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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 자원 순환형 사회 구축의 일환으로 단순히 폐콘크리트로부터 순환골재를 생산하여 단순재활용하는 것을 극복하기위하여, 폐콘크리트로부터 콘크리트용 쳔연골재를 대체할 수 있는 고품질 순환골재생산 공정 구축에 대한 연구를 진행하였다. 우선적으로고품질의 순환골재 생산을 위해 기존의 단순 파분쇄 공정의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 공정을 개발하였다.
- 자원 순환형 사회 구축을 위해 폐콘크리트를 처리하여콘크리트용 고품질 순환골재로 재활용하기 위한 공정 개발 연구를 진행하였다. 기존 폐콘크리트 생산 공정의 한계를 극복하고 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 J.
- 폐콘크리트 파분쇄 공정을 통해 생산된 미분(-4.75 mm)에 혼재되어 있는 순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리하여 콘크리트용 고품질 순환 잔골재를 생산하기 위한연구를 진행화였다. 폐콘크리트 미분에 혼재되어 있는 두물질의 비중에 따른 분리 특성을 파악하기 위하여 비중액을 이용한 sink/float 분리를 실시하였다.
제안 방법
- Resources Recycling Vol. 18, No. 3, 2009 증진시켜 천연골재를 대체할 수 있는 순환골재를 생산하기 위해 가열전처리 방법과 gentle breakage/abrasion/ chipping을 분쇄 메커니즘으로 하는 autogenous mill을이용하여 파분쇄 공정을 수행하였다. 그 결과 골재 표면에서 시멘트 모르타르의 분리가 향상되어 흡수율 3% 이하의 1종 순환 굵은 골재를 생산할 수 있었다.
- Autogenous mill을 통해 생산된 폐콘크리트 미분(- 4.75mm)에 포함되어 있는 순환 잔골재와 폐시멘트 미분을 분리하기 위해 두 물질의 비중차이를 이용한 sink/ float 실험을 실시하였다. 여러가지 비중액을 이용하여비중분리 실험을 실시한 결과(Table 2), 비중 2.
- Autogenous mill의 파분쇄 실험을 통해 생산된 순환굵은 골재의 품질을 확인하기 위하여, 순환골재의 대표적인 물리적 특징인 밀도와 흡수율을 측정하였다.11-12) 골재의 밀도와 흡수율은 반비례의 관계를 가지며.
- 4 g/cm3일때 약 70%의 순환잔골재를 회수할 수 있었다. Sink/ float 실험결과 물질의 비중 차이를 이용하여 폐콘크리트 미분에 혼재되어 있는 순환잔골재와 시멘트 미분을분리할 수 있었으며, 콘크리트용 1종 순환잔골재의 생산 가능성도 파악하였다.
- 이 두 물질을 분리하기 위하여 잔골재와 시멘트 미분의 비중 및 입도 차이를 이용하였으며 , 비중액을 이용한 sink/float 분리를 통해 비중에 따른 분리 폐콘크리트 미분의 분리 특성을 파악하였다. Sink/float 분리 결과를 이용하여 연속식 공정을 위해 간섭침강분리 장치를 이용 하였으며, 이 공정을 통해 고품질의 콘크리트용 순환 잔골재와 시멘트 미분을분리하였다.
- Sink/float의 비중분리 실험결과를 이용하여 연속식 공정을 개발하기 위해 간섭침강장치(Fig. 2)를 이용한 분리 실험을 실시하였다. 간섭침강장치는 입자의 비중 및입도에 따른 간섭침강 속도 차이에 의해 물질을 분리하는 징-비로서, 오래전부터 다양한 영역에서 이용되어 왔다.
- 우선적으로고품질의 순환골재 생산을 위해 기존의 단순 파분쇄 공정의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 공정을 개발하였다. 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 증진시킬 수있는 가열전처리 방법과 autogenous mill을 이용해 고품질의 콘크리트용 순환 굵은 골재를 생산 연구를 진행하였으며, 그 후 파분쇄 공정에서 발생한 폐콘크리트 미분에서 순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리하기 위한 공정을 추가로 진행하였다. 이 두 물질을 분리하기 위하여 잔골재와 시멘트 미분의 비중 및 입도 차이를 이용하였으며 , 비중액을 이용한 sink/float 분리를 통해 비중에 따른 분리 폐콘크리트 미분의 분리 특성을 파악하였다.
