KR100481438B1 - 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관 - Google Patents

무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관에 관한 것으로, 황산화 세균에 의해 하수관에 사용하는 콘크리트에 발생하는 부식을 억제하기 위해 니켈 및 텅스텐 등의 2종 금속이온을 플라이애쉬에 담지시켜 콘크리트 제조에 이용시 황산화 세균의 생장 억제 및 강도 증진에 기여할 수 있다. 이러한 콘크리트 하수관은 니켈을 포함하는 제 1금속염 및 텅스텐을 포함하는 제 2금속염과, 1∼30중량%의 상기 각 금속염에 대해 70∼99중량%를 점유하는 플라이애쉬로 이루어지는 무기계 혼화재; 및 1∼10중량%의 무기계 혼화재에 대해 90∼99중량%를 점유하는 콘크리트;를 포함하여 이루어지는 것이다.
또한, 상기 제 1금속염 및 제 2금속염은 각각 50∼80중량%의 황산니켈(NiSO4) 및 20∼50중량%의 텅스텐산나트륨(Na2WO4)이며, 무기계 혼화재에 대한 니켈 및 텅스텐의 함량은 0.01∼40중량%이며, 플라이애쉬에 대한 상기 각 금속염에 포함되는 니켈 및 텅스텐 금속이온의 중량비율은 0.01∼40중량% 인 것을 특징으로 한다.

Description

무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관{ Concrete Sewer Pipe with Inorganic Field Based Admixture }
본 발명은 하수관의 황산화부식을 촉진시키는 황산화세균의 일종인 티오바실루스(Thiobacillus)균의 생육을 억제하기 위한 콘크리트 하수관용 무기분말 혼화재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텅스텐과 니켈의 금속이온을 화력발전소에서 발생되는 콘크리트용 플라이애쉬에 담지시켜 혼화재가 제조되며, 제조된 혼화재가 콘크리트 하수관에 함유되어 사용될 경우 황산화세균의 생육을 억제할 수 있는 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관에 관한 것이다.
일반적으로 황세균(sulfur bacteria)은 하수도의 오수나 토양 등에서 황 ·황화수소 및 황화물 ·아황산염류 ·티오황산염 등을 산화하며 생육하는 균의 일종으로 크게 무색황세균(Leucothiobacteria)과 유색황세균(chromothiobacteria)으로 구분된다.
이 중 유색황세균의 대표적인 것이 티오바실루스균인데, 황화가스로부터 황산을 생성하여 콘크리트 재질의 하수관을 부식시키는 주요인으로 기능한다. 상기 티오바실루스균은 콘크리트의 시멘트 수화물인 알칼리 성분과 반응하여 콘크리트를 중성화시킴에 따라 부식발생에 기능하는데, 이에 따라 하수관의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서 상기 티오바실루스균이 황산을 생성하도록 하는 황화물의 생성을 억제하는 방법과 황화수소의 발생을 억제하는 방법 등이 하수관에서 콘크리트의 황산화부식을 억제시키는 방법으로 제시되고 있다.
상기 방법은 하수관 내의 오수 중에 과산화수소, 염소화합물 또는 철, 아연, 납 및 구리 등의 금속염 등을 대량으로 첨가하여 황화물이나 황화수소의 발생을 억제하는 것이나, 그 효과에 비해 투입되는 금속염의 양이 지나치게 많아 경제성이 비교적 낮은 문제점이 있다.
한편, 다른 방법으로 황산화세균인 티오바실루스균균이 황화수소로부터 황산을 생성시키는 양을 저감시키기 위해서 하수관 내를 환기시키는 것이 제안되었다. 하지만 하수관 내의 악취가 지상으로 올라와 펴짐으로써, 주변 공기를 오염시키는 문제점이 있음에도 불구하고 만족할 만한 황산화 부식억제 효과가 얻어지지 못하고 있는 문제점이 있다.
이러한 상기 기술방법을 대체하기 위해 제안된 것이 황산화세균의 생육작용을 억제하는데 비교적 뚜렷하게 기능하는 무기계 혼화재를 사용하는 방법이며 이러한 방법을 이용한 기술이 실용적인 측면에서 개발되었다.
