KR100908498B1 - Alkall-activated brick with no cement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무시멘트 알카리 활성 벽돌에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 중 어느 하나 이상을 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 모래 또는 석분을 포함하는 잔골재를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 벽돌에 관한 것이다.The present invention relates to a cement-based alkaline activated brick, and more particularly, to an cement-based alkaline active binder including sand and an alkaline inorganic material including a sodium based raw material including any one or more of blast furnace slag, fly ash and metakaolin. Or it relates to a cementless active brick containing fine aggregate containing stone powder.
일반적으로 건설산업에 이용되는 벽돌 또는 블럭은 결합재 및 잔골재 또는 결합재 및 골재를 물로 결합하여 구성되는데 이때 이용되는 결합재는 일반적으로 포틀랜드 시멘트이다. 상기 포틀랜드 시멘트는 그 생산 과정에서 막대한 에너지가 소비되며, 이에 따라 발생하는 이산화탄소의 발생은 전 세계 온실가스 방출량의 7%에 해당된다. In general, the brick or block used in the construction industry is composed by combining the binder and fine aggregate or the binder and aggregate with water, wherein the binder used is generally Portland cement. The Portland cement consumes enormous energy in its production process, and the carbon dioxide generated is 7% of the global greenhouse gas emissions.
상기 포틀랜드 시멘트는 주성분이 실리카, 알루미나 및 석회를 함유하는 원료를 적당한 비율로 혼합하고, 그 일부가 용융되어 소결된 클링커에 적당량의 석고 를 첨가하여 분쇄시켜 분말로 한 것이다. 따라서 이러한 시멘트의 클링커 제조를 위해서는 약 1450℃의 고온 상태에서 용융시켜야만 하기 때문에 대량의 에너지(유 약 30 내지 35ℓ/톤)를 소비하게 된다. 뿐만 아니라 시멘트 1톤을 제조하는 데에는 약 700 내지 870Kg의 이산화탄소를 배출되는 것으로 알려져 있다.The Portland cement is a powder obtained by mixing a raw material containing silica, alumina and lime in an appropriate ratio as a main component, by adding an appropriate amount of gypsum to a melted and sintered clinker. Therefore, in order to manufacture such clinker, it must be melted at a high temperature of about 1450 ° C., thus consuming a large amount of energy (about 30 to 35 l / ton). In addition, it is known that about 700 to 870 Kg of carbon dioxide is emitted to produce one ton of cement.
포틀랜드 시멘트 1톤의 생산에서 수반되는 약 0.8톤의 이산화탄소 방출량을 줄이기 위해 세계적으로 콘크리트 제조 업체들은 시멘트 사용량을 줄이기 위한 노력을 경주하고 있다.Concrete manufacturers around the world are striving to reduce the amount of cement used to reduce the emissions of about 0.8 tonnes of CO2 from the production of one tonne of Portland cement.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 중 어느 하나 이상을 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 모래 또는 석분을 포함하는 잔골재를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 벽돌을 제공하여 종래 포틀랜드 시멘트의 문제점인 이산화탄소의 방출을 획기적으로 줄일 수 있어 친환경적일 뿐만 아니라 그 특성도 우수하여 조적조 건출물의 내력벽 및 일반 콘크리트 또는 철골 건물의 장막벽에 이용될 수 있는 무시멘트 알카리 활성 콘크리트 벽돌 및 블럭을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve all the disadvantages and problems of the prior art as described above, ignoring the raw material including any one or more of blast furnace slag, fly ash and metakaolin and an alkaline inorganic material including sodium-based By providing cement alkaline active brick including cement alkaline active binder and fine aggregate including sand or stone powder, it is possible to drastically reduce the emission of carbon dioxide, which is a problem of conventional portland cement, which is not only environmentally friendly but also excellent in its properties. It is an object of the present invention to provide cementless alkaline activated concrete bricks and blocks that can be used in load bearing walls and curtain walls of general concrete or steel buildings.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌은 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 중 어느 하나 이상을 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 모래 또는 석분을 포함하는 잔골재를 포함하여 이루어진다.Cementum alkaline active brick according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is ignored including a raw material containing any one or more of blast furnace slag, fly ash and metakaolin and an alkaline inorganic material including sodium-based Cement alkali active binder and fine aggregate comprising sand or stone powder.