- 순환 굵은 골재와 잔골재 모두 입도 규격이존재하지만, 특히 순환 잔골재의 경우 작업의 용이성을확보하기 위하여 엄격한 입도 규격을 만족해야 한다. 본실험에서 간섭침강분리를 통해 생산된 순환 잔골재의 입도를 측정하여 콘크리트용 순환 잔골재의 입도 규격과비교해 보았다(Fig. 9-b). 입도 측정 결과 전처리 방법에관계없이 콘크리트용 입도 규격을 만족하였으며, 이를통해 간섭침강분리공정을 통해 폐콘크리트 미분을 순환잔골재와 시멘트 미분으로 분리하여 콘크리트용 고품질의 순환 잔골재가 생산되었음을 확인할 수 있었다.
- 분석된 시료는 파분쇄 공정 전에 골재와 시멘트 모르타르의 분리를 증진시키기 위하여 가열전처리 방법을 수행하였다. 폐콘크리트를 가열처리를 하면 수화반응의 역반응이 발생하여 폐콘크리트의 강도가 저하되며, 천연골재의 열팽창률(5~13xl(yTc)과 시멘트 모르타르의열팽창률(11~20x10-6/℃)의 차이에 의해 두 물질의 계면에서의 강도가 저하되어 선택적 파괴가 발생하게 된다8).
- 비중분리 결과를 이용하여 폐콘크리트 미분을 정제할수 있는 연속식 공정을 개발하기 위하여 간섭침강분리실험을 실시하였다. 앞서 언급한 것과 같이 시료의 투입 속도와 set point값을 고정시킨 상태에서, 컬럼 내입도 구간을 결정하는 중요한 실험 요소인 하부유입수의 속도를 변화시키면서 실험을 실시하였다.
- 파분쇄 과정에서 발생된 폐콘크리트 미분에 포함되어 있는순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리정제하기 위하여, 두물질의 비중과 입도 차이를 이용하였다. 비중분리 결과비중 2.4g/cm3이상의 분리 시료들이 1종 순환 잔골재의 품질을 만족하였으며, 이를 연속식 공정으로 적용하기 위해 간섭침강분리를 이용해 고품질의 콘크리트용순환 잔골재와 정제된 시멘트 미분을 생산하였다. 가열처리한 시료의 경우 하부유입수의 속도가 10L/min 이싱일 때 컬럼 하부로 배출된 시료가 1종 순환잔골재의입도 및 품질 기준을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.
- 6 g/cnU까지 여러 비중액을 만든 후 사용하였다. 비중분리를 통해 분리된 시료들의 회수율과 물리적 특성을 파악하였으며, 이를 통해 폐콘크리트 미분의 분리 가능성을 파악하였다.
- 3 L/min으로 바꿔가면서 실험을 실시하였다. 시료가투입되는 속도는 약 500g/min으로 고정하였으며, 컬럼내부의 간섭침강분리가 steady-state에 도달한 후 상부, 하부로 배출되는 시료의 특성을 측정해 잔골재와 시멘트 미분의 분리 여부를 파악하였다.
- 실험결과 상부와 하부로 배출되는 시료는 3:7의 비율로 분리가 이루어지며 분리된 시료의 성분을 파악하기위하여 XRF분석을 실시하였다(Table 3). 그 결과 상부와 하부로 배출되는 시료의 가장 큰 성분 차이는 SiC>2와 CaO로써, 하부로 배출된 시료에서는 상대적으로 Si(&은함량이 높게, CaO의 함량은 낮게 분포하였으며, 상부로배출된 시료에서는 반대의 결과를 보였다.
- 실시하였다. 앞서 언급한 것과 같이 시료의 투입 속도와 set point값을 고정시킨 상태에서, 컬럼 내입도 구간을 결정하는 중요한 실험 요소인 하부유입수의 속도를 변화시키면서 실험을 실시하였다. 하부에 유입되는 물의 양을 증가시키면 물의 양이 적을 때와 비교하여 상대적으로 무겁고 큰 입자까지 분리될 수 있으며, 컬럼 내부의 입자 분리가 안정 상태에 이르고 난뒤, 상부와 하부로 배출되는 입자를 채취하여 입도 및물리적 특성을 살펴보았다.
