Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR100591060B1 - Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same - Google Patents

Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same Download PDF

Info

Publication number
KR100591060B1
KR100591060B1 KR20040063372A KR20040063372A KR100591060B1 KR 100591060 B1 KR100591060 B1 KR 100591060B1 KR 20040063372 A KR20040063372 A KR 20040063372A KR 20040063372 A KR20040063372 A KR 20040063372A KR 100591060 B1 KR100591060 B1 KR 100591060B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
aggregate
temperature
sludge
parts
Prior art date
Application number
KR20040063372A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060014708A (en
Inventor
문경주
소양섭
Original Assignee
문경주
김현수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 문경주, 김현수 filed Critical 문경주
Priority to KR20040063372A priority Critical patent/KR100591060B1/en
Publication of KR20060014708A publication Critical patent/KR20060014708A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100591060B1 publication Critical patent/KR100591060B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)

Abstract

본 발명은 경량골재 조성물 및 이를 이용한 경량골재 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 경량골재는 유기성 슬러지 100중량부에 대하여, 주 점결제로서 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%인 플라이애쉬 4~100중량부 및 보조 점결제 2~20중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a light weight aggregate composition and a method for manufacturing a light weight aggregate using the same, wherein the light weight aggregate of the present invention is 100 to 20 parts by weight of organic sludge, and the loss of ignition by unburned carbon as a main caking agent is 10 to 20% by weight. 4 to 100 parts by weight of ash and 2 to 20 parts by weight of auxiliary caking agent.

본 발명에 따르면, 기존의 매립 및 해양투기 등에 의해 무분별하게 처리되었던 유기성 슬러지와 활용이 미흡한 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%인 플라이애쉬 등의 무기성 폐기물을 이용하여 비중이 낮고 흡수 특성 및 강도 특성이 탁월한 고부가성 경량골재를 제조할 수 있다. According to the present invention, the specific gravity is low by using inorganic waste such as fly ash having 10-20% by weight of ignition loss due to organic sludge which has been treated indiscriminately by conventional landfill and ocean dumping and insufficient utilization of unburned carbon. It is possible to produce a high value-added lightweight aggregate having excellent absorption and strength characteristics.

경량골재. 유기성 슬러지. 플라이애쉬. 폐광미. 석분슬러지. 성형체.Lightweight aggregate. Organic sludge. Fly ash. Abandoned tailings. Stone powder sludge. Molded body.

Description

경량골재 조성물 및 이를 이용한 경량골재 제조방법{composition of lightweight aggregate and menufacturing method of lightweight aggregate thereby}Lightweight aggregate composition and manufacturing method of light weight aggregate using same

본 발명은 경량골재 조성물 및 이를 이용한 경량골재 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하폐수 종말처리장에서 발생하는 폐기물인 유기성 슬러지를 다량 함유한 경량골재 조성물 및 이를 이용한 경량골재 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a lightweight aggregate composition and a method for manufacturing a lightweight aggregate using the same, and more particularly, to a lightweight aggregate composition containing a large amount of organic sludge which is a waste generated in a wastewater treatment plant and a method for producing a lightweight aggregate using the same.

일반적으로 유기성 슬러지 특히, 하수슬러지는 하수를 처리하는 과정에서 하수에 포함되어 있는 입자상, 콜로이드상, 용존상의 오염물질을 제거할 때 발생되는 고형상의 2차 환경오염 물질로서, 현재 전국 290여개 하수종말처리장에서 연간 120여만톤의 엄청난 양이 발생하고 있고, 수자원의 보호를 위해 하수관 정비 및 하수처리시설의 추가 설치가 지속적으로 이루어지고 있어 그 발생량이 날로 증가되고 있는 추세이다. In general, organic sludge, especially sewage sludge, is a solid secondary environmental pollutant generated when removing particulate, colloidal, and dissolved pollutants contained in sewage during the treatment of sewage. There is a tremendous amount of 1.2 million tons per year in the terminal treatment plant, and the sewage pipe maintenance and additional installation of sewage treatment facilities are continuously performed to protect water resources.

종래에 유기성 슬러지는 일정한 매립지에 매립하여 처리되어 왔다. 이 경우 유기성 슬러지의 자체 수분함량이 높아 매립작업이 원활하지 못하고, 지반다짐에 문제점을 유발시키고 있으며, 침출수 및 악취를 발생시키기 때문에 매립장의 확보 가 매우 어려웠다. 이러한 이유로 2003년 7월 1일부터 함수율이 높은 상태에서의 직매립은 전면 금지되었다. Conventionally, organic sludge has been treated by embedding in a fixed landfill. In this case, since the organic sludge has a high moisture content, landfilling is not smooth, causing problems in ground compaction, and it is very difficult to secure a landfill site because it causes leachate and odor. For this reason, from 1 July 2003, direct landfilling under high water content has been banned.

상기와 같이 유기성 슬러지의 직매립을 금지한 취지가 유기성 슬러지의 재활용과 중간처리로 전환하려는 것임에도 불구하고, 현재 상기 유기성 슬러지의 처리는 처리비가 저렴한 해양투기로 전환되고 있다. 우리나라의 경우 동해상 2개소와 서해상 1개소의 공해상에 살포하고 있다. 그러나 조만간에 런던덤핑방지협약과 관련된 96의정서가 발효되면 해양투기도 금지될 상황에 놓여있어 이의 효율적인 처리방안 마련이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Although the above-mentioned prohibition of direct landfilling of organic sludge is intended to be converted to recycling and intermediate treatment of organic sludge, the treatment of organic sludge is currently being converted to ocean dumping at a low treatment cost. In Korea, it is sprayed on the high seas in two places on the East Sea and one in the West Sea. However, when the 96 Protocol related to the London Anti-Dumping Convention enters into force, marine dumping will be banned, so that efficient measures for its disposal are urgently needed.

이러한 직매립과 해양투기에 대한 문제의 극복방안으로 유기성 슬러지의 처리방법으로 소각, 건조 및 유기비료화가 제시되었다.Incineration, drying, and organic fertilization have been proposed as a method of treating organic sludge as a way to overcome the problems of direct landfill and ocean dumping.

상기 소각방법은 국내에서 90년대초에 소규모 처리용량으로 출발했으며, 대부분 유동상 및 회전상식으로 소각방법이 고찰되어 있다. 그러나 유기성 슬러지는 수분함량이 약 70%이상으로 높고 적은 유기물함량으로 저위발열량이 낮아 초기에 설치된 처리시설은 운전상에 많은 에너지를 요구하므로 처리비용이 매우 높다는 문제점이 있었다. The incineration method was started in Korea in the early 90's with a small treatment capacity, and incineration methods have been considered in most fluidized and rotary phases. However, the organic sludge has a problem that the treatment cost is very high since the initial installation of the treatment facility requires a lot of energy in operation because the low water content is low because of high moisture content of about 70% and low organic matter content.

또한 상기 소각방법 및 건조방법을 연계한 건조-소각 연계 시스템이 제안되어, 건조단계에서 도시에서 발생하는 폐목 등을 에너지원으로 사용하게 됨에 따라 처리비를 상기 소각방법만을 이용하는 경우에 비해 절반 가까이 절감하는 효과를 거두었다. 그럼에도 불구하고, 소각방법 또는 건조-소각 연계 방법에 의할 경우 소각후에 남는 소각재의 처리가 문제되었다. 구체적으로 소각재는 중금속 및 다이옥 신을 함유하고 있기 때문에 특별처리가 요구되며, 이러한 특별처리에는 고가의 설비 및 시간과 노력이 필요하다.In addition, a dry-incineration linkage system incorporating the incineration method and the drying method has been proposed, and as the waste wood generated in the city is used as an energy source in the drying step, the treatment cost is reduced by almost half compared to the case of using only the incineration method. Harvested. Nevertheless, incineration method or dry-incineration linkage method has a problem of treatment of incineration ash remaining after incineration. Specifically, incineration ashes contain heavy metals and dioxins, which require special treatment, which requires expensive equipment, time and effort.

또한 농업용으로 유기성 슬러지의 자원화에 대하여 많은 검토는 되고 있으나, 상술한 바와 같이 유기성 슬러지가 상당량의 유해성 물질을 함유하고 있기 때문에 이용에 많은 한계를 가지고 있다. In addition, many studies have been made on the recycling of organic sludge for agricultural use. However, as described above, since organic sludge contains a considerable amount of harmful substances, it has many limitations in its use.

한편, 건축물의 사하중 경감, 단열성 및 방음성을 향상시키기 위한 경량콘크리트가 폭넓게 사용되고 있으며, 상기 경량콘크리트에 활용되는 인공경량골재에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 인공경량골재로 제조 가능한 원료는 팽창점토, 세일(shale), 슬레이트(slate) 등이 있으며, 이러한 원료들의 화학조성은 소성시 팽창이 용이한 범위내에 있다. 그러나, 국내에서 상기 팽창이 용이한 조건을 만족하는 원료인 팽창점토는 전국에 산재해 있는 점토와 달리 충남 예산의 일부 지역, 세일로는 강원 및 충북의 일부지역에 부존하나, 부존량이 적을 뿐 아니라 동일한 광구에서도 화학성분의 변화가 심하여 실제로 상업화하기는 매우 어려운 실정이다. 더욱이, 원료채취에 한계가 있어 비팽창성 요업원료에 유기 또는 무기물의 발포제를 첨가하는 방안이 강구되기도 하였고 팽창에 적합한 화학적 조성을 인위적으로 배합하여 제조하는 것을 시도하였으나 경제성이 맞지 않아 쉽게 시도되지 못하였다. On the other hand, lightweight concrete is widely used to reduce dead weight of buildings, heat insulation, and sound insulation, and many studies have been made on artificial lightweight aggregates used for the light concrete. Generally, raw materials that can be manufactured from artificial light weight aggregates include expanded clay, sail, slate, and the like, and the chemical composition of these raw materials is within the range of easy expansion during firing. However, unlike the clays scattered throughout the country, expanded clay, which is a raw material that satisfies the easy expansion conditions in Korea, exists in some areas of the Chungnam budget and in some areas of Gangwon and Chungbuk, but not in small amounts. In the same photosphere, the chemical composition is so severe that it is very difficult to actually commercialize. In addition, there is a limit to the raw material harvesting has been devised to add an organic or inorganic blowing agent to non-expandable ceramic raw materials, and attempted to manufacture by artificially formulating a chemical composition suitable for expansion, but was not easily tried due to the economic disparity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 처리 및 재활용이 어려운 유기성 슬러지를 이용한 경량골재 조성물 및 이를 이용하여 물성이 뛰어난 경량골재 제조방법을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a lightweight aggregate composition using organic sludge difficult to process and recycle, and a method for producing a lightweight aggregate having excellent physical properties using the same.

