KR101137717B1 - Concrete composition making method with milling stone - Google Patents

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Abstract

시멘트를 전혀 사용하지 않고 적정비율의 석분, 고로슬래그, 플라이애시와 알칼리활성화제인 나트륨계 알칼리성 무기질 재료 및 소듐실리케이트로 구성되는 비소성 결합재를 적용함으로서, 상온에서도 강도가 발현되는 석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법이 개시된다.Room temperature strength, including stone powder, which exhibits strength at room temperature by applying a non-plastic binder composed of an appropriate ratio of stone powder, blast furnace slag, fly ash, and an alkali-activating sodium-based alkaline inorganic material and sodium silicate, without using any cement. Disclosed is a method for preparing an expressive concrete composition.

상기 결합재와 알칼리활성화제의 중량비는 60:40~80:20으로 형성되도록 하며, 상기 석분은 내할 또는 외할로 배합된다.The weight ratio of the binder and the alkali activator is to be formed in 60:40 ~ 80:20, the stone powder is blended into the inner or outer soil.

석분, 고로슬래그, 플라이애시, 알칼리성 무기질 재료, 소듐실리케이트 Stone powder, blast furnace slag, fly ash, alkaline mineral material, sodium silicate

Description

석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법{CONCRETE COMPOSITION MAKING METHOD WITH MILLING STONE}Method for manufacturing concrete composition for strength at room temperature containing stone powder {CONCRETE COMPOSITION MAKING METHOD WITH MILLING STONE}

본 발명은 석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 적정비율의 석분, 고로슬래그, 플라이애시와 알칼리 활성화제인 나트륨계 알칼리성 무기질 재료 및 소듐실리케이트로 구성되는 비소성 결합재를 적용함으로서, 상온에서도 강도가 발현되는 콘크리트 조성물 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a room temperature strength concrete composition comprising stone powder, and more particularly, sodium based alkaline inorganic materials and sodium silicates, which are appropriately used for cement powder, blast furnace slag, fly ash and alkali activator without any cement. By applying a non-baking binder composed of, relates to a method for producing a concrete composition in which strength is expressed even at room temperature.

시멘트는 산업의 근대화 과정에서 가장 중요하고 널리 사용되어 온 건설용 구조재료로서 도로, 교량, 터널, 항만, 주택, 건물 등 각종 사회간접자본(SOC)의 건설에 있어 기본이 되는 재료이다. Cement is the most important and widely used structural material used in the modernization of the industry. Cement is the basic material for the construction of various SOCs such as roads, bridges, tunnels, ports, houses and buildings.

특히 20세기에 들어서 산업구조의 고도화에 따른 건설기술도 진보해왔으며, 이에 맞추어 20세기 초부터 본격적으로 생산되기 시작한 보통 포틀랜드시멘트는 그 생산량도 크게 증가하여 현재 15억 톤 정도를 생산하고 있으며, 이용기술도 획기적으로 발전하여 왔다. Especially in the 20th century, construction technology has been advanced according to the advancement of the industrial structure, and accordingly, ordinary Portland cement, which has been in full production since the beginning of the 20th century, has greatly increased its production, producing about 1.5 billion tons. Technology has also evolved dramatically.

그리고 향후 산업구조의 고도화 및 사회구조의 다양화에 의해 수반되는 정보화 시대, 창조지향 시대를 향한 SOC의 확충을 위해 초고층건물, 심도 지하구조물, 거대교량, 해상공항 및 수중 도시 등 건설 프로젝트가 계획되는 등 시멘트의 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예측된다.In addition, construction projects such as high-rise buildings, deep underground structures, huge bridges, marine airports, and underwater cities are planned to expand SOC for the information age and creation-oriented era, which are accompanied by the advancement of industrial structure and diversification of social structure. Cement demand is expected to increase steadily.

이와 같이 시멘트는 그 동안 SOC 건설에 중요한 역할을 해왔음에도 불구하고 최근 들어 자연 및 지구환경에 대한 부정적인 재료로 인식되는 경향이 높아지고 있다. As such, although cement has played an important role in the construction of SOC, the tendency is recently recognized as a negative material for the natural and global environment.

특히 시멘트는 석회석 등을 사용할 뿐만 아니라 소성과정, 즉 클링커 제조 시 고온(약 1,500℃)상태에서 제조됨으로써 이 과정에서 시멘트 1톤을 생산하는데 0.7~1.0톤의 이산화탄소 가스를 배출하여 전 세계 온실가스 배출량의 7~8%를 차지할 정도로 심각한 실정이다. In particular, cement is not only used limestone, but also is produced at high temperature (approximately 1,500 ℃) during the clinker manufacturing process, producing 1 ton of cement in this process. It is serious enough to account for 7-8% of the population.

우리나라에서 시멘트 생산량은 연간 약 6,300만 톤으로 약 5,670만 톤의 이산화탄소를 배출하여 철강산업에 이어 두 번째로 많이 배출하고 있다.In Korea, cement production is about 63 million tons per year, releasing about 56.7 million tons of carbon dioxide, the second largest after the steel industry.

한편 세계 국가들은 1992년 브라질 리오에서 지구온난화 방지를 위한 기후변화 협약이 채택된 이후 지구온난화 문제가 인류 공동과제로 인식되었고, 세계 각국은 일찍부터 이에 대응방안을 마련하였다. Meanwhile, since the climate change agreement for the prevention of global warming was adopted in Rio in Brazil in 1992, global warming has been recognized as a common human problem, and countries around the world have prepared a response.

특히, 1997년 일본 쿄토에서 기후변화협약에 관한 교토의정서가 채택된 이후, 2005년 교토의정서가 발효됨에 따라 세계 38개국의 선진국은 온실가스 감축의 무를 준수해야 한다. In particular, since the Kyoto Protocol on the Climate Change Convention was adopted in Kyoto in 1997, developed countries in 38 countries have to comply with the obligation to reduce greenhouse gases as the Kyoto Protocol came into effect in 2005.

교토의정서에 따르면 제 1차 공약기간(2008년~2012년)에 1990년도 배출량 대비 평균 5.2%를 감축해야 하는 어려운 과제를 안고 있다. According to the Kyoto Protocol, there is a difficult task to reduce the average 5.2% of emissions in 1990 during the first commitment period (2008-2012).

최근 2008년 7월에는 일본 도야코에서 열린 G8 정상회담에서 각국 정상들은 2050년까지 배출가스를 현재의 50%로 감축하는 방안을 검토하고 있다. At the G8 Summit held in Toyako, Japan in July 2008, leaders from each country are considering reducing their emissions to 50% by 2050.

이렇게 강도 높은 온실가스 감축노력은 우리나라도 예외는 아니며, 2013년부터 온실가스를 감축해야 하는 2차 의무이행 대상국에 편입될 것이 확실시됨에 따라 정부차원에서 강력한 대책이 필요한 실정이다. Such strong GHG reduction efforts are not an exception in Korea, and strong measures are needed at the government level as it is certain that they will be included in the countries subject to the second mandate to reduce GHG emissions from 2013.

