KR101635834B1 - 전도성 시멘트 페이스트 코팅재, 그를 코팅한 콘크리트용 굵은골재의 제조방법 및 그를 이용한 콘크리트 내 순환골재의 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 시멘트 페이스트 코팅재, 그를 코팅한 콘크리트용 굵은골재의 제조방법 및 그를 이용한 콘크리트 내 순환골재의 회수방법에 관한 것이다.
본 발명의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재는 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트를 굵은골재에 코팅 처리하여, 순환골재 표면에 부착되는 구재 모르타르량을 저감함으로써, 콘크리트용도에 적용할 수준의 콘크리트용 굵은골재를 제조한다. 나아가 상기 시멘트 페이스트로 코팅된 콘크리트용 굵은골재를 활용한 콘크리트 구조물을 공용수명 이후 해체 또는 철거할 때, 마이크로파 조사에 의해 상기 시멘트 페이스트에 함유된 전도성 물질이 상온부터 반응하고 표면층을 300℃ 이상 발열시켜 시멘트 수화물을 분해시킴으로써 순환골재를 원골재 수준으로 회수할 수 있다.

Description

전도성 시멘트 페이스트 코팅재, 그를 코팅한 콘크리트용 굵은골재의 제조방법 및 그를 이용한 콘크리트 내 순환골재의 회수방법{COATING MATERIAL CONTAINING CONDUCTIVE CEMENT PASTE, MANUFACTURING METHOD OF AGGREGATES FOR CONCRETE COATED THEREBY AND RECOVERY METHOD FROM CONCRETE USING THE SAME}

본 발명은 전도성 시멘트 페이스트 코팅재, 그를 코팅한 콘크리트용 굵은골재의 제조방법 및 그를 이용한 콘크리트 내 순환골재의 회수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트를 굵은골재에 코팅 처리하여 콘크리트 용도에 적합한 콘크리트용 굵은골재를 제조하고, 상기 시멘트 페이스트로 코팅된 콘크리트용 굵은골재를 활용한 콘크리트 구조물을 공용수명 이후 해체 또는 철거할 때, 마이크로파 조사에 의해 상기 시멘트 페이스트에 함유된 전도성 물질이 상온부터 반응하고 표면층을 300℃ 이상 발열시켜 시멘트 수화물을 분해시켜 전도성 시멘트 페이스트 코팅층과 원골재를 용이하게 분리시켜 순환골재를 원 골재 수준으로 회수할 수 있도록 한, 전도성 시멘트 페이스트 코팅재, 그를 코팅한 콘크리트용 굵은골재의 제조방법 및 그를 이용한 콘크리트 내 순환골재의 회수처리방법에 관한 것이다.

최근 건설사업에 있어서 도시의 재개발과 건물의 경제적, 기능적 수명단축 및 노후시설물 증가에 따라 콘크리트 구조물의 해체 및 철거가 발생하고 있으며 이에 따라 매년 건설폐기물 발생량이 증가하고 있다.

2014년 환경부 통계자료에 의하면, 건설폐기물 중 폐콘크리트의 경우 국내에서 연간 40,753천 톤이 발생하였고, 전체 건설폐기물 중 60.8%로서 가장 큰 비중을 차지하고 있다고 보고하고 있다.

그러나 국내에서는 폐콘크리트의 수거, 분리 및 순환골재 생산 체계의 미흡한 정립, 장비의 실용화 부족, 활용처의 한계 등으로 적은 양만이 재활용되고 있고, 이에 따라, 정부의 제2차 건설폐기물 재활용 기본계획 개요에 따르면 순환골재의 실질 재활용률을 2012년도 36%에서 2016년도까지 45%까지 끌어올릴 계획을 발표한 바 있다.

종래 순환골재의 활용처는 대부분 저 품질의 도로용 재료로서 재활용되고 있었으나, 향후 SOC 투자 감소에 따라 신규 도로포장의 수요가 감소할 것으로 예상되어 순환골재의 재활용률도 감소될 것으로 예상된다. 따라서 순환골재의 실질 재활용률 증대 및 고부가가치 방안 창출을 위해서는 콘크리트용 순환골재로서의 재활용 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.

