KR101323591B1 - Concrete composition using the electric arc furnace oxidizing slag and second articles prepared with the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기로 산화슬래그를 이용한 콘크리트 조성물 및 이로부터 제조된 2차 제품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기로 산화슬래그 굵은 골재 및 잔골재를 단독 또는 혼합으로 사용하고, 포졸란계 혼화제를 포함하는 시멘트 및 물을 포함하여 구성되며, 특정 자극제를 특정의 함량으로 포함하는 콘크리트 조성물 및 2차 가공물을 제공한다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 특정 자극제의 효과로서 초기 경화가 촉진되는 동시에 해수 및 오염수 등에 대한 저항성이 향상되어 컬버트나 방파제 블록, 수로관 등에 사용되기 적합하다.The present invention relates to a concrete composition using an electric furnace oxidized slag and a secondary product prepared therefrom, and more particularly to cement using an electric furnace slag coarse aggregate and fine aggregate alone or in a mixture and comprising a pozzolanic admixture. And water, to provide a concrete composition and a secondary workpiece comprising a specific stimulant in a specific content.
The concrete composition according to the present invention is suitable for use in cultverts, breakwater blocks, water pipes, etc., due to the effect of a specific stimulant, which promotes initial hardening and improves resistance to seawater and contaminated water.
Description
본 발명은 전기로 산화슬래그를 이용한 콘크리트 조성물 및 이로부터 제조된 2차 제품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초기 경화를 촉진하는 동시에 해수 및 오염수 등에 대한 저항성이 향상된 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 2차 제품에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete composition using an electric oxide slag and a secondary product prepared therefrom, and more particularly, to promote initial curing and to improve resistance to seawater and contaminated water, etc., and a secondary product using the same. It is about.
일반적으로, 고로슬래그 골재는 일찍부터 콘크리트용 잔골재 및 굵은골재로 규격화되어 있다. 하지만, 제강 슬래그는 유리석회(유리 산화칼슘(Free-CaO))에 의한 부피팽창으로 인하여 도로용 골재, 성토재와 같은 비교적 저급한 토목용 재료로만 활용되어 왔고 콘크리트용 골재로 사용되는 데는 한계가 있었다.In general, blast furnace slag aggregates are standardized into fine aggregates and coarse aggregates for concrete. However, steel slag has been used only as a relatively low-grade civil engineering material such as road aggregates and sediments due to the volume expansion by glass lime (free calcium oxide (Free-CaO)), and has been limited to be used as concrete aggregates.
이와 같이 제강 슬래그가 콘크리트용 골재로 사용되기 어려운 이유는 슬래그 형성 과정에서 완전히 슬래그화 되지 않은 생석회 즉 유리석회가 남아 있어서, 이러한 유리석회가 이후에 물과 반응하여 Ca(OH)2 상태가 되면서 부피팽창을 야기하고 부피 팽창은 콘크리트의 균열 및 파괴의 원인이 되기 때문이다. The reason why steelmaking slag is difficult to be used as aggregate for concrete is that quick slag which is not completely slag, that is, glass lime, remains in the slag formation process, and this glass lime is subsequently reacted with water to become Ca (OH) 2 volume. It causes expansion and volume expansion causes cracking and destruction of concrete.
제강슬래그 중 전기로슬래그는 용강 제조 공정에 따라 환원공정에서 발생되는 전기로 환원슬래그와 산화공정에서 발생되는 전기로 산화슬래그로 나뉜다.Among steelmaking slag, electric furnace slag is divided into electric furnace slag generated in reduction process and electric furnace oxide slag generated in oxidation process according to molten steel manufacturing process.
이 중 전기로 환원슬래그와 달리 전기로 산화슬래그는 유리석회 함유량이 적어 부피 팽창에 대한 우려가 크지 않아 최근 콘크리트용 골재로 사용할 수 있도록 규격이 제정되었다. Of these, unlike furnace furnace slag, furnace oxide slag has low glass lime content, so there is little concern about volume expansion, so the standard has recently been enacted to be used as aggregate for concrete.
최근에는 자연골재가 점차 고갈되어 가고, 이에 따라 슬래그 골재도 콘크리트용 골재로 사용하고자 하는 시도가 많아지고 있다. 이러한 종래기술을 소개하면 다음과 같다.Recently, natural aggregates are gradually depleted, and thus, there are many attempts to use slag aggregates as concrete aggregates. When introducing such a prior art.
