KR101776211B1

KR101776211B1 - 지주 고정용 블록

Info

Publication number: KR101776211B1
Application number: KR1020150122887A
Authority: KR
Inventors: 김용인
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-09-07
Also published as: KR20170025847A

Abstract

본 발명은 지주 고정용 블록으로서, 몸체와, 상기 몸체 상부에 구비되고 지주를 고정하기 위한 고정부재를 포함하며, 상기 몸체의 적어도 일부는 풍쇄 슬래그와, 결합재를 포함하여 형성될 수 있으며, 환경 오염을 억제 혹은 방지할 수 있고, 슬래그 재활용도를 높일 수 있으며, 처리 비용을 감소시킬 수 있다.

Description

지주 고정용 블록{Fixing Block for pole}

본 발명은 지주 고정용 블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로에서 제강 공정 중 발생되는 풍쇄 슬래그를 함유하는 지주 고정용 블록에 관한 것이다.

가로등이나 전신주 등과 같은 지주는 그 하부를 땅속에 그대로 매립하거나, 별도의 고정 블록을 땅속에 매립한 후 지주의 하부를 고정 블록에 연결하여 시공하고 있다. 이때, 지주를 땅에 고정하기 위한 고정 블록은 통상 시멘트를 이용하는 콘크리트를 이용하여 생산되고 있다.

이와 같은 고정 블록은 땅속에 매립되어 있기 때문에 우수나 지하수 등과 장기간 접촉하게 되고, 이에 따라 칼슘 이온이나 기타 중금속과 같은 유해화합물이 용출되어 환경을 오염시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 콘크리트의 배합과정에서 고분자수지를 첨가하여 유해화합물의 용출을 줄이는 방법과 콘크리트 표면에 피막을 형성하여 원천적으로 용출을 차단하는 방법 등이 주로 사용될 수 있다.

한편, 제철과정에서는 다량의 슬래그가 발생하고 있다. 이러한 슬래그는 크게 고로 슬래그와 제강 슬래그 등으로 나뉘는데, 그 중 고로 슬래그는 시멘트 재료 등으로 대부분 재활용되고 있다. 그러나 제강 슬래그는 용선을 정련하는 과정에서 사용된 다양한 첨가제가 다량 함유되어 있기 때문에 일부는 장기간의 숙성 기간을 거쳐 재활용하고 있으나 거의 재활용되지 않고 매립 처분되고 있는 실정이다.

그러나 제강 슬래그는 지속적으로 발생하고 있는 반면, 제강 슬래그의 처리 장소도 포화되어 있어, 제강 슬래그의 처리 및 다양한 활용 방안이 요구되고 있다.

KR 2015-0044341A

본 발명은 콘크리트를 대체하여 제조되는 지주 고정용 블록을 제공한다.

본 발명은 유해 화합물의 용출을 억제하여 환경 오염을 방지할 수 있는 지주 고정용 블록을 제공한다.

본 발명은 제강 슬래그를 재활용하여 제조 비용을 절감할 수 있는 지주 고정용 블록을 제공한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 지주 고정용 블록은, 지주 고정용 블록으로서, 몸체와, 상기 몸체 상부에 구비되고 지주를 고정하기 위한 고정부재를 포함하며, 상기 몸체의 적어도 일부는 풍쇄 슬래그와, 결합재를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 풍쇄 슬래그와 결합재는 1 : 1 내지 1 : 2의 부피비로 배합될 수 있다.

상기 결합재는 합성 수지를 포함할 수 있다.

상기 합성 수지는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 몸체는 코어부와, 상기 코어부를 둘러싸는 표면부를 포함하며, 상기 표면부는 풍쇄 슬래그와 결합재를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 코어부는 콘크리트로 형성될 수 있다.

상기 표면부는 상기 코어부의 표면에 10㎜ 이상의 두께로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 급속 냉각되어 안정화된 조직을 갖는 풍쇄 슬래그를 이용하여 지주 고정용 블록을 제조함으로써 기존 콘크리트 재질의 블록에서와 같이 유해 화합물이 용출되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 비교적 고가의 콘크리트를 풍쇄 슬래그로 대체함으로써 블록 제조에 소요되는 비용을 절감하는 동시에, 슬래그의 처리 비용도 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지주 고정용 블록의 설치 상태를 보여주는 단면도.
도 2는 지주와 블록의 설치 방법을 보여주는 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록의 내부 구조를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 블록의 내부 구조를 보여주는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지주 고정용 블록의 설치 상태를 보여주는 단면도이고, 도 2는 지주와 블록의 설치 방법을 보여주는 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록의 내부 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 블록의 내부 구조를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예의 지주 고정용 블록(이하, "블록"이라 함)은 전체 또는 적어도 일부가 땅속에 매립된 상태로 지주(10)를 지면(E)에 고정시킨다.

블록은 몸체(30)와, 몸체(30) 상부에 구비되어 지주(10)를 고정하는 고정부재(20)를 포함할 수 있다.

