KR101346561B1 - Admixing material which used flyash and manufacturing method of this - Google Patents

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KR101346561B1
KR101346561B1 KR20120138541A KR20120138541A KR101346561B1 KR 101346561 B1 KR101346561 B1 KR 101346561B1 KR 20120138541 A KR20120138541 A KR 20120138541A KR 20120138541 A KR20120138541 A KR 20120138541A KR 101346561 B1 KR101346561 B1 KR 101346561B1
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주재홍
김수경
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Abstract

Disclosed is a blending material using fly ash and a manufacturing method thereof. The disclosed method for manufacturing a blending material using fly ash includes a hydration step of manufacturing a hydration ash by eluting calcium in an ion state by mixing the fly ash and water, a suspension step of manufacturing a suspension by mixing the hydration ash and water, and a carbonation step of manufacturing carbonated ash by injecting carbon dioxide into the suspension. [Reference numerals] (S11) Fly ash; (S13) Water; (S20) Hydration; (S21) Stir; (S22) Curing; (S23) Stop; (S24) Drying; (S30) Suspension; (S40) Carbonation; (S50) Mix

Description

비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법{ADMIXING MATERIAL WHICH USED FLYASH AND MANUFACTURING METHOD OF THIS}Admixture using fly ash and its manufacturing method {ADMIXING MATERIAL WHICH USED FLYASH AND MANUFACTURING METHOD OF THIS}

본 발명은 비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다량의 산화칼슘을 함유하는 비산재를 수화 탄산화시킴으로써, KS 규격을 만족하는 압축 강도를 얻을 수 있고, 안정된 치환율로 탄산화된 비산재를 첨가하여 혼화재를 제조할 수 있는 비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a mixed material using a fly ash and a method for producing the same. More specifically, by hydrating and carbonizing a fly ash containing a large amount of calcium oxide, a compressive strength that satisfies the KS standard can be obtained and carbonized at a stable substitution rate. The present invention relates to a mixed material using a fly ash that can add a fly ash and a method for producing the mixed ash.

일반적으로, 화력발전소에서 석탄을 이용하여 에너지를 생산하는 연소방식에는 미분탄 연소방식과 순환유동층 연소방식이 있는데, 미분탄 연소방식의 화력발전소에서 발생하는 비산재의 경우, 80% 이상이 콘크리트 혼화재와 시멘트의 원료로 활발히 사용되고 있다.In general, there are two types of combustion methods that produce energy from coal in coal-fired power plants. Pulverized coal combustion and circulating fluidized bed combustion are used. In the case of fly ash generated from coal-fired coal-fired power plants, more than 80% of the coal admixtures and cements It is actively used as a raw material.

이에 비해, 순환유동층 연소방식의 비산재의 경우, KS 규격(KS L 5405)에 부합하지 못하여 콘크리트 혼화재나 시멘트의 원료로 사용되지 못하고 전량 매립의 형태로 폐기되는 실정이다.On the other hand, in the case of fly ash of the circulating fluidized bed combustion method, it does not meet the KS standard (KS L 5405) and is not used as a raw material of concrete admixture or cement, and is disposed of in the form of landfill.

순환유동층 연소방식은 석탄의 연소과정에서 발생하는 황 성분을 제거하기 위하여 석회석을 이용하여 로(furnace) 내 탈황을 하기 때문에, 여기서 발생하는 비산재 내에는 산화칼슘(CaO) 화합물 성분이 다량으로 함유되어 있다.In the circulating fluidized bed combustion method, desulfurization in a furnace using limestone is used to remove sulfur components generated during the combustion process of coal. Therefore, a large amount of calcium oxide (CaO) compound is contained in the fly ash generated therein. have.

다량의 산화칼슘(CaO) 화합물 성분이 포함된 비산재를 혼화재로 사용하는 경우, 콘크리트 또는 모르타르 수화반응에 참여하지 못한 유리석회(Free CaO) 성분이 콘크리트나 모르타르의 내구성, 팽창, 풍화, 균열 등을 발생시키는 치명적인 문제점을 내포하고 있다.When using fly ash containing a large amount of calcium oxide (CaO) compound as a mixed material, free lime (CaO), which does not participate in the concrete or mortar hydration reaction, may cause the durability, swelling, weathering and cracking of concrete or mortar. It is a fatal problem.

