본 연구에서는 굴 패각을 원료(골재)로 활용하기 위한 물리적인 가공방법에 관한 것을 실험을 통해 검토하고자 하였다. 실험결과 굴 패각의 형상에 의해 분쇄된 굴 패각의 적정 입도는 10mm 보다 작아야 될 것으로 판단된다. 또한 가동시간과 회수율, 각 입도별 잔류율과 다양한 입도분포를 고려할 때 굴 패각의 분쇄에는 커터 밀이 적합한 것으로 나타났다. 커터 밀의 경우, 8mm의 내부 스크린을 적용할 때, 회수율은 97.3% 12mm를 적용할 때, 98.2%, 20mm일 때, 98.9%로 나타나 스크린 사이즈가 커짐에 따라 회수율은 다소 증가되는 것으로 나타났다. 커터 밀의 내부 스크린과 인버터의 속도 차이에 의한 실험결과 스크린의 크기가 작을수록, 인버터의 속도가 빠를수록 조립률은 낮아지는 것으로 나타났으며, 동일한 스크린에서 인버터 속도의 상승은 더욱 낮은 입도범위의 재료 회수가 가능한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 굴 패각을 원료(골재)로 활용하기 위한 물리적인 가공방법에 관한 것을 실험을 통해 검토하고자 하였다. 실험결과 굴 패각의 형상에 의해 분쇄된 굴 패각의 적정 입도는 10mm 보다 작아야 될 것으로 판단된다. 또한 가동시간과 회수율, 각 입도별 잔류율과 다양한 입도분포를 고려할 때 굴 패각의 분쇄에는 커터 밀이 적합한 것으로 나타났다. 커터 밀의 경우, 8mm의 내부 스크린을 적용할 때, 회수율은 97.3% 12mm를 적용할 때, 98.2%, 20mm일 때, 98.9%로 나타나 스크린 사이즈가 커짐에 따라 회수율은 다소 증가되는 것으로 나타났다. 커터 밀의 내부 스크린과 인버터의 속도 차이에 의한 실험결과 스크린의 크기가 작을수록, 인버터의 속도가 빠를수록 조립률은 낮아지는 것으로 나타났으며, 동일한 스크린에서 인버터 속도의 상승은 더욱 낮은 입도범위의 재료 회수가 가능한 것으로 나타났다.
The purpose of the present study was to examine the method of physically processing oyster shells for use as raw material(aggregate) through experimentation. The results of the experiment found that the adequate particle size of the pulverized oyster shells should be smaller than 10mm due to their s...
The purpose of the present study was to examine the method of physically processing oyster shells for use as raw material(aggregate) through experimentation. The results of the experiment found that the adequate particle size of the pulverized oyster shells should be smaller than 10mm due to their shape. Also, after considering various particle size distributions and residual rates by particle size, the study found the cutter mill to be the most suitable tool for pulverizing oyster shells. The use of a cutter mill resulted in recovery rates of 97.3%, 98.2%, and 98.9% for inner screens of 8mm, 12mm, and 20mm respectively, revealing how the increase of screen size results in slightly higher recovery rates. The experiment involving the difference between the inner screen of the cutter mill and the speed of the inverter shows that a smaller screen size and a faster inverter speed result in a lower fineness modulus, while a rise in inverter speed for an identical screen made possible the material recovery of a much lower range of particle sizes.
The purpose of the present study was to examine the method of physically processing oyster shells for use as raw material(aggregate) through experimentation. The results of the experiment found that the adequate particle size of the pulverized oyster shells should be smaller than 10mm due to their shape. Also, after considering various particle size distributions and residual rates by particle size, the study found the cutter mill to be the most suitable tool for pulverizing oyster shells. The use of a cutter mill resulted in recovery rates of 97.3%, 98.2%, and 98.9% for inner screens of 8mm, 12mm, and 20mm respectively, revealing how the increase of screen size results in slightly higher recovery rates. The experiment involving the difference between the inner screen of the cutter mill and the speed of the inverter shows that a smaller screen size and a faster inverter speed result in a lower fineness modulus, while a rise in inverter speed for an identical screen made possible the material recovery of a much lower range of particle sizes.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 이러한 굴 패각을 원료(골재화)로 활용하기 위한 물리적인 가공방법에 관한 것을 실험을 통해 검토하고자 하였다. 이를 통해 굴 패각을 골재로 활용한 2차 제품 개발 및 건축 재료로 활용하기 위한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.
