KR100441640B1 - 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주재료로 석재가공 후 발생하는 분말재료, 석회석 제조과정에서 발생하는 분말재료를 건조가공 후에 분쇄하여 사용하고 부재료인 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말을 고성능 혼합기로 혼합하고 다시 미분쇄하여 제조하는 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재에 관한 기술로 콘크리트 배합시 시멘트 대비10∼30중량% 대체 첨가하는 재료로써 일반 시멘트 사용시보다 작업성, 시공성, 콘크리트 강도가 우수하고 또한 산업부산물을 주재료로 사용하고 있기 때문에 제품가격도 저렴하여 콘크리트 제품 제조업체의 제조원가 감소에 따른 건설업체의 구조물 시공비 감소의 효과도 기대된다. 사용되는 재료가 모두 산업부산물을 가공처리 한후 미분쇄하여 사용하기 때문에 오염방지 및 환경친화적인 제품이다.

Description

산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재{Admixture of Powder for Concrete by used Industrial byproduct}

본 발명은 산업부산물을 건조,가공후 미분쇄한 콘크리트용 분말혼화재에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 석재 미분말, 석회석 분말 재료을 주재료로하고 고로슬래그 미분말, 플라이애쉬 등의 재료를 부재료로 하는 것을 특징으로 하는 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재에 관한 것이다.

최근에 콘크리트 구조물의 대형화, 고층화가 되어 가는 추세로 콘크리트의 시공성, 콘크리트강도의 향상을 추구하는 현실에서 콘크리트용 혼화재의 사용은 필수조건이 되고 있다. 현재 사용되고 있는 실리카흄, 고로슬래그 미분말, 정제 플라이애쉬, 무수석고 등의 재료들은 고가의 수입재료 이거나 공급처의 공급 능력 및 가공량에 따라서 가격의 변동이 심하여 콘크리트 기초 재료로서 혼화재의 가격상승으로 인하여 콘크리트 구조물의 시공비 상승으로 요인이 된다.

이러한 콘크리트 혼화재의 재료단가를 최소화하기 위하여 석재 공장에서 발생하는 산업폐기물인 석재 미분말 재료와 석회석 가공 생산시 미분쇄분으로 배출되는 석회석 분말재료, 에너지 공급을 하기 위하여 사용되고 배출되는 연소 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 등의 재료를 사용하므로써 재료비 절감효과가 어떤 재료보다도 우수하다. 또한 콘크리트 작업성의 개선 및 워커빌리티를 향상시켜 시공성 향상에 따른 내구성, 장기 강도의 증가, 화학저항성, 동결융해 저항성 향상 등 콘크리트의 고품질화가 가능하다. 특히 콘크리트 타설시 가장 문제화되고 있는 균열방지와 수밀성이 우수하기 때문에 방수 콘크리트의 역할도 가능하다. 한편 산업체에서는 각종 제품 생산시 발생되는 산업폐기물을 대부분 매립 또는 다른 가공처리에 따른 2차 환경 오염을 유발하고 있는 실정이므로 산업폐기물을 재활용할 수 있는 기술이 절실히 필요한 실정이다.

종래의 콘크리트 혼화재는 보편적으로 포졸란 재료인 플라이애쉬, 규산, 실리카흄과 감재수경성이 있는 고로슬래그 미분말을 혼합하는 재료들이며 단순히 강도증진의 목적으로 사용되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 석재 가공시 발생하는 미분말과 석회석 가공생산시 발생하는 분말이 전량 매립 처리되는 산업부산물을 1차건조, 2차분쇄 가공기술을 통하여 혼화재로 제조하므로써 가격이 저렴하고 우수한 품질을 지닌 것을 특징으로 하는 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 석재 가공시 발생되는 미분말 재료를 1차 건조시 2000∼3000㎠/g의 분말도, 2차 분쇄하여 4500∼6000㎠/g의 분말도로 가공한 석재 미분말의 콘크리트용 분말혼화재 25∼35중량%와 석회석 가공 생산시 발생하는 분말재료를 1차 건조, 2차 분쇄하여 4500∼6000㎠/g의 분말도로 가공한 석회석 미분말의 콘크리트용 분말혼화재 25∼35중량% 와 4000∼5000㎠/g의 분말도를 가진 플라이애쉬 10∼20중량%와 4500∼6000㎠/g의 분말도를 가진 고로슬래그 미분말 10∼20중량%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 재료들은 모두 생산 제조 공정에서 발생하는 부산물들로 매립이나 고가의 처리비를 업체가 부담하여 위탁처리하고 있는 재료로써 일종의 산업폐기물이다. 본 발명에서는 이런 재료를 보다 효율적이고 경제적으로 활용할 수 있는 재료로 만들고자 실시한 발명이다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 석재 미분말은 석재 가공시 발생하는 미분말이 다량의 수분을 함유하고 있고 그 자체로는 사용이 불가능하기 때문에 100∼150℃로 건조처리하여 1차 건조처리시에 2000∼3000㎠/g의 분말도를 갖도록 가공하고, 다시 2차분쇄 처리를 실시하여 4500∼6000㎠/g의 분말도를 가질 수 있도록 가공되어진다. 상기 석재 미분말의 사용량은 전체 콘크리트용 분말혼화재의 사용량에 대해 25∼35중량%이다.본 발명에서 사용되는 석회석 미분말은 석회석 제조과정에 발생되는 석회석 분말이 약간의 수분을 함유 하고 있기 때문에 100∼150℃로 1차 건조처리하고, 2차 분쇄처리를 실시하여 4500∼6000㎠/g 분말도를 가질 수 있도록 가공되어진다. 상기 석회석 미분말의 사용량은 전체 콘크리트용 분말혼화재의 사용량에 대해 25∼35중량%이다.본 발명에서 사용되는 플라이애쉬는 정재 분쇄처리하여 4000∼5000㎠/g의 분말도를 갖도록 가공한 것을 사용하며, 그 사용량은 전체 콘크리트용 분말혼화재의 사용량에 대해 10∼20중량%이다.본 발명에서 사용되는 고로슬래그는 고로슬래그 미분말을 분쇄하여 4500∼6000㎠/g의 분말도를 가지도록 가공하고, 그 사용량은 전체 콘크리트용 분말혼화재 사용량에 대해 10∼20중량%이다.본 발명의 콘크리트용 분말혼화재는 상기의 각 성분들을 고성능 혼합기로 혼합하여 품질의 균일성을 가질 수 있도록 만들어지는 재료이다. 즉 재료가 미분쇄 되어 콘크리트 배합의 유동성과 작업성이 좋아지고 콘크리트 미세공극을 충진하여 줌으로써 강도 증진 및 건조 수축 방지와 내구성 향상의 효과가 우수하다.