본 발명의 다른 목적은 미연소 탄소에 의한 강열감량이 커서 활용율이 매우 낮은 플라이애쉬, 유기물이 소량 또는 다량 포함되어 있는 점토, 폐광미 및 석분슬러지 등의 활용이 미흡한 무기성 폐자원을 이용하여 제조비용을 최소화하면서도 물성이 뛰어난 경량골재 조성물 및 이를 이용한 경량골재 제조방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to manufacture by using inorganic waste resources, such as fly ash, low utilization rate of clay, waste tailings and stone powder sludge containing very small or large amount of organic matter, due to the large loss of ignition by unburned carbon. It is to provide a lightweight aggregate composition with excellent physical properties while minimizing the cost and a method for producing a lightweight aggregate using the same.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 경량골재 조성물은 유기성 슬러지 100중량부에 대하여, 주 점결제로서 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%인 플라이애쉬 4~100중량부 및 보조 점결제 2~20중량부로 이루어진 것다.In order to solve such technical problems, the lightweight aggregate composition according to the present invention has a fly ash of 4 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of organic sludge, the loss of ignition by unburned carbon as a main caking agent, 10 to 20% by weight, and It consists of 2 to 20 parts by weight of auxiliary caking agent.

또한 본 발명의 경량골재 조성물에 있어서, 상기 조성물의 건조중량에 대하여, 폐석고 0.1~8중량부가 더 포함된 것이 바람직하다.In addition, in the light weight aggregate composition of the present invention, it is preferable that 0.1 to 8 parts by weight of waste gypsum is further included with respect to the dry weight of the composition.

또한 본 발명의 경량골재 조성물에 있어서, 상기 보조 점결제가 점토, 폐광미 및 석분슬러지에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.In addition, in the light weight aggregate composition of the present invention, the auxiliary caking agent is preferably one or two or more selected from clay, waste tailings and stone sludge.

본 발명에 의한 경량골재 제조방법은 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 균질하게 혼합, 건조하여 함수율 20~40중량%인 페이스트를 제조하는 페이스트 제조단계; 상기 페이스트로 일정형상을 가진 성형체를 제조하는 성형체 제조단계; 상기 성형체를 함수율 20중량%이하로 건조하는 성형체 건조단계; 상기 성형체를 킬른(kiln) 내에 투입, 1,180~1,300℃의 온도에서 발포소성하여 골재를 제조하는 발포소성단계; 및 상기 골재를 냉각하는 냉각단계; 를 포함하여 이루어진 다.Method for producing a lightweight aggregate according to the present invention is a paste manufacturing step of producing a paste having a water content of 20 to 40% by weight by homogeneously mixing and drying the composition according to any one of claims 1 to 3; A molded article manufacturing step of manufacturing a molded article having a predetermined shape with the paste; A molded article drying step of drying the molded article at a water content of 20% by weight or less; A foam firing step of preparing the aggregate by foaming the molded body in a kiln and foaming at a temperature of 1,180 to 1,300 ° C .; And a cooling step of cooling the aggregate. It is made, including.

또한 본 발명의 경량골재 제조방법에 있어서, 상기 제조방법이 상기 성형체 건조단계 이전 또는 이후에, 상기 성형체를 폐석고로 코팅하는 것이 바람직하다. In addition, in the method for manufacturing lightweight aggregate of the present invention, the manufacturing method is preferably before or after the molded body drying step, it is preferable to coat the molded body with waste gypsum.

또한 본 발명의 경량골재 제조방법에 있어서, 상기 성형체 제조단계가, 상기 페이스트를 압출성형하여 각형 또는 원주(圓柱)형의 1차 성형체를 제조하고, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼에 투입하여 폐석고로 코팅하면서 동시에 구형의 2차 성형체를 제조하는 방법으로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, in the manufacturing method of the lightweight aggregate of the present invention, the molded article manufacturing step, by extrusion molding the paste to produce a prismatic or columnar primary molded body, and put the primary molded body in a rotating drum to waste gypsum It is preferable that the coating is made of a method of producing a spherical secondary molded body while coating with a.

또한 본 발명의 경량골재 제조방법에 있어서, 상기 발포소성단계가, 예열대 부분인 600℃까지는 10~30℃/min로 승온하고, 승온대 부분인 600℃부터 발포를 시작하는 온도까지는 30~100℃/min로 승온하여 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, in the manufacturing method of the lightweight aggregate of the present invention, the foam firing step, the temperature of the preheating portion up to 600 ℃ to 10 ~ 30 ℃ / min, the temperature rising zone portion from 600 ℃ to the temperature to start foaming 30 ~ 100 It is preferable to heat up at ° C / min.

또한 본 발명의 경량골재 제조방법에 있어서, 상기 냉각단계가, 상기 골재를 냉각속도 50~200℃/min로 냉각하여 200~300℃의 온도에서 대기중으로 방출하는 것이 바람직하다.In addition, in the manufacturing method of the light weight aggregate of the present invention, the cooling step, it is preferable to cool the aggregate at a cooling rate of 50 ~ 200 ℃ / min to release to the atmosphere at a temperature of 200 ~ 300 ℃.

이하, 본 발명에 의한 경량골재 조성물을 상세히 설명한다. Hereinafter, the lightweight aggregate composition according to the present invention will be described in detail.

상기 경량골재 조성물은 유기성 슬러지, 주 점결제로서 플라이애쉬, 보조 점결제 및 발포제로서 폐석고로 이루어진다.The lightweight aggregate composition is composed of organic sludge, fly ash as a main binder, auxiliary plaster and waste gypsum as a blowing agent.

상기 유기성 슬러지는 하수 슬러지, 정수 슬러지, 염색 슬러지, 제지 슬러지, 제당 슬러지 및 피혁슬러지로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하나, 기타의 유기성 슬러지를 이용하여도 무방하다. The organic sludge is preferably one or two or more selected from the group consisting of sewage sludge, purified sludge, dyed sludge, paper sludge, sugar sludge and leather sludge, but other organic sludges may be used.

상기 점결제로 이용되는 플라이애쉬는 성형성 확보, 함수율 저감 및 강도발현 등을 위한 조성으로서, 화력발전소나 열병합발전소 등에서 석탄의 연소 후 발생되는 플라이애쉬 중 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%로 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다. The fly ash used as the caking agent is a composition for securing moldability, reducing moisture content, and expressing strength, and the loss of ignition by unburned carbon in fly ash generated after coal combustion in a thermal power plant or a cogeneration plant is 10 to 20. Preference is given to using as high as% by weight.

물론 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10중량% 미만인 경우에도 당연히 사용할 수 있다. 다만, 이러한 플라이애쉬는 현재 콘크리트 혼화재료 등으로 재활용되기 때문에 그 활용율이 매우 높아 고가에 판매되고 있어 경량골재의 재료로 이용할 경우 제조비용을 상승시키는 요인이 된다.Of course, even if the loss of ignition by unburned carbon is less than 10% by weight can be used naturally. However, since the fly ash is currently recycled to concrete admixtures, etc., its utilization rate is very high and sold at a high price, which increases the manufacturing cost when used as a material for lightweight aggregate.

이와 달리 상기 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%로 높은 플라이애쉬는 콘크리트 혼화재료로 활용시, 콘크리트의 연행 공기포를 흡착하여 공기량을 감소시키는 영향이 크기 때문에 현재 활용이 극히 미미한 실정이다. 이러한 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%로 높은 플라이애쉬를 본 발명과 같이 경량골재의 제조에 이용할 경우, 오히려 경량골재의 소성시 탄소가 산화되어 탄산가스로 되어 발포에 매우 유리한 작용을 하며, 탄소의 연소에 의해 킬른 내 분위기를 발포에 유리한 조건인 환원분위기로 조성시킬 뿐만 아니라 소성 에너지를 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다. 더욱이, 상술한 바와 같이 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10중량% 미만인 것에 비해 현저하게 그 이용율이 떨어지기 때문에, 활용도가 떨어지는 재료를 재활용할 수 있다는 측면에서 더욱 의미가 있으며, 부가적으로 재료의 확보가 용이하고, 비용이 현저하게 저렴하다는 장점도 있다. On the other hand, fly ash, which has a high ignition loss due to the unburned carbon of 10 to 20% by weight, is used as a concrete admixture, and thus the use of the fly ash has a very small effect of reducing the amount of air by adsorbing entrained air bubbles of concrete. to be. When fly ash having a high ignition loss due to such unburned carbon is 10-20% by weight in the production of light weight aggregates as in the present invention, rather, the carbon is oxidized when the light weight aggregate is calcined to carbon dioxide gas, which is very advantageous for foaming. By the combustion of carbon, not only the atmosphere in the kiln is formed in a reducing atmosphere, which is a favorable condition for foaming, but also has the advantage of significantly reducing the firing energy. Further, as described above, since the loss of ignition due to unburned carbon is significantly lower than that of less than 10% by weight, it is more meaningful in terms of being able to recycle the less-used material. There is also an advantage that it is easy to secure and costs are significantly lower.

상기 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%인 플라이애쉬의 함량이 유 기성 슬러지 100중량부에 대하여 4중량부 미만인 경우, 비중이 낮아지는 장점은 있으나, 흡수율이 높아지고 강도가 현저히 떨어지는 단점이 있다. 반대로 100중량부 초과인 경우, 무기물 양이 증가되어 비중이 높아지기 때문에 경량골재로서의 효용성이 떨어진다. When the content of fly ash having a loss of ignition by the unburned carbon is 10 to 20% by weight is less than 4 parts by weight based on 100 parts by weight of organic sludge, the specific gravity is lowered, but the absorption is higher and the strength is significantly lowered. There is this. On the contrary, in the case of more than 100 parts by weight, the inorganic amount is increased and the specific gravity is increased, so the utility as a light weight aggregate is inferior.