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 블럭은 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 중 어느 하나 이상을 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 모래, 석분 또는 자갈 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어 진다. Cementium alkaline active block according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is ignored including a raw material containing any one or more of blast furnace slag, fly ash and metakaolin and an alkaline inorganic material including sodium-based Cement alkali active binder and one or more of sand, stone powder or gravel.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 잔골재는 최대 직경은 10mm 이하이고, 비중은 2.5 이상인 잔골재이다.In a preferred embodiment, the fine aggregate is a fine aggregate having a maximum diameter of 10 mm or less and a specific gravity of 2.5 or more.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 잔골재는 인공경량 골재를 더 포함한다.In a preferred embodiment, the fine aggregate further comprises artificial light aggregate.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 인공경량 골재는 내부 공극을 갖고 단위용적중량이 300kg/㎥ 내지 800kg/㎥이며 최대 직경이 10mm 이하인 인공경량 골재이다.In a preferred embodiment, the artificial lightweight aggregate is an artificial lightweight aggregate having internal voids and having a unit volume weight of 300 kg / m 3 to 800 kg / m 3 and a maximum diameter of 10 mm or less.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 인공경량 골재는 점토, 화산재, 클링커 및 플라이애쉬 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.In a preferred embodiment, the artificial lightweight aggregate consists of one or more of clay, volcanic ash, clinker and fly ash.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어진다.In a preferred embodiment, the alkaline inorganic material comprises at least one of sodium silicate, powdered sodium hydroxide, liquid water glass and liquid sodium hydroxide.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 나트륨계는 Na 또는 Na2O이다.In a preferred embodiment, the sodium system is Na or Na 2 O.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 액상형의 수산화나트륨의 몰농도는 8 내지 16M이다.In a preferred embodiment, the molar concentration of the liquid sodium hydroxide is 8-16M.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비는 0.038 내지 0.14이다.In a preferred embodiment, the weight ratio of sodium-based raw material is from 0.038 to 0.14.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 원재료가 고로슬래그인 경우, 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.088로 혼합된다.In a preferred embodiment, when the raw material is blast furnace slag, the weight ratio of sodium based raw material is mixed at 0.038 to 0.088.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 원재료가 플라이애쉬인 경우, 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.114 내지 0.14로 혼합된다.In a preferred embodiment, when the raw material is a fly ash, the weight ratio of sodium based raw material is mixed at 0.114 to 0.14.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 알카리성 무기질 재료에 규산칼륨, 황산칼슘 및 규산2칼슘 중 어느 하나 이상을 더 포함한다.In a preferred embodiment, the alkaline inorganic material further comprises at least one of potassium silicate, calcium sulfate and dicalcium silicate.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 원재료 중에 포함되어 있는 알루미나 또는 실리카는 상기 알카리성 무기질 재료에 포함되어 있는 나트륨계와의 융해 및 합성에 의해 경화된다.In a preferred embodiment, the alumina or silica contained in the raw material is cured by melting and synthesizing with the sodium system contained in the alkaline inorganic material.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 무시멘트 알카리 활성 벽돌 및 블럭은 강도 발현이 우수하고, 수화 반응 열이 낮고, 내약품성이 높고, 동결융해 저항성이 높고, 내화성능이 우수하며 비탄성 변형이 낮은 등의 특성을 갖는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, cementless alkaline activated bricks and blocks have excellent strength, low heat of hydration reaction, high chemical resistance, high freeze-thawing resistance, excellent fire resistance, low inelastic deformation, and the like. It has the effect of having characteristics.
