本发明涉及利用废弃混凝土进行湿法处理来制备水泥粘结剂的方法，更详细地，涉及在对废弃混凝土进行粉碎之后，通过进行洗涤及热处理的湿法工序制备水泥粘结剂，从而制备水化反应优秀的水泥粘结剂的方法以及从中制备的水泥粘结剂。
背景技术：
随着以往建设的结构物老化，建设废弃物的产生量持续增加，从而成为增加废弃物总产生量的原因。尤其，废弃混凝土的每天产生量为49352(吨/天)，每年产生量为约1800万吨，其量每年急剧增大，但当前的情况是，找不到适当的回收方案，导致仅利用为路基材料，或者最终填埋于填埋场，从而对于废弃混凝土的回收的重要性比以前更加增加。
并且，建设废弃物中的60％～65％为废弃混凝土，因而为了提高建设废弃物的回收率，提高废弃混凝土的回收率占重要的比重，并且，废弃混凝土作为有价资源的价值也比其他废弃物高，因而成为很多开发人员长久以来的开发主题。
当前，作为废弃混凝土微粉的回收技术，在韩国授权专利第10-0582770号中公知有利用密度为1.0～1.5且粒子的大小为5μm～200μm的废弃混凝土微粉来制备环保护墙用高功能混凝土的方法，但这使用废弃混凝土微粉以浆料形态生产的湿法工序，导致密度低，从而需要添加循环骨料、碎石、粉煤灰、硅粉等的额外的加固材料，就这种非经济性方面来说，存在商用化受限的问题。
并且，在韩国授权专利第10-0857101号中公知有相对于10重量份的水泥粘结剂，包含10重量份～50.8重量份的废弃混凝土微粉(粒度为0.074mm以下，密度为1～1.2，吸水率为5重量百分比～6重量百分比)以及14.3重量份～23.7重量份的水的上下水道注入填充材料，但这个密度也低于作为硅砂的平均密度的2.2以上，从而存在弯曲强度及压缩强度降低的问题。
但是，在如上所述的技术中，仅去除废弃混凝土中的一部分异物来用作混合材料，没有考虑到水化性的利用，从而存在无法利用为需要水化反应的材料的缺点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国kr10-0857101b1
技术实现要素：
本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供在对废弃混凝土进行粉碎之后，利用进行洗涤及热处理的湿法工序来制备水化反应得到改善的水泥粘结剂的方法。
本发明的另一目的在于，提供从上述制备方法中制备的水泥粘结剂。
为了解决上述的问题，本发明提供如下的利用湿法处理来制备水泥粘结剂的方法，其包括：步骤1)，对废弃混凝土进行粉碎来制备废弃混凝土微粉；步骤2)，对上述废弃混凝土微粉进行洗涤；步骤3)，对经洗涤的上述废弃混凝土微粉进行热处理；以及步骤4)，在进行上述热处理之后，从废弃混凝土微粉分离沙及水泥粘结剂，在400℃～1000℃的温度条件下，利用旋转式干燥机来进行上述步骤3)中的热处理。
在本发明的优选一实施例中，在上述步骤1)中，可利用选自由破碎机、粉碎机及磨碎机组成的组中的一种以上的装置来进行粉碎。
在本发明的优选一实施例中，在上述步骤1)中，能够以使废弃混凝土的粉末度达到3000cm2/g以上的方式进行粉碎。
在本发明的优选一实施例中，在上述步骤1)中，能够以使废弃混凝土的粉末度达到3000cm2/g～5000cm2/g的方式进行粉碎。
在本发明的优选一实施例中，上述步骤1)的废弃混凝土微粉的平均粒度可以为10μm～2000μm。
在本发明的优选一实施例中，可在常温条件下，利用洒水筛来进行上述步骤2)中的洗涤。
在本发明的优选一实施例中，上述洒水能够以2kg/cm2～4kg/cm2的压力条件进行高压洒水。
在本发明的优选一实施例中，上述制备方法还可包括如下步骤：在进行步骤2)中的洗涤之前，向废弃混凝土微粉添加消泡剂及凝聚剂中的一种以上来进行混合。
在本发明的优选一实施例中，还可包括如下步骤：在进行上述步骤2)中的洗涤之前，向废弃混凝土微粉添加凝聚剂及消泡剂来进行混合，上述凝聚剂及消泡剂能够以1:1～1:6的重量比添加。