상기 보조 점결제는 플라이애쉬와 유사하게 점결력을 향상시켜 성형성을 확보하고, 함수율 저감 및 강도발현 등을 위하여 혼입하는데, 점토, 폐광미 및 석분슬러지에서 선택된 1종 또는 2종 이상으로 조성된다. The auxiliary binder is similar to the fly ash to improve the cohesive force to secure the formability, and is mixed for reducing moisture content and strength, etc., is composed of one or two or more selected from clay, waste tailings and stone sludge. .

일반적으로 세라믹 원료로 사용되는 점토는 유기물이 함유되지 아니한 점토이다. 그러나 본 발명에서 보조 점결제로 사용되는 점토는 전국 각지에 산재해 있어 확보가 용이한 유기물이 소량 또는 다량 함유되어 있는 점토는 물론, 건설잔토 등을 이용하여도 큰 문제가 없으며, 오히려 재료의 확보 및 비용절감을 위해서 유리하다. 또한 상기 점토는 분쇄할 필요없이 일반 소성점토벽돌 제조공정과 동일한 방식으로 이용이 가능하다. 또한 석분슬러지는 원석을 채석할 때와 가공하는 과정에서 발생되는 것으로서, 침전 후 탈수케익 상태의 것을 그대로 사용하여도 무방하다. 즉, 이들 점토 및 석분슬러지는 SiO2 60~70중량%, Al2O3 15~25중량%를 함유하고 있는 것이면 이용가능하다.In general, clay used as a ceramic raw material is clay which does not contain organic matter. However, in the present invention, the clay used as an auxiliary caking agent is scattered all over the country, so it is not a big problem to use a clay containing a small amount or a large amount of organic materials that are easy to secure, as well as construction residue, but rather to secure materials. And for cost reduction. In addition, the clay can be used in the same manner as the general plastic clay brick manufacturing process without the need for grinding. In addition, the stone powder sludge is generated during quarrying and processing, and may be used as it is in a dehydrated cake state after precipitation. That is, these clays and stone powder sludges can be used as long as they contain 60 to 70 wt% of SiO 2 and 15 to 25 wt% of Al 2 O 3 .

상기 폐광미는 광산 부산물로서, 유용광물을 분리, 선별하기 위하여 파쇄 또는 분쇄 및 선별처리하는 과정에서 미립화된 물질로서 비표면적 2,000㎠/g 이상이고, SiO2 60~70중량%, Al2O3, CaO 및 Fe2O3 5~15중량%를 함유하고 있으면 이용가능하 다.The waste tailings are mining by-products, and have a specific surface area of 2,000 cm 2 / g or more as an atomized material in the process of crushing or pulverizing and sorting to separate and sort out useful minerals, and have a SiO 2 60 to 70% by weight, Al 2 O 3 , It can be used if it contains 5 to 15% by weight of CaO and Fe 2 O 3 .

상기 보조점결제의 혼입량이 상기 유기성 슬러지 100중량부에 대하여 2중량부 미만인 경우, 점결력이 낮아 성형성이 떨어진다. 반대로 20중량부를 초과하는 경우, 상대적으로 상기 유기성 슬러지의 함유량이 줄어들기 때문에 발포 및 소결이 제대로 이루어지지 않는다. When the mixing amount of the auxiliary binder is less than 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic sludge, the caking force is low and the moldability is inferior. On the contrary, if it exceeds 20 parts by weight, foaming and sintering are not performed properly because the content of the organic sludge is relatively reduced.

본 발명에서 발포제 및 표면 코팅제로 사용되는 폐석고는 탈황공정 및 인산, 불산, 붕소, 티타늄 제조 과정시에 대량으로 생성되는 것으로서, CaSO4 성분이 70중량% 이상 함유하고 있으면 이용가능하다. Waste gypsum used as a blowing agent and surface coating in the present invention is produced in a large amount during the desulfurization process and phosphoric acid, hydrofluoric acid, boron, titanium production process, and can be used if the CaSO 4 component contains 70% by weight or more.

물론 상기 폐석고를 혼입하지 않아도 발포는 이루어지지만, 이를 첨가함으로써 발포를 더욱 활발히 유도할 수 있으며, 그에 따라 골재의 경량화에 유리하다. 상기 폐석고를 상기 조성물의 건조중량에 대하여 8중량부를 초과하여 혼입하는 경우, 발포가 과도하게 이루어지기 때문에 표면에 균열이 생겨 흡수율이 현저하게 높아지게 되는 문제가 있다. 상기 폐석고의 경우 분해온도가 높아 골재 제조온도와 유사하여 바람직한 발포제로서 효과가 높지만 SO3 발생에 대비한 처리시설이 요구된다. Of course, foaming is achieved even if the waste gypsum is not mixed, but by adding it, foaming can be induced more actively, which is advantageous in lightening aggregates. When the waste gypsum is mixed in an amount exceeding 8 parts by weight with respect to the dry weight of the composition, since foaming is excessive, there is a problem in that a crack occurs on the surface and the water absorption becomes significantly high. In the case of the waste gypsum, the decomposition temperature is high, similar to the aggregate production temperature, and thus the effect is high as a preferable blowing agent, but a treatment facility for SO 3 generation is required.

이하, 본 발명에 의한 경량골재 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing lightweight aggregate according to the present invention will be described in detail.

상기 조성물을 균질하게 혼합, 건조하여 페이스트를 제조한다. 상기 페이스트의 전체 함수율이 40중량%를 초과하거나, 20중량% 미만인 경우에는 성형 자체가 불가능하기 때문에 전체 함수율을 20~40중량%로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람 직하게는 20~30중량%로 하는 것이다. 상기 페이스트의 함수율에 절대적인 역할을 하는 것은 유기성 슬러지 및 석분 슬러지이다. 예를 들어 탈수케익 상태의 유기성 슬러지 또는/및 석분 슬러지를 이용하는 경우, 상기 조성물을 이루는 기타의 성분들은 수분함량이 낮은 것을 이용함으로써 전체 함수량을 조절할 수 있다. 즉, 탈수케익 상태의 유기성 슬러지 또는/및 석분 슬러지와, 함수율이 낮은 플라이애쉬, 점토 및 폐광미 등을 혼합하여 강하게 응집되어 있는 상태의 큰 덩어리를 만들고, 이를 작은 알갱이 형태로 해쇄한 후 건조함으로써 함수율이 20~40중량%인 페이스트를 용이하게 제조할 수 있다. 또한 점토 및 폐광미는 자연상태에서 일부 건조한 후 약간의 수분을 함유한 상태의 것을 이용할 수 있고, 폐석고의 경우에도 수분을 함유한 상태로 이용할 수 있다. 또한 상기 조성물을 균질하게 혼합, 건조한 후에 전체 함수율이 40중량%를 초과하는 경우에는 미리 혼합, 건조된 상기 조성물 분말을 투입하여 전체 함수율을 40중량% 이하로 조정할 수도 있다. 또한 상기 조성물을 컨베이어에 투입할 때, 일괄적으로 하지 않고 순차적으로 각각 투입하여 순환형 압축 롤러식 혼합기 및 스크류 등을 통해 균질한 혼합물을 얻는 것이 바람직하다. The composition is mixed homogeneously and dried to prepare a paste. When the total water content of the paste is more than 40% by weight or less than 20% by weight, molding itself is impossible, so the total water content is preferably 20 to 40% by weight. More preferably, it is 20 to 30% by weight. It is organic sludge and stone dust sludge that play an absolute role in the moisture content of the paste. For example, in case of using organic sludge in the dehydrated cake state and / or stone sludge, the other components constituting the composition can be controlled by using a low water content. That is, by mixing organic sludge or / and stone sludge in a dehydrated cake state with fly ash, clay and waste tailings having a low moisture content, a large agglomerated state is formed, and then crushed into small granules and dried. A paste having a water content of 20 to 40% by weight can be easily produced. In addition, clay and waste tailings may be used in a state of containing some water after some drying in the natural state, and in the case of waste gypsum can also be used in a state containing water. In addition, when the total moisture content exceeds 40% by weight after homogeneously mixing and drying the composition, the total water content may be adjusted to 40% by weight or less by adding the mixed and dried composition powder. In addition, when the composition is added to the conveyor, it is preferable to obtain a homogeneous mixture through a circulating compression roller mixer, a screw, and the like by sequentially inputting each of the compositions instead of collectively.

이와 같이 제조된 페이스트로 일정형상을 가진 성형체를 형성한다. 구체적으로는 상기 페이스트를 압출성형하여 각형 또는 원주(圓柱)형의 1차 성형체를 제조하고, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼에 투입하여 구형의 2차 성형체를 제조한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 1차 성형체는 압출성형기의 스크류 등을 통해 압축된 시료가 소정 구경의 구멍이 뚫린 금형에 의해 압출되면서 적당한 크기로 절단하여 형성된다. 이 때, 페이스트의 점도에 따라 배출속도가 달라지고, 절단속도에 따라 1차 성형체의 모양 및 크기가 달라지는데, 그 직경이 2~10mm가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성된 1차 성형체를 구형의 2차 성형체로 제조하기 위하여 회전하는 드럼에 투입한다. 그러나 드럼에서 회전시 1차 성형체끼리 달라붙는 현상이 발생하여 원하는 형상 및 크기를 가진 골재를 얻을 수 없다. 따라서 이를 방지하기 위하여 1차 성형체의 표면을 폐석고로 코팅한 후 회전하는 드럼에 투입하여 구형의 2차 성형체를 제조하거나, 또는 1차 성형체를 바로 회전하는 드럼에 투입한 후, 폐석고 미분말을 도포하여 코팅함과 동시에 굴리면서 구형으로 성형할 수도 있다. 이때 사용하는 폐석고는 경량골재 조성물을 이루는 폐석고와 달리, 건조된 상태의 분말을 이용하는 것이 바람직하며, 이러한 폐석고 미분말을 상기 1차 성형체의 표면에 50~200㎛의 두께로 도포함으로써 코팅하는 것이 바람직하다. 상기 코팅층의 두께를 50㎛ 미만으로 할 경우 상기의 목적을 달성할 수 없으며, 200㎛ 를 초과하여 코팅한 경우 소성시 성형체 내부로 열이 제대로 전달되지 못하기 때문에 상기 성형체의 중심부 온도가 소결에 필요한 온도에 다다르지 못한 채 냉각 배출될 우려가 있으며, 이 때문에 소성온도가 높아져야 하는 단점이 있다. The paste prepared as above forms a molded article having a certain shape. Specifically, the paste is extruded to prepare a prismatic or columnar primary molded body, and the primary molded body is put into a rotating drum to produce a spherical secondary molded body. In more detail, the primary molded body is formed by cutting the sample compressed by the screw of the extruder or the like into an appropriate size while being extruded by a mold having a predetermined diameter. At this time, the discharge rate is changed depending on the viscosity of the paste, the shape and size of the primary molded body is changed depending on the cutting speed, it is preferable that the diameter is 2 ~ 10mm. The primary molded body thus formed is put into a rotating drum to produce a spherical secondary molded body. However, when the drum rotates in the primary moldings are stuck to each other, the aggregate having the desired shape and size can not be obtained. Therefore, in order to prevent this, the surface of the primary molded body is coated with waste gypsum and then put into a rotating drum to produce a spherical secondary molded body, or the primary molded body is directly put into a rotating drum, and then the fine powder of waste gypsum is applied. It can also be spherical and rolled simultaneously with coating. In this case, the waste gypsum used is different from the waste gypsum forming the lightweight aggregate composition, it is preferable to use a powder in a dried state, it is preferable to coat the waste gypsum fine powder by applying a thickness of 50 ~ 200㎛ on the surface of the primary molded body. . If the thickness of the coating layer is less than 50㎛ can not achieve the above object, if the coating is more than 200㎛ because the heat is not properly transferred to the inside of the molded body during baking, the central temperature of the molded body is necessary for sintering There is a risk that the cooling is discharged without reaching the temperature, for this reason there is a disadvantage that the firing temperature must be increased.

