KR100465483B1 - Admixture of Ready Mixed Concrete Using Limestone Powder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레미콘의 혼합재로 석회석 미분말을 사용하여 개선된 품질의 레미콘을 제공함과 아울러 비용을 절감할 수 있도록 한 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재에 관한 것이다.The present invention relates to a ready-mixed concrete mixture using a limestone fine powder, and more particularly, to a ready-mixed concrete mixed material using a limestone fine powder to improve the quality of the ready-mixed concrete using limestone fine powder as a mixture of ready-mixed concrete will be.
현재의 국내 레미콘(Ready Mixed Concrete) 시장은 줄곧 향상 일로에 있으며, 시멘트 업계는 생산량을 현 상태를 유지하면서 생산원가를 절감하려하는 경향이고, 그 차이가 바로 레미콘 혼합재 시장이다.The domestic ready mixed concrete market is constantly improving, and the cement industry tends to reduce production costs while maintaining production. The difference is the ready mixed concrete market.
현재 국내에서 주로 사용되고 있는 혼합재로는 플라이애시, 고로슬래그미분말 등이 있으며, 이들의 분말도는 3,000∼4,500㎠/g이다. 이 중 플라이애시는 화력발전소에서 나오는 폐기물로서, 저가의 메리트를 가지고 있다. 그러나, 플라이애시를 제품에 적용할 때, 플라이애시의 시멘트 치환량이 시멘트 내할 10중량% 정도로 제한되는 문제점이 있다. 이는 플라이애시의 반응성이 시멘트에 비해 현저히 낮아 10중량% 이상 사용시 콘크리트의 초기강도가 저하되는 것에 기인한다. 또한, 같은 이유로 고로슬래그미분말 역시 제품에 적용할 때 시멘트 내할 20중량% 정도로 그 시멘트 치환량이 제한되고 있다.Currently, the mixed materials mainly used in Korea include fly ash, blast furnace slag powder, and the like, and their powder degree is 3,000 to 4,500 cm 2 / g. Among them, fly ash is a waste from thermal power plants, and has a merit of low cost. However, when the fly ash is applied to the product, there is a problem that the cement replacement amount of the fly ash is limited to about 10% by weight of the cement. This is due to the reactivity of fly ash is significantly lower than that of cement, and the initial strength of concrete is lowered when it is used more than 10% by weight. In addition, for the same reason, the blast furnace slag powder is also limited in its cement replacement amount to about 20% by weight when applied to the product.
그럼에도 불구하고, 고로슬래그미분말이나 플라이애시는 현재 레미콘업체에 원가절감 노력과 품질향상 노력에 힘입어 거의 모든 국내업체에서 사용하며 국내의 혼합재 시장에서 성수기에는 품귀현상마저 나타나고 있어, 또다른 시멘트 혼합재의필요성이 대두되고 있는 실정이다.Nevertheless, blast furnace slag powder and fly ash are currently used by ready-to-use ready-mixed concrete makers due to cost-cutting efforts and quality improvement efforts, and shortages appear in the peak season in the domestic mixed material market. Necessity is emerging.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레미콘 자체의 기본 품질을 보장하면서 유동성 개선, 재료분리 저항성의 향상, 블리딩 억제, 수화 발열의 억제, 레미콘의 제조원가를 절감할 수 있는 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재를 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, while ensuring the basic quality of the ready-mixed concrete itself to improve the fluidity, improved material separation resistance, bleeding suppression, suppression of hydration heat generation, limestone fine powder that can reduce the manufacturing cost of ready-mixed concrete The purpose is to provide a ready-mixed concrete mixture.
도 1은 본 발명에 따른 레미콘 혼합재인 석회석 미분말의 입도분포를 나타낸 그래프.1 is a graph showing the particle size distribution of the limestone fine powder of the ready-mixed concrete mixture according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 레미콘 혼합재의 치환율과 AE 감수제의 사용량 변화를 보인 그래프.Figure 2 is a graph showing the change in the substitution rate of the ready-mixed concrete mixture according to the invention and the amount of AE water reducing agent used.