우리나라는 2004년 기준 4억 6210만 톤의 이산화탄소를 배출하여 세계에서 10위를 차지하고 있으며, 특히 이산화탄소의 배출량 증가율은 중국에 이어 세계에서 2번째로 이산화탄소 배출 정도가 심각한 실정이다.As of 2004, Korea emits 461 million tons of carbon dioxide and ranks 10th in the world. In particular, the rate of increase of carbon dioxide emissions is the second highest in the world after China.

한편 화력발전소에서 발생하는 플라이애쉬와 제철소의 부산물인 고로슬래그는 시멘트 원료, 콘크리트용 혼화재료 등으로 50% 정도가 활용되고 있지만, 나머지는 해안 및 육상 매립에 의해 처리되고 있어 매립지확보를 위한 경제적 부담뿐만 아니라 매립 시 발생되는 침출수와 미세 분말로 구성된 석탄회의 분진 침출에 의해 많은 환경문제를 유발하고 있다.On the other hand, fly ash generated from thermal power plants and blast furnace slag, which are by-products of steel mills, are used as cement materials and mixed materials for concrete, but about 50% of them are being treated by land and land reclamation. In addition, many environmental problems are caused by the leaching of coal ash composed of leachate and fine powder generated during landfill.

또한 1990년대 이후 강에서 채취한 강자갈 및 강모래는 대부분 고갈되어 현재 석산에서 생산되는 파쇄골재가 대부분 사용되고 있는 실정이다. 석재 생산과정에서 발생하는 석분 또한 현장 석산 복구용등의 이용 외에는 특별히 재활용되어지지 않은 채 대부분이 매립되고 있다. In addition, most of the river pebbles and river sands collected from the rivers since the 1990s are depleted, and most of the crushed aggregates produced in Seoksan are currently used. Most of the stone powder generated during the stone production process is also landfilled without being recycled except for the use of on-site stony recovery.

석분은 폐기물관리법상 재활용대상폐기물 중 ‘무기성 오니’로 분류할 수 있으며, 재활용 준수사항에서 일반토사류 또는 건설 폐재류를 재활용한 토사류를 50%이상 혼합하여 사용하도록 규정되어 있어 외국의 사례와 석분의 공학적 특성을 고려한 적절한 처리방식의 개선이 필요한 실정이다.The stone dust can be classified as 'inorganic sludge' among the wastes to be recycled under the Waste Management Act, and in accordance with the recycling regulations, more than 50% of the soils recycled from general soil or construction wastes are recycled. It is necessary to improve the proper treatment method considering the engineering characteristics of the.

이에 본 발명은 고로슬래그, 플라이애시, 석분을 콘크리트의 결합재로 사용하기 위해 연구와 실험을 거듭하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 콘크리트의 기본 결합재인 시멘트를 사용하지 않고 100% 대체 가능한 고로슬래그, 플라이애시, 석분을 혼합하여 소성공정이 필요 없는 결합재를 이용한 콘크리트 조성물Q방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to propose the present invention by repeating the research and experiment to use the blast furnace slag, fly ash, stone powder as a binder of the concrete, the present invention is 100% replaceable without using cement which is the basic binder of concrete It is an object of the present invention to provide a concrete composition Q method using a binder that does not require a calcination process by mixing blast furnace slag, fly ash and stone powder.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무시멘트 비소서 결합재를 제공하게 된다.The present invention for achieving the above object is to provide a cemented non-source source binder.

상기 결합재는 석분 5~20중량%, 고로슬래그 30~50중량%, 플라이애시 30~50중량%를 포함하는 결합재와 알칼리활성화제를 포함하며, 상기 결합재와 알칼리활성화제의 중량비는 60:40 ~ 80:20의 비율로 제조되거나,The binder includes 5 to 20% by weight of stone powder, 30 to 50% by weight of blast furnace slag, and 30 to 50% by weight of fly ash, including a binder and an alkali activator, wherein the weight ratio of the binder and the alkali activator is 60:40 to Manufactured in a ratio of 80:20,

고로슬래그 40~60중량% 및 플라이애시 40~60중량%를 포함하는 결합재; 및 알칼리활성화제를 포함하며, 상기 결합재와 알칼리활성화제의 중량비는 60:40~80:20이고, 상기 결합재 100중량부를 기준으로 10~30 중량부의 석분이 추가되도록 제조된다.Binder comprising 40 to 60% by weight of blast furnace slag and 40 to 60% by weight of fly ash; And an alkali activator, wherein the weight ratio of the binder and the alkali activator is 60:40 to 80:20, and 10 to 30 parts by weight of stone powder is added based on 100 parts by weight of the binder.

이때, 상기 알칼리활성화제는 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함하며, 상기 나트륨계 알칼리성 용액과 소듐실리케이트의 중량비는 80:20 ~ 20:80 이 되도록 하게 된다.In this case, the alkali activator includes a sodium alkaline solution and sodium silicate, the weight ratio of the sodium alkaline solution and sodium silicate is 80:20 ~ 20:80.

상기 나트륨계 알칼리성용액은 수산화나트륨(NaOH) 용액이며, 상기 수산화나트륨용액의 몰농도는 6~12M인 것을 특징으로 한다.The sodium alkaline solution is a sodium hydroxide (NaOH) solution, the molar concentration of the sodium hydroxide solution is characterized in that 6 ~ 12M.

상기 소듐실리케이트는 이산화규소(SiO2)와 산화나트륨(Na2O)을 포함하며, 상기 이산화규소와 산화나트륨의 몰비는 1.0~3.0이 되도록 한다.The sodium silicate includes silicon dioxide (SiO 2 ) and sodium oxide (Na 2 O), and the molar ratio of silicon dioxide and sodium oxide is 1.0 to 3.0.

또한 상기 석분의 분말도는 1,500 ~ 4,000cm2/g인 것을 특징으로 한다.In addition, the powder of the stone powder is characterized in that 1,500 ~ 4,000cm 2 / g.

본 발명에 의한 콘크리트 조성물은Concrete composition according to the present invention

잔골재, 굵은 골재 및 물을 혼합하는 단계;Mixing fine aggregate, coarse aggregate and water;

석분 5~20중량%, 고로슬래그 30~50중량% 및 플라이애시 30~50중량%를 혼합하여 결합재를 제조하는 제 2단계; A second step of preparing a binder by mixing 5 to 20% by weight of stone powder, 30 to 50% by weight of blast furnace slag and 30 to 50% by weight of fly ash;

상기 결합재와 알칼리활성화제의 중량비가 60:40 ~ 80:20이 되도록 상기 결합재에 알칼리활성화제를 혼합하는 제 3단계; 및A third step of mixing an alkali activator to the binder such that a weight ratio of the binder and the alkali activator is 60:40 to 80:20; And

상기 제 1단계에서 제조한 혼합물에 상기 알칼리활성화제가 혼합된 결합재를 혼합하는 제 4단계를 포함하며,And a fourth step of mixing the binder prepared by mixing the alkali activator with the mixture prepared in the first step.