또한 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 벽돌 및 블럭은 종래의 보통 포틀랜드 시멘트 제조시에 발생하는 이산화탄소를 방출하지 않아 친환경적일 뿐만 아니라 무시멘트 알카리 활성 결합재로서 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 등의 산업 부산물을 이용함으로써 환경 부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the cementless alkaline activated bricks and blocks of the present invention are not only environmentally friendly because they do not emit carbon dioxide generated in conventional conventional Portland cement production, and also include industrial by-products such as blast furnace slag, fly ash, and metakaolin as cementless active binders. By using it, it is possible to reduce the environmental load.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above objects and technical configurations and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌을 도시한 사진이다.1 is a photograph showing a cementless active brick according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌(100)은 크게 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 잔골재를 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, the cementless alkali
이때, 상기 무시멘트 알카리 활성 벽돌(100)의 크기는 길이가 190±2mm이고, 너비는 90±2mm이고, 높이는 57±2mm인 것이 바람직하다.At this time, the size of the cementless
상기 무시멘트 알카리 활성 결합재는 원재료(Source material)와 알카리성 무기질 재료(Alkali mineral material)가 혼합되어 있으며, 상기 잔골재는 모래 또는 석분을 포함하고 있다. The cementless alkaline active binder is mixed with a source material and an alkaline mineral material, and the fine aggregate includes sand or stone powder.
이때, 상기 잔골재를 이루는 모래 또는 석분은 최대 직경이 10mm이하이고, 비중은 2.5 이상인 것을 사용한다.At this time, the sand or stone powder forming the fine aggregate has a maximum diameter of 10 mm or less and a specific gravity of 2.5 or more.
이때, 상기 무시멘트 알카리 활성 결합재와 잔골재를 물로 결합시킨다.At this time, the cementless alkaline active binder and the fine aggregate is combined with water.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 블럭(도시하지 않음)은 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 골재를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the cementless active block (not shown) according to the second embodiment of the present invention comprises a cementless active binder and aggregate.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 블럭은 상기 제 1 실시예의 무시멘트 알카리 활성 결합재와 동일한 결합재를 사용하며, 물을 이용하여 상기 무시멘트 알카리 활성 결합재와 골재를 결합시킴으로써 제조된다.In addition, the cementless alkaline active block according to the second embodiment of the present invention uses the same binder as the cementite alkaline active binder of the first embodiment, and is prepared by combining the cementite active binder and aggregate using water. do.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 블럭은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌과 비교하여 잔골재가 아닌 골재를 사용한다는 점과 일반적인 블럭과 벽돌의 형태차이가 있을 뿐이다.In other words, the cement-based alkaline active block according to the second embodiment of the present invention is compared to the cement-based alkaline activated brick according to the first embodiment of the present invention in that aggregates other than fine aggregates and the shape difference between general blocks and bricks There is only.
또한, 상기 골재는 모래, 석분 또는 자갈 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어지고 직경이 5mm 내지 25mm인 골재를 사용한다.In addition, the aggregate is composed of any one or more of sand, stone powder or gravel, and uses an aggregate having a diameter of 5 mm to 25 mm.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 블럭은 아래에서 설명할 본 발명의 제3 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌에 포함되는 인공경량골재를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the cement alkaline active block according to the second embodiment of the present invention may further include artificial lightweight aggregate included in the cement alkaline active brick according to the third embodiment of the present invention to be described below.
또한, 상기 무시멘트 알카리 활성블럭의 형상은 일반적인 블럭의 형상으로 제작된다. 예를 들면, 상기 무시멘트 알카리 활성 블럭은 내부에 콘크리트가 타설될 수 있는 관통공이 형성된 블럭일 수 있다. In addition, the shape of the cement alkali active block is produced in the shape of a general block. For example, the cementless active block may be a block having a through hole through which concrete can be poured.
그러나 상기 무시멘트 알카리 활성 블럭은 보도블럭 등 다양한 블럭의 형태로 제작될 수 있음은 물론이다.However, the cementless active block may be manufactured in the form of various blocks such as a sidewalk block.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예 및 제 2 실시예의 결합제로 사용되는 무시멘트 알카리 활성 결합제에 대해 상세하게 설명하기 한다.Hereinafter, the cementless alkaline active binder used as the binder of the first and second embodiments of the present invention will be described in detail.