도 3은 본 발명에 따른 레미콘 혼합재의 사용량과 블리딩율을 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the amount and bleeding rate of the ready-mixed concrete mixture according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 레미콘 혼합재에 의한 콘크리트의 응결시간을 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the setting time of concrete by the ready-mixed concrete mixture according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 레미콘 혼합재가 첨가된 레미콘의 시료와 종래 기술에 따른 레미콘의 재령별 압축강도를 비교한 그래프.5 is a graph comparing the compressive strength of the ready-mixed concrete ready to mix according to the sample of the ready-mixed concrete mixed concrete according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 레미콘 혼합재가 첨가된 레미콘의 단열온도 상승량을 보인 그래프.Figure 6 is a graph showing the thermal insulation temperature increase of the ready-mixed concrete ready-mixed concrete according to the invention.
본 발명에 따른 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재는, 화학성분이 전체 100중량%에 대하여 CaCO392.5중량% 이상, MgO 5중량% 이하, SO30.5중량% 이하, Al2O31.0중량% 이하 및 습분 1.0중량% 이하인 석회석 미분말로 이루어진 것을 특징으로 한다.The ready-mixed concrete mixture using limestone fine powder according to the present invention has a chemical composition of at least 92.5% by weight of CaCO 3 , at most 5% by weight of MgO, at most 0.5% by weight of SO 3 , at most 1.0% by weight of Al 2 O 3, and the like. It is characterized by consisting of fine limestone powder of 1.0% by weight or less of moisture.
그리고, 본 발명에 따른 레미콘 혼합재는 분쇄조제, 강도증진제 중 하나 이상이 첨가될 수 있다.In addition, the ready-mixed concrete mixture according to the present invention may be added at least one of a grinding aid, strength enhancer.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.
본 발명에 따른 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재는, 석회석으로서 그 화학조성은 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 삼산화황(SO3), 산화알루미늄(Al2O3), 습분으로 이루어진다.The ready-mixed concrete mixture using limestone fine powder according to the present invention is a limestone, and its chemical composition is composed of calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), sulfur trioxide (SO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and moisture.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해, 석회석의 품위 선정이 중요하게 작용한다. 석회석의 품위가 낮으면, 석회석 미분말 제조시 입도 조정 및 형상 제어가 곤란한 경우가 많다.In the present invention, in order to achieve the above object, selection of the quality of limestone is important. If the limestone is low in quality, it is often difficult to adjust the particle size and control the shape of the limestone fine powder.
석회석 원료의 화학조성은 표 1에 나타내었다.The chemical composition of the limestone raw material is shown in Table 1.
표 1에서와 같이 석회석의 화학조성은 산화칼슘(CaO) 52.6중량%, 이산화탄소(CO2) 43.79%로 되어 있으나, 천연물질이기 때문에, 일부 불순물로서 Al2O3, SiO2, Fe2O3및 MgO 등과 같은 성분을 함유하고 있다.As shown in Table 1, the chemical composition of limestone is 52.6% by weight of calcium oxide (CaO) and 43.79% of carbon dioxide (CO 2 ), but because it is a natural substance, Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 as some impurities And components such as MgO and the like.
[표 1]TABLE 1
즉, 본 발명에 따른 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재는, 탄산칼슘(CaCO3) 92.5중량% 이상, 산화마그네슘(MgO) 5중량% 이하, 삼산화황(SO3) 0.5중량% 이하, 산화알루미늄(Al2O3) 1.0중량% 이하, 습분 1.0중량% 이하로 이루어지며, 미분말로 분쇄된다.That is, the ready-mixed concrete mixture using the limestone fine powder according to the present invention, calcium carbonate (CaCO 3 ) 92.5% by weight or more, magnesium oxide (MgO) 5% by weight or less, sulfur trioxide (SO 3 ) 0.5% by weight or less, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1.0% by weight or less, moisture content 1.0% by weight or less, and is ground to a fine powder.
본 발명에서는 석회석 미분말을 제조할 때, 입도분포, 입자형상, 성분 등의 조정이 가능하도록 강도증진제 및 분쇄조제가 더 첨가될 수 있다.In the present invention, when preparing the limestone fine powder, a strength enhancer and a grinding aid may be further added to enable adjustment of particle size distribution, particle shape, components, and the like.
