KR102668326B1 - 콘크리트 회수수 재활용시스템 - Google Patents

Abstract

친환경적이며 중화처리의 효율성이 개선되도록, 본 발명은 이산화탄소를 기체 상태로 공급하기 위한 유량조절 장치가 포함된 이산화탄소 공급장치; 상기 이산화탄소 공급장치로부터 공급받은 이산화탄소를 공정수와 혼합하여 과포화 이산화탄소 반응액으로 용해하여 재활용처리조로 공급하는 미세기포화장치; 및 배합되어 사용 후 잔존된 잉여 콘크리트로부터 분리된 회수수가 집수되되, 상기 미세기포화 장치로부터 상기 과포화 이산화탄소 반응액이 공급되어 상기 회수수가 재활용되도록 중성화하는 회수수 재활용처리조를 포함하는 콘크리트 회수수 재활용시스템을 제공한다.

Description

콘크리트 회수수 재활용시스템{system for recycling concrete recovery water}

본 발명은 콘크리트 회수수 재활용시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경적이며 효율성이 개선되는 콘크리트 회수수 재활용시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 레미콘은 시간이 지나면 경화되는 성질을 갖고 있기에 출하 후 믹서 트럭 내의 잔존 레미콘은 필히 세척되어야 하며, 공사현장에서는 회수되는 폐레미콘이 처리되어야 한다

이러한 세척된 상기 폐레미콘은 콘크리트 슬러지 고형분과 상징수로 분리된 폐수로 처분되며, 상기 상징수는 pH 12 이상의 강알칼리성을 지닌 폐수로써 처분 과정에서 환경오염이 유발되므로 중화처리후 처분되어야 한다.

그러나, 종래의 상기 상징수는 산이 포함된 약품으로 중화처리후 처분됨에 따라 상기 약품에 의한 환경오염 문제가 여전히 남아있는 실정이다. 더욱이, 약품 사용에 따른 처분 비용상승의 문제도 발생되고 있다.

그래서, 상기 상징수를 공업용도로 재사용되는 방안이 연구되고 있으나, 상기 상징수를 이용한 공업용품은 레디믹스트 콘크리트 심사기준(이하 KS F 4009)에 충족되기 어렵다.

따라서, 폐레미콘에 포함된 상기 상징수를 친환경적이고 경제적으로 처리하는 방법과, 상기 심사기준이 충족되는 상기 상징수 재사용방안에 대한 연구가 시급한 실정이다.

한국 등록특허 제10-1926090호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 친환경적이며 효율성이 개선되는 콘크리트 회수수 재활용시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이산화탄소를 기체 상태로 공급하기 위한 유량조절 장치가 포함된 이산화탄소 공급장치; 상기 이산화탄소 공급장치로부터 공급받은 이산화탄소를 공정수와 혼합하여 과포화 이산화탄소 반응액으로 용해하여 재활용처리조로 공급하는 미세기포화장치; 및 배합되어 사용 후 잔존된 잉여 콘크리트로부터 분리된 회수수가 집수되되, 상기 미세기포화 장치로부터 상기 과포화 이산화탄소 반응액이 공급되어 상기 회수수가 재활용되도록 중성화하는 회수수 재활용처리조를 포함하되, 상기 미세기포화 장치는 상기 이산화탄소 공급장치로부터 공급되는 이산화탄소를 상기 공정수와 혼합하여 가압 펌핑하는 교반펌핑부와, 상기 교반펌핑부에서 혼합된 혼합수를 팽창시키는 팽창부와, 상기 팽창부에서 팽창된 상기 혼합수를 난류화 및 미세교반하는 난류충돌부와, 상기 난류충돌부로부터 토출된 상기 혼합수를 충돌교반함으로써 미세기포화하여 상기 과포화 이산화탄소 반응액을 생성하여 상기 회수수 재활용처리조로 공급하는 미세기포화부를 포함함을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템을 제공한다.