상기 무시멘트 알카리 활성 결합재는 원재로와 알카리성 무기질 재료를 포함한다.The cementless alkaline active binder includes a raw material and an alkaline inorganic material.
상기 원재료는 고로슬래그(Blast-Furnace Slag), 플라이애쉬(Fly Ash) 및 메타카올린(Mata-Kaolin) 중 어느 하나 이상을 포함하고 있고, 상기 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하고 있다.The raw material includes any one or more of blast furnace slag (Flast-Surnace Slag), fly ash (Fly Ash) and metakaolin (Mata-Kaolin), the alkaline inorganic material is sodium silicate, powdered sodium hydroxide, liquid form It contains any one or more of water glass and liquid sodium hydroxide.
이때, 상기 무시멘트 알카리 활성 결합재는 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.14의 범위 내에 있도록 하며, 이러한 나트륨계 대 원재료의 중량비는 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 벽돌 또는 블럭의 유동성, 강도 및 건조수축 등의 역학적 성질을 결정한다.In this case, the cement-based alkaline active binder is so that the weight ratio of sodium-based raw material is in the range of 0.038 to 0.14, the weight ratio of the sodium-based raw material is the flowability, strength and dry shrinkage of the cement-based alkaline active brick or block of the present invention Determine the mechanical properties of the back.
이때, 상기 알카리성 무기질 재료는 나트륨계를 포함하며, 상기 나트륨계는 Na 또는 Na2O 등을 포함한다. 또한 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비에서 상기 나트륨계의 중량은 모두 Na2O의 중량으로 환산한 것을 이용하였다.In this case, the alkaline inorganic material includes a sodium-based, the sodium-based includes Na or Na 2 O and the like. In addition, in the weight ratio of the sodium-based raw materials, all of the sodium-based weights were used in terms of the weight of Na 2 O.
즉, 상기 알카리성 무기질 재료인 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨에는 상기 나트륨계인 Na 또는 Na2O 등이 존재할 수 있는데 이를 Na2O의 중량으로 계산하여 변환하였다. 따라서, 본 발명에서는 나트륨계의 중량은 Na2O으로 존재하는 경우에는 그 중량을 그대로 이용하였고, 다른 형태로 존재하는 나트륨계의 중량은 Na2O의 중량으로 변환시킨 값을 이용하였다.That is, the sodium inorganic silicate, the powdered sodium hydroxide, the liquid water glass, and the liquid sodium hydroxide may be present in the sodium-based sodium or Na 2 O, which is converted into a weight of Na 2 O. Therefore, in the present invention if the total weight of the sodium is present in an Na 2 O was used as it has the weight, the weight of the total sodium present in other forms are used the values obtained by converting the weight of the Na 2 O.
따라서, 필요한 강도의 무시멘트 알카리 활성 벽돌 또는 블럭을 얻기 위해서는 상기 원재료와 알카리성 무기질 재료를 혼합할 때 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비를 적절히 조절할 수 있도록 상기 알카리성 무기질 재료의 중량을 결정하여 혼합한다.Therefore, in order to obtain cementless alkaline activated bricks or blocks of the required strength, the weight of the alkaline inorganic material is determined and mixed so that the weight ratio of the sodium-based raw material can be properly adjusted when mixing the raw material and the alkaline inorganic material.
이때, 상기 원재료가 고로슬래그인 경우에는 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.088의 범위 내에 들도록 상기 알카리성 무기질 재료들의 양을 조절한다.In this case, when the raw material is blast furnace slag, the amount of the alkaline inorganic materials is adjusted so that the weight ratio of the sodium-based raw material is in the range of 0.038 to 0.088.
또한, 상기 원재료가 플라이애쉬 또는 메타카올린인 경우에는 상기 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.088 내지 0.14의 범위에 들도록 상기 알카리성 무기질 재료들의 양을 조절한다.In addition, when the raw material is fly ash or metakaolin, the amount of the alkaline inorganic materials is adjusted so that the weight ratio of the sodium-based raw material is in the range of 0.088 to 0.14.