관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0060528호 (2003. 07. 16. 공개, 발명의 명칭 : 제강슬래그를 포함하는 시멘트 콘크리트 및 모르타르 조성물)가 있다.
Related prior art is Korean Patent Publication No. 10-2003-0060528 (2003. 07. 16. Publication, the name of the invention: cement concrete and mortar composition comprising steel slag).

본 발명의 목적은 다량의 산화칼슘을 함유하는 비산재를 수화 탄산화시킴으로써, KS 규격을 만족하는 압축 강도를 얻을 수 있고, 안정된 치환율로 탄산화된 비산재를 첨가하여 혼화재를 제조할 수 있는 비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to hydrate and carbonize fly ash containing a large amount of calcium oxide, to obtain a compressive strength that satisfies the KS standard, and to add a carbonated fly ash at a stable substitution rate, and the admixture using a fly ash that can be prepared It is to provide a method for producing this.

본 발명에 따른 비산재를 이용한 혼화재의 제조방법은 비산재와 물을 혼합하여 칼슘을 이온 상태로 용출시켜 수화재를 제조하는 수화단계; 상기 수화재와 상기 물을 혼합하여 현탁액을 제조하는 현탁액단계; 및 상기 현탁액에 이산화탄소를 주입하여 탄산화재를 제조하는 탄산화단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing a mixed material using fly ash according to the present invention is a hydration step of preparing a hydration material by mixing the fly ash and water to elute the calcium in the ion state; A suspension step of preparing a suspension by mixing the hydrating material and the water; And a carbonation step of preparing carbonated material by injecting carbon dioxide into the suspension. And a control unit.

여기서, 상기 수화단계는, 상기 비산재와 상기 물을 혼합하여 교반하는 교반단계; 상기 교반단계를 거쳐 혼합된 상기 비산재와 상기 물을 양생시키는 양생단계; 상기 양생단계를 거친 상기 비산재와 상기 물의 혼합물을 아세톤에 담가 수화를 정지시키는 정지단계; 및 상기 정지단계를 거쳐 상기 아세톤에 담긴 상기 혼합물을 건조시켜 상기 수화재를 추출하는 건조단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the hydration step, the stirring step of mixing and stirring the fly ash and the water; Curing step of curing the fly ash and the water mixed through the stirring step; A stop step of stopping the hydration by dipping the mixture of the fly ash and the water that has undergone the curing step in acetone; And a drying step of drying the mixture contained in the acetone through the stop step to extract the hydration material. And a control unit.

여기서, 상기 교반단계는, 상기 비산재와 상기 물을 1:4 내지 1:10의 고액비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.Here, the stirring step, characterized in that the fly ash and the water is mixed in a solid-liquid ratio of 1: 4 to 1:10.

여기서, 상기 양생단계는, 24시간 내지 48시간이 소요되는 것을 특징으로 한다.Here, the curing step is characterized in that it takes 24 to 48 hours.

여기서, 상기 정지단계는, 22시간 내지 24시간이 소요되는 것을 특징으로 한다.Here, the stop step is characterized in that it takes 22 to 24 hours.

여기서, 상기 현탁액단계는, 상기 수화재와 상기 물을 1:10 내지 1:15의 고액비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.Here, the suspension step, characterized in that for mixing the hydration material and the water in a solid-liquid ratio of 1:10 to 1:15.

여기서, 상기 탄산화재와 시멘트에 모래와 골재 중 적어도 모래가 혼합된 결합재를 혼합하는 혼화단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, a mixing step of mixing the carbonated material and the cement and the binder mixed with at least sand of the aggregate; And further comprising:

여기서, 상기 혼화단계에서 상기 탄산화재는 전체 중량에 대한 치환율이 1 내지 30%인 것을 특징으로 한다.Here, in the blending step, the carbonation material is characterized in that the substitution rate based on the total weight of 1 to 30%.

본 발명의 일 실시예에 따른 비산재를 이용한 혼화재는 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 비산재를 이용한 혼화재의 제조방법으로 제조되는 탄산화재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Admixture using fly ash according to an embodiment of the present invention is a carbonated material manufactured by the method for producing a mixed material using fly ash according to an embodiment of the present invention described above; And a control unit.