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상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 콘크리트 회수수 재활용시스템은 산을 포함한 유독성 약품처리가 아닌 이산화탄소를 이용한 중성화 처리를 통해 회수수를 콘크리트용 배합수로 재활용하는 방법을 제공하므로 친환경성과 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

둘째, 상기 미세기포화장치는 상기 공정수에 포함된 상기 이산화탄소를 교반펌핑부, 팽창부, 난류충돌부, 미세기포화부의 물리적교반으로 기포 미세화되어 상기 회수수 재활용처리조에 공급함으로써 중화처리의 효율성이 현저히 개선될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따라 중성화 처리된 회수수를 사용하여 교반되어 제조된 콘크리트의 강도가 일반 상수도가 사용된 경우보다 높게 강화되므로 재활용되어 제조된 콘크리트의 품질을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 회수수 재활용시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 팽창부의 상세도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 팽창부 진입 전후 이산화탄소 기체 과포화 상태를 나타낸 모식도.
도 4는 는 본 발명의 일실시예에 따른 배합수로 제조된 시멘트 페이스트의 응결시간을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배합수로 제조된 시멘트 모르타르의 압축강도를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 회수수 재활용방법의 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 회수수 재활용시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 회수수 재활용시스템을 나타낸 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 팽창부의 상세도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 팽창부 진입 전후 이산화탄소 기체 과포화 상태를 나타낸 모식도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배합수로 제조된 시멘트 페이스트의 응결시간을 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 배합수로 제조된 시멘트 모르타르의 압축강도를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 회수수 재활용방법의 흐름도이다.

도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)은 이산화탄소 공급장치(10), 미세기포화장치(20), 그리고 회수수 재활용처리조(30)를 포함한다.

상세히, 상기 이산화탄소 공급장치(10)는 순수한 고압의 가스상태의 이산화탄소 기체를 상기 미세기포화장치(20)에 기설정된 유량으로 공급하기 위해 유량조절장치가 포함됨이 바람직하다. 또한, 상기 유량조절장치는 기설정된 공급량만큼 상기 이산화탄소 기체를 공급한 이후 관리자의 판단에 의해 차단될 수 있으며, 상기 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)은 이후에도 작동될 수 있음을 특징으로 한다.

한편, 상기 이산화탄소 기체는 후술되는 회수수의 수산화칼슘 이온과 반응되기 위해 인체에 무해하며 구비되기 용이한 상기 이산화탄소 기체로 준비됨이 바람직하나 탄산이 포함된 상이한 탄산 기체로도 대체될 수 있다. 또한, 상기 탄산 기체는 기체 상태가 아닌 탄산이 함유된 수용액 혹은 탄산 수용액에서 추출된 상기 이산화탄소 기체로도 상기 미세기포화장치(20)에 공급될 수 있다.

그러므로, 상기 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)은 산을 포함한 유독성 약품이 아닌 안정성있고 구비되기 용이한 상기 이산화탄소를 이용한 중성화 처리방법을 제공하므로 친환경성과 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

이어서, 상기 미세기포화장치(20)는 교반펌핑부(21), 팽창부(22), 난류충돌부(23) 및 미세기포화부(24)를 포함한다.

상세히, 상기 교반펌핑부(21)의 전단에는 상기 이산화탄소 공급장치(10)로부터 상기 이산화탄소 기체를 공급받아 공정수가 혼합되어 혼합수가 되는 혼합부(21a)와, 상기 혼합수가 물리적 교반이 발생되는 물리적 교반 장치가 포함된 교반부(21b)가 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 혼합부(21a)에는 상기 이산화탄소 공급장치(10)로 상기 이산화탄소가 공급되기 위한 기체공급관과 상기 공정수가 유입될 수 있는 공정수 주입통로가 포함된다.

한편, 상기 공정수는 상기 이산화탄소 기체의 상기 탄산이 용해되는 증류수, 상수, 수돗물 등의 정수가 사용될 수 있으며 후술되는 상기 재활용처리조(30)에 저수된 상기 회수수 혹은 중성화 처리된 처리수가 이용될 수 있다.

물론, 상기 공정수 내에 후술될 화학적 반응을 저해하거나 상기 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)의 성능을 저해하는 불순물이 포함된 상기 공정수의 사용은 가능하나 권장되지 않는다.

이때, 상기 불순물은 수산화 이온과 화학적으로 반응하는 이온이 포함되거나 일반적으로 배관 혹은 통로를 차단하는 물질이 섞여있는 정수 및 상기 회수수일 수 있다. 그러므로, 상기 공정수가 공급되는 상기 공정수 주입통로에는 상기 정수, 상기 회수수 및 상기 상징수에 남아있는 불순물을 필터링하기 위한 필터장치가 구비됨을 특징으로 한다.

