KR101535909B1 - Mamufacturing method for soil solidified agent - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레드머드와 소각잔재와 탈황분진 등 산업부산물을 재활용할 수 있는 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 함수율이 30중량% ~ 70중량%인 레드머드 100중량부에 대하여, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 소각잔재 5~200중량부와, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 탈황분진 5~200중량부를 포함한다.
The present invention relates to a dirt fire composition using red mud, and more particularly, to a dirt fire composition using red mud which can recycle industrial by-products such as red mud, incineration residue and desulfurization dust.
(CaO) content of not less than 20% by weight and an oxidant ferrous (Fe 2 O 3 ) content of not less than 5% by weight based on 100 parts by weight of red mud with a water content of 30% by weight to 70% And 5 to 200 parts by weight of a desulfurizing dust having a calcium oxide (CaO) content of 20% by weight or more and a ferric oxide (Fe 2 O 3 ) content of 5% by weight or more.

Description

레드머드를 활용한 흙고화재 조성물 제조방법{MAMUFACTURING METHOD FOR SOIL SOLIDIFIED AGENT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a fire-retardant composition using red mud,

본 발명은 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레드머드와 소각잔재와 탈황분진 등 산업부산물을 재활용할 수 있는 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a dirt fire composition using red mud, and more particularly, to a dirt fire composition using red mud which can recycle industrial by-products such as red mud, incineration residue and desulfurization dust.

레드머드(Red mud)는 보오크사이트로부터 수산화알루미늄/알루미나(Al(OH)3/Al2O3)를 제조하는 과정에서 부산물로 발생하는 물질이다. 레드머드의 주성분은 Fe2O3 이며, 이로 인해 적색의 색상이 발현되어 레드머드라 통칭되고 있으며, 국내에서 연간 약 20만톤 가량이 부산물로 발생된다. 이러한 레드머드는 최종 배출시 약 50중량% 정도의 함수율을 가진 슬러지 상태로 배출되는데 이러한 함수상태의 산업부산물은 재활용하기에 곤란하다. Red mud is a by-product of aluminum hydroxide / alumina (Al (OH) 3 / Al 2 O 3 ) from bauxite. The major component of red mud is Fe 2 O 3, which is reddish hue and red mud, and about 200,000 tons per year is produced as a by-product in Korea. Such red mud is discharged into the sludge state having a moisture content of about 50% by weight at the final discharge, and such a functional by-product is difficult to recycle.

따라서 현재에는 레드머드를 활용하기 위하여는 로타리 드라이어에 레드머드를 투입하여 가열해 탈수하는 과정을 거쳐 분말화 한 후 건축재료의 안료 등으로 일부 사용하고 있는 실정이다. Therefore, in order to utilize Red Mud nowadays, Red Mud is put into a rotary dryer and is heated and dehydrated, and powdered and then used as a pigment of building materials.

상기 로타리 드라이어를 이용하여 50중량% 정도의 함수율을 가진 레드머드를 완전히 건조하기 위하여는 레드머드 1톤당 약 4만원 이상의 연료비가 필요하기 때문에 비경제적이며, 그 활용용도도 레드머드의 적색을 이용한 일부 건축자재의 안료 등으로 활용되고 있어 그 활용용도가 극히 제한적이다. In order to completely dry the red mud having a water content of about 50 wt% by using the rotary dryer, it is uneconomical because it requires a fuel cost of about 40,000 KRW or more per 1 ton of red mud, It is used as pigment of building material and its application is extremely limited.

따라서 산업부산물로 발생하는 레드머드의 효과적, 효율적 재활용을 위하여는 건조공정의 효율화를 통한 경제성확보와 흙을 고화시키는 토목용 고화재로 활용하는등 용처를 확대하는 기술의 개발이 시급히 요구되고 있다.
Therefore, in order to effectively and efficiently recycle Red Mud as an industrial byproduct, it is urgently required to develop a technology for expanding the capacity to utilize it as a civil engineering fire to secure the economical efficiency through the efficiency of the drying process and to solidify the soil.