몸체(30)는 상부보다 하부가 넓은 역사다리꼴 형상의 단면 형상을 갖는 육면체로 형성될 수 있다. 이는 일반적인 블록의 형상으로 이외에도 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

몸체(30)에는 외부 전원과 전주에 설치되는 다양한 전자제품, 예컨대 램프 등의 전기적인 연결을 위해 배선이 삽입되는 연결구(35a, 35b)가 형성될 수 있다. 연결구(35a, 35b)는 몸체(30)의 하부, 측부, 상부에 적어도 2개 형성될 수 있으며, 두 개의 연결구(35a, 35b)는 몸체(30)의 내부를 통해 서로 연통되어 삽입관(35)을 형성할 수 있다. 물론, 연결구(35a, 35b)삽입관(35)(35)입관은 지주(10)에 전자제품이 설치되는 경우 필요한 것으로 필요에 따라서 형성되지 않을 수도 있다.

그리고 몸체(30)의 상부에는 지주(10)를 고정하기 위한 고정부재(20)가 복수개 형성될 수 있다. 고정부재(20)는 무두볼트 등을 이용하여 몸체(30) 상부로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 지주(10)의 하부에 형성되는 플랜지(12)의 관통구에 삽입되어 너트 등과 같은 결합부재(22)와 결합되어 지주(10)를 고정시킬 수 있다.

종래에는 몸체(30)를 형성하는 경우 일정량의 시멘트, 모래, 자갈 등과 물을 혼합한 콘크리트를 소정 형상의 거푸집에 부어 양생하여 생산하였다. 그러나 콘크리트의 경우 땅에 매립된 상태에서 우수와 지하수 등과 장기간 접촉하면 CaO 성분 등과 같은 유해화합물이 용출되어 토양이나 지하수를 오염시키는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명에서는 콘크리트의 사용량을 감소시키거나, 또는 이를 대체하여 몸체(30)를 형성함으로써 유해화합물에 의한 환경 오염을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에 본 발명에서는 블록을 구성하는 몸체(30)를 형성함에 있어 콘크리트를 대체하여 일명 급냉 안정화 슬래그라 불리우는 풍쇄 슬래그를 사용한다.

풍쇄 슬래그는 물입자가 혼입된 공기를 일정한 송풍 압력으로 분무하여 분무지역을 형성하고 상기의 분무지역에 용융상태의 제강슬래그를 직접 통과시키는 '아토마이징 공정’을 통해 스피넬 구조를 갖는 강도와 경도가 매우 높은 결정체이다.

풍쇄슬래그는 입경이 0.001 내지 5.0㎜까지 다양한 크기를 갖는 구형(求刑)으로 생성된다. 풍쇄 슬래그는 기존의 제강 슬래그, 예컨대 수쇄 슬래그의 주요 화학적 성분인 FeO, Fe₂O₃, SiO₂, CaO, MgO 등을 포함하고 있지만, 제조 상의 특징, 즉 고압 공기를 통한 급속 냉각을 통해 CaO의 화합물은 디칼슘 페라이트(Dicalcium Ferrite, 2CaO·Fe₂O₃)와 라르나이트(Larnite, β-2CaO·SiO2)를 형성하게 된다. 이와 같이 고속으로 급냉시킨 제강 슬래그, 즉 풍쇄 슬래그의 화학성분은 기존의 수쇄 슬래그와 같이 CaO, Fe₂O₃, SiO₂가 주성분을 이루지만, Free CaO가 Fe₂O₃ 및 SiO₂와 반응하여 안정한 상태, 즉 스피넬 구조로 존재하여 유해 화합물이 거의 용출되지 않는다. 여기에서 스피넬 구조는 AB₂O₄의 일반식으로 나타낼 수 있으며, 정팔면체의 외형에 입방정 구조로서 산소 원자가 거의 입방 최밀 패킹으로 충진되어 이들 팔면체 속에 산소원자 6개에 포위된 B 원자, 사면체 속에 산소원자 4개로 포위된 A원자로 이루어진 구조이다. 이러한 스피넬 구조는 유리와 같은 광택을 지니고 높은 굴절율을 갖는 특징이 있다. 이들 중 색이 없고 투명한 것은 보석으로 사용될 정도로 아주 견고하고 내풍화성과 내식성이 강하다. 또한, 스피넬 구조는 화학반응에 필요한 이온이나 전자의 이동이 어렵기 때문에 안정된 화합물을 이루고 풍화가 같은 화학적, 물리적 요인에 대해 매우 강한 저항성을 갖는다.

이와 같은 풍쇄 슬래그는 이미 납, 구리, 비소, 수은, 카드뮴, 크롬, 시안 등 유해한 중금속의 용출실험에서 어떠한 것도 검출되지 않은 안전하고 무해한 청정재료임이 입증되었으며, 특히 견고하게 유리화된 표면특성상 어떠한 중금속 용출이나 자체팽창이 전혀 나타나지 않으므로 환경부에서 폐기물이 아닌 무공해 청정재료라는 인증을 받았다.

