KR100203990B1 - 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 및 보도블록 제조방법 - Google Patents

폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 및 보도블록 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐콘크리트를 이용한 도로 포장 및 보도블록 제조 방법에 관한 것으로, 폐콘크리트를 크랏샤로 분쇄하여 KSF2527(콘크리트용 부순돌)의 No.357, No.467, No.57, No.7, No.78 입자, 8㎜체에서 80-100% 통과하고 5㎜체에서 40-80% 통과하며 2.5㎜체에서 0-40% 통과되는 입자, 40㎜-5㎜ 입자, 그리고 잔입자 (잔골재) 인 5㎜이하의 입자로 분류하고, 그 중에서 5mm 이상의 굵은 골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 8.0% 이하, 씻기 손실량은 1.0% 이하가 되도록 골재를 선별하고, 5mm 이하의 잔골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 15% 이하, 씻기 손실량은 8.0% 이하가 되도록 골재를 선별한 후, 일반 골재, 폴리머 등과 배합하여 골재의 강도를 보강하여, 도로 포장의 기층용 콘크리트, 기층용 다짐콘크리트, 린 콘크리트, 표층용 콘크리트, 또는 표층용 투수콘크리트 또는 보도블록 제조 등에 있어서 잔골재 또는 굵은 골재로 사용하는 폐콘크리트를 이용한 도로 포장 및 보도블록 제조 방법에 관한 것이다.

Description

폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 및 보도블록 제조 방법 {Methods of paving road and of manufacturing sidewalk blocks using waste cement concrete}
본 발명은 폐콘크리트를 이용한 도로 포장 및 보도블록 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는, 분쇄 폐콘크리트를 입자 크기별로 분류하고, 이에 대하여 절대 건조비중, 흡수율, 로스엔젤스 마모율, 씻기 손실량 등을 검사하여 일정 수준 이상의 것을 선별하여, 일반 골재 또는 폴리머 등과 적절히 배합하여 도로 포장의 기층용 콘크리트, 기층용 다짐콘크리트, 린 콘크리트, 표층용 콘크리트, 또는 표층용 투수콘크리트 또는 보도블록 제조 등에 있어서 잔골재 또는 굵은 골재로 사용하는 폐콘크리트를 이용한 도로 포장 및 보도블록 제조 방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물을 해체하면 다량의 콘크리트 폐기물, 즉 폐콘크리트가 배출된다. 폐콘크리트에 관한 공식적인 통계가 없기 때문에 정확한 수치는 알 수 없으나, 근자의 재개발 또는 재건축에 의한 노후 건물의 해체 동향을 고려할 때, 폐콘크리트의 배출량은 년간 수백만 m3에 이를 것이고, 이중에서 수거하여 재활용할 수 있는 양은 총 배출량의 60% 이상이 될 것이라 여겨진다.
이러한 폐콘크리트는 일정 크기(30cm정도)로 분쇄되어 옹벽의 뒷채움재로 사용되기도 하나 그 사용량은 미미하고, 대부분은 간척지 등의 매립에 사용되든지 또는 쓰레기 매립장에 버려지는 상태이므로, 자원 재활용 또는 환경 오염의 측면에서 커다란 문제로 대두되고 있다.
이러한 관계로, 폐콘크리트를 환경 오염 없이 재활용하는 방안에 대하여 많은 연구가 행해져 왔으며, 그 일환으로 종래에는 폐콘크리트를 분쇄하여 도로 건설의 기층용 쇄석으로 사용하는 방안 또는 분쇄 폐콘크리트를 시멘트와 혼합하여 저품질의 벽돌이나 블록을 제조하는 방안 등이 제시되어졌었다.
그러나, 폐콘크리트를 일정 크기로 분쇄만 하여 도로의 보조 기층의 쇄석용으로 사용함에 있어서는 폐콘크리트 골재에 포함된 분진과 시멘트 성분 중의 강알칼리성인 수산화칼슘이 폐콘크리트로부터 흘러나와 지반의 토양과 지하수를 오염시키는 문제점이 있었고, 분쇄 폐콘크리트를 시멘트와 혼합하여 사용하는 경우에는 분쇄 폐콘크리트 골재의 품질이 균일하지 않아 품질 관리가 어렵고 레이탄스와 블리이딩이 크기 때문에 도로 포설 후 먼지가 많이나고 표면 긁힘 현상이 있으며 특히 내구성이 약하다는 문제점이 있었다.
그리고, 폐콘크리트를 시멘트와 혼합하여 저품질의 벽돌이나 블록을 제조하는 경우에 있어서는 압축강도가 낮아 그 사용처가 한정되기 때문에 다량의 폐콘크리트를 재활용하는데 그다지 크게 기여하지 못하고 있는 실정이었다.
그러나, 본 발명자는, 분쇄 폐콘크리트를 분쇄하여 입자 크기별로 분류하고, 이에 대하여 절대 건조비중, 흡수율, 로스엔젤스 마모율, 씻기 손실량 등을 검사하여 일정 수준 이상의 것을 선별한 후, 시멘트, 일반 골재, 폴리머 등과 적절히 배합하여 사용하면 일반 콘크리트와 실질적으로 같은 품질을 나타낼 수 있다는 점에 착안하여 연구를 거듭한 끝에 본 발명을 완성하게 된 것이다.
폐콘크리트의 골재에 있어 노화된 시멘트는 전체 골재의 20-40% 를 차지하는 정도이나 대체로 경량 골재의 품질 보다 우수하다. 따라서, 분쇄 폐콘크리트에 대하여 품질 검사를 하여 수준 이상의 것을 선별하고, 이를 용도에 따라 분류하여 사용한다면 훌륭한 콘크리트 골재로서 역할을 할 수 있으며, 도로포장 등에 있어서 일반 콘크리트와 병행하여 사용하거나, 폴리머로서 분쇄 폐콘크리트를 특수 표면처리하여 사용할 경우에는 포장용 콘크리트의 표층용으로도 사용이 가능하게 된다.
한편, 폐콘크리트에 포함된 노화 시멘트의 량에 따라 콘크리트의 수분 흡수율과 비중의 크기가 달라지므로, 일반 콘크리트에서와 같은 물-시멘트비로 배합하면 원하는 균일한 콘크리트의 품질을 유지하기 어려우나, 물-시멘트비가 25-40% 수준의 저 슬럼프의 도로 포장용 콘크리트는 단위수량에 따라 슬럼프 변화가 민감하지 않기 때문에, 폐콘크리트는 도로포장의 골재로서 재활용함이 가장 효율적이고 경제적이라 할 수 있다.
전기한 바와 같이, 본 발명은 폐콘크리트의 재활용에 따른 종래의 문제점을 해소하여 폐콘크리트의 재활용 범위를 최대한 넓히고 또한 환경 오염을 최소한으로 줄이기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 폐콘크리트를 분쇄하여 입자의 크기별로 분류하고, 이에 대하여 절대 건조비중, 흡수율, 로스엔젤스 마모율, 씻기 손실량 등을 검사하여 일정 수준 이상의 것을 선별하여, 필요에 따라 일반 골재, 폴리머 등과 배합하여 강도를 보강한 후, 콘크리트 포장 및 보도블록의 제조의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 목적은 분쇄 폐콘크리트를 도로 포장의 기층용 콘크리트의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 분쇄 폐콘크리트를 도로 포장의 기층용 다짐 콘크리트의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분쇄 폐콘크리트를 도로 포장의 린 콘크리트의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분쇄 폐콘크리트를 도로 포장의 표층용 다공성 콘크리트 및 기층용 다공성 다짐콘크리트의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분쇄 폐콘크리트를 도로 포장의 표층용 투수 콘크리트의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분쇄 폐콘크리트를 보도 블록의 골재로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 기층용 다공성 콘크리층을 포설하고 그 상부에 박층의 몰탈을 포장하는 경우를 설명하는 단면도.
도 2는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 기층용 다짐 콘크리트층을 포설하고 그 상부에 아스콘 또는 다짐 콘크리트를 포설하는 경우를 설명하는 단면도.