상기 황산화세균의 생육작용을 억제하기 위한 이전의 기술로서, 항균성 금속이온으로 은, 구리, 아연, 니켈 및 코발트 등에서 1종 혹은 2종 이상의 금속이온을 함수산화물, 인산염, 안티몬산염 및 제올라이트 등의 무기분말에 담지시켜 내식성흄관을 제조하는 방법이 제시되었다. 또한 황산화세균에 대해 생육을 방해하는 작용을 하는 프탈로시아닌계 부식방지제를 사용하여 내부식성 흄관을 제조하는 방법이 제시되었다.
상기의 두가지 기술은 콘크리트 흄관의 항균성과 내부식성을 향상시키지만, 흄관에 사용하기 위한 항균성 금속이온을 함유한 무기분말 및 부식방지제의 제조방법이 난해하고 복잡하여 제조비용이 지나치게 소요되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 황산화세균인 티오바실루스균의 생육에 대해 장해물질로 기능할 수 있는 니켈 및 텅스텐 금속이온을 플라이애쉬에 담지하여 콘크리트 하수관에 함유되어 사용될 경우 콘크리트 하수관의 부식방지 및 내구성 증강에 기여할 수 있도록 하는 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관을 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2목적은, 기존에 비해 보다 적은 종류의 금속이온을 사용하여 보다 간단한 공정으로 황산화 세균의 생육 억제를 위한 무기계 혼화재를 제조할 수 있는 콘크리트 하수관을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 소정량의 물에 니켈을 포함하는 제 1금속염 및 텅스텐을 포함하는 제 2금속염을 투입하고 교반하여 용해하는 단계(S1000);
상기 각 금속염의 수용액에 플라이애쉬를 투입하고 1시간 동안 담지하는 단계(S2000);
12시간 동안 100℃로 가열하면서 건조하는 단계(S3000);
3시간 동안 400℃로 열처리하는 단계(S4000); 및
분쇄한 뒤 소정크기 이하의 분말을 선별 수거하는 단계(S5000);를 포함하여 이루어지는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화재 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서 상기 담지하는 단계(S2000) 이후,
3시간 동안 100℃로 가열하면서 교반하는 단계(S2100)이 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 선별 수거하는 단계(S5000)에서,
상기 소정크기는 60 메쉬 이하인 것이 바람직하다.
또한 상기 제 1금속염 및 제 2금속염은 각각 50∼80중량%의 황산니켈(NiSO4) 및 20∼50중량%의 텅스텐산나트륨(Na2WO4)인 것이 바람직하다.
그리고 상기 담지하는 단계(S2000)는 1∼30중량%의 상기 각 금속염에 70∼99중량%의 상기 플라이애쉬를 투입하여 담지하는 것이 바람직하다.
아울러 상기와 같은 본 발명의 목적들은, 니켈을 포함하는 제 1금속염 및 텅스텐을 포함하는 제 2금속염과,
1∼30중량%의 상기 각 금속염에 대해 70∼99중량%를 점유하는 플라이애쉬로 이루어지는 무기계 혼화재; 및
1∼10중량%의 무기계 혼화재에 대해 90∼99중량%를 점유하는 콘크리트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 하수관에 의하여 달성된다.
그리고 상기 제 1금속염 및 제 2금속염은 각각 50∼80중량%의 황산니켈(NiSO4) 및 20∼50중량%의 텅스텐산나트륨(Na2WO4)인 것이 바람직하다.
또한 상기 무기계 혼화재에 대한 니켈 및 텅스텐의 함량은 0.01∼40중량%인 것이 바람직하다.
여기서 상기 플라이애쉬에 대한 상기 각 금속염에 포함되는 니켈 및 텅스텐 금속이온의 중량비율은 0.01∼40중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
다음으로는 본 발명에 따른 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 하수관의 무기계 혼화재 제조방법의 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 혼화재는 콘크리트와 혼합되어 하수관으로 제작되어 사용할 경우 상기 하수관 내에서 생장하는 티오바실루스 황산화균의 억제에 기능할 수 있는 것으로, 니켈 및 텅스텐을 포함하는 각 금속염을 화력발전소에서 생성되는 콘크리트용 플라이애쉬에 담지 혼합하여 이루어지는 것이다.
