KR100404330B1 - 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 고로슬래그를 주재료로 하고 석고, 소석회, 석회석 및 조경재등의기타 조성물로 된 것으로 백색시멘트의 제조단가를 크게 줄이면서도 높은 강도를 발현할 수 있는 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명, 즉 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 고로슬래그 60∼90중량%와 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 0∼5중량%, 조경제 0∼2중량%를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물{The compound of blast furnace slag-white cement unused clinker}

본 발명은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 고로슬래그를 주재료로 하고 석고, 소석회, 석회석 및 조경재를 기타의 조성물로 한 것으로 백색시멘트의 제조단가를 크게 줄이면서도 높은 강도를 발현하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다.

클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 제철과정에서 발생하는 슬래그를 이용하여 제조한 것이다. 국내에서 발생하는 슬래그량은 년간 약 1500만톤이며 그 중에서 약 94% 정도가 재활용되고 있는 것으로 알려져 있다.

그러나 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 여러 가지 장점을 가지고 있다. 먼저, 장기강도가 일반 포틀랜트 시멘트와 동등하거나 그 이상으로 발현되며 클링커를 사용하지 않았기 때문에 수화열이 작고 내화학성이 우수하다.

다음으로, 현재 사용되고 있는 백색 포틀랜트 시멘트는 주성분이 실리카, 알루미나 및 석회를 함유하는 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합한 후 용융, 소결의 과정을 거쳐 얻어진 클링커에 적당량의 석고를 첨가하여 분쇄과정을 거쳐 얻어지는데 원재료에 대한 요구가 까다로울 뿐 아니라 제조원가도 높다. 하지만 본 발명에서 제조한 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색 시멘트는 소결과정이 없기 때문에 백색 포틀랜트 시멘트에 비하여 에너지를 크게 절약할 수 있는 동시에 이산화탄소의 배출량을 대폭 줄일 수 있어 지구온난화와 환경오염 방지에 큰 기여를 할 수 있다.

또한 혼합기와 계량기 등의 간단한 설비만 있으면 생산할 수 있기 때문에 생산원가를 현저히 낮출 수 있다. 또한, 경화체의 표면이 흰색이므로 여러 안료에 의한 착색이 양호하여 여러 종류의 컬러시멘트를 제조할 수 있는 백색시멘트의 조건을 만족한다. 따라서 캐스트스톤, 장식재료 및 콘크리트의 2차 제품 등에 광범위하게 사용할 수 있다.

본 발명은 클링커를 사용하지 않고 순전히 산업부산물인 고로슬래그를 주재료로 하여 기타의 조성물에 구입이 용이한 무수석고, 이수석고, 소석회, 석회석 및 조경제를 첨가하므로써 우수한 강도특성과 저렴한 제조단가를 갖는 백색시멘트 조성물을 제공하는것을 기술적 과제로 한다.

도1은 본 발명과 일반 포틀랜트 시멘트, 백색 포틀랜트 시멘트 및 고로슬래그 시멘트와의 압축강도를 비교한 그래프.

본 발명은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 있어서,고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량%을 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량% 외에 조경재 0∼2중량%를 더 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 주요한 특징은 조성물로서 클링커를 사용하지 않고 고로슬래그의 잠재수경성을 소석회, 석고 및 조경재의 첨가에 의하여 발현시키는 것으로써 그 원리로써는 먼저 소석회의 인위적인 첨가에 의해 시멘트의 수화초기에 지속적이고도 높은 PH수치(13.2)를 유지함으로써, 빠른 속도로 고로슬래그의 산성피막을 파괴하여 그 내부에 포위되어 있던 SiO₄ ^2-혹은 Al₂O₃을 용출시켜 소석회 및 석고와의 반응을 촉진, 고로슬래그의 잠재수경성을 발현시키는 것이다.

여기에 석회석 미분말의 혼입에 의해 초기강도가 증가하게 되는데, 이는 분말도 8700cm²/g 이상의 석회석 미분말이 고로슬래그 백색시멘트의 수화반응에서 생성되는 공극을 충전시켜 밀실도를 증가시킬 뿐만 아니라 그 중의 일부는 에트링가이트 중의 황산염을 치환하여 결정체를 형성하는 동시에 치환된 황산염이 고로슬래그의 반응을 촉진하기 때문이다.

또한 조경재의 첨가에 의하여 초기강도가 향상되는데 이는 조경재의 인위적첨가에 의해 고로슬래그의 수화촉진작용을 일으키기 때문이다.

(실시예 1)

본 발명, 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 표1과 같이 고로슬래그 86중량%, 이수석고와 무수석고 각각 4중량%, 소석회 1중량%, 석회석 4중량%, 조경재 1중량%(물에 용해시켰음)를 함유하고 있다.

표1은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트의 화학조성비를 나타낸 것이다. 표1에서 OPC는 일반 포틀랜트 시멘트를 나타낸 것이고 BSC는 시판되고 있는 타사의 고로슬래그 시멘트를 나타낸다.

	화 학 성 분 (%)
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	Ig. loss
KS규정(백색시멘트)	-	-	0.5	-	5.0	3.0(3.5)	3.0
S사 OPC	19.90	5.81	3.00	61.59	3.85	2.41	2.69
H사 백색시멘트	22.23	12.27	0.28	57.13	3.67	2.51	1.91
D사 BSC	26.76	10.68	1.67	52.47	4.41	2.47	0.63
본 발명	32.55	16.07	0.29	43.48	4.49	3.09	0.23

상기와 같은 조성비를 갖는 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트의 성능을 검증하기 위하여, 본 발명에 따른 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트와 보통 포틀랜트 시멘트, 백색 포틀랜트 시멘트 및 현재 시판중인 타사 고로슬래그 시멘트의 경화, 및 압축강도 특성을 실험하였으며 그 결과를 표2와 도1에 나타냈다.

	w/c(%)	주도	응결	분말도(cm2/g)	안정도(%)	압축강도(kg/cm2)	수화열	백색도광전관법
			초결(분)						종결(시)
						3				7	28
KS규정백색시멘트	-	-	60이상	10이하	3000이상	0.80이하	130이상	200이상	290이상	-	80이상
S사 OPC	50	25.3	235	6:55	3330	0.1	234	279	375	-	60.20
H사백색시멘트	50	25.8	240	6:35	3870	0.21	210	281	369	-	86.34
D사 BSC	50	26.8	295	9:05	4250	0.03	161	275	422	-	66.47
본 발명	50	26.4	215	8:15	4800	0.32	190	289	388	-	87.16

본 발명은 클링커를 사용하지 않고 순전히 산업부산물인 고로슬래그를 주재료로 하여 기타의 조성물에 구입이 용이한 무수석고, 이수석고, 소석회, 석회석 및 조경제를 첨가하므로써 우수한 강도특성과 저렴한 제조단가를 갖는 백색시멘트 조성물을 제공하는것을 기술적 과제로 한다.

Claims (3)

1. 고로슬래그를 주성분으로 하는 백색시멘트 조성물에 있어서,

   고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량%을 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량%의 조성물로 된 고로슬래그 백색시멘트 조성물에, 조경재 0∼2중량%를 더 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 고로슬래그의 분말도가 4500∼9000cm²/g 범위인 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물.