도 3은 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 린콘크리트층을 포설하고 그 상부에 일반 도로를 포장하는 경우를 설명하는 단면도
도 4는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 표층용 다공성 콘크리트층 및 기층용 다공성 다짐콘크리트층을 포설하는 경우를 설명하는 단면도.
도 5는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 표층용 다공성 콘크리트층을 포설하는 경우를 설명하는 단면도.
도 6은 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 뒷채움하고 일반 모래를 사용한 콘크리트로 앞채움하여 제조한 보도블록의 사시도이다.
본 발명에 있어서, 첫 번째 공정은 폐콘크리트를 분쇄하여 입도를 구분하는 공정으로, 이 공정에서는 폐콘크리트를 크랏샤로 분쇄하여 KSF2527(콘크리트용 부순돌)의 No.357, No.467, No.57, No.7, No.78 입자, 8㎜체에서 80-100% 통과하고 5㎜체에서 40-80% 통과하며 2.5㎜체에서 0-40% 통과되는 입자, 40㎜-5㎜ 입자, 그리고 잔입자 (또는 잔골재) 인 5㎜이하의 입자로 분류한다.
두 번째 공정은 입자의 크기에 따라 품질을 검사하고 또 강도를 보강하는 공정으로, 전기 공정에서 분류된 입자들 중에서 5mm 이상의 굵은 골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 8.0% 이하, 씻기 손실량은 1.0% 이하가 되도록 골재를 선별하고, 5mm 이하의 잔골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 15% 이하, 씻기 손실량은 8.0% 이하가 되도록 골재를 선별하고, 굵은 골재에 있어서는, 로스엔젤스 마모율은, 포장 후 요구되는 압축강도가 210㎏/㎠ 미만의 경우에는 별도의 마모율을 정하지 않아도 되나, 포장 후 요구되는 압축강도가 210㎏/㎠ 이상의 경우에는 일반 골재를 50% 이내의 범위에서 혼합하여 전체 마모율이 40% 이하가 될 수 있도록 한다. 잔입자중 일반 모래의 사용량은 요구되는 압축강도가 250㎏/㎠ 이상의 배합시에는 100%이내의 범위에서, 압축강도가 210-250㎏/㎠의 경우에는 80% 이내의 범위에서, 그리고 210㎏/㎠ 미만의 경우에는 50% 이내의 범위에서 사용한다. 그러나, 강도가 유지될 수 있는 양질의 분쇄 폐콘크리트로서 골재의 표면 건조포화상태의 비중이 2.50 이상의 경우에는 분쇄 폐콘크리트 잔입자를 100% 사용할 수도 있다.
전기 공정에서 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트를 사용하여 도로 포장을 하거나 보도블록을 제조함에 있어서, 용도, 포장되는 도로의 특성 또는 요구되는 압축강도 등에 따라 분쇄 폐콘크리트의 입자의 크기, 사용량 및 배합되는 자재들의 사용량이 정해진다.
도 1은 분쇄 폐콘크리트를 기층용 다공성 콘크리트로 사용하고, 그 상부에 표층으로 몰탈의 박층 포장으로 하는 경우를 도시한 것이다. 이러한 포장방법은 보도, 자전거 도로, 광장, 주차장, 골목길 포장 등에 적용될 수 있는데, 일반적으로 요구되는 압축강도는 100-250㎏/㎠ 수준이다. 이 경우에는 분쇄한 폐콘크리트를 40㎜ 이하로 분쇄하여 40㎜-5㎜, 5㎜ 이하로 선별 분류하여 사용하며, 분쇄 폐콘크리트를 사용하여 기층용 다공성 다짐콘크리트 포설과 다짐 후 즉시 몰탈로 미장 또는 포설 후 로라로 다짐하여 표면 처리하여 도로를 완성 시킨다. 이때, 기층을 다공성 다짐 콘크리트로 하는 것은 표층과의 접착력을 강화하기 위함이다.
도 2는 분쇄 폐콘크리트를 사용한 콘크리트를 일반 도로 포장의 기층용 다짐 콘크리트층으로 포설하는 경우를 도시한 것이다. 요구되는 압축강도는 150-300㎏/㎠ 이나, 특히 210㎏/㎠ 이상의 강도가 요구되는 경우에 있어서는, 굵은 골재의 사용은 일반 골재와 혼합하여 전체 골재의 마모율이 40% 이하가 되도록 하고, 잔골재에 있어서도 사용량의 50% 이상을 일반 모래로 사용하는 것이 바람직하다. 포장 후 표층용으로 아스콘을 사용할 경우에는 기층이 완전 양생 후 아스콘을 포장하며 콘크리트 포장시에는 즉시 포장한다.
도 3은 분쇄 폐콘크리트를 도로의 안정 처리층인 린(Lean)콘크리트층의 포장재로 사용하는 경우를 도시한 것이다. 린콘크리트층의 강도는 10-50㎏/㎠ 이면 충분하므로 40㎜ 이하로 분쇄된 폐콘크리트를 그냥 사용할 수 있다. 그러나, 품질의 균질성을 유지하기 위해서는 40㎜-5㎜, 5㎜ 이하로 분리하여 콘크리트를 생산하는 것이 바람직하다.
도 4는 분쇄 폐콘크리트를 2중 포장의 투수 콘크리트의 포장재로 사용하는 경우를 도시한 것이다. 표면층은 직접 하중과 접하는 부위로써 골재의 마모율이 40% 이하이어야 하므로 분쇄 폐콘크리트와 같은 크기의 골재를 일부 혼합 사용하여야 한다. 또한 표면층의 취약한 시멘트면을 보호하기 위하여는 폴리머를 처리하여 보강하는 것이 필요하다. 기층용 투수 콘크리트는 직접 하중을 받지 않으므로 일정 강도만 유지토록 하여 분쇄 폐콘크리트만 단독으로 사용할 수도 있으나 압축강도 210㎏/㎠ 이상이 요구되는 경우에는 마모율을 고려하여 일반 골재와 혼합 사용하여야 한다. 이러한 2중의 투수 콘크리트는 자전거도로, 광장, 주차장, 소형 차도 등에 적용될 수 있다.
도 5는, 도 4에 있어 다공성 기층 투수 콘크리트를 두지 않고, 기층 및 보조기층 상부에 표층용 투수 콘크리트를 직접 포설하는 경우에 그 포장재로서 분쇄 폐콘크리트를 사용하는 것을 도시한 것이다. 이 경우, 제품비는 다소 높지만 시공이 간편하다는 장점이 있다.
도 6은 분쇄된 폐콘크리트를 이용하여 제조한 고압의 보도 블록의 사시도이다. 블록의 하부는 분쇄 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 뒷채움하여 1차 전압하고, 상부는 일반 골재를 사용한 콘크리트로 앞채움하여 2차 전압하여 완성시킨 것이다. 폐콘크리트를 사용한 뒷채움 부분은 외부에 직접 노출되지 아니하므로, 일정 강도만 유지하면 된다.
이하에서는, 분쇄 폐콘크리트의 분류 및 선별 공정과, 이 선별된 분쇄 폐콘크리트를 도 1 내지 도 6의 경우에 사용하는 것을 기준으로 하여, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
제1공정: 페콘크리트 분쇄 및 분류 공정
폐콘크리트를 크랏샤로 분쇄하여 KSF2527(콘크리트용 부순돌)의 No.357, No.467, No.57, No.7 호 No.78 입자, 8㎜체에서 80-100% 통과하고 5㎜체에서 40-80% 통과하며 2.5㎜체에서 0-40% 통과되는 입자, 40㎜-5㎜ 입자, 그리고 잔 입자인 5㎜이하의 입자로 분류하는 공정이다.
제2공정: 분쇄 폐콘크리트의 품질검사 및 강도 보강 공정
분쇄된 폐콘크리트 골재를 굵은 골재와 잔 골재로 구분하여, 굵은 골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 8.0% 이하, 씻기 손실량은 1.0% 이하가 되는지, 그리고 잔골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 15% 이하, 씻기 손실량은 8.0% 이하가 되는지를 검사하는 공정이다.