이러한 혼화재의 제조방법으로, 우선 니켈을 주로 포함하고 있는 제 1금속염으로서 황산니켈(NiSO4)과, 텅스텐을 주로 포함하고 있는 제 2금속염으로서 텅스텐산나트륨(Na2WO4)을 준비하고, 물에 투입한 뒤 교반하여 용해시킨다. 이 때 상기 황산니켈을 대신하여 이염화니켈을 이용할 수 있다.
상기 각 금속염은 수용성으로 물에 대한 용해도가 비교적 높기 때문에, 상온에서도 쉽게 용해된다. 하지만 물에 대한 용해정도를 높이기 위해 약 20∼25℃ 정도로 가열하여 용해시간을 단축시킬 수 있다.
이 때 상기 제 1금속염을 약 50∼80중량% 정도로 하고, 이에 대해 상기 제 2금속염을 약 20∼50중량% 정도로 하며, 경제성을 고려하여 보다 바람직하게는 약 80중량% 정도의 제 1금속염에 대해 약 20중량% 정도의 제 2금속염을 사용하여, 니켈 대 텅스텐의 중량비를 약 8 : 2 정도로 조절하여 용해시킨다. 여기서 제조된 혼화재에 항균특성을 부여하고자 소정량의 은을 첨가하여 제조할 수 있다.(S1000)
그리고 화력발전소에서 생성되며 통상적으로 콘크리트의 강도 증진을 위해 사용하는 분말 형태의 혼화재인 플라이애쉬를 준비한다.
그리고 준비된 상기 플라이애쉬를 상기 각 금속염의 수용액에 투입하여 약 20∼30℃ 정도의 온도하에서 약 1∼10시간 동안 교반하면서 담지한다. 이 때 상기 플라이애쉬에 대한 상기 각 금속염의 중량비율은 플라이애쉬가 약 70∼99중량% 정도, 각 금속염이 약 1∼30중량% 정도로 조절한다.
이 때 상기 금속염에 포함된 니켈 및 텅스텐 금속이온의 중량비율은 플라이애쉬에 대해 약 0.01∼40중량% 정도인 것이 바람직한다. 만일 금속이온의 중량비율이 0.01중량% 이하일 경우 상기 티오바실리스균의 생육 억제가 어렵고, 40중량% 이상일 경우 투입되는 양에 비해 억제하는데 기능하는 정도가 미비하여 바람직하지 못하다. 따라서 특히 바람직하게는 약 1∼30중량% 정도가 되도록 조절한다.(S2000)
다음으로 약 3시간 동안 약 100℃ 정도로 가열하면서 교반을 지속한다. 이 에 따라 상기 각 금속염 수용액 및 플라이애쉬로부터 수분이 증발된다.(S2100)
이 후 약 12시간 정도 동안 약 90∼100℃ 정도로 가열하면서 건조한다. 만일 수분제거 정도가 덜 이루어지면 건조시간을 연장할 수 있다.(S3000)
그리고 약 3시간 동안 약 350∼400℃ 정도로 열처리하는데, 이 때에는 수분증발이 모두 이루어져 각 금속염 및 플라이애쉬는 덩어리 형태를 갖추게 된다.(S4000)
그런 뒤 상기 덩어리를 분쇄한다. 분쇄 후 소정크기의 분말만을 선별하여 수거하는데, 이 때 선별 기준은 약 60 메쉬 이하이다.(S5000)
이하 4가지의 실싱예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 각 실시예는 앞서 언급된 단계별 본 발명의 요지를 보다 상세하게 하고자 이루어지는 것으로, 상기 각 실시예만으로 본 발명이 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.
