KR101417620B1 - 고비중 콘크리트 조성물 및 이로부터 제조된 소파블록 - Google Patents
고비중 콘크리트 조성물 및 이로부터 제조된 소파블록 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고로수재슬래그, 탈황슬래그 및 석고를 포함하는 결합재; 및 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그를 포함하는 골재를 포함하며, 상기 결합재 100 중량부에 대해 상기 골재 500~750 중량부를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물 및 상기 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록을 제공한다.
본 발명의 고비중 콘크리트 조성물을 사용함으로써, 시멘트의 사용을 줄여 시멘트 제조시 발생되는 이산화탄소 및 시멘트에서 용출되는 알칼리 성분으로 인한 환경오염을 방지할 수 있으며, 철강부산물인 슬래그 골재를 재활용하여 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 고비중 콘크리트 조성물을 사용하여 소파 성능이 향상된 소파블록을 제조함으로써, 태풍 등의 자연재해로 인한 인적 및 물적 피해를 최소화할 수 있다.
본 발명의 고비중 콘크리트 조성물을 사용함으로써, 시멘트의 사용을 줄여 시멘트 제조시 발생되는 이산화탄소 및 시멘트에서 용출되는 알칼리 성분으로 인한 환경오염을 방지할 수 있으며, 철강부산물인 슬래그 골재를 재활용하여 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 고비중 콘크리트 조성물을 사용하여 소파 성능이 향상된 소파블록을 제조함으로써, 태풍 등의 자연재해로 인한 인적 및 물적 피해를 최소화할 수 있다.
Description
본 발명은 고비중 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 소파블록에 관한 것이다.
일반적으로 방파제가 파도에 의해 파손되는 것을 방지하기 위하여 소파블록을 설치하고 있다. 이러한 소파블록은 콘크리트로 제조되며, 5톤에서부터 60톤에 이르기까지 파도 에너지에 따라 다양한 규모로 제작된다. 그러나, 소파블록은 파도에 의해 제방이나 방파제가 파손되는 것을 방지하는 용도로 설치됨에도 불구하고, 예측 이상의 거센 파도가 치면 도 1에 나타난 바와 같이 상호간의 충격으로 파손되어 암(arm)이 절단되고 방파제가 파손될 수 있으며, 소파블록이 개별적으로 유동 또는 전동하게 되어 최초 설치된 장소에서 점차 한곳으로 치우치게 되며, 나아가 깊은 바다로 유실되는 경우가 발생되기도 한다. 이로 인해 파랑을 감소시키는 효과가 현저하게 저하되어 소파블록을 추가로 설치해야 하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해소하거나 최소화하기 위해 소파블록을 보다 크고 무겁게 제작하는 경우도 있으나, 소파블록의 체적이 설계 이상으로 대형화됨에 따라 거푸집 수량의 한계 및 소파블록의 암(arm)길이의 증대로 인해 설치 시 중장비의 작업한계가 발생하는 등의 문제가 발생하게 된다. 또한, 소파블록의 체적이 대형화되면, 예상치 못한 큰 파도에 떠밀려 인접한 타 시설물에 충돌하는 경우 시설물의 파손 또는 인명피해가 커질 우려가 있다.
따라서, 체적을 유지하면서 소파블록의 비중을 높여 소파블록의 이탈 방지 및 소파 능력을 향상시킬 필요가 있다. 이를 위하여 종래에는 괴 상태의 자철석, 중정석 등을 인도네시아, 중국 등으로부터 수입하여 소정의 입도(5mm 내지 25mm)로 파쇄시켜 콘크리트 조성물로 활용하였으나, 이는 소요 비용이 커 경제성이 나쁘다는 문제가 있었다.