석회석 미립분의 입도조정을 용이하게 하기 위한 분쇄조제(예컨대, 디에틸렌글리콜(Di-Ethylene-Glycol, DEG)는 석회석 미분말 100중량%에 대하여 0.01~0.20중량%첨가될 수 있다. 분쇄조제 첨가량은 석회석의 품위에 따라 조절이 가능하고, 그 첨가량이 너무 적으면 레미콘 혼합재로서의 소기의 목적을 달성할 수 없으며, 0.20중량% 이상일 경우는 오히려 볼 코팅을 유발하여 입도분포 및 형상의 불균질성을 초래하기 때문에 0.01∼0.20중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.Grinding aid (eg, Di-Ethylene-Glycol, DEG) may be added in an amount of 0.01 to 0.20% by weight based on 100% by weight of limestone fine powder. It can be adjusted according to the quality of the limestone, and if the addition amount is too small, the desired purpose as the mixed concrete mixture cannot be achieved, and if it is 0.20% by weight or more, it causes the ball coating, which causes the particle size distribution and the shape heterogeneity. It is preferable to use within 0.01 to 0.20 weight%.
강도증진제(예컨대, 트리이소프로판올아민(Tri-Iso-Propanol-Amine, TIPA)는 0.05∼1.0중량% 첨가, 혼합되어 분쇄될 수도 있고, 이 때, 석회석 미분말의 블레인 비표면적은 2,000∼6,000cm2/g인 것이 제공되며, 강도증진제의 첨가에 따라 보통 포틀랜드 시멘트에 대해 석회석 미분말의 사용량이 증가하게 되는 것이다. 여기서 분쇄조제가 2000cm2/g미만이면 과다한 양의 분쇄조제가 소요되고, 6000cm2/g을 초과하면 교반이 어려운 단점이 있다.Strength enhancers (e.g., Tri-Iso-Propanol-Amine (TIPA) may be added to 0.05 to 1.0% by weight, mixed and pulverized, where the lime specific surface area of the limestone fine powder is 2,000 to 6,000 cm 2 / to g, are provided, will be the usual increase in the amount of limestone powder for the cement according to the addition of the strength enhancer. the grinding aids where consuming grinding preparation of 2000cm 2 is less than / g excess amount, 6000cm 2 / g If it exceeds this, stirring is difficult.
도 1은 블레인 비표면적 4,050cm2/g인 석회석 미분말의 입도분포를 보인 그래프이다.1 is a graph showing the particle size distribution of fine limestone powder having a specific surface area of 4,050 cm 2 / g.
본 발명에 따른 석회석 미분말의 입도분포는 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 평균입경이 약간 작고, 보다 미세한 입자들로 구성되어 있으므로, 레미콘 제조시 미분말의 본 발명에 따른 레미콘 혼합재를 첨가하게 되면 레미콘의 작업성 및 충전성이 우수하여 내구성이 개선되는 것이다.The particle size distribution of the limestone fine powder according to the present invention is slightly smaller than the average portland cement, and is composed of finer particles. Therefore, when the ready-mixed powder is added to the ready-mixed concrete mixture according to the present invention, the workability and It is excellent in chargeability and durability is improved.
이에 따라, 보통 포틀랜드 시멘트에 대해 석회석 미분말을 5∼30중량% 치환하여 사용함으로써 콘크리트의 유동성 개선, 재료분리 저항성의 향상, 블리딩 억제, 수화 발열의 억제, 레미콘의 제조원가 절감을 가져오는 것이다.Accordingly, by using 5 to 30% by weight of the limestone fine powder to portland cement, the flowability of concrete, the improvement of material separation resistance, the bleeding suppression, the suppression of hydration heat generation, and the production cost of ready-mixed concrete are reduced.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated in detail.
< 실시예 1 ><Example 1>
표 1과 같은 화학조성을 갖는 석회석에 강도증진제(TIPA) 5.0중량%와 분쇄조제(DEG) 0.1중량% 첨가한 후 볼밀에서 분쇄하여 브레인 비표면적 4,050cm2/g 인 석회석 미분말을 제조하였다.5.0% by weight of strength enhancer (TIPA) and 0.1% by weight of grinding aid (DEG) were added to limestone having a chemical composition as shown in Table 1, and then ground in a ball mill to prepare a limestone fine powder having a brain specific surface area of 4,050 cm 2 / g.
분쇄하여 제조된 석회석 미분말을 보통 포틀랜드 시멘트에 대해 20중량% 치환하여 KS L 5105(수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법)에 준하여 모르타르의 압축강도를 실시하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.Grinding limestone powder prepared by pulverization was usually substituted by 20% by weight of Portland cement to carry out the compressive strength of mortar in accordance with KS L 5105 (Test method for compressive strength of hydraulic cement mortar). The results are shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
그 결과, 비중 및 비표면적은 비교예인 일반 석회석 미분말과 큰 차이가 없으나, 압축강도 발현율은 물리적인 충전성 향상과 더불어 증진하는 특성을 나타내었다.As a result, the specific gravity and the specific surface area were not significantly different from the general limestone fine powder as a comparative example, but the compressive strength expression rate was shown to be improved along with the improvement of the physical filling property.
