KR101286030B1 - Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process - Google Patents

Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process Download PDF

Info

Publication number
KR101286030B1
KR101286030B1 KR20120105642A KR20120105642A KR101286030B1 KR 101286030 B1 KR101286030 B1 KR 101286030B1 KR 20120105642 A KR20120105642 A KR 20120105642A KR 20120105642 A KR20120105642 A KR 20120105642A KR 101286030 B1 KR101286030 B1 KR 101286030B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
furnace slag
blast furnace
weight
parts
cement composition
Prior art date
Application number
KR20120105642A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이희건
신재경
정용
Original Assignee
주식회사 삼표
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼표 filed Critical 주식회사 삼표
Priority to KR20120105642A priority Critical patent/KR101286030B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101286030B1 publication Critical patent/KR101286030B1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/02—Portland cement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

PURPOSE: A blast-furnace slag cement composition is provided to substitute a part of a ground granulated blast-furnace slag with an ash as a by-product from oil refining, and to utilize as a cement substitute material of an excellent characteristic or an admixture. CONSTITUTION: A blast-furnace slag cement composition comprises 30-70 parts by weight of an ordinary portland cement and 30-70 parts by weight of a ground granulated blast-furnace slag. 1-40 parts by weight comparison to 100.0 of the ground granulated blast-furnace slag are substituted with an ash as a by-product from oil refining. The ash as a by-product from oil refining is produced by burning a coke which is a by-product of the refining process with a limestone in 800-900°C. The ash as a by-product from oil refining comprises 30-60 wt% of a CaO, 10-40 wt% of a SO3, and 0.1-5 wt% of a MgO. Less than 20 parts by weight (0 parts by weight is excluded) comparison to 100.0 of the ground granulated blast-furnace slag is a blast furnace air-cooled slag. The blast furnace air-cooled slag is produced by crushing a spall which is less than 5 mm and a blaine fineness in a specific surface area is 3,000-10,000 cm^2 / g.

Description

정유부산 애시를 함유하는 고로슬래그 시멘트 조성물{Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process}Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process

본 발명은 고로슬래그 시멘트 조성물에 관한 것으로서 구체적으로는, 보통포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 미분말로 구성된 고로슬래그 시멘트 조성물에서 고로슬래그 미분말의 일부는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a blast furnace slag cement composition, specifically, in the blast furnace slag cement composition consisting of ordinary portland cement and blast furnace slag fine powder, a part of the blast furnace slag powder is a refined by-product produced by the coke which is a by-product of the refinery process is burned together with limestone It relates to a blast furnace slag cement composition, characterized in that substituted with ash.

정유공정이란 원유를 정제하여 각종 석유제품을 제조하는 공정으로 석유정제공정이라고도 한다. 정유공정의 진행에 있어 DCU(Delayed Cocker Unit)에서는 상압/감압 중유가 고온에서 열분해되어 경질유분과 코크스가 생산된다. 이들 가운데 코크스는 탄소질의 고체로서 연료로 사용될 수 있는 물질이다.The refinery process is a process of refining crude oil to manufacture various petroleum products, also called petroleum refining process. In the process of refining, DCU (Delayed Cocker Unit) produces light oil and coke by pyrolysis of atmospheric / reduced heavy oil at high temperature. Of these, coke is a carbonaceous solid that can be used as fuel.

한편, 유동층 연소(Fluidized Bed Combustion)란 고체 연료 연소방법의 일종으로 유체를 하부로부터 불어 넣어 고체 입자층을 마치 비등하고 있는 것과 같은 상태로 하여, 이 교반 혼합작용이 강한 유동층을 연소실로서 이용한 연소방식을 말한다. 유동층 연소의 한 종류인 순환 유동층 연소의 경우 연소반응이 빠르고, 일반 석탄 화력 연소방식에 비해 조업 온도(870℃)가 낮아서 질소산화물의 발생량이 적은 특징을 가지는데, 산화질소화합물 생성 억제, 클링커(clinker) 생성 억제 및 탈황 효과를 극대화하기 위하여 연소과정 중에 석회석을 주입하기도 한다. 이러한 유동층 연소 방식을 채용한 보일러를 유동층 연소 보일러라 하며, 위에서 언급한 코크스는 유동층 연소 보일러의 연료로 사용된다.On the other hand, Fluidized Bed Combustion is a type of solid fuel combustion method, in which a fluid is blown from the bottom to make a solid particle layer as if it is boiling. Say. In the case of circulating fluidized bed combustion, a type of fluidized bed combustion, the combustion reaction is fast and the operating temperature (870 ° C.) is lower than that of general coal-fired combustion, which results in less nitrogen oxide generation. Limestone is also injected during the combustion process to maximize clinker suppression and desulfurization. A boiler employing such a fluidized bed combustion method is called a fluidized bed combustion boiler, and the above-mentioned coke is used as a fuel of a fluidized bed combustion boiler.