또한, 종래의 콘크리트 조성물에서 결합재로 사용되는 시멘트의 경우, 시멘트 1톤 제조시 석회선 탈탄산 반응에 의해 이산화탄소 0.85톤이 발생하고, 제조된 시멘트로부터 높은 pH의 알칼리 성분이 용출되어 환경오염이 야기되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 체적을 유지하면서 소파블록의 고비중화를 달성함과 동시에, 해양환경을 오염시킬 우려가 있는 친환경 고비중 콘크리트 조성물이 요구된다.
본 발명의 한 측면은 고로수재슬래그, 탈황슬래그 및 석고를 결합재로 활용하고, 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그를 골재로 활용하여, 경제성이 높으며 알칼리 성분의 용출로 인한 환경 오염의 문제가 없는 고비중 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 소파블록을 제공하고자 한다.
본 발명은 고로수재슬래그, 탈황슬래그 및 석고를 포함하는 결합재; 및 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그를 포함하는 골재를 포함하며, 상기 결합재 100 중량부에 대해 상기 골재 500~750 중량부를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 결합재는 고로수재슬래그 70~90 중량%, 탈황슬래그 5~15중량% 및 석고 5~15중량%를 포함할 수 있다.
상기 고로수재슬래그는 SiO2 20 내지 40 중량%, Al2O3 10 내지 20 중량%, Fe2O3 0 초과 2 중량%, CaO 35 내지 45 중량%, MgO 3 내지 8 중량%, MnO 0 초과 5 중량% 및 SO3 0 초과 2 중량%를 포함할 수 있다.
상기 탈황슬래그는 CaO 40 내지 70 중량%, SiO2 10 내지 30 중량%, Al2O3 5 내지 20 중량%, MgO 1 내지 15 중량%, Fe 0.5 내지 30 중량% 및 SO3 0.1 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
상기 급랭전로슬래그는 상기 제강슬래그를 습식급냉처리설비에 투입하는 단계; 상기 습식급냉처리설비의 내부에서 상기 제강슬래그에 200~250m3/hr로 물을 분사하여 상기 제강슬래그를 냉각시킴과 동시에 스틸 볼에 의해 제강슬래그를 파쇄시키는 단계; 및 상기 습식급냉처리설비의 내부에 형성된 스크린에 의해 입도 20㎜ 이하의 슬래그를 선별하는 단계를 수행하여 제조된 것일 수 있다.
상기 급랭전로슬래그는 CaO 30 내지 45 중량%, SiO2 10 내지 20 중량%, Al2O3 3 내지 10 중량%, MgO 3 내지 10 중량%, Fe 20 내지 35 중량% 및 SO3 0.1 내지 3 중량%를 포함할 수 있다.
상기 전기로산화슬래그는 CaO 20 내지 40 중량%, MgO 0.5 내지 10 중량%, Al2O3 0.5 내지 10 중량%, SiO2 10 내지 40 중량% 및 Fe 20 내지 40 중량%를 포함하며, 5㎜ 이하의 입도를 가질 수 있다.
상기 고비중 콘크리트 조성물은 단위중량이 2.5~3.0 t/m3일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록을 제공한다.
본 발명의 고비중 콘크리트 조성물을 사용함으로써, 시멘트의 사용을 줄여 시멘트 제조시 발생되는 이산화탄소 및 시멘트에서 용출되는 알칼리 성분으로 인한 환경오염을 방지할 수 있으며, 철강부산물인 슬래그 골재를 재활용하여 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 고비중 콘크리트 조성물을 사용하여 소파 성능이 향상된 소파블록을 제조함으로써, 태풍 등의 자연재해로 인한 인적 및 물적 피해를 최소화할 수 있다.
도 1은 파도에 의해 파손된 방파제(a) 및 암(arm)이 절단된 소파블록(b)를 도시한 것이다.
도 2는 비교예 3의 콘크리트 조성물에서 발생한 재료분리 현상(a) 및 이를 사용하여 다짐한 경우 발생된 콘크리트 제조 불량(b)을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 고비중 콘크리트 조성물을 사용한 실시예 및 비교예의 압축강도 측정 결과를 그래프로 도시한 것이다.