굵은 골재에 있어서는, 포장 후 요구되는 압축강도가 210㎏/㎠ 미만의 경우에는 골재의 마모율을 따지지 않아도 되나, 포장 후 요구되는 압축강도가 210㎏/㎠ 이상의 경우에 마모율이 40%이하이어야 하고, 이를 초과할 경우에는 일반 골재를 50% 이내의 범위에서 혼합하여 전체 마모율이 40% 이하가 될 수 있도록 하여야 한다. 특히 분쇄된 폐콘크리트를 사용한 콘크리트를 표면층으로 사용할 경우에는 분쇄된 폐콘크리트 골재에 폴리머 또는 유화 아스팔트를 흡착시켜 강도 및 내구성을 강화시켜 사용하는 것이 바람직하다. 이때 폴리머로는 수용성 아크릴수지, 수용성 에폭시, EVA, SBR라텍스를 사용할 수 있으며, 물과 수용성 폴리머를 1:1-10으로 혼합하여 분쇄 폐콘크리트의 골재의 노화시멘트에 폴리머가 포화상태가 되도록 사용한다.
잔입자중 일반 모래의 사용량은 요구되는 압축강도가 250㎏/㎠ 이상의 경우에는 100%이내의 범위에서, 압축강도가 210-250㎏/㎠의 경우에는 80% 이내의 범위에서, 그리고 210㎏/㎠ 미만의 경우에는 50% 이내의 범위에서 사용한다. 그러나, 강도가 유지될 수 있는 양질의 분쇄 폐콘크리트로서 골재의 표면 건조포화상태의 비중이 2.50 이상의 경우에는 분쇄 폐콘크리트 잔입자를 100% 사용할 수도 있다.
이때, 굵은 골재의 비중 및 흡수량을 각각 1.8 이상 및 8.0% 이하로 정하고 잔골재의 비중 및 흡수량을 1.8 이하 및 15% 이하로 정하는 것은, 굵은 골재가 포함되지 않은 몰탈로만 구성된 폐콘크리트이거나 폐콘크리트가 최초 포장시 1m3당 100㎏이하의 배합으로 형성되었거나, 단위 수량이 너무 높은 배합으로 형성하는 경우, 이러한 불량의 폐콘크리트를 사용한 콘크리트의 내구성이 저하될 우려가 있기 때문이다. 불량 콘크리트가 노화되었을 때 또는 몰탈로만 구성된 폐콘크리트를 분쇄하여 사용하는 경우, 콘크리트 강도 및 내구성을 높이기 위해서는, 시멘트나 새로운 골재의 사용량 또는 폴리머의 사용량을 많이 요구되어 오히려 경제성이 없게 된다. 상기 기준은 이러한 경제측인 측면을 고려하여 정한 것이다.
그리고, 마모율의 기준을 40% 이하로 정한 것은 KS 규격에 따른 것으로, 압축강도가 210㎏/㎠ 이상일 것이 요구되는 경우에 굵은 골재의 마모율이 40%이상이면, 설혹 기층용으로 사용된다고 하더라도 상부의 하중에 의하여 콘크리트의 내구성이 급격히 떨어질 우려가 있기 때문이다. 분쇄 폐콘크리트를 표층용 콘크리트로 사용하는 경우에는, 그 표층이 기상변화의 영향과 차량 등에 의한 하중을 직접 받게 되므로 굵은 골재의 마모율이 반드시 40% 이하가 되어야 하며, 만일 그 이상의 경우에는 일반골재를 혼합 사용하여 마모율을 낮추는 것 뿐만 아니라 노화된 시멘트를 폴리머로 1차 처리하여 보강하므로써 마모율을 하향시켜야 한다. 폴리머 처리를 하게 되면 노화된 시멘트에 폴리머 수지가 흡수되어 흡수율이 낮아지고 비중이 향상되며, 골재와 신 시멘트와의 연결고리가 형성되므로 접착강도와 일반강도의 급속한 형상을 이루게 되며, 특히 내구성이 상당히 증대되는 효과를 갖게된다.
제3공정: 배합 설계 공정
분쇄 폐콘크리트를 사용한 콘크리트는 용도 별로 그 배합을 달리하여야 하며, 또 그 용도 별로 배합의 차가 크다. 따라서, 이하에서는 도 1 내지 도 6의 콘크리트 포장 및 보도블록 제조에 사용되는 각각의 배합을 설명한다.
1). 도 1의 분쇄 폐콘크리트를 사용한 콘크리트를 기층용 다공성 콘크리트층으로 포설하는 경우의 배합 범위
도 1의 표면 보강공법의 기층용에 사용되는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트는 다공성 배합이고, 요구되는 압축강도는 100-250㎏/㎠ 이며, 공극율은 4-12%이다. 폐콘크리트를 사용한 기층용 다공성 콘크리트를 생산함에 있어서, 분쇄 폐콘크리트의 입자는 KSF2527의 No.467, No.57, No.67 중 1개를 선택한 폐콘크리트 굵은 골재를 사용하며, 잔입자는 #4체를 통과하는 5㎜ 이하의 골재로써 분쇄 폐콘크리트 또는 일반 모래를 사용하되 굵은 골재 사용량의 30% 이내의 범위에서 사용하며, 굵은 골재와 잔입자가 혼합하여 최대 다짐중량 기준 1㎥에 시멘트 사용량은 250-450㎏이고, 물은 골재의 표면 건조 포화상태 기준이고 물-시멘트비 기준으로 25-45% 범위에서 사용하며, 감수제는 시멘트 사용중량의 2% 이내의 범위에서 사용한다. 기층을 다공성으로 한 이유는 상부 표층과의 접착력을 높이기 위함이다.
상부 표층 몰탈은 5㎜ 이하의 모래 또는 규사, 스레그를 사용하며, 최대 다짐기준 모래 1㎥에 시멘트 300-700㎏의 범위에서 사용하며, 물은 물-시멘트비 기준으로 25-40% 범위에서 사용하고 감수제는 시멘트 사용량의 2% 범위 이내에서 사용하며, 착색을 할 경우에는 무기질 안료를 사용하고 안료 사용량은 시멘트 사용량의 10% 이내의 범위에서 사용한다.
2). 도 2의 분쇄 폐콘크리트를 사용한 기층용 다짐 콘크리트의 배합 범위
도 2의 기층용 다짐 콘크리트에 사용되는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트은 요구되는 압축강도가 150-300㎏/㎠ 이고, 공극율이 10% 이내로 한다. 분쇄 폐콘크리트를 사용한 기층용 다짐 콘크리트를 생산함에 있어서, 분쇄한 폐콘크리트의 입도범위는 KSF2575의 No.357, No.467, No.57, No.67의 입자들을 골재를 사용하며, 잔입자는 5㎜ 이하로써 폐콘크리트의 잔입자 또는 일반 모래를 사용하고 분쇄 폐콘크리트 골재 최대 다짐기준 1㎥에 시멘트 250-500㎏ 범위에서 사용하고 물은 표면 건조 포화상태 기준이고 물-시멘트 비 기준으로 25-40% 범위에서 사용하고 감수제는 시멘트 사용량의 2% 범위 이내에서 사용한다.
3). 도 3의 분쇄 폐콘크리트를 사용한 린콘크리트의 배합 범위
도 3의 도로포장의 기초인 안정 처리층(린콘크리트층)의 포장에 사용되는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트는 요구되는 압축강도가 10-50㎏/㎠이고 공극율이 20% 이내의 빈 배합으로 한다. 폐콘크리트를 사용하여 안정처리층 콘크리트 (린콘크리트)를 생산함에 있어서는 No.357, No.467, No.57의 입도범위로 분쇄한 폐콘크리트 골재를 사용하며, 잔입자는 폐콘크리트의 잔입자를 사용하며 그 사용량은 총 골재량의 70% 범위 이내에서 사용하고, 분쇄 폐콘크리트 골재 다짐기준 1㎥에 시멘트를 60-200㎏ 범위에서 사용하고 물은 표면 건조 포화상태 기준이고 물-시멘트비 기준으로 30-50%이며, 감수제는 시멘트 사용량의 2% 이내의 범위에서 사용한다.