在本发明的优选一实施例中，上述旋转式干燥机可包括旋转体、破碎装置、热产生装置、速度调节装置及温度调节装置。
在本发明的优选一实施例中，可在600℃～800℃的温度条件下进行上述热处理。
在本发明的优选一实施例中，上述热处理执行到含水率小于3％为止。
在本发明的优选一实施例中，上述热处理执行到含水率成为0.5％～3％为止。
在本发明的优选一实施例中，可利用集尘器来进行上述分离。
并且，本发明提供通过上述的制备方法来制备的水泥粘结剂。
在本发明的优选一实施例中，上述水泥粘结剂可包含二氧化硅(sio2)、氧化钙(cao)及氧化镁(mgo)。
在本发明的优选一实施例中，上述水泥粘结剂可包含10重量百分比～50重量百分比的氧化钙及氧化镁。
在本发明的优选一实施例中，上述水泥粘结剂的密度可以为2.2g/cm3～2.5g/cm3。
在本发明的优选一实施例中，上述水泥粘结剂可以为混凝土混合剂、沥青填充剂、路基固化剂、水泥粘结剂添加剂、填埋注入剂、防移动用固化剂、酸性土壤改良剂及各种污泥的中间处理用固化剂。
在本发明的制备方法中，可将废弃混凝土利用为原料来制备环保亲和性及经济性优秀、异物少且水化反应容易的水泥粘结剂。
并且，本发明的水泥粘结剂因含水率低且水化反应性优秀而可容易适用为人工土壤固化剂、浆料固化剂等的固化剂。
具体实施方式
以下，为了有助于理解本发明，对本发明进行更详细的说明。
在本说明书及发明要求保护范围中所使用的术语或词汇不应限定为通常或词典上的含义而被解释，发明人为了以最佳的方法说明其自身的发明而应从可适当地定义术语的概念的原则出发仅解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。
本发明提供将废弃混凝土利用为原料来制备环保亲和性及经济性优秀、异物少且水化反应容易的水泥粘结剂的方法。
随着重建、再开发工作的活性化等而拆卸设施，由此产生的废弃混凝土主要被填埋而得到处理。但是，废弃混凝土每年都在增加，导致难以确保填埋场，从而在环境保护及资源的回收观点上，利用废弃混凝土的方案越来越得到关注。对此，提出并利用对废弃混凝土进行粉碎来利用为水泥粘结剂或混凝土的材料的技术。但是，在如上所述的技术中，仅通过干法处理来对废弃混凝土进行粉碎，并进行烧成来仅去除一部分异物，从而用作混合材料，没有考虑到水化性的利用，导致存在无法利用为需要水化反应的材料的缺点。
对此，本发明提供将废弃混凝土利用为原料物质，并进行湿法处理来制备水化反应性得到改善的水泥粘结剂的方法。
本发明一实施例的上述利用湿法处理来制备水泥粘结剂的方法可包括：步骤1)，对废弃混凝土进行粉碎来制备废弃混凝土微粉；步骤2)，对上述废弃混凝土微粉进行洗涤；步骤3)，对经洗涤的上述废弃混凝土微粉进行热处理；以及步骤4)，在进行上述热处理之后，从废弃混凝土微粉分离沙及水泥粘结剂。
并且，在400℃～1000℃的温度条件下，可使用旋转式干燥机来进行上述热处理。
本发明一实施例的废弃混凝土内可含有包含异物在内的沙成分和水泥粘结剂成分，其中，异物可以是回收除了沙成分和水泥粘结剂成分之外的其余物质，例如，废塑料、废木材、废聚苯乙烯泡沫塑料等废弃混凝土时一同回收的。
在本发明中所使用的术语“水泥粘结剂(cement)”可指当用水或溶液进行搅拌时变硬而可起到胶着剂或粘合剂的作用的无机质物质。
上述步骤1)为用于对废弃混凝土进行粉碎来去除异物的同时制备微粉的步骤，可对废弃混凝土进行粉碎来从粉碎物去除异物，并回收粉尘来制备废弃混凝土微粉。
此时，可利用选自由破碎机、粉碎机及磨碎机组成的组中的一种以上的装置来进行上述粉碎。
上述破碎机是指用于破碎岩石或废弃物等固体的机器，只要是可制备所需的微粉的装置，就可以不受特别限制地使用，但例如，可以为旋转剪切破碎机、旋转冲击破碎机、压缩破碎机、敲击式破碎机或筛式破碎机。
上述粉碎机是指用于细碎固体的机器，只要是可制备所需的微粉的装置，就可以不受特别限制地使用，但例如，可以为粗碎机(粗碎)、滚磨机(中碎)或喷射式粉碎机。