본 실시예에서는 공업용 황산니켈 및 시약급 텅스텐산나트륨을 니켈 및 텅스텐을 포함하는 각 금속염으로 상정하며, 상기 각 금속염을 담지시키기 위한 담체로서 한국 FLY-ASH 시멘트공업(주)에서 판매하는 플라이애쉬를 이용하였다.
또한 무기계 혼화재의 제조에 있어서, 담체로 이용되는 상기 플라이애쉬에 대해 상기 각 금속염의 중량은 100중량부를 기준으로 (1) 플라이애쉬 약 99중량% + 금속염 약 1중량%, (2) 플라이애쉬 약 95중량% + 금속염 약 5중량%, (3) 플라이애쉬 약 85중량% + 금속염 약 15중량%, (4) 플라이애쉬 약 70중량% + 금속염 약 30중량%의 4종으로 구분한다.
그리고 니켈을 포함하는 금속염에 대해 텅스텐을 포함하는 금속염의 중량비는 약 8 : 2로 상정한다.
실시예 1
4L 용기에 약 2L 정도의 물을 채우고, 400 RPM으로 교반하면서 황산니켈 약 35.8g과 텅스텐산 나트륨 약 3.6g을 투입하여 용해시킨다. 각 금속염을 용해시킨 수용액에 약 990g의 플라이애쉬를 서서히 투입하고, 상온(약 20∼25℃ 정도)에서 약 1시간 정도 교반한다. 이 후 약 3시간 동안 약 100℃ 정도로 가열하면서 교반한다. 그리고 건조기에 투입한 뒤 약 12시간 동안 약 100℃의 온도로 가열하여 건조시킨다. 건조 후 약 400℃로 약 3시간동안 가열하면서 열처리한 뒤, 분쇄하여 60 메쉬 이하의 분말만을 선별 수거한다.
실시예 2
4L 용기에 약 2L 정도의 물을 채우고, 400 RPM으로 교반하면서 황산니켈 약 179.4g과 텅스텐산 나트륨 약 18.0g을 투입하여 용해시킨다. 각 금속염을 용해시킨 수용액에 약 950g의 플라이애쉬를 서서히 투입하고, 상온(약 20∼25℃ 정도)에서 약 1시간 정도 교반한다. 이 후 약 3시간 동안 약 100℃ 정도로 가열하면서 교반한다. 그리고 건조기에 투입한 뒤 약 12시간 동안 약 100℃의 온도로 가열하여 건조시킨다. 건조 후 약 400℃로 약 3시간동안 가열하면서 열처리한 뒤, 분쇄하여 60 메쉬 이하의 분말만을 선별 수거한다.
실시예 3
4L 용기에 약 2L 정도의 물을 채우고, 400 RPM으로 교반하면서 황산니켈 약 537.5g과 텅스텐산 나트륨 약 53.8g을 투입하여 용해시킨다. 각 금속염을 용해시킨 수용액에 약 850g의 플라이애쉬를 서서히 투입하고, 상온(약 20∼25℃ 정도)에서 약 1시간 정도 교반한다. 이 후 약 3시간 동안 약 100℃ 정도로 가열하면서 교반한다. 그리고 건조기에 투입한 뒤 약 12시간 동안 약 100℃의 온도로 가열하여 건조시킨다. 건조 후 약 400℃로 약 3시간동안 가열하면서 열처리한 뒤, 분쇄하여 60 메쉬 이하의 분말만을 선별 수거한다.
실시예 4
4L 용기에 약 2L 정도의 물을 채우고, 400 RPM으로 교반하면서 황산니켈 약 1075.0g과 텅스텐산 나트륨 약 107.7g을 투입하여 용해시킨다. 각 금속염을 용해시킨 수용액에 약 700g의 플라이애쉬를 서서히 투입하고, 상온(약 20∼25℃ 정도)에서 약 1시간 정도 교반한다. 이 후 약 3시간 동안 약 100℃ 정도로 가열하면서 교반한다. 그리고 건조기에 투입한 뒤 약 12시간 동안 약 100℃의 온도로 가열하여 건조시킨다. 건조 후 약 400℃로 약 3시간 동안 가열하면서 열처리한 뒤, 분쇄하여 60 메쉬 이하의 분말만을 선별 수거한다.