< 실시예 2 ><Example 2>
실시예 1에서와 같이 동일하게 석회석 미분말을 제조하여 미경화 및 경화 콘크리트의 물리특성을 측정하였다.Limestone fine powder was prepared in the same manner as in Example 1, and the physical properties of the uncured and hardened concrete were measured.
표 3은 본 발명의 실시예와 비교예인 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 및 플라이애시(FA)를 12중량% 대체한 혼합재의 콘크리트 배합설계표를 나타낸 것이다.Table 3 shows the concrete mix design table of the mixture of 12% by weight of ordinary Portland cement (OPC) and fly ash (FA), which is an embodiment and comparative example of the present invention.
[표 3]TABLE 3
콘크리트의 슬럼프는 본 발명에 따른 레미콘 혼합재를 결합재량에 대해 치환 사용할 경우 증가하고, 유동성이 높은 콘크리트에서는 그 유동속도도 증대된다. 특히 결합재량이 많은 콘크리트의 경우 유동성 및 변형성의 개선효과가 크다.The slump of concrete is increased when the ready-mixed concrete mixture according to the present invention is substituted for the amount of binder, and the flow rate is also increased in the high fluidity concrete. Especially in the case of concrete with a large amount of binder, the effect of improving flowability and deformation is great.
또한, 혼화재의 흡착량이 비교적 작기 때문에 동일한 작업성을 얻기 위해 필요한 혼화제의 사용량은 보통 포틀랜드 시멘트 단독으로 사용한 경우보다 작아 도 2와 같이 단위수량 저감효과를 가져온다. 즉, 혼화재 사용량은 보통 포틀랜드 시멘트 단독의 경우보다 AE 감수제의 경우 10%정도, 고성능AE 감수제의 경우 20%정도 저감할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, since the adsorption amount of the admixture is relatively small, the amount of admixture required to obtain the same workability is smaller than that of the case where the portland cement is used alone, resulting in a unit quantity reduction effect as shown in FIG. 2. In other words, the amount of admixtures can be reduced by about 10% for AE water reducers and 20% for high performance AE water reducers than in Portland cement alone.
본 발명에 따른 레미콘 혼합재가 사용된 콘크리트는 블리딩수의 이동속도를억제하기 때문에 도 3처럼 사용하지 않은 콘크리트에 비하여 블리딩양은 감소하고, 블리딩 속도도 작아진다.The concrete using the ready-mixed concrete mixture according to the present invention suppresses the moving speed of the bleeding water, so that the amount of bleeding is reduced and the bleeding speed is also smaller than that of the concrete which is not used as shown in FIG. 3.
또한, 콘크리트의 응결은 도 4와 같이 보통 포틀랜드 시멘트 단독으로 사용한 경우보다 초결 및 종결이 약간 지연되는 특성이 있다.In addition, the condensation of the concrete has a characteristic that the initial and termination is slightly delayed than when used in the ordinary portland cement alone as shown in FIG.
경화 콘크리트의 압축강도를 실시하였으며, 그 결과는 도 5와 같다.그 결과 플라이애시와 동등 이상의 강도발현을 보이고, 일반 석회석 미분말을 사용한 경우에 비하여 강도발현이 우수한 것을 알 수 있다. 즉, 일반 석회석 미분말을 치환 사용함에 따라 물결합재비가 높아지며 자연히 강도가 저하하는 경향을 보이나, 본 발명의 경우 강도증진제 및 물리적인 충진작용, 각종 칼슘알루미네이트와의 반응에 의하여 플라이애시와 같이 포졸란 반응과 비슷한 강도 발현을 나타내었다.The compressive strength of the hardened concrete was carried out, and the results are shown in FIG. 5. As a result, it showed that the strength expression was equal to or higher than that of the fly ash, and the strength expression was superior to that of the case of using ordinary limestone fine powder. That is, the substitution of ordinary limestone fine powder tends to increase the water-binding ratio and naturally decreases the strength. In the present invention, the strength increaser and the physical filling effect, and the reaction with various calcium aluminates, such as fly ash, react with pozzolanic. It showed similar intensity expression.