上述磨碎机是指微细粉碎岩石或矿石等固体的机器，只要是可制备所需的微粉的装置，就可以不受特别限制地使用，但例如，可以为大型棒磨机、球磨机、圆锥式滚磨机、三锥式磨机或阿特利塔粉碎机。
另一方面，在本发明一实施例的上述粉碎中，可根据所需的微粉来组合使用如上所述的破碎机、粉碎机及磨碎机。例如，可在利用破碎机来进行第一次破碎之后，再次使用粉碎机或磨碎机来对其进行第二次粉碎来取得更微细的微粉。
具体地，可使用如上所述的装置来以使废弃混凝土的粉末度达到3000cm2/g以上的方式进行上述粉碎。优选地，能够以使废弃混凝土的粉末度达到3000cm2/g～5000cm2/g的方式进行上述粉碎。
其中，上述粉末度(fineness)为表示粉体的微细程度的尺度，粉末度越高，可越提高水化反应。另一方面，使用粉末度试验机s1-510(blaineair-permeabillityapparatus)来测定了上述粉末度。
并且，上述废弃混凝土微粉的平均粒度可以为10μm～2000μm。优选地，上述废弃混凝土微粉的平均粒度可以为10μm～1000μm。
上述步骤2)为用于对上述废弃混凝土微粉进行洗涤来去除残留的异物的步骤，可利用洒水筛来进行上述洗涤。
可在常温条件下，利用洒水筛来将上述洗涤反复进行2次以上。此时，上述常温可表示15℃～35℃的温度。具体地，上述洒水可在2kg/cm2～4kg/cm2的压力条件下进行高压洒水。若以上述压力条件进行高压洒水，则可更容易进行洗涤，从而可有效去除异物。
此时，作为上述洒水筛，只要是可容易进行所需的洗涤的装置，就可以不受特别限制地使用，但例如，可以为洒水振动筛。
具体地，上述洒水筛可包括用于移送筛的输送机、用于放置废弃混凝土微粉的筛、用于向上述废弃混凝土微粉喷射洗涤水的洗涤水喷射装置。此时，在上述洒水筛为洒水振动筛的情况下，上述筛可以为振动筛。上述废弃混凝土微粉可放置于筛，一边借助输送机来进行移送，一边借助在洗涤水喷射装置中喷射的洒水来进行洗涤。并且，在振动筛的情况下，可一边借助振动筛的上下振动来进行移动，一边借助落差来使洗涤变得更容易。
并且，本发明一实施例的制备方法还可包括如下步骤：在进行上述洗涤之前，向废弃混凝土微粉添加消泡剂及凝聚剂中的一种以上来进行混合。
此时，上述消泡剂及凝聚剂起到抑制最终制备而成的水泥粘结剂内气泡，并提高粒子的凝聚力的作用，可导入上述凝聚剂来减少水泥粘结剂的孔隙率。
相对于100重量份的废弃混凝土微粉，可包含5重量份～10重量份的上述凝聚剂，优选地，可包含7重量份～10重量份。上述凝聚剂不受特别的限制，可根据目的来使用该领域中通常公知的凝聚剂。
并且，相对于100重量份的废弃混凝土微粉，可包含10重量份～30重量份的上述消泡剂，优选地，可包含10重量份～20重量份。在相对于100重量份的废弃混凝土微粉，包含小于10重量份的上述消泡剂的情况下，粒子内部气泡去除效果有可能微乎其微，从而有可能增加孔隙率，在相对于100重量份的废弃混凝土微粉，包含大于30重量份的上述消泡剂的情况下，气泡去除效果微乎其微，且有可能产生因使用消泡剂而使价格相对上升，导致经济性降低的问题。上述消泡剂不受特别的限制，可根据目的来使用该领域中通常公知的消泡剂。
优选地，在上述制备方法中，在进行洗涤之前，向废弃混凝土微粉添加凝聚剂及消泡剂来进行混合，此时，上述凝聚剂及消泡剂能够以1:1～1:6的重量比添加。
上述步骤3)为为了去除残留的微细异物而对经洗涤的上述废弃混凝土微粉进行热处理的步骤，如上所述，可在400℃～1000℃的温度条件下，使用旋转式干燥机来进行上述热处理。优选地，可在600℃～800℃的温度条件下，使用旋转式干燥机来进行上述热处理。并且，上述热处理执行到最终制备而成的水泥粘结剂的含水率小于3％为止，优选地，上述热处理执行到最终制备而成的水泥粘结剂的含水率成为0.5％～3％为止。
具体地，通过使用分批式干燥机来以上述范围的温度进行本发明一实施例的上述热处理，可在进行干燥来降低含水率的同时进行烧成，从而更加去除残留的微细异物。
