KR101460628B1 - Rapid setting shotcrete composition containing steelmaking reducing slag powder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 급냉 제강환원슬래그 분말을 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숏크리트 작업을 위해 시멘트에 첨가되어 신속한 경화로 강도 발현을 가속화시키는 분말형인 급냉 제강환원슬래그 분말을 포함하는 급결제에 관한 것으로, 상기 급결제는 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~12,000㎠/g의 분말도로 분쇄한 급냉 제강 환원슬래그 분말과 탄산나트륨, 석고, 소석회, 알루민산나트륨, 증점제의 혼합물로 구성되는 급냉제강환원슬래그 분말을 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a quick-setting quick-setting composition for shotcrete comprising a rapid-cooling steel reduction slag powder, and more particularly to a rapid-slag steel reduction slag powder which is added to cement for accelerating rapid curing furnace strength development for shotcrete work The above-mentioned rapid setting method is characterized in that the above-mentioned quick-setting step is a step of spraying and scattering a high-pressure and high-velocity gas to the electric furnace melt-reducing slag during the iron smelting in the steel mill for 5 to 60 seconds, A rapid-cooling steel slag powder which is quenched at 90 ° C. and pulverized by powder at 3,000 to 12,000 cm 2 / g and a rapid-cooling steel slag powder composed of a mixture of sodium carbonate, gypsum, slaked lime, sodium aluminate and a thickener, ≪ / RTI >
터널시공, 댐공사 또는 지하구조물 공사에 있어서, 암반 또는 지반의 균열을 보강하여 붕괴를 방지하기 위한 작업으로서 숏크리트가 사용되고 있다.
In tunnel construction, dam construction, or underground structure construction, shotcrete is used as a work to reinforce cracks in rocks or soils to prevent collapse.
상기 숏크리트는 굴착직후 발생하는 원지반의 초기 변위제어 및 풍화 방지를 통한 굴착면의 안정도모, 암반의 균열이나 불규칙한 곳에 채워져서 석축에서의 이음 몰탈과 같은 접합작용을 하며, 구조물의 장기적인 사용성 및 안전성의 개념에서 숏크리트의 역할이 중요하게 부각되고 있다
The shotcrete is used to stabilize the excavation surface by controlling the initial displacement of the ground immediately after excavation and to prevent weathering, to cracks in the rocks and to fill the irregular spaces and to join the joints such as joint mortar on the stone. The role of shotcrete has been emphasized in the concept
상기 숏크리트는 시공현장의 천정 내지 벽면에 레미콘, 펌프 및 노즐 등을 통해 분사하여 속성으로 경화시키는 방식으로 이용되며, 여기서 속성 경화를 위한 급결제가 필수적으로 사용된다.
The shotcrete is sprayed to a ceiling or a wall surface of a construction site through a remicon, a pump, a nozzle, or the like, and is used in a curing manner. In this case, quick setting for property curing is essentially used.
상기 급결제는 숏크리트의 초기강도 발현을 빠르게 하여 숏크리트가 지보재로서의 역할을 신속히 할 수 있도록 하는 콘크리트용 혼화제로서, 터널공사와 같이 상향으로 숏크리트를 시공하는 경우에는 작업능률을 높이고 부착된 콘크리트가 자중에 의하여 박락되는 것을 감소시키기 위해 콘크리트의 응결을 촉진시킬 필요가 있다. 또한 동바리로서 필요한 강도를 조기에 얻고 아울러 발파진동에 견디기 위해 부착된 콘크리트의 경화를 촉진시킬 필요가 있으며 이러한 목적으로 숏크리트 시공시 급결제를 사용하게 된다. 숏크리트용 급결제로 요구되는 제특성은 다음과 같다.
The quick-setting admixture is an admixture for concrete which can accelerate the initial strength development of shotcrete, thereby enabling the shotcrete to quickly function as a support material. In the case of performing shotcrete upwards like tunnel construction, it is necessary to increase the work efficiency, It is necessary to accelerate the condensation of the concrete in order to reduce the peeling. It is also necessary to accelerate the hardening of the attached concrete in order to obtain the required strength as early as possible and to withstand the blasting vibration. For this purpose, the quick-setting method is used for the shotcrete construction. The characteristics required for the quick - setting for shotcrete are as follows.