여기서, 시멘트에 모래와 골재 중 적어도 모래가 혼합된 결합재; 를 더 포함하고, 상기 탄산화재는 상기 결합재와 혼합되는 것을 특징으로 한다.Here, a binder in which at least sand of sand and aggregate is mixed with cement; Further comprising, wherein the carbonated material is characterized in that it is mixed with the binder.

여기서, 상기 탄산화재는, 전체 중량에 대한 치환율이 1 내지 30% 인 것을 특징으로 한다.
Here, the carbonation material, characterized in that the substitution rate with respect to the total weight is 1 to 30%.

본 발명에 따른 비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법은 다량의 산화칼슘을 함유하는 비산재를 수화 탄산화시킴으로써, KS 규격을 만족하는 압축 강도를 얻을 수 있고, 안정된 치환율로 탄산화된 비산재를 첨가하여 혼화재를 제조할 수 있다.In the admixture using the fly ash according to the present invention and its manufacturing method, by hydrating and carbonizing the fly ash containing a large amount of calcium oxide, a compressive strength satisfying the KS standard can be obtained, and the admixture is added by adding a carbonated fly ash at a stable substitution rate. It can manufacture.

또한, 본 발명은 화학적으로 안정되고, 친환경적인 탄산화재를 제조할 수 있다.In addition, the present invention can produce a chemically stable, environmentally friendly carbonated fire.

또한, 본 발명은 비산재의 폐기에 따른 환경 문제를 해결하고, 비산재 처리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can solve the environmental problems caused by the disposal of fly ash, it is possible to reduce the cost of fly ash processing.

또한, 본 발명은 비산재에 비해 입도가 작은 탄산화재를 제조할 수 있고, 이러한 탄산화재가 혼합됨에 따라 비산재에 비해 압축 강도를 증가시킬 수 있다.
In addition, the present invention can produce a carbonated material having a smaller particle size than fly ash, and as the carbonated material is mixed, it can increase the compressive strength compared to fly ash.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법을 도시한 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 수화재의 탄산화 반응에 걸리는 시간과 pH의 변화를 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 비산재의 열중량분석과 시차열분석 결과를 도시한 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 수산재의 열중량분석과 시차열분석 결과를 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 탄산화재의 열중량분석과 시차열분석 결과를 도시한 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 비산재와 탄산화재의 입도 분석 결과를 도시한 그래프이다.1 is a flow chart showing a method for producing a mixed material according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a graph showing the change in pH and the time taken for the carbonation reaction of the hydration in the method for producing a mixed material according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis and differential thermal analysis of fly ash in the method of producing a mixed material according to an embodiment of the present invention,
4 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis and differential thermal analysis of aquatic products in the method for producing a mixed material according to an embodiment of the present invention;
5 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis and differential thermal analysis of carbonated fires in the method for producing a mixed material according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a graph showing the particle size analysis results of fly ash and carbonated ash in the manufacturing method of the admixture according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a mixed material using a fly ash according to the present invention and a method for producing the same. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 수화재의 탄산화 반응에 걸리는 시간과 pH의 변화를 도시한 그래프이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 비산재의 열중량분석과 시차열분석 결과를 도시한 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 수산재의 열중량분석과 시차열분석 결과를 도시한 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 탄산화재의 열중량분석과 시차열분석 결과를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법에서 비산재와 탄산화재의 입도 분석 결과를 도시한 그래프이다.
1 is a flow chart illustrating a method for producing a mixed material according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a time and pH change in the carbonation reaction of the hydrated material in the method for producing a mixed material according to an embodiment of the present invention Figure 3 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis and differential thermal analysis of fly ash in the method of producing a mixed material according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a graph of the mixed material according to an embodiment of the present invention In the manufacturing method is a graph showing the results of thermogravimetric analysis and differential thermal analysis of the marine product, Figure 5 shows the thermogravimetric analysis and differential thermal analysis results of the carbonated fire in the method of producing a mixed material according to an embodiment of the present invention FIG. 6 is a graph showing particle size analysis results of fly ash and carbonated ash in the method of preparing a mixed material according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재의 제조 방법은 수화단계(S20)와, 현탁액단계(S30)와, 탄산화단계(S40)를 포함한다.1 to 6, the method for preparing the admixture according to an embodiment of the present invention includes a hydration step S20, a suspension step S30, and a carbonation step S40.