상기 알칼리활성화제는 중량비가 80:20 ~ 20:80인 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함하며,The alkali activator includes a sodium-based alkaline solution and sodium silicate having a weight ratio of 80:20 to 20:80,

잔골재, 굵은 골재 및 물을 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1단계;A first step of preparing a mixture by mixing fine aggregate, coarse aggregate and water;

고로슬래그 40~60중량% 및 플라이애시 40~60중량%를 혼합하여 결합재를 제조하는 제 2단계; A second step of preparing a binder by mixing 40 to 60 wt% of blast furnace slag and 40 to 60 wt% of fly ash;

상기 결합재 100중량부를 기준으로 10~30 중량부의 석분을 첨가하여 혼합하 는 제 3단계; A third step of mixing by adding 10 to 30 parts by weight of stone powder based on 100 parts by weight of the binder;

상기 제 2단계에서 제조된 결합재와 알칼리활성화제의 중량비가 60:40 ~ 80:20이 되도록 상기 결합재에 알칼리활성화제를 혼합하는 제 4단계; 및A fourth step of mixing the alkali activator to the binder such that the weight ratio of the binder and the alkali activator prepared in the second step is 60:40 to 80:20; And

상기 제 1단계에서 제조한 혼합물과 상기 제 4단계에서 제조한 알칼리활성화제가 혼합된 결합재를 혼합하는 단계를 포함하며,Mixing the mixture prepared in the first step and the binder in which the alkali activator prepared in the fourth step is mixed;

상기 알칼리활성화제는 중량비가 80:20 ~ 20:80인 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함한다.The alkali activator includes a sodium-based alkaline solution having a weight ratio of 80:20 to 20:80 and sodium silicate.

이러한 콘크리트 조성물에 있어서, 석분의 분말도는 1,500 ~ 4,000cm2/g이며,In such a concrete composition, the powder level of stone powder is 1,500-4,000 cm 2 / g,

이와 같은 방법에 의하여 제조된 석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물이 제공된다.Provided is a room temperature strength concrete composition comprising a stone powder prepared by such a method.

상술한 바와 같은 본 발명의 석분, 플라이애시, 고로슬래그를 포함한 비소성 결합재를 이용한 콘크리트 조성물과, 플라이애시, 고로슬래그를 포함한 비소성 결합재를 사용하고 잔골재의 일부를 석분으로 대체한 콘크리트 조성물은 적정한 비율로 석분, 플라이애시, 고로슬래그, 알칼리 활성화제, 소듐실리케이트를 배합하고, 그리고 적정한 비율로 물과 결합재를 첨가하여 압축강도를 20~50MPa 범위로 확보할 수 있는 장점이 있다.As described above, the concrete composition using the non-baking binder including the stone flour, fly ash, blast furnace slag, and the concrete composition using the non-baking binder including the fly ash, blast furnace slag and replacing a part of the fine aggregate with the stone powder are suitable. By mixing stone powder, fly ash, blast furnace slag, alkali activator, sodium silicate at a ratio, and adding water and binder at an appropriate ratio, the compressive strength can be secured in the range of 20 to 50 MPa.

또한, 본 발명은 결합재나 잔골재 성분들의 혼입량에 따라 목표로 하는 유동성을 조절할 수 있으며, 결합재의 혼합비율을 조절하여 압축강도를 조절할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention can adjust the target fluidity according to the mixing amount of the binder or fine aggregate component, there is an advantage that can adjust the compressive strength by adjusting the mixing ratio of the binder.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 비소성 결합재는 석분, 플라이애시, 고로슬래그, 알칼리 활성화제, 소듐실리케이트를 포함하여 구성되거나, 플라이애시, 고로슬래그, 알칼리 활성화제, 소듐실리케이트를 포함하여 구성된다. The non-fired binder of the present invention comprises stone flour, fly ash, blast furnace slag, alkali activator, sodium silicate, or comprises fly ash, blast furnace slag, alkali activator, sodium silicate.

상기 석분, 플라이애시, 고로슬래그, 알칼리 활성화제, 소듐실리케이트를 포함하여 구성되는 결합재를 사용하는 경우에는 상기 석분을 결합재 전체 중량에 대하여 내할(대체하는 방법)로 5~20%를 사용한다.When using a binder comprising the stone powder, fly ash, blast furnace slag, alkali activator, sodium silicate, 5 to 20% is used as the water resistant (replacement method) to the total weight of the binder.

또한 상기 플라이애시, 고로슬래그, 알칼리 활성화제, 소듐실리케이트를 포함하여 구성되는 결합재를 사용하는 경우에는 상기 석분을 결합재 전체 100중량부에 대하여 외할(추가하는 방법)로 10~30중량부를 사용하는데, 이는 잔골재 기능이 된다.In addition, in the case of using a binder comprising the fly ash, blast furnace slag, alkali activator, sodium silicate, 10 to 30 parts by weight is used as a foreign material (method of adding) to the total 100 parts by weight of the binder. This becomes a fine aggregate function.

상기 플라이애시는 연소과정에서 생성된 석탄회 중에서 미세한 크기의 입자로 연소가스와 함께 연소로를 통과하여 배출되며 총 석탄회 발생량의 80 내지 85%를 차지하고 있어, 그 재활용방안이 다각도로 연구 및 사용이 되고 있는 실정이나, 그 양은 약 50% 정도로 미비하다. The fly ash is discharged through the combustion furnace together with the combustion gas as fine-sized particles of coal ash produced during the combustion process, and occupies 80 to 85% of the total coal ash generated, and the recycling method is researched and used at various angles. As it is, the amount is inferior to about 50%.

그러나 제철소의 고로슬래그는 대부분 재활용되고 있는 실정이다. However, blast furnace slag in steel mills is mostly recycled.

석분의 경우 연간 발생량이 1500만톤에 이르며, 이 양의 대부분이 매립에 의하여 처분되고 있다(환경부-21C 프론티어 연구개발사업, 2005). 석분은 폐기물 관 리법상 일반토사류 또는 건설패재류를 재활용한 토사류를 50%이상 혼합하여 사용하도록 규정되어 있어 고비용의 재활용 처리 또한 문제시 되고 있는 실정이다.In the case of stone dust, annual output is 15 million tons, most of which is disposed of by landfill (Ministry of Environment-21C Frontier R & D Project, 2005). Stone dust is required to be mixed with more than 50% of the soil collected from recycled general soil or construction wastes, which is a problem of expensive recycling.

본 발명은 상기의 석분, 고로슬래그, 플라이애시를 이용하여 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH) 용액, 소듐실리케이트를 이용한 중합반응을 활성화 시켜 경화되도록 하는 반응메커니즘을 갖는 것이 특징이다. 이러한 반응메커니즘을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. The present invention is characterized by having a reaction mechanism to harden by activating the polymerization reaction using sodium hydroxide (NaOH) solution, sodium silicate, which is an alkali activator, using the stone powder, blast furnace slag, and fly ash. The reaction mechanism is described in more detail as follows.

즉, 알칼리 활성화는 고 알칼리 환경 하에서 Si-O-Al-O 합성체를 만드는 다양한 알루미늄-규산 산화물들 사이의 화학적 반응이다. 비록 알칼리 활성화에 대한 화학 반응기구는 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만 알칼리 수산화물을 이용하여 유도된 반응 기구는 다음과 같이 일반화 될 수 있다. In other words, alkali activation is a chemical reaction between various aluminum-silicate oxides that make Si-O-Al-O composites under a high alkali environment. Although the chemical reactor mechanism for alkali activation is not yet clear, the reaction mechanism derived using alkali hydroxide can be generalized as follows.