한편 이러한 각 실시예에 따른 무기계 혼화재는 콘크리트 하수관의 제조시 투입되어 이용될 수 있는데, 본 발명에 따른 콘크리트 하수관의 성분은 다음과 같다.
상기 하수관에서 콘크리트는 보통 1종 포틀랜드 시멘트와 비중이 2.60 잔골재 및 비중이 2.64인 굵은 골재를 사용하여 이루어지며, 이중 최대크기의 골재는 지름이 약 13mm 정도이다. 이러한 상기 콘크리트는 약 1∼10중량%의 무기계 혼화재에 대해 약 90∼99중량%의 중량비율을 점유한다.
이 때 상기 제 1금속염 및 제 2금속염은 각각 50∼80중량%의 황산니켈 및 20∼50중량%의 텅스텐산나트륨이며, 상기 황산니켈을 대신하여 이염화니켈(Ni2Cl)을 제 1금속염으로 이용할 수 있다.
또한 상기 무기계 혼화재에 대한 니켈 및 텅스텐 금속이온의 함량은 약 0.01∼40중량%이며, 약 1∼30중량% 정도인 것이 보다 바람직하다.
이하에서는 앞에서 언급된 각 실시예로부터 얻어진 각 무기계 혼화재와 현재 시판 중인 일본 포졸리스사의 제품명 RCF-95(비교예1)를 대비시켜 티오바실리스균에 대한 생육억제 정도를 브로스 마이크로딜루션 엠아이씨 테스트(Broth Microdilution MIC Testing)방법에 의해 시험하였다.
먼저 티오바실리스균을 농도가 4 x 108/ml이 되도록 0.85% 염류용액(saline)에 현탁한 후에 상기 티오바실리스균의 적정배지인 영양한천(nutrient agar)에 도말하였다. 시험물질의 농도는 각각의 물질 1g을 멸균수 1ml에 현탁시켜서 사용하였다.
티오바실리스균을 도말한 배지 위에 시험물질 20ul 정도를 적하하고, 약 30℃에서 2일간 배양하였다. 배양 후 나타나는 투명환(clear zone)의 직경(mm)을 측정하였고, 모든 시험은 3회 반복 시행하였다.
또한, 실시예 1에서 4까지 얻어진 무기계 혼화제와 현재 판매되고 있는 일본 포졸리스사의 RCF-95(비교예1)를 사용한 모르타르의 총균수 시험을 통하여 티오바살리스균의 생장억제 정도와 콘크리트의 압축강도를 비교 시험하였다.
콘크리트 공시체를 제조하기 위해서 시멘트는 비중 3.15, 분말도 3,300cm2/g인 보통 1종 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 잔골재는 비중이 2.60, 굵은골재 비중이 2.64이며 최대골재크기는 약 13mm인 것을 사용하였다. 혼화재료는 (주)유성테크의 제품명 PC-600(고강도 혼합재)을 사용하였다. 콘크리트 공시체의 재료 배합비는 표 1에 나타내었다.
표 1에 기재한 배합비의 시멘트, 골재, 해당량의 물과 혼화재료는 (주)유성테크의 PC-600(고강도 혼합재)를 첨가하여 혼합기를 이용하여 균일하게 혼합한 후 콘크리트 배합물을 공시체 제작하였다. 공시체의 제작은 KS F 2403의 압축강도 시험용 공시체 제작에 준하여 ø10×20cm 공시체를 제작하였다. 한편, 총균수 시험에 사용하는 모르타르 공시체는 표 1에 기재한 배합비로 혼합된 콘크리트 배합물을 50mm 체로 통과시켜 4 ×4 ×16cm3 의 크기로 제작하였다.
모르타르 공시체 및 콘크리트 공시체는 상압하에서 2∼3 시간동안 초기 양생시킨 후, 매시간 약 20℃ 이하 범위 내에서 승온시켜 60℃ 내지 70℃의 온도에 도달하게 한 후, 상대습도 90% 이상에서 4∼8시간 동안 유지시켰다. 이어서, 양생된 제품을 7일 이상 다시 자연 양생하였다.