- 우선적으로고품질의 순환골재 생산을 위해 기존의 단순 파분쇄 공정의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 공정을 개발하였다. 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 증진시킬 수있는 가열전처리 방법과 autogenous mill을 이용해 고품질의 콘크리트용 순환 굵은 골재를 생산 연구를 진행하였으며, 그 후 파분쇄 공정에서 발생한 폐콘크리트 미분에서 순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리하기 위한 공정을 추가로 진행하였다.
- 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 증진시킬 수있는 가열전처리 방법과 autogenous mill을 이용해 고품질의 콘크리트용 순환 굵은 골재를 생산 연구를 진행하였으며, 그 후 파분쇄 공정에서 발생한 폐콘크리트 미분에서 순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리하기 위한 공정을 추가로 진행하였다. 이 두 물질을 분리하기 위하여 잔골재와 시멘트 미분의 비중 및 입도 차이를 이용하였으며 , 비중액을 이용한 sink/float 분리를 통해 비중에 따른 분리 폐콘크리트 미분의 분리 특성을 파악하였다. Sink/float 분리 결과를 이용하여 연속식 공정을 위해 간섭침강분리 장치를 이용 하였으며, 이 공정을 통해 고품질의 콘크리트용 순환 잔골재와 시멘트 미분을분리하였다.
- 가열처리한 시료의 경우 하부유입수의 속도가 10L/min 이싱일 때 컬럼 하부로 배출된 시료가 1종 순환잔골재의입도 및 품질 기준을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 이렇듯 본 연구를 통해 기존 폐콘크리트 처리 공정의한계점을 극복하고, 천연골재를 대체할 수 있는 콘크리트용 1종 순환 굵은 골재와 순환 잔골재를 생산하는 공정을 개발하였다. 또한 본 공정에서 부가적으로 발생하는 시멘트 미분은 시멘트 산업에 직접적으로 이용하거나, 광물 탄산화 공정 등에 재활용 될 수 있으므로, 추가적인 연구를 통해 폐콘크리트에서 발생하는 모든 물질을 재활용하는 종합 처리 공정 구축이 가능할 것으로사료된다.
- 폐콘크리트를 가열처리를 하면 수화반응의 역반응이 발생하여 폐콘크리트의 강도가 저하되며, 천연골재의 열팽창률(5~13xl(yTc)과 시멘트 모르타르의열팽창률(11~20x10-6/℃)의 차이에 의해 두 물질의 계면에서의 강도가 저하되어 선택적 파괴가 발생하게 된다8). 일반적으로 폐콘크리트의 강도를 저하시키면서 골재의 강도에는 영향을 미치는 않는 400~50(TC 가 적절하다고 알려져 있으며, 본 실험에서는 40VC에서 1시간 동안 가열전처리 공정을 수행하였다.
- 컬럼 내부의 압력을 나타내는 set point는 컬럼 전체가 물로 가득 차 있는 상태(940 mm H2O) 를, '0'으로, 압력 값이 1, 880 mm HQ인 경우를, 100, 으로 환산하여 컬럼 내 압력의 상대적인 값을 나타내며, 본 실험에서는 set point를, 15, 로 고정하였다. 컬럼 내부의 압력이 set point보다 높아지는 경우에는 컬럼 하부의 배출구가 작동하여 하부로 시료가 배출되게 된다.
- 컬럼 내부의 압력이 set point보다 높아지는 경우에는 컬럼 하부의 배출구가 작동하여 하부로 시료가 배출되게 된다. 컬럼의 하부로 유입되는 물의 속도는 컬럼 내에서 분리가 일어나는 위치를 조절할 수 있으며 분리되는 위치에 따라 분리의 효율이 달라지므로, 본 실험에서는 최적의 분리 상태를 도달하기 위하여 하부유입수의 속도를 9.5, 11.4, 13.3 L/min으로 바꿔가면서 실험을 실시하였다. 시료가투입되는 속도는 약 500g/min으로 고정하였으며, 컬럼내부의 간섭침강분리가 steady-state에 도달한 후 상부, 하부로 배출되는 시료의 특성을 측정해 잔골재와 시멘트 미분의 분리 여부를 파악하였다.