Figure 112009077028085-pat00001
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Figure 112009077028085-pat00002
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위 두 반응 기구는 Al과 Si 성분이 알칼리 활성화의 기본임을 명확히 보여준다. 이들 반응속도는 매우 빠르며 용해, 전이 및 적응 그리고 중축합의 단계로서 반응 기구가 구성될 수 있다. Both reaction mechanisms clearly show that the Al and Si components are the basis of alkali activation. These reaction rates are very fast and the reaction mechanism can be constructed as a step of dissolution, transfer and adaptation and polycondensation.

이에 본 발명에서는 결합재로 고로슬래그, 플라이애시, 석분과 알칼리 활성화제로 수산화나트륨(NaOH) 용액 및 소듐실리케이트의 배합구성을 통해 중합반응(Polymersation)을 유도하여 강도가 증진되게 함으로써 결국 시멘트를 사용하지 않으면서 소성과정이 없이 일정 강도이상을 발현할 수 있는 결합재 또는 콘크리트 조성물을 형성할 수 있게 되는 것이다. Therefore, in the present invention, the strength is increased by inducing polymerization reaction through the combination composition of blast furnace slag, fly ash, stone powder and alkali activator with sodium hydroxide (NaOH) solution and sodium silicate, so that the cement is not used. It will be able to form a binder or concrete composition that can express a certain strength or more without a sintering process.

이 같은 이론적 배경을 갖는 비소성 결합재는 고로슬래그(A), 플라이애시(B), 석분(C), 알칼리활성화제(D) 및 소듐실리케이트(E)로 구성된다. A non-plastic binder having such a theoretical background is composed of blast furnace slag (A), fly ash (B), stone powder (C), alkali activator (D) and sodium silicate (E).

상기 고로슬래그(A)는 석분을 내할치환하는 경우에는 30~50%정도 사용하고 외할치환하는 경우에는 40~60%정도 사용하며, The blast furnace slag (A) is used in the case of substituting the stone powder 30 ~ 50% and 40 ~ 60% when the foreign exchange is used,

상기 플라이애시(B)는 석분을 내할치환하는 경우에는 30~50%정도 사용하고 외할치환하는 경우에는 40~60%정도 사용하며, The fly ash (B) is used in the case of substituting stone powder in 30 ~ 50%, and in the case of substituting substituting 40 ~ 60%,

상기 석분(C)은 내할치환하는 경우에는 5~20%를 사용하고 외할치환하는 경우에는 10~30%를 사용한다. The stone powder (C) is used in 5 to 20% when the substitutional substitution, and 10 to 30% when the substitution is substituted.

특히 석분의 경우는 석분이 무반응성 분체이기 때문에 그 양이 상기한 비율을 초과하면 강도발현이 현격히 저하되는 문제가 있다. Particularly, in the case of stone powder, since the powder is an unreactive powder, there is a problem that strength expression is significantly lowered when the amount exceeds the above ratio.

이러한 배합비율로 결합재성분을 조절하는 콘크리트 조성물의 경우 상온에서 강도가 발현된다는 점, 작업성 확보가 용이하다는 점, 결합재의 혼합률을 조절함에 따라 강도조절이 용이한 점, 상온에서 양생이 가능하다는 점 등에서 특징을 갖는다.In the case of the concrete composition that controls the binder component at such a blending ratio, strength is expressed at room temperature, workability is easily secured, strength is easily controlled by adjusting the mixing ratio of the binder, and curing is possible at room temperature. It is characterized by the point and the like.

그리고, 고로슬래그 및 플라이애시 및 석분(A+B+C 또는 A+B)과 알칼리 활성화제 및 소듐실리케이트(D+E)의 중량비가 60:40 내지 80:20이고 알칼리 활성화제(D)와 소듐실리케이트(E)의 중량비가 80:20~20:80인 것이 바람직하다.And, the weight ratio of blast furnace slag and fly ash and stone powder (A + B + C or A + B) and alkali activator and sodium silicate (D + E) is 60:40 to 80:20 and the alkali activator (D) It is preferable that the weight ratio of sodium silicate (E) is 80: 20-20: 80.

한편 상기 석분의 분말도는 1,500 ~ 4,000cm2/g인 것이 바람직한데, 이는 석분의 분말도가 1,500cm2/g 미만인 경우에는 반응성이 작아 강도발현에 불리하고, 분말도가 4,000cm2/g을 초과하는 경우에는 반응성이 크지만, 가공상의 문제로 단가 상승의 원인이 되고, 유동성 확보가 어렵기 때문에 그 용도에 맞게 조절이 필요하다.On the other hand, the powder of the powder is preferably 1,500 ~ 4,000cm 2 / g, which is when the powder is less than 1,500 cm 2 / g is less reactive to the strength, the powder is 4,000cm 2 / g In the case of exceeding the reactivity, the reactivity is large, but it is a cause of unit cost increase due to processing problems, and it is difficult to secure the fluidity, so adjustment is necessary for the purpose.

상기 알칼리 활성화제인 NaOH는 시공성 및 압축강도를 고려하여 6~12M 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.NaOH, which is the alkali activator, is preferably used in the range of 6-12M in consideration of workability and compressive strength.

또한 상기 소듐실리케이트는 SiO2와 Na2O의 몰비는 1.0 내지 3.5 범위의 값을 가지는 것이 바람직하다. 1.0 미만인 경우에는 결합재의 점도가 급격히 증가되어 슬럼프가 저하됨으로써 시공성이 저하될 뿐만 아니라 중합반응에 필요한 Si 성분이 적어져 장기강도가 발현이 작아지고, 몰비가 3.5를 초과하는 경우에는 시공성에 영향을 주지 않지만, Na이온이 적어져 초기강도가 작아지는 문제가 있다.In addition, the sodium silicate preferably has a molar ratio of SiO 2 to Na 2 O in the range of 1.0 to 3.5. If it is less than 1.0, the viscosity of the binder increases rapidly and the slump decreases, thereby decreasing the workability. In addition, the Si component required for the polymerization reaction decreases, the long-term strength is decreased, and when the molar ratio exceeds 3.5, the workability is affected. Although not given, there is a problem that the Na ions become smaller and the initial strength becomes smaller.

본 발명은 상기의 석분, 고로슬래그, 플라이애시를 포함한 콘크리트 조성물을 제시하는 바, 이러한 콘크리트 조성물은 석분, 고로슬래그, 플라이애시, 잔골재, 굵은 골재 등을 포함하고 또한 알칼리 활성화제, 물 등을 배합하고, 교반하는 방법을 거쳐 제조되는 것이다.The present invention provides a concrete composition comprising the above-described stone powder, blast furnace slag, fly ash, the concrete composition includes stone powder, blast furnace slag, fly ash, fine aggregate, coarse aggregate, and also mixes alkali activator, water and the like. It is manufactured through the method of stirring.