유동층 연소 보일러의 가동의 결과 애시형태의 부산물이 발생하는데, 연료로서 코크스가 사용되고 탈황제로서 석회석이 첨가된 경우에 발생하는 부산물은 CaO, SO3성분 등을 다량 함유하고 있다. 따라서 상기 부산물은 시멘트 조성물에서 대체재 또는 혼화재로서 사용될 여지가 있다.
As a result of the operation of the fluidized bed combustion boiler, by-products in the form of ash are produced. The by-products generated when coke is used as fuel and limestone is added as a desulfurization agent contain high amounts of CaO and SO 3 . Thus, the by-products can be used as substitutes or admixtures in cement compositions.

본 발명은 보통포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 미분말로 구성된 고로슬래그 시멘트 조성물에서 고로슬래그 미분말의 일부는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 하여 정유부산 애시의 생산적인 활용처를 제시해주는 한편, 기존의 고로슬래그 시멘트 조성물과 비교하여 압축강도 및 유동성 등의 물성에 있어서도 우수한 성질을 보이는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
In the blast furnace slag cement composition consisting of ordinary portland cement and blast furnace slag fine powder, a part of the blast furnace slag powder is a refined by-product ash ash, characterized in that the coke which is a by-product of the refinery process is replaced with refined by-product ash generated by combustion with limestone. The purpose of the present invention is to provide a blast furnace slag cement composition exhibiting excellent properties in terms of physical properties such as compressive strength and fluidity as compared with the existing blast furnace slag cement composition.

전술한 과제의 해결을 위하여 본 발명은 고로슬래그 시멘트에서 고로슬래그 미분말의 일부는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention provides a blast furnace slag cement composition characterized in that a part of the blast furnace slag fine powder in the blast furnace slag cement is replaced with the refined by-product ash produced by burning coke as a by-product of the refinery process with limestone. do.

구체적으로 본 발명은 「보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 이상 40중량부 이하는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물.」을 제공한다.Specifically, the present invention "in the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag powder, 1 part by weight or more and 40 parts by weight or less compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder of the refinery process The blast furnace slag cement composition characterized in that the by-product coke is replaced with the refined by-product ash produced by burning with the limestone.

이때, 상기 정유부산 애시는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 800~900℃에서 연소되어 생성된 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, the refinery Busan ash may be characterized in that the coke by-product of the refinery process is produced by burning at 800 ~ 900 ℃ with limestone.

또한, 상기 정유부산 애시는 CaO 30~60wt%, SO3 10~40wt%, MgO 0.1~5wt%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the refined by-acid ash may be characterized in that it comprises CaO 30 ~ 60wt%, SO 3 10 ~ 40wt%, MgO 0.1 ~ 5wt%.

한편, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 20 중량부 이하(0중량부는 제외)는 고로괴재슬래그인 것을 특징으로 할 수 있으며, 구체적으로 상기 고로괴재슬래그는 5㎜ 이하분을 파쇄한 것으로서 분말도가 브레인(blaine) 비표면적으로 3,000~10,000㎠/g인 것을 특징으로 할 수 있다.
On the other hand, 20 parts by weight or less (excluding 0 parts by weight) of the blast furnace slag fine powder 100 parts by weight (except 0 parts by weight) may be characterized in that the blast furnace slag slag, specifically the blast furnace slag slag 5mm or less powder as It may be characterized in that the brain (blaine) specific surface area of 3,000 ~ 10,000 ㎠ / g.

본 발명은 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시의 생산적인 활용처를 제시해주는 한편, 기존의 고로슬래그 시멘트 조성물과 비교하여 압축강도 및 유동성 등의 물성에 있어서도 우수한 성질을 보이는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공한다.
The present invention provides a productive application of the refined by-product ash produced by coke, a by-product of the refinery process, burned with limestone, and has excellent properties in terms of physical properties such as compressive strength and fluidity, compared to conventional blast furnace slag cement compositions. It provides a blast furnace slag cement composition.

이하에서는 본 발명에 따른 정유부산 애시를 함유하는 고로슬래그 시멘트 조성물에 관하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the blast furnace slag cement composition containing the refined by-product ash ash according to the present invention will be described in detail.

본 발명은 보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 이상 40중량부 이하는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공한다.
The present invention is in the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of ordinary Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag, 1 part by weight or more and 40 parts by weight or less compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder coke as a by-product of the refinery process. It provides a blast furnace slag cement composition characterized in that it is substituted with the refined by-product ash generated by combustion with the limestone.