도 4는 비교예 1의 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록(a) 및 실시예 5의 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록(b)를 도시한 것이다.
도 2는 비교예 3의 콘크리트 조성물에서 발생한 재료분리 현상(a) 및 이를 사용하여 다짐한 경우 발생된 콘크리트 제조 불량(b)을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 고비중 콘크리트 조성물을 사용한 실시예 및 비교예의 압축강도 측정 결과를 그래프로 도시한 것이다.
도 4는 비교예 1의 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록(a) 및 실시예 5의 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록(b)를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 파도에 의해 파손된 방파제(a) 및 암(arm)이 절단된 소파블록(b)를 도시한 것이고, 도 2는 비교예 3의 콘크리트 조성물에서 발생한 재료분리 현상(a) 및 이를 사용하여 다짐한 경우 발생된 콘크리트 제조 불량(b)을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 고비중 콘크리트 조성물을 사용한 실시예 및 비교예의 압축강도 측정 결과를 그래프로 도시한 것이며, 도 4는 비교예 1의 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록(a) 및 실시예 5의 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록(b)를 도시한 것이다.
본 발명은 고로수재슬래그, 탈황슬래그 및 석고를 포함하는 결합재; 및 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그를 포함하는 골재를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 고비중 콘크리트 조성물의 결합재로서 고로수재슬래그, 탈황슬래그 및 석고가 사용될 수 있다. 상기 고로 수재슬래그는 살수 급랭에 의해 비결정질을 형성하며, Ca, Si 및 Al 이온들을 포함하고 있다. 상기 고로 수재슬래그에 물을 투입하면, 고로 수재슬래그 표면에 비결정질 피막이 형성되어, 내부의 Ca2 +, Al3 + 등의 용출이 일어나지 않는다. 그 결과, 고로 수재슬래그는 물과 접촉시 직접 반응하지 않지만, 수산기 이온(OH-) 및 황산염(SO4 2 -, S2O3) 등과 접촉 시에는 반응(경화)하는 성질인 잠재 수경성을 가지고 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 고로수재슬래그는 SiO2 20 내지 40 중량%, Al2O3 10 내지 20 중량%, Fe2O3 0 초과 2 중량%, CaO 35 내지 45 중량%, MgO 3 내지 8 중량%, MnO 0 초과 5 중량% 및 SO3 0 초과 2 중량%를 포함할 수 있다.
탈황슬래그는 제선 공정 후 제강 공정으로 이어지기 전, 용선 예비처리 등을 통해 쇳물 중 황 성분 등의 불순물을 제거하는 과정에서 발생하며, 발생시 자체 분화되므로 분말 형태로 배출된다. 탈황슬래그는 높은 염기성을 띠고, 특별히 제한하지 않으나 CaO 40 내지 70 중량%, SiO2 10 내지 30 중량%, Al2O3 5 내지 20 중량%, MgO 1 내지 15 중량%, Fe 0.5 내지 30 중량% 및 SO3 0.1 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
상기 고로 수재슬래그와 탈황슬래그를 혼합한 후 소정의 물을 첨가하면, 탈황슬래그에 함유된 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로부터 수산기 이온(OH-)이 생성되고, 내부의 티오황산(S2O3)이 SO4 2 - 등의 황산염으로 전환되어, 고로 수재슬래그 표면의 비결정질 피막을 파괴한다. 상기 비결정질 피막이 파괴됨에 따라 고로 수재슬래그의 표면부에서 Ca2 +, Al3 + 등의 이온이 용출되어 CaO-SiO-H2O계 수화물을 생성함으로써 고로슬래그와 탈황슬래그의 경화체가 형성되어 결합재로 기능할 수 있다.