상기 무시멘트 알카리 활성 결합재에 혼합되는 알카리성 무기질 재료들에 상기 액상형의 수산화나트륨이 포함된 경우에는 8 내지 16M인 수산화나트륨 용액을 사용한다.When the alkaline inorganic materials mixed in the cement alkaline active binder contain the liquid sodium hydroxide, a sodium hydroxide solution of 8 to 16 M is used.
이때, 상기 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 성형은 상기 무시멘트 알카리 활성 결합재, 잔골재 및 물을 적절한 비율로 배합하고, 진동 압축 등으로 치밀하게 충진한 후 65℃ 이하 온도의 양생실에서 증기 양생함으로써 성형할 수 있다.At this time, the molding of the cement-based alkali activated brick may be formed by mixing the cement-based alkali active binder, fine aggregate and water in an appropriate ratio, densely filling by vibratory compression, etc., and steam curing in a curing chamber at a temperature of 65 ° C. or lower. Can be.
또한, 상기 무시멘트 알카리 활성 블럭은 상기 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 성형에서 잔골재 대신 골재를 사용하여 성형한다.In addition, the cementless alkaline active block is molded using aggregate instead of fine aggregate in the molding of the cementless active brick.
상기 무시멘트 알카리 활성 결합재는 하기의 화학식 1에서 보여 주고 있는 바와 같이 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 중 어느 하나 이상의 원재료와 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하는 알카리성 무기질 재료가 혼합되어 있는데, 상기 무시멘트 알카리 활성 결합재에 포함되는 원재료들 중 알루미나 또는 실리카와 알카리 무기질 재료들 중 나트륨 또는 칼륨이 융해 및 합성하여 상기 무시멘트 알카리 활성 결합재가 경화된다.The cementless alkaline active binder is any one or more of the raw materials of blast furnace slag, fly ash and metakaolin and sodium silicate, powdered sodium hydroxide, liquid water glass and liquid sodium hydroxide as shown in the following formula (1) Alkali inorganic material including at least one is mixed, alumina or silica of the raw materials included in the cement alkaline active binder and sodium or potassium of the alkaline inorganic materials are melted and synthesized to harden the cement active binder do.
(이때, 상기 NaOH 또는 KOH 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합할 수 있다.)(At this time, one or more of NaOH or KOH can be selected and mixed.)
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌 즉, 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트 벽돌의 강도 발현을 나타내는 그래프이다. 도 2에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 콘크리트 벽돌의 강도 발현을 일반적인 포틀랜드 시멘트와 비교하여 설명하고 있다.Figure 2 is a graph showing the strength expression of the cementless alkaline activated brick, that is, cemented alkali activated concrete brick according to the first embodiment of the present invention. 2 illustrates the strength development of the cementless alkaline activated concrete brick according to the first embodiment of the present invention in comparison with general portland cement.
도 2의 그래프에서는 무시멘트 알카리 활성 결합재로서 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 사용하고, 알카리성 무기질 재료로서 규산나트륨 또는 물유리를 사용하여 첨가하고, 나트륨계 대 원재료의 중량비(Na2O/SM)를 0.015, 0.025 및 0.045 중 어느 하나의 중량비로 변화시켰을 때의 무시멘트 알카리 활성 콘크리트 벽돌의 강도 발현을 나타내고 있다.In the graph of FIG. 2, blast furnace slag or fly ash is used as a cementless alkaline active binder, sodium silicate or water glass is used as an alkaline inorganic material, and a weight ratio (Na 2 O / SM) of sodium-based raw materials is 0.015, The intensity | strength expression of the cementless alkali active concrete brick at the time of changing by the weight ratio of 0.025 and 0.045 is shown.
각각의 조건에서 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 강도 발현은 일반적인 포틀랜드 시멘트(Cement)의 강도발현에 비해 그 특성이 우수하거나 비슷함을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 벽돌 즉, 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트 벽돌은 건설현장에서 건설자재로서 사용할 수 있음을 잘 보여 주고 있는 것이다. It can be seen that the strength expression of Cementary Alkali Activated Bricks under each condition is superior to or similar to that of general Portland cement. Therefore, the cement-based alkali activated brick of the present invention, that is, the cement-based alkali activated concrete brick is well shown that can be used as a construction material in the construction site.