上述旋转式干燥机可包括旋转体、破碎装置、热产生装置、速度调节装置及温度调节装置中的一种以上的装置。
其中，上述旋转体可装入将要干燥的材料(经洗涤的废弃混凝土微粉)并一同进行旋转，旋转体可具有多个微细孔。
为了防止粒子在热处理中旋转的同时凝聚，上述破碎装置可更加破碎凝聚的粒子。
上述热产生装置可以为按照所需的温度来向旋转体产生热的装置。
上述速度调节装置可用于调节旋转体的旋转速度，上述温度调节装置可以为与上述热产生装置相连接来以按照温度产生热的方式进行调节的装置。
并且，上述步骤4)为从废弃混凝土微粉分离沙及水泥粘结剂成分来制备水泥粘结剂的步骤，可利用集尘器来进行上述分离。
其中，本发明一实施例的废弃混凝土微粉可包含沙和水泥粘结剂成分，可通过上述分离将沙和水泥粘结剂进行分离，从而可分别取得沙和水泥粘结剂。即，本发明一实施例的制备方法可从一个制备方法通过分别分离沙和水泥粘结剂来取得结果物，对此，可根据目的利用为利用废弃混凝土制备水泥粘结剂的方法或利用废弃混凝土制备沙的方法。
上述集尘器可与旋转式干燥机相连接，从而与旋转式干燥机一同进行分离，或者，在利用旋转式干燥机来进行热处理之后，额外使用集尘器来进行分离。
具体地，可利用集尘器并根据沙和水泥粘结剂的粒子大小差异来进行上述分离。其中，上述集尘器是指在气体内漂浮有固体或液体的微粒子的分散系统中分离俘获其粒子的装置，可利用上述集尘器来从废弃混凝土微粉分离作为微粒子的水泥粘结剂，从而可分离沙和水泥粘结剂。
上述沙的平均粒度可以为0.2mm～2mm，上述水泥粘结剂的平均粒度可以为10μm～150μm。优选地，上述沙的平均粒度可以为0.5mm～1.5mm，上述水泥粘结剂的平均粒度可以为10μm～100μm。
上述集尘器可以为重力集尘器、惯性集尘器、离心力集尘器、过滤集尘器、清洁集尘器或电集尘器，但并不局限于此。
在本发明一实施例的制备方法中，可将废弃混凝土利用为原料来制备环保亲和性及经济性优秀、异物少且水化反应容易的水泥粘结剂。
并且，本发明提供从上述的制备方法中制备的水泥粘结剂。
本发明一实施例的上述水泥粘结剂可包含二氧化硅、氧化钙及氧化镁，优选地，可包含10重量百分比～50重量百分比的氧化钙及氧化镁。
并且，上述水泥粘结剂的含水率可小于3％。优选地，上述水泥粘结剂的含水率可以为0.5％～3％。
并且，上述水泥粘结剂的密度可以为2.0g/cm3～2.5g/cm3。优选地，上述水泥粘结剂的密度可以为2.1g/cm3～2.4g/cm3。
同时，本发明一实施例的上述水泥粘结剂可以为混凝土混合剂、沥青填充剂、路基固化剂、水泥粘结剂添加剂、填埋注入剂、防移动用固化剂、酸性土壤改良剂及各种污泥的中间处理用固化剂，优选地，可用作人工土壤用固化剂、污水浆料固化剂等固化剂。
以下，通过实施例及实验例来更详细地说明本发明。但是，以下实施例及实验例用于例示本发明，本发明的范围不局限于这些实施例及实验例。
实施例1
利用粉碎机来以使粉末度成为3500cm2/g的方式对废弃混凝土进行粉碎，从而制备废弃混凝土微粉，一边利用洒水筛(洒水压力：2kg/cm2)来使上述废弃混凝土微粉移动，一边洒水来进行洗涤，之后，利用旋转式干燥机来在600℃温度下进行热处理，从而进行了烧成。之后，利用集尘器来从已烧成的废弃混凝土微粉分离沙和水泥粘结剂，从而取得了水泥粘结剂。
实施例2
除了使洒水压力成为4kg/cm2来进行洗涤之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。
实施例3
除了在进行洗涤之前向废弃混凝土微粉投入凝聚剂和消泡剂来进行混合之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。此时，使用了1:1的重量比的凝聚剂和消泡剂。
实施例4
除了在进行洗涤之前向废弃混凝土微粉投入凝聚剂和消泡剂来进行混合之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。此时，使用了1:6的重量比的凝聚剂和消泡剂。
比较例1