또한 상기 폐석고에 의한 코팅은 상술한 바와 같이, 1차 성형체끼리 달라붙는 현상을 방지하기 위한 것 이외에도 후술하는 소성공정에서의 융착을 방지하는 효과도 있다. In addition, the coating by the waste gypsum, as described above, in addition to preventing the phenomenon of sticking between the primary molded bodies, there is also an effect of preventing fusion in the firing process described later.

또한 회전하는 드럼 내부에서 5~15분간 굴림동작에 의해 내부 조직이 치밀하게 된다. In addition, the internal structure is dense by the rolling operation in the rotating drum for 5 to 15 minutes.

상기의 2차 성형체를 200℃ 이하의 온도에서 함수율 20중량% 이하, 보다 바 람직하게는 10중량%이하로 건조한 후, 킬른(kiln) 내에 투입하여 발포 소성한다. 건조온도가 200℃ 초과인 경우 성형체 내부의 유기물이 연소할 우려가 있으며, 또한 함수율이 20중량%를 초과하는 경우에는 발포 소성시 성형체 내부의 수증기가 급열에 의해 외부로 빠져나오면서 표면에 균열을 발생시키기 때문이다.The secondary molded body is dried at a water content of 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less at a temperature of 200 ° C or less, and then poured into a kiln to foam firing. If the drying temperature is higher than 200 ° C, organic matter inside the molded body may be burned. If the moisture content exceeds 20% by weight, water vapor inside the molded product may be released to the outside due to rapid heat, causing cracks on the surface. Because it is.

또한 성형체의 투입량은 킬른의 생산성과 직결될 뿐만 아니라 인공경량골재를 제조하는 경우 로내의 분위기와도 깊은 관계가 있다. 골재는 킬른내 전체의 분위기에도 영향을 받지만 특히 인접한 부근의 분위기에 직접적으로 영향을 받기 때문에 성형체의 투입량이 적으면 산소를 공급받을 기회가 많아지므로 산화분위기에서 소결될 우려가 있고, 원료의 투입량이 많으면 킬른내에서 골재에 묻혀 있을 확율이 높아서 산소를 공급받을 기회가 적어지므로 자연히 환원분위기가 형성되어 발포에 유리한 조건이 되나 킬른 내에서 묻혀 있는 골재의 경우 열을 제대로 받지 못하여 불완전하게 소결될 수 있다. 따라서 킬른내에서 원료의 투입량은 노내 체적의 8~12%를 투입하는 것이 바람직하다. In addition, the injection amount of the molded body is not only directly related to the productivity of the kiln, but also has a deep relationship with the atmosphere in the furnace when manufacturing artificial lightweight aggregate. Aggregate is influenced by the atmosphere of the whole kiln, but in particular, because it is directly affected by the atmosphere in the vicinity of the kiln, there is a risk of sintering in an oxidizing atmosphere because the small amount of molded product increases the chance of receiving oxygen. The greater the probability that the aggregates will be buried in the kiln, the less chance there is to be supplied with oxygen. Therefore, a reducing atmosphere is naturally formed, which is favorable for foaming. However, aggregates buried in the kiln may not be properly heated and sinter incompletely. . Therefore, the input amount of the raw material in the kiln is preferably 8 to 12% of the volume in the furnace.

상기 발포 소성은 소성대 구간인 1,180~1,300℃의 온도에서 수분간, 바람직하게는 5~15분간 수행한다. 소성온도를 1,180℃이하로 할 경우 소결 및 발포가 제대로 이루어지지 않아 골재가 높은 흡수율 및 비중값을 보이며, 반대로 1,300℃이상으로 하면 과소결, 과발포 및 부분 용융현상을 보여 골재로서의 가치가 낮아지며, 연료비 등의 비용 상승의 문제점도 있다. The foam firing is carried out for several minutes, preferably 5 to 15 minutes at a temperature of 1,180 ~ 1,300 ℃ the baking zone. If the sintering temperature is less than 1,180 ℃, the aggregate shows high absorption rate and specific gravity because sintering and foaming is not done properly.On the contrary, if it is over 1,300 ℃, the value of aggregate is low because it shows oversintering, over-foaming and partial melting There is also a problem of rising costs such as fuel costs.

한편, 인공 경량골재는 열로 인한 분해와 팽창, 재결정화를 이용한 소재이므로 골재 내부에서의 열 흐름을 적정한 온도와 시간을 부여하여 제어할 필요가 있 다. 적정한 제어가 되지 아니할 경우, 골재 중심부의 온도가 소결에 필요한 온도에 다다르지 못한 채 냉각 배출되거나, 급격한 온도 상승으로 인한 가스 분해로 불규칙하고 큰 기공이 형성되어 강도 등 골재의 품질이 나빠지게 되는 것이다.On the other hand, artificial lightweight aggregate is a material using decomposition and expansion, recrystallization due to heat, it is necessary to control the heat flow inside the aggregate by giving the appropriate temperature and time. If it is not properly controlled, the temperature of aggregate is cooled and discharged without reaching the temperature required for sintering, or irregular and large pores are formed due to gas decomposition due to rapid temperature rise, resulting in poor quality of aggregate such as strength. .

본 발명에서는 소성대 구간까지 승온함에 있어서, 급격한 온도상승으로 유기물이 다격히 연소되어 불규칙하고 큰 기공이 형성되는 것을 방지하기 위한 예열대 구간과, 급열을 통해 소성역역으로의 신속한 진입으로 골재 내부의 가스 이탈을 방지하기 위한 승온대 구간을 마련하고 있다. 이를 통해 최고 온도에서 다량의 가스 발생을 억제하는 효과와 재결정화에 필요한 시간을 제공하는 등 골재의 품질을 최적화 할 수 있다. In the present invention, the temperature rises up to the baking zone, the preheat zone to prevent the formation of irregular and large pores by the rapid combustion of organic matter with a rapid temperature rise, and the rapid entry into the plastic zone through rapid heat in the aggregate inside A temperature zone section is provided to prevent gas escape. This optimizes the quality of the aggregate, including the effect of suppressing the generation of large amounts of gas at the highest temperatures and providing the time needed for recrystallization.

구체적으로는 예열대 부분인 600℃까지는 비교적 서서히 10~30℃/min로 승온하고, 승온대인 600℃부터 발포를 시작하는 온도까지는 30~100℃/min의 승온속도로 승온하는 것이 바람직하다. Specifically, it is preferable that the temperature is gradually increased to 10 to 30 ° C./min up to 600 ° C., which is a preheating part, and the temperature is increased at a temperature of 30 to 100 ° C./min from 600 ° C., which is a temperature rising zone, to the temperature at which foaming starts.

이 때, 상기 킬른이 로터리 킬른(rotary kiln)인 경우, 회전속도와 킬른 내부의 구배를 조정함으로써 승온속도를 조절할 수 있으며, 특히 급열이 필요한 승온대 구간의 길이와 직경을 좁게 하여 예열대 구간에서 소성대 구간으로 신속히 진입하게 할 수 있으며, 또한 터널식 킬른(tunnel kiln)인 경우, 레일 위의 스플로게이트 호일의 온전속도를 조정함으로써 승온속도를 조절할 수 있다. At this time, when the kiln is a rotary kiln, the temperature increase rate can be controlled by adjusting the rotational speed and the gradient inside the kiln, and in particular, in the preheating zone by narrowing the length and diameter of the temperature increase zone where rapid heating is required. It is possible to quickly enter the firing zone, and in the case of a tunnel kiln, it is possible to control the temperature increase rate by adjusting the inlet speed of the split gate foil on the rail.

상기 소성대 구간에서는 최고온도 도달 후 일정시간 유지시킴으로서 경량골재 내부에 균일한 기공분포와 안정된 소결조직 형성을 유도하여 강도의 형성을 꾀하는데, 5~15분간 유지시키는 것이 바람직하다. 그러나 유지온도와 시간을 변화시 킴으로써 발포의 정도를 조절하여 경량골재의 비중과 흡수율을 조절할 수 있다.In the baking zone, by maintaining a predetermined time after reaching the maximum temperature to induce uniform pore distribution and stable sintered structure formed in the light weight aggregate, the strength is formed, it is preferable to maintain for 5 to 15 minutes. However, by changing the holding temperature and time it is possible to adjust the degree of foaming to control the specific gravity and absorption rate of lightweight aggregate.