수화단계(S20)에 앞서, 비산재와 물을 각각 저장하는 원료준비단계(S10)를 더 포함할 수 있다. 원료준비단계(S10)는 비산재를 저장하는 비산재준비단계(S11)와, 물을 저장하는 물준비단계(S13)를 포함할 수 있다.Prior to the hydration step (S20), it may further include a raw material preparation step (S10) for storing each fly ash and water. Raw material preparation step (S10) may include a fly ash preparation step (S11) for storing fly ash, and a water preparation step (S13) for storing water.

본 발명의 일 실시예에서 비산재준비단계(S11)에 저장되는 비산재는 순환유동층 연소방식에 의해 생성되는 비산재를 저장할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the fly ash stored in the fly ash preparation step S11 may store fly ash generated by a circulating fluidized bed combustion method.

원료준비단계(S10)에 저장된 비산재와 물은 기설정된 고액비로 수화단계(S20)에 전달된다.
Fly ash and water stored in the raw material preparation step (S10) is delivered to the hydration step (S20) at a predetermined high liquid ratio.

수화단계(S20)는 비산재와 물을 혼합하여 칼슘을 이온 상태로 용출시켜 수화재를 제조한다. 수화단계(S20)는 교반단계(S21)와, 양생단계(S22)와, 정지단계(S23)와, 건조단계(S24)를 포함할 수 있다.In the hydration step (S20), the fly ash is mixed with water to dissolve calcium in an ionic state to prepare a hydration material. Hydrating step (S20) may include a stirring step (S21), curing step (S22), a stop step (S23), and a drying step (S24).

교반단계(S21)는 비산재와 물을 혼합하여 교반한다.Stirring step (S21) is stirred by mixing fly ash and water.

여기서, 비산재와 물은 1:4 ~ 1:10의 고액비로 혼합하여 교반할 수 있다.Here, the fly ash and water can be mixed and stirred in a solid solution ratio of 1: 4 to 1:10.

비산재는 단위 용적 중량이 1100㎏/㎥ 이고, 작은 입도 분포를 가지고 있기 때문에 비산재와 물의 고액비가 1:4 보다 작은 경우에는, 교반이 어렵고, 비산재와 물의 고액비가 1:10보다 큰 경우에는 수화 반응 후 물을 건조하는 과정에서 물의 건조 시간과 건조에 소요되는 비용이 증가되고, 경제성이 낮아진다.Since fly ash has a unit volume weight of 1100 kg / m 3 and has a small particle size distribution, it is difficult to stir when the solids ratio of fly ash and water is less than 1: 4, and the hydration reaction when the solids ratio of fly ash and water is larger than 1:10. In the process of drying the water after the drying time and the cost of drying the water is increased, the economical efficiency is lowered.

따라서, 비산재와 물은 1:4 ~ 1:10의 고액비로 혼합하여 교반함으로써, 안정되게 교반할 수 있고, 물의 건조 시간과 건조에 소요되는 비용을 절감시켜 경제성을 증대시킬 수 있다.
Therefore, the fly ash and water can be stably mixed by mixing in a solid solution ratio of 1: 4 to 1:10, and can be stably stirred, thereby reducing the drying time of the water and the cost for drying, thereby increasing the economic efficiency.

양생단계(S22)는 교반단계(S21)를 거쳐 혼합된 비산재와 물을 양생시킨다.Curing step (S22) curing the fly ash and water mixed through the stirring step (S21).

양생단계(S22)에서 24시간 내지 48시간 동안의 양생시간을 가지고 양생시킨다.In the curing step (S22) is cured with a curing time for 24 hours to 48 hours.

양생시간이 24시간 보다 작은 경우, 물과 교반된 비산재의 수화가 완전히 이루어지지 못하고, 양생시간이 48시간 보다 큰 경우, 불필요한 수화로 인해 완성된 혼화재에서 충분한 강도를 발휘할 수 없다.If the curing time is less than 24 hours, the hydration of water and agitation fly ash is not completely made, and if the curing time is greater than 48 hours, sufficient strength cannot be exerted in the finished admixture due to unnecessary hydration.