4). 도 4와 5의 분쇄 폐콘크리트를 사용한 투수성 콘크리트의 배합 범위
도 4와 5는 투수성 제품 포장공법으로, 도 4는 투수성 포장을 표층과 기층으로 구분하여 포장하는 것이고, 도 5는 표층으로만 포장하는 방법으로 표층에 사용되는 것이다. 표층용 배합은 도 4와 도 5가 동일하며, 폐콘크리트를 이용한 표층용 투수성 제품은 표면의 하중을 직접 전달 받고 압축강도가 높아야 하고 또한 표면의 형상이 깨끗해야 한다. 따라서, 사용되는 골재로는 8㎜체에서 80-100% 통과하고 5㎜체에서 40-80% 통과하며, 2.5㎜체에서 0-40% 통과하는 것을 사용하는 것이 좋다. 폐콘크리트용 골재의 마모율이 40% 이상의 경우에는 일반 골재를 50% 이내의 범위에서 사용하며, 폐콘크리트 골재에 묻어 있는 노화 콘크리트는 내구성이 취약하므로 폴리머 또는 유화 아스팔트를 투입하여 흡착시켜 내구성을 강화시켜야 한다. 이때 폴리머로는 수용성 아크릴수지, EVA, 수용성 에폭시, SBR 라텍스 등을 사용할 수 있다. 시멘트는 폐콘크리트 골재 및 일반골재의 최대 다짐기준 1㎥에 250-450㎏를 사용하고, 물은 표면 건조 포화상태 기준이고, 물-시멘트비 기준으로 25-40%를 사용하고, 감수제는 시멘트 사용량 기준으로 2% 이내의 범위에서 사용한다. 착색이 필요한 때에는 무기질 안료를 시멘트 사용량의 10% 이내의 범위에서 사용한다. 압축강도는 120-250㎏/㎠이고 투수계수는 10-2㎝/sec 이상이 되도록 한다.
기층용 투수 콘크리트는 하중을 직접 받지 않으므로 강도는 120-250㎏/㎠이고 투수계수는 10-2㎝/sec 이상이면 된다. 분쇄 폐콘크리트를 사용한 콘크리트를 생산함에 있어 KSF2527의 No.467, No.57, No.67, No.78, No.7 입자의 입도범위로 분쇄한 폐콘크리트 골재를 사용하되, 폐콘크리트 5㎜ 이하 잔입자를 20% 이내에서 사용한다. 이렇게 준비된 골재 1㎥에 시멘트 250-450㎏를 사용하고, 물은 표면 건조 포화상태 기준이고, 물-시멘트비 기준으로 25-45%를 사용하고, 감수제는 시멘트 사용량의 2% 이내의 범위에서 사용한다.
5). 도 6 폐콘크리트 분쇄 골재를 사용한 고압블럭의 배합 범위
폐콘크리트를 사용한 고압블럭은 하부에는 폐콘크리트를 사용한 콘크리트로 뒷채움하고 표면층은 모래 또는 규사를 사용한 콘크리트로 앞채움한다. 하부에 사용되는 폐콘크리트 배합은 13㎜-5㎜의 굵은골재 10-70%와 분쇄 폐콘크리트 잔입자 5㎜ 이하를 30-90%를 사용하고, 블록의 품질에 따라 일반 모래를 80% 이내의 범위에서 사용한다. 최대 다짐기준 1㎥에 시멘트 300-500㎏를 사용하고, 물은 골재의 표면 건조포화상태 기준이고, 물-시멘트비 기준으로 20-35% 범위에서 정하며, 감수제는 시멘트 사용량의 2% 이내의 범위에서 사용한다.
표면층은 몰탈은 KSF2526의 5㎜ 이하의 모래를 사용하며, 최대 다짐기준 모래 1㎥에 시멘트 250-500㎏를 사용하고, 물은 골재의 표면 건조 포화상태 기준이고, 물-시멘트비 기준으로 20-35% 범위에서 사용하며, 감수제는 시멘트 사용량의 2% 이내의 범위에서 사용한다. 착색을 요할시는 무기질 안료를 시멘트 사용량의 10% 이내의 범위에서 사용한다.
제4공정: 포설 공정
폐콘크리트를 이용한 도로포장용 콘크리트는 분쇄 폐콘크리트의 취약한 단점을 보완하기 위하여 물-시멘트비가 낮은 제품으로 생산되어야 하며, 물-시멘트비가 낮은 제품을 포설로만 완성시킨다는 것은 거의 불가능하므로 인력으로 포설하고 로라로 다짐하여 완성시킨다. 폐콘크리트를 사용한 콘크리트는 포설할 때 수분을 많이 요구하므로 살수를 하면서 포설하거나 살수를 하면서 다짐을 하여야 하며, 로라로 다짐시 KSF2312(흙의 다짐 시험방법)로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라 다짐을 하여야 한다.
도 1의 폐콘크리트를 사용한 기층용 다공성 콘크리트층은 콘크리트 포설 후 로라로 다짐하며, 다진 후 1시간 이내에 혼합된 몰탈을 3㎝ 이내로 포설한 다음 로라로 마무리 다짐을 하면서 흙손으로 표면을 정리한다.
도 2의 폐콘크리트를 사용한 기층용 다짐 콘크리트층은 콘크리트 포설 후 다짐을 하며 표면을 아스콘으로 포장시에는 양생 후 포장을 하며 표면층에 콘크리트를 포장시에는 기층용 다짐 콘크리트 포장과 다짐후 1시간 이내에 포장을 하므로써 접착강도를 높이며 다짐은 다짐율이 93% 이상이 되도록 로라로 다짐을 한다.
도 3의 폐콘크리트를 사용한 린 콘크리트층은 콘크리트 포설 후 다짐을 함에 있어 다짐율이 93% 이상이 되도록 로라로 다짐을 한다.
도 4의 경우에는 다공성 기층 콘크리트를 포장 후 93% 이상의 다짐율이 되도록 로라 다짐을 한 후, 표면층용 투수 콘크리트를 포설하는데 기층용 투수 콘크리트를 포장후 1시간 이내에 93% 이상의 다짐율이 되도록 다짐을 한다.
도 5의 경우에는 기층 포설후 표층용 투수 콘크리트를 포설하여 93% 이상이 되도록 로라 다짐을 한다.
도 6의 고압 보도블록은 통상의 방법에 따라 증기 양생, 오토클레이브 양생 또는 자연 양생을 한다.
제5공정: 줄눈 및 양생공정
줄눈 및 양생은 통상의 방법에 따라 실시한다. 다만, 폐콘크리트를 이용한도로포장용 콘크리트는 수축 및 팽창이 일반 콘크리트보다 클 수 있으므로 일반 포장보다 10-50% 정도 줄눈을 더 두어야 하며 양생시는 보통 골재보다 흡수율이 높으므로 일반 콘크리스 보다 더욱 신중을 기하여 더 많은 양생과 살수를 해야 한다.
제6공정: 폴리머 살포공정
2일 이상 양생후 건조상태에도 도 1 및 도 4, 도 5의 경우에만 적용되는 것으로 폐콘크리트를 사용한 콘크리트가 표면층으로 사용되거나 도 1과 같이 표면에 박층이 포장되는 경우에는 폴리머를 살포하여 강도 및 내구성을 증대시킨다. 이때 사용되는 폴리머는 수용성 아크릴수지, 에폭시, 불포화수지, 실리콘, SBR 라택스 등을 사용하며 표면에 충분히 살포하여 내부까지 흡입되도록 한다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 설명한다.
(실시예 1)
길이가 100m이고 폭3m이며 색상은 녹색이고 표면이 매끈한 자전거 도로를 포설함에 있어, 기층은 쇄석 보조기층으로 설치하고, 기층용 콘크리트로는 분쇄 폐콘크리트를 사용한 다공성 콘크리트를 6.2㎝ 두께로 포설하고, 상부에 녹색 몰탈을 0.8㎝ 두께로 포설하여 완성하는데, 기층용 및 표층용 콘크리트의 강도는 180kg/㎠ 이상이 될 것을 기준으로 하여 다음의 공정으로 시공하였다.