마지막으로 상기 골재를 냉각하는데, 골재의 강도는 소결 후 냉각속도에 따라 달라진다. 일반적으로 냉각속도가 느릴수록 골재의 불규칙한 응력을 제거하여 안정적인 내부 소결발포 조직을 형성케 하고, 소결안정화 진행과 생성된 유리상의 재결정화가 유도되어 골재 내부의 강도가 증가하는 경향이 있다. 그러나 생산성 측면에서 고려해 볼때, 킬른에서 배출된 상태의 골재는 매우 뜨겁기 때문에 급냉을 통해 온도를 저하시켜야 컨베이어 이송, 체가름을 통한 선별, 싸일로 저장 등 후속공정을 연계할 수 있으므로 공냉식 냉각기를 별도로 설치하여 급냉을 하는 것이 바람직하며, 이 열을 회수하여 건조기 등에 재사용하는 것이 경제성면에서도 유리하다. 이를 감안하여 50~200℃/min로 냉각하여 200~300℃의 온도에서 대기중으로 방출하는 것이 바람직하다. Finally, the aggregate is cooled, the strength of the aggregate depends on the cooling rate after sintering. Generally, the slower the cooling rate, the more the internal stress of the aggregates is increased by removing the irregular stress of the aggregate to form a stable internal sintered foam structure, and the progress of sintering stabilization and the recrystallization of the glass phase are generated. However, considering the productivity, the aggregate discharged from the kiln is very hot, so the temperature must be lowered through quenching so that subsequent processes such as conveying conveyors, sorting through sieves, and storing in silos can be connected separately. It is preferable to perform quenching, and it is advantageous in terms of economics to recover this heat and reuse it in a dryer or the like. In view of this, it is preferable to cool to 50 ~ 200 ℃ / min and discharge into the atmosphere at a temperature of 200 ~ 300 ℃.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the embodiment will be described in detail.

하기의 모든 실시예에 사용된 유기성 슬러지, 플라이애쉬, 점토, 석분슬러지 및 폐광미의 성분과 물성치를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.The components and physical properties of the organic sludge, fly ash, clay, calcined sludge and waste tailings used in all the following examples are shown in Tables 1-3.

구체적으로 유기성 슬러지의 수분, 유기물 및 무기물의 함량은 하기의 표 1과 같다. Specifically, the water, organic matter and inorganic matter content of the organic sludge are shown in Table 1 below.

Figure 112004035953373-pat00001
Figure 112004035953373-pat00001

또한, 유기성 슬러지를 600℃에서 하소한 후 무기물에 대한 화학조성은 하기의 표 2와 같다. In addition, the chemical composition for the inorganic material after calcining the organic sludge at 600 ℃ is shown in Table 2 below.

Figure 112004035953373-pat00002
Figure 112004035953373-pat00002

또한, 플라이애쉬, 점토, 석분슬러지, 폐광미 및 폐석고의 화학조성은 하기의 표 3과 같다. In addition, the chemical composition of fly ash, clay, stone sludge, waste tailings and waste gypsum is shown in Table 3.

Figure 112004035953373-pat00003
Figure 112004035953373-pat00003

<실시예 1><Example 1>

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 50중량부 및 점토 5중량부로 이루어진 조성물을 혼합, 건조하여 함수율 20~30중량%인 페이스트를 제조하였다. To 100 parts by weight of sewage sludge in a dehydrated cake state, a composition consisting of 50 parts by weight of fly ash and 5 parts by weight of clay was mixed and dried to prepare a paste having a water content of 20 to 30% by weight.

상기 페이스트를 압출성형기로 직경 8mm인 원주형 1차 성형체를 제조한 후, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼형 성형기에 투입하여 코팅제인 폐석고 미분말을 도포하면서 8분간 굴려서 구형의 2차 성형체를 제조하였다. 이 때 코팅된 폐석고의 두께는 150㎛로 하였다. 상기와 같이 코팅된 2차 성형체를 200℃ 이하의 온도에서 함수율 10% 이하로 건조한 후, 건조된 성형체를 킬른에 투입하여 예열대 구간인 600℃까지는 15℃/min의 승온속도로 진입시키고, 승온대 구간인 600℃부터 60℃/min의 승온속도로 진입시켜 1,220~1,250℃의 온도에서 10분간 소성한 후, 150℃/min의 속도로 냉각하여 250℃의 온도에서 대기중으로 방출하여 경량골재를 제조하 였다. After the paste was manufactured into a cylindrical primary molded article having a diameter of 8 mm by an extrusion molding machine, the primary molded article was put into a rotating drum-type molding machine, and rolled for 8 minutes while applying a fine powder to a waste gypsum as a coating to prepare a spherical secondary molded article. . At this time, the thickness of the coated waste gypsum was set to 150㎛. After drying the coated secondary molded product to a water content of 10% or less at a temperature of 200 ℃ or less, and put the dried molded product into a kiln to enter a preheating zone 600 ℃ at a temperature increase rate of 15 ℃ / min, After heating at 600 ℃ to 60 ℃ / min in a large section and firing for 10 minutes at the temperature of 1,220 ~ 1,250 ℃, cooling at 150 ℃ / min and releasing it into the atmosphere at 250 ℃ It was prepared.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.46이고, 흡수율은 11.4%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 15.6ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 1.46, the absorption rate was 11.4%, and the result of 10% fine grain fracture test was 15.6tons.

<실시예 2><Example 2>

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 4중량부, 점토 5중량부 및 상기 재료의 건조중량에 대하여 폐석고 5중량부를 혼입한 조성물을 조성한다는 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. With respect to 100 parts by weight of the sewage sludge in the dehydrated cake state, except that the composition is mixed with 4 parts by weight of fly ash, 5 parts by weight of clay and 5 parts by weight of waste gypsum based on the dry weight of the material. Light aggregate was prepared in the same conditions and order.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 0.53이고, 흡수율은 12.9%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 3.6ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 0.53, the absorption rate was 12.9%, and the result of 10% fine grain fracture test was found to be 3.6ton.

<실시예 3><Example 3>

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 50중량부, 점토 5중량부 및 상기 재료의 건조중량에 대하여 폐석고 5중량부를 첨가한 조성물을 조성한다는 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. Except for 100 parts by weight of sewage sludge in the dehydrated cake state, except that 50 parts by weight of fly ash, 5 parts by weight of clay and 5 parts by weight of waste gypsum were added to the dry weight of the material, Light aggregate was prepared in the same conditions and order.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.23이고, 흡수율은 13.3%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 14.8ton으로 나타났다. As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 1.23, the absorption rate was 13.3%, and the result of 10% fine grain fracture test was 14.8tons.

<실시예 4><Example 4>

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 100중량부 및 점토 5중량부에 상기 재료의 건조중량에 대하여 폐석고 5중량부를 첨가한 조성물을 조성한다는 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. With respect to 100 parts by weight of sewage sludge in a dehydrated cake state, except that 100 parts by weight of fly ash and 5 parts by weight of clay were added to the composition by adding 5 parts by weight of waste gypsum to the dry weight of the material. Light aggregate was prepared in the same conditions and order.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.57이고, 흡수율은 14.6%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 16.5ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as above, the specific gravity was 1.57, the absorption rate was 14.6%, and the result of 10% fine grain fracture test was found to be 16.5ton.

<비교예 1>Comparative Example 1

상기 실시예에서 얻어진 경량골재의 품질 특성 정도를 파악하기 위하여 독일(Liaipor 社), 스페인(Arita 社), 일본(Mesalite 社)에서 수입한 경량골재의 품질시험을 실시하였다. 그 결과를 하기의 표 4에 나타내었다.In order to grasp the degree of quality characteristics of the light weight aggregates obtained in the above example, quality tests of light weight aggregates imported from Germany (Liaipor Co., Ltd.), Spain (Arita Co., Ltd.) and Japan (Mesalite Co., Ltd.) were carried out. The results are shown in Table 4 below.

Figure 112004035953373-pat00004
Figure 112004035953373-pat00004

상기 실시예 2 내지 실시예 4를 비교하여 보면, 플라이애쉬의 혼입량이 증가함에 따라 비중 및 흡수율 측면에서는 불리하고, 강도는 높아지는 경향을 보인다. 그러나 전체적으로 봤을 때, 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 상기의 실시예에 의해 제조된 경량골재가 수입산 경량골재에 비하여 흡수율 및 강도면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다. As compared with Examples 2 to 4, as the amount of fly ash is increased, it is disadvantageous in terms of specific gravity and water absorption, and the strength tends to increase. However, as a whole, as can be seen in Table 4, it was confirmed that the lightweight aggregate produced by the above-described embodiment according to the present invention is superior in terms of absorption and strength compared to the imported lightweight aggregate.

또한 상기 실시예 1 및 실시예 3을 비교하여 보면, 폐석고를 혼입한 경우 비중이 낮아지는 반면, 흡수율과 강도는 높아지는 경향이 있다. 따라서 필요에 따라 폐석고의 혼입 여부를 선택할 수 있는 것이다.In addition, in comparison with Examples 1 and 3, when the waste gypsum is mixed, the specific gravity decreases, while the absorption rate and strength tend to increase. Therefore, it is possible to choose whether to mix the waste gypsum as needed.

<비교예 2>Comparative Example 2

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 1중량부를 혼 입한다는 점을 제외하고, 상기 실시예 3과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. With respect to 100 parts by weight of sewage sludge in the dehydrated cake state, except for mixing 1 part by weight of fly ash, lightweight aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 3.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 0.73이고, 흡수율은 23%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 1.8ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as above, specific gravity was 0.73, water absorption was 23%, and the result of 10% fine grain fracture test was found to be 1.8ton.

이와 같이 플라이애쉬의 혼입량이 감소함에 따라 골재의 물성이 현저히 저하됨을 알수있다.As such, as the amount of fly ash is reduced, the physical properties of the aggregates are significantly reduced.

<비교예 3>Comparative Example 3

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 110중량부를 혼입한다는 점을 제외하고, 상기 실시예 3과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. With respect to 100 parts by weight of sewage sludge in the dehydrated cake state, except for mixing 110 parts by weight of fly ash, lightweight aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 3.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.83이고, 흡수율은 16%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 9.8ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 1.83, the absorption rate was 16%, and the result of 10% fine grain crushing test showed 9.8tons.

이와 같이 플라이애쉬의 혼입량이 증가함에 따라 상대적으로 유기물 양은 감소하고, 무기물 양은 증가하여 골재 내부의 소결이 제대로 이루어지지 못하여 골재의 비중이 높아지고 강도는 저하하는 단점을 보임을 알 수 있다.As the amount of fly ash is increased, the amount of organic matter is relatively decreased, and the amount of inorganic matter is increased, so that the sintering of the aggregate is not performed properly, so that the specific gravity of the aggregate is increased and the strength is decreased.