공개특허공보 제10-2013-0046775호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0046775

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 흡수 및 발열작용을 하는 CaO가 다량 함유된 소각잔재와 레드머드를 일정비율 혼합하여 레드머드의 함수율을 저감시키는 전처리단계를 거친 후 건조시키고, 분말화된 레드머드를 원료로 활용한 흙고화재 조성물을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pretreatment step of reducing the water content of red mud by mixing red mud with a small amount of CaO- And then drying it after roughly using powdered red mud as a raw material.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 함수율이 30중량% ~ 70중량%인 레드머드 100중량부에 대하여, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 소각잔재 5~200중량부와, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 탈황분진 5~200중량부를 포함한다.In order to solve the above-mentioned technical problems, the present invention provides a method for producing a red mud which comprises 20 parts by weight or more of calcium oxide (CaO) and 20 parts by weight or more of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) 5 to 200 parts by weight of an incineration residue having a content of 5% by weight or more and 5 to 200 parts by weight of a desulfurization dust having a calcium oxide (CaO) content of 20% by weight or more and an oxidizing agent ferrous (Fe 2 O 3 ) content of 5% .

또한 상기 소각잔재는 석탄재, 제지 슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재, 페트로 코우크스를 연소하는 소각로에서 발생하는 소각잔재, RDF(Refuse Derived Fuel) 소각잔재 및 RPF(Refuse Plastic Fuel) 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. In addition, the incineration residues include coal ash, paper sludge incineration residues, biomass incineration residues, sewage sludge incineration residues, incineration residues from incinerators burning petro coke, refuse derived fuel (RDF) incinerator residues, and RPF (Refuse Plastic Fuel) And an incinerator residue, or a mixture of two or more thereof.

또한 상기 탈황분진은 제철소의 제철 및 제강공정에서 배출되는 것이 바람직하다. It is preferable that the desulfurized dust is discharged from a steel making and steelmaking process of a steel mill.

또한 상기 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여, 강도발현제 5~100중량부를 더 포함하며, 상기 강도발현제는 포틀랜트 시멘트, 고로슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트 및 삼성분계 시멘트 중 어느 하나 이상으로 이루어지고, 상기 삼성분계 시멘트는 상기 포틀랜트 시멘트에 슬래그미분말 및 플라이애시를 혼입한 것이 바람직하다. And further comprising 5 to 100 parts by weight of a strength development agent based on 100 parts by weight of the red mud dry powder, wherein the strength development agent is at least one of portland cement, blast furnace slag cement, fly ash cement and ternary cement And the ternary cement is preferably mixed with the portland cement with the slag fine powder and the fly ash.

또한 상기 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여, 포졸란 활성제 10~50중량부가 더 혼입되며, 상기 포졸란 활성제는 산화칼슘(CaO) 함량이 10중량% 미만인 석탄재 또는 고로슬래그 미분말인 것이 바람직하다.
Also, 10 to 50 parts by weight of a pozzolan activator is further incorporated into 100 parts by weight of the red mud dry powder, and the pozzolan activator is preferably a coal ash or blast furnace slag powder having a calcium oxide (CaO) content of less than 10% by weight.

본 발명에 따르면, CaO가 다량 함유된 소각잔재와 탈황분진과, 레드머드 등 산업부산물을 재활용할 수 있는 효과가 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to recycle industrial byproducts such as incineration residue, desulfurized dust, and red mud containing a large amount of CaO.

이하, 본 발명에 의한 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물 및 그 제조방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the composition of the soil fire using the red mud according to the present invention and the manufacturing method thereof will be described in detail.

먼저, 본 발명에 의한 레드머드를 활용한 흙고화재의 구성성분 및 작용을 설명한다. First, the composition and action of the mud fire using the red mud according to the present invention will be described.