특히, 16일 강도 발현에 있어서는 무시멘트 알카리 활성 결합재로서 플라이 애쉬를 사용하고, 알카리성 무기질 재료로서 물유리를 사용하며, 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.045인 경우를 제외하고는 그 특성이 포틀랜드 시멘트보다 우수함을 알 수 있다.In particular, 16-day strength development is superior to Portland Cement except when fly ash is used as an alkaline active binder and water glass is used as an alkaline inorganic material, and the weight ratio of sodium to raw material is 0.045. It can be seen.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 흡수율을 나타내는 그래프이다. 도 3에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 흡수율을 일반적인 포틀랜드 시멘트와 비교하여 나타내고 있다.3 is a graph showing the absorption rate of the cementless alkali activated brick according to the first embodiment of the present invention. In Figure 3, the absorption rate of the cementless alkaline activated brick according to the first embodiment of the present invention is shown in comparison with general Portland cement.
도 3의 그래프에서는 무시멘트 알카리 활성 결합재로서 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 사용하고, 알카리성 무기질 재료로서 규산나트륨 또는 물유리를 사용하여 첨가하고, 나트륨계 대 원재료의 중량비(Na2O/SM)를 0.015, 0.025 및 0.045 중 어느 하나의 중량비로 변화시켰을 때의 무시멘트 알카리 활성 콘크리트 벽돌의 흡수율을 나타내고 있다.In the graph of FIG. 3, blast furnace slag or fly ash is used as a cementless alkaline active binder, sodium silicate or water glass is used as an alkaline inorganic material, and a weight ratio (Na 2 O / SM) of sodium-based raw materials is 0.015, Absorption rate of the cementless alkali activated concrete brick at the time of changing by the weight ratio of 0.025 and 0.045 is shown.
각각의 조건에서 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 흡수율은 일반적인 포틀랜드 시멘트(Cement)의 흡수율에 비해 비슷하거나 낮음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 벽돌 즉, 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트 벽돌의 흡수율이 우수함을 잘 알 수 있다.It can be seen that the absorption rate of the cementless alkaline activated brick under each condition is similar to or lower than that of general Portland cement. Therefore, it can be seen that the cementum alkali activated brick of the present invention, that is, the absorption rate of the cementum alkali activated concrete brick is excellent.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌은 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 중 어느 하나 이상을 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 모 래 또는 석분을 포함하는 잔골재를 포함하고 있음으로써 이산화탄소 방출과 같은 문제점을 완전히 해결할 수 있어 친환경적일 뿐만 아니라, 강도 발현 및 흡수율 면에서 우수한 특성을 지니고 있다.Therefore, the cementless alkaline active brick according to the first embodiment of the present invention includes a cementite alkaline active binder comprising a raw material including any one or more of blast furnace slag, fly ash and metakaolin and an alkaline inorganic material including sodium. And by including the fine aggregate containing sand or stone powder can be completely solved problems such as carbon dioxide emission is not only environmentally friendly, but also has excellent properties in terms of strength expression and absorption rate.
이에 따라 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌은 건설산업 기술분야 중 조적조 분야에서 다양하게 이용될 수 있다.Accordingly, the cementless alkali activated brick according to the first embodiment of the present invention may be used in various fields in the masonry construction industry.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌을 도시한 사진이다.Figure 4 is a photograph showing a cement-based alkaline activated brick according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌(200)은 크게 무시멘트 알카리 활성 결합재 및 잔골재를 포함하고 있다.Referring to FIG. 4, the cementless alkali
이때, 상기 무시멘트 알카리 활성 벽돌(200)의 크기는 길이가 190±2mm이고, 너비는 90±2mm이고, 높이는 57±2mm인 것이 바람직하다.At this time, the size of the cementless
상기 무시멘트 알카리 활성 결합재는 원재료(Source material)와 알카리성 무기질 재료(Alkali mineral material)가 혼합되어 있다. The cementless alkaline active binder is mixed with a source material and an alkali mineral material.