제1공정: 페콘크리트 분쇄 및 분류 공정
폐콘크리트를 분쇄하여 조골재는 KSF2527 입도에 맞도록 No.57 호 골재를 생산하여 준비하고, 기층용 다공성 콘크리트의 공극율이 4-12%의 범위에 맞도록 하기 위하여, 5㎜이하의 잔입자는 15%범위에서 사용하였다.
제2공정: 분쇄 폐콘크리트 품질 검사 공정
분쇄된 폐콘크리트에 대한 품질 검사 결과는 아래와 같다.
구분 조 골재 (No. 57) 잔 골재 (5mm이하)
절건비중 흡수율(%) 마모율(%) 씻기손실량(%) 절건비중 흡수율(%) 씻기손실량(%)
결과 2.32 5.8 38 0.3 2.10 10.8 4.9
관리규격 1.8이상 8.0이하 - 1.0이하 1.8이상 15이하 8.0이하
KS규격 2.50이상 3.0이하 - 1.0이하 2.50이상 3.0이하 3.0이하
시험방법 KSF2503 KSF2503 KSF2508 KSF2511 KSF2504 KSF2504 KSF2511
기준 압축강도가 210kg/cm2미만이고 관리규격 이상이므로 분쇄 폐콘크리트의 굵은 골재나 잔골재를 100% 사용하였다.
제3공정: 배합설계공정
(1). 분쇄 폐콘크리트를 사용한 기층용 다공성 콘크리트의 배합
(설계 기준강도 : 압축강도 180kg/㎠, 공극율 8% 기준)
재료명 물 시멘트 분쇄 폐콘크리트 조골재 분쇄 폐콘크리트 세골재 감수제 배합량
단위재료량(kg/㎥) 95 272 1,538 260 1.36 18.6m3
(골재의 량은 표면 건조 포화상태 기준 배합이며; 이때 조 골재의 표건 비중은 2.45, 세립자의 비중 2.35 임)
(2). 표면몰탈의 배합
(설계기준강도:압축강도 180kg/cm2공극율 7% 기준)
재료명 물 시멘트 모래(5mm이하 잔입자) 감수제 안료(녹색) 배합량
단위재료량(kg/㎥) 102 320 1,889 1.60 22.4 2.4m3
(표면건조포화상태 기준이며 모래의 비중은 2.60)
제4공정: 포설공정
통상의 방법으로 보조 기층을 포설하고 그 위에 폐콘크리트를 이용한 기층용 다공성 콘크리트를 18.6m3를 포장두께가 7.8cm가 되도록 휘니샤로 포설하고 로라로 다짐을 하여 6.2cm가 되도록, 다짐율이 96%이상으로 다짐을 하며, 표면이 건조해질 경우 표면에 물을 살수하였다. 기층용 다공성 콘크리트를 포설과 다짐후 1시간 이내에 표층 몰탈 2.4m3를 두께1cm로 포설하고, 로라로 96%이상으로 다짐을 하여 다짐후 두께가 0.8cm가 되도록한 후 흙손으로 표면을 정리하였다.
제5공정: 양생 및 줄눈
통상의 방법에 따라 비닐 마대 등을 덮어 양생을 하며, 1일 이상 양생후 3m간격으로 줄눈을 두었다.
제6공정: 폴리머 살포공정
2일 이상 양생후 표면층에 남아있는 공극의 제거 및 표면강도 강화를 위하여 수용성 아크릴수지를 내부까지 흡수되도록 1m2당 0.3kg을 살포하여 건조시킨 후 포장을 개방하였다.
실시예1에 의하여 완공된 도로에 대한 품질시험 결과는 아래와 같다.
구 분 분쇄폐콘크리트를 사용한 기층용다공성 콘크리트 표층용 몰탈
압축강도(kg/m3) 공극율(%) 다짐율(%) 압축강도(kg/m3) 색 상
시험결과 213 9.5 96.2 243 동일함
기준치 180이상 4-12% 93이상 180이상 한도견본
시험방법 KSF2405 KSF2312 KSL5202 육안
(실시예 2)
길이가 100m이고 폭6m이며 차도인 아스콘 포장을 시공하기 위하여, 기층으로 쇄석 보조기층 20cm를 설치하고, 기층용 콘크리트로는 분쇄 폐콘크리트를 사용한 다짐 콘크리트를 10cm를 포설하며, 표면층은 아스콘으로 5cm를 포설하기로 하였다.
그리고, 기층용에 사용되는 폐콘크리트를 사용한 다짐 콘크리트의 압축강도를 210kg/cm2이상으로 하고 표면층에 사용하는 아스콘은 일반 78호를 포설하기로 하고, 다음의 공정을 진행하였다.
제1공정: 페콘크리트 분쇄 및 분류 공정
폐콘크리트를 분쇄하여 조골재는 KSF2527 입도에 맞도록 No. 467호 골재를 생산하여 준비하고, 요구되는 강도가 210kg/cm2이상이므로 5mm이하의 잔입자로는 분쇄 폐콘크리트 잔입자 50%와 일반모래 50%를 사용하며, 전체 골재 중 잔입자의 구성비는 40%로 하였다.
제2공정: 분쇄 폐콘크리트 품질검사 공정
분쇄된 폐콘크리트의 품질 검사결과는 아래와 같다.
항 목 조 골재 (No. 467호) 분쇄 잔입자 (5mm이하) 일반모래
절건비중 흡수율(%) 마모율(%) 씻기손실량(%) 절건비중 흡수율(%) 씻기손실량(%) 절건비중 흡수율(%) 씻기손실량(%)
결과치 2.35 6.0 38.4 0.2 2.12 9.2 4.8 2.57 1.0 0.2
관리규격 1.8이상 8.0이하 40이하 1.0이하 1.8이상 15이하 8.0이하 2.50이상 3.0이하 3.0이하
KS규격 2.50이상 3.0이하 40이하 3.0이하 2.50이상 3.0이하 3.0이하 2.50이상 3.0이하 3.0이하
시험방법 KSF2503 KSF2503 KSF2508 KSF2511 KSF2504 KSF2504 KSF2511 KSF2504 KSF2504 KSF2511
기준 압축강도가 210kg/cm2이상이나 마모율이 40% 이하이므로 폐콘크리트골재를 100% 사용하였다.
제 3공정: 배합설계 공정
(1). 분쇄 폐콘크리트를 사용한 기층용 다짐 콘크리트의 배합
재료명 물 시멘트 조골재 세 골 재 감수제 배합량
분쇄 일반
단위재료량(kg/㎥) 110 322 1,177 365 410 1.61 60m3
(골재의 량은 표면 건조 포화상태 기준이며, 조 골재의 표건 비중은 2.49, 분쇄 잔골재의 표건 비중은 2.32이고 일반 잔 골재의 표건 비중은 2.60임)
(2). 표층용 아스콘
표층용 아스콘은 일반 78호 아스콘을 사용하고 배합은 69ton을 배합하였다.
제 4공정: 포설공정
통상의 방법으로 보조기층을 포설한 다음 폐콘크리트를 이용한 기층용 다짐 콘크리트를 휘니샤로 60m3를 포설하고 로라로 다짐하여 다짐율이 96%로 두께 10cm가 되도록 하며 수분을 충분히 살포하면서 다짐을 하였다. 기층용 다짐 콘크리트를 포장후 설계 기준강도 이상이 되도록 양생후 통상의 방법대로 아스콘을 포설하였다.
제 5공정: 줄눈공정
통상의 방법대로 줄눈을 설치하는데, 줄눈의 간격은 수축줄눈은 5cm로 하고 기층용 다짐 콘크리트의 표면의 3cm까지 절단하여 팽창줄눈은 20m 간격으로 완전 절단하여 백업제 및 실리콘으로 줄눈 처리하였다.
실시예 2에 의한 콘크리트 포장의 품질 시험결과는 아래와 같다.