우선, 일본 공개특허공보 평5-279095호에서는 전로슬래그, 용선 예비처리 슬래그를 직경 5mm 이하로 풍쇄, 구상화하여 콘크리트용 골재로 사용하고 있다. 그러나 상기 종래기술에서는 제강슬래그를 잔골재로만 사용하고 있어, 굵은 골재를 추가로 투입하여야 하는 문제점이 있다.First, Japanese Laid-Open Patent Publication No. H5-279095 is used to convert the converter slag and the molten iron pretreatment slag into a concrete aggregate by blowing and spheroidizing a diameter of 5 mm or less. However, since the steelmaking slag is used only as a fine aggregate in the related art, there is a problem in that a thick aggregate is additionally added.
또한, 일본 공개특허공보 2001-130945호는 제강슬래그를 콘크리트용 굵은골재로 사용한 예로써, 에이징(aging) 처리한 제강슬래그 굵은골재 및 잔골재, 고로슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 실리카 퓸을 사용하여 콘크리트를 제조하고 있다. 상기 에이징처리는 일종의 화학적 안정화를 도모하기 위한 것이다. 이에 상기 종래기술에서 양호한 콘크리트를 만들기 위해서는 고로슬래그 미분말을 50% 이상 첨가하거나, 고로슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 실리카 퓸 혼합량의 합이 50% 이상이 되어야 한다. 그러나 상기와 같이 고로슬래그 미분말을 50% 이상 첨가하게 되면, 초기강도가 낮아질 가능성이 있어, 실제 현장에서의 몰드 및 거푸집 사용시 작업 효율이 떨어져 공사기간이 길어지는 문제점이 있었다. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-130945 is an example in which steelmaking slag is used as coarse aggregate for concrete, and concrete using aging-treated steel slag coarse aggregate and fine aggregate, blast furnace slag powder, fly ash, and silica fume is used. Manufacture. The aging treatment is intended to achieve some kind of chemical stabilization. Therefore, in order to make a good concrete in the prior art, 50% or more of the blast furnace slag fine powder, or the sum of the blast furnace slag fine powder, fly ash, silica fume mixture amount should be 50% or more. However, when the blast furnace slag fine powder is added to 50% or more as described above, there is a possibility that the initial strength is lowered, there is a problem that the working period is lowered when the mold and formwork in the actual site is used, the construction period is long.
또한, 일본 공개특허공보 2003-2726호에서는 제강슬래그를 골재로 사용하였지만 성형방법이 일반적인 콘크리트 제조방법이 아닌 가압성형법 등의 특수한 방법을 사용한 것이다. 따라서, 상기 종래기술로는 대형 구조물을 만들 수 없는 문제점이 있다.In addition, although Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-2726 uses steelmaking slag as aggregate, the molding method is a special method such as a press molding method, rather than a general concrete manufacturing method. Therefore, there is a problem in that the prior art can not make a large structure.
또한, 일본 공개특허공보 2002-179451호에서는 제강슬래그를 골재로 사용하고 고로 수쇄슬래그 입자를 20~70% 혼합하여 기존 콘크리트 제조방법으로 콘크리트를 제조하였다. 상기 종래기술에서는 전기로슬래그의 유리석회에 의한 팽창은 고로슬래그의 가용성 규산에 의해서 억제된다고 하였다. 그러나 고로 슬래그 입자에서 용출되는 가용성 규산의 양과 속도는 유리석회가 물과 반응하여 Ca(OH)2가 되는 반응에 비하여 대단히 느리다. 따라서 양생기간이 장기간 소요되는 문제점이 있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-179451 uses steelmaking slag as aggregate and blast-furnace crushing slag particles are mixed by 20 to 70% to prepare concrete by the existing concrete manufacturing method. In the prior art, expansion of the furnace slag by free lime is suppressed by soluble silicic acid of the blast furnace slag. However, the amount and rate of soluble silicic acid eluted from blast furnace slag particles is much slower than the reaction of free lime reacting with water to form Ca (OH) 2 . Therefore, there is a problem that the curing period takes a long time.