순환골재를 콘크리트용 재료로 활용하기 위해서는 경제적이면서 품질성능이 확보되어야 한다. 순환골재의 사용은 콘크리트의 성능을 저하시키는 것으로 보고되고 있다. 일반적으로 순환골재는 해체된 폐콘크리트 파쇄 후 입도 조정을 통해 생산되는 것으로, 원래 골재와 이에 부착된 구재 모르타르로 구성되며, 순환골재의 품질은 원래 콘크리트의 종류나 성상, 부착된 구재 모르타르의 양에 따라서 현저히 달라질 수 있다. 이중 순환골재의 표면에 부착된 구재 모르타르는 낮은 밀도와 높은 흡수율에 의해 이를 활용한 콘크리트의 성능을 저하시킨다.

즉, 연구결과에 의하면 순환골재에 부착된 모르타르의 양의 많을수록 이를 활용한 콘크리트의 압축강도, 탄성계수, 내구성 및 건조수축 등의 성능이 저하되는 것으로 보고하고 있어 콘크리트용 골재로서 순환골재의 대량 활용에 걸림돌이 되고 있는 실정이다.

해체된 폐콘크리트로부터 순환골재를 생산하는 공정은 파쇄, 선별, 분급의 단계로 구성되며 이중 순환골재에 부착된 구재 모르타르의 제거는 파쇄단계의 횟수 및 공정 특성에 따라 크게 영향을 받는다.

일반적으로 콘크리트용 순환골재를 생산하기 위해서는 약 3∼4차 정도의 크러싱 단계가 적용되어야 하며, 생산된 순환 굵은골재의 흡수율이 3.0% 이하가 되어야 한다. 하지만 반입되는 폐콘크리트의 성상에 따라 3∼4차의 파쇄로도 부착된 구재 모르타르의 충분한 제거가 불가능한 경우가 발생되어, 최근에는 마쇄 등의 추가 공정을 설치하여 구재 모르타르를 제거하는 방법도 적용되고 있다.

이와 같이 콘크리트용에 적합한 순환 굵은골재의 생산을 위해서는 매우 많은 단계의 공정 소요로 인해 경제적 부담이 가중되고, 순환골재의 생산효율이 저하되어 일선 건설폐기물 중간처리 기업에서는 콘크리트용 순환골재의 생산을 기피하고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제2009-101583호에는 폐콘크리트로부터 소정 크기를 갖는 자갈류의 순환 굵은골재의 생산시, 순환 굵은골재에 포함된 기타 폐기물의 제거가 용이하지 않고, 또한 순환 굵은골재에 남아있는 이물질 제거가 용이하지 않은 문제점을 개선하기 위한 순환 굵은골재의 재생방법을 개시하고 있다.

또한, 대한민국특허 제950099호에 따르면, 시멘트 또는 모르타르 파쇄 잔분이 혼합되어 골재의 밀도가 낮고 흡수율이 높아, 순환골재 품질에 부적합한 문제점을 개선하기 위하여 촉진탄산화 반응을 이용한 콘크리트용 순환골재의 제조방법을 개시하고 있다.

이에 종래 폐콘크리트의 실질 재활용률 제고를 위해서는 부착된 구재 모르타르의 양을 최소화시켜 기존의 파쇄 및 마쇄 공정의 축소를 위한 선재적인 처리 방법과 효율적인 회수방법에 대한 개발이 절실한 실정이다.

이에, 본 발명자들은 순환 굵은골재에 부착되어 있는 구재 모르타르량 최소화를 통한 순환 굵은골재의 밀도 및 흡수율을 개선시키기 위하여 노력한 결과, 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트를 이용하여 굵은골재를 코팅하여 콘크리트용 골재를 제조하고, 상기 전도성 시멘트 페이스트로 코팅 처리된 굵은골재를 활용한 콘크리트 구조물이 다시 공용수명을 다하여 해체 및 철거할 경우, 마이크로파(Microwave) 조사에 의해, 골재 표면에 코팅된 전도성 물질의 발열에 의해 시멘트 수화물질을 분해함으로써, 시멘트 페이스트 코팅층과 원골재와의 원활한 분리를 통해 폐콘크리트로부터 원 골재 품질수준의 순환골재를 회수 가능함을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트 코팅재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전도성 시멘트 페이스트 코팅재를 굵은골재에 코팅하여 콘크리트용도에 적합한 수준의 굵은골재의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 콘크리트용 굵은골재를 활용한 콘크리트 구조물의 해체 또는 철거 시, 마이크로파 조사에 의해 원골재 품질수준의 순환골재를 회수하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시멘트 100 중량부에 대하여, 전도성 물질 25∼100 중량부, 증점제 0.1∼3 중량부, 혼화제 0.4∼2 중량부, 탄소섬유 0.1∼10 중량부 및 물 23∼40 중량부로 이루어진 전도성 시멘트 페이스트 코팅재를 제공한다.