또한, 탈황슬래그의 잉여 황산물은 침상형 구조를 가지는 에트링가이트 수화물(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)을 생성하므로 경화체 표면조직을 치밀화하여 경화시킨다. 이때 석고를 첨가하여 에트링가이트 수화물의 형성을 가속화할 수 있다.
상기 결합재는 특별히 제한하지 않으나, 고로수재슬래그 70~90 중량%, 탈황슬래그 5~15중량% 및 석고 5~15 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 상기 고로슬래그와 탈황슬래그의 경화체 또는 에트링가이트 수화물이 적절하게 형성되지 않아 결합재의 기능이 떨어질 수 있다.
또한, 본 발명의 고비중 콘크리트 조성물의 골재로서 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그가 사용될 수 있다.
전로슬래그는 제강공정의 부산물로서, 고온의 전로슬래그를 서냉시킨 괴 상태의 슬래그를 파쇄하여 도로용 골재 등으로 활용하는 것이 일반적이다. 그러나, 전로슬래그를 서냉시키는 경우 전로슬래그에서 정출된 CaO가 물과 반응하여 Ca(OH)2로 변환되어 부피팽창이 일어나 균열이 발생할 수 있으며, 상기 Ca(OH)2가 이산화탄소와 반응하여 CaCO3로 변환되는 백탁 현상에 의해 오염수가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 방지하기 위해 전로슬래그를 습식급랭처리하여, 정출되는 CaO 양을 저감시킨 급랭전로슬래그를 골재로 사용할 수 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 급랭전로슬래그는 상기 제강슬래그를 습식급냉처리설비에 투입하는 단계; 상기 습식급냉처리설비의 내부에서 상기 제강슬래그에 200~250m3/hr로 물을 분사하여 상기 제강슬래그를 냉각시킴과 동시에 스틸 볼에 의해 제강슬래그를 파쇄시키는 단계; 및 상기 습식급냉처리설비의 내부에 형성된 스크린에 의해 입도 20㎜ 이하의 슬래그를 선별하는 단계를 수행하여 제조된 것일 수 있다. 상기 급랭전로슬래그의 제조에 사용되는 습식급냉처리설비, 스틸 볼 또는 스크린 등은 특별히 한정하지 않으며, 종래에 급랭전로슬래그 제조 과정에서 사용되는 습식급냉처리설비, 스틸 볼 또는 스크린을 사용할 수 있다.
특별히 한정하지 않으나 상기 방법에 의해 제조된 급랭전로슬래그는 CaO 30 내지 45 중량%, SiO2 10 내지 20 중량%, Al2O3 3 내지 10 중량%, MgO 3 내지 10 중량%, Fe 20 내지 35 중량% 및 SO3 0.1 내지 3 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 전기로 제강 공정에서 발생하는 전기로산화슬래그를 골재로 사용할 수 있으며, 특별히 한정하지 않으나, 비자착 전기로산화슬래그를 골재로 사용할 수 있다. 일반적으로 전기로산화슬래그의 비자착분은 현재까지 특별한 활용처가 없어 대부분 매립 또는 폐기되므로, 이를 골재로 재활용하여 경제성을 높일 수 있다. 전기로산화슬래그의 입도는 특별히 한정하지 않으나, 입경 5㎜ 이하의 전기로산화슬래그를 사용할 수 있다. 또한, 특별히 한정하지 않으나, 상기 전기로산화슬래그는 CaO 20 내지 40 중량%, MgO 0.5 내지 10 중량%, Al2O3 0.5 내지 10 중량%, SiO2 10 내지 40 중량% 및 Fe 20 내지 40 중량%를 포함하는 것을 사용할수 있다.