첫째, 조기강도의 발현이 빨라야 하고, 장기강도의 발현은 좋아야 한다. 둘째, 콘크리트의 부착성을 높여 리바운드량 및 분진이 적어야 한다. 셋째, 뿜칠 작업시 발생되는 분진이나 비산물 등이 인체에 많이 접촉되므로 인체에 유해한 성분이 함유되어서는 안된다. 넷째, 압송 중에 폐색, 맥동을 일으키지 않아야 한다. 다섯째, 숏크리트의 박리, 박락, 표면의 처짐 현상이 생기지 않아야 한다. 여섯째, 장기 수축이 적어 균열발생이 적고 강재 부식등의 악영향이 없어야 한다. 일곱째, 용수출현시 충분한 효과를 거두어야 한다.
First, the expression of early strength should be fast, and the expression of long-term strength should be good. Second, the amount of rebound and dust should be reduced by increasing the adhesion of concrete. Third, since dust or non-products generated during spraying work are in contact with the human body, they should not contain harmful components to the human body. Fourth, it should not cause occlusion or pulsation during the pressure. Fifth, shotcrete shall not be peeled, peeled, or sagged. Sixth, there is little long-term shrinkage and cracks are small, and there is no bad influence such as corrosion of steel. Seventh, sufficient effect should be obtained when water emerges.
또한, 제강환원슬래그는 제강공정에서 발생되는 부산물로서 이를 급냉하여 분쇄한 미분말은 물과 접촉시 발열을 동반한 급격한 반응으로 믹싱이 불가능할 정도로 빠른 응결을 보인다. 즉, KS L ISO 679 방법에 준하여 모르타르 압축강도 결과 수화 초기 3시간에도 10MPa 이상의 높은 강도를 발현하여, 빠른 경화로 형상을 유지하여야 하는 숏크리트용 재료로 적합하다.
In addition, the steelmaking slag is a by-product generated in the steelmaking process, and the crushed powder is quenched to such an extent that it can not be mixed due to a rapid reaction accompanied by heat upon contact with water. That is, according to the KS L ISO 679 method, the mortar compressive strength exhibits a high strength of 10 MPa or more even in the initial three hours of hydration, and is suitable as a shotcrete material to maintain the shape of a fast curing furnace.
최근, 산업부산물로 발생되는 슬래그분말을 이용한 숏크리트 관련 기술을 살펴 보면, 한국등록특허 10-0919745에 고로슬래그 미분말 50~75중량부; 무수석고 20~45중량부; 수산화칼슘, 수산화나트륨 또는 이들의 혼합물중 어느 하나를 1~5중량부; 경화촉진제 0.1~0.5중량부를 포함하여 이루어지는 숏크리트용 혼화재 조성물로써, 상기 고로슬래그 미분말은 분말도 4,000 ~ 6,000브레인(㎠/g)인 것이며, 상기 경화촉진제는 탄산나트륨(Na2CO3)이고, 상기 혼화재 조성물 전체 중량에 대해 폴리카본산계 고성능 감수제 0.1~1.0중량부를 더 첨가하며, 상기 혼화재 조성물을 구성하는 각각의 구성성분이 균일한 혼합생태가 되도록 무중력 믹서, 리본믹서 또는 드럼믹서 중 하나인 분체혼합용 믹서를 사용하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 숏크리트용 혼화재 조성물이 개발된 바 있다.
In recent years, a shotcrete-related technology using slag powder generated as an industrial by-product has been disclosed in Korean Patent No. 10-0919745, in which blast furnace slag
또한, 한국등록특허 10-0919745에 ⒜ 숏크리트 굵은 골재 최대크기를 8mm 또는 10mm로 한 골재와 골재입도를 공장에서 엄격하게 관리하고, 관리된 골재와, 시멘트와, 그리고 시멘트량의 30~50중량%를 고로슬래그로 대체하며, 물과 급결제를 제외한 모든 재료가 공장에서 사전에 배합 설계된 분말형 레디믹스트 숏크리트를 제조하는 단계; ⒝ 상기에서 제조된 분말형 레디믹스트 숏크리트를 운반수단에 의하여 터널시공현장으로 운반하는 단계; ⒞ 상기의 분말형 레디믹스트 숏크리트를 믹서기에 넣고 기 배합 설계된 물의 양과 혼화제를 투입하는 단계; ⒟ 혼합된 숏크리트를 고압으로 분사하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 분말형 레디믹스트 숏크리트를 이용한 터널 숏크리트 지보재의 시공방법이 공지된 바 있다.
Korean Patent No. 10-0919745 discloses that (a) aggregates and aggregates having a maximum size of shotcrete coarse aggregate of 8 mm or 10 mm are strictly controlled at a factory, and the aggregate, cement, and cement amount of 30 to 50 wt% A blast furnace slag, a powdered ready mix shotcrete having all the materials except water and quick-setting admixed in advance at a factory; (B) transporting the powdered ready mixed shotcrete produced above to a tunnel construction site by means of a transportation means; (3) putting the powdery ready mix shotcrete into the mixer and injecting the amount of water and admixture designed in the mixer; And spraying the mixed shotcrete at a high pressure. The method of constructing a tunnel shotcrete support using the powdered ready mixcrete is known.