본 발명의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재에서, 전도성 물질은 Co₂O₃, NiO, CuO, Fe₂O₃ 및 Fe₃O₄로 이루어진 금속산화물 또는 카본블랙 중에서 선택되는 단독 또는 2종이상의 혼합성분을 사용한다.

또한, 증점제는 점도 4,000cP 이상을 가지는 셀룰로오스 에테르계 증점제 또는 폴리아크릴 아미드계 증점제를 사용하고, 혼화제는 폴리에틸렌계, 폴리카본산계 또는 나프탈렌계에서 선택되는 액상 혼화제를 사용하는 것이다.

또한, 상기에서 탄소섬유는 길이 1∼5mm, 인장강도 700MPa이상, 밀도 1.8∼2.4g/㎤인 소재를 사용한다.

본 발명은 상기 전도성 시멘트 페이스트를 굵은골재에 코팅하여, 콘크리트용도의 굵은골재를 제조한다.

구체적으로, 본 발명은 상기의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재에, 굵은골재를 함침하는 1단계,

상기 함침 이후 골재에 5∼40Hz의 진동을 5∼30초 동안 가하는 2단계 및

상기 단계 이후 코팅된 골재를 온도 20±2℃, 상대습도 50∼65%의 조건에서 양생하는 3단계로 수행된 콘크리트용 굵은골재의 제조방법을 제공한다.

상기 1단계에서 굵은골재라 함은 입도 5 내지 25mm 크기의 골재이며, 바람직하게는 부순 굵은골재, 슬래그 굵은골재, 바텀애시 굵은골재 및 폐콘크리트 순환 굵은골재로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용할 수 있다.

상기 2단계에서 진동을 가하기 전에, 1단계에서 함침된 골재를 소정의 망목을 가지는 체 위에 올린 후 수행하는 것이 바람직하다.

이때, 2단계 이후, 골재에 코팅된 두께는 0.2∼5.0mm인 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명은 상기 전도성 시멘트 페이스트로 코팅된 콘크리트용 굵은골재를 이용하여 건설된 콘크리트 구조물이 공용수명을 다하여 해체 및 철거할 때, 2.0∼4.0GHz, 1,200∼2,500W의 마이크로파(Microwave)를 조사하여 콘크리트로부터 원골재 품질수준의 순환골재를 회수하는 방법을 제공한다.

이때, 회수된 골재 표면에 부착된 구재 모르타르량이 전체 순환골재 중량 대비 5% 이하이다.

본 발명은 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트를 굵은골재에 코팅 처리하여 콘크리트용도에 적용 가능할 수준의 콘크리트용 굵은골재를 제조할 수 있다.

또한, 상기의 콘크리트용 굵은골재를 이용한 콘크리트 구조물을 공용수명 이후 해체 또는 철거 시 원골재 품질수준의 순환골재로 회수할 수 있다.

본 발명의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재는 코팅 골재에 마이크로파를 조사할 경우, 상온에서부터 마이크로파를 흡수하기 시작하며 300℃ 이상으로 가열이 가능하므로, 시멘트 페이스트 코팅층의 수화물을 분해하여 콘크리트 내 순환 굵은골재를 효율적으로 회수할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 시멘트 100 중량부에 대하여, 전도성 물질 25∼100 중량부, 증점제 0.1∼3 중량부, 혼화제 0.4∼2 중량부, 탄소섬유 0.1∼10 중량부 및 물 23∼40 중량부로 이루어진 전도성 시멘트 페이스트 코팅재를 제공한다.