또한, 도 6과 같이 수화발열량이 감소되며, 최종 단열온도 상승량은 결합재의 종류 및 사용량에 영향을 받지만, 결합재 중 본 발명에 따른 레미콘 혼합재의 사용량만큼 수화열을 저감시키는 효과가 있기 때문에, 보통 포틀랜드 시멘트 보다 낮은 단열온도 상승량을 나타내고 수화열 저감에 의한 균열발생을 억제할 수 있다.In addition, as shown in Figure 6, the amount of heat of hydration is reduced, the final heat rise temperature is affected by the type and amount of the binder, but because of the effect of reducing the heat of hydration as much as the amount of the ready-mixed concrete mixture according to the invention of the binder, usually Portland cement It shows a lower heat insulation temperature rise and can suppress the occurrence of cracking due to the reduction of heat of hydration.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 석회석 미분말을 이용한 레미콘 혼합재에 의하면, 보통 콘크리트 결합재의 10∼30중량% 만 사용함으로써 유동성 향상, 블리딩 억제 및 수화열 억제 등의 효과가 있으며, 잔골재 대체재로 사용할 경우 작업성을 개선하는 것이다.As described above, according to the ready-mixed concrete mixture using the limestone fine powder according to the present invention, by using only 10 to 30% by weight of the concrete binder, there is an effect of improving the fluidity, bleeding suppression and heat of hydration, and when used as a fine aggregate replacement It is to improve workability.
또한, 교각, LNG 탱크 저판 및 측벽, 지중연속벽, 건물 기초 등 크기가 큰매스콘크리트 구조물이나 고유동 콘크리트 그리고 고강도 콘크리트 등에 본 발명의 혼합재를 일부 치환 사용하면 시멘트 수화열에 의한 온도균열 발생을 억제하는데 효과적이다.In addition, when the mixed material of the present invention is partially substituted for large-size mass concrete structures such as bridge piers, LNG tank bottom and side walls, underground continuous walls, and building foundations, high-flow concrete, and high-strength concrete, it is possible to suppress the occurrence of temperature cracking due to heat of cement hydration. effective.
고유동 콘크리트는 재료분리저항성을 유지하면서 유동성을 대폭적으로 개선하여 다짐이 필요 없이 구조물에 타설 할 수 있는 신 개념 콘크리트로써 상기의 물성을 만족시키기 위해서는 분체량이 일반 콘크리트에 비하여 다량으로 소요되는 특성이 있다. 그러나, 고가의 증점제 사용 없이 본 발명품을 결합재의 일부로 사용하는 것만으로도 수화열 발생을 억제하면서 소요의 유동성 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.High-flow concrete is a new concept concrete that can be placed on a structure without any compaction by significantly improving fluidity while maintaining material separation resistance. In order to satisfy the above properties, the amount of powder is required to be higher than that of general concrete. . However, using only the present invention as part of the binder without the use of expensive thickeners can greatly improve the required fluidity and durability while suppressing the generation of heat of hydration.
고강도 콘크리트용 충전재로서 본 발명에 따른 레미콘 혼합재가 치환 사용할 경우 공극 충전 효과, 결합재의 분산, 블리딩 억제에 따른 내부 결함 감소 등에 의해 강도를 증진시킬 수 있다.When the ready-mixed concrete mixture according to the present invention is used as a filler for high-strength concrete, strength may be increased by void filling effect, dispersion of binder, reduction of internal defects due to bleeding inhibition, and the like.
이와 같이 공장제품의 고유동 콘크리트의 결합재로 사용함으로써 재료분리저항성 및 수화열에 의한 온도균열발생을 억제할 수 있다.Thus, by using as a binder of the high-flow concrete of the factory product, it is possible to suppress the temperature separation caused by the material separation resistance and the heat of hydration.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the configuration and operation as such is shown and described. Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
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KR (1) | KR100465483B1 (en) |
Citations (3)
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KR0150209B1 (en) * | 1989-10-06 | 1998-10-15 | 스티븐 티. 트링커 | Enhanced blended and portland cement compositions |
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KR20030092712A (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-06 | 삼성물산 주식회사 | concrete composite mixed with limestone powder |
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2004
- 2004-02-10 KR KR1020040008808A patent/KR100465483B1/en not_active IP Right Cessation
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