상기 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그는 별도의 파쇄 공정 없이 사용할 수 있다. 따라서, 철강공정의 부산물의 유효자원화가 가능하며, 별도의 비용없이 천연골재를 대체할 수 있는 골재로 재활용할 수 있어 제조비용을 절감시킬 수 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 골재에 포함된 급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그의 중량비는 5:5 내지 8:2일 수 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 고비중 콘크리트 조성물은 결합재 100 중량부에 대해 상기 골재 500~750 중량부를 포함할 수 있다. 500 중량부 미만인 경우 골재의 함량이 적어 콘크리트 조성물이 높은 비중을 가질 수 없으며, 750 중량부를 초과하는 경우 결합재에 비해 골재가 과다하게 존재하여 콘크리트의 재료분리현상이 발생하므로 통상적인 콘크리트 제조가 불가하다.
상기 고비중 콘크리트 조성물의 단위 중량은 2.5~3.0 t/m3일 수 있으므로, 본 발명은 상기 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록을 제공한다. 천연골재를 사용한 일반적인 콘크리트의 단위중량은 일반적으로 2.2~2.3 t/m3 수준이므로, 본 발명의 소파블록은 종래의 소파블록보다 비중이 커, 종래의 소파블록에 비해 소파능력이 우수하다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
전기로산화슬래그
및
급랭전로슬래그의
골재 물성평가
본 발명의 고비중 콘크리트에 골재로 포함되는 전기로산화슬래그 및 급랭전로슬래그와 천연골재(부순 모래, 바다모래)의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 시험항목 | KS규격 (5mm) |
전기로산화 슬래그 (2mm 이하) |
급랭전로 슬래그 (13mm 이하) |
천연골재 | |||
| 부순 모래 |
바다 모래 |
||||||
| 입도 | 체를 통과하는 무게백분율 (중량%) |
13mm | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 10mm | 100 | 100 | 97.6 | 100 | 100 | ||
| 5mm | 95~100 | 100 | 91.6 | 100 | 99.48 | ||
| 2.5mm | 80~100 | 99.79 | 74.1 | 64.07 | 98.00 | ||
| 1.2mm | 50~85 | 94.81 | 58.0 | 37.52 | 95.24 | ||
| 0.6mm | 25~60 | 66.75 | 38.6 | 19.64 | 88.09 | ||
| 0.3mm | 10~30 | 32.68 | 18.7 | 9.55 | 53.53 | ||
| 0.15mm | 2~10 | 10.29 | 6.3 | 3.83 | 6.73 | ||
| 절건밀도(g/cm3) | 2.5 이상 | 3.2~3.3 | 3.4~3.6 | 2.58 | 2.60 | ||
| 단위용적 질량 (kg/L) | - | 1.8~1.9 | 1.9~2.0 | 1.6 | 1.5 | ||
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 전기로산화슬래그 및 급랭전로슬래그의 천연골재보다 큰 절건밀도 및 단위용적 질량을 가짐을 알 수 있었다. 따라서, 고비중 콘크리트 조성물을 제조하기에 적합한 골재임을 확인할 수 있었다.
고비중
콘크리트 조성물 제조배합 및 압축강도,
pH
평가
하기 표 1의 배합으로 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 고비중 콘크리트를 제조하여 단위 중량을 측정하였다. 실시예 1 내지 6의 결합재는 고로수재슬래그 : 탈황슬래그 : 석고 = 85 : 10 : 5의 중량비를 갖도록 혼합하여 사용하였다.