또한, 상기 잔골재는 인공경량 골재와 상기 인공경량 골재와 혼합된 모래 또는 석분을 포함하고 있다. 이때, 상기 인공경량 골재는 비중이 1.2 이하인 것이 바람직하다. 상기 인공경량 골재는 세라믹 등을 주재료로 하여 인공적으로 대량 생산된 잔골재 등을 이용할 수 있다. In addition, the fine aggregate includes artificial light aggregate and sand or stone powder mixed with the artificial light aggregate. At this time, the artificial light weight aggregate preferably has a specific gravity of 1.2 or less. The artificial light aggregate may be a fine aggregate artificially produced using a ceramic or the like as a main material.
이때, 상기 잔골재에 포함된 모래 또는 석분은 최대 직경이 10mm 이하이고, 비중이 2.5 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 잔골재에 포함된 인공경 량 골재는 내부 공극을 갖고, 단위용적중량이 300kg/㎥ 내지 800kg/㎥이며, 최대 직경이 10mm 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the sand or stone powder contained in the fine aggregate is preferably a maximum diameter of 10mm or less, the specific gravity is 2.5 or more, the artificial light weight aggregate contained in the fine aggregate has an internal void, the unit volume weight is 300kg / It is preferable to use the thing of m <3> -800kg / m <3> and the largest diameter is 10 mm or less.
이때, 상기 인공경량 골재는 점토, 화산재, 클링커 및 플라이애쉬 중 어느 하나 이상을 사용한다. 이때, 상기 인공경량 골재는 상기 점토, 화산재, 클링커 및 플라이애쉬들을 팽창시켜 내부 공극을 갖게함으로써 상기에서 상술한 단위용적중량을 갖게 한다.At this time, the artificial lightweight aggregate uses any one or more of clay, volcanic ash, clinker and fly ash. At this time, the artificial light aggregate has the unit volume weight described above by expanding the clay, volcanic ash, clinker and fly ash to have internal voids.
이러한 재료들로 이루어진 무시멘트 알카리 활성 벽돌은 무시멘트 알칼리 활성 경량 벽돌이라 할 수 있다.Cementium alkali activated bricks made of these materials can be referred to as cement alkali activated lightweight bricks.
한편, 상기 알카리성 무기길 재료와 잔골재는 물에 의해서 결합된다.On the other hand, the alkaline inorganic road material and fine aggregate is bonded by water.
상기 원재료는 고로슬래그(Blast-Furnace Slag), 플라이애쉬(Fly Ash) 및 메타카올린(Mata-Kaolin) 중 어느 하나 이상을 포함하고 있고, 상기 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하고 있다.The raw material includes any one or more of blast furnace slag (Flast-Surnace Slag), fly ash (Fly Ash) and metakaolin (Mata-Kaolin), the alkaline inorganic material is sodium silicate, powdered sodium hydroxide, liquid form It contains any one or more of water glass and liquid sodium hydroxide.
이때, 상기 무시멘트 알카리 활성 벽돌을 구성하는 무시멘트 알카리 활성 결합재는 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.14의 범위 내에 있도록 하며, 이러한 나트륨계 대 원재료의 중량비는 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 유동성, 강도 및 건조수축 등의 역학적 성질을 결정한다.In this case, the cement-based alkali active binder constituting the cement-based alkali active brick is such that the weight ratio of sodium-based raw material is in the range of 0.038 to 0.14, the weight ratio of the sodium-based raw material of the cement of the present invention Mechanical properties such as fluidity, strength and dry shrinkage are determined.
상술한 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌과 동일하다.Except for the above, it is the same as the cementless active brick according to the first embodiment of the present invention.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above-described embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌을 도시한 사진이다.1 is a photograph showing a cementless active brick according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 강도 발현을 나타내는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the strength expression of the cementless alkaline activated brick according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌의 흡수율을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the absorption rate of the cementless alkali activated brick according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무시멘트 알카리 활성 벽돌을 도시한 사진이다.Figure 4 is a photograph showing a cement-based alkaline activated brick according to a third embodiment of the present invention.
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