상기 전도성 시멘트 페이스트 코팅재에서, 전도성 물질은 Co₂O₃, NiO, CuO, Fe₂O₃ 및 Fe₃O₄로 이루어진 금속산화물 또는 카본블랙 중에서 선택되는 단독 또는 2종이상의 혼합성분을 사용하며, 더욱 바람직하게는 Fe₂O₃나 카본블랙을 사용한다.

이상의 전도성 물질이 함유된 시멘트 페이스트가 굵은골재의 표면에 코팅됨으로써, 이러한 코팅 골재를 포함한 콘크리트 구조물의 경우, 노후 또는 공용수명을 다하여 해체 또는 철거할 때, 마이크로파 조사에 의해 순환골재를 효율적으로 회수할 수 있다.

즉, 상기 전도성 물질이 상온에서부터 마이크로파를 흡수하기 시작하며, 먼저 마이크로파와 반응하는 선택적 가열현상이 일어나서 모상(시멘트 페이스트 코팅층) 전체의 마이크로파 흡수효율을 증가시키는 역할을 수행한다.

따라서 마이크로파 흡수에 의해, 시멘트 페이스트 코팅층은 300℃ 이상으로 가열되게 되고 탈수반응 및 탈탄산 반응에 의해 시멘트 페이스트 코팅층의 수화물을 붕괴시킴으로써, 코팅층 안의 순환골재를 효율적으로 회수할 수 있다.

이에, 시멘트 100 중량부에 대하여, 상기 전도성 물질은 25∼100 중량부를 함유하는 것이며, 이때, 25 중량부 미만이면, 마이크로파 조사시 코팅층과 원골재의 분리가 원활하지 않아 바람직하지 않고, 100 중량부를 초과하면, 과도한 코팅량의 증가로 인하여 코팅두께가 증가하고 이로 인해 굵은골재의 표준입도범위를 벗어나고 경제성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 상기 코팅재에서 증점제는 시멘트 페이스트 코팅층의 우수한 점성 확보를 통해 시멘트 페이스트의 골재 코팅력을 증가시키고, 일정 두께로 코팅할 수 한다.

이에 증점제는 점도 4,000cP 이상을 가져야 하며, 바람직한 일례로는 셀룰로오스 에테르계 증점제 또는 폴리아크릴 아미드계 증점제를 사용한다.

증점제의 함량은 시멘트 100 중량부에 대하여, 증점제 0.1∼3 중량부이며, 상기 0.1 중량부 미만이면, 코팅재의 점도저하로 인해 일정 코팅두께의 확보가 곤란하고, 3 중량부를 초과하면, 과도한 점성의 확보로 인해 코팅두께가 과도하게 증가하고, 작업성이 저하되어 바람직하지 않다.

코탕재에 함유된 혼화제 성분은 시멘트 페이스트의 코팅 작업성 증진을 위한 워커빌리티를 제공한다.

바람직한 혼화제로는 폴리에틸렌계, 폴리카본산계 또는 나프탈렌계에서 선택되는 액상 혼화제를 사용하며, 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.4∼2 중량부를 사용한다. 이때, 상기 함량을 벗어나면, 재료분리 발생 또는 유동성 저하의 문제가 있다.

본 발명의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재에서 사용되는 탄소섬유는 길이 1∼5mm, 인장강도 700MPa이상, 밀도 1.8∼2.4g/㎤를 충족하는 팬(Pan)계 또는 피치(Pitch)계를 사용한다.

상기의 탄소섬유는 시멘트 페이스트 코팅층 내부 매트릭스의 열전도성을 향상시키기 위하여 사용한다.

본 발명은 상기 전도성 시멘트 페이스트를 굵은골재에 코팅하여 콘크리트용으로 적합한 수준의 굵은골재의 제조방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 상기의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재에, 굵은골재를 함침하는 1단계,

상기 함침 이후 골재에 5∼40Hz의 진동을 5∼30초 동안 가하는 2단계 및

상기 단계 이후 코팅된 골재를 온도 20±2℃, 상대습도 50∼65%의 조건에서 양생하는 3단계로 수행된 콘크리트용 굵은골재의 제조방법을 제공한다.