이 경우 물과 결합재는 그 중량비로 40%이내로 적용될 수 있고 보다 바람직하게는 20~40%이내로 적용될 수 있는 바, 이는 물을 전혀 사용하지 않았을 때에는 수용액 상태의 알칼리 무기질 재료 즉 수산화나트륨과 규산나트륨 내의 화학적 결합수에 의해 유동성을 확보할 수 있으며, 이렇게 물량 혹은 알칼리 활성화제의 몰농도를 조절함으로써 강도조절 및 유동성 조절이 용이한 특징이 있다. 또한 석분의 혼합이 점성을 증가시키고 무반응성 분체로 급결을 방지하는데 효과적인 성능을 향상시키다 그 양이 40%이상을 초과할 경우 급격한 강도 저하가 나타나게 된다.In this case, the water and the binder may be applied within 40% by weight, and more preferably, 20 to 40% by weight, which may be applied in an alkaline inorganic material in an aqueous solution, that is, sodium hydroxide and sodium silicate, when water is not used at all. Fluidity can be secured by chemically bound water, and thus, the strength and fluidity can be easily adjusted by adjusting the amount or molar concentration of the alkali activator. In addition, the mixing of the stone powder increases the viscosity and improves the effective performance in preventing the quenching with non-reactive powder. When the amount exceeds 40%, a sharp decrease in strength appears.

구체적으로 살펴보면,Specifically,

석분을 내할 방식으로 혼합하는 경우에는 예컨대,In the case of mixing the stone powder in a refractory manner,

잔골재, 굵은 골재 및 물을 혼합하는 단계;Mixing fine aggregate, coarse aggregate and water;

석분 5~20중량%, 고로슬래그 30~50중량% 및 플라이애시 30~50중량%를 혼합하여 결합재를 제조하는 제 2단계; A second step of preparing a binder by mixing 5 to 20% by weight of stone powder, 30 to 50% by weight of blast furnace slag and 30 to 50% by weight of fly ash;

상기 결합재와 알칼리활성화제의 중량비가 60:40 ~ 80:20이 되도록 상기 결합재에 알칼리활성화제를 혼합하는 제 3단계; 및A third step of mixing an alkali activator to the binder such that a weight ratio of the binder and the alkali activator is 60:40 to 80:20; And

상기 제 1단계에서 제조한 혼합물에 상기 알칼리활성화제가 혼합된 결합재를 혼합하는 제 4단계를 포함하며,And a fourth step of mixing the binder prepared by mixing the alkali activator with the mixture prepared in the first step.

상기 알칼리활성화제는 중량비가 80:20 ~ 20:80인 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함하도록 콘크리트 조성물을 제조하게 되며,The alkali activator is to prepare a concrete composition to include a sodium-based alkaline solution having a weight ratio of 80:20 ~ 20:80 and sodium silicate (sodium silicate),

석문을 외할 방식으로 혼합하는 경우에는 예컨대,For example, when mixing stone gates in a foreign manner,

잔골재, 굵은 골재 및 물을 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1단계;A first step of preparing a mixture by mixing fine aggregate, coarse aggregate and water;

고로슬래그 40~60중량% 및 플라이애시 40~60중량%를 혼합하여 결합재를 제조하는 제 2단계; A second step of preparing a binder by mixing 40 to 60 wt% of blast furnace slag and 40 to 60 wt% of fly ash;

상기 결합재 100중량부를 기준으로 10~30 중량부의 석분을 첨가하여 혼합하는 제 3단계; A third step of adding and mixing 10 to 30 parts by weight of stone powder based on 100 parts by weight of the binder;

상기 제 2단계에서 제조된 결합재와 알칼리활성화제의 중량비가 60:40 ~ 80:20이 되도록 상기 결합재에 알칼리활성화제를 혼합하는 제 4단계; 및A fourth step of mixing the alkali activator to the binder such that the weight ratio of the binder and the alkali activator prepared in the second step is 60:40 to 80:20; And

상기 제 1단계에서 제조한 혼합물과 상기 제 4단계에서 제조한 알칼리활성화제가 혼합된 결합재를 혼합하는 단계를 포함하며,Mixing the mixture prepared in the first step and the binder in which the alkali activator prepared in the fourth step is mixed;

상기 알칼리활성화제는 중량비가 80:20 ~ 20:80인 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함하도록 하게 된다.The alkali activator is to include a sodium-based alkaline solution having a weight ratio of 80:20 ~ 20:80 and sodium silicate (sodium silicate).

이와 같은 방법들에 의하여 본 발명에 의하여 콘크리트 조성물이 제조될 때, 상기 석분의 분말도는 1,500 ~ 4,000cm2/g이 되도록 하게 된다.When the concrete composition is manufactured according to the present invention by such methods, the powder of the stone powder is to be 1,500 ~ 4,000cm 2 / g.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지는 않는다. Embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

<실시예 1> &Lt; Example 1 >

석분의 분말도 영향 Influence of powder of stone powder

본 발명에서 제시된 석분, 플라이애시, 고로슬래그를 포한한 비소성 결합재 및 이를 이용한 콘크리트 조성물에 있어 석분의 분말도에 따른 영향을 분석하기 위해, 하기 표 1과 같이 분말도 1,500cm2/g, 3,000cm2/g 4,000cm2/g를 각각 20중량% 씩 사용하였으며, 고로슬래그 40중량%, 플라이애시 40중량%의 비율로 사용하였다. In order to analyze the effect of the powdered powder in the non-baking binder including the stone powder, fly ash, blast furnace slag and concrete composition using the same, the powder degree 1,500 cm 2 / g, 3,000 as shown in Table 1 below. cm 2 / g 4,000cm 2 / g was used each 20% by weight, blast furnace slag 40% by weight, fly ash was used in a ratio of 40% by weight.

구분division 분말도Powder WSP 1500WSP 1500 15001500 WSP 3000WSP 3000 30003000 WSP 4000WSP 4000 40004000

그리고 각각에는 알칼리성 무기질 재료로 9M 수산화나트륨을 중량으로 15%, 소듐실리케이트(SiO2와 Na2O의 몰비 3.2)를 중량으로 15%로 결합재를 구성하였다.In each case, the binder was composed of 15% by weight of 9M sodium hydroxide as an alkaline inorganic material and 15% by weight of sodium silicate (molar ratio of SiO 2 and Na 2 O 3.2).

그리고 물과 상기의 결합재를 중량비로 20%를 사용하였으며, 나머지 잔골재, 굵은골재는 통상의 콘크리트와 같은 비율로 사용하였다. 그리고 비교 치로서 통상의 시멘트를 사용한 보통 콘크리트(물-시멘트 비 50%,중량백분율)를 제조하였다.And the water and the binder was used 20% by weight ratio, the remaining fine aggregate, coarse aggregate was used in the same ratio as conventional concrete. And as a comparison, ordinary concrete (water-cement ratio 50%, weight percentage) using ordinary cement was prepared.