그러나, 상기 고로슬래그를 사용한 숏크리트 조성물들은 급결을 위하여 탄산나트륨, 고성능 감수제 등의 별도의 급결제를 사용함에 따라 균일한 급결특성을 얻는 어려운 문제점이 있고, 숏크리트 자체의 물성을 나타내기도 어려운 문제점이 있었으며, 본 발명과 같이 급냉 제강환원슬래그 분말을 급결제로 사용하여 별도의 급결제를 사용하지 않고도 물성을 제대로 나타낼 수 있는 숏크리트는 개발된 바 없었으므로, 이에 본 발명자들은 급냉 제강환원슬래그 분말을 급결제로 사용하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 개발하여 산업부산물을 활용한 친환경 저탄소 녹색성장에 기여하는 본 발명을 완성하게 되었다.
However, the shotcrete compositions using the blast furnace slag have difficulty in achieving uniform quick-setting properties due to the use of separate accelerators such as sodium carbonate and a high-performance water reducing agent, and have difficulty in showing the physical properties of the shotcrete itself. The present inventors have found that a shotcrete that can accurately exhibit physical properties without using a rapid setting agent by using quench steel reduction slag powder as a rapid setting agent as in the present invention has not been developed. The inventors of the present invention developed a quick-setting composition for shotcrete containing a rapid-reducing steel slag powder to be used, thereby contributing to the environmentally friendly low-carbon green growth utilizing industrial by-products.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 산업부산물인 급냉제강환원슬래그를 포함하는 친환경, 저탄소 녹색성장에 기여하는 숏크리트용 급결제 조성물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
Disclosure of the Invention In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a quick-setting quick-setting composition for shotcrete which contributes to environmentally friendly low carbon green growth including quenching steel reduction slag as an industrial byproduct.
또한, 본 발명은 콘크리트에 첨가되어 콘크리트의 경화를 촉진시켜 강도 발현을 가속화시키는 급냉제강환원슬래그 분말을 포함하는 숏크리트 급결제 조성물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
It is another object of the present invention to provide a shotcrete quick-setting composition comprising a rapid-cooling steel reduction slag powder added to concrete to accelerate the hardening of concrete to thereby accelerate the strength development.
보다 구체적으로 상기 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물은 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~12,000㎤/g의 분말도로 분쇄한 급냉 제강 환원슬래그 분말과 탄산나트륨, 석고, 소석회, 알루민산나트륨의 혼합물로 제조되며, 본 발명은 콘크리트의 강도를 저하시키지 않으며, 시공비를 절감시킬 수 있고, 친환경적인 급결제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
More specifically, the rapid setting composition for shotcrete containing the rapid-cooling steelmaking reducing slag is produced by spraying and spraying high-pressure and high-speed gas for 5 to 60 seconds on the electric furnace melted reducing slag among the by-products generated during iron smelting at steelworks, Wherein the molten reduced slag is quenched at 40 to 90 ° C and pulverized at a powder rate of 3,000 to 12,000 cm 3 / g to obtain a mixture of rapidly reducing slag powder, sodium carbonate, gypsum, slaked lime and sodium aluminate. And it is an object of the present invention to provide an eco-friendly quick-setting method which can reduce the construction cost.
본 발명은 상기 과제의 해결을 위하여, 급냉제강환원슬래그 분말, 탄산나트륨, 석고, 소석회, 알루민산나트륨, 증점제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rapid-setting steel quick-setting composition for shotcrete comprising a rapid-cooling steelmaking reducing slag comprising a rapid-reducing steel slag powder, sodium carbonate, gypsum, slaked lime, sodium aluminate and a thickener .
상기 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물은 급냉제강환원슬래그 분말 50~70 중량%, 탄산나트륨 10~25 중량%, 석고 1~10 중량%, 소석회 5~10 중량%, 알루민산나트륨 1~5 중량%, 증점제 0.1~0.5 중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
The rapid-setting quick-setting steel composition for shotcrete comprising the rapid-cooling steelmaking reducing slag may comprise 50 to 70% by weight of quenching steel reduction slag powder, 10 to 25% by weight of sodium carbonate, 1 to 10% by weight of gypsum, 5 to 10% by weight of slaked lime, To 5 wt%, and a thickener in an amount of 0.1 to 0.5 wt% based on the total weight of the rapid-cooling steelmaking slag.