본 연구에서는 굴 패각을 골재로 활용하기 위한 분쇄 및 파쇄 장비 선정과 실험으로 선정된 장비를 통해 실험조건에서 발생되는 굴 패각의 회수율 및 입도분포(조립률)를 연구하였다. 이를 기반으로 굴 패각의 골재 활용과 2차 제품 적용을 위한 기초자료를 제공하고자 하였으며, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
따라서 본 연구에서는 이러한 굴 패각을 원료(골재화)로 활용하기 위한 물리적인 가공방법에 관한 것을 실험을 통해 검토하고자 하였다. 이를 통해 굴 패각을 골재로 활용한 2차 제품 개발 및 건축 재료로 활용하기 위한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
실험인자 및 수준의 선정을 위해 기존 문헌 검토를 바탕으로 적정한 파쇄 및 분쇄장비를 검토하여 각각의 특성에 대해 분석하고, 이를 바탕으로 실험계획을 수립하였다. 1차 실험으로 파쇄 및 분쇄장비의 특성과 성능에 따른 굴 패각의 잔류율과 회수율 등 가공특성 검토를 통해 적정 장비를 선정하 였으며, 추가적으로 선정된 장비에 대해 가동조건을 달리 하여 골재로 활용하기 위한 최적의 제조조건을 검토하였다.
1차 실험을 통해 굴 패각의 분쇄 및 물리적 가공에 적합한 장비로 커터 밀을 선정하였으며, 선정된 장비의 파쇄 조건에 따라 발생 되는 굴 패각의 회수율과 입도별 분포 및 조립률을 검토하였다. Table 5는 실험을 위한 인자 및 수준을 나타낸다.
실험을 위해 계량한 중량과 파쇄 및 분쇄 장비를 통과한 굴 패각 중량의 비교를 통해 각 장비에 대한 회수율을 측정하였다. 또한 앞서 언급한대로 입도분석(체가름 시험)을 통해 0.15∼10mm까지의 입도에서의 잔류율을 측정하여 모르타르용 잔골재로 활용할 수있는 적정 장비를 선정하고자 하였다(Table 2).
실험을 위해 계량한 중량과 파쇄 및 분쇄 장비를 통과한 굴 패각 중량의 비교를 통해 각 장비에 대한 회수율을 측정하였다. 또한 앞서 언급한대로 입도분석(체가름 시험)을 통해 0.
실험인자 및 수준의 선정을 위해 기존 문헌 검토를 바탕으로 적정한 파쇄 및 분쇄장비를 검토하여 각각의 특성에 대해 분석하고, 이를 바탕으로 실험계획을 수립하였다. 1차 실험으로 파쇄 및 분쇄장비의 특성과 성능에 따른 굴 패각의 잔류율과 회수율 등 가공특성 검토를 통해 적정 장비를 선정하 였으며, 추가적으로 선정된 장비에 대해 가동조건을 달리 하여 골재로 활용하기 위한 최적의 제조조건을 검토하였다.
대상 데이터
본 실험에는 통영지역 굴 집하장 주변의 굴 패각 재활용 업체를 방문하여 야적되어 있는 굴 패각을 사용하였다. 정밀한 실험을 위해 수거된 굴 패각을 Figs.
이론/모형
2와 3 같이 수차례 세척하여 이물질과불순물, 염분 등을 제거한 상태에서 100±5°C 조건의 건조로에서 중량의 변화가 없을 때까지 건조한 뒤, 일정량을 선정 된 장비에 투입하여 파·분쇄를 실시하였다. 배출된 산물을 수거하여 KS F 2502에 의한 체가름을 실시하였으며, 그에 따른 잔류율과 조립률을 검토하였다.
성능/효과
2. 굴 패각은 100mm 이상의 입자가 큰 상태가 존재하지 않고 편평, 세장한 형태로 발생되어 죠 크러셔와, 해머 밀, 롤 밀 등의 적용은 가동시간에 따른 효율을 고려할 때, 적합하지 않을 것으로 판단되며 커터 밀의 경우 사전실험을 통해 나타난 것과 같이투입재료의 회수율이 95% 이상으로 손실률이 낮고 재료투입과 동시에 회수되어, 굴 패각의 분쇄에 적합한 장비로 판단된다.
3. 선정 장비인 커터 밀에 의한 분쇄의 경우 입도분포곡선을 적용할 때, 잔골재의 기준을 벗어나는 구간이 발생되는 것을 알 수 있었으며, 투입되는 재료의 크기 및 형상에 의해서도 입도분포의 범위는 달라질 수 있어, 입도분포의 적용을 일반화하여 적용 하기는 어려울 것으로 판단된다.
