1 내지 제3 컨베이어벨트(104 내지 106)와, 제1 내지 제3 컨베이어벨트(104 내지 106)에서 이송되는 상기 폐주물골재와 폐자갈 및 폐석분을 혼합하여 이송시키는 메인컨베이어벨트(108)와, 공급파이프(107)에서 공급된 상기 콜타르와 메인컨베이어벨트(108)를 통해 이송된 일정 량의 폐주물골재와 폐자갈 및 폐석분을 교반·혼합하여 공급하는 혼합기(109)와, 상기 교반·혼합된 폐주물골재와 폐자갈, 폐석분 및 콜타르를 버너(111)를 통해 소정의 온도로 가열하여 배출하는 혼합가열기(110)와, 상기 배출된 아스콘을 저장하였다가 필요에 따라 정해진 중량으로 계량하여 배출로(113)를 통해 배출·출하 하는 저장탱크(112)로 구성된다.

이와 같은 아스콘 제조장치를 통해 본 발명에 따른 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법을 도 2를 참조하여 이하를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

각 업체에서 버려지는 폐주물사와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐골재, 즉 폐콘크리트를 수거하여 제1 내지 제3 호퍼(100 내지 102)에 투입하기 전에, 먼저 상기 수거된 폐주물사와 폐콘크리트를 크기별 및 종류별로 선별, 분리한다(단계; S100). 그리고 선별, 분리된 폐주물사와 폐콘크리트를 일정한 크기로 분쇄하고(단계; ST110) 재생처리과정을 통해 이물질을 제거한다. 여기서 폐주물사는 방식(防蝕)사를 원료하여 재생 처리하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 분쇄작업과 재생처리과정을 통해 분쇄 및 이물질이 제거된 폐주물사와 폐콘크리트중에서 상기 분쇄된 폐주물사에 일정 비율의 원사를 배합하여 준다(단계; S120). 여기서 상기 배합비는 폐주물사 70%와 원사 30%로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 폐주물사 70%에 원사 30%를 배합한 폐주물골재와 상기 선별 분리되어 분쇄된 폐콘크리트의 폐자갈과 폐석분을 각각 정해진 규격의 메쉬를 갖는 스크린을 거쳐서 크기별로 선별, 즉 다시 말해 10mm 내지 15mm 이하의 폐주물골재와 13mm 내지 45mm이하의 폐자갈 및 입자가 고운 폐석분으로 선별한 후에 각각 제1 내지 제3 호퍼(100 내지 102)에 분류 투입한다(단계; S130).

제1 호퍼(100)에 투입 저장된 폐주물골재와 제2, 제3 호퍼(101)(102)에 투입 저장된 상기 폐자갈 및 폐석분은 각각 정해진 량만큼 배출되어 각각 제1 내지 제3 컨베이어벨트(104 내지 106)를 통해 이송이 되고(단계; ST140) 또한 메인컨베이어벨트(108)에서 합해진 후에 혼합기(109)에 투여된다.

한편, 원유를 정재하여 남은 원유 찌꺼기, 즉 콜타르는 가열탱크(103)에서 소정시간 동안 대략 150도 이상으로 가열되어 공급파이프(107)를 통해 혼합기(109)에 공급된다.

혼합기(109)에서는 상기 공급된 폐주물골재와 폐콘크리트의 폐자갈 및 폐석분을 배합비에 따라 전해진 량만큼 가열탱크(103)로부터 적정량의 콜타르를 공급받아서 충분히 교반·혼합시키고(단계; S150) 이 혼합물을 혼합가열기(110)로 투여하게 된다.

혼합가열기(110)는 혼합기(109)에서 교반 혼합되어 투여된 혼합물, 즉 폐주물골재, 폐자갈, 폐석분 및 콜타르의 혼합물을 버너(111)에서 발생된 열로 재가열, 예컨대 폐주물사 70%에 원사 30%가 혼합되어진 폐주물골재와 폐콘크리트의 폐자갈과 폐석분의 온도가 대략 140도 이상이 되게 가열하여(단계; S160) 저장탱크(112)에 투여 저장한다.