또한, 대한민국등록특허 제0592870호에서는 물유리를 첨가제로 사용하여 전로슬래그의 팽창을 억제하고 초기강도 저하 문제 해결할 수 있는 기술을 제안하고 있다. 여기에서는 전로슬래그를 콘크리트용 골재로 사용할 때 유리석회에 의해 생성된 Ca(OH)2를 물유리에서 해리된 가용성 규산이 곧바로 반응하여 이후의 팽창을 억제할 수 있다고 기술하고 있다. 그러나 본 발명에서와 같이 팽창 문제가 거의 없는 전기로 산화슬래그를 굵은 골재 및 잔골재로 사용하고 초기 경화 속도 및 내해수성 강화를 위해 특정 자극제를 사용하는 본 발명의 특징과는 관련이 없다. In addition, the Republic of Korea Patent No. 0592870 proposes a technology that can suppress the expansion of the converter slag and solve the problem of the initial strength by using water glass as an additive. This paper describes that when the converter slag is used as aggregate for concrete, soluble silicic acid dissociated from water glass reacts directly with Ca (OH) 2 produced by glass lime to inhibit subsequent expansion. However, it is not related to the characteristics of the present invention, which uses the oxidized slag as coarse aggregate and fine aggregate with little expansion problem as in the present invention, and uses a specific stimulant for strengthening initial curing rate and seawater resistance.
또한, 일본등록특허 제3582263호는 제강 슬래그를 이용한 수화 경화체에 관한 것으로, 전로 슬래그를 이용하여 사용 중에 유리석회(CaO)의 수화 반응에 의한 파괴가 일어나지 않는 콘크리트를 제안하고 있으며, 풍쇄처리 없이 잠재 수경성을 가지는 실리카 함유 물질과 포졸란 반응성을 가지는 실리카 함유 물질을 이용함으로써 풍쇄처리 없이도 수화 반응에 의한 파괴가 일어나지 않는 콘크리트를 제조할 수 있다고 기술하고 있다. 그러나 본 발명에서와 같이 팽창 문제가 거의 없는 전기로 산화슬래그를 굵은 골재 및 잔골재로 사용하고 초기 경화 속도 및 내해수성 강화를 위해 특정 자극제를 사용하는 본 발명의 특징과는 관련이 없다. In addition, Japanese Patent No. 3652263 relates to a hydrated hardened body using steelmaking slag, and proposes concrete that does not cause destruction by hydration reaction of free lime (CaO) during use by using converter slag. It is described that by using a silica-containing material having a hydraulic property and a silica-containing material having a pozzolanic reactivity, concrete can be produced that is not destroyed by a hydration reaction even without a blow-off treatment. However, it is not related to the characteristics of the present invention, which uses the oxidized slag as coarse aggregate and fine aggregate with little expansion problem as in the present invention, and uses a specific stimulant for strengthening initial curing rate and seawater resistance.
또한, 일본공개특허 제2002-047052호는 콘크리트 제조 방법에 관한 것으로, 조골재 및 세골재로서 제강슬래그를 이용하고, 플라이 애시, 고로시멘트, 물을 이용하여 콘크리트를 제조는 기술에 관하여 기술하고 있다. 그러나 본 발명에서와 같이 팽창 문제가 거의 없는 전기로 산화슬래그를 굵은 골재 및 잔골재로 사용하고 초기 경화 속도 및 내해수성 강화를 위해 특정 자극제를 사용하는 본 발명의 특징과는 관련이 없다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-047052 relates to a method for producing concrete, and describes a technique of manufacturing concrete using steel ash slag as coarse aggregate and fine aggregate, and using fly ash, blast furnace cement, and water. However, it is not related to the characteristics of the present invention, which uses the oxidized slag as coarse aggregate and fine aggregate with little expansion problem as in the present invention, and uses a specific stimulant for strengthening initial curing rate and seawater resistance.
또한, 일본등록특허 제3569656호는 제강 슬래그 골재를 함유하고 고강도 콘크리트 구조물을 형성할 수 있는 콘크리트 조성물에 관하여 기술하며, 제강 슬래그 잔골재, 굵은골재와 고로시멘트, 플라이 애시를 포함하는 구성을 개시하고 있으나, 본 발명에서와 같이 팽창 문제가 거의 없는 전기로 산화슬래그를 굵은 골재 및 잔골재로 사용하고 초기 경화 속도 및 내해수성 강화를 위해 특정 자극제를 사용하는 본 발명의 특징과는 관련이 없다.In addition, Japanese Patent No. 3569656 describes a concrete composition containing steelmaking slag aggregate and capable of forming a high-strength concrete structure, and discloses a configuration including steelmaking slag aggregate, coarse aggregate and blast furnace cement, and fly ash. It is not related to the characteristics of the present invention, which uses oxidized slag as coarse aggregate and fine aggregate with little expansion problem as in the present invention, and uses a specific stimulant for strengthening initial curing rate and seawater resistance.