본 발명에 의한 레드머드를 이용한 흙고화재 조성물은 함수율이 30중량% ~ 70중량%인 레드머드 100중량부에 대하여, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며, 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 소각잔재와 탈황분진 5~200중량부를 포함한다. Heulgo smoke composition using the red mud of the present invention is the water content with respect to the red mud 100 30% by weight to 70% by weight of parts by weight of calcium oxide (CaO) content is at least 20% by weight, ferric oxide (Fe 2 O 3 ) Of 5 wt% or more, and 5 to 200 parts by weight of desulfurizing dust.

또한 상기 소각잔재는 석탄재, 제지 슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재, 페트로 코우크스를 연소하는 소각로에서 발생하는 탈황석고, RDF(Refuse Derived Fuel) 소각잔재 및 RPF(Refuse Plastic Fuel) 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. In addition, the incineration residues include refuse derived gypsum, refuse derived fuel (RDF), and refuse plastic fuel (RPF), which are generated from coal ash, paper sludge incineration residues, biomass incineration residues, incineration residues of sewage sludge, incinerators that burn petro coke, And an incinerator residue, or a mixture of two or more thereof.

또한 상기 탈황분진은 제철소 제철 및 제강공정에서 발생되는 탈황부산물로서 슬래그 더스트 또는 KR슬래그 분진 등이다.The desulfurization dust is a slag dust or a KR slag dust as a desulfurization by-product generated in a steelmaking and steelmaking process.

상기 소각잔재 및 탈황분진은 0.001~0.1cm의 입경을 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 소각잔재의 비표면적은 2,000~6,000cm2/g의 것이 바람직하다. It is preferable that the incineration residue and the desulfurization dust have a particle diameter of 0.001 to 0.1 cm. The specific surface area of the incineration residue is preferably 2,000 to 6,000 cm 2 / g.

또한, 레드머드 혼합 건조물의 색상을 붉은색으로 유지하기 위하여 상기 소각잔재 및 탈황분진의 산화제이철(Fe2O3) 성분은 5중량% 이상이어야 한다. 상기 소각잔재 및 탈황분진의 색상은 그 원료중의 산화제이철(Fe2O3) 함량에 의해서 결정된다. 산화제이철(Fe2O3) 함량이 낮을수록 그 원료의 색상은 백색 및 회백색을 띄게 되고 산화제이철(Fe2O3) 함량이 높아질수록 갈색의 색상이 발현된다. 따라서 흙고화재의 특성상 고화재의 색상을 갈색 내지 붉은색으로 유지하기 위하여 소각잔재 및 탈황분진의 산화제이철(Fe2O3) 성분은 5중량% 이상이어야 한다. In order to maintain the reddish color of the red mud mixed dried product, the oxidizing agent (Fe 2 O 3 ) component of the incineration residue and the desulfurization dust should be not less than 5% by weight. The color of the incineration residue and the desulfurization dust is determined by the content of oxidizing agent (Fe 2 O 3 ) in the raw material. As the content of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) is lower, the color of the raw material becomes white and whitish, and the color of brown becomes more as the content of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) is higher. Therefore, in order to keep the color of brown fire from red to brown due to the characteristic of dirt fire, oxidizing agent (Fe 2 O 3 ) component of incineration residue and desulfurization dust should be 5 wt% or more.

소각잔재 및 탈황분진에 다량 함유된 산화칼슘은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다. Calcium oxide, which is contained in large amounts in incineration residue and desulfurization dust, reacts with water and absorbs, exothermic, and expands to become calcium hydroxide. The reaction formula is as follows.

CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6 mol-1 CaO + H 2 O- > Ca (OH) 2 + 15.6 mol -1

통상 소각잔재는 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 산화칼슘이 다량 함유된 소각잔재는 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하다. Although the incineration residue is usually recycled as a concrete admixture, incineration residues containing a large amount of calcium oxide can not be used as a concrete admixture because of its absorption, exothermic and expansion characteristics.