상기 급냉제강환원슬래그 분말은 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 물과의 접촉 없이 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~12,000㎠/g의 분말도로 분쇄한 것으로, 그 조성 성분이 CaO 40~60질량%, Al2O3 15~35질량%, SiO2 10~30질량%를 함유한 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
The quenching steel reduction slag powder is sprayed and scattered in a high-pressure, high-velocity gas for 5 to 60 seconds without contact with water in the electric furnace melted reduction slag among the byproducts generated during iron smelting to produce the molten reduced slag at a temperature of 1,300 ~ followed by rapid cooling to 90 ℃ to ground 3,000 road 12,000㎠ / g powder, that the composition of the components contains a CaO 40 - 60% by weight, Al 2 O 3 15 - 35% by weight, SiO 2 10 - 30% by weight Wherein the rapid setting steel slag is characterized in that the rapid setting steel slag is used as a solution to the problem.
상기 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물은 신속한 급결성을 발휘하므로 1~2분 내에 초결 상태가 되고 10분 내에 종결 상태가 되어 강도가 발현되기 시작하여 조기강도를 발현하는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
The rapid-setting quick-setting steel composition for shotcrete containing rapid-cooling steelmaking reducing slag exhibits fast sagging property, so that it becomes a quick-setting state in 1 to 2 minutes and is terminated within 10 minutes, And a quenching steelmaking reducing slag which is a quench-hardening steel slag.
본 발명에 의한 급결제는 산업부산물인 급냉 제강환원슬래그 분말을 주재료로 함으로써, 탄소배출을 절감하여 환경파괴를 최소화할 수 있으며, 경제성을 개선할수 있으며, 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 정도의 자극성을 보이므로 인체에 대한 독성이 적어 작업환경에 유리하다.
The rapid setting according to the present invention can reduce the carbon emissions and minimize the environmental damage by improving the economical efficiency by using the quenched steelmaking reduced slag powder which is the byproduct of the industry as the main material and exhibits a stimulus similar to that of ordinary portland cement Less toxicity to the human body is beneficial to the working environment.
또한 본 발명에 의하면 비정질 급냉 제강환원슬래그를 주재료로하는 급결제는 소량으로도 신속한 급결성을 발휘하므로 1~2분 내에 초결 상태가 되고 10분 내에 종결 상태가 되어 강도가 발현되기 시작하여 조기강도를 발현함으로서 숏크리트의 강도를 증진시키는 효과가 있다.
According to the present invention, the rapid setting using amorphous quenching steel reduction slag as a main material exhibits rapid solidification even in a small amount, so that it becomes a quick-setting state in 1 to 2 minutes and is completed in 10 minutes, To increase the strength of the shotcrete.
도 1은 급냉 제강환원슬래그 미분말의 비카침에 의한 응결시간 그래프
도 2는 발열온도를 측정 그래프
도 3은 모르타르 압축강도 그래프
도 4는 모르타르 시험체의 길이변화 그래프Fig. 1 is a graph showing the setting time of the powder of the rapidly cooled slag powder
FIG. 2 is a graph
Fig. 3 is a graph showing the compressive strength of mortar
4 is a graph showing the change in length of a mortar test piece
본 발명은 급냉제강환원슬래그 분말, 탄산나트륨, 석고, 소석회, 알루민산나트륨, 증점제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
The present invention is characterized in that the quick-setting steelmaking reducing slag comprises a rapid-cooling steel reduction slag powder, sodium carbonate, gypsum, slaked lime, sodium aluminate, and a thickener.
상기 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물은 급냉제강환원슬래그 분말 50~70 중량%, 탄산나트륨 10~25 중량%, 석고 1~10 중량%, 소석회 5~10 중량%, 알루민산나트륨 1~5 중량%, 증점제 0.1~0.5 중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
The rapid-setting quick-setting steel composition for shotcrete comprising the rapid-cooling steelmaking reducing slag may comprise 50 to 70% by weight of quenching steel reduction slag powder, 10 to 25% by weight of sodium carbonate, 1 to 10% by weight of gypsum, 5 to 10% by weight of slaked lime, To 5 wt%, and a thickener in an amount of 0.1 to 0.5 wt% based on the total weight of the rapid-cooling steelmaking slag.