또한, 일본등록특허 제4171173호는 슬래그 골재를 이용한 콘크리트에 관한 것으로, 제강 슬래그와 용광로 수쇄 슬래그를 혼합한 골재를 이용하는 것에 관하여 기술하며, 제강슬래그를 조골재 및 세골재로 사용하고 용광로 슬래그와 시멘트를 사용한다는 점에서 특징이 있으나, 용광로 슬래그 골재를 제강 슬래그 골재와 혼합하여 사용한다는 점에서 본 발명과 차이가 있고, 본 발명에서와 같이 팽창 문제가 거의 없는 전기로 산화슬래그를 굵은 골재 및 잔골재로 사용하고 초기 경화 속도 및 내해수성 강화를 위해 특정 자극제를 사용하는 본 발명의 특징과는 관련이 없다.In addition, Japanese Patent No. 471173 relates to concrete using slag aggregates, and relates to using aggregates in which steelmaking slag and furnace crushing slag are mixed. Steelmaking slag is used as coarse aggregate and fine aggregate, and furnace slag and cement are used. Although it is characterized in that it is different from the present invention in that the furnace slag aggregate is used by mixing with the steelmaking slag aggregate, and as in the present invention, using the electric furnace oxidized slag as a coarse aggregate and fine aggregate with little expansion problem It is not relevant to the feature of the present invention to use specific stimulants for initial cure rate and seawater resistance enhancement.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 제강 슬래그 중 전로슬래그를 굵은 골재 및 잔골재로 사용하는 것이 아니라, 제강슬래그 중 유리석회에 따른 팽창 문제가 거의 없는 전기로 산화슬래그를 사용하여 이의 초기 경화 속도와 해수나 오염수 등에 대한 저항성을 향상시키는 기술 및 이를 이용한 2차 제품을 제공하고자 하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is not to use the converter slag of the existing steelmaking slag as coarse aggregate and fine aggregate, but using the electric furnace oxide slag with little expansion problem due to the glass lime of steelmaking slag and its initial curing rate and It is to provide a technology that improves resistance to seawater or polluted water and secondary products using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 In order to achieve the above object, the present invention
전기로 산화슬래그 굵은 골재 및 잔골재를 단독 또는 혼합으로 사용하고, 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬를 10:1 ~ 0.5:1의 비율로 혼합한 포졸란계 혼화재를 포함하는 시멘트 및 물을 포함하여 구성되며, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 망초(Na2SO4), 무수석고(CaSO4), 생석회(CaO) 및 수산화나트륨(NaOH) 중에서 선택된 1종의 자극제를 0.5 ~ 3 중량부로 혼입시켜, 상기 자극제가 포졸란계 혼화재를 포함하는 시멘트를 자극시켜 전기로 산화슬래그 굵은 골재 및 잔골재와 포졸란계 혼화재를 포함하는 시멘트와의 접착 및 부착효과를 높여 콘크리트의 초기강도가 향상되도록 하는 콘크리트 조성물을 제공한다.It is composed of cement and water, including pozzolan-based admixtures in which electric slag coarse aggregate and fine aggregate are used alone or as a mixture, and blast furnace slag fine powder and fly ash are mixed at a ratio of 10: 1 to 0.5: 1. 0.5 to 3 parts by weight of one stimulant selected from forget-me-not (Na 2 SO 4 ), anhydrous gypsum (CaSO 4 ), quicklime (CaO) and sodium hydroxide (NaOH) is added to 100 parts by weight of the cement. It provides a concrete composition to stimulate the cement containing the pozzolanic admixtures to improve the adhesion and adhesion of the coarse oxide slag and fine aggregates and the cement containing the pozzolanic admixtures to improve the initial strength of the concrete.
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또한 바람직하게는 전기로 산화슬래그 굵은 골재 및 잔골재를 단독 또는 혼합으로 사용하고, 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬를 10:1 ~ 0.5:1의 비율로 혼합한 포졸란계 혼화재를 포함하는 시멘트 및 물을 포함하여 구성되며, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 망초(Na2SO4), 무수석고(CaSO4), 생석회(CaO) 및 수산화나트륨(NaOH) 중에서 선택된 1종의 자극제를 0.5 ~ 3 중량부로 혼입시켜 콘크리트 조성물로 제조된 2차 제품을 제공한다.In addition, it is preferable to include cement and water, including pozzolan-based admixtures, in which electric slag coarse aggregates and fine aggregates are used alone or as a mixture, and blast furnace slag fine powder and fly ash are mixed at a ratio of 10: 1 to 0.5: 1. The stimulant is selected from 100 parts by weight of cement (Na 2 SO 4 ), anhydrous gypsum (CaSO 4 ), quicklime (CaO) and sodium hydroxide (NaOH) by mixing 0.5 to 3 parts by weight of one stimulant A secondary product made of a concrete composition is provided.