일반적으로 고로슬래그 시멘트라고 하면 고로슬래그 미분말, 보통포틀랜드 시멘트 및 석고를 혼합하여 만든 혼합 시멘트를 의미한다. 고로슬래그 미분말의 혼입량에 따라 1종 ·2종 ·3종 등의 구별이 있으며, 그 성질도 다소 차이가 있다. 상기 고로슬래그 미분말은 제철소에서 발생하는 부산물인데, 미세하게 분쇄될 경우 분말도가 브레인(blaine) 비표면적으로 4,000~5,000㎠/g정도가 된다. 상기 고로슬래그 미분말은 보통포틀랜드 시멘트와 함께 콘크리트에 적용될 경우 수화열 저감효과를 제공하는 한편, 잠재수경성으로 인하여 강도발현을 우수하게 해주는 특성이 있다. 이와 같은 고로슬래그 미분말의 특징으로 인하여 고로슬래그 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트에 비하여 경화과정에서 발생되는 수화열이 낮고, 내구성과 화학저항성이 높으며, 투수가 적은 특징이 있다.Generally, blast furnace slag cement refers to mixed cement made by mixing blast furnace slag fine powder, ordinary portland cement and gypsum. Depending on the amount of blast furnace slag powder mixed, there are one kind, two kinds, and three kinds, and the properties thereof are also slightly different. The blast furnace slag fine powder is a by-product generated in a steel mill, and when finely pulverized, the powder has a specific surface area of about 4,000 to 5,000 cm 2 / g. The blast furnace slag fine powder provides a heat reduction effect when applied to concrete together with ordinary portland cement, and has excellent characteristics of strength expression due to latent hydraulic properties. Due to the characteristics of the blast furnace slag fine powder, blast furnace slag cement has a low heat of hydration generated during the curing process, high durability, high chemical resistance, and low permeability compared to ordinary portland cement.

본 발명은 보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물을 전제로 하되 상기 고로슬래그 미분말의 일부는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 한다.
The present invention is based on the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of ordinary Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag, but a part of the blast furnace slag fine powder is generated by burning coke, which is a by-product of the refinery process, with limestone. It is characterized in that it is substituted with essential oils ash.

상기 정유부산 애시는 유동층 연소 보일러 등의 유동층 연소로에서 코크스와 석회석이 함께 연소된 후 발생하는 부산물을 말한다. 구체적으로 코크스는 연소과정에서 연료로 사용되고 석회석은 탈황제로서 사용되며, 800~900℃에서 연소된다. 상기 정유부산 애시는 CaO성분을 함유하고 있어 고로슬래그미분말의 포졸란 반응을 촉진하는 효과를 발휘한다. 따라서 시멘트 대체재 내지 혼화재로서 우수한 특성을 지니고 있다.The refinery Busan ash refers to a by-product generated after the coke and limestone are burned together in a fluidized bed combustion furnace such as a fluidized bed combustion boiler. Specifically, coke is used as fuel in the combustion process, and limestone is used as a desulfurization agent and is burned at 800 to 900 ° C. The essential oil by-acid ash contains a CaO component, and has an effect of promoting the pozzolanic reaction of the blast furnace slag powder. Therefore, it has excellent properties as a cement substitute or admixture.

구체적으로 상기 정유부산 애시는 CaO 30~60wt%, SO3 10~40wt%, SiO2 0.1~10wt%, Al2O3 0.1~10wt%, MgO 0.1~5wt%, NaO 0.1~2wt% 등을 함유하고 있으며, 분말도는 2,000~8,000㎠/g 정도이다.Specifically, the refined by-product ash contains 30 to 60 wt% of CaO, 10 to 40 wt% of SO 3 , 0.1 to 10 wt% of SiO 2, 0.1 to 10 wt% of Al 2 O 3 , 0.1 to 5 wt% of MgO, and 0.1 to 2 wt% of NaO. The powder degree is about 2,000-8,000 cm <2> / g.

상기 CaO의 대부분은 Free CaO로서 수화반응 과정에서 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 생성하게 되고, 자경효과에 의해 초기강도를 발휘하게 한다. 또한 수산화칼슘에서 방출되는 Ca2+이온은 고로슬래그 미분말에 포함되어 있는 규산염(SiO2)이나 알루민산염(Al2O3)과 반응하여 칼슘실리케이트 수화물(CSH) 및 칼슘알루미네이트 수화물(CAH) 등을 생성함으로써 경화되는 특징을 보여 시멘트와 유사한 수화반응 메커니즘을 나타낸다.Most of the CaO is free CaO to produce calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) during the hydration reaction, and exhibits the initial strength by the magnetic mirror effect. In addition, Ca 2+ ions released from calcium hydroxide react with silicate (SiO 2 ) or aluminate (Al 2 O 3 ) contained in blast furnace slag powder, such as calcium silicate hydrate (CSH) and calcium aluminate hydrate (CAH) It exhibits a hardening characteristic by producing a hydrate, indicating a hydration reaction mechanism similar to cement.