이어서, 상기 혼합부(21a)는 상기 이산화탄소가 상기 공정수와 만나 상기 혼합수로 형성됨을 특징으로 한다. 이때, 상기 혼합수는 상기 이산화탄소가 기포상태로 혼합되되 탄산 이온으로도 용해될 수 있다. 한편, 상기 혼합부(21a)는 상기 혼합수의 혼합을 촉진하기 위한 추가적인 물리적, 화학적 장치가 구비될 수 있음을 명시한다.

그리고, 상기 교반부(21b)는 상기 혼합부(21a)와 연결되어 상기 혼합수가 공급됨이 바람직하다. 이때, 상기 교반부(21b)는 상기 혼합수가 지나가는 배관으로 연결될 수 있으며 상기 혼합부(21b)와 바로 연결되어 존재할 수 있다.

또한, 상기 교반부(21b)는 상기 혼합수가 상기 팽창부(22)로 이동되도록 유속을 증가시키는 원심펌프가 포함됨이 바람직하다. 상세히, 상기 원심펌프는 임펠러형으로 임펠러의 고속 회전동작으로 상기 이산화탄소의 기포 미세화가 촉진될 수 있다.

상세히, 상기 교반부(21b)를 지난 상기 혼합수는 유속이 증가하는 과정에서 가압 펌핑이 일어난다. 즉, 상기 교반펌핑부(21)는 상기 이산화탄소의 기포를 미세화하는 상기 가압 펌핑이 포함된 1차 물리적 교반이 수행될 수 있다.

이어서, 상기 팽창부(22)는 상기 1차 물리적 교반이 일어난 상기 혼합수를 공급받기 위해, 상기 교반부(21b)와 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 팽창부는 벤츄리관(22a)이 포함된 배관으로 형성될 수 있다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 벤츄리관(22a)은 배관의 굵기가 서서히 축소되되 다시 확대되어 유체의 유속이 변하는 배관을 말한다. 이때, 유속이 변한다는 의미는, 상기 혼합수가 상기 팽창부(22)를 지나며 상기 가압 펌핑이 일어나되 팽창되어 상기 이산화탄소의 기포의 미세화가 발생되는 것을 의미한다.

도 3에서 보는 바와 같이, 상기 팽창이 수행된 상기 혼합수의 상기 이산화탄소 기포는 상기 벤츄리관(22a)을 진입하고 기체 과포화 상태가 일어나 더욱 미세화된다. 즉, 상기 팽창부(22)는 상기 가압 펌핑이 일어나 2차 물리적 교반이 수행될 수 있다.

상세히, 상기 벤츄리관(22a)을 지나는 상기 이산화탄소 기포는 급격히 좁혀진 통로를 진입하면서 가압펌핑으로 인한 기체 과포화 상태가 되어 기포 미세화가발생된다. 이때, 상기 이산화탄소 기포는 다시 넓은 통로로 나옴에 따라 상기 기포 미세화가 유지될 수 있다.

이어서, 상기 난류충돌부(23)는 상기 혼합수가 상기 팽창부(22)로부터 공급되어 난류화 및 미세교반이 발생되는 케이싱부(23a) 및 충돌판(23b)이 포함됨이 바람직하다.

상세히, 상기 케이싱부(23a)의 상단부에는 상기 혼합수를 상기 팽창부(22)로부터 공급받는 유입관이 연결됨이 바람직하며, 하부에는 상기 유입관을 따라 유입된 상기 혼합수가 유로방향을 따라 수직하강하여 상기 미세기포화부(24)의 연결부에 배출됨이 바람직하다.

또한, 상기 충돌판(23b)은 상기 유입관 하부에서 상기 연결부(24a) 상부까지 이어지는 상기 케이싱부(23a)의 격벽 좌우측에 복수개로 형성되되 하향 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 혼합수가 다중 충돌되어 상기 이산화탄소의 미세교반이 발생됨을 특징으로 한다. 즉, 상기 난류충돌부(23)는 상기 미세교반이 일어나 3차 물리적 교반이 수행될 수 있다.

그리고, 상기 충돌판(23b)은 수직하강되는 상기 혼합수와 충돌되되 가압되어, 상기 혼합수의 상기 난류화가 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 혼합수는 유체의 수직하강과 난류에 의해 대기압에 노출되어 용해된 상기 이산화탄소의 기포가 더욱 미세화됨이 바람직하다. 한편, 상기 충돌판(23b)의 상기 하향 경사는 10 ~ 30˚로 설정됨이 바람직하며 기설정된 복수개로 형성됨에 따라 상기 난류화와 상기 미세교반이 발생될 수 있다.