제조한 콘크리트에 대하여 슬럼프 손실과 압축강도를 측정하여 그 결과를 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다. Slump loss and compressive strength were measured for the manufactured concrete and the results are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

여기서, 슬럼프 시험은 KS F 2402에 준하여 콘크리트를 혼합하여 믹서로부터 배출된 직후에 작업성을 평가하였으며, 압축강도는φ100× 200mm 원주시험체를 제작하여 20℃에서 1일 동안 양생을 실시한 다음 기건상태(습도 65± 5%)에서 상온양생을 실시하여 재령 3일, 7일, 28, 56일 및 91일에서 KS F 2405에 준하여 측정하였다. Here, the slump test evaluated the workability immediately after discharging from the mixer by mixing concrete according to KS F 2402, and the compressive strength was made φ100 × 200mm circumferential test body for curing for 1 day at 20 ℃ and then Humidity was performed at 65 ± 5% humidity) and measured according to KS F 2405 at 3, 7, 28, 56 and 91 days of age.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 석분의 분말도가 클수록 시공성이 다소 저하되는 것으로 나타났으나, 분말도 1,500cm2/g은 슬럼프가 210mm, 분말도 3,000cm2/g은 슬럼프가 192mm, 분말도 4,000cm2/g인 경우에는 슬럼프가 171mm 정도로 유동성이 크게 저하되는 것으로 나타났다. 그러나 분말도 3,000cm2/g인 경우 배합 후 60분까지는 시공성 확보가 가능하나 분말도가 4,000cm2/g인 경우 시공성 확보가 겨우 이루어지는 것으로 나타났다.As can be seen in Figure 1, and determined that which of the stone dust fineness higher workability is somewhat degraded, or, the powder is also 1,500cm 2 / g is a 210mm slump, fineness 3,000cm 2 / g is a 192mm slump, powder In the case of Figure 4,000cm 2 / g, the slump was found to significantly reduce the fluidity to about 171mm. However, when the powder is 3,000cm 2 / g, it is possible to secure the workability up to 60 minutes after blending, but when the powder is 4,000cm 2 / g, it is found that the construction is barely achieved.

도 2의 결과로부터 석분의 분말도가 클수록 강도발현이 증가되고, 분말도 1,500cm2/g인 경우에는 재령 28일 20MPa, 재령 91일에서도 22MPa 미만으로 조금 낮은 강도를 나타내고 있다. 그러나 분말도 3,000cm2/g이상의 경우를 비교해 보면 분말도 3,000cm2/g인 경우 재령 28일에서 32MPa, 분말도 4,000cm2/g인 경우 37MPa로 분말도가 증가됨에 따라 강도증진 효과가 큰 것으로 나타났다. From the results of FIG. 2, the greater the powderiness of the stone powder, the higher the strength expression. In the case of the powder degree of 1,500 cm 2 / g, the strength was slightly lower than 20 MPa at the age of 28 days and less than 22 MPa at the age of 91 days. However fineness 3,000cm 2 / g A comparison of the case than Fineness 3,000cm 2 / g if the age at 28 days 32MPa, fineness 4,000cm 2 / g of powder when 37MPa also large, the strength enhancement effect in accordance with increases in Appeared.

이상의 결과를 종합하면, 석분, 플라이애시, 고로슬래그, 알칼리 무기질재료(수산화 나트륨), 소듐실리케이트로 구성된 결합재를 사용하여 콘크리트 조성물을 제조할 경우, 석분은 1,500~4,000cm2/g을 만족하는 분말도를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 3,000cm2/g 이상을 만족하는 분말도를 사용한 경우에는 재령 28일에서 압축강도 25~35MPa 범위의 압축강도를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.In conclusion, when the concrete composition is prepared using a binder composed of stone powder, fly ash, blast furnace slag, alkali mineral material (sodium hydroxide) and sodium silicate, the powder powder satisfies 1,500 to 4,000 cm 2 / g. It is preferable to use a degree, and in particular, in the case of using a powder degree that satisfies 3,000 cm 2 / g or more appeared to be able to secure a compressive strength in the range of 25 ~ 35MPa compressive strength at 28 days of age.

시공성을 만족하고 강도면에서 유리하면서 미분말시키기 위해 분쇄하는 과정 또는 분급하는 과정 등을 고려하여 석분의 분말도는 3,000cm2/g인 것이 가장 바람직할 것이다. In order to satisfy the workability and advantageous in terms of strength and fine powder, the powder may be most preferably 3,000 cm 2 / g in consideration of a grinding process or a classification process.

<실시예 2><Example 2>

알칼리 활성화제 영향 (수산화나트륨(NaOH) 용액 몰수)Alkali activator effect (moles of sodium hydroxide (NaOH) solution)

본 발명에서 제시된 방법을 사용한 콘크리트 제조 시 수산화나트륨(NaOH) 용액의 몰수에 따른 영향을 분석하기 위해 NaOH 6, 9, 12M을 제조하여 결합재 전체 중량의 15%를 사용하였다. 결합재는 중량비로 석분:플라이애시:고로슬래그를 20:40:40으로 하였으며, NaOH 용액과 소듐실리케이트와의 비율은 1:1로 실험을 실시하였다. 그리고 석분은 분말도 3,000cm2/g을 결합재로 사용하였다. 그리고 물과 결합재의 비를 중량비로 40%로 하였고, 나머지 굵은골재 및 잔골재 등은 통상의 콘크리트와 같이 사용하였다. In order to analyze the effect of the number of moles of sodium hydroxide (NaOH) solution in the concrete production using the method presented in the present invention, NaOH 6, 9, 12M was prepared using 15% of the total weight of the binder. The binder was 20:40:40 in powder content: fly ash: blast furnace slag in weight ratio, and the ratio of NaOH solution and sodium silicate was tested at 1: 1. And stone powder was also used as a binder 3,000cm 2 / g powder. The ratio of water and binder was 40% by weight, and the remaining coarse aggregate and fine aggregate were used like conventional concrete.

이렇게 제조된 KS F 2402에 준하여 슬럼프 시험과 φ100× 200mm 원주시험체를 제작하여 20℃에서 1일 동안 양생을 실시한 다음 기건상태(습도 65± 5%)에서 재령 3일, 7일, 28일 및 91일에서 KS F 2405에 준하여 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 정리하면 도 3과 도 4와 같다. According to KS F 2402 thus prepared, a slump test and a φ100 × 200 mm column test specimen were made and cured at 20 ° C. for 1 day, and then 3 days, 7 days, 28 days, and 91 years in air condition (humidity 65 ± 5%). The compressive strength was measured according to KS F 2405 at work. The results are summarized in FIGS. 3 and 4.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, NaOH의 몰수가 증가할수록 콘크리트의 점도가 증가하고 고로슬래그와의 반응성이 증가하여 슬럼프가 감소함으로써 시공성이 저하되는 결과를 초래하였다. 최대 12M을 혼합할 경우 6M과 비교하여 약 40mm의 유동성이 저하되는 경향을 나타내었으며, 유동성 지속시간도 6M과 비교하여 약 2배이상 빠르게 저하되는 것으로 나타났다.As can be seen in Figure 3, the increase in the number of moles of NaOH increased the viscosity of the concrete and increased the reactivity with the blast furnace slag resulted in a decrease in slump, resulting in poor workability. When the maximum 12M was mixed, the fluidity of about 40mm was lowered compared to 6M, and the fluidity duration also decreased about 2 times faster than that of 6M.

도 4의 결과로부터 NaOH의 몰수가 증가됨에 따라 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 몰수가 증가됨에 따라 고로슬래그와 초기 반응 속도가 빨라져 초기강도는 큰 차이를 나타내고 있으나 재령이 증가됨에 따라 9M과 12M은 5%이내의 압축강도 차이를 나타내었다. 따라서 몰수가 12M 이상인 경우에는 초기 높은 강도가 요구될 경우 사용이 가능할 것으로 판단되며, 유동성확보가 필요할 경우 몰수를 조절하여 필요한 성능에 따른 제조가 가능할 것으로 판단된다. From the results of FIG. 4, it was found that the compressive strength increased as the number of moles of NaOH increased. As the number of moles increased, the initial strength of the blast furnace slag increased with the initial reaction rate. However, as the age increased, 9M and 12M showed differences in compressive strength within 5%. Therefore, if the number of moles is more than 12M, it can be used when the initial high strength is required, and if it is necessary to secure the liquidity, it is determined that the production can be made according to the required performance by adjusting the number of moles.