또한, 상기 SO3는 초기 용해도가 높아 시멘트에 응결지연제로 작용하지만, 잠재수경성을 나타내는 고로슬래그에 대해서는 반응촉진제 작용을 하여 초기 작업성 확보 및 강도 발현에도 중요한 역할을 한다.In addition, the SO 3 has a high initial solubility and acts as a coagulant retardant to cement, but acts as a reaction accelerator for blast furnace slag exhibiting latent hydrophobicity and plays an important role in securing initial workability and developing strength.

또한, 상기 MgO는 Free CaO에서 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응하여 Mg(OH)2를 생성하고 부피 팽창을 일으키는 성질이 있어 장기 재령에서 균열을 저감시키는 효과가 있다.In addition, the MgO reacts with calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) produced in Free CaO to produce Mg (OH) 2 and cause volume expansion, which has the effect of reducing cracking in long-term age.

상기 정유부산 애시가 가지는 상기의 성분들로 인하여 본 발명에 따른 고로슬래그 시멘트 조성물이 콘크리트 또는 모르타르에 적용되는 경우에는 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH) 또는 규산나트륨(Sodium Silicates) 등과 같은 고가의 활성화제의 사용량도 줄일 수 있게 된다.
When the blast furnace slag cement composition according to the present invention is applied to concrete or mortar due to the above components of the refined by-product ash, such as sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) or sodium silicate (Sodium Silicates) The amount of activator can be reduced.

아래의 [표 1]에는 보통포틀랜드 시멘트 60중량부 및 고로슬래그 미분말 40중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 각각 1중량부, 7.5중량부, 15중량부, 22.5중량부, 30중량부, 37.5중량부 및 45중량부가 상기 정유부산 애시로 치환되었을 때의 물성에 대해 시험을 실시한 자료가 나타나 있다.In Table 1 below, in the blast furnace slag cement composition consisting of 60 parts by weight of ordinary Portland cement and 40 parts by weight of blast furnace slag powder, 1 part by weight, 7.5 parts by weight, 15 parts by weight, and 22.5 parts by weight of the blast furnace slag fine powder, 100 parts by weight, respectively. Part, 30 parts by weight, 37.5 parts by weight and 45 parts by weight of the test was carried out on the physical properties when the essential oil by-product ash is substituted.

구체적으로 시험은 각 배합비에 따른 고로슬래그 시멘트 조성물 450g±2g, 모래 1350g±5g 및 물 225g±1g을 혼합하여 모르타르를 제조한 다음 KS L ISO 679(시멘트의 강도시험방법)에 의거하여 수행되었으며, C는 보통포틀랜드 시멘트, SP는 고로슬래그 미분말, JA는 정유부산 애시를 각각 의미한다.
Specifically, the mortar was prepared by mixing 450 g ± 2 g of blast furnace slag cement composition, 1350 g ± 5 g of sand, and 225 g ± 1 g of water according to each compounding ratio, and then conducted according to KS L ISO 679 (method strength test method). C means ordinary Portland cement, SP means blast furnace slag fine powder, and JA means refined Busan ash.


배합비(wt%)Compounding ratio (wt%) Flow(㎜)
Flow (mm)
압축강도(㎫)Compressive strength (MPa) CC SPSP JAJA 3일3 days 7일7 days 28일28th 배합비 1Compounding ratio 1 60.060.0 40.040.0 -- 9696 21.321.3 32.932.9 63.063.0 배합비 2Compounding ratio 2 60.060.0 39.639.6 0.40.4 9797 21.621.6 32.932.9 63.063.0 배합비 3Compounding ratio 3 60.060.0 37.037.0 3.03.0 9898 22.622.6 32.932.9 63.263.2 배합비 4Compounding ratio 4 60.060.0 34.034.0 6.06.0 9898 23.523.5 33.433.4 63.463.4 배합비 5Compounding ratio 5 60.060.0 31.031.0 9.09.0 9999 23.923.9 33.633.6 63.763.7 배합비 6Compounding ratio 6 60.060.0 28.028.0 12.012.0 9999 24.324.3 33.533.5 63.563.5 배합비 7Compounding ratio 7 60.060.0 25.025.0 15.015.0 9898 24.524.5 33.133.1 63.163.1 배합비 8Compounding ratio 8 60.060.0 22.022.0 18.018.0 9595 24.924.9 32.532.5 61.561.5