<비교예 4><Comparative Example 4>

재료의 건조중량에 대하여 폐석고 10중량부를 혼입한다는 점을 제외하고, 상기 실시예 3과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. A light weight aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 3, except that 10 parts by weight of waste gypsum was mixed with respect to the dry weight of the material.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 0.52이고, 흡수율은 23.2%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 2.5ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as above, specific gravity was 0.52, water absorption was 23.2%, and the result of 10% fine grain crushing test was 2.5tons.

폐석고의 혼입량이 10중량부로 증가함에 따라 발포가 과도하게 이루어져 표면에 일부 균열이 발생하여 흡수율이 현저히 높아지고 강도 또한 저하됨을 확인할 수 있었다.As the amount of waste gypsum increased to 10 parts by weight, the foaming was excessive, so that some cracks occurred on the surface, and the absorption rate was significantly increased and the strength was also decreased.

<실시예 5>Example 5

탈수 케익상태의 염색 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 10중량부, 점토 3중량부, 석분슬러지 8중량부 및 상기 재료의 건조중량에 대하여 폐석고 3중량부를 혼합, 건조하여 함수율 25~35중량%인 페이스트를 제조하였다. 10 parts by weight of fly ash, 3 parts by weight of clay, 8 parts by weight of clay powder sludge, and 3 parts by weight of waste gypsum, based on the dry weight of the material, were dried and dried to obtain a water content of 25 to 35% by weight. Phosphorous paste was prepared.

상기 페이스트를 압출성형기로 직경 5mm인 원주형 1차 성형체를 제조한 후, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼형 성형기에 투입하여 코팅제인 폐석고 미분말을 도포하면서 8분간 굴려서 구형의 2차 성형체를 제조하였다. 이 때 코팅된 폐석고의 두께는 200㎛로 하였다. 상기와 같이 코팅된 2차 성형체를 100℃ 이하의 온도에서 함수율 15% 이하로 건조한 후, 건조된 성형체를 킬른에 투입하여 예열대 구간인 600℃까지는 20℃/min의 승온속도로 진입시키고, 승온대 구간인 600℃부터 30℃/min의 승온속도로 진입시켜 1,250~1,280℃의 온도에서 10분간 소성한 후, 50℃/min의 속도로 냉각하여 300℃의 온도에서 대기중으로 방출하여 경량골재를 제조하였다. After the paste was manufactured into a cylindrical primary molded article having a diameter of 5 mm by an extrusion molding machine, the primary molded article was put into a rotating drum-type molding machine and rolled for 8 minutes while applying a waste plaster fine powder as a coating to prepare a spherical secondary molded article. . At this time, the thickness of the coated waste gypsum was 200 μm. After drying the coated secondary molded product to a water content of 15% or less at a temperature of 100 ℃ or less, and then put the dried molded product into a kiln to enter a preheating zone 600 ℃ at a temperature increase rate of 20 ℃ / min, After entering at a temperature increase rate of 30 ℃ / min from 600 ℃, which is a large section, calcining for 10 minutes at a temperature of 1,250 ~ 1,280 ℃, cooling it at 50 ℃ / min and releasing it into the atmosphere at a temperature of 300 ℃ Prepared.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 0.76이고, 흡수율은 13.6%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 4.2ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as above, specific gravity was 0.76, water absorption was 13.6%, and the result of 10% fine grain crushing test was 4.2tons.

<비교예 5>Comparative Example 5

1차 성형체를 폐석고로 코팅하지 않았다는 점을 제외하고, 상기 실시예 5와 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. Except that the primary molded body was not coated with waste gypsum, lightweight aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 5.

이 경우 배출된 골재는 골재와 골재간에 심한 융착 현상이 발생하여 큰 덩어리 형태로 되어 골재로서의 이용이 불가능하였으며, 품질시험 역시 불가능하였다.In this case, the discharged aggregates produced severe fusion between the aggregates and the aggregates, and thus, the aggregates were not able to be used as aggregates, and the quality test was also impossible.

<실시예 6><Example 6>

탈수 케익상태의 제지 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 40중량부, 점토 10중량부, 폐광미 7중량부 및 상기 재료의 건조중량에 대하여 폐석고 5중량부를 혼합, 건조하여 함수율 20~30중량%인 페이스트를 제조하였다. 100 parts by weight of the papermaking sludge in the dehydrated cake state, 40 parts by weight of fly ash, 10 parts by weight of clay, 7 parts by weight of waste tailings, and 5 parts by weight of waste gypsum, based on the dry weight of the material, and dried to obtain a water content of 20 to 30% by weight. Phosphorous paste was prepared.

상기 페이스트를 압출성형기로 직경 10mm인 원주형 1차 성형체를 제조한 후, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼형 성형기에 투입하여 코팅제인 폐석고 미분말을 도포하면서 10분간 굴려서 구형의 2차 성형체를 제조하였다. 이 때 코팅된 폐석고의 두께는 200㎛로 하였다. 상기와 같이 코팅된 2차 성형체를 150℃ 이하의 온도에서 함수율 10% 이하로 건조한 후, 건조된 성형체를 킬른에 투입하여 예열대 구간인 600℃까지는 30℃/min의 승온속도로 진입시키고, 승온대 구간인 600℃부터 60℃/min의 승온속도로 진입시켜 1,250~1,280℃의 온도에서 10분간 소성한 후, 100℃/min의 속도로 냉각하여 200℃의 온도에서 대기중으로 방출하여 경량골재를 제조하 였다. After the paste was manufactured into a cylindrical primary molded body having a diameter of 10 mm by an extrusion molding machine, the primary molded body was put into a rotating drum-type molding machine, and rolled for 10 minutes while applying a fine powder of waste gypsum as a coating agent to prepare a spherical secondary molded body. . At this time, the thickness of the coated waste gypsum was 200 μm. After drying the coated secondary molded product to a water content of 10% or less at a temperature of 150 ℃ or less, and put the dried molded product into a kiln to enter a temperature preheating zone of 30 ℃ / min up to 600 ℃, and the temperature rise After entering the heating rate of 600 ℃ to 60 ℃ / min, which is a large section, it is calcined for 10 minutes at a temperature of 1,250 ~ 1,280 ℃, and then cooled at 100 ℃ / min and discharged into the atmosphere at a temperature of 200 ℃. It was prepared.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.15이고, 흡수율은 11.5%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 10.6ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 1.15, the absorption rate was 11.5%, and the result of 10% fine grain fracture test was 10.6tons.

<비교예 6>Comparative Example 6

성형체를 제조한 후, 건조하지 않고 바로 킬른 내에 투입하였다는 점을 제외하고, 상기 실시예 6과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. 이때 성형체의 함수율은 28.8% 였다. After preparing the molded body, the light aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 6, except that it was added directly into the kiln without drying. At this time, the water content of the molded product was 28.8%.

상기와 같이 얻어진 경량골재는 표면에 균열이 심하게 발생하였고 일부 쪼개진 형상의 골재가 배출됨을 확인할 수 있었다. 이는 킬른에 투입시 성형체 내부의 수증기가 급열에 의해 외부로 빠져나오면서 표면에 균열을 발생시키기 때문이다. The lightweight aggregate obtained as described above was severely cracked on the surface and it could be confirmed that the aggregate of some split shape is discharged. This is because when the water is introduced into the kiln, the water vapor inside the molded body escapes to the outside due to rapid heat generation and causes cracks on the surface.

<실시예 7><Example 7>

탈수 케익상태의 하수 슬러지 100중량부에 대하여, 플라이애쉬 10중량부, 점토 5중량부 및 상기 재료의 건조중량에 대하여 폐석고 3중량부로 이루어진 조성물을 혼합, 건조하여 함수율 20~30중량%인 페이스트를 제조하였다. With respect to 100 parts by weight of sewage sludge in a dehydrated cake state, a composition consisting of 10 parts by weight of fly ash, 5 parts by weight of clay and 3 parts by weight of waste gypsum based on the dry weight of the material was mixed and dried to obtain a paste having a water content of 20 to 30% by weight. Prepared.

상기 페이스트를 압출성형기로 직경 8mm인 원주형 1차 성형체를 제조한 후, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼형 성형기에 투입하여 코팅제인 폐석고 미분말을 도포하면서 8분간 굴려서 구형의 2차 성형체를 제조하였다. 이 때 코팅된 폐석고의 두께는 100㎛로 하였다. 상기와 같이 코팅된 2차 성형체를 200℃ 이하의 온도에서 함수율 20% 이하로 건조한 후, 건조된 성형체를 킬른에 투입하여 예열대 구간인 600℃까지는 15℃/min의 승온속도로 진입시키고, 승온대 구간인 600℃부터 70℃/min의 승온속도로 진입시켜 소성온도 1,230~1,270℃의 온도에서 10분간 소성한 후, 200℃/min의 속도로 냉각하여 250℃의 온도에서 대기중으로 방출하여 경량골재를 제조하였다. After the paste was manufactured into a cylindrical primary molded article having a diameter of 8 mm by an extrusion molding machine, the primary molded article was put into a rotating drum-type molding machine, and rolled for 8 minutes while applying a waste plaster fine powder as a coating to prepare a spherical secondary molded article. . At this time, the thickness of the coated waste gypsum was 100 μm. After drying the coated secondary molded product to a water content of 20% or less at a temperature of 200 ℃ or less, and put the dried molded product into a kiln at a temperature rising rate of 15 ℃ / min up to 600 ℃ of the preheating zone, It enters at a heating rate of 600 ℃ to 70 ℃ / min and fires at the firing temperature of 1,230 ~ 1,270 ℃ for 10 minutes, then cools it at 200 ℃ / min and releases it into the air at 250 ℃. Aggregate was prepared.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 0.63이고, 흡수율은 12.4%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 4.3ton으로 나타났다.As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 0.63, the absorption rate was 12.4%, and the result of 10% fine grain crushing test was 4.3tons.

<비교예 7>Comparative Example 7

소성온도를 1,120~1,150℃ 로 한 점을 제외하고, 상기 실시예 7과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. Except that the firing temperature was set to 1,120 ~ 1,150 ℃, a lightweight aggregate was prepared in the same conditions and procedures as in Example 7.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.8이고, 흡수율은 23.2%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 2.1ton으로 나타났다. As a result of testing the lightweight aggregate obtained as above, specific gravity was 1.8, water absorption was 23.2%, and 10% fine grain fracture test was found to be 2.1ton.