즉, 본 발명은 건설폐기물인 폐콘크리트를 파쇄, 선별, 분급 등의 중간처리 공정을 통해 콘크리트용 순환골재를 생산하는 과정에서 필연적으로 순환골재 표면에 부착되는 구재 모르타르량을 저감시키기 위한 방법으로서, 콘크리트 제조 전, 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트를 코팅하여 콘크리트용 굵은골재를 제공하는 것이다.

이에, 1 단계에서 굵은골재라 함은 입도 5 내지 25mm 크기의 골재이며, 바람직하게는 부순 굵은골재, 슬래그 굵은골재, 바텀애시 굵은골재 및 폐콘크리트 순환 굵은골재로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종이상의 혼합형태를 사용할 수 있다.

상기 2단계에서 진동을 가하기 전에, 1단계에서 함침된 골재를 소정의 망목을 가지는 체 위에 올린 후 수행하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 1단계에서 함침된 시멘트 페이스트로 코팅된 골재를 5mm의 망목을 가지는 체위에 3층 두께 이하로 올려놓고 이를 진동테이블 위에 거치한 후 5∼40Hz의 진동을 5∼30초 동안 진동을 가하는 방법으로 수행한다.

상기의 5∼40Hz의 진동을 5∼30초 동안 수행하는 조건은 일정한 코팅두께의 확보를 위해 선정되며, 상기 범위를 벗어날 때 즉 과도한 진동 및 시간을 가할 경우 코팅재가 흘려내려 골재 표면에 부착된 전도성 시멘트 페이스트의 일정 두께를 확보하는데 문제가 있다.

2단계를 수행한 후, 골재에 코팅된 코팅층의 두께는 0.2∼5.0mm이 되도록 하는 것이며, 상기 0.2mm 미만으로 형성되면, 코팅재 두께가 너무 과소하게 형성되어 마이크로파 조사에 의한 코팅층의 분리 즉 시멘트 수화물질의 탈수 및 탈탄산 반응에 의한 원골재와의 효율적인 분리가 곤란하고, 5.0mm를 초과하는 두께로 형성되면, 코팅재 두께가 과도하게 형성되어 콘크리트용 골재로의 표준입도 범위를 충족시키지 못하여 바람직하지 않다.

나아가, 본 발명은 상기 전도성 시멘트 페이스트로 코팅된 콘크리트용 굵은골재를 이용하여 건설된 콘크리트 구조물이 공용수명을 다하여 해체 및 철거할 때, 2.0∼4.0GHz, 1,200∼2,500W의 마이크로파(Microwave)를 조사하여 콘크리트로부터 원 골재 품질수준의 순환골재를 회수하는 방법을 제공한다.

이때, 회수된 골재 표면에 부착된 구재 모르타르량이 전체 순환골재 중량 대비 5% 이하이다.

상기 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트로 코팅된 굵은골재로 이루어진 콘크리트에 마이크로파를 조사함으로써, 상기 전도성 물질이 상온에서부터 마이크로파를 흡수하기 시작하여, 먼저 마이크로파와 반응하는 선택적 가열현상이 일어나서 시멘트 페이스트 코팅층 전체의 마이크로파 흡수효율을 증가시킨다. 또한, 시멘트 페이스트 코팅층을 300℃ 이상 발열시켜 코팅재의 시멘트 수화물을 분해하여 코팅층을 파괴하도록 함으로써, 순환골재를 효율적으로 회수할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1∼3>

하기 표 1에서 제시된 바와 같이 조합된 전도성 시멘트 페이스트 코팅재를 제조하고, 이를 굵은골재에 코팅 처리한 후의 굵은골재 물성을 기재하였다. 또한, 전도성 시멘트 페이스트 코팅재의 조성 및 함량을 벗어난 비교예 1∼2를 통해, 코팅 후의 굵은골재의 밀도, 흡수율, 코팅두께, 코팅상태 및 입도를 비교 분석하였다.