5. 커터 밀 내부에 설치되는 스크린의 크기가 작을수록, 인버터의속도가 빠를수록 조립률은 낮아지는 것으로 나타났으며, 동일한 스크린에서 인버터 속도의 상승은 더욱 낮은 입도범위의 재료로 회수가 가능한 것으로 나타났다.
따라서 가동시간에 따른 분쇄효율과 재료의 회수율, 분쇄이후발생되는 입도의 분포 등을 고려할 때, 굴 패각의 분쇄를 위해서는 커터 밀의 적용이 적합할 것으로 판단된다. 또한, 잔류율로 나타난 실험결과로 판단할 때, 굴 패각을 잔골재로 사용하기 위해서는 8mm와 12mm의 스크린의 적용이 적합할 것으로 예상된다.
실험결과 입도분포의 경우 잔골재의 입도분포 곡선을 크게 벗어나는 구간이 발생되었다. 커터 밀에 의해 강제적인 분쇄로 인한 차이와 투입되는 굴 패각의 사이즈 및 형상의 차이에 의한 것으로 판단된다.
후속연구
또한, 잔류율로 나타난 실험결과로 판단할 때, 굴 패각을 잔골재로 사용하기 위해서는 8mm와 12mm의 스크린의 적용이 적합할 것으로 예상된다. 그러나 앞선 실험결과로 알 수 있듯이 커터 밀 내부 스크린의 차이만으로도 입도분포가 변화되는 것으로 나타나 내부 스크린과 추가적으로인버터에 의한 속도조절에 따라 나타나는 입도별 잔류율에 대해서도 검토가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
굴 패각은 어디서 발생하는가?
굴 패각은 우리나라의 서해안과 남해안 지역에서 굴 양식을 통해 발생된다. 일반적으로 1kg의 알굴의 생산에 6.
굴 패각 발생량은 어떠한가?
굴 패각은 우리나라의 서해안과 남해안 지역에서 굴 양식을 통해 발생된다. 일반적으로 1kg의 알굴의 생산에 6.7kg의 굴 패각이 발생되는 것으로 조사되었으며, 2015년 한 해에만 약 15만 톤의굴 패각이 발생된 것으로 조사되었다(Jung et al. 2016).
굴 패각을 원료(골재)로 활용하기 위한 물리적인 가공방법 탐구 실험 결과는 어떠한가?
본 연구에서는 굴 패각을 원료(골재)로 활용하기 위한 물리적인 가공방법에 관한 것을 실험을 통해 검토하고자 하였다. 실험결과 굴 패각의 형상에 의해 분쇄된 굴 패각의 적정 입도는 10mm 보다 작아야 될 것으로 판단된다. 또한 가동시간과 회수율, 각 입도별 잔류율과 다양한 입도분포를 고려할 때 굴 패각의 분쇄에는 커터 밀이 적합한 것으로 나타났다. 커터 밀의 경우, 8mm의 내부 스크린을 적용할 때, 회수율은 97.3% 12mm를 적용할 때, 98.2%, 20mm일 때, 98.9%로 나타나 스크린 사이즈가 커짐에 따라 회수율은 다소 증가되는 것으로 나타났다. 커터 밀의 내부 스크린과 인버터의 속도 차이에 의한 실험결과 스크린의 크기가 작을수록, 인버터의 속도가 빠를수록 조립률은 낮아지는 것으로 나타났으며, 동일한 스크린에서 인버터 속도의 상승은 더욱 낮은 입도범위의 재료 회수가 가능한 것으로 나타났다.
참고문헌 (8)
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Jung, U.I., Kim, B.J., Kim, J.M. (2016). "A study on strength properties of mortar using LFS binder and oyster shell as fine aggregate," Proceedings of Journal of the Korean Recycled Construction Resource Institute, 58(1), 69-72 [In Korean].
Kim, H.S. (2011). A Study on the Quality Improvement of Recycled Fine Aggregate using Neutralization and Low Speed Wet Abraser, Ph.D Thesis, Kongju National University [In Korean].
Koo, H.S., Jun, H.S. (2006). An experimental study on the strength development of concrete using of the oyster shells, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 10(5), 137-146 [In Korean].
Lee, H.S., Park, D.W., Woo, D.S. (2009). A study on physicochemical and calcination processed characteristic of oyster shell, Journal of Academia-Industrial Technology, 10(12), 3971-3976 [In Korean].
Lee, S.H., Kim, H.J., Jung, Y.C., Bae, S.G. (2001). A study on the properties of cement mortar with modified oyster shell powder, Journal of the Korean Ceramic Society, 38(3), 231-237 [In Korean].
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