구분 분쇄 폐콘크리트를사용한 기층용다짐콘크리트 일반 78호 아스콘
압축강도(㎏/㎠) 다짐율(%) 안정도(㎏) 후로우(㎜) 공극율(%) 포화도(%)
시험결과 254 97 952 33 5.7 81.0
기준치 210이상 93이상 500이상 20-40 3-6 70-85
시험방법 KSF2505 KSF2312 KSF2337 KSF2337 KSF2364 KSF2337
(실시예3)
길이가 100m이고 폭3m이며 색상은 적갈색이고 투수 계수가 10-1㎝/sec 이상인 보도를 포장함에 있어, 휠타층의 두께는 5㎝, 기층의 두께는 10㎝, 그리고 폐콘크리트를 이용한 기층용 투수콘크리트의 두께는 7㎝, 폐콘크리트를 이용한 표층용 투수콘크리트의 두께는 3㎝가 되도록 포설하며, 기층용 투수콘크리트 및 표층용 투수콘크리트 각각의 강도가 180㎏/㎠이상이 되도록 시공하기로 하였다.
제1공정: 폐콘크리트 분쇄 및 분류 공정
폐콘크리트를 분쇄하여, 기층용으로는 굵은 골재를 57호 규격으로 분쇄하고, 표층용으로는 8㎜에서 80-100% 통과하고, 5㎜에서 40-80% 통과하며 2.5㎜에서 0-40%통과하는 골재를 특별 선별하여 준비하였다. 본 실시예는 투수 콘크리트를 포장하는 것이므로, 표층용 콘크리트에서는 5㎜이하의 잔입자를 사용치 않으며, 기층용 콘크리트에서는 잔입자를 10% 정도 혼합 사용하는데 요구되는 압축강도는 180㎏/㎠의 보통강도이므로 잔입자는 분쇄 폐콘크리트의 잔입자를 100% 사용하였다.
제2공정: 분쇄된 폐콘크리트의 품질 검사 공정
분쇄된 폐콘크리트의 품질 검사 결과는 다음과 같다.
구 분 분쇄폐콘크리트 조골재(No.57) 분쇄폐콘크리트조골재(8㎜체 통과) 분쇄폐콘크리트세골재
절건비중 흡수율(%) 마모율(%) 씻기손실량(%) 절건비중 흡수율(%) 마모율(%) 씻기손실량(%) 절건비중 흡수율(%) 씻기손실량(%)
결과치 2.32 5.8 38 0.3 2.30 6.2 42 4.8 2.10 10.8 4.9
자체관리규격 1.8이상 8.0이하 40이하 2.0이하 1.8이상 8.0이하 40이하 2.0이하 1.8이상 15이하 8이하
KS규격 2.50이상 3.0이하 40이하 1.0이하 2.50이상 3.0이하 40이하 1.0이하 2.50이상 3.0이하 3.0이하
시험방법 KSF2503 KSF2503 KSF2508 KSF2511 KSF2503 KSF2503 KSF2508 KSF2511 KSF2503 KSF2503 KSF2511
기층용 콘크리트의 요구되는 압축강도는 180㎏/㎠ 로서, 일반적인 기준의 210㎏/㎠ 미만이므로 굵은골재는 100%의 분쇄 폐콘크리트를 사용하였다. 표층용으로 사용되는 8㎜ 골재는 마모율이 40%이상이므로 마모율이 20%인 8㎜ 골재를 30% 사용하여 마모율을 35.4%로 낮추었고, 또 표층으로 직접적인 하중을 받는 포장이므로 배합시 폴리머로서 수용성 아크릴수지를 분쇄 폐콘크리트에서 흡착시켜 강도를 보강하였다.
제3공정: 배합설계 공정
기층용 투수 콘크리트와 표층용 투수 콘크리트로 구분하여 배합량을 정하였다.
(1). 분쇄한 폐콘크리트를 사용한 기층용투수콘크리트 배합
(설계기준강도 180㎏/㎠ ; 공극율 15%설계)
재료명 물 시멘트 분쇄콘크리트골재(57호) 분쇄 폐콘크리트(세골재) 감수제 생산량
단위재료량(㎏/㎥) 106 302 1429 152 1.51 21㎥
(표면 건조 포화상태의 기준 배합이며 분쇄 폐콘크리트의 표건 비중은 2.45, 세골재 표건 비중은 2.35임)
(2). 분쇄 폐콘크리트를 사용한 표층용 투수콘크리트 배합
(설계기준강도 180㎏/㎤; 공극율 15%기준)
재료명 물 시멘트 분쇄콘크리트(8㎜) 일반골재(8㎜) 안료(적갈색) 생산량
단위재료량(㎏/㎥) 110 316 1116 509 15.8 9㎥
(표면 건조 포화상태의 기준 배합이며 분쇄 폐콘크리트의 표건 비중 ; 2.49
일반골재; 2.65임)
배합순서는 분쇄 폐콘크리트 굵은골재를 투입후 수용성 아크릴 수지를 물과 1:5로 혼합하여 30㎏/㎥를 투입하여 혼합하면서 일반골재, 시멘트, 물 등 순으로 투입하는데, 분쇄 폐콘크리트는 수용성 아크릴수지의 흡입력을 높이기 위하여 기건 상태에서 사용하였다.
제4공정: 포설 공정
통상의 방법에 따라 휠타층과 쇄석기층을 포장후 기층용 투수 콘크리트를 포설하여 살수하면서 로라로 KSF2312 기준 밀도의 96% 이상으로 다짐하였다. 분쇄 폐콘크리트를 이용한 표층용 투수 콘크리트는 기층용 포설후 1시간 이내에 포장하였고, 표층용 포장전 기층에 1㎡당 0.2㎏을 살수를 하였으며 표층을 포장한 후 KSF2312의 기준밀도 96% 이상으로 다짐을 하였다.
제 5공정: 양생 및 줄눈공정
통상의 방법에 따라 충분히 양생 살수를 하여 비닐등으로 표면을 덮어 1일 이상 양생후 3m 간격으로 캇타로 줄눈을 두며, 30m 간격으로 폭이 1㎝이상 완전 절단하여 백업제를 설치후 우레탄으로 팽창 줄눈을 처리하였다.
제 6공정: 폴리머 살포공정
분쇄 폐 골재의 압축강도 및 내구성을 보완하기 위하여, 표면에 에폭시를 1㎡당 0.3㎏을 살포하여 색상 보호 및 표면강도를 높혔다.
실시예 3에 의한 콘크리트 포장의 품질시험 결과는 아래와 같다.
구분 폐 콘크리트를 사용한기층용 투수콘크리트 폐 콘크리트를 사용한 도로포장용 투수콘크리트 전체투수계수(㎝/sec)
압축강도(㎏/㎠) 공극율(%) 투수계수(㎝/sec) 압축강도(㎏/㎠) 공극율(%) 투수계수(㎝/sec) 색상
시험결과 197 17.9 5.1×10-1 229 16.7 4.1×10-1 같음 4.5×10-1
기준치 180이상 12이상 10-2이상 180이상 12이상 10-2이상 한도견본 10-2이상
시험방법 KSF2505 현장투수 KSF2505 현장투수 육안 현장투수
(실시예 4)
가로×세로가 10×20㎝이고 높이가 6㎝이고, 뒷 채움이 5㎝, 앞 채움이 1㎝인 보도블록을 10,000장 생산함에 있어, 앞 채움의 색상은 흰색으로 하며 고압으로 가압하여 양생된 고압블럭을 KSF4019(고압블럭)의 시험방법으로 휨강도가 50㎏/㎠이상이 되도록 하였다.
제 1공정: 페콘크리트 분쇄 및 분류 공정
폐콘크리트를 분쇄하여 13-5㎜와 5㎜로 분류하여 생산하여 13-5mm 와 5mm 로 분류하고, 13-5mm를 40% 사용하고 5㎜ 이하를 60% 사용하여 뒷 채움으로 하고 5㎜의 모래는 앞 채움으로 사용하는데, 뒷 채움에 5㎜ 이하 분쇄 폐콘크리트는 30% 이상으로 사용량이 다소 많아 강도가 취약할 수 있으므로 5㎜ 이하 사용량 중 모래를 50%를 혼합 사용하였다.
제2공정: 분쇄 폐콘크리트의 품질검사 공정
뒷 채움에 사용하는 분쇄 폐콘크리트의 검사 결과는 다음과 같다.