따라서 본 발명은 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능한 소각잔재들을 이용하는 것이다. 석탄재는 발전소에서 많이 생성되는데, 특히, 노내 탈황방식을 갖는 발전소에서 생성되는 석탄재가 산화칼슘의 함유량이 높다. 노내 탈황방식의 경우, 석탄과 석회석을 혼합연소하기 때문에 석탄재에 다량의 Free CaO가 함유되게 된다. Therefore, the present invention utilizes incineration residues which can not be utilized as a concrete admixture material. Coal materials are produced in a large number of power plants. Particularly, coal ash produced in a power plant having an in-furnace desulfurization system has a high content of calcium oxide. In the case of the in-furnace desulfurization system, since coal and limestone are mixed and burned, a large amount of Free CaO is contained in coal ash.

한편 페트로 코크스 탈황석고는 페트로 코크스를 연료로 연소하는 소각로에서 노내 탈황을 위하여 페트로 코크스와 석회석을 혼합연소하기 때문에 소각재에 다량의 석고성분과 CaO가 함유되게 된다.Petro coke desulfurization gypsum is mixed with petroleum coke and limestone in order to desulfurize the petroleum coke in the incinerator which burns petroleum coke as fuel, so ash contains a large amount of gypsum and CaO.

또한 상기 탈황분진은 제철소 제철 및 제강공정에서 발생되는 탈황부산물로서 슬래그 더스트, KR슬래그 분진 등이 있다. 이러한 탈황분진은 제철소의 제철 및 제강공정에서 황산 가스의 대기방출을 방지하기 위하여 탈황재로서 석회석을 사용하게 되는데 고온에서 탈 탄산된 CaO 입자상 물질과 황성분이 결합하여 분진에 다량의 SO3 성분과 CaO 성분이 함유되게 된다.The desulfurization dust may be slag dust or KR slag dust as a desulfurization by-product generated in a steelmaking and steelmaking process. This desulfurization dust uses limestone as a desulfurization material in order to prevent the release of sulfuric acid gas to the atmosphere during iron making and steelmaking of steelworks. The decarbonated CaO particulate matter at high temperature and the sulfur component are combined with each other so that a large amount of SO 3 component and CaO Component.

따라서, 함수율이 높은 레드머드와 산화칼슘이 다량 함유된 소각잔재 및 탈황분진을 혼합하면, 위의 반응으로 수산화칼슘이 생성되면서 레드머드의 수분이 저감되는 것이다. 또한 역시 위의 반응으로 발생되는 열이 레드머드의 수분을 증발시키기 때문에 더욱더 레드머드의 함수율을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, when the red mud having a high water content and the incineration residue containing a large amount of calcium oxide and the desulfurized dust are mixed, the water reacts with the red mud as the calcium hydroxide is produced by the above reaction. Also, since the heat generated by the above reaction evaporates the moisture of the red mud, it is possible to further reduce the water content of the red mud.

이러한 공정을 거쳐 혼합물의 함수율을 저감한 후 그 혼합물을 로터리 드라이어에 투입할 경우 건조효율이 높아져 레드머드 1톤당 약 3만원의 연료비면 건조가 충분히 가능하여 경제적인 공정운영이 보장되는 것이다.After reducing the water content of the mixture through such a process, when the mixture is put into a rotary dryer, the drying efficiency is increased, and the fuel cost of about 30,000 won per 1 ton of red mud can be sufficiently dried, thus ensuring economical process operation.

상기 소각잔재 및 탈황분진의 비표면적은 2,000~6,000cm2/g인 것이 바람직하다. 상기 소각잔재 및 탈황분진의 비표면적이 2,000cm2/g 미만일 경우 미립분이 부족하여 레드머드와 혼합시 함수율 저감효과가 저하되고, 비표면적이 6,000cm2/g을 초과일 경우 혼합시설 내에서의 이송시 겉보기 밀도가 낮아져 계량 및 이송 중에 비산되고 설비 가동성이 저하된다.The specific surface area of the incineration residue and the desulfurization dust is preferably 2,000 to 6,000 cm 2 / g. If the specific surface area of the incineration residue and the desulfurization dust is less than 2,000 cm 2 / g, the effect of reducing water content is deteriorated when mixed with red mud because of insufficient particulate matter. If the specific surface area exceeds 6,000 cm 2 / g, The apparent density decreases during transportation, which is scattered during weighing and transportation, and facility operation is degraded.