利用粉碎机来以使粉末度成为3500cm2/g的方式对废弃混凝土进行粉碎，从而制备废弃混凝土微粉，并利用旋转式干燥机来在600℃温度下进行热处理，从而进行了烧成。之后，利用集尘器来从已烧成的废弃混凝土微粉分离沙和水泥粘结剂，从而取得了水泥粘结剂。
比较例2
除了使洒水压力成为1.5kg/cm2来进行洗涤之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。
比较例3
除了使洒水压力成为5kg/cm2来进行洗涤之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。
比较例4
除了在进行洗涤之前向废弃混凝土微粉投入凝聚剂和消泡剂来进行混合之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。此时，使用了1:0.5的重量比的凝聚剂和消泡剂。
比较例5
除了在进行洗涤之前向废弃混凝土微粉投入凝聚剂和消泡剂来进行混合之外，通过与上述实施例1相同的方法取得了水泥粘结剂。此时，使用了1:7的重量比的凝聚剂和消泡剂。
实验例1
根据ksl5110来测定了在上述实施例1至实施例3及比较例1至比较例3中取得的各个水泥粘结剂的密度、孔隙率和异物含量。此时，根据kff2314方法来测定了密度，根据ksf2576方法来测定了异物含量，并利用bet法来测定了孔隙率。将结果示于下列表1中。
表1
如上述表1所示，本发明一实施例的实施例1至实施例4的水泥粘结剂的孔隙率为30％～50％，密度为2.0g/cm3～2.5g/cm3，异物含量表示1.0重量百分比以下水平。
相反，确认如下：从不包括洗涤步骤的制备方法中制备的比较例1的水泥粘结剂以及从包括洗涤步骤但脱离本发明所示的洒水压力范围的制备方法中制备的比较例2的水泥粘结剂不仅表示脱离了本发明所示的水泥粘结剂的适当的密度范围的数值，而且异物含量最大多到约30倍以上。另一方面，在比较例3的水泥粘结剂的情况下，密度、孔隙率及异物含量表示本发明所示的水泥粘结剂物性范围，但由于洒水压力太高，当进行洗涤时，不仅去除异物，而且还去除大量的有效物质，从而显著减少了最终制备而成的水泥粘结剂的收率。
并且，表示了如下的数值，即，以脱离本发明所示的比率范围的范围使用凝聚剂及消泡剂来制备的比较例4及比较例5的水泥粘结剂的密度降低的数值或密度及孔隙率明显脱离本发明所示的水泥粘结剂的物性的数值。这表示要想取得所需的水泥粘结剂的物性，凝聚剂和消泡剂的比率有可能重要。
实验例2
为了确认作为在上述实施例1至实施例4中制备的水泥粘结剂的污泥固化剂的适用可能性，制备包含上述水泥粘结剂的污泥固化剂，并确认了其的污水污泥含水率减少效果。作为比较对象，确认了不包含水泥粘结剂的污泥固化剂(比较例6)和包含上述比较例5的水泥粘结剂的污泥固化剂的污水污泥含水率减少效果。
相对于100重量份的水泥，均匀地混合400重量份的水泥粘结剂、椰子壳的燃烧材料、烟煤燃烧材料来制备了污泥固化剂。此时，使用了4:1的重量比的上述椰子壳的燃烧材料和烟煤燃烧材料。
在100重量份的含水率为85％的污水污泥中混合30重量份的上述污泥固化剂之后，在常温条件下进行养生直到含水率成为60％，从而制备了各个固化物。
测定了制备的各个固化物(实施例1至实施例4以及比较例5和比较例6)的随着时间的经过的含水率变化，根据ksf2306方法来测定了含水率变化。将结果示于下列表2中。
表2
如上述表1所示，确认如下：随着时间的经过，利用包含本发明一实施例的实施例1至实施例4的水泥粘结剂的污泥固化剂来制备的实施例1-1至实施例4-1的固化物的含水率有效地减少。
相反，利用不包含水泥粘结剂的污泥固化剂来制备的比较例6的固化物的含水量减少效果微乎其微，利用包含比较例5的水泥粘结剂的污泥固化剂来制备的比较例5-1的固化物与比较例6的固化物相比，含水率减少效果更降低。其表示如下：因比较例5的水泥粘结剂内孔隙率过低而使包含其的污泥固化剂的孔隙率大大降低，从而减少了水分吸收率。