상기 급냉제강환원슬래그 분말은 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 물과의 접촉 없이 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~12,000㎠/g의 분말도로 분쇄한 것으로, 그 조성 성분이 CaO 40~60질량%, Al2O3 15~35질량%, SiO2 10~30질량%를 함유한 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
The quenching steel reduction slag powder is sprayed and scattered in a high-pressure, high-velocity gas for 5 to 60 seconds without contact with water in the electric furnace melted reduction slag among the byproducts generated during iron smelting to produce the molten reduced slag at a temperature of 1,300 ~ followed by rapid cooling to 90 ℃ as crushed road of 3,000 to 12,000㎠ / g powder, that the composition of the components contains a CaO 40 - 60% by weight, Al 2 O 3 15 - 35% by weight, SiO 2 10 - 30% by weight Characterized in that the quick-setting steelmaking reducing slag comprises a rapid setting composition for shotcrete.
상기 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물은 신속한 급결성을 발휘하므로 1~2분 내에 초결 상태가 되고 10분 내에 종결 상태가 되어 강도가 발현되기 시작하여 조기강도를 발현하는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
The rapid-setting quick-setting steel composition for shotcrete containing rapid-cooling steelmaking reducing slag exhibits fast sagging property, so that it becomes a quick-setting state in 1 to 2 minutes and is terminated within 10 minutes, Wherein the rapid-cooling steelmaking slag is made of quartz.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및 도면에 한정되지 않는다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
우선, 본 발명의 급냉 제강환원슬래그 분말은 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~12,000㎠/g의 분말도로 분쇄한 것으로 CaO와 Al2O3를 주성분으로 한다.
First, the rapid-cooling steel reduction slag powder of the present invention is produced by spraying and scattering a high-pressure and high-velocity gas for 5 to 60 seconds on an electric furnace melted reduction slag among the byproducts generated during iron smelting in a steelworks to produce the molten reduced slag at a temperature of 1,300 to 1,600 ° C followed by rapid cooling to ~ 90 ℃ to ground of 3,000 ~ 12,000㎠ / g powder road is composed mainly of CaO and Al 2 O 3.
이 분말은 두 성분의 몰수비에 따라 3CaO·Al2O3 - 12CaO·7Al2O3 - CaO·Al2O3 - CaO·2Al2O3 에 이르는 연속 고용체를 이루고 있으며, Ca(OH)2 또는 포틀랜드 시멘트와 혼합되면 신속히 CaO·Al2O3·10H2O, 2CaO·Al2O3·8H2O, 3CaO·Al2O3·6H2O 등의 수화물을 형성하여 급속히 경화하는 특성을 가진다.
This powder forms a continuous solid solution of 3CaO · Al 2 O 3 - 12CaO · 7Al 2 O 3 - CaO · Al 2 O 3 - CaO · 2Al 2 O 3 depending on the molar ratio of the two components. Ca (OH) 2 Or Portland cement, it rapidly forms a hydrate such as CaO · Al 2 O 3 · 10H 2 O, 2CaO · Al 2 O 3 · 8H 2 O, 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, I have.
광물 자체의 급결성은 CaO가 많은 조성인 3CaO·Al2O3로 갈수록 높아지나 포틀랜드 시멘트에 첨가할 경우 물성 조절이 어려워지는 문제가 있으며 결정질 보다는 급냉된 비정질이 높은 급결성을 나타낸다.
The addition of 3CaO · Al 2 O 3 , which is a high CaO composition, increases the toughness of the mineral itself. However, it is difficult to control the physical properties when added to Portland cement. The quenched amorphous rather than crystalline shows high toughness.
또한 급결제로서 사용 가능한 정도의 급결력을 얻기 위해서는 비표면적이 블레인치가 5500~6500cm2/g 이 되도록 분쇄되어야 한다.
Also, in order to obtain a pulling force to the extent that it can be used as a quick-setting admixture, the specific surface area should be pulverized so that the blending ratio is 5500 to 6500 cm 2 / g.
상기의 급냉제강환원슬래그 분말을 50 중량% 미만으로 사용했을 때에는 초기 급결력이 현저히 저하되며, 70 중량% 이상 사용했을 때에는 과도한 급결현상을 일으켜 시공 작업성의 확보에 문제가 있고 장기강도의 저하를 야기하는 문제가 있기 때문에 본 발명의 총 급결제 조성물 100중량%를 기준으로 50~70중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
When the above-mentioned quench-hardened steel reducing slag powder is used in an amount of less than 50% by weight, the initial pulling force is remarkably lowered. When the steel is used in an amount of more than 70% by weight, excessive sharpening is caused, , It is preferable that the content is in the range of 50 to 70% by weight based on 100% by weight of the total quick-setting composition of the present invention.