따라서, 24시간 내지 48시간 동안의 양생시간을 가지고 양생시킴으로써, 물과 교반된 비산재가 안정되게 수화될 수 있다.
Thus, by curing with curing time for 24 to 48 hours, water and stirred fly ash can be hydrated stably.

정지단계(S23)는 양생단계(S22)를 거친 비산재와 물의 혼합물을 아세톤에 담가 수화를 정지시킨다.Stopping step (S23) is a mixture of fly ash and water after the curing step (S22) in acetone to stop the hydration.

정지단계(S23)는 23시간 내지 25시간 동안의 정지시간을 가지고, 혼합물을 아세톤에 담가 수화를 정지시킬 수 있다.Stop step (S23) has a stop time for 23 to 25 hours, can immerse the mixture in acetone to stop hydration.

정지시간이 23시간 보다 작은 경우, 혼합물과 아세톤이 완전히 반응하지 못하여 충분한 수화물을 얻을 수 없고, 정지시간이 25시간 보다 큰 경우, 과도하게 정지시간이 늘어나 불필요한 시간을 소비할 수 있다.If the stop time is less than 23 hours, the mixture and acetone may not fully react to obtain sufficient hydrate, and if the stop time is greater than 25 hours, the stop time may be excessively increased to consume unnecessary time.

따라서, 3시간 내지 25시간 동안의 정지시간을 가지고, 혼합물을 아세톤에 담가 수화를 정지시킴으로써, 수화의 정지가 안정되고, 혼합물을 통해 충분한 수화물을 얻을 수 있다.Thus, with a stop time of 3 to 25 hours, the mixture is immersed in acetone to stop hydration, whereby the stop of hydration is stabilized and sufficient hydrate can be obtained through the mixture.

바람직하게, 정지단계(S23)는 24시간 동안 혼합물을 아세톤에 담가 수화를 정지시킬 수 있다.Preferably, the stopping step (S23) may stop the hydration by soaking the mixture in acetone for 24 hours.

건조단계(S24)는 정지단계(S23)를 거쳐 아세톤에 담긴 혼합물을 건조시켜 수화재를 추출한다. 건조단계(S24)에서 추출되는 수화재의 주성분은 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 구성된다.
Drying step (S24) through the stop step (S23) to dry the mixture contained in acetone to extract the hydration material. The main component of the hydration material extracted in the drying step (S24) is composed of calcium hydroxide (Ca (OH) 2).

현탁액단계(S30)는 수화재와 물을 혼합하여 현탁액을 제조한다.Suspension step (S30) is to prepare a suspension by mixing the hydration material and water.

여기서, 현탁액단계(S30)는 수화재와 물을 1:10 내지 1:15의 고액비로 혼합함으로써, 현탁액을 제조할 수 있다.Here, the suspension step (S30) can be prepared by mixing the hydration material and water in a solid solution ratio of 1:10 to 1:15.

도 2에 도시된 바와 같이 수화재의 탄산화 반응에 걸리는 시간과 pH의 변화를 살펴보면, 수화재와 물의 고액비가 1:10 보다 작은 경우, 탄산화 반응에 소요되는 시간이 증가되고, 수화재와 물의 고액비가 1:15 보다 큰 경우에는 과도한 물의 소비가 문제된다.As shown in FIG. 2, when the time taken for the carbonation reaction of the hydration material and the pH change are examined, when the solid-liquid ratio of the hydration material and the water is less than 1:10, the time required for the carbonation reaction is increased, and the solid solution of the hydration material and water is increased. If the ratio is greater than 1:15, excessive water consumption is a problem.

또한, 수화재와 물의 고액비가 1:10 내지 1:15 사이에서는 미차가 있으나, 탄산화 반응에 소요되는 시간이 실질적으로 균일해진다.In addition, although the solid-liquid ratio of the hydration material and water differs between 1:10 and 1:15, the time required for the carbonation reaction becomes substantially uniform.

따라서, 수화재와 물을 1:10 내지 1:15의 고액비로 혼합하여 현탁액을 제조함으로써, 탄산화 반응에 소요되는 시간을 최소화하여 혼화재의 제조에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.Therefore, by mixing the hydrating material and water in a solid solution ratio of 1:10 to 1:15 to prepare a suspension, it is possible to minimize the time required for the carbonation reaction to reduce the time required for the preparation of the mixed material.