이와 같이 1,180℃ 이하에서는 소결 및 발포가 충분히 이루어지지 않아 골재의 품질이 저하됨을 알 수 있다. As such, it can be seen that the quality of the aggregate is lowered at 1,180 ° C. or less because sintering and foaming are not sufficiently performed.

<비교예 8><Comparative Example 8>

소성온도를 1,300~1,350℃ 로 한 점을 제외하고, 상기 실시예 7과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. Except that the firing temperature was set to 1,300 ~ 1,350 ℃, the lightweight aggregate was prepared in the same conditions and procedures as in Example 7.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.17이고, 흡수율은 18.2%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 5.2ton으로 나타났다. As a result of testing the lightweight aggregate obtained as described above, the specific gravity was 1.17, the water absorption was 18.2%, and the 10% fine-grain fracture test showed 5.2tons.

이와같이 소성온도를 1,300℃이상으로 하면 과소결 및 부분 용융현상을 보여 골재로서의 가치가 낮아지며, 특히 연료비 등의 비용 상승의 문제점도 있었다. As such, when the firing temperature is set to 1,300 ° C. or more, oversintering and partial melting occur, thereby lowering the value of aggregate.

<비교예 9>Comparative Example 9

킬른에 투입하여 예열대 구간인 600℃까지는 35℃/min의 승온속도로 진입시키고, 승온대 구간인 600℃부터 110℃/min의 승온속도로 진입시켜 1,230~1,270℃의 온도에서 5분간 소성한 점을 제외하고, 상기 실시예 7과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. After entering into the kiln, it entered the preheating zone 600 ℃ at a heating rate of 35 ℃ / min, and entered the heating zone at a heating rate of 600 ℃ to 110 ℃ / min and fired at a temperature of 1,230 ~ 1,270 ℃ for 5 minutes. Except for the point, lightweight aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 7.

상기와 같이 얻어진 경량골재를 시험한 결과 비중은 1.72이고, 흡수율은 22%이며, 10% 세립치 파쇄시험 결과 1.9ton으로 나타났다. As a result of testing the lightweight aggregate obtained as above, specific gravity was 1.72, water absorption was 22%, and the result of 10% fine grain crushing test was 1.9tons.

이와 같이 예열온도 및 승온속도를 급하게 하고 소성시간을 단축시킬 경우 골재내부로 열이 제대로 전달되지 못하여 불완전 소결이 일어남을 알 수 있었다. In this way, if the preheating temperature and the temperature increase rate were reduced and the firing time was shortened, heat could not be properly transferred into the aggregate, resulting in incomplete sintering.

<비교예 10>Comparative Example 10

킬른에 투입하여 예열대 구간인 600℃까지는 5℃/min의 승온속도로 진입시키고, 승온대 구간인 600℃부터 25℃/min의 승온속도로 진입시켜 1,230~1,270℃의 온도에서 20분간 소성한 점을 제외하고, 상기 실시예 7과 동일한 조건 및 순서로 경량골재를 제조하였다. After entering into the kiln, it entered the preheating zone 600 ℃ at a temperature increase rate of 5 ℃ / min, and entered the heating zone at a temperature increase rate of 600 ℃ to 25 ℃ / min and calcined at 1,230 ~ 1,270 ℃ for 20 minutes. Except for the point, lightweight aggregate was prepared in the same conditions and order as in Example 7.

상기와 같이 승온속도를 늦추고 소성시간을 늘린 경우 골재끼리 심한 융착현 상을 보여 골재의 제조가 불가능하였고 생산성 면에서도 매우 불리 함을 알 수 있었다. As described above, when the temperature increase rate was lowered and the firing time was increased, the aggregates showed severe fusion phenomena, which made it impossible to manufacture aggregates and was also very disadvantageous in terms of productivity.

<실험예 1>Experimental Example 1

상기 실시예1 내지 7과 같이 제조된 골재의 용출특성을 EPA법(EPT)과 한국폐기물 공정 시험법(KSLT)에 따라 측정하였다. The dissolution properties of the aggregates prepared as in Examples 1 to 7 were measured according to the EPA method (EPT) and the Korean Waste Process Test Method (KSLT).

상기의 실험 결과를 하기의 표 5에 나타내었다. 여기서 단위는 ppm이고, ND(Not Detected)는 시험결과 검출되지 않았다는 것을 표시한다. The experimental results are shown in Table 5 below. Where the unit is ppm and ND (Not Detected) indicates that no test results were detected.

Figure 112004035953373-pat00005
Figure 112004035953373-pat00005

상기 표 5와 같이 대부분의 중금속은 검출되지 않았으며, 소량 검출된 양도 허용치 범위 이내의 것으로서 환경에 미치는 영향은 매우 미미한 것으로 나타났다. As shown in Table 5, most of the heavy metals were not detected, and a small amount of the detected amount was within the allowable range, and the impact on the environment was very small.

<실험예 2>Experimental Example 2

본 발명에 의한 경량골재를 비구조용 경량콘크리트에 활용성을 평가하기 위하여, 실시예 2에 의해 제조된 경량골재를 하기의 표 6과 같이 경량콘크리트 공시체를 제작하여 단위용적중량 및 압축강도 시험을 실시하였으며, 그 결과를 표 6에 나타내었다. In order to evaluate the usability of the lightweight aggregate according to the present invention to the non-concrete lightweight concrete, the lightweight aggregate prepared by Example 2 was manufactured as shown in Table 6 below to carry out unit volume weight and compressive strength test. The results are shown in Table 6.

Figure 112004035953373-pat00006
Figure 112004035953373-pat00006

표 6에서 W/C는 시멘트(C)에 대한 혼합수(W)의 중량비를 나타낸 것이고, 경량골재는 비중 0.53, 조립율 4.6로서 최대치수가 6mm인 것을 사용하였다. 표 6에 나타난 것과 같이, 본 발명에 의한 경량골재를 혼입한 콘크리트는 단위용적중량이 약 600kg/㎥ 정도이며, 28일 압축강도는 3.8~5.1MPa로서 기존 비구조용 경량제품인 ALC(autoclaved lightweight concrete)블록과 유사한 특성을 보여 비구조용 경량콘크리트로서 활용이 가능함을 알 수 있다. In Table 6, W / C shows the weight ratio of the mixed water (W) to cement (C), and the light weight aggregate used a specific gravity of 0.53 and a granulation rate of 4.6 with a maximum dimension of 6 mm. As shown in Table 6, concrete incorporating lightweight aggregate according to the present invention has a unit volume weight of about 600 kg / m 3, and the 28-day compressive strength is 3.8 to 5.1 MPa, which is an existing non-structural lightweight product ALC (autoclaved lightweight concrete) It shows similar characteristics to the block, so it can be used as non-concrete lightweight concrete.

<실험예 3>Experimental Example 3

본 발명에 의한 경량골재를 구조용 경량콘크리트에 활용성을 평가하기 위하여, 실시예 3에 의해 제조된 경량골재를 하기의 표 7과 같이 경량콘크리트 공시체를 제작하여 단위용적중량 및 압축강도 시험을 실시하였으며, 그 결과를 표 7에 나타내었다. In order to evaluate the usability of the lightweight aggregate according to the present invention to the structural lightweight concrete, the lightweight aggregate prepared by Example 3 was manufactured as shown in Table 7 to carry out the unit volume weight and compressive strength test The results are shown in Table 7.

Figure 112004035953373-pat00007
Figure 112004035953373-pat00007

표 7에서 W/C는 시멘트(C)에 대한 혼합수(W)의 중량비를 나타낸 것이고, S는 잔골재(강모래, 비중 2.56, 조립율 2.57)를 나타내며, G는 경량골재(비중 1.15, 조립율 5.6)로서 최대치수가 10mm인 것을 사용하였다. 표 7에 나타난 것과 같이, 본 발명에 의한 경량골재를 혼입한 콘크리트는 단위용적중량이 약 2,000kg/㎥ 이하로 구조용 경량콘크리트의 범위 내에 들어가며, 7일 및 28일의 압축강도에서 매우 우수한 강도를 발현함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명에 의한 경량골재는 구조용 경량콘크리트에 적용이 가능한 것을 알 수 있다. In Table 7, W / C represents the weight ratio of the mixed water (W) to cement (C), S represents fine aggregate (steel sand, specific gravity 2.56, assembly rate 2.57), G is light aggregate (specific gravity 1.15, assembly rate 5.6 ), The largest dimension was used. As shown in Table 7, concrete incorporating lightweight aggregate according to the present invention has a unit volume weight of about 2,000 kg / m 3 or less, which falls within the range of structural lightweight concrete, and has excellent strength at 7 days and 28 days of compressive strength. Expression was confirmed. Therefore, it can be seen that the lightweight aggregate according to the present invention can be applied to the structural lightweight concrete.

본 발명에 따르면 기존의 매립 및 해양투기 등에 의해 무분별하게 처리되었 던 유기성 슬러지 및 미연소 탄소에 의한 강열감량이 커서 활용율이 매우 낮은 플라이애쉬를 이용하여 비중이 낮고 흡수 특성 및 강도 특성이 탁월한 고부가성 경량골재를 제조할 수 있다. 특히, 각종 유해물질을 소결 및 일부 용융 고정화함으로써 유기성 슬러지의 친환경적, 경제적 재활용이 가능한 효과가 있다. According to the present invention, since the ignition loss due to organic sludge and unburned carbon, which have been treated indiscriminately by landfill and ocean dumping, has a low specific gravity, high added value with excellent absorption characteristics and strength characteristics using fly ash having a very low utilization rate Light weight aggregate can be produced. In particular, by sintering and partially melt-fixing various harmful substances, there is an effect that is environmentally friendly and economical recycling of organic sludge.

또한 부재료로서 점토, 석분 슬러지, 폐광미 및 폐석고 등 무기성 폐기물을 이용하기 때문에 경량골재의 제조비용이 현저하게 감소된다. In addition, the use of inorganic waste such as clay, stone dust sludge, waste tailings and waste gypsum as a subsidiary material significantly reduces the production cost of lightweight aggregate.

또한 경량골재용 조성물에 발포제로서 폐석고가 함유되어 있기 때문에 발포가 활발하여 물성이 좋다. In addition, since the waste gypsum is contained as a foaming agent in the composition for lightweight aggregate, foaming is active and physical properties are good.