소석회는 초기 수화반응시 Ca(OH)2의 농도을 높여 주어 숏크리트의 초기강도 발현을 빠르게 하는 작용을 한다. 소석회는 5중량% 미만일 경우 초기강도 증진 효과가 미미하며, 10중량%를 초과하게 되면, 초기에 물과 접촉하여 급속한 위응결을 발생시키며 숏크리트의 응집을 방해하므로 숏크리트가 시공부위에 접착되지 못하고 탈락되는 경우가 발생하기 때문에 본 발명의 총 급결제 조성물 100중량%를 기준으로 5~10중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
Hydrated lime accelerates the initial strength of shotcrete by increasing the concentration of Ca (OH) 2 during the initial hydration reaction. If the amount of the slaked lime is less than 5% by weight, the effect of improving the initial strength is insignificant. If the amount of the slaked lime exceeds 10% by weight, the initial contact with water causes rapid stagnation and clogging of the shotcrete, , It is preferable that the total amount of the pervious material composition is in the range of 5 to 10% by weight based on 100% by weight of the total pervious material composition of the present invention.
석고는 숏크리트의 후기 경화속도와 압축강도를 증진시키는 효과를 가진다. 석고의 성분인 삼산화황 이온은 초기 수화시 칼슘알루미네이트 수화물과 반응하여 에트린자이트라는 침상결정을 생성시키며 초기강도에 기여한다. 이는 시간경과에 따라 성장하여 수화조직의 결합을 더욱 강하게 하고 또한 장기강도 발현에도 기여하는 역할을 한다. 석고의 첨가에 의해 생성되는 에트링가이트는 침상형 팽창성 광물로서, 환원슬래그 분말이 가지는 장기적인 수축특성을 보상하여 체적안정성에 기여한다.
The gypsum has the effect of improving the late hardening speed and compressive strength of shotcrete. The sulfur trioxide ion, which is a component of the gypsum, reacts with calcium aluminate hydrate during the initial hydration and etrin zyta produces acicular crystals and contributes to the initial strength. It grows with time and strengthens the binding of hydrated tissues and also contributes to the expression of long-term strength. Ettringite produced by the addition of gypsum is an acicular-shaped expansive mineral which contributes to volume stability by compensating for the long-term shrinkage properties of the reduced slag powder.
석고는 1중량% 미만일 경우 강도 증진 효과가 미미하며, 10중량%를 초과하게 되면 시공부위에 균열이 발생하거나 초기 급결력이 약화되는 문제를 발생시키기 때문에 본 발명의 총 급결제 조성물 100중량%를 기준으로 1~10중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
If the amount of the gypsum is less than 1% by weight, the effect of improving the strength is insignificant. If the amount of the gypsum exceeds 10% by weight, cracks may occur in the construction site or the initial strength may be weakened. It is preferable that the content is in the range of 1 to 10% by weight.
탄산나트륨은 후기 경화속도 및 초기강도 증진 작용을 하며, 숏크리트의 유동성을 확보해 줌으로서 숏크리트의 부착력을 증진시키는 역할을 한다. 탄산나트륨은 10중량% 미만일 경우 강도 및 유동성 증진 효과가 미미하며, 25중량%를 초과하게 되면 시공 작업성확보 및 급결력이 저하되는 문제를 발생시키기 때문에 본 발명에서는 총 급결제 조성물 100중량%를 기준으로 10~25중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
Sodium carbonate improves the late hardening rate and initial strength, and improves the adhesion of shotcrete by securing the flowability of shotcrete. When the amount of the sodium carbonate is less than 10% by weight, the effect of improving the strength and fluidity is insignificant. When the amount of the sodium carbonate exceeds 25% by weight, the construction workability and the pulling force are lowered. In the range of 10 to 25% by weight.
알루민산나트륨은 초기 1분 이내의 반응성을 촉진시키는 역할을 한다. 알루민산나트륨은 1중량% 미만일 경우 초기 급결효과가 미미하며, 5중량%를 초과하게 되면 초기 급결이 과도하여 숏크리트의 부착력을 저하시키고 알카리도가 높아져서 자극성이 심해지는 문제를 발생시키기 때문에 본 발명의 총 급결제 조성물 100중량%를 기준으로 1~5중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
Sodium aluminate promotes reactivity within the first minute. If the amount of sodium aluminate is less than 1% by weight, the effect of initial shrinkage is insignificant. If the amount of sodium aluminate exceeds 5% by weight, the initial shrinkage is excessively excessive to lower the adhesion of shotcrete and increase the alkalinity, It is preferable that the content is in the range of 1 to 5% by weight based on 100% by weight of the thermosetting composition.