[표 1]을 살펴보면 보통포틀랜드 시멘트 60중량부 및 고로슬래그 미분말 40중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 각각 1중량부, 7.5중량부, 15중량부, 22.5중량부, 30중량부 및 37.5중량부가 상기 정유부산 애시로 치환된 배합비 2 내지 배합비 7의 경우에는 배합비 1에 비하여 유동성이 소폭 증대될 뿐만 아니라 압축강도의 발현 면에서 있어서 재령 3일에서의 초기강도 발현이 우수하며, 재령 7일과 재령 28일에서도 동등하거나 우수한 수준을 보이는 것을 확인할 수 있다.Looking at Table 1 in the blast furnace slag cement composition consisting of 60 parts by weight of ordinary Portland cement and 40 parts by weight of blast furnace slag powder, 1 part by weight, 7.5 parts by weight, 15 parts by weight, 22.5 parts by weight of the blast furnace slag fine powder 100 parts by weight, respectively. , 2 to 7 parts by weight of 30 parts by weight and 37.5 parts by weight of the refined by-product ash ash not only increases the fluidity slightly compared to the compounding ratio 1 but also in terms of the expression of compressive strength, the initial strength expression at 3 days It is excellent, and it can be seen that they are equal or superior at 7 days and 28 days of age.

그러나 보통포틀랜드 시멘트 60중량부 및 고로슬래그 미분말 40중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 45중량부가 정유부산 애시로 치환된 배합비 8의 경우 3일 재령에서의 압축강도만이 배합비 1에 비하여 우수할 뿐, 유동성 및 재령 7일과 재령 28일에서의 압축강도는 배합비 1에 비하여 저하된 것을 확인할 수 있다.However, in the blast furnace slag cement composition consisting of 60 parts by weight of ordinary Portland cement and 40 parts by weight of blast furnace slag, the compressive strength at the age of 3 days only in the case of the compounding ratio 8 in which 45 parts by weight to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder is substituted with refined by-product ash Only superior to the compounding ratio 1, it was confirmed that the fluidity and the compressive strength at 7 days and 28 days of age were lower than the compounding ratio 1.

따라서 보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말의 일부는 상기 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환되되 그 비율은 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 이상 40중량부 이하가 되는 것이 바람직하다고 판단된다. 만약 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 미만이 상기 정유부산 애시로 치환될 경우 그 치환으로 인한 효과가 미미할 것으로 판단된다.
Therefore, in the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of ordinary Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag, part of the blast furnace slag powder is an essential oil by-product ash produced by burning coke as a by-product of the refinery process with limestone. It is determined that the ratio is preferably 1 part by weight to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder. If less than 1 part by weight compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder is substituted with the refined by-acid ash, the effect of the substitution is considered to be insignificant.

한편, 본 발명은 보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 이상 40중량부 이하는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환되되, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 20 중량부 이하(0중량부는 제외)는 고로괴재슬래그인 것을 특징으로 할 수도 있다.On the other hand, the present invention in the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of ordinary Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag, 1 part by weight or more and 40 parts by weight or less compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder by-products of the refinery process Phosphorous coke is replaced with the refined by-product ash generated by burning with limestone, 20 parts by weight or less (excluding 0 parts by weight) compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder may be characterized in that the blast furnace slag.

고로괴재슬래그란 고로슬래그를 대기 중에서 서냉시킨 것으로 겔레나이트와 아커마나이트의 고용체로 구성되어 있는 메릴라이트 결정 화합물과 α-C2S로 이루어져 있다. 괴상태로 배출되어 종래에는 주로 성토재 등으로 활용되어 왔는데 이를 시멘트 조성물에 포함시킬 경우 고로괴재슬래그가 함유하고 있는 SO4 2-의 황산화물에 의해 고로수재슬래그의 비결정질 피막을 파괴하여 Ca2+, Al2+ 등의 용출이 용이하게 되고, 용출이온들이 Ca(OH)2 및 C-S-H계 수화물 등을 생성하게 된다. 이때 잉여 황산화물은 침상형의 구조를 가지는 에트링가이트 수화생성물을 생성시킴으로서 수화체 내부의 조직을 치밀화하여 경화체의 압축강도를 향상시킬 수 있다. 따라서 고로슬래그 미분말과 보통포틀랜드 시멘트로 구성되어 있는 조성물에서 상기 고로슬래그 미분말의 일부를 고로괴재슬래그로 치환해줄 경우 경화의 촉진 및 압축강도 향상을 기대할 수 있다.Blast furnace slag is the slow cooling of the blast furnace slag in the air, and consists of a merilite crystal compound composed of a solid solution of gelenite and akermanite, and α-C 2 S. Is discharged to the ingot state Ca to the prior art, mainly it destroys the amorphous film of the blast furnace granulated slag by the sulfur oxides of SO 4 2- contained in the blast furnace slag is lump ore, the inclusion picked is used as such in this cement composition seongtojae 2+, Elution of Al 2+ is facilitated, and the elution ions produce Ca (OH) 2 and CSH hydrates. In this case, the surplus sulfur oxides can increase the compressive strength of the cured body by densifying the internal structure of the hydrated body by generating an ettringite hydration product having a needle-like structure. Therefore, when a part of the blast furnace slag fine powder is replaced with the blast furnace slag in the composition consisting of fine blast furnace slag and ordinary portland cement, it is expected to promote hardening and improve compressive strength.