구분 조골재(13-5㎜) 세골재(5㎜ 이하) 일반모래(5㎜ 이하)
절건비중 흡수율 마모율 씻기손실량 절건비중 흡수율 씻기손실량 절건비중 흡수율 씻기손실량
결과 2.30 6.2 42 0.8 2.10 10.8 4.9 2.57 1.0 0.2
자체검사규격 2.0 이상 8.0 이하 40 이하 2.0 이하 2.0 이하 12 이하 6 이하 2.5 이상 3.0 이하 3.0 이하
KS규격 2.5 이상 3.0 이하 40 이하 1.0 이하 2.5 이하 3.0 이하 3.0 이하 2.5 이상 3.0 이하 3.0 이하
시험방법 KSF 2503 KSF 2503 KSF 2508 KSF 2511 KSF 2503 KSF 2503 KSF 2511 KSF 2503 KSF 2503 KSF 2511
휨 강도가 50㎏/㎠ 이상인 고강도가 요구되므로 신골재 및 폴리머를 사용하 것을 고려하기도 하였으나, 시험 생산 후 휨강도를 시험한 결과 50㎏/㎠ 이상을 보였기 때문에, 뒷 채움용에 있어 신 골재 및 폴리머를 사용하지 않고, 분쇄 폐콘크리트로 된 골재를 사용하였다.
제3공정: 배합 설계 공정
(1). 분쇄 폐콘크리트를 사용한 뒷채움 콘크리트
재료명 물 시멘트 조골재 세골재 감수제 배합량
분쇄모래 일반모래
단위재료량 (㎏/㎥) 90 360 731 526 582 1.80 10㎥
(골재는 표면 건조 포화상태의 기준이며, 조 골재의 표건 비중: 2.45, 세 골재의 표건 비중: 2.35, 일반 모래의 표건 비중: 2.60 이다.)
(2). 일반 모래를 사용한 앞채움 배합
재료명 물 시멘트 백색 모래 감수제 안료(백색) 배합량
단위재료량 (㎏/㎥) 85 340 1967 1.70 10.2 2㎥
제4공정: 보도블록 성형 공정
자동 생산방식을 채택하여 내경이 10×20×7.5㎝가 50개인 형틀을 준비하여, 1차로 분쇄 폐콘크리트를 사용한 배합을 7.5㎝ 상부까지 투입하고 1차로 진동과 가압하여 6-6.5㎝까지 내려가게 하였고, 2차로 모래로 사용한 배합을 7.5㎝ 상부까지 투입하여 2차로 진동 가압하여 6㎝가 되도록 하였다. 가압후 형틀에 성형된 제품을 즉시 빼내었다.이렇게 200회 반복해서 10,000장을 생산하였다.
제5공정: 양생 공정
통상의 방법대로 65℃에서 10시간과 증기 양생하였다.
제6공정: 폴리머 살포 공정
조적시에 물과 수용성 아크릴수지를 1:5로 혼합하여 내부까지 스미도록 살포한 후 4,000℃가 되도록 양생(도시=시간×온도)후 7시간 대기 양생하였다.
본 발명은 폐콘크리트를 분쇄하여 입도별로 분류 및 품질 검사하여, 용도별로 타 골재와 적절히 혼합하여 사용함으로서 일반 콘크리트와 거의 동등한 품질의 도로 포장이나 보도블록 등을 생산할 수 있게 하는 것이므로, 본 발명은 자원 재활용의 면에서 매우 유용한 것이라 할 수 있으며, 또한 종래 폐콘크리트로 인한 토양이나 지하수의 오염도 크게 개선시킬 수 있는 매우 유용한 것이라 하겠다.
그리고, 폐콘크리트를 분쇄하여 콘크리트의 골재로 사용하게 됨으로써, 일반 골재에 대한 대체의 효과도 있으므로, 골재 개발에 따른 석산 파괴 등의 자연 훼손을 상당히 방지할 수 있다는 측면에서도 그 유용성은 더욱 인정될 수 있다고 하겠다.

Claims (20)

  1. (2회 정정) 폐콘크리트를 분쇄하여 KSF2575(콘크리트용 부순돌)의 No.357, No.467, No.57, No.7, No.78 입자, 8㎜에서 80-100% 통과하고 5㎜에서 40-80% 통과하며 2.5㎜에서 0-40% 통과되는 입자, 40㎜-5㎜ 입자, 그리고 5㎜ 이하의 입자로 분류하는 공정;
    전기 공정의 입자 중에서 5mm 이상의 굵은 골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 8.0% 이하, 씻기 손실량은 1.0% 이하가 되도록 골재를 선별하고, 5mm 이하의 잔골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 15% 이하, 씻기 손실량은 8.0% 이하가 되도록 분쇄 폐콘크리트 골재를 선별하는 공정; 및
    전기 공정의 굵은 골재와 잔골재를 물, 시멘트, 감수제와 배합하여 콘크리트를 생산하고, 통상의 방법에 의거 포설, 다짐, 양생 및 줄눈 처리하는 공정;
    을 포함하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  2. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 폐콘크리트 골재를 물, 시멘트, 감수제와 배합하여 콘크리트를 생산하고, 이를 통상의 방법에 의거 포설, 양생한 후, 수용성 아크릴수지, 수용성 에폭시, EVA, SBR 라택스 또는 유화 아스팔트 중의 하나 이상을 선택하여, 포장의 표면에 1m2당 약 0.1kg 살포하여 건조시키는 공정을 포함하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장방법.
  3. (정정) 제1항에 있어서, 포장 후 요구되는 콘크리트 압축강도가 210㎏/㎠ 이상인 경우, 5㎜ 이상의 굵은 골재로서 분쇄 폐콘크리트 골재와 일반 골재를 혼합 사용함에 있어, 일반 골재를 50% 이내의 범위에서 혼합하여 굵은 골재 전체 마모율이 40% 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  4. (정정) 제1항에 있어서, 포장 후 요구되는 콘크리트 압축강도가 250㎏/㎠ 이상인 경우, 콘크리트 배합의 잔골재로서 분쇄 폐콘크리트 골재와 일반 골재를 혼합 사용함에 있어 일반 모래를 100-80% 범위에서 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  5. (정정) 제1항에 있어서, 포장 후 요구되는 콘크리트 압축강도가 210-250㎏/㎠ 인 경우, 콘크리트 배합의 잔골재로서 분쇄 폐콘크리트 골재와 일반 골재를 혼합 사용함에 있어 일반 모래를 80-50% 범위에서 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  6. (정정) 제1항에 있어서, 포장 후 요구되는 콘크리트 압축강도가 210㎏/㎠ 미만인 경우, 콘크리트 배합의 잔골재로서 분쇄 폐콘크리트 골재와 일반 골재를 혼합 사용함에 있어 일반 모래를 50% 이내의 범위에서 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  7. (정정) 제1항에 있어서, 포장 후 요구되는 콘크리트 압축강도가 210㎏/㎠ 미만인 경우, 강도가 유지될 수 있는 양질의 것으로 골재의 표면 건조포화상태의 비중이 2.50 이상인 분쇄 폐콘크리트 잔입자를 콘크리트 배합의 잔골재로서 100% 사용하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  8. (정정) 제1항에 있어서, 수용성 아크릴수지, 수용성 에폭시, EVA, SBR 라택스 또는 유화 아스팔트 중 하나 이상을 선택하여, 이를 분쇄 폐콘크리트 굵은 골재에 흡착시켜 골재의 강도를 보강시키는 공정을 포함하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  9. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 입자들 중에서 KSF2575의 No.467, No.57, No.67 입자들을 굵은 골재로 하고, 이 굵은 골재의 30% 이내의 일반 모래, 굵은 골재와 모래를 합한 최대다짐중량기준 1㎥에 대하여 시멘트 250-450kg, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 25-45%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    전기 공정의 콘크리트를 포설한 후 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라로 다짐하여 압축강도 100-250kg/m3, 공극율 4-12%인 기층용 다공성 콘크리트층을 형성시키는 공정;
    전기 공정의 다짐 후 1시간 이내에, 5mm 이하의 모래의 최대다짐중량기준1m3에 대하여 시멘트 300-700kg, 물-시멘트비 기준으로 25-40%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합한 몰탈을 3cm 이내로 포설한 후 로라로 다짐하는 공정; 및
    통상의 방법에 의거, 줄눈 및 양생하고, 2일 이상 양생 후 건조 상태에서 표면에 폴리머 또는 유화아스팔트를 살포하는 공정;
    을 포함하는 페콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법 .