증점제는 숏크리트 시공시에 부착되지 못하고 튀어나오는 반발재료량을 줄이기 위하여 숏크리트의 점성을 높여주는 역할을 한다. 증점제는 0.1중량% 미만일 경우 정성의 증진효과가 미미하며, 0.5중량%를 초과하게 되면 급결성의 약화시키는 문제를 발생시키기 때문에 본 발명의 총 급결제 조성물 100중량%를 기준으로 0.1~0.5중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
Thickener improves the viscosity of shotcrete in order to reduce the amount of rebound material that can not be attached when shotcrete is applied. When the content of the thickening agent is less than 0.1% by weight, the effect of improving the qualities is insignificant. When the content of the thickening agent is more than 0.5% by weight, .
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의한 통상적인 변화가 가능하다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, and ordinary variations by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention are possible.
분말도가 6,000cm2/g 이 되도록 분쇄하여 제조한 비정질 급냉제강환원슬래그 분말, 탄산나트륨, 소석회, 알루민산나트륨, 석고, 증점제를 [표 1]과 같이 혼합하여 급결제를 제조하였다.The rapid setting slurry powder, the sodium carbonate, the slaked lime, the sodium aluminate, the gypsum and the thickener were prepared by pulverizing the powder to a powder viscosity of 6,000 cm 2 / g as shown in Table 1.
환원슬래그분말Rapid cooling steelmaking
Reduced slag powder
[[ 관입저항Intrusion resistance 시험 및 압축강도 시험] Test and Compressive Strength Test]
보통 포틀랜드 시멘트와 ISO 표준사를 1:3이 되도록 혼합한 후 [표 1]과 같이 제조된 본 발명의 급결제(실시예)와 국내 U사의 분말급결제(비교예)를 각각 시멘트량에 대해 똑같이 6중량% 혼합하여 시편을 제작하여 응결 및 압축강도 시험을 실시하였다. 실시예와 비교예에 대하여 시간대 별로 관입저항 및 모르타르 압축강도실험을 실시하여 [표 2]에 그 결과를 나타내었다.The Portland cement and the ISO standard yarn were mixed in a ratio of 1: 3, and then the quick-setting (example) of the present invention prepared as in [Table 1] and the powder quick-setting admixture of domestic U (comparative example) And 6% by weight were similarly mixed to prepare specimens and subjected to the coagulation and compressive strength tests. The intrusion resistance and the mortar compression strength test were performed for each of the examples and the comparative examples at time intervals, and the results are shown in Table 2.
중량%cement
weight%
중량%Number of ingredients
weight%
중량%Quick payment
weight%
비교예 : 국내 U사의 기존 분말 급결제EXAMPLES Examples of the rapid-setting steel including the quenched steel reduction slag powder of the present invention
COMPARATIVE EXAMPLE: U-powder of the domestic company
상기 [표 2]의 실험 결과와 같이 본 발명의 급결제(실시예)를 사용하였을시 기존의 급결제(비교예)와 비교하여 동등 이상의 응결 및 강도 특성을 발현하는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 급냉제강환원슬래그를 포함하는 급결제 조성물을 숏크리트에 사용하였을 경우 산업부산물을 주재료로 사용하였음에도 초기 및 장기강도가 증가하는 효과가 있음을 알 수 있다.
As shown in the results of the above Table 2, when the quick-setting material of the present invention is used, it can be seen that the fastening material of the present invention exhibits the same hardness and strength properties as those of the conventional rapid setting material (comparative example) It is found that the initial and long-term strength is increased even though the industrial by-product is used as the main material in the case of using the quick-setting composition containing the quenching steel reduction slag of shotcrete as shotcrete.
본 발명에 사용된 급냉환원슬래그 미분말을 KS L ISO 9597 방법에 준하여 지연제의 첨가량을 달리하여, 비카침에 의한 응결시험을 수행한 결과를 [도 1]에 나타내었다. 1 shows the result of performing a coagulation test by a non-caustic method by varying the addition amount of the retarder according to the KS L ISO 9597 method for the quench-reduced slag fine powder used in the present invention.
[도 1]의 실험결과와 같이 본 발명의 급결제에 다량 함유되어있는 급냉 제강환원슬래그 미분말의 비카침에 의한 응결시간을 측정한 시험으로, 지연제를 첨가하지 않은 경우는 물과 접촉 후 바로 종결이 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 분말의 급결성 및 높은 반응성을 의미하며 물과의 반응 후 급결하여 리바운드 량을 최소화하기 위한 숏크리트제로서 효과적이다. 또한 작업성 확보를 위해서는 지연제의 사용량 조절로 작업시간 확보가 가능하다.
As shown in the results of the experiment of FIG. 1, it is a test to measure the setting time of the rapid cooling steel slag fine powder contained in the rapid setting agent of the present invention by the non-caking. When the delay agent is not added, This means that the powder is easily mixed and reacted with water. It is effective as shotcrete for minimizing the amount of rebound by reacting with water after reaction with water. In order to secure workability, it is possible to secure working time by adjusting the amount of retarder.