콘크리트 압축강도 각 시험체의 재료배합표
구분 ＼ 항목 콘크리트 단위부피당 시멘트량 (kg/㎥) 콘크리트 단위부피당 골재량(kg/㎥) 물(시멘트에 대한 중량%) 고강도 혼화재(시멘트에 대한 중량%) 무기계 혼화재(시멘트에 대한 중량%)
시험체 1 457 1,750 35.0 30 -
시험체 2 457 1,750 35.0 30 1(비교예1)
시험체 3 457 1,750 35.0 30 1(실시예1)
시험체 4 457 1,750 35.0 30 1(실시예2)
시험체 5 457 1,750 35.0 30 1(실시예3)
시험체 6 457 1,750 35.0 30 1(실시예4)
하기에서는 상기 각 실시예 및 실시예별 혼화재가 혼합된 콘크리트에 대해 비교예 1에 대비하여 시행한 각 시험예에 대해 설명하기로 한다.
시험예 1 : Broth Microdilution MIC Testing
실시예 1,2,3,4와 비교예 1의 5종류 모두 티오바실리스균에 대한 억제정도가 도 3,4,5,6,7에 도시되었다. 하기 표 2에서는 각 예별 억제정도를 투명환의 직경에 따라 구분하였는데, 비교예1은 투명환의 직경은 약 14mm 정도로서, 본 발명에 따른 실시예 1의 25mm 정도보다 상대적으로 작았다.
Broth Microdilution MIC Testing 결과
구분 ＼ 농도 20 ul
기준예 1 -
비교예 1 14
실시예 1 25
실시예 2 37
실시예 3 43
실시예 4 47
시험예 2: 모르타르 총균수 시험 결과
뚜껑이 있는 멸균된 플라스틱 용기에 시험체 1, 2, 3, 5를 넣고 티오바실리스균의 적정배지인 영양 배양액(nutrient broth)을 300㎖을 넣었다. 그리고 0.85% 염류용액에 현탁하여 최종농도가 1.68×105/㎖ 되도록 접종하고, 약 30℃에서 약 12시간 배양하였다.
배양한 후에 배양액 100ul를 티오바실리스균의 적정 배지인 영양한천에 도말하고 30℃에서 12시간 배양하였다. 배양 후 총균수를 측정하였고, 모든 시험은 3회 반복 시행하였다. 이 때 기준예1은 고체시료를 넣지 않은 티오바실리스 균으로 하였다.
약 12시간 후 총균수 분석에 의한 항균성 시험을 한 결과를 도 8에 나타내었다. X축은 기준예 1 및 시험체 1,2,3,5와 같은 타입의 표시이고, Y축은 육안으로 볼수 있는 티오바실리스 균의 집단군체(colony,콜로니) 정도의 표시이다.
이 때 상기 기준예 1과, 시험체 1, 2는 티오바실리스 균의 수가 모두 증가하는결과를 얻었다.
아울러 시험체 1과 2에서 시험체 2는 현재 일본에서 실용화되어 있는 제품인 비교예 1을 사용한 결과 시험체 1에 비해서 티오바실리스균의 수가 적게 증가함으로써 항균성이 있는 것으로 나타났다.
한편, 플라이애쉬에 니켈과 텅스텐을 담지하여 본 발명에서 제조한 실시예 1과 3을 첨가하여 제조한 모르타르 공시체인 시험체 3, 5는 초기의 균주수보다 약 12 시간 후에 균주수가 감소함으로써, 비교예 1을 첨가한 시험체 2와 비교할 때 티오바실리스균의 생장 억제효과가 우수하게 나타났다.
그리고 시험체 3보다는 시험체 5에서 티오바실리스균가 더욱 적게 나타남으로써 니켈과 텅스텐을 담지시킨 양이 높을수록 티오바실리스균의 생장 억제정도가 우수하게 나타났다.
