건설폐기물에서 콘크리트용 순환굵은골재 생산공정을 통한 품질향상에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

국내에서 발생되는 폐기물 중 건설폐기물이 차지하는 비율은 50%이상으로 환경부 및 국토해양부에서는 폐기물의 적정처리를 통한 자원화에 심려를 기울기고 있는 실정이다.
현 건설폐기물 재활용은 대부분이 단순 파쇄를 통한 도로공사용 순환골재 생산이며 이를 도로공사에 사용하고 있는 실정이다. 순환골재의 고품질 재활용을 활성화하고, 녹색성장에 기반한 녹색자원화를 위하여 수요자인 정부, 공공기관 주도의 시범사업이 적극 요구되며, 생산자에서도 안정적인 품질관리를 통해 품질신뢰성을 향상시킬 필요가 있다. 제도적으로 순환골재 및 관련 제품의 사용이 원활한 용도를 개발하며, 관련 교육과 홍보의 정례화, 강력한 인센티브 제도의 도입이 요구된다.
본 연구는 기존 건설폐기물 중간처리 설비를 통해 생산되는 도로공사용 순환골재를 사용하여 콘크리트용 순환골재로 재생산 할 수 있는 방안을 도출하며 간단한 설비 추가를 통해 품질 향상을 할 수 있는지 여부를 확인하는 것이다.
첫 번째로 도로공사용 순환골재가 물리적 작용을 통해 콘크리트용 순환골재의 품질기준에 적합 할 수 있는지 여부를 마모감량 실험을 통해 확인한 결과 500회 이상 시 절대건조밀도 2.51(g/㎤), 흡수율 2.66% 기준을 만족하고 5㎜이하·이상 골재 량을 측정한 결과 4 : 6 비율로 마모 될 경우 가능하다는 결론과 마쇄작용의 필요성을 도출하였다.
마쇄작용과 파쇄작용을 동시에 할 수 있는 설비를 제작, 현장에 설치 후 최초 500rpm으로 실험한 결과, 부적합한 품질이 발생하였고 원인 규명을 통해 회전수가 품질에 영향을 주는 핵심 인자로 밝혀져 800, 1000rpm으로 변경하여 실험한 결과 1000rpm에서 품질이 적합한 것으로 나타났다. 또한 각 주요 부분인 마쇄부분과 파쇄부분, 리턴 부분을 나누어서 독립적으로 성능실험을 한 결과, 부적합 품질로 나타났으나 전체 가동 시에는 적합한 품질로 나타나는 것을 알 수 있었다.
원인 분석 결과 하나의 물리적 작용에 의해 모르타르 박리는 한계가 있으며, 두가지 이상의 물리적 작용과 골재와 골재간의 반복적인 상호 작용 및 일정량 이상 투입되어 설비 공간 안의 밀도가 충진되는 조건하에서 순환골재 품질이 극대화 되는 것을 확인 할 수 있었다.
따라서 이번 연구의 결과를 통해 실제 현장에 적용 시킬 설비에 대해서 일정량의 골재 투입과 마쇄 및 파쇄의 물리적 작용, 고속의 회전수, 골재 간 상호작용에 필요한 공간을 통해 순환골재의 품질을 향상시킬 수 있으며 생산량도 증가 시킬 수 있다고 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 표목차 = ⅲ
• 그림목차 = v
• 사진목차 = ⅶ
• 제 1 장 서론 = 1
• 제1절 연구배경 = 1
• 1. 건설폐기물 발생현황 = 3
• 2. 건설폐기물 처리현황 = 5
• 3. 순환골재 생산 및 재활용 현황 = 6
• 4. 건설폐기물 재활용 관련 정책 = 10
• 제2절 연구 목적 및 필요성 = 14
• 제 2 장 이론적 고찰 = 15
• 제1절 건설폐기물 처리 및 순환골재 생산기술 현황 = 15
• 1. 이물질 분리기술의 문제점 = 15
• 2. 순환골재 표면 모르타르 박리기술의 문제점 = 17
• 3. 순환골재 품질 현황 = 20
• 제2절 순환골재 생산 메카니즘 현황 = 22
• 1. 파쇄원리 = 22
• 2. 파쇄기의 종류 및 특성 = 22
• 3. 기타 설비 현황 = 25
• 4. 파쇄 설비별 생산 공정 비교 = 29
• 제 3 장 연구 방법 = 33
• 제1절 순환골재 품질기준 및 실험 목적 = 33
• 1. 순환골재 품질기준 및 실험 현황 = 33
• 2. 항목별 실험목적 = 34
• 제2절 신규장치 현황 = 38
• 1. 신규장치의 기술적 검토 = 38
• 2. 마쇄 및 파쇄원리를 결합한 크러셔 = 40
• 3. 신규장치의 구성 단계별 기능 = 41
• 제3절 실험 방법 = 46
• 1. 실험 시료 = 46
• 2. 주요 실험 방법 = 47
• 제 4 장 결과 및 고찰 = 55
• 제1절 실험 현황 = 55
• 1. 샘플 채취 장소 및 골재 종류 = 55
• 2. 실험 횟수 = 56
• 제2절 실험 결과 = 58
• 1. 순환골재 실험 결과 = 58
• 2. 품질 개선 효과 = 73
• 제 5 장 결론 = 76
• 참고문헌 = 78
• 국문초록 = 80