또한 발포소성을 1,180~1,300℃의 온도에서 5~15분간 수행함으로서, 충분한 소결 및 발포가 일어나고 이에 따라 골재의 흡수율 및 비중이 낮게 된다. In addition, by performing the foaming firing at a temperature of 1,180 ~ 1,300 ℃ for 5 to 15 minutes, sufficient sintering and foaming occurs, thereby lowering the absorption and specific gravity of the aggregate.

또한, 상기와 같은 재료로 구성된 조성물로 성형체를 형성하고, 상기 성형체의 표면에 폐석고를 코팅함으로써, 성형체끼리 달라붙거나 또는 소성시 융착하는 것을 방지할 수 있어 골재의 제조에 완전성을 기할 수 있다. In addition, by forming a molded body with a composition composed of the above materials, and by coating the waste gypsum on the surface of the molded body, it is possible to prevent the moldings from sticking to each other or fusion at the time of firing to ensure completeness in the production of aggregate.

또한, 승온속도를 비교적 빠르게 함으로써 골재 외부에 산화피막이 형성되는 것을 저지할 수 있어 경량화에 유리하며, 냉각속도의 조절로 제조공정을 지속적으로 연계시킬 수 있다. In addition, it is possible to prevent the oxide film is formed on the outside of the aggregate by increasing the temperature increase rate relatively fast, which is advantageous in weight reduction, and can continuously link the manufacturing process by controlling the cooling rate.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명 되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.

Claims (8)

하수 슬러지, 정수 슬러지, 염색 슬러지, 제당 슬러지 및 피혁 슬러지로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 유기성 슬러지 100중량부에 대하여, 주 점결제로서 미연소 탄소에 의한 강열감량이 10~20중량%인 플라이애쉬 4~100중량부 및 보조 점결제 2~20중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량골재 조성물.10 to 20% by weight of the loss of ignition by unburned carbon as the main caking agent based on 100 parts by weight of organic sludges of one kind or two or more kinds selected from the group consisting of sewage sludge, purified sludge, dyed sludge, sugar sludge and leather sludge. Light aggregate composition comprising 4 to 100 parts by weight of fly ash and 2 to 20 parts by weight of auxiliary binder. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조성물의 건조중량에 대하여, 폐석고 0.1~8중량부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 상기 경량골재 조성물.The light weight aggregate composition, characterized in that 0.1 to 8 parts by weight of waste gypsum is further included with respect to the dry weight of the composition. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보조 점결제가 점토, 폐광미 및 석분슬러지에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 경량골재 조성물.The auxiliary aggregate is light weight aggregate composition, characterized in that one or two or more selected from clay, waste tailings and stone sludge. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 균질하게 혼합, 건조하여 함수율 20~40중량%인 페이스트를 제조하는 페이스트 제조단계;A paste manufacturing step of homogeneously mixing and drying the composition according to any one of claims 1 to 3 to prepare a paste having a water content of 20 to 40% by weight; 상기 페이스트로 일정형상을 가진 성형체를 제조하는 성형체 제조단계;A molded article manufacturing step of manufacturing a molded article having a predetermined shape with the paste; 상기 성형체를 함수율 20중량%이하로 건조하는 성형체 건조단계;A molded article drying step of drying the molded article at a water content of 20% by weight or less; 상기 성형체를 킬른(kiln) 내에 투입, 1,180~1,300℃의 온도에서 발포소성하여 골재를 제조하는 발포소성단계; 및A foam firing step of preparing the aggregate by foaming the molded body in a kiln and foaming at a temperature of 1,180 to 1,300 ° C .; And 상기 골재를 냉각하는 냉각단계;Cooling step of cooling the aggregate; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경량골재 제조방법.Light aggregate production method characterized in that it comprises a. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제조방법이 상기 성형체 건조단계 이전 또는 이후에, 상기 성형체를 폐석고로 코팅하는 것을 특징으로 하는 상기 경량골재 제조방법.The manufacturing method is the lightweight aggregate manufacturing method, characterized in that before or after the molded body drying step, coating the molded body with waste gypsum. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 성형체 제조단계가,The molded article manufacturing step, 상기 페이스트를 압출성형하여 각형 또는 원주(圓柱)형의 1차 성형체를 제조하고, 상기 1차 성형체를 회전하는 드럼에 투입하여 폐석고로 코팅하면서 동시에 구형의 2차 성형체를 제조하는 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 경량골재 제조방법. Forming a rectangular or columnar primary molded body by extrusion molding the paste, and putting the primary molded body into a rotating drum to coat with waste gypsum and simultaneously producing a spherical secondary molded body. The lightweight aggregate manufacturing method. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 발포소성단계가,The foam firing step, 예열대 부분인 600℃까지는 10~30℃/min로 승온하고, 승온대 부분인 600℃부터 발포를 시작하는 온도까지는 30~100℃/min로 승온하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 경량골재 제조방법. The pre-heating portion 600 ℃ to a temperature increase to 10 ~ 30 ℃ / min, and the temperature rises from 600 ℃ the temperature zone portion to the temperature to start foaming, the lightweight aggregate production method characterized in that the temperature is made to 30 ~ 100 ℃ / min. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 냉각단계가,The cooling step, 상기 골재를 냉각속도 50~200℃/min로 냉각하여 200~300℃의 온도에서 대기중으로 방출하는 것을 특징으로 하는 상기 경량골재 제조방법.The lightweight aggregate manufacturing method characterized in that for cooling the aggregate at a cooling rate of 50 ~ 200 ℃ / min at a temperature of 200 ~ 300 ℃.
KR20040063372A 2004-08-12 2004-08-12 Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same KR100591060B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20040063372A KR100591060B1 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20040063372A KR100591060B1 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060014708A KR20060014708A (en) 2006-02-16
KR100591060B1 true KR100591060B1 (en) 2006-06-19

Family

ID=37123616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20040063372A KR100591060B1 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100591060B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100945324B1 (en) * 2008-06-10 2010-03-08 김영주 Method for manufacturing lightweight aggregate using sludge
KR101066193B1 (en) 2008-12-12 2011-09-20 한국건설기술연구원 Carbonized Lightweight Aggregate Manufactured Using Organic Sludge
KR101089520B1 (en) 2010-02-05 2011-12-05 한국지질자원연구원 Calcium Aluminate-based Clinker Using Waste and Manufacturing Method Thereof
KR101153904B1 (en) * 2008-12-31 2012-06-18 경기대학교 산학협력단 Method for making artificial lightweight aggregate

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100859002B1 (en) * 2007-03-23 2008-09-18 경기대학교 산학협력단 Manufacturing method of artificial lightweight aggregate using sewage sludge
KR101011617B1 (en) * 2008-09-26 2011-01-27 임태용 Permeable ecological revetment block and manufacturing method
RU2479513C1 (en) * 2011-12-29 2013-04-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Mixture for producing porous aggregate
KR101341222B1 (en) * 2013-06-27 2013-12-12 김세함 Building interior materials having a pearlite mixed with a sludge produced from water treatment plant and preparation method thereof
KR200484792Y1 (en) * 2016-04-25 2017-10-26 하용수 Cow-pat treatment apparatus
KR102071788B1 (en) * 2018-05-04 2020-01-30 주영길 Apparatus for sludge treatment
CN112960968A (en) * 2021-03-11 2021-06-15 重庆昊磐节能科技有限公司 High-strength lightweight aggregate prepared from gold smelting tailings and preparation method thereof
CN118272647A (en) * 2024-03-29 2024-07-02 郴州金铖环保科技有限公司 A method for comprehensive resource utilization of organic and inorganic solid waste synergistically
CN118894664A (en) * 2024-07-12 2024-11-05 昆明理工大学 A kind of phosphogypsum concrete and preparation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100945324B1 (en) * 2008-06-10 2010-03-08 김영주 Method for manufacturing lightweight aggregate using sludge
KR101066193B1 (en) 2008-12-12 2011-09-20 한국건설기술연구원 Carbonized Lightweight Aggregate Manufactured Using Organic Sludge
KR101153904B1 (en) * 2008-12-31 2012-06-18 경기대학교 산학협력단 Method for making artificial lightweight aggregate
KR101089520B1 (en) 2010-02-05 2011-12-05 한국지질자원연구원 Calcium Aluminate-based Clinker Using Waste and Manufacturing Method Thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060014708A (en) 2006-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Application of water treatment sludge in the manufacturing of lightweight aggregate
Chandra et al. Lightweight aggregate concrete
Zhang Production of bricks from waste materials–A review
KR100591060B1 (en) Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same
JP4962915B2 (en) Manufacturing method of water retention block
JP2009535288A (en) Method for producing artificial lightweight aggregate containing bottom ash
EP2445658B1 (en) Method and apparatus for making particulate material
CN110171934A (en) A kind of incineration of refuse flyash cooperates with regeneration treating method with building waste wood
WO2013093509A2 (en) Aggregates
KR101896251B1 (en) Lightweight sidewalk block with water permeability and water holding capacity
JP3188200B2 (en) Manufacturing method of artificial lightweight aggregate
KR101380856B1 (en) Method for Producing Lightweight Construction Material Using Waste and Lightweight Construction Material Produced Thereby
KR100678367B1 (en) Lightweight clay brick and clay floor brick using purified water sludge and its manufacturing method
KR100608287B1 (en) Anthracite embedded coal ash-containing calcined brick and its manufacturing method
KR100186278B1 (en) Light weight agregate using stone dust sludge and paper sluge and method for preparing the same
KR101398816B1 (en) Artificial stone made from waste stone or lightweight aggregate of basalt
JPH09100151A (en) Feedstock composition for producing ceramic product and ceramic product made therefrom
KR20110125913A (en) Brick for interior containing stone powder sludge and its manufacturing method
KR100420246B1 (en) Light-weight porous aggregate for acoustic wave damping modules and method for manufacturing the same
KR100731956B1 (en) Light insulation building material manufacturing method
KR100327729B1 (en) a method of preparation for ultra light-weight, porous, inorganic material and a material thereof
CN114728849A (en) Method for producing porous particulate matter and porous artificial stone
JP2007015893A (en) Lightweight mortar or concrete using granulated hydrothermal solid matter of paper sludge incineration ash
KR20140106215A (en) Composition of artificial aggregate and making method using inorganic sludge particle
JP2603599B2 (en) Artificial lightweight aggregate and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20040812

PA0201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20050721

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20040812

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20051004

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20051026

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20060313

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20060612

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20060613

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20091211

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20101213

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111212

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20111212

Start annual number: 6

End annual number: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20130509