시험예 3 : 콘크리트의 압축강도 결과
상기 표 1의 배합비에 의해 제조된 콘크리트 공시체의 압축 강도는 KS F 2405에서 규정한 콘크리트 압축강도 시험 방법에 준하여 최대 하중을 측정한 후 하기 식 1에 의하여 시험체의 압축강도를 산정하였다.
σc = P/A (kgf/cm2)
상기 식에서, σc는 압축강도(kgf/cm2)이고, P는 최대하중(kgf)이며, A는 시험체의 단면적(cm2)이다.
상기 시험방법에 따라 표 1의 배합비로 제조된 콘크리트 공시체 시험체의 압축강도 측정한 결과를 요약하면 하기 표 3과 같다.
콘크리트 공시체의 압축강도 측정결과
구 분 압축강도(kgf/㎠)
시험체 1 262
시험체 2 264
시험체 3 264
시험체 4 271
시험체 5 276
상기한 물성 측정 결과에 따르면, 본 발명에서 제조한 무기계 혼화제를 혼합한 경우 콘크리트 공시체의 압축강도는 무기계 혼화제를 첨가하지 않은 시험체 1에 비하여 압축강도가 증진되는 것으로 나타났고, 일본 포졸리스사의 제품명 RCF-95 방균제인 비교예 1을 사용한 시험체 2와 비교하여 볼 때 동등 이상의 압축 강도 발현 특성을 보이고 있다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 콘크리트 하수관용 무기계 혼화재 제조방법 및 콘크리트 하수관에서, 앞에서 언급된 바와 같이 니켈을 포함하는 제 1금속염으로서, 상기 황산니켈을 대신하여 이염화니켈을 사용할 수 있다.
그리고 니켈 및 텅스텐을 대신하여 티오바실리스균에 대한 생육억제능력이 있다고 통상적으로 알려진 은, 구리 중 선택하여 사용할 수 있다.
아울러 플라이애쉬는 앞에서 언급된 화력발전소에서 생성된 것 이외에, 용광로 등에서 통풍장치에 의해 운반된 불연성 재 등으로 대체하여 사용할 수 있음은 물론이다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관에 의하면, 텅스텐과 니켈을 플라이애쉬에 담지시켜 제조한 무기계 혼화제는 티오바실리스(Thiobacillus)균에 대한 생육 장해 작용이 현재 일본에서 시판되고 있는 제품과 비교할 때 우수한 것으로 나타날 정도로 생육억제 작용에 있어 상당한 특징이 있다.
아울러 콘크리트에 사용시 압축강도가 다소 증가함으로써 황산화세균인 티오바실리스균에 의해 부식방지와 더불어 콘크리트 하수관의 강도증진에도 기여할 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무기계 혼화재 제조방법의 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 기준예1의 테스트 결과 사진도,
도 3은 본 발명에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 비교예1의 테스트 결과 사진도,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 테스트 결과 사진도,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 테스트 결과 사진도,
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 테스트 결과 사진도,
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 테스트 결과 사진도,
도 8은 본 발명에 따른 황산화 세균의 생육장애 작용에 대한 총균수 시험방법을 도시한 결과 도표도이다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 니켈을 포함하는 제 1금속염 및 텅스텐을 포함하는 제 2금속염과,
    1∼30중량%의 상기 각 금속염에 대해 70∼99중량%를 점유하는 플라이애쉬로 이루어지는 무기계 혼화재; 및
    1∼10중량%의 무기계 혼화재에 대해 90∼99중량%를 점유하는 콘크리트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1금속염 및 제 2금속염은 각각 50∼80중량%의 황산니켈(NiSO4) 및 20∼50중량%의 텅스텐산나트륨(Na2WO4)인 것을 특징으로 하는 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 무기계 혼화재에 대한 니켈 및 텅스텐의 함량은 0.01∼40중량%인 것을 특징으로 하는 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 플라이애쉬에 대한 상기 각 금속염에 포함되는 니켈 및 텅스텐 금속이온의 중량비율은 0.01∼40중량%인 것을 특징으로 하는 무기계 혼화재를 이용한 콘크리트 하수관.
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