여기서, 미설명 부호 A는 수화재와 물의 고액비가 1:15 인 경우의 변화 곡선이고, 미설명 부호 B는 수화재와 물의 고액비가 1:13 인 경우의 변화 곡선이며, 미설명 부호 C는 수화재와 물의 고액비가 1:10 인 경우의 변화 곡선이고, 미설명 부호 D는 수화재와 물의 고액비가 1:8 인 경우의 변화 곡선이며, 미설명 부호 E는 수화재와 물의 고액비가 1:5 인 경우의 변화 곡선이고, 미설명 부호 F는 수화재와 물의 고액비가 1:3 인 경우의 변화 곡선이며, 미설명 부호 G는 수화재와 물의 고액비가 1:2 인 경우의 변화 곡선이다.
Here, reference numeral A is a change curve when the ratio of hydration material and water is 1:15, and reference numeral B is a change curve when the ratio of hydration material and water is 1:13, and reference numeral C is a number. The change curve when the ratio of fire and water is 1:10, and the notation code D is the change curve when the ratio of hydration material and water is 1: 8, and the explanation symbol E is the ratio between hydration and water ratio 1: 5. Is a change curve in the case of, and reference numeral F denotes a change curve when the solid-liquid ratio of hydration material and water is 1: 3, and an unexplained symbol G is a change curve in the solid-liquid ratio of hydration material and water 1: 2.

탄산화단계(S40)는 현탁액에 이산화탄소를 주입하여 탄산화재를 제조한다.Carbonation step (S40) to inject carbon dioxide into the suspension to prepare a carbonated material.

여기서, 이산화탄소의 주입량을 한정하는 것은 아니고, 현탁액과 이산화탄소가 반응하여 화학적으로 안정한 탄산칼슘으로 전환된 탄산화재를 제조할 수 있다.Here, the amount of carbon dioxide injected is not limited, and a carbonated material converted into calcium carbonate that is chemically stable by reacting the suspension with carbon dioxide can be produced.

이렇게 제조된 탄산화재는 후술하는 혼화단계(S50)를 거치면서 결합재와 혼합하여 사용함으로써, 팽창 및 균열 등의 문제가 발생하지 않는 최적화된 혼화재를 제공할 수 있다.
The carbonated material prepared as described above may be used by being mixed with a binder while undergoing a mixing step (S50), which will be described later, to provide an optimized mixed material that does not cause problems such as expansion and cracking.

여기서, 수화단계(S20)에 투입되는 비산재와, 수화단계(S20)를 통해 제조된 수화재와, 탄산화단계(S40)를 통해 제조된 탄산화재의 특성에 대하여 열중량분석(TG, thermo gravimetry)과 시차열분석(DTA, differential thermal analysis) 결과를 보면, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 탄산화재는 섭씨 800 도까지는 미차를 보이지만, 실질적으로 균일한 중량감소율과 온도차를 나타내어 화학적으로 안정화된 탄산화재를 제공할 수 있다.
Here, the thermogravimetric analysis (TG, thermo gravimetry) with respect to the characteristics of the fly ash input into the hydration step (S20), the hydration material produced through the hydration step (S20), and the carbonated material produced through the carbonation step (S40) And differential thermal analysis (DTA) results, as shown in Figures 3 to 5 carbonated fires show a slight difference up to 800 degrees Celsius, but shows a substantially uniform weight loss rate and temperature difference chemically stabilized Carbonate can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재 제조방법은 혼화단계(S50)를 더 포함할 수 있다.The admixture manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include a admixing step (S50).

혼화단계(S50)는 탄산화재와 시멘트에 모래와 골재 중 적어도 모래가 혼합된 결합재를 혼합한다. 혼화단계(S50)에서 탄산화재는 전체 중량에 대해 1 내지 30%의 치환율을 나타낼 수 있다.In the mixing step (S50), the carbonated material and cement are mixed with a binder in which sand is mixed with sand. Carbonation material in the mixing step (S50) may exhibit a substitution rate of 1 to 30% based on the total weight.