비교예 1은 2종 슬래그 시멘트(보통 포틀랜드 시멘트:슬래그 분말=6:4)를 결합재로, 자갈 및 모래를 골재로 사용하였다. 상기 실시예 및 비교예의 콘크리트 조성물의 단위중량을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
| 슬래그 골재 체적 혼합비율 (급랭전로:전기로) |
W/B (%) |
단위중량(kg/m3) | 단위중량 (t/m3) |
||||
| 물 | 결합재 | 급랭전로 슬래그 |
전기로 산화슬래그 |
||||
| 실시예 1 | 5:5 | 41.3 | 165 | 400 | 1079.3 | 1079.3 | 2.68 |
| 실시예 2 | 6:4 | 41.3 | 165 | 400 | 1295.2 | 863.5 | 2.76 |
| 실시예 3 | 7:3 | 41.3 | 165 | 400 | 1544.1 | 647.6 | 2.81 |
| 실시예 4 | 7:3 | 40.8 | 163 | 360 | 1532.4 | 656.7 | 2.80 |
| 실시예 5 | 7:3 | 40.8 | 163 | 380 | 1534.2 | 657.5 | 2.81 |
| 실시예 6 | 7:3 | 40.8 | 163 | 400 | 1523.2 | 652.8 | 2.83 |
| 비교예 1 | - | 45.8 | 165 | 360 (2종 슬래그 시멘트) |
863.3 (자갈) |
816.7 (모래) |
2.24 |
| 비교예 2 | 5:5 | 41.3 | 165 | 400 | 998.4 | 998.4 | 2.38 |
| 비교예 3 | 5:5 | 41.3 | 165 | 400 | 1508.2 | 1508.2 | 3.02 |
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 일반 천연골재를 사용하여 제조한 비교예 1의 단위중량인 2.24 t/m3인 반면, 실시예 1 내지 6의 경우, 단위중량이 2.68 내지 2.83 t/m3로 높은 비중을 가짐을 확인할 수 있었다.
비교예 2는 결합재 100 중량부에 대해 골재 500 중량부 미만으로 포함된 콘크리트 조성물로서, 상기 실시예 1 내지 6의 단위중량보다 낮은 2.38 t/m3 의 단위중량을 가짐을 확인할 수 있었다. 비교예 3은 결합재 100 중량부에 대해 골재가 750 중량부를 초과하여 포함되는 콘크리트 조성물로서, 도 2에 도시한 바와 같이 골재 과다 투입에 의한 재료분리 현상이 발생하였으며(a), 이를 사용하여 다짐하는 경우 유동성이 확보되지 않아 콘크리트의 제조가 불량함을 확인할 수 있었다.(b)
상기 표 2의 조성으로 콘크리트 조성물 및 물을 배합하여, 총 중량합 8,100g, 4ⅹ4ⅹ16cm의 직육면체 시험체를 제조하고, "시멘트의 강도시험방법"(KS L ISO 679)에 준하여 압축강도를 측정하였다. 압축강도 측정 시, 제조된 시험체를 절반으로 파괴한 후, 각각의 재령별 6ea의 압축강도 값을 측정한 후, 이에 대한 평균값을 도 3에 나타내었다.
실시예 1 내지 3은 시멘트 함량이 동일한 경우로서, 급랭전로슬래그의 함량이 클수록 압축강도가 높음을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 6의 압축강도는 24.5~35.1MPa였는데, 이는 일반적인 콘크리트 소파블록의 설계기준강도는 21MPa 이상으로 설계 및 시공하는 것을 감안할 때 높은 압축강도를 가짐을 알 수 있었다.
비교예 1 및 2의 압축 강도는 실시예와 유사한 수준이었으나, 비교예 3은 골재가 과다 투입됨에 따라 재료분리 현상이 발생하여, 다른 실시예 및 비교예에 비해 현저하게 낮은 압축강도를 가짐을 알 수 있었다.
또한, 실시예 5 및 비교예 1의 콘크리트 시험체 (재령 28일 경과)를 샘플링하여 5mm 미만으로 파쇄하여, pH를 측정하였다. 일반 시멘트를 사용한 비교예 1의 pH는 12.5인 반면, 본 발명의 콘크리트 조성물을 사용한 실시예 5의 pH는 10.3으로 측정되었다. 이로부터, 본 발명의 콘크리트 조성물을 사용하여 소파블록을 제조하는 경우, 종래의 소파블록에 비해 알칼리 성분의 용출이 적어 해양환경오염을 저하시킬 수 있음을 알 수 있었다.