본 발명에서는 고로괴재슬래그 가운데 골재로 사용되고 남은 5㎜ 이하분을 사용한다. 구체적으로 상기 고로괴재슬래그는 5㎜ 이하분을 파쇄한 것으로서 분말도가 브레인(blaine) 비표면적으로 3,000~10,000㎠/g인 것이 바람직하다.
In the present invention, the remaining 5 mm or less used as aggregate in the blast furnace slag slag is used. Specifically, the blast furnace slag is crushed 5 mm or less, it is preferable that the powder degree is 3,000 ~ 10,000 cm2 / g of the specific surface area of the brain (blaine).

아래의 [표 2]에는 보통포틀랜드 시멘트 50중량부 및 고로슬래그 미분말 50중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 10중량부가 정유부산 애시로 치환되어 있으며, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 각각 5중량부, 15중량부 및 25중량부가 고로괴재슬래그인 경우의 물성에 대해 시험을 실시한 자료가 나타나 있다.In Table 2 below, 10 parts by weight of the blast furnace slag fine powder 100 parts by weight of the blast furnace slag cement composition consisting of 50 parts by weight of ordinary Portland cement and 50 parts by weight of blast furnace slag is replaced with refined by-product ash ash, the blast furnace slag fine powder 100 5, 15, and 25 parts by weight of the blast furnace slag, respectively, were tested for the physical properties.

구체적으로 시험은 각 배합비에 따른 고로슬래그 시멘트 조성물 450g±2g, 모래 1350g±5g 및 물 225g±1g을 혼합하여 모르타르를 제조한 다음 KS L ISO 679(시멘트의 강도시험방법)에 의거하여 수행되었으며, C는 보통포틀랜드 시멘트, SP는 고로슬래그 미분말, AS는 고로괴재슬래그, JA는 정유부산 애시를 각각 의미한다.
Specifically, the mortar was prepared by mixing 450 g ± 2 g of blast furnace slag cement composition, 1350 g ± 5 g of sand, and 225 g ± 1 g of water according to each compounding ratio, and then conducted according to KS L ISO 679 (method strength test method). C means ordinary Portland cement, SP means blast furnace slag fine powder, AS means blast furnace lump slag, and JA means refined Busan ash.


배합비(wt%)Compounding ratio (wt%) Flow(㎜)
Flow (mm)
압축강도(㎫)Compressive strength (MPa) CC SPSP ASAS JAJA 3일3 days 7일7 days 28일28th 배합비 1Compounding ratio 1 50.050.0 45.045.0 -- 5.05.0 9999 20.220.2 30.930.9 58.058.0 배합비 2Compounding ratio 2 50.050.0 42.7542.75 2.252.25 5.05.0 103103 21.421.4 33.233.2 62.062.0 배합비 3Compounding ratio 3 50.050.0 38.2538.25 6.756.75 5.05.0 105105 22.322.3 36.136.1 61.961.9 배합비 4Compounding ratio 4 50.050.0 33.7533.75 11.2511.25 5.05.0 107107 19.019.0 30.030.0 55.055.0

[표 2]를 살펴보면 보통포틀랜드 시멘트 50중량부 및 고로슬래그 미분말 50중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 10중량부가 정유부산 애시로 치환되어 있으며, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 각각 5중량부 및 15 중량부가 고로괴재슬래그로 되어 있는 배합비 2 및 배합비 3이 배합비 1에 비하여 유동성이 높고, 압축강도의 발현도 초기부터 우수한 것을 확인할 수 있다.Looking at Table 2, in the blast furnace slag cement composition consisting of 50 parts by weight of ordinary Portland cement and 50 parts by weight of blast furnace slag powder, 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder is substituted with refined by-product ash ash and 100 parts by weight of the blast furnace slag powder. It can be confirmed that the compounding ratio 2 and the compounding ratio 3, each of which is 5 parts by weight and 15 parts by weight of the blast furnace slag, are higher in fluidity than the compounding ratio 1 and excellent in the expression of compressive strength from the beginning.