- 그 결과 골재 표면에서 시멘트 모르타르의 분리가 향상되어 흡수율 3% 이하의 1종 순환 굵은 골재를 생산할 수 있었다. 파분쇄 과정에서 발생된 폐콘크리트 미분에 포함되어 있는순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리정제하기 위하여, 두물질의 비중과 입도 차이를 이용하였다. 비중분리 결과비중 2.
- 파분쇄 시간에 따른 영향을 살펴보기 위하여 충분한분쇄가 이루어진 가열전처리 시료의 경우에는 시간을줄여 5분간 파분쇄를 진행하였고, 10분 동안 분쇄가 충분히 이루어지지 않은 전처리하지 않은 시료는 파분쇄시간을 20분으로 증가시켜 실험을 진행하였다. 그 결과파분쇄 시간을 10분에서 5분으로 감소한 가열전처리 시료의 경우에는(Fig.
- 파분쇄 실험에 사용된 폐콘크리트 시료는 현재 운영중인 건설폐기물 중간 처리 업체의 1차 조크러셔 생산물에서 획득한 것으로, 파분쇄 실험 전에 플라스틱, 나무 등 이물질을 제거하여 최대입도 106mm를 기준으로 72 간격으로 입도구간을 나누어 전체 입도를 분석하였다. 분석된 시료는 파분쇄 공정 전에 골재와 시멘트 모르타르의 분리를 증진시키기 위하여 가열전처리 방법을 수행하였다.
- 75 mm)에 혼재되어 있는 순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리하여 콘크리트용 고품질 순환 잔골재를 생산하기 위한연구를 진행화였다. 폐콘크리트 미분에 혼재되어 있는 두물질의 비중에 따른 분리 특성을 파악하기 위하여 비중액을 이용한 sink/float 분리를 실시하였다. 실험에 사용된비중액은 사염화탄소(Samchun, 99.
- 앞서 언급한 것과 같이 시료의 투입 속도와 set point값을 고정시킨 상태에서, 컬럼 내입도 구간을 결정하는 중요한 실험 요소인 하부유입수의 속도를 변화시키면서 실험을 실시하였다. 하부에 유입되는 물의 양을 증가시키면 물의 양이 적을 때와 비교하여 상대적으로 무겁고 큰 입자까지 분리될 수 있으며, 컬럼 내부의 입자 분리가 안정 상태에 이르고 난뒤, 상부와 하부로 배출되는 입자를 채취하여 입도 및물리적 특성을 살펴보았다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 pilot scale autogenous mill(Fig. 1-b) 은 지름 2000 mm, 길이 800 mm의 원통형이며, 밀 내부에는 2개의 lifter가 존재하여 원통의 회전에 따라 효율적으로 골재를 낙하할 수 있게 하였다. 밀의 회전속도는 밀의 최대입계속도의 70%인 20rpm으로 고정하였으며, 시료 장입량은 밀 부피의 10%인 300 kg을 사용하였다.
- 폐콘크리트 미분에 혼재되어 있는 두물질의 비중에 따른 분리 특성을 파악하기 위하여 비중액을 이용한 sink/float 분리를 실시하였다. 실험에 사용된비중액은 사염화탄소(Samchun, 99.0%, 비중 1.6g/cm3M 디브로모메탄(Alfa Aesar, 99.0%, 비중 2.6 g/cm3)을 혼합하여 비중 22 g/cm3부터 2.6 g/cnU까지 여러 비중액을 만든 후 사용하였다. 비중분리를 통해 분리된 시료들의 회수율과 물리적 특성을 파악하였으며, 이를 통해 폐콘크리트 미분의 분리 가능성을 파악하였다.