치환율이 30%를 초과하는 경우, 탄산화재는 탄산화 반응이 진행되면서 입도가 작아진다. 이에 따라, 탄산화재와 결합재의 혼합에 따른 혼화재는 첨가되는 물의 양이 증가하기 때문에 비산재와 결합재의 혼합에 따른 혼화재에 비해 압축 강도가 저하될 수 있다.When the substitution rate is more than 30%, the carbonated material is small in particle size as the carbonation reaction proceeds. As a result, the amount of water added to the admixture due to the mixing of the carbonizing agent and the binder increases, so that the compressive strength may be lowered compared to the admixture due to the mixing of the fly ash and the binder.

혼화단계(S50)를 거쳐 제조된 혼화재는 3일차가 지난 압축 강도에 대해 KS 기준치를 만족할 수 있다.
The admixture manufactured through the admixing step (S50) may satisfy the KS standard for the compressive strength after the 3rd day.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재에 대하여 설명한다.Now, the admixture according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼화재는 상술한 수화단계(20)와, 현탁액단계(S30)와, 탄산화단계(S40)를 거쳐 비산재가 탄산화 반응에 의해 탄산화재로 전환되어 제조된다.The admixture according to the embodiment of the present invention is manufactured by converting the fly ash into a carbonation material by a carbonation reaction through the aforementioned hydration step 20, the suspension step S30, and the carbonation step S40.

혼화재는 시멘트에 모래와 골재 중 적어도 모래가 혼합된 결합재를 더 포함할 수 있다. 이때, 탄산화재는 결합재와 혼합되어 안정적인 혼화재를 구성하게 된다.The admixture may further include a binder in which at least sand of sand and aggregate is mixed with cement. At this time, the carbonated material is mixed with the binder to form a stable mixed material.

여기서, 탄산화재는 전체 중량에 대해 1 내지 30%의 치환율을 나타낼 수 있다. 치환율이 30%를 초과하는 경우, 탄산화재는 탄산화 반응이 진행되면서 입도가 작아진다. 이에 따라, 탄산화재와 결합재의 혼합에 따른 혼화재는 첨가되는 물의 양이 증가하기 때문에 비산재와 결합재의 혼합에 따른 혼화재에 비해 압축 강도가 저하될 수 있다.
Here, the carbonation material may exhibit a substitution rate of 1 to 30% based on the total weight. When the substitution rate is more than 30%, the carbonated material is small in particle size as the carbonation reaction proceeds. As a result, the amount of water added to the admixture due to the mixing of the carbonizing agent and the binder increases, so that the compressive strength may be lowered compared to the admixture due to the mixing of the fly ash and the binder.

상술한 비산재를 이용한 혼화재와 이것의 제조방법에 따르면, 다량의 산화칼슘을 함유하는 비산재를 수화 탄산화시킴으로써, KS 규격을 만족하는 압축 강도를 얻을 수 있고, 안정된 치환율로 탄산화된 비산재를 첨가하여 혼화재를 제조할 수 있다.According to the above-mentioned admixture using fly ash and the manufacturing method thereof, by hydrating and carbonizing the fly ash containing a large amount of calcium oxide, the compressive strength which satisfy | fills KS standard can be obtained, and the admixture is added by adding the carbonized fly ash with stable substitution rate. It can manufacture.

또한, 본 발명은 화학적으로 안정되고, 친환경적인 탄산화재를 제조할 수 있다.In addition, the present invention can produce a chemically stable, environmentally friendly carbonated fire.

또한, 본 발명은 비산재의 폐기에 따른 환경 문제를 해결하고, 비산재 처리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can solve the environmental problems caused by the disposal of fly ash, it is possible to reduce the cost of fly ash processing.

또한, 본 발명은 비산재에 비해 입도가 작은 탄산화재를 제조할 수 있고, 이러한 탄산화재가 혼합됨에 따라 비산재에 비해 압축 강도를 증가시킬 수 있다.
In addition, the present invention can produce a carbonated material having a smaller particle size than fly ash, and as the carbonated material is mixed, it can increase the compressive strength compared to fly ash.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the claims.