그러나 배합비 4의 경우 유동성은 배합비 1에 비하여 우수해지지만 압축강도의 발현면에서 저하가 일어나는 것을 확인할 수 있다.However, in the case of the compounding ratio 4, the fluidity is superior to the compounding ratio 1, but it can be seen that the decrease occurs in the expression of compressive strength.

따라서 보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서, 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 이상 40중량부 이하는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 연소되어 발생하는 정유부산 애시로 치환되되 상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 20 중량부 이하(0중량부는 제외)는 고로괴재슬래그인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다고 판단된다.
Therefore, in the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of ordinary Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag, coke is a by-product of an oil refining process that is 1 part by weight to 40 parts by weight of 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder. Substituted with refined by-product ash generated by combustion, but 20 parts by weight or less (excluding 0 parts by weight) compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag fine powder is determined to be characterized in that the blast furnace slag.

이상에서 본 발명에 관하여 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 다소간의 수정 및 변형이 가능할 것이므로 본 발명의 청구범위는 위의 실시예에 한정되지 않고 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.The present invention has been described above in detail with reference to specific examples. However, since some modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention, the claims of the present invention are not limited to the above embodiments, but include modifications and variations that fall within the true scope of the invention.

Claims (5)

보통포틀랜드 시멘트 30~70중량부 및 고로슬래그 미분말 30~70중량부로 이루어진 고로슬래그 시멘트 조성물에서,
상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 1중량부 이상 40중량부 이하는 정유공정의 부산물인 코크스가 석회석과 함께 800~900℃에서 연소되어 발생하는 부산물로서 CaO 30~60wt%, SO3 10~40wt%, MgO 0.1~5wt%를 포함하는 정유부산 애시로 치환된 것을 특징으로 하고,
상기 CaO는 수화반응 과정에서 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 생성하며, 상기 수산화칼슘(Ca(OH)2)에서 방출되는 Ca2+이온은 고로슬래그 미분말에 포함되어 있는 규산염(SiO2)이나 알루민산염(Al2O3)과 반응하여 칼슘실리케이트 수화물(CSH) 및 칼슘알루미네이트 수화물(CAH) 등을 생성함으로써 경화되는 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물.
In the blast furnace slag cement composition consisting of 30 to 70 parts by weight of ordinary Portland cement and 30 to 70 parts by weight of blast furnace slag fine powder,
1 to 40 parts by weight compared to 100 parts by weight of the blast furnace slag powder is a byproduct of coke, a byproduct of the refinery process, burned at 800 to 900 ° C with limestone, and CaO 30 to 60 wt% and SO 3 10 to 40 wt%. , MgO 0.1 to 5wt% characterized in that the substituted with essential oils ash,
The CaO generates calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) during the hydration reaction, and Ca 2+ ions released from the calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) are silicate (SiO 2 ) or alumina contained in the blast furnace slag powder. Blast furnace slag cement composition, characterized in that it is cured by reacting with phosphate (Al 2 O 3 ) to produce calcium silicate hydrate (CSH), calcium aluminate hydrate (CAH) and the like.
삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 고로슬래그 미분말 100중량부 대비 20 중량부 이하(0중량부는 제외)는 고로괴재슬래그인 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물.
In claim 1,
20 parts by weight or less (excluding 0 parts by weight) of the blast furnace slag fine powder 100 parts by weight is blast furnace slag cement composition, characterized in that the blast furnace slag.
제4항에서,
상기 고로괴재슬래그는 5㎜ 이하분을 파쇄한 것으로서 분말도가 브레인(blaine) 비표면적으로 3,000~10,000㎠/g인 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물.5. The method of claim 4,
The blast furnace slag cement composition is a blast furnace slag cement composition, characterized in that the crushed powder 5mm or less, the powder degree is 3,000 ~ 10,000cm2 / g of the specific surface area of the brain (blaine).
KR20120105642A 2012-09-24 2012-09-24 Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process KR101286030B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120105642A KR101286030B1 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120105642A KR101286030B1 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101286030B1 true KR101286030B1 (en) 2013-07-19

