KR0134253B1 - 산업폐기물 및 토양혼합물의 경화방법 - Google Patents

산업폐기물 및 토양혼합물의 경화방법

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Abstract

소량의 시멘트를 사용함과 동시에 산업폐기물 및 토양혼합물의 입자를 직접 경화시키는 작용과 간접적으로 경화를 촉진시키는 작용, 강력하게 접착시키는 작용, 안정화시키는 작용 등을 갖는 조성물로서 산업폐기물 및 토양혼합물을 경화시키는 방법에 관한 것이다.

Description

산업폐기물 및 토양혼합물의 경화방법
본 발명의 근대 산업발전 과정에서 필연적으로 발생하는 산업폐기물 및 토양혼합물을 경화하는 방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로 토양은 물론 산업폐기물로 각 공장에서 부산물로 생성되는 소석회, 폐석고, 스레이트생산 및 가공으로 발생하는 오니, 석재 가공오니, 바다 및 개천 바닥의 뻘, 산화철오니 그외 산업폐기물의 각종오니 등을 경화시켜 무공해화 하므로서 건축자재, 토목공사자재, 농로, 농수로, 방조제등으로 이용가능케하는 산업 폐기물 및 토양혼합물을 경화제에 의하여 경화하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 근대 산업의 급진적인 발전과정에서 발생하는 산업폐기물에 의한 각종공해를 해소하고 토목공사의 매립 또는 축조자재나 건축공사에 소요되는 각종 석재의 채석등으로 야기되는 자연회손을 줄임과 동시에 각종폐기물을 경화에 의해 산업에 이용하므로서 폐기물 재활용에 목적이 있다 하겠다.
종래 토양이나 산업폐기물은 경화하는 방법으로서 사용되어온 경화제로 가장 일반적인 것이 시멘트, 회등이 있고 토양경화제로서 나트륨, 칼리움, 마그네슘, 칼슘 등의 염화물이 주종을 이루고 특히 연약지반이나 불량토질에 실리카 및 알루미나계의 고화제나 소석회 등을 사용하여 경화하는 방법을 사용하여 왔으나, 이는 토양의 일부성분 경화에 국한되었다.
본 발명에 의한 경화방법은 종래 특정성분에만 국한되는 경화제 성분에서 산업폐기물 및 토양혼합물을 동시에 경화시킬 수 있는 조성물과 시멘트를 적게 사용할 수 있는 조성방법으로 그 경화방법과 조성물의 조성비는 다음과 같다
산업폐기물 및 토양혼합물의 경화제 조성물
상기 경화제 조성물로 산업폐기물 및 토양혼합물을 경화하는 방법은 산업폐기물 및 토양혼합물 78-90%에 시멘트 11-15%을 균일하게 배합한 다음 상기 경화제조성물 2-4%을 수용액에 첨가하여 경화하는 방법이라 할수 있다.
여기에서 토양이라 함은 산토, 해성토, 점토 등을 들 수 있으며, 산업폐기물이라 함은 프라이애쉬, 폐주물사, 각종석재가공후의 분말, 소석고, 폐석고 각종 광물의 선광후 폐기되는 슬럿지, 용광로에서 발생되는 슬래그 등을 포함하는 광범위한 산업폐기물이다.
이와같은 토야이나 산업폐기물을 경화시키는 경화제 조성물은 수용액 상태로 사용하는데 경화제 조성물중 탄산나트륨, 염화가리, 규산화가리(X2SiO2), 황산철(FeSO4)등은 물에 작용해되고 탄산마그네슘은 염화암모늄 존재하에서 물에 용해되며 실리카겔은 수화되면서 분산제로 작용하여 산화티탄을 수용액에 잘 분산시킨다.