이어서, 상기 미세기포화부(24)는 상기 연결부와 미세기공형성판(24a)이 포함됨이 바람직하다. 상세히, 상기 연결부는 상기 난류충돌부(23)의 단부로부터 상기 혼합수가 토출되어 유입되되 상기 미세기공형성판(24a)을 지나 상기 회수수 재활용처리조(30)까지 연결됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기 미세기공형성판(24a)은 상기 혼합수를 충돌교반함으로써 미세기포화된 과포화 이산화탄소 반응액이 생성됨을 특징으로 한다. 한편, 상기 과포화 이산화탄소 반응액과 이하에서 표현되는 반응액은 동일한 의미로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 미세기공형성판(24a)은 상기 연결부의 횡단면을 가로질러 설치되되 표면에 1~10 ㎛의 직경을 갖는 복수개의 기공이 관통 형성된 판으로 형성되어 있다.

물론, 상기 기공은 필요에 따라 100 ㎛의 직경으로도 제작될 수 있으나 상기 반응액의 기포 미세화 효율이 떨어져 상기 회수수와 반응속도가 떨어질 수 있음을 명시한다. 한편, 상기 미세기공형성판(24a)은 상기 연결부에 복수개로 형성되어 상기 충돌교반이 반복 수행될 수 있다.

그러므로, 상기 미세기포화부(24)는 상기 혼합수의 기포가 상기 기공을 지나 가압되되 충돌되어 이동됨으로써 4차 물리적 교반이 일어나 기포 미세화되어 상기 반응액이 생성될 수 있다.

상세히, 상기 반응액은 1~10 ㎛의 직경의 상기 이산화탄소 기포가 용해되어있으며 상기 회수수가 집수된 상기 회수수 재활용처리조(30)로 공급됨을 특징으로 한다. 그러므로, 마이크로 단위의 이산화탄소를 지닌 상기 반응액은 상기 회수수와의 반응이 촉진되어 신속하고 효율적으로 중화처리될 수 있다.

즉, 상기 미세기포화장치(20)는 상기 공정수에 포함된 상기 이산화탄소가 상기 교반펌핑부(21), 상기 팽창부(22), 상기 난류충돌부(23) 및 상기 미세기포화부(24)의 1차 내지 4차 물리적 교반을 통해 기포 미세화되어 상기 회수수 재활용처리조에 공급함으로써 중화처리의 효율성이 현저히 개선될 수 있다.

이어서, 상기 회수수 재활용처리조(30)는 저수탱크, 유입구, 순환연결부로 구성됨을 특징으로 한다.

상세히, 상기 저수탱크는 상기 회수수가 집수될 수 있으며 상기 반응액이 공급되되 상기 회수수와 혼합됨으로써 상기 처리수가 반응생성됨을 특징으로 한다. 또한, 상기 저수탱크는 상기 회수수가 투입되어 집수될 수 있는 투입구 및 상기 회수수 및 상기 처리수가 배출되는 배출구가 별도로 형성될 수 있다.

또한, 상기 회수수는 산업현장에서 배합된후 잔존된 잉여 콘크리트에서 분리되어 상기 저수탱크에 집수될 수 있다. 물론, 상기 회수수는 상기 잉여 콘크리트가 아닌 염기성을 지닌 오염수 및 폐수로 집수될 수 있다.

이어서, 상기 유입구는 상기 미세기포화장치(20)에서 생성된 상기 반응액을 공급받음으로써, 상기 반응액은 상기 저수탱크에 공급될 수 있다. 이때, 상기 회수수에 포함된 수산화칼슘 이온은 상기 반응액에 미분화된 상기 이산화탄소 기포의 탄산이온과 결합하여 이하의 화학식 1의 화학적 반응이 발생될 수 있다.

그리고, 상기 저수탱크는 상기 화학적 반응에 의해 탄산칼슘이 석출되되 침전됨을 특징으로 한다. 또한, 상기 회수수는 상기 수산화칼슘 이온이 감소됨에 따라 재활용 가능한 상기 처리수로 중성화됨이 바람직하다. 한편, 침전된 상기 탄산칼슘은 상기 처리수와 분리되어 산업 및 연구에서 재활용될 수 있다.