즉, 상기 콘크리트 조성물을 이용하여 제조된 박스 컬버트(box culvert), 방파제 블록, 테트라포드(tetrapod), 파일, 전신주, 암거, 수로관 또는 옹벽패널, 콘크리트 침목, 콘크리트 슬래브궤도 등과 같은 2차 제품을 제공한다.That is, a secondary product such as box culvert, breakwater block, tetrapod, pile, telephone pole, culvert, water pipe or retaining wall panel manufactured using the concrete composition, concrete sleeper, concrete slab track, etc. do.
또한 바람직하게는 상기 2차 제품은 프리캐스트 공법으로 제조되도록 하게 된다.Also preferably the secondary product is to be produced by the precast method.
본 발명에 따르면 아래와 같은 효과를 볼 수 있다.According to the present invention can see the following effects.
첫째, 콘크리트 조성물에 혼화재로 사용되는 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬가 양생 초기 경화 지연으로 인해 콘크리트 조성물의 초기 강도 저하를 보이지만, 상기의 자극제를 사용함으로 인해 초기 강도를 약 5~10% 정도 향상시키는 효과를 나타낸다. First, although the blast furnace slag powder and fly ash used as the admixture in the concrete composition show the initial strength degradation of the concrete composition due to the delay in curing the initial curing, the use of the above stimulant improves the initial strength by about 5 to 10%. Indicates.
둘째, 콘크리트 조성물에 전기로 산화슬래그 잔골재 및 굵은골재를 사용한 경우 전기로 산화슬래그 골재 자체의 약알칼리성으로 인해 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬의 자극 효과를 나타내고, 따라서 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬에 천연 골재를 사용한 강도보다 초기 강도 측면에서 약 5~10% 정도의 강도 향상을 나타낸다.Second, when the oxidized slag fine aggregate and coarse aggregate are used in the concrete composition, it shows the stimulating effect of blast furnace slag fine powder and fly ash due to the weak alkalinity of the oxidized slag aggregate itself. In terms of initial strength than the strength used, the strength is improved by about 5 to 10%.
셋째, 콘크리트 조성물에 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬용 자극제와 전기로 산화슬래그 잔골재 및 굵은골재를 동시에 사용한 경우 자극제를 사용하지 않으면서 천연골재만을 사용한 경우와 비교하면, 초기 강도 측면에서 15~25% 정도의 강도 향상을 나타내는데, 이는 전기로 산화슬래그 골재 표면에서 물리, 역학적인 결합력을 향상시킬 뿐만 아니라 자극제 중 일부가 전기로 산화슬래그 골재의 알칼리성분 용출을 자극시켜 표면 개질 효과를 나타내기 때문으로 판단된다.Third, when blast furnace slag fine powder and fly ash stimulant and electric furnace oxidized slag fine aggregate and coarse aggregate are used simultaneously in concrete composition, compared with the case of using only natural aggregate without stimulant, about 15 ~ 25% in terms of initial strength It is believed that this is due to the improvement of the physical and mechanical cohesion on the surface of the oxidized slag aggregate by electricity, as well as some of the stimulants, which stimulate the alkali component dissolution of the oxidized slag aggregate by the electricity, resulting in surface modification effect. .
넷째, 상기의 자극 효과와 물리, 역학적인 결합력 향상 및 표면 개질 효과를 프리캐스트 콘크리트 조성물에 적용하면 콘크리트 양생을 촉진하기 위한 증기 발생량을 줄임으로써 에너지 비용의 절감뿐만 아니라 CO2 발생을 억제할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Fourth, applying the above stimulating effects, physical and mechanical bonding and surface modification effects to the precast concrete composition can reduce CO 2 generation as well as reducing energy costs by reducing the amount of steam generated to promote concrete curing. You can expect the effect.
다섯째, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 박스 컬버트(box culvert), 침매터널용 프리캐스트 박스 컬버트, 방파제 블록, 테트라포드(tetrapod), 호안블록, 중력식 옹벽패널, 궤도용품(콘크리트 침목, 콘크리트 슬래브궤도) 등의 콘크리트 구조물에 사용하기에 적합하고, 본 기술을 통한 콘크리트 조성물을 사용할 경우 일반 콘크리트 조성물을 사용하는 경우보다 콘크리트 구조물의 공용기간을 늘릴 수 있다.Fifth, the concrete composition according to the present invention is a box culvert (box culvert), precast box culvert for seam tunnel, breakwater block, tetrapod (tetrapod), raft block, gravity retaining wall panel, track article (concrete sleeper, concrete slab track) Suitable for use in concrete structures, such as), using the concrete composition through the present technology can increase the common period of the concrete structure than when using a general concrete composition.