상기 표 1의 결과로부터, 전도성 시멘트 페이스트 코팅재로 코팅 처리한 굵은골재의 밀도 평가결과, 실시예 1∼3의 경우 전도성 물질인 Fe₂O₃의 첨가량이 증가할수록 밀도는 증가하였으며, 이때, 밀도 수치는 현 KS에서 규정하고 있는 품질기준치를 만족하였다.

그러나 비교예 1의 경우는 코팅재를 이루는 구성재료 중 증점제 미함유 및 액상 혼화제의 과다 투입으로 인하여, 전도성 시멘트 페이스트의 작업성이 과도하게 증가하여 굵은골재의 전면에 전도성 시멘트 페이스트 코팅재가 원활히 코팅되지 않아 밀도가 감소된 결과를 보였다.

비교예 2의 경우는 전도성 물질의 다량 혼입으로 인하여, 코팅 골재 중량 대비 전도성 시멘트 페이스트량의 상대적인 증가로 인하여 밀도가 증가되었으며, 미세균열과 박리가 발생되었다.

흡수율 평가결과, 실시예 1∼3의 경우 전도성 물질의 투입량 증가에 따라, 시멘트 페이스트량의 상대적 증가로 흡수율이 감소된 결과치를 나타내었으며, 이러한 흡수율 수치는 현 KS의 품질기준을 충족하였다.

반면에, 비교예 1의 경우는 전도성 시멘트 페이스트량의 감소로 인하여, 실시예에 비하여 흡수율이 증가하여 골재 물성이 실시예 1∼3 대비 저하되었다.

또한, 코팅 두께 및 코팅상태 평가결과, 실시예 1∼3의 범위에서는 최적화된 전도성 시멘트 페이스트 코팅재의 선정으로 인해, 골재 전단면에 원활한 코팅 및 3.2∼3.4mm 정도의 코팅 두께 확보를 확인하였다. 또한 코팅상태에 대한 육안관찰 결과에서도 코팅층의 박리 박락, 균열, 들뜸 등의 유해요인이 발견되지 않아 양호한 코팅상태를 확인하였다.

반면에, 비교예 1의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재는 코팅재의 재료분리 발생, 골재와의 계면부착력 저하로 인해 코팅층 두께가 0.1mm에 불가하였으며, 코팅상태도 전단면에 코팅이 이루어지지 않음에 따라, 비교예 1의 증점제 미함유, 과도한 혼화제 사용, 탄소섬유 미첨가, 전도성 물질의 소량 첨가로 구성된 전도성 시멘트 페이스트 코팅재는 바람직하지 않음을 뒷받침하였다.

또한, 비교예 2의 경우 역시 과도한 전도성 물질의 혼입에 따른 시멘트 페이스트량의 상대적 증가, 과도한 증점제 및 극소량의 혼화제 첨가로 구성됨에 따라, 코팅을 위한 원활한 워커빌리티 확보가 불가능하였으며, 이로 인해 코팅두께의 과도한 증가로 인해 코팅재의 건조수축에 의한 균열발생과 박리 박락이 발생되었다.

입도 시험결과, 실시예 1∼3은 일정 두께의 코팅 두께 확보를 통해 현재 KS에서 규정하고 있는 콘크리트용 골재의 표준입도범위를 충족한 반면, 비교예 1의 경우는 원활한 골재 코팅이 이루어지지 않아 잔량의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재가 1.0∼2.5mm 정도의 볼 형태로 뭉쳐 해당 입도범위가 과도하게 증가하였다. 이에 표준입도 범위를 벗어나 KS 기준치를 만족시키지 못하였다.

또한, 비교예 2의 경우는 6.2mm 정도의 코팅층 형성으로 인하여 전체적으로 코팅된 골재의 입도가 과도하게 증가하여, 비교예 2 역시 KS의 입도범위를 초과한 결과로 분석되었다.

< 실시예 4>

상기 실시예 2의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재를 코팅한 굵은골재를 이용하여 콘크리트를 제조하고, 상기 제조된 콘크리트에 마이크로파(3.0GHz, 2,000W)를 조사한 후 크러셔를 이용하여 파쇄한 후 최종 회수된 순환골재의 물성평가를 하기 표 2에 기재하였다. 또한, 비교예 3은 실시예 1의 전도성 시멘트 페이스트 코팅재의 코팅 처리되지 않은 일반 굵은골재를 이용하여 콘크리트를 제조하고, 크러셔를 이용하여 파쇄한 후 최종 회수된 순환골재의 물성을 비교 분석하였다.