성능/효과
- 이렇듯 autogenous mille gentle breakage# 파분쇄 메커니즘으로 하고 있으며, 일반적으로 gentle breakage는두 가지 이상의 물체가 존재할 때 경계면을 따라 분쇄가이루어진다고 알려져 있다.9)Autogenous mill의 gentle breakage에 의한 폐콘크리트의 파분쇄는 골재와 시멘트모르타르의 단체분리를 증진시킬 뿐만 아니라 골재에직접적으로 가해지는 충격이 적어 골재 내부의 손상을최소화 하는 장점을 갖고 있다. 또한 autogenous mill 의 또 다른 분쇄 메커니즘인 abrasion/chippinge 순환골재의 표면을 서로 마모시켜 순환골재 표면에 부착되어 있는 시멘트 모르타르를 탈착시키는데 매우 효율적이다.
- 전체적인 순환 굵은 골재의 품질을 살펴보면, 전처리 방법에 따라 크게 차이가 나지 않는 것을 확인할 수 있는데, 이는 autgoenous mill의 특성에 기인할 것이라할 수 있다. Autogenous mill 내부에서 순환 굵은 골재는 마모 작용을 통해 표면의 시멘트 모르타르 미분이제거되게 되는데, 이 과정은 전처리 방법에 의한 골재와 시멘트 모르타르 단체분리 효과는 크기 않은 것으로드러났다. 파분쇄 공정을 통해 생산된 순환 굵은 골재의 표면(Fig.
- 4에서확인할 수 있는 것처럼 전처리한 시료가 그렇지 않은시료에 비해 순환 굵은 골재와 미분의 발생이 많은 반면 아직 파쇄되지 않은 큰 입자는 적은 것을 확인할 수 있다. 가열처리한 시료의 경우 전체의 순환 굵은 골재와 폐콘크리트 미분의 생산량이 각각 약 25%, 40% 인데 반해, 아무런 처리를 하지 않은 시료의 경우에는폐콘크리트 시료가 충분히 파괴되지 않아 순환골재의 생산량이 각각 약 12%, 20%에 머물렀다. 이는 앞서 언급하였던 가열전처리의 효과가 나타난 결과이며, 가열전처리로 인해 폐콘크리트의 강도가 저하되어 같은 파분쇄시간에서도 더 많은 시료가 파분쇄 되었기 때문이다.
- 4g/cm3이상의 분리 시료들이 1종 순환 잔골재의 품질을 만족하였으며, 이를 연속식 공정으로 적용하기 위해 간섭침강분리를 이용해 고품질의 콘크리트용순환 잔골재와 정제된 시멘트 미분을 생산하였다. 가열처리한 시료의 경우 하부유입수의 속도가 10L/min 이싱일 때 컬럼 하부로 배출된 시료가 1종 순환잔골재의입도 및 품질 기준을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 이렇듯 본 연구를 통해 기존 폐콘크리트 처리 공정의한계점을 극복하고, 천연골재를 대체할 수 있는 콘크리트용 1종 순환 굵은 골재와 순환 잔골재를 생산하는 공정을 개발하였다.
- 3, 2009 증진시켜 천연골재를 대체할 수 있는 순환골재를 생산하기 위해 가열전처리 방법과 gentle breakage/abrasion/ chipping을 분쇄 메커니즘으로 하는 autogenous mill을이용하여 파분쇄 공정을 수행하였다. 그 결과 골재 표면에서 시멘트 모르타르의 분리가 향상되어 흡수율 3% 이하의 1종 순환 굵은 골재를 생산할 수 있었다. 파분쇄 과정에서 발생된 폐콘크리트 미분에 포함되어 있는순환 잔골재와 시멘트 미분을 분리정제하기 위하여, 두물질의 비중과 입도 차이를 이용하였다.
- XRF분석을 실시하였다(Table 3). 그 결과 상부와 하부로 배출되는 시료의 가장 큰 성분 차이는 SiC>2와 CaO로써, 하부로 배출된 시료에서는 상대적으로 Si(&은함량이 높게, CaO의 함량은 낮게 분포하였으며, 상부로배출된 시료에서는 반대의 결과를 보였다. 이는 하부로배출된 시료에 Si성분, 즉 잔골재가 다량으로 포함되어있으며, 상부로 배출된 시료에는 Ca성분, 즉 시멘트 미분이 다량으로 포함되어 있다는 것을 의미한다.