이상의 결과를 종합하면, 석분, 고로슬래그, 플라이애시, 수산화 나트륨, 소듐실리케이트로 구성된 결합재를 사용하여 콘크리트를 제조할 경우, 알칼리 활성화제의 SiO2 / Na2O 몰비가 약 1의 범위를 만족하는 소듐실리케이트를 사용하는 경우에는 시공성과 압축강도가 우수한 무시멘트 콘크리트 제조가 가능한 것으로 알려져 있다. 본 실시예를 통하여 분석한 결과 SiO2 / Na2O의 몰비는 6M = 1.364, 9M = 1.071, 12M = 0.88로 6~12M의 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.In summary, when the concrete is manufactured using a binder composed of stone powder, blast furnace slag, fly ash, sodium hydroxide and sodium silicate, the SiO 2 / Na 2 O molar ratio of the alkali activator satisfies the range of about 1. When sodium silicate is used, it is known that cementless concrete can be produced with excellent workability and compressive strength. As a result of the analysis through the present embodiment, the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is preferably 6M = 1.364, 9M = 1.071, 12M = 0.88, and a range of 6-12M is used.

<실시예 3><Example 3>

결합재 구성재료의 치환 방법에 따른 영향Effect of Substitution Method of Binder Material

본 발명에서 제시된 결합재를 배합한 콘크리트 제조 시 석분, 고로슬래그, 플라이애시, 알칼리 무기질재료(수산화 나트륨), 소듐실리케이트의 중량비에 따른 영향을 첫째로 결합재 전체 중량에 대한 석분의 혼합비율에 따른 영향을 내할과 외할로 혼합한 결과를 분석하기 위하여, 결합재 고로슬래그 분말도 4,000cm2/g, 플라이애시 분말도 4,329cm2/g, 석분 분말도 3,000cm2/g을 중량비로 외할의 경우 50:50:0, 50:50:5, 50:50:10, 50:50:15으로 구성된 결합재를 각각 사용하였다. 내할의 경우 고로슬래그 분말도 4,000cm2/g, 플라이애시 분말도 4,329cm2/g, 석분 분말도 3,000cm2/g을 50:50:0, 45:45:5, 40:40:10, 35:35:15,를 혼합하여 사용하였다. 그리고 알칼리 활성화제는 9M NaOH와 소듐실리케이트를 결합재의 중량에 각각 18.75% 사용하고 그 혼합비는 1:1로 투입하였다. 유동성 확보를 위하여 물은 결합재의 중량비로 20% 사용하였다. 굵은골재, 잔골재 등은 통상의 콘크리트와 같이 사용하였으며, 외할의 경우에는 잔골재의 함량을 석분 만큼 줄였다. In the preparation of concrete with a binder present in the present invention, the effect of the weight ratio of stone powder, blast furnace slag, fly ash, alkali inorganic material (sodium hydroxide), sodium silicate, first, the effect of the mixing ratio of stone powder to the total weight of the binder in order to analyze the effect of mixing and naehal oehal, blast furnace slag powder, a binder also 4,000cm 2 / g, fly ash powder also 4,329cm 2 / g, stone dust fineness 50:50 for oehal to the 3,000cm 2 / g weight ratio A binder composed of: 0, 50: 50: 5, 50:50:10 and 50:50:15 was used, respectively. In the case of blast furnace slag powder naehal FIG 4,000cm 2 / g, fly ash powder also 4,329cm 2 / g, stone dust fineness 3,000cm 2 / g to 50: 50: 0, 45: 45: 5, 40:40:10, 35:35:15, was used in combination. And the alkali activator was used 9M NaOH and sodium silicate 18.75% in the weight of the binder, respectively, and the mixing ratio was added at 1: 1. Water was used 20% by weight of the binder in order to ensure the fluidity. Coarse aggregates, fine aggregates, etc. were used in the same way as ordinary concrete, and in the case of foreign soil, the content of fine aggregates was reduced by stone powder.

이렇게 제조된 KS F 2402에 준하여 슬럼프 시험과 φ100× 200mm 원주시험체를 제작하여 20℃에서 1일 동안 양생을 실시한 다음 기건상태(습도 65± 5%)에서 상온양생을 실시하여 재령 28일에서 KS F 2405에 준하여 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 정리하면 도 5, 6, 7 및 8과 같다. In accordance with KS F 2402 thus prepared, a slump test and a φ100 × 200mm columnar specimen were prepared, and cured at 20 ° C. for 1 day, followed by curing at room temperature (humidity 65 ± 5%). Compressive strength was measured according to 2405. The results are summarized in FIGS. 5, 6, 7, and 8.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 석분을 외할로 혼합할 경우 유동성은 감소하고 압축강도는 증가하는 결과를 나타내었다. 이러한 원인은 외할로 혼합할 경우 잔골재를 대체하여 혼합되기 때문에 잔골재보다 분말도가 높은 석분의 영향으로 유동성은 감소하고, 압축강도는 석분이 혼합됨에 따라 충전재의 역할로 압축강도는 증가하는 것으로 나타났다. As can be seen in Figure 5, when mixing the stone powder to the outer shell showed a result that the fluidity is reduced and the compressive strength is increased. The reason for this is that when mixed with foreign soil, the fine aggregates are mixed to replace the fine aggregates, so the fluidity decreases under the influence of finer powder powder than the fine aggregates, and the compressive strength is increased as a filler as the fine powders are mixed.

도 6에서는 도 5와 반대로 결합재에 내할로 치환한 경우 유동성은 상대적으로 증가하고 압축강도는 저하되는 경향을 나타내었다. 이러한 원인은 분말도가 대체적으로 4,000cm2/g이 넘는 기본 결합재에 분말도 3,000cm2/g인 석분이 혼합됨에 따라 유동성은 증가하고 무반응성 분체로 판단되는 석분이 기본 결합재인 고로슬래그와 플라이애시를 대체하여 혼합되기 때문으로 판단된다. 즉 중합반응에 필요한 적절한 비율의 Si 및 Al과 Na가 존재하는데 석분이 혼합됨으로써 상대적으로 Al 성분이 감소하여 강도가 저하되고, 석분의 SiO2 성분이 안정화되어 강도가 저하되는 것이다.In FIG. 6, in contrast to FIG. 5, when the binder is replaced with a sediment, the fluidity is relatively increased and the compressive strength is decreased. The reason for this is that blast furnace slag and ply, which are considered to be non-reactive powders, have increased fluidity and are considered to be non-reactive powders as the powder of 3,000 cm 2 / g is mixed with the basic binder of more than 4,000 cm 2 / g. This is because it is mixed by replacing ash. In other words, Si, Al, and Na in an appropriate ratio required for the polymerization reaction are present, but the mixing of the stone powder causes the Al component to decrease and the strength to decrease, while the SiO 2 component of the stone powder is stabilized to decrease the strength.