이하 실시예를 통하여 설명한다.

[실시예1 및 비교예1]

하기 [표 1]은 레드믹스트 콘크리트 규격인 압축강도 21N/㎟(210kgf/㎠)배합으로 비교예1 의 경우 일반 시멘트를 사용하였고 실시예1의 경우 석재 미분말, 석회석 미분말, 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 등을 혼합하여 콘크리트용 분말혼화재를 제조하였다.

[표1] 일반 콘크리트 배합 및 콘크리트용 분말혼화재 혼합배합

[표2] 일반 콘크리트 압축강도 비교

상기 [표 1]에서와 같이 비교예1은 일반 시멘트를 사용하는 배합이고 실시예1의 경우 석재미분말 30중량%, 석회석미분말 30중량%, 플라이애쉬 20중량%, 고로슬래그 미분말 20중량%를 혼합하여 제조한 분말 혼화재를 사용한 것으로, 실시예1의 경우 비교예1 보다 재령 3일, 재령 7일, 재령 28일 모두 우수하고 특히 28일 강도에 있어서는 비교예1에 비해 실시예1이 7%이상 압축강도가 높음을 알 수 있다.

본 비교예1과 실시예1의 배합을 일률적으로 하기 위하여 사용수, 잔골재, 굵은골재, 혼화제의 사용량을 동일하게 적용하였다.

[표3] 고강도 콘크리트 배합 및 콘크리트용 분말 혼화재 혼합비율

[표4] 고강도 콘크리트 압축강도 비교

상기 [표 3]에는 레드믹스트 콘크리트 규격인 압축강도 40 N/㎟(400kgf/㎠) 배합으로 비교예2는 일반 시멘트를 사용하는 배합이고 실시예2의 경우 석재미분말 30중량%, 석회석미분말 30중량%, 플라이애쉬 20중량%, 고로슬래그 미분말 20중량%를 혼합하여 제조한 분말혼화재를 사용한 것으로 실시예2의 경우 비교예2보다 재령3일, 재령7일, 재령28일 모두 우수하고 특히 28일 강도에 있어서는 비교예2에 비해 실시예2가 6%이상 압축강도가 높음을 알 수 있다.

본 실시에서는 일반적인 콘크리트 배합과 고강도 콘크리트 배합에 따른 강도를 알아보기 위하여 콘크리트용 분말혼화재를 일반 시멘트 사용량에 대해 20중량%를 대체하여 사용하였으나 콘크리트 구조물 및 시공조건에 따라서 일반 시멘트 사용량의 10∼30%까지 콘크리트용 분말혼화재의 대체가 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재는 석재 가공시 발생하는 석재 미분말재료와 석회석 제조시 발생하는 분말재료를 건조, 미분쇄하여 얻어진 재료를 주재료로하고 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말을 부재료로 하는 재료로 콘크리트 배합시 일반 시멘트에 10∼30중량%에 대체 하는 재료로 일반 시멘트 사용시 보다 콘크리트의 작업성 및 워커빌리티가 우수하고 또한 콘크리트의 내구성, 화학적저항성, 동결융해저항성이 우수한 콘크리트 제조가 가능하고 분말재료의 경우 산업부산물로 발생되는 재료들로서 환경 오염방지와 환경친화적인 재료로써 콘크리트의 시공비 절감의 효과를 기대 할 수 있다.

Claims (2)

1. 석재 미분말, 석회석 미분말, 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말로 구성되어지는 콘크리트용 분말혼화재에 있어서, 석재가공시 발생되는 미분말 재료를 1차 건조시 2000∼3000㎠/g의 분말도, 2차 분쇄시 4500∼6000㎠/g의 분말도로 가공한 석재 미분말의 콘크리트용 분말혼화재 25∼35중량%, 석회석 가공 생산시 발생된 분말을 1차 건조시 2000∼3000㎠/g의 분말도, 2차 분쇄시 4500∼6000㎠/g의 분말도로 가공한 석회석 미분말의 콘크리트용 분말혼화재 25∼35중량% 와 플라이애쉬 4000∼5000㎠/g의 분말도를 가진 콘크리트용 분말혼화재 10∼20중량%, 고로슬래그 미분말 4500∼6000㎠/g의 분말도를 가진 콘크리트용 분말혼화재 10∼20중량%를 고성능 혼합기로 혼합하여 콘크리트용 분말혼화재로 제조되어지고, 상기에서 제조되어진 콘크리트용 분말혼화재는 일반 시멘트 사용량의 10∼30중량%를 대체할 수 있는 것을 특징으로 하는 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재.
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