이하에서는 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 Concrete composition according to the present invention
전기로 산화슬래그 굵은 골재 및 잔골재를 단독 또는 혼합으로 사용하고, 포졸란계 혼화제를 포함하는 시멘트 및 물을 포함하여 구성되며, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 망초(Na2SO4), 무수석고(CaSO4), 생석회(CaO) 및 수산화나트륨(NaOH) 중에서 선택된 1종 이상의 자극제를 0.01~5.0 중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 한다. Coarse aggregates and fine aggregates are used as electricity alone or in combination, and include cement and water containing pozzolan-based admixtures, and based on 100 parts by weight of cement, manganese (Na 2 SO 4 ), anhydrous gypsum (CaSO 4 ), at least one stimulant selected from quicklime (CaO) and sodium hydroxide (NaOH) in an amount of 0.01 to 5.0 parts by weight.
본 발명에 있어서, 상기 포졸란계 혼화재는 고로 슬래그 미분말, 플라이 애쉬 및 실리카 퓸 중에서 선택되는 1종 이상 사용될 수 있고, 바람직하게는 고로 슬래그 미분말과 플라이애쉬의 혼합물이 사용될 수 있다. 이 때 그 혼합 비율은 특별히 한정하지는 않으나, 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬를 약 10:1 ~ 0.5:1의 비율로 사용할 수 있다. 또한, 플라이애쉬에는 미연탄소의 비율이 5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. In the present invention, the pozzolan-based admixture may be used at least one selected from blast furnace slag powder, fly ash and silica fume, preferably a mixture of blast furnace slag powder and fly ash may be used. At this time, the mixing ratio is not particularly limited, but blast furnace slag fine powder and fly ash may be used in a ratio of about 10: 1 to 0.5: 1. The fly ash is more preferably 5% or less of unburned carbon.
본 발명에서 상기 자극제는 혼화재인 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬 등의 경화를 촉진시킬 뿐만 아니라 서냉 방식으로 제조된 전기로 산화슬래그 골재 표면에서도 일부 자극 효과를 발휘하여 콘크리트의 강도를 향상시킨다.In the present invention, the stimulant not only promotes hardening of the blast furnace slag powder and fly ash, which are admixtures, but also exerts some stimulating effects on the surface of the furnace oxidized slag aggregate prepared by a slow cooling method, thereby improving the strength of concrete.
즉, 본 발명에서 상기 자극제는 혼화재인 고로슬래그 미분말과 플라이 애쉬 등과 화학적인 반응을 통하여 경화를 촉진시킬 뿐만 아니라, 냉각 과정에서 일반적으로 다량 발생하는 미세 기포 함유 전기로 산화슬래그 골재와 경화촉진된 결합재의 침상 반응생성물 간의 물리, 역학적인 결합력이 발휘되고, 전기로 산화슬래그 골재 표면에서도 일부 자극 효과를 발휘하여 콘크리트의 강도를 향상시키는 역할을 하게 된다.That is, in the present invention, the stimulant not only promotes hardening through chemical reactions such as blast furnace slag fine powder and fly ash, but also a fine bubble-containing electric furnace slag aggregate and hardening accelerator, which generally occur in the cooling process. Physical and mechanical bonding between the bed reaction products of the is exerted, and it also plays a role of improving the strength of the concrete by exerting some stimulating effect on the surface of the oxidized slag aggregate.
따라서 혼화재를 사용할 때 야기될 수 있는 초기 강도 저하의 약점을 보완함과 동시에 해수 및 오염수 등에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다. Therefore, it is possible to improve the resistance to seawater and contaminated water and at the same time to compensate for the weakness of the initial strength degradation that can be caused when using the admixture.