- 9-a). 그 결과가열전처리한 시료에서 생산되어 하부로 분리된 순환잔골재의 경우 하부유입수의 속도가 11 L/min 이상의경우 콘크리트용 순환 잔골재의 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 처리하지 않은 시료에서 생산되어분리된 순환 잔골재는 하부유입수의 속도를 13.
- 20분으로 증가시켜 실험을 진행하였다. 그 결과파분쇄 시간을 10분에서 5분으로 감소한 가열전처리 시료의 경우에는(Fig. 5-a), 감소한 파분쇄 시간으로 충분한 분쇄가 이루어지지 않은 것을 확인할 수 있다. 부서지지 않은 폐콘크리트의 양은 36%에서 62%로 크게증가하였으며, 이로 인해 순환 굵은 골재의 생산량은 25%에서 14%로, 폐콘크리트 미분의 경우에는 40%에서 25%로 감소하였다.
- 또한 autogenous mill 의 또 다른 분쇄 메커니즘인 abrasion/chippinge 순환골재의 표면을 서로 마모시켜 순환골재 표면에 부착되어 있는 시멘트 모르타르를 탈착시키는데 매우 효율적이다. 따라서 본 실험에 사용된 autogenous mille 생산된 순환골재 내부에 손상을 최소화하면서 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 최대화할 수 있으므로 고품질 순환골재 생산에 매우 적합한 파분쇄 장비이다.
- 따라서 여러 중간 처리 업체에서 생산되는 순환 골재들은 천연 골재에 비해 품질이 낮으며 균일하지 못해, 천연 골재의 대체재로 사용되기 보다는 매움재와 채움재 등 저급한 용도로 사용되었다. 그 이유는 기존 단순 파분쇄공정에서 생산된 순환골재는 골재와 시멘트 모르타르가완벽히 단체분리 되지 않고 결합되어 품질을 저하시키기 때문이다.
- 이는 하부로배출된 시료에 Si성분, 즉 잔골재가 다량으로 포함되어있으며, 상부로 배출된 시료에는 Ca성분, 즉 시멘트 미분이 다량으로 포함되어 있다는 것을 의미한다. 따라서간섭침강분리를 통해 폐콘크리트 미분 내의 잔골재와시멘트 미분의 분리가 가능하다는 것을 확인할 수 있었으며, 잔골재와 시멘트 물질의 입도 및 비중차이에 의해서 잔골재는 컬럼 내부에서 침강하여 하부로 배출되고 시멘트 물질은 물과 함께 상부로 배출되었다.
- 2 g/cn?이상, 흡수율 5%이하)을 만족하는 것을 확인할 수 있었으며, 비중이 증가할수록 순환잔골재의 품질은 향상되었다. 반대로 순환잔골재의 회수율(Fig. 7) 은 비중이 증가할수록 감소하였으며, 비중 2.4 g/cm3일때 약 70%의 순환잔골재를 회수할 수 있었다. Sink/ float 실험결과 물질의 비중 차이를 이용하여 폐콘크리트 미분에 혼재되어 있는 순환잔골재와 시멘트 미분을분리할 수 있었으며, 콘크리트용 1종 순환잔골재의 생산 가능성도 파악하였다.
- 5-a), 감소한 파분쇄 시간으로 충분한 분쇄가 이루어지지 않은 것을 확인할 수 있다. 부서지지 않은 폐콘크리트의 양은 36%에서 62%로 크게증가하였으며, 이로 인해 순환 굵은 골재의 생산량은 25%에서 14%로, 폐콘크리트 미분의 경우에는 40%에서 25%로 감소하였다. 이는 5분의 파분쇄 시간으로는가열전처리한 시료의 충분한 분쇄가 이루어지지 않는다는 것을 의미하며, 순환 골재의 생산량을 위해서는 파분쇄 시간을 10분 이상 유지하는 것이 필요하다.
- 여러가지 비중액을 이용하여비중분리 실험을 실시한 결과(Table 2), 비중 2.4 g/cn? 이상의 시료에서 콘크리트용 1종 순환 잔골재의 품질(비중 2.2 g/cn?이상, 흡수율 5%이하)을 만족하는 것을 확인할 수 있었으며, 비중이 증가할수록 순환잔골재의 품질은 향상되었다. 반대로 순환잔골재의 회수율(Fig.