S10: 원료준비단계 S11: 비산재준비단계
S13: 물준비단계 S20: 수화단계
S21: 교반단계 S22: 양생단계
S23: 정지단계 S24: 건조단계
S30: 현탁액단계 S40: 탄산화단계
S50: 혼화단계S10: Raw material preparation stage S11: Fly ash preparation stage
S13: water preparation step S20: hydration step
S21: stirring step S22: curing step
S23: stop step S24: drying step
S30: suspension step S40: carbonation step
S50: Admixture Stage

Claims (11)

비산재와 물을 혼합하여 칼슘을 이온 상태로 용출시켜 수화재를 제조하는 수화단계;
상기 수화재와 상기 물을 혼합하여 현탁액을 제조하는 현탁액단계; 및
상기 현탁액에 이산화탄소를 주입하여 탄산화재를 제조하는 탄산화단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
A hydration step of preparing a hydration material by mixing fly ash and water to elute calcium in an ionic state;
A suspension step of preparing a suspension by mixing the hydrating material and the water; And
A carbonation step of preparing carbonated material by injecting carbon dioxide into the suspension; Mixed material manufacturing method using fly ash, characterized in that it comprises a.
제1항에 있어서,
상기 수화단계는,
상기 비산재와 상기 물을 혼합하여 교반하는 교반단계;
상기 교반단계를 거쳐 혼합된 상기 비산재와 상기 물을 양생시키는 양생단계;
상기 양생단계를 거친 상기 비산재와 상기 물의 혼합물을 아세톤에 담가 수화를 정지시키는 정지단계; 및
상기 정지단계를 거쳐 상기 아세톤에 담긴 상기 혼합물을 건조시켜 상기 수화재를 추출하는 건조단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
The method of claim 1,
The hydration step,
A stirring step of mixing and stirring the fly ash and the water;
Curing step of curing the fly ash and the water mixed through the stirring step;
A stop step of stopping the hydration by dipping the mixture of the fly ash and the water that has undergone the curing step in acetone; And
A drying step of drying the mixture contained in the acetone through the stop step to extract the hydration material; Mixed material manufacturing method using fly ash, characterized in that it comprises a.
제2항에 있어서,
상기 교반단계는,
상기 비산재와 상기 물을 1:4 내지 1:10의 고액비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
3. The method of claim 2,
In the stirring step,
Method for producing a mixed material using the fly ash, characterized in that the fly ash and the water is mixed in a solid-liquid ratio of 1: 4 to 1:10.
제2항에 있어서,
상기 양생단계는,
24시간 내지 48시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
3. The method of claim 2,
The curing step,
Method for producing a mixed material using fly ash, characterized in that it takes 24 hours to 48 hours.
제2항에 있어서
상기 정지단계는,
22시간 내지 24시간이 소요되는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
The method according to claim 2, wherein
The stop step,
Method for producing a mixed material using fly ash, characterized in that it takes 22 hours to 24 hours.
제1항에 있어서,
상기 현탁액단계는,
상기 수화재와 상기 물을 1:10 내지 1:15의 고액비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
The method of claim 1,
The suspension step,
Method for producing a mixed material using fly ash, characterized in that for mixing the hydration material and the water in a solid-liquid ratio of 1:10 to 1:15.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄산화재와 시멘트에 모래와 골재 중 적어도 모래가 혼합된 결합재를 혼합하는 혼화단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
A mixing step of mixing the carbonated material and cement with a binder in which at least sand of sand and aggregate are mixed; Mixed material manufacturing method using fly ash, characterized in that it further comprises a.
제7항에 있어서,
상기 혼화단계에서 상기 탄산화재는 전체 중량에 대한 치환율이 1 내지 30%인 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재 제조방법.
The method of claim 7, wherein
In the mixing step, the carbonated material is a mixed material manufacturing method using fly ash, characterized in that the substitution rate based on the total weight of 1 to 30%.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법으로 제조되는 탄산화재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재.
Carbonated material manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 1-6; Admixture using fly ash, characterized in that it comprises a.
제9항에 있어서,
시멘트에 모래와 골재 중 적어도 모래가 혼합된 결합재; 를 더 포함하고,
상기 탄산화재는 상기 결합재와 혼합되는 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재.
10. The method of claim 9,
A binder in which at least sand among the sand and the aggregate is mixed with cement; Further comprising:
The carbonated material is admixture using fly ash, characterized in that mixed with the binder.
제10항에 있어서,
상기 탄산화재는,
전체 중량에 대한 치환율이 1 내지 30% 인 것을 특징으로 하는 비산재를 이용한 혼화재.
11. The method of claim 10,
The carbonated fire,
Admixture using fly ash, characterized in that the substitution rate for the total weight is 1 to 30%.
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