이어서, 상기 화학적 반응에 의한 상기 회수수 염기도 변화가 검출되는 pH측정기의 검출부가 상기 회수수와 연결되되 상기 pH측정기가 상기 저수탱크 외면에 부착되어 pH가 관측될 수 있다. 또한, 상기 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)은 상기 pH가 7에 근접될때까지 유지됨이 바람직하다.

이어서, 상기 화학적 반응의 발열에 의해 상기 저수탱크 내부는 기설정된 안전온도 이상으로 과열될 수 있다. 그러므로, 상기 저수탱크 내부의 상기 회수수의 온도가 관측되는 온도측정기가 구비되되, 상기 온도를 냉각하는 냉각장치가 구비될 수 있다.

이때, 상기 냉각장치는 필요에 의해 상기 저수탱크 내부 혹은 외면에 형성될 수 있으며 냉각 방법은 준비된 상기 냉각장치에 따라 상이할 수 있다. 물론, 상기 냉각 방법은 상기 냉각장치가 이용되는게 아닌 냉각수 주입 혹은 자연 냉각으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 저수탱크에 반응된 상기 회수수 및 상기 처리수는 순환펌프가 포함된 상기 순환연결부를 통해 배출되어 상기 혼합부(21a)의 상기 공정수 주입통로로 주입될 수 있다. 이때, 상기 공정수는 상기 화학적 반응으로 석출된 상기 탄산칼슘이 포함될 수 있으며 상술한 상기 필터장치에 의해 필터링될 수 있음을 다시 한번 명시한다.

또한, 상기 공정수는 상기 순환연결부에 포함된 상기 순환펌프에 의해 상기 미세기포화장치(20)로 이동될 수 있으나 상기 교반펌핑부(21)에 포함된 상기 원심펌프로 대체되어 이동될 수 있다.

그리고, 상기 공정수로 재사용되는 상기 회수수 및 상기 처리수는 반응후 잔존된 상기 반응액이 포함될 수 있다. 그러므로, 상기 공정수는 상기 순환연결부를 통해 상기 미세기포화장치(20)로 이동되되, 상기 기체공급관으로부터 추가적인 상기 이산화탄소 기체가 공급되어 상술한 1차 내지 4차 물리적 교반이 반복처리되어 상기 반응액으로 재이용될 수 있다.

그리고, 상기 처리수는 중화됨으로써 산업용 및 연구 목적으로 재활용될 수 있다. 예컨대, 상기 처리수는 콘크리트용 배합수로 사용됨이 바람직하다.

상세히, 콘크리트에 사용되는 시멘트 페이스트와 시멘트 모르타르는 상기 회수수가 상기 배합수로 사용됨에 대해 레디믹스트 콘크리트 심사기준(이하 KS F 4009)을 따르며 다음의 표 1과 같은 품질 규격이 적용된다.

항목	품질
시멘트 응결 시간의 차	초결은 30분 이내, 종결은 60분 이내
모르타르 압축 강도비	재령 7일 및 28일에서 90% 이상

그리고, 상기 처리수가 상기 콘크리트용 배합수로 사용될 경우 상기 시멘트 페이스트와 상기 시멘트 모르타르는 상기 품질 규격에 충족될 수 있다. 그러므로, 상기 회수수는 품질 규격이 충족된 재활용 가능한 처리수로 중성화되어 상기 콘크리트용 배합수로 재활용됨으로써 품질성을 개선하며 자원낭비성을 최소화할 수 있다.

상세히, 상기 배합수는 상기 시멘트 시멘트 페이스트 제조에 사용되어질 수 있다. 이때, 상기 레디믹스트 콘크리트 심사기준에 대하여 상기 시멘트 페이스트는 시멘트 응결 시간의 차가 평가되었다.