상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 실시예 4는 크러셔에 의한 2차 파쇄만으로도 소정의 순환골재 생산이 가능함을 확인하였다. 이에, 실시예 4의 결과로부터 마이크로파 조사에 의하여 골재 표면에 코팅 처리된 전도성 물질의 발열작용에 의하여 시멘트 페이스트 코팅층에서의 탈수 및 탈탄산 반응으로 인하여 시멘트 수화물이 원활히 붕괴되어 상기 코팅층과 안의 원골재가 용이하게 분리됨을 뒷받침한다.

또한, 회수된 실시예 4의 순환 굵은골재 품질특성평가 결과, 밀도 및 흡수율의 경우 현재 KS F 2573 “콘크리트용 순환 골재”에서 규정하고 있는 품질기준치인 밀도 2.5g/㎤, 흡수율 3.0%를 충족하였다.

반면에, 본 발명의 전도성 시멘트 페이스트 코팅층이 형성되지 않은 비교예 3은 3차 이상의 파쇄를 시행해야 콘크리트용 골재로서의 적용 가능한 입도를 가지는 순환골재를 생산할 수 있었으며, 흡수율이 지나치게 높고 특히 구재 모르타르의 부착량이 과도하여 KS F 2573의 품질기준치를 만족시키지 못하였다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 전도성 물질을 함유한 시멘트 페이스트를 굵은골재에 코팅 처리하여, 콘크리트용도에 적용 가능할 수준의 콘크리트용 굵은골재를 제공하였다.

또한, 상기 시멘트 페이스트로 코팅된 콘크리트용 굵은골재를 활용한 콘크리트 구조물을 공용수명 이후 해체 또는 철거할 때, 마이크로파 조사에 의해, 순환골재를 효율적으로 회수할 수 있고 이때 회수된 골재는 표면에 부착된 구재 모르타르량이 전체 골재중량 대비 5.0% 이하를 가지는, 원골재 수준의 순환 굵은골재를 회수하는 방법을 제공하였다.

이상의 통해, 본 발명은 순환 굵은골재에 부착되어 있는 구재 모르타르량 최소화를 통한 순환 굵은골재의 밀도 및 흡수율을 개선할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

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6. 시멘트 100 중량부에 대하여, 전도성 물질 25∼100 중량부, 증점제 0.1∼3 중량부, 혼화제 0.4∼2 중량부, 탄소섬유 0.1∼10 중량부 및 물 23∼40 중량부로 이루어진 전도성 시멘트 페이스트 코팅재에, 굵은골재를 함침하는 1단계,
   상기 함침 이후 골재에 5∼40Hz의 진동을 5∼30초 동안 가하는 2단계 및
   상기 단계 이후 코팅된 골재를 온도 20±2℃, 상대습도 50∼65%의 조건에서 양생하는 3단계로 수행하는, 전도성 시멘트 페이스트로 코팅처리된 콘크리트용 굵은골재의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 1단계에서 골재가 입도 5∼25mm 크기의 굵은골재이고, 부순 굵은골재, 슬래그 굵은골재, 바텀애시 굵은골재 및 폐콘크리트 순환 굵은골재로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 콘크리트용 굵은골재의 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 2단계가 망목을 가지는 체 위에 올려진 후 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 굵은골재의 제조방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 2단계 이후, 코팅된 골재에서 코팅된 두께가 0.2∼5.0mm인 것을 특징으로 하는 콘크리트용 굵은골재의 제조방법.
10. 제6항의 전도성 시멘트 페이스트로 코팅처리된 콘크리트용 굵은골재를 활용한 콘크리트 구조물의 해체 또는 철거시점에,
    2.0∼4.0GHz, 1,200∼2,500W의 마이크로파(Microwave)를 조사하여 순환골재를 회수하되, 회수된 골재 표면에 부착된 구재 모르타르량이 전체 순환골재 중량 대비 5% 이하인 것을 특징으로 하는 순환골재의 회수방법.