이러한 자극제로는 망초(Na2SO4), 무수석고(CaSO4), 생석회(CaO) 및 수산화나트륨(NaOH) 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 그 사용량은 시멘트 사용량 100 중량부를 기준으로 0.01~5.0 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 3.0 중량부이다. 상기 사용량이 0.01 중량부 미만이면 초기 강도 상승효과가 미미하므로 바람직하게는 0.5 중량부로부터 3% 중량부가 되도록 하는 것이 바람직하고, 5.0 중량부를 초과하면 내해수성이 오히려 저하되는 문제가 있어서 바람직하지 않다.Such stimulant may be selected from at least one of forget-me-not (Na 2 SO 4 ), anhydrous gypsum (CaSO 4 ), quicklime (CaO) and sodium hydroxide (NaOH), the amount is based on 100 parts by weight of cement It is preferable to use in the range of 0.01-5.0 weight part, More preferably, it is 0.5-3.0 weight part. If the amount of use is less than 0.01 parts by weight, the initial strength synergistic effect is insignificant. Preferably, the amount is preferably from 0.5 parts by weight to 3% by weight.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 일반적인 콘크리트 구조물과 같은 2차 제품에 널리 사용될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 골재 자체의 비중이 크므로(3.2 이상) 천연 골재만을 사용한 콘크리트 조성물보다 중량물로 되기 때문에 부력을 받을 수 있는 지역이나 침매 터널용의 박스 컬버트(box culvert), 방파제 블록, 테트라포드(tetrapod) 등 해수용 구조물과 중량화가 요구되는 철도용 또는 구조물용 콘크리트 2차제품에 사용될 수 있다.The concrete composition according to the present invention can be widely used in secondary products, such as general concrete structures, more specifically, since the specific gravity of the aggregate itself is greater (3.2 or more), it becomes buoyant because it becomes a weight than the concrete composition using only natural aggregates. It can be used in seawater structures such as box culverts, breakwater blocks, tetrapods for submerged tunnels or in submerged tunnels and in secondary products for railways or structures that require weighting.
또한, 본 발명에 사용되는 전기로 산화슬래그는 일반적인 천연 쇄석에 비하여 단단하여 내마모성이 우수하므로 높은 압축강도를 나타낸다. 따라서 파일, 전신주, 암거 또는 수로관 등에 사용될 수도 있다. 또한, 상기 2차 제품은 현장에서 제조될 수도 있으나 주로 프리캐스트 공법으로 제조되는 것이 일반적이다.In addition, the electric furnace oxide slag used in the present invention exhibits high compressive strength because it is harder than general natural crushed stone and has excellent wear resistance. Therefore, it may be used for piles, telephone poles, culverts or water pipes. In addition, the secondary product may be manufactured in the field, but is generally manufactured by a precast method.
나아가 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬가 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 해수 및 오염수 등에 대한 화학저항성이 우수하기 때문에 본 기술을 통한 콘크리트 조성물을 사용할 경우 일반 콘크리트 조성물을 사용하는 경우보다 콘크리트 구조물의 공용기간을 늘릴 수 있다.Furthermore, because the blast furnace slag powder and fly ash have better chemical resistance to seawater and contaminated water than ordinary portland cement, when using concrete composition through this technology, the service life of concrete structure can be longer than that of general concrete composition. have.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
[실시예 1~5][Examples 1 to 5]
전기로 산화슬래그 잔골재:전기로 산화슬래그 굵은골재=1:1, 물:시멘트=1:2의 중량비로 콘크리트 조성물을 배합하였다. Sintered oxide slag in the furnace: coarse aggregate of oxide slag in the electric furnace: Concrete composition was blended in a weight ratio of water: cement = 1: 2.
이때, 혼화재는 보통 포틀랜드 시멘트에 4,300㎠/g 분말도의 고로슬래그 미분말 및 미연탄소 3% 이하인 양질의 플라이애쉬를 각각 50:40:10의 비율로 사용하였고, 전기로 산화슬래그 골재는 0.15~5mm를 잔골재로 사용하였고, 5~20mm를 굵은골재로 사용하였으며, 각 실시예의 자극제 종류(3% 기준) 및 첨가량은 하기 [표 1]과 같다.At this time, the admixture was composed of blast furnace slag fine powder of 4,300㎠ / g powder and high quality fly ash of 3% or less of unburned carbon at a ratio of 50:40:10, respectively, in the case of Portland cement. Was used as a fine aggregate, 5 ~ 20mm was used as a coarse aggregate, the stimulant type (3% standard) and the amount of each embodiment is shown in Table 1 below.
상기와 같이 제조된 시편을 성형하고 24시간 경화시킨 후 탈형을 실시하고 탈형 후 항온조에서 양생하여 28일 압축강도 30MPa인 콘크리트의 초기 압축강도(1일 압축강도)를 측정하고, 같은 배합의 시편을 28일간 양생하여 ASTM C1202-97의 방법으로 염소 이온 침투 저항성을 측정하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.The specimen prepared as described above was cured for 24 hours, demolded, cured in a thermostat after demolding, and measured the initial compressive strength (daily compressive strength) of concrete having a compressive strength of 30 MPa for 28 days, After curing for 28 days, the resistance of chlorine ion permeation was measured by the method of ASTM C1202-97, and the results are shown in [Table 1].