  10. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 입자들 중에서 KSF2527의 No.357, No.467, No.57, No.67 입자들을 굵은 골재로 하고, 총 골재량의 30% 이내의 잔골재를 사용하고, 굵은 골재와 잔골재를 합한 최대다짐중량기준 1㎥ 에 대하여 시멘트 250-500kg, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 25-40%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    전기 공정의 콘크리트를 포설한 후 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라로 다짐하여 압축강도 150-300kg/m3, 공극율 10% 이내의 기층용 다짐 콘크리트층을 형성시키는 공정; 및
    전기 공정의 다짐 후 1시간 이내에, 그 상부에 통상의 방법에 의거 콘크리트 포장 및 줄눈 및 양생하는 공정;
    을 포함하는 페콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법 .
  11. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 입자들 중에서 KSF2527의 No.357, No.467, No.57, No.67 입자들을 굵은 골재로 하고, 굵은 골재와 잔골재를 합한 최대다짐중량기준 1㎥에 대하여 시멘트 250-500kg, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 25-40%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    전기 공정의 콘크리트를 포설한 후 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라로 다짐하여 압축강도 150-300kg/m3, 공극율 10% 이내의 기층용 다짐 콘크리트층을 형성시키는 공정; 및
    전기 공정의 다짐 후 통상의 방법에 의거 양생하고 그상부에 아스콘을 포장하는 공정;
    을 포함하는 페콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법 .
  12. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 입자들 중에서 KSF2575의 No.357, No.467, No.57 입자들을 굵은 골재로 하고, 총 골재량의 70% 이내의 분쇄 폐콘크리트 잔입자를 혼합하고, 이들 분쇄 폐콘크리트 골재의 최대다짐중량기준 1㎥에 대하여 시멘트 60-200kg, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 30-50%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    전기 공정의 콘크리트를 포설한 후 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라로 다짐하여 압축강도 10-50kg/m3, 공극율 20% 이내의 린콘크리트층을 형성시키는 공정; 및
    전기 린콘크리트층 상부에 통상의 방법에 의거 일반 도로 포장 및 줄눈 및 양생하는 공정;
    을 포함하는 페콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법 .
  13. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 입자들 중에서 KSF2527의 No.467, No.57, No.67, No.78, No.7 입자들을 굵은 골재로 하고, 이에 분쇄 폐콘크리트 잔입자를 20% 이내에서 이들 골재의 최대다짐중량기준 1㎥에 대하여 시멘트 250-450kg, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 25-45%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    전기 공정의 콘크리트를 통상의 방법에 의거 포설하고 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상의 다짐율로 다짐하여 압축강도 120-250kg/m3, 투수계수 10-2cm/sec 이상인 기층용 투수 콘크리트층을 형성시키는 공정;
    입자 크기가 8mm에서 80-100% 통과하고 5mm에서 40-80% 통과하며 2.5mm에서 0-40% 통과하는 분쇄 폐콘크리트에 일반 골재를 50% 이내로 혼합하여 전체 골재의 마모율이 40%이하가 되도록 한 후, 전기 분쇄 폐콘크리트에 폴리머 또는 유화 아스팔트를 흡착시켜 내구성을 강화하고, 전기 분쇄 폐콘크리트 및 일반 골재의 최대다짐중량기준 1㎥에 대하여 시멘트 250-450kg, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 25-40%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    기층용 투수 콘크리트층 상부에 전기 공정의 콘크리트를 통상의 방법에 의거 포설한 후 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라로 다짐하여 압축강도 120-250kg/m3, 투수계수 10-2cm/sec 이상이 되도록 표층용 투수 콘크리트층을 형성시키는 공정;
    통상의 방법에 의거 줄눈처리 및 양생하는 공정;
    을 포함하는 페콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법 .
  14. (2회 정정) 제1항에 있어서, 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 입자들 중에서 입자 크기가 8mm에서 80-100% 통과하고 5mm에서 40-80% 통과하며 2.5mm에서 0-40% 통과하는 분쇄 폐콘크리트 골재에 일반 골재를 50% 이내로 혼합하여 전체 골재의 마모율이 40%이하가 되도록 한 후, 전기 분쇄 폐콘크리트에 폴리머 또는 유화 아스팔트를 흡착시켜 내구성을 강화하고, 전기 분쇄 폐콘크리트 및 일반 골재의 최대 다짐중량 기준으로 시멘트 250-450kg/m3, 골재의 표면 건조상태 기준하여 물-시멘트비 25-40%의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 감수제를 혼합하여 콘크리트를 배합하는 공정;
    전기 공정의 콘크리트를 통상의 방법에 의거 포설한 후 KSF2312로 결정된 다짐밀도의 93% 이상으로 로라로 다짐하여 압축강도120-250kg/m3, 투수계수10-2cm/sec이상이 되도록 표층용 투수 콘크리트층을 형성시키는 공정; 및
    통상의 방법에 의거 줄눈처리 및 양생하는 공정;
    을 포함하는 페콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  15. (정정) 제9항에 있어서, 기층용 다공성 콘크리트층을 형성시킴에 있어, 포설 및 다짐시 살수하는 것을 특징으로하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  16. (정정) 제10항 또는 제11항에 있어서, 기층용 다짐 콘크리트층을 형성시킴에 있어, 포설 및 다짐시 살수하는 것을 특징으로하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  17. (정정) 제13항 또는 제14항에 있어서, 포설 및 다짐시 살수하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장 방법.
  18. (정정) 제13항 또는 제14항에 있어서, 수용성 아크릴수지, 수용성 에폭시, EVA, SBR 라택스 또는 유화 아스팔트 중의 하나 이상을 선택하여, 양생 후 포장의 표면에 1m2당 약 1kg 살포하여 건조시키는 공정을 포함하는 폐콘크리트를 이용한 콘크리트 포장방법.
  19. (2회 정정) 폐콘크리트를 분쇄하여 KSF2575의 No.357, No.467, No.57, No.7, No.78 입자, 8㎜에서 80-100% 통과하고 5㎜에서 40-80% 통과하며 2.5㎜에서 0-40% 통과되는 입자, 40㎜-5㎜ 입자, 그리고 5㎜ 이하의 입자로 분류하는 공정;
    전기 공정의 입자 중에서 5mm 이상의 굵은 골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 8.0% 이하, 씻기 손실량은 1.0% 이하가 되도록 골재를 선별하고, 5mm 이하의 잔골재에 대해서는 절대 건조비중이 1.8이상, 흡수율이 15% 이하, 씻기 손실량은 8.0% 이하가 되도록 분쇄 폐콘크리트 골재를 선별하는 공정;
    전기 공정들에서 분류 및 선별된 분쇄 폐콘크리트 중, 13-5mm의 굵은 골재와 5mm이하의 잔골재를 1:9 내지 7:3의 비율로 혼합하고, 골재 최대다짐중량기준 1㎥에 대하여 시멘트 300-500kg, 골재의 표면 건조포화 상태 기준으로 물-시멘트 비 기준 20-35% 범위의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 범위의 감수제를 배합하여 형틀에 투입하여 진동 가압하는 공정;
    KSF2526의 5mm이하의 일반 모래와 최대다짐중량기준으로 모래 1m3에 대하여 시멘트 250-500kg, 골재의 표면 건조포화 상태 기준으로 물-시멘트 비 기준 20-35% 범위의 물, 시멘트 사용량의 2% 이내의 범위의 감수제를 배합한 앞채움재를 전기 공정의 뒷채움 상부에 투입하여 진동 가압하는 공정;및
    전기공정의 성형된 블록을 통상의 방법에 의거 양생하는 공정;
    을 포함하는 폐콘크리트를 이용한 보도블록 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 양생 후 블록의 표면에 물과 폴리머 또는 유화 아스팔트를1:5로 혼합하여 내부까지 스미도록 살포하는 공정을 포함하는 폐콘크리트를 이용한 보도블록 제조방법.
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