이와 같이 폐주물골재와 폐자갈 및 폐석분을 정해진 배합비, 즉 폐주물골재 30%와, 폐자갈 60%와, 폐석분 10%의 중량비로 혼합기(109)에서 충분하게 교반시키면서 혼합하여 저장탱크(112)로 배출하는 것에 의해 아스콘이 제조된다. 여기서 시공용도, 즉 도로포장의 기층용 골재로, 또는 건물 바닥포장용 골재로, 또는 웅벽 및 슬라브 등의 골재로서의 사용용도에 따라 상기 폐주물골재와 폐자갈의 크기를 달리하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 그 강도도 변화시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 콘크리트의 강도를 높이기 위해 상기 폐주물골재 30%와, 폐자갈 50%와, 폐석분 20%의 중량비로 콜타르와 혼합하여 제조한다.

그리고 저장탱크(112)에 저장된 아스콘은 정해진 중량으로 계량되어 배출구(113)를 통해 트럭에 적재된 후에 도로보수 또는 콘크리트 시설물 현장으로 출하되어(단계; S170) 도로포장(보도, 자전거 도로, 광장, 주차장, 골목길 포장) 기층용 골재로, 또는 건물 바닥(특히 주차장 건물) 포장용 골재로, 또는 웅벽 및 슬라브 등의 골재로 사용된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 자연산 모래와 자갈 및 시멘트를 이용하여 도로포장용 아스콘 또는 바닥 포장용 콘크리트로 제조하는 것과는 달리, 본 발명은 각 업체의 제련, 생산과정 등에서 부산되는 산업폐기물인 각종 폐주물사와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생된 폐골재를 수거하여 바닥 포장용 또는 도로 포장용 아스콘으로 재생 처리하게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서 본 발명에 의하면, 각 업체에서 폐기되는 각종 폐주물사와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐골재를 매립하지 않고 바닥 포장용 콘크리트로 재활용함으로써 이것에 의해 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염의 최소화는 물론 폐주물사 및 폐골재를 아스콘 제조의 원료로 사용함으로써 내구성의 향상에 의한 도로 및 바닥의 파손이 발생되지 않고 매립지의 난이 해소 됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특 허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 본 발명의 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법에 의하면, 산업폐기물인 폐주물사와 폐골재를 매립하지 않고 아스콘 또는 건물바닥용 콘크리트로 재활용함으로써, 폐자원의 활용이 극대화되고, 또 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소됨은 물론 제조회사의 생산원가 절감에 기여하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. (1) 수거된 폐주물사와 폐콘크리트를 종류별로 선별하며 그 선별된 폐주물사와 폐콘크리트를 각각 일정한 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하는 공정;

   (2) 상기 이물질이 제거된 폐주물사와 폐콘크리트를 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 스크린을 통해 선별하며 상기 선별된 입도분포가 10-15mm인 폐주물사 70중량%에 원사 30중량%를 배합하여 된 폐주물골재를 상기 선별된 폐콘크리트의 폐자갈 및 폐석분과 함께 각각 호퍼에 분류 투입하여 저장하는 공정;

   (3) 상기 저장된 폐주물골재와 입도분포가 13-45mm인 폐자갈 및 폐석분을 배합비에 따라 정해진 량만큼 컨베어벨트를 거쳐 혼합기에 투입하는 공정;

   (4) 상기 투입된 폐주물골재 30중량%와 폐자갈 60중량% 및 폐석분 10중량%에 응결작용을 하는 콜타르를 정해진 량만큼 공급하여 교반·혼합하는 공정; 및

   (5) 상기 혼합물을 일정한 온도로 가열하여 저장탱크로 배출하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 폐주물사와 폐골재를 이용한 아스콘 제조방법.
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