Family

ID=48997352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20120105642A KR101286030B1 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101286030B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160140114A (en) * 2015-05-29 2016-12-07 (주)제이엔티아이엔씨 cement mortar compositon and cement mortar comprising the same, method thereof
KR101772136B1 (en) * 2017-01-05 2017-08-28 주식회사 신창이엔씨 Asphalt composition and manufacturaring method thereof
KR101917820B1 (en) 2017-03-28 2018-11-12 주식회사 대웅 Binder composition
KR102649805B1 (en) 2022-11-14 2024-03-21 (주)에스피에스엔에이 Active Blast Furnace Slag Fine Powder Containing Slag Stimulanting Materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030008264A (en) * 2001-07-19 2003-01-25 대한시멘트 주식회사 Blast-furnace slag cement composition improved initial compression
KR100592781B1 (en) 2005-07-19 2006-06-28 한국후라이애쉬시멘트공업(주) Water-permeable concrete composition using bottom ash
KR100654095B1 (en) 2004-06-29 2006-12-05 쌍용양회공업(주) Chloride-shielding cement for marine concrete and its composition
KR101033960B1 (en) * 2010-12-28 2011-05-11 주식회사한국포조텍 Self-levelling mixture for the prevention of noise

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030008264A (en) * 2001-07-19 2003-01-25 대한시멘트 주식회사 Blast-furnace slag cement composition improved initial compression
KR100654095B1 (en) 2004-06-29 2006-12-05 쌍용양회공업(주) Chloride-shielding cement for marine concrete and its composition
KR100592781B1 (en) 2005-07-19 2006-06-28 한국후라이애쉬시멘트공업(주) Water-permeable concrete composition using bottom ash
KR101033960B1 (en) * 2010-12-28 2011-05-11 주식회사한국포조텍 Self-levelling mixture for the prevention of noise

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160140114A (en) * 2015-05-29 2016-12-07 (주)제이엔티아이엔씨 cement mortar compositon and cement mortar comprising the same, method thereof
KR101693794B1 (en) * 2015-05-29 2017-01-09 (주)제이엔티아이엔씨 cement mortar compositon and cement mortar comprising the same, method thereof
KR101772136B1 (en) * 2017-01-05 2017-08-28 주식회사 신창이엔씨 Asphalt composition and manufacturaring method thereof
KR101917820B1 (en) 2017-03-28 2018-11-12 주식회사 대웅 Binder composition
KR102649805B1 (en) 2022-11-14 2024-03-21 (주)에스피에스엔에이 Active Blast Furnace Slag Fine Powder Containing Slag Stimulanting Materials
KR20240070380A (en) 2022-11-14 2024-05-21 (주)에스피에스엔에이 Slag Cement Composition Containing Slag Stimulanting Materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101525035B1 (en) Binder composition
KR101078951B1 (en) Slag powder composition and concrete composition comprising the same
KR101530246B1 (en) Concreat admixture composition
KR101296589B1 (en) Admixture composite for secondary product of concrete
KR101201924B1 (en) High Functional Binder Composition for Carbon Dioxide Reduction Displaying Properties of Early Strength
KR20080102114A (en) Composition of blended cement using high-volume industrial by-products and method of thereof
KR101286030B1 (en) Blast furnace slag cement containing by-products of petroleum refinery process
CN112851264A (en) High-temperature-resistant concrete based on iron tailings and steel slag powder
KR101610648B1 (en) Blast furnace slag agent
KR20180099598A (en) Binder for secondary concrete product and manufacturing method of secondary concrete product
KR20180027888A (en) Soft ground surface mixing and soil pavement process
KR20190048989A (en) Rapid hardening inorganic binder using Self-heating circulating fluidized bed boiler bottom ash
KR102181104B1 (en) Cement for hardening accelerated secondary concrete product using industrial by-products
KR101520327B1 (en) Filler composition for asphaltic paving
KR101790542B1 (en) Low cement type binder composition
KR102114016B1 (en) Hybrid Hydration Heat Reducer and Concrete Composition Using the Same
KR101345203B1 (en) Low alkali non-cement concrete composition with tannin and block unit comprising the same
KR102229835B1 (en) A mixture of liquid and powder components that stimulate the latent hydraulicity of blast furnace slag cement, and blast furnace slag cement containing the same
KR20140145514A (en) Filler composition for asphaltic paving
KR102144170B1 (en) Slag cement composition
KR101237710B1 (en) Filler composition for asphaltic paving
KR101409784B1 (en) Admixture for concrete comprising high calcium ash and Fly-ash
KR101752156B1 (en) Binder composition agent
KR102119471B1 (en) Inorganic binder composition capable of promoting heat generation and resistance to cold
KR101292127B1 (en) Manufacturing method of slag powder comprising electric arc furnace oxidizing slag ＆ Concrete Composition

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160704

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170711

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190710

Year of fee payment: 7