이상의 결과로부터, 석분, 고로슬래그 플라이애시의 구성비는 외할의 경우 잔골재의 10%이상이고, 내할의 경우 결합재의 10%이내가 적절할 것으로 판단된다. 따라서 석분의 경우 잔골재를 대체하여 사용할 경우 30%이상은 시공성이 저하되어 사용이 어렵고 내할의 경우 15%이상을 혼합할 경우 재료분리 현상이 발생되는 것으로 나타났다. From the above results, the composition ratio of stone powder and blast furnace slag fly ash is more than 10% of fine aggregates in the case of foreign soil, and less than 10% of binder in case of inhalation. Therefore, in the case of stone powder, it is difficult to use more than 30% in the case of replacing fine aggregate, and it is found that material separation phenomenon occurs when more than 15% is mixed in the case of cold weather.

도 7은 석분을 외할로 0, 5, 10 및 15% 혼합한 경우의 압축강도를 나타낸 것이다. 실험결과 외할로 치환할 경우 석분의 혼입량이 증가됨에 따라 압축강도는 증가하는 경향을 나타내었으나 기준배합보다는 높은 압축강도를 나타내고 상대적으로 10%이상의 혼합에서는 더 이상의 강도발현 효과를 기대하기 어려운 것으로 나타나 10%정도의 혼합이 적절할 것으로 판단된다.FIG. 7 shows the compressive strength when 0, 5, 10 and 15% of stone powder is mixed with foreign soil. As a result of the experiment, the compressive strength tended to increase as the amount of stone powder increased, but it showed higher compressive strength than the standard formulation. A mixture of about% is considered appropriate.

도 8은 석분을 내할로 0, 5, 10, 15% 혼합한 경우의 압축강도를 나타낸 것이다. 실험결과 내할로 치환할 경우 기준배합보다 5%만 혼합하더라도 급격한 압축강도 저하가 나타났으며, 최대 15% 혼합한 경우 기준배합과 비교하여 약 50% 정도의 압축강도 감소가 나타났으나 15%정도까지는 사용가능할 것으로 생각된다.8 shows the compressive strength when 0, 5, 10, 15% of stone powder is mixed with a hahal. As a result of the experiment, it was found that even if only 5% of the base mixture was mixed, the compressive strength decreased rapidly.In the case of mixing up to 15%, the compressive strength decreased by about 50% compared to the standard mixture. It is thought to be available until now.

따라서 석분의 혼입 방법 및 혼입량에 따라 강도 20~75MPa 급의 콘크리트 제조가 가능한 것으로 나타났다.Therefore, it was found that it is possible to manufacture concrete with 20 ~ 75MPa grade depending on the mixing method and amount of stone powder.

도 1은 석분의 분말도에 따른 슬럼프 손실 결과를 보이는 그래프이다.Figure 1 is a graph showing the slump loss results according to the powder of stone powder.

도 2는 석분의 분말도에 따른 재령별 압축강도 결과를 보이는 그래프이다.2 is a graph showing the results of compressive strength for each age according to the powder of stone powder.

도 3은 NaOH의 몰농도에 따른 유동성 손실을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the fluidity loss according to the molar concentration of NaOH.

도 4는 NaOH의 몰농도에 따른 압축강도 결과를 보이는 그래프이다.4 is a graph showing the compressive strength results according to the molar concentration of NaOH.

도 5는 석분의 외할치환에 따른 유동성 손실 결과를 보이는 그래프이다.5 is a graph showing the fluidity loss results according to the external replacement of stone powder.

도 6은 석분의 내할치환에 따른 유동성 손실 결과를 보이는 그래프이다.6 is a graph showing the fluidity loss results according to the sedimentation substitution of stone powder.

도 7은 석분의 외할치환에 따른 압축강도 결과를 보이는 그래프이다.7 is a graph showing the results of compressive strength according to external replacement of stone powder.

도 8은 석분의 내할치환에 따른 압축강도 결과를 보이는 그래프이다.8 is a graph showing the results of compressive strength according to the stone load replacement of stone powder.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 잔골재, 굵은 골재 및 물을 혼합하는 단계;Mixing fine aggregate, coarse aggregate and water; 석분 5~20중량%, 고로슬래그 30~50중량% 및 플라이애시 30~50중량%를 혼합하여 결합재를 제조하는 제 2단계; A second step of preparing a binder by mixing 5 to 20% by weight of stone powder, 30 to 50% by weight of blast furnace slag and 30 to 50% by weight of fly ash; 상기 결합재와 알칼리활성화제의 중량비가 60:40 ~ 80:20이 되도록 상기 결합재에 알칼리활성화제를 혼합하는 제 3단계; 및A third step of mixing an alkali activator to the binder such that a weight ratio of the binder and the alkali activator is 60:40 to 80:20; And 상기 제 1단계에서 제조한 혼합물에 상기 알칼리활성화제가 혼합된 결합재를 혼합하는 제 4단계를 포함하며,And a fourth step of mixing the binder prepared by mixing the alkali activator with the mixture prepared in the first step. 상기 알칼리활성화제는 중량비가 80:20 ~ 20:80인 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법.The alkali activator is a method for producing a room temperature strength concrete composition containing a stone powder characterized in that it comprises a sodium-based alkaline solution having a weight ratio of 80:20 ~ 20:80 and sodium silicate (sodium silicate). 잔골재, 굵은 골재 및 물을 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1단계;A first step of preparing a mixture by mixing fine aggregate, coarse aggregate and water; 고로슬래그 40~60중량% 및 플라이애시 40~60중량%를 혼합하여 결합재를 제조하는 제 2단계; A second step of preparing a binder by mixing 40 to 60 wt% of blast furnace slag and 40 to 60 wt% of fly ash; 상기 결합재 100중량부를 기준으로 10~30 중량부의 석분을 첨가하여 혼합하는 제 3단계; A third step of adding and mixing 10 to 30 parts by weight of stone powder based on 100 parts by weight of the binder; 상기 제 2단계에서 제조된 결합재와 알칼리활성화제의 중량비가 60:40 ~ 80:20이 되도록 상기 결합재에 알칼리활성화제를 혼합하는 제 4단계; 및A fourth step of mixing the alkali activator to the binder such that the weight ratio of the binder and the alkali activator prepared in the second step is 60:40 to 80:20; And 상기 제 1단계에서 제조한 혼합물과 상기 제 4단계에서 제조한 알칼리활성화제가 혼합된 결합재를 혼합하는 단계를 포함하며,Mixing the mixture prepared in the first step and the binder in which the alkali activator prepared in the fourth step is mixed; 상기 알칼리활성화제는 중량비가 80:20 ~ 20:80인 나트륨계 알칼리성용액과 소듐실리케이트(sodium silicate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법.The alkali activator is a method for producing a room temperature strength concrete composition containing a stone powder characterized in that it comprises a sodium-based alkaline solution having a weight ratio of 80:20 ~ 20:80 and sodium silicate (sodium silicate). 제 9항 또는 제 10항에 있어서,The method according to claim 9 or 10, 상기 석분의 분말도는 1,500 ~ 4,000cm2/g인 것을 특징으로 하는 석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법.The powder degree of the stone powder is 1,500 ~ 4,000cm 2 / g Room temperature strength concrete composition manufacturing method comprising the stone powder, characterized in that. 삭제delete
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