소파블록 제조
실시예 5 및 비교예 1의 콘크리트 조성물을 사용하여 도 4과 같이 용적 35 liter의 소파블록을 제조하였다. 비교예 1의 조성물로 제조한 소파블록(a)의 중량은 78.4kg이었으며, 실시예 5의 조성물로 제조한 소파블록(b)의 용적은101.1kg이었다. 실시예 5의 조성물을 사용하여 실제로 사용되는 소파블록(체적 3.6㎥, 중량 8ton)와 동일한 체적으로 제조하는 경우, 10ton 이상의 중량을 갖는 소파블록을 제조할 수 있다.
상기 실시예 5 및 비교예 1의 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록 (a) 및 (b)의 소파성능을 평가하였다. 동일한 비쇄파 조건에서 (a)와 (b)의 고비중 소파블록의 피해유발 파고높이를 산정한 결과, (a)는 파고높이 3.72m에서 소파블록이 현 위치를 이탈하였으며, (b)는 5.51m 파고높이에서 현 위치를 이탈하였다. 이로부터, 본 발명의 고비중 콘크리트 조성물로 제조한 소파블록은 종래의 소파블록에 비해 소파능력이 우수함을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (9)
- 고로수재슬래그, 탈황슬래그 및 석고를 포함하는 결합재; 및
급랭전로슬래그 및 전기로산화슬래그를 포함하는 골재를 포함하며, 상기 결합재 100 중량부에 대해 상기 골재 500~750 중량부를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 결합재는 고로수재슬래그 70~90 중량%, 탈황슬래그 5~15중량% 및 석고 5~15 중량%를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고로수재슬래그는 SiO2 20 내지 40 중량%, Al2O3 10 내지 20 중량%, Fe2O3 0 초과 2 중량%, CaO 35 내지 45 중량%, MgO 3 내지 8 중량%, MnO 0 초과 5 중량% 및 SO3 0 초과 2 중량%를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탈황슬래그는 CaO 40 내지 70 중량%, SiO2 10 내지 30 중량%, Al2O3 5 내지 20 중량%, MgO 1 내지 15 중량%, Fe 0.5 내지 30 중량% 및 SO3 0.1 내지 20 중량%를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 급랭전로슬래그는
제강슬래그를 습식급냉처리설비에 투입하는 단계;
상기 습식급냉처리설비의 내부에서 상기 제강슬래그에 200~250m3/hr로 물을 분사하여 상기 제강슬래그를 냉각시킴과 동시에 스틸 볼에 의해 제강슬래그를 파쇄시키는 단계; 및
상기 습식급냉처리설비의 내부에 형성된 스크린에 의해 입도 20㎜ 이하의 슬래그를 선별하는 단계를 수행하여 제조된 것인 고비중 콘크리트 조성물.
- 제 5 항에 있어서, 상기 급랭전로슬래그는 CaO 30 내지 45 중량%, SiO2 10 내지 20 중량%, Al2O3 3 내지 10 중량%, MgO 3 내지 10 중량%, Fe 20 내지 35 중량% 및 SO3 0.1 내지 3 중량%를 포함하는 고비중 콘크리트 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기로산화슬래그는 CaO 20 내지 40 중량%, MgO 0.5 내지 10 중량%, Al2O3 0.5 내지 10 중량%, SiO2 10 내지 40 중량% 및 및 Fe 20 내지 40 중량%를 포함하며, 5㎜ 이하의 입도를 갖는 고비중 콘크리트 조성물.
- 제1항에 있어서, 단위중량이 2.5~3.0 t/m3인 고비중 콘크리트 조성물.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 고비중 콘크리트 조성물로 제조된 소파블록.
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|---|---|---|---|
| KR20130037645A KR101417620B1 (ko) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | 고비중 콘크리트 조성물 및 이로부터 제조된 소파블록 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102267021B1 (ko) * | 2020-06-23 | 2021-06-17 | 허식 | 고비중 해양 콘크리트 구조물 |
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