본 발명에서는 이와 같은 풍쇄 슬래그를 지주 고정용 블록의 몸체(30)를 제조함에 있어서 콘크리트의 대체, 또는 일부 대체 물질로 사용한다. 이에 몸체(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(30) 전체를 풍쇄 슬래그를 포함하도록 형성할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 몸체(30)의 일부를 풍쇄 슬래그를 포함하도록 형성할 수도 있다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(30) 전체를 풍쇄 슬래그를 포함하도록 형성하는 경우에는 다음과 같이 제조될 수 있다.

풍쇄 슬래그는 전술한 바와 같이 구형 입자로 형성되어 있기 때문에 이들 풍쇄 슬래그를 상호 결합시키기 위한 결합재가 요구된다. 결합재로는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등과 같은 합성 수지가 사용될 수 있다. 풍쇄 슬래그와 결합재는 1 : 1 내지 1 : 2 정도의 부피비를 갖도록 사용될 수 있다. 이때, 결합재의 양이 제시된 범위보다 적은 경우에는 풍쇄 슬래그 입자를 견고하게 결합시키기 어려워 제조되는 블록의 성형성 및 강도가 저하될 수 있다. 또한, 결합재의 양이 제시된 범위보다 많은 경우에는 강도가 높은 풍쇄 슬래그의 양이 적어 블록의 강도가 저하될 수 있으며 내구성도 저하될 수 있다.

이와 같이 풍쇄 슬래그와 결합재의 배합물이 마련되면, 블록 형성을 위한 거푸집에 배합물을 주입하고 경화시킨다. 이후, 배합물이 경화되어 블록의 몸체(30)가 형성되면, 거푸집으로부터 모체를 인출한다. 그리고 사용되는 합성 수지의 종류에 따라 자외선을 조사하거나 열을 가하여 견고하게 경화시킬 수 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 몸체(30)의 일부에 풍쇄 슬래그를 포함시키는 경우는 다음과 같다.

몸체(30)는 코어부(30a)와, 코어부(30a)를 감싸는 표면부(30b)를 포함할 수 있다. 이때, 코어부(30a)는 콘크리트를 이용하여 제조할 수 있다. 또한, 코어부(30a)는 기존에 사용되고 있는 블록을 그대로 사용할 수도 있다.

그리고 표면부(30b)는 앞에서 설명한 바와 같이 풍쇄 슬래그와 결합재를 혼합한 배합물을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 표면부(30b)는 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 예컨대 배합물을 코어부(30a)의 표면에 도포하거나, 거푸집 내에 배합물을 주입한 후 코어부(30a)를 거푸집 내에 투입하여 배합물 내에 침적시킨 후 경화시킬 수 있다. 이에 코어부(30a) 표면에는 풍쇄 슬래그를 포함하는 표면부(30b)가 형성될 수 있다. 표면부(30b)는 적어도 10㎜ 이상의 두께를 갖도록 형성될 수 있으며, 표면부(30b)의 두께가 제시된 범위보다 적은 경우에는 코어부(30a)를 충분하게 감싸기 어렵고, 표면부(30b)가 마모 또는 소실되기 쉽다. 이와 같이 풍쇄 슬래그를 포함하는 표면부(30b)를 형성하는 경우에는 기존에 콘크리트 재질의 블록 표면에 고분자 수지를 이용하여 피막을 형성할 때보다 강도가 향상되어 그 수명을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 지주(10)를 설치하기 위한 블록을 제강 슬래그, 즉 급속 냉각되어 안정화된 조직을 갖는 풍쇄 슬래그를 포함하도록 형성함으로써 기존에 콘크리트 재질의 블록에서 유해 화합물이 용출되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 비교적 고가의 콘크리트를 풍쇄 슬래그로 대체함으로써 블록 제조에 소요되는 비용도 절감할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예와 비교예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 기재된 실시예들은 본 발명의 청구범위 내에 속하게 된다.

Claims

지주 고정용 블록으로서,
몸체와,
상기 몸체 상부에 구비되고 지주를 고정하기 위한 고정부재를 포함하며,
상기 몸체는 콘크리트를 대체하도록 용융 상태의 제강슬래그를 급냉시켜 구형 입자로 형성되는 풍쇄 슬래그와, 결합재를 포함하여 형성되고,
상기 풍쇄 슬래그와 결합재는 1 : 1 내지 1 : 2의 부피비로 배합되며,
상기 풍쇄 슬래그에 함유되는 CaO 화합물은 디칼슘 페라이트(Dicalcium Ferrite, 2CaO·Fe₂O₃)와 라르나이트(Larnite, β-2CaO·SiO₂)로 존재하는 지주 고정용 블록.
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청구항 1에 있어서,
상기 결합재는 합성 수지를 포함하는 지주 고정용 블록.
청구항 3에 있어서,
상기 합성 수지는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 지주 고정용 블록.
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