- 밀 내에존재하는 미분들은 충격을 흡수하는 쿠션작용을 하며 이로 인해 파분쇄 시간이 크게 증가하였지만 실질적으로폐콘크리트 입자가 받는 충격은 크게 증가하지 않아 추가적인 파분쇄가 발생하지 않았다. 이에 비해 4.75 mm 이하의 미분 발생량은 20%에서 23%로 소폭 증가하고, 반대로 순환 굵은 골재의 생산량은 14%에서 8%로 소폭 감소하였는데, 이는 파분쇄 시간이 증가함에 따라 밀내의 입자간 마모가 더 진행되어 순환 굵은 골재 표면에서 분리된 시멘트 모르타르 미분 발생량이 증가했다는 것을 의미한다.
- 9-b). 입도 측정 결과 전처리 방법에관계없이 콘크리트용 입도 규격을 만족하였으며, 이를통해 간섭침강분리공정을 통해 폐콘크리트 미분을 순환잔골재와 시멘트 미분으로 분리하여 콘크리트용 고품질의 순환 잔골재가 생산되었음을 확인할 수 있었다.
- 그러나 모든 파분쇄 조건에서 가장 작은 입도 구간의 흡수율이 다른 입도 구간에 비해 높게 나타났는데, 이는 단체분리된 골재와 시멘트 모르타르 입자가 완벽히 분리되지 않고 혼재되어 존재하기 때문이다. 전체적인 순환 굵은 골재의 품질을 살펴보면, 전처리 방법에 따라 크게 차이가 나지 않는 것을 확인할 수 있는데, 이는 autgoenous mill의 특성에 기인할 것이라할 수 있다. Autogenous mill 내부에서 순환 굵은 골재는 마모 작용을 통해 표면의 시멘트 모르타르 미분이제거되게 되는데, 이 과정은 전처리 방법에 의한 골재와 시멘트 모르타르 단체분리 효과는 크기 않은 것으로드러났다.
- 골재표면에 부착된 시멘트 모르타르의 함량이 적을수록 높은 밀도와 낮은 흡수율을 갖는다. 콘크리트용 순환 굵은 골재의 품질 기준인 흡수율 3%를 기준으로 측정결과(Table 1)를 살펴보면, 가열전처리 시료의 경우에는 5 분간 파분쇄한 순환 굵은 골재는 충분한 파분쇄가 이루어지지 않아 흡수율 3%의 기준에 만족하지 못하였지만, 10분간 분쇄한 순환 굵은 골재는 대부분 입도에서 기준을 만족하였다. 전처리하지 않은 시료의 경우에도 10분이상의 파분쇄 후에는 대부분의 입도에서 흡수율 3%를만족하였다.
- Autogenous mill 내부에서 순환 굵은 골재는 마모 작용을 통해 표면의 시멘트 모르타르 미분이제거되게 되는데, 이 과정은 전처리 방법에 의한 골재와 시멘트 모르타르 단체분리 효과는 크기 않은 것으로드러났다. 파분쇄 공정을 통해 생산된 순환 굵은 골재의 표면(Fig. 6)을 살펴보면 대부분의 골재 표면이 깨끗하고 시멘트 모르타르가 거의 부착되어 있지 않아 고품질의 순환 굵은 골재가 생산되었음을 확인할 수 있다.
후속연구
- 이렇듯 본 연구를 통해 기존 폐콘크리트 처리 공정의한계점을 극복하고, 천연골재를 대체할 수 있는 콘크리트용 1종 순환 굵은 골재와 순환 잔골재를 생산하는 공정을 개발하였다. 또한 본 공정에서 부가적으로 발생하는 시멘트 미분은 시멘트 산업에 직접적으로 이용하거나, 광물 탄산화 공정 등에 재활용 될 수 있으므로, 추가적인 연구를 통해 폐콘크리트에서 발생하는 모든 물질을 재활용하는 종합 처리 공정 구축이 가능할 것으로사료된다.
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