본 발명의 급결제 조성물과 기존 U사의 분말 급결제의 발열온도를 측정하였다. 데이터로거를 이용하여 시간별로 실시하여 그 결과를 [도 2]에 나타내었다.The exothermic temperature of the quick-setting composition of the present invention and the powdery quick-setting admixture of existing U was measured. The results are shown in Fig. 2, using a data logger.
[도 2]의 실험 결과와 같이 본 발명의 급결제(실시예)와 기존의 급결제(비교예)의 수화발열 온도를 시간별로 측정한 결과 최고점의 온도는 유사하였고, 최고온도에 도달하는 시간은 기존의 급결제가 빨랐으나 온도를 유지하는 본 발명의 급결제가 높은 것으로 나타났다. 이러한 특성은 숏크리트의 시공 작업성 및 부착성, 장기강도 증진에 효과적이다.
As shown in the experimental results of FIG. 2, the hydration heating temperatures of the quick-setting (examples) and the existing quick-setting (comparative examples) of the present invention were measured with time, and the peak temperatures were similar, Of the present invention showed that the rapid dispensation of the present invention was fast but the temperature of the present invention was high. These properties are effective in improving the workability, adhesion and long - term strength of shotcrete.
본 발명에 사용된 급결제 조성물 중 급냉 환원슬래그 미분말과 석고를 혼합한 분말을 KS L ISO 679에 준하여 모르타르 압축강도 실험을 실시하였으며, 그 시험 결과를 [도 3]에, 모르타르 시험체의 길이변화를 [도 4]에 나타내었다. The mortar compression strength test was conducted on the powder obtained by mixing the rapidly reducing slag fine powder and the gypsum among the quick-setting compositions used in the present invention in accordance with KS L ISO 679. The test results are shown in FIG. 3, [Figure 4].
[도 3]의 실험 결과와 같이 본 발명에 사용된 급냉 환원슬래그 미분말은 석고를 일부 혼합할 경우 초기 3시간에도 20MPa 정도의 높은 강도발현율을 보이며, 장기재령에도 상용 포틀랜드 시멘트에 129%의 높은 강도발현율을 보인다. As shown in the experimental results of FIG. 3, the quench-reduced slag fine powder used in the present invention shows a high strength development rate of about 20 MPa in the initial three hours when mixed with gypsum, and has a high strength of 129% It shows the expression rate.
[도 4]의 실험 결과와 같이 본 발명에 사용된 급냉 환원슬래그 미분말은 석고를 일부 혼합할 경우의 길이변화를 나타내고 있으며, 재령 28일에도 상용 포틀랜드 시멘트인 OPC 보다도 안정적인 길이를 보이며, 이로써 체적안정성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
As shown in the experimental results of FIG. 4, the quench-reduced slag fine powder used in the present invention shows a change in length when gypsum is partially mixed. Even at 28 days of age, it shows a more stable length than that of commercial Portland cement OPC, .
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments and the drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (4)
상기 급냉제강환원슬래그 분말은 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 물과의 접촉 없이 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~12,000㎠/g의 분말도로 분쇄한 것으로, 그 조성 성분이 CaO 40~60질량%, Al2O3 15~35질량%, SiO2 10~30질량%를 함유하며,
급결성에 의하여 1~2분 내에 초결 상태가 되고 10분 내에 종결 상태가 되어 조기강도를 발현하는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그를 포함하는 숏크리트용 급결제 조성물A slag powder having a composition of 50 to 70 wt%, a sodium carbonate 10 to 25 wt%, a gypsum 1 to 10 wt%, a slaked lime 5 to 10 wt%, a sodium aluminate 1 to 5 wt%, and a thickener 0.1 to 0.5 wt% Respectively,
The quenching steel reduction slag powder is sprayed and scattered in a high-pressure, high-velocity gas for 5 to 60 seconds without contact with water in the electric furnace melted reduction slag among the byproducts generated during iron smelting to produce the molten reduced slag at a temperature of 1,300 ~ followed by rapid cooling to 90 ℃ to ground of 3,000 ~ 12,000㎠ / g powder road, that the composition contains an ingredient CaO 40 ~ 60 mass%, Al 2 O 3 15 ~ 35 mass%, SiO 2 10 ~ 30% by weight,
Wherein the quick-setting steelmaking reducing slag comprises a rapid-cooling steelmaking reducing slag, wherein the quick-setting steelmaking reducing slag contains a rapid-cooling steelmaking slag,
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