(시멘트 100 중량부에 대한 혼입량 기준)Addition amount
(Based on the mixing amount based on 100 parts by weight of cement)
(Na2SO4)sulphate of soda
(Na 2 SO 4 )
(CaSO4)Anhydrous plaster
(CaSO 4 )
(CaO)quicklime
(CaO)
(NaOH))Sodium hydroxide
(NaOH))
상기 [표 1]의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 특정 자극제에 있어 특히 망초와 무수석고가 초기강도에 있어 매우 우수하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from the results of Table 1 above, it can be seen that for the specific stimulant according to the present invention, especially forget-me-not and anhydrous gypsum are very excellent in the initial strength.
또한, 전기로 산화슬래그를 사용하여 콘크리트를 제조할 경우 상기 자극제를 사용하지 않는 경우와 대비하여 망초와 무수석고를 혼입시켰을 때의 압축강도와 강도발현율을 살펴보면 하기 [표 2]와 같다.In addition, when manufacturing concrete using an oxidized slag by electricity in comparison with the case of not using the stimulant when looking at the compressive strength and the strength expression rate when mixed with forget-me-not and gypsum as shown in Table 2 below.
(시멘트 100 중량부에 대한 혼입량 기준)Addition amount
(Based on the mixing amount based on 100 parts by weight of cement)
(MPa)Average daily compressive strength
(MPa)
(%)Intensity expression rate
(%)
(Na2SO4)sulphate of soda
(Na 2 SO 4 )
(CaSO4)Anhydrous plaster
(CaSO 4 )
결국, 본 발명에 의하면 망초(Na2SO4)가 가장 우수한 초기강도 발현효과를 가짐을 알 수 있었다.In conclusion, according to the present invention, it was found that the forget-me-not (Na 2 SO 4 ) has the best initial strength expression effect.
또한 아래 [표 3]에서는 특히 28일 설계강도, 40MPa인 콘크리트의 초기 압축강도(1일 압축강도)를 기준으로 했을 경우 자극제를 사용하지 않는 경우와 대비하여 망초와 무수석고를 혼입시켰을 때의 압축강도와 강도발현율을 살펴본 것이다.In addition, in [Table 3] below, when compressing with mixed forget-me-not and gypsum in comparison with the case of not using a stimulant, especially based on the initial compressive strength (daily compressive strength) of concrete with 28 days design strength and 40 MPa The strength and the rate of occurrence are discussed.
(시멘트 100 중량부에 대한 혼입량 기준)Addition amount
(Based on the mixing amount based on 100 parts by weight of cement)
(28일 설계강도 40MPa 기준)Average daily compressive strength (MPa)
(Based on 28 days design strength 40MPa)
(%)Intensity expression rate
(%)
(Na2SO4)sulphate of soda
(Na 2 SO 4 )
(CaSO4)Anhydrous plaster
(CaSO 4 )
역시 28일 설계강도 40MPa인 콘크리트의 초기 압축강도(1일 압축강도)를 기준으로 했을 경우에도 자극제를 사용하지 않는 경우와 대비하여 망초가 가장 우수한 강도발현효과를 가지게 됨을 알 수 있다.In addition, even when the initial compressive strength (daily compressive strength) of concrete with a design strength of 40 MPa for 28 days is used, it can be seen that the forget-me-not has the best strength expression effect in comparison with the case where no stimulant is used.
상기 [표 1,2,3]의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 특정 자극제를 사용하고 전기로 산화슬래그를 골재로 사용한 본 발명에 의한 콘크리트는 초기 강도 개선 효과가 매우 커지게 됨을 알 수 있다.As can be seen from the results of Tables 1, 2 and 3, the concrete according to the present invention using the specific stimulant according to the present invention and using the oxidized slag as the aggregate was found to have a very large initial strength improvement effect. Able to know.
아울러 유리석회에 따른 팽창 문제도 거의 없으므로 종래 제강 슬래그를 골재로 사용한 경우에 발생했던 문제점도 해결될 수 있다.In addition, there is almost no expansion problem due to the glass lime can also be solved the problem occurred when using the conventional steelmaking slag aggregate.
이상과 같이, 본 발명의 실시예를 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the features of the present invention have been described in detail with reference to the embodiments, but the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and such variations and modifications are within the protection scope of the present invention. It should be interpreted as belonging.
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