상기 조성물의 각각의 기능 및 작용은 탄산나트륨이 팽윤하는 진흙의 입자를 결속시켜 응고 시키는 작용을 갖이고 있고 염화가리는 폐기물이나 흙 입자의 응결을 촉진시키며 탄산마그네슘은 염화암모늄에 용해되면서 수경성과 응고성을 갖이면서 토양 또는 산업폐기물을 경화시킨다. 또 칼리움실리케이트(K2SiO2)는 무기물질에 대하여 강력한 접착력을 가지므로서 토양이나 산업폐기물의 입자와 입자를 강력하게 접착시키며, 실리카겔은 흙과 산업폐기물에 시멘트를 첨가하여 경화시키는 과정에서 특히 뻘과 같은 불량토질을 사용할 경우 토입자 표면에는 부착수가 있으며 부착수에는 휴민산계의 부식물이 다량 용해되어 있고 이와같은 부착수가 토입자를 강력하게 애워 쌓고 있어 흙이나 산업폐기물의 입자가 직접적으로 시멘트와 경화하는 것을 방해하고 있기 때문에 실리카겔의 수화반응에 의하여 용이하게 입자가 시멘트와 경화할 수 있게 하고, 한편 수화반응을 일으키므로서 불용성 경화생성물을 생성시켜 포졸란을 일으킨다. 그밖에 유화철은 불량토양을 안정화 시키므로서 경화를 도울 수 있다.
결국 토양 및 산업폐기물의 경화재 조성물의 전체적인 작용은 토양 및 산업폐기물 입자들을 경화하여 고화시키는 기능과 간접적으로 경화를 촉진시키거나 보조하는 기능이 있으며 첨가되는 시멘트의 경화작용을 촉진시키는 기능도 있고 상호입자를 강력하게 접착시키는 기능도 있으며 불량토양을 안정화 시키는 기능도 있다고 볼수 있다.
그밖에 본 발명은 토양 및 산업폐기물을 경화 고화하는 목적에 국환된 것만 아니고 이를 재활용하는 차원에서 주로 벽돌, 보도블럭, 기와 농로 및 농로포장, 구조물등으로 제품화하므로 강도, 방수성, 내수성, 내후성, 내약품성 등의 이에 맞는 물성도 충분히 고려된 방법이라 하겠다.
특히 산업폐기물과 흙 혼합물을 경화시키는 과정에서 흙과 산업폐기물의 배합비는 흙의 종류나 산업폐기물의 종류에 따라서 약간의 차이는 있지만 흙 30-70%, 산업폐기물 70-30%의 배합비 범위내에서 가능하고 좋기로는 1:1의 비율이 바람직하며 흙과 산업폐기물의 자연 함수비는 35% 미만이어야 하고 경화제 조성물의 수용액은 전조성물의 포화수용액 이상의 물을 사용하는 것이 작업성이 좋고, 흙과 산업폐기물의 자연함수비 35%와 합하여 전체중량비의 65%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 그 이유로는 수분함량이 65% 이상인 경우에는 경화 속도가 늦어지며 더욱 수분함량이 많을 경우에는 경화가 잘 일어나지 않는다.
본 발명에 의한 경화제 조성물의 작용과 효과를 측정하기 위하여 아래와 같이 실시예로 나타내었다.
(실시예1)
마사토 430kg, 슬렐트가공오니 300kg, 폐석고 130kg을 충분히 혼합한 혼합물에 시멘트 130kg을 첨가 균일하게 혼합하여 여기에 경화제 조성물 3kg을 물에 용해한 수용액을 첨가하여 충분히 교반하고 그 교반물로 벽돌을 성형하여 5일 경과 후 물성을 측정한 결과 아래와 같은 시험성적표를 얻을 수 있었다.
(시험성적표)

Claims (2)

  1. 중량비로 산토, 해성토, 점토, 뻘 중에 하나이상의 소재 30-70%와 프라이애쉬, 폐주물사, 석재가공분말, 소석고, 폐석고, 선광 폐슬럿지, 용광로 슬래그 중에서 하나 이상의 소재 70-30%의 혼합물 78-90%에 시멘트 11-15%를 배합한 다음 여기에 정화제 조성물 2-4%들의 물에 용해 또는 분산시킨 액상 조성물을 첨가함을 특징으로 하는 산업폐기물 및 토양혼합물의 경화방법.
  2. 제1항에 있어서, 경화제 조성물의 조성비가 다음과 같은 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 산업폐기물 및 토양혼합물의 경화방법.
    산업폐기물 및 토양혼합물의 경화제 조성물 조성비
    탄산나트륨 -------- 25%
    염화가리 -------- 25%
    탄산마그네슘 -------- 15%
    염화암모늄 -------- 10%
    규산화가리(K2SiO2) -------- 8%
    실리케이트(SiO2·H2O) -------- 7%
    황산철 -------- 5%
    산화티탄 -------- 5%
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