도 4에서 보는 바와 같이, 일반 상수, 회수수 그리고 처리수 3종의 배합수에 대한 시멘트 응결시간의 차에 따라 상기 처리수를 배합수로 사용하여 제작된 시멘트 페이스트의 초결 및 종결 시간은 상기 상수에 비하여 초결은 약 30분 가량 먼저, 종결은 약 60분 이내의 차이로로 발현되었다. 이는, 상기 레디믹스트 콘크리트 심사기준의 시멘트 응결 시간의 차이 '초결은 30분 이내, 종결은 60분 이내' 규정에 충족된다. 따라서, 상기 처리수는 상기 시멘트 페이스트 제조용 배합수로 사용될 수 있음을 의미한다. 한편, 상기 시멘트 페이스트의 시험은 KS L ISO 9597 시멘트의 응결 및 안정성 시험방법에 준하여 실시되었으며 물-시멘트 비율 32%의 시멘트 페이스트 기준으로 시험되었음을 명시한다

이어서, 상기 배합수는 상기 시멘트 모르타르 제조에 사용되어질 수 있다. 이때, 상기 레디믹스트 콘크리트 심사기준에 대하여 상기 시멘트 모르타르는 시멘트 압축 강도로 평가된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 일반 상수, 회수수 그리고 처리수 3종의 배합수에 대한 상기 시멘트 모르타르의 압축 강도가 측정되었다. 한편, 사용되어진 상기 시멘트 모르타르는 물-시멘트 비율 40%로 제조되었으며, 상기 시멘트 모르타르의 압축강도는 휨강도 시험 이후 표준양생한 시편을 각각 재령 3일, 7일 그리고 28일에서 측정되어 평가되었음을 명시한다.

이때, 상기 시멘트 모르타르는 상기 회수수와 상기 일반 상수가 배합수로 사용되어질때 강도가 낮게 측정되었고 상기 처리수가 배합수로 사용되어질때 강도가 가장 크게 발현되었다. 그러므로, 평가 결과에 따라 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)을 통해 처리된 상기 처리수는 시멘트 모르타르용 배합수로 사용될 경우 콘크리트 내구성 측면에서 이점을 가질수 있음을 의미한다.

이를 통해, 상기 처리수가 상기 시멘트 페이스트용 배합수로 사용되어질시 상기 품질 규정의 응결 시간이 편차 범위내로 충족되며 상기 일반 상수를 대체하여 상기 콘크리트용 배합수로 사용될 수 있음을 의미한다.

또한, 상기 처리수가 상기 시멘트 모르타르용 배합수로 사용되어질시 상기 품질 규정의 압축 강도가 충족되며, 상기 일반 상수가 배합수로 사용될때 보다 개선된 압축 강도를 가질 수 있다. 즉, 상기 배합수가 상기 처리수로 대체되어질 수 있음만 아니라 압축 강도 지표에서도 개선될 수 있다.

다시 말해, 본 발명은 상술한 일실시예에 따라 산을 포함한 유독성 약품이 아닌 안정성있고 구비되기 용이한 상기 이산화탄소를 이용한 중성화 처리방법을 제공하며, 상기 1차 내지 4차 물리적교반으로 상기 이산화탄소가 미세기포화되어 상기 회수수 재활용처리조에 공급함으로써 상기 회수수가 상기 처리수로 신속하고 효율적으로 변환되며, 상기 처리수는 재활용되도록 중성화 처리되되 상기 품질 규격에 충족되어 상기 콘크리트용 배합수를 제조하는 상기 콘크리트 회수수 재활용시스템(100)을 제공한다.

도 6에서 보는 바와 같이, 상기 회수수 재활용 시스템(100)은 콘크리트 회수수 재활용방법(200)으로 제공될 수 있다.

먼저, 상기 회수수 재활용처리조(30)는 폐레미콘에서 사용 후 잔존된 잉여 콘크리트로부터 상기 회수수가 분리되어 집수(s10)된다. 이때, 상기 회수수는 상기 잉여 콘크리트가 수면 하층부로 침전되되 상층부에 남아있는 상징수를 의미한다. 이때, 상기 회수수는 pH 11 이상의 강알칼리성을 지닌 수산화칼슘 이온이 포함되어 상기 재활용처리조에 집수됨이 바람직하다.

그리고, 상기 이산화탄소 공급장치(10)는 상기 이산화탄소를 상기 미세기포화장치(20)에서 상기 과포화 이산화탄소 반응액로 형성되도록 공급하되, 미분화된 상기 과포화 이산화탄소 반응액은 상기 회수수 재활용처리조(30)로 공급(s20)된다. 이때, 상기 과포화 이산화탄소 반응액은 상기 미세기포화장치(20)에 의해 1~10 ㎛의 직경의 이산화탄소 기포를 지님이 바람직하다.

이어서, 상기 회수수 재활용처리조(30)에서 상기 과포화 이산화탄소 반응액과 반응되되, 탄산칼슘이 석출되어 상기 회수수가 중성화 처리(s30)된다. 이때, 상술한 상기 제1단계(s10) 내지 상기 제3단계(s30)는 상기 회수수 재활용처리조(30) 내의 상기 회수수의 pH 농도가 7에 근접될때까지 일어나되, 상기 시멘트 페이스트 및 상기 시멘트 모르타르 제조용 배합수로 재활용(s40)될 수 있도록 기설정된 pH 농도까지 반복 처리될 수 있다.

그러므로, 중성화 처리된 상기 회수수가 처리수로 배합되어 상기 시멘트 페이스트 및 상기 시멘트 모르타르용 배합수인 상기 콘크리트용 배합수로 재활용(s40)되는 콘크리트 회수수 재활용방법(200)이 제공될 수 있다. 이때, 상기 시멘트 페이스트 및 상기 시멘트 모르타르는 레디믹스트 콘크리트 심사기준(이하 KS F 4009)에 충족되는 품질을 지닐 수 있다.

즉, 본 발명은 상기 회수수를 집수하여 중성화 처리함으로써 상기 콘크리트용 배합수로 재활용되는 상기 콘크리트 회수수 재활용방법(200)을 제공할 수 있다.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

10: 이산화탄소 공급장치 20: 미세기포화장치
21: 교반펌핑부 22: 팽창부
23: 난류충돌부 24: 미세기포화부
30: 회수수 재활용처리조 100: 콘크리트 회수수 재활용시스템

Claims (13)

1. 이산화탄소를 기체 상태로 공급하기 위한 유량조절 장치가 포함된 이산화탄소 공급장치;
   상기 이산화탄소 공급장치로부터 공급받은 이산화탄소를 공정수와 혼합하여 과포화 이산화탄소 반응액으로 용해하여 재활용처리조로 공급하는 미세기포화장치; 및
   배합되어 사용 후 잔존된 잉여 콘크리트로부터 분리된 회수수가 집수되되, 상기 미세기포화 장치로부터 상기 과포화 이산화탄소 반응액이 공급되어 상기 회수수가 재활용되도록 중성화하는 회수수 재활용처리조를 포함하되,
   상기 미세기포화 장치는
   상기 이산화탄소 공급장치로부터 공급되는 이산화탄소를 상기 공정수와 혼합하여 가압 펌핑하는 교반펌핑부와,
   상기 교반펌핑부에서 혼합된 혼합수를 팽창시키는 팽창부와,
   상기 팽창부에서 팽창된 상기 혼합수를 난류화 및 미세교반하는 난류충돌부와,
   상기 난류충돌부로부터 토출된 상기 혼합수를 충돌교반함으로써 미세기포화하여 상기 과포화 이산화탄소 반응액을 생성하여 상기 회수수 재활용처리조로 공급하는 미세기포화부를 포함함을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 교반펌핑부의 전단에는 상기 이산화탄소와 상기 공정수가 혼합되는 혼합부가 구비되며, 상기 교반펌핑부는 임펠러형 펌프인 것을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 팽창부는 벤츄리관인 것을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 난류충돌부는
   내부에 유로가 형성된 케이싱부와,
   상기 유로방향을 따라 좌우측에 교반하여 돌설된 충돌판을 포함함을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 충돌판은 유로방향을 따라 하향 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 미세기포화부는
   상기 케이싱부의 단부와 상기 회수수 재활용처리조를 연결하는 연결부와,
   상기 연결부의 횡단면을 가로질러 설치되되 표면에 1~10 ㎛의 직경을 갖는 복수개의 기공이 관통 형성된 미세기공형성판을 포함함을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 공정수는 상기 회수수 재활용처리조에 저수된 회수수인 것을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 공정수로 사용되기 위한 상기 회수수의 유입구에는 필터장치가 구비됨을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수수 재활용처리조에는 상기 회수수의 염기도를 검출하는 pH측정기가 구비됨을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수수 재활용처리조에는 상기 회수수의 화학반응으로 인한 발열을 조정하는 냉각장치가 구비됨을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수수 재활용처리조 내의 상기 회수수에 함유된 수산화칼슘은 상기 상기 과포화 이산화탄소 반응액에 미분화된 이산화탄소와 반응되어 석출되어 재활용 가능한 콘크리트용 배합수로 중성화됨을 특징으로 하는 콘크리트 회수수 재활용시스템.
13. 삭제