또한 본 발명에서는 상기 레드머드와 소각잔재 및 탈황분진을 혼합한 혼합물을 로타리 드라이어에 투입하여 직접가열을 통하여 혼합물을 건조하는 공정을 거친다. 상기 혼합물을 직접가열방식 로타리 드라이어에 투입하여 수분 2중량% 이내의 완전 건조된 레드머드 건조분말을 회수할 수 있다. Further, in the present invention, a mixture obtained by mixing the red mud, the incineration residue, and the desulfurized dust is put into a rotary dryer and directly heated to dry the mixture. The mixture can be put into a direct heating rotary dryer to recover completely dried red mud dry powder with a moisture content of 2% by weight or less.

또한 상기 레드머드 건조분말을 이용한 고화재가 강도를 발현하기 위하여 강도발현제가 혼입되는 것이 바람직하다. 상기 강도발현제는 포틀랜트 시멘트, 고로슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트 또는 포틀랜트 시멘트에 슬래그미분말 및 플라이애시를 혼입한 삼성분계 시멘트 중 어느 하나 이상이 더 포함되되, 강도발현제는 상기 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여 5~100중량부가 더 포함되는 것이 바람직하다. 상기 시멘트는 통상적으로 시장에서 수득이 가능한 공산품을 구매하여 사용하는 것이다. In addition, it is preferable that a strength-inducing agent is incorporated so as to exhibit the strength of the fire-proofing using the red mud dry powder. The strength agent may further include at least one of Portland cement, blast furnace slag cement, fly ash cement, or portland cement mixed with slag fine powder and fly ash, wherein the strength modifier includes the red mud dry powder More preferably 5 to 100 parts by weight, relative to 100 parts by weight. The cement is usually purchased and used in the market.

또한 상기 강도발현제는 상기 레드머드건조분말 100중량부에 대하여 5~100중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만으로 혼입되는 경우 소정의 강도를 발현하지 못하여 고화재 조성물이 흙과 혼입되어 고화체를 형성한 후 우천이나 지하수 및 지표수와 접촉할 경우 다시 슬러리화 될 위험이 있으며, 100중량부를 초과하여 과량 혼입될 경우 수화물이 과량 생성되어 강도는 크게 증가되나 너무 단단하여 토질역학적인 기준치를 초과하여 고화재의 특성을 만족하지 못할 우려가 있다. The strength agent is preferably incorporated in an amount of 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the red mud dry powder. If it is mixed with less than 5 parts by weight, it can not develop a predetermined strength. Therefore, there is a risk of re-slurrying when the fire-retardant composition is mixed with soil to form a solidified body and then contacted with rain water, ground water and surface water. If excess amount is added, excessive amount of hydrate is generated and the strength is greatly increased. However, it is too hard to exceed the soil dynamical standard value, so that there is a fear that the property of fire is not satisfied.

또한 상기 레드머드 건조분말을 이용한 고화재가 포졸란 활성을 통해 장기적인 강도를 유지하기 위하여 포졸란 활성제가 더 포함되되, 상기 포졸란 활성제는 상기 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여 10~50중량부 더 혼입되는 것이 바람직하다. The pozzolanic activator may further include 10 to 50 parts by weight of the pozzolanic active agent per 100 parts by weight of the red mud dry powder, .

10 중량부 미만 혼입될 경우 포졸란 활성이 충분치 못하여 장기강도의 유지가 어렵게 되며, 50중량부 이상일 경우 혼합물내의 시멘트량이 상대적으로 부족하게 되어 고화재 조성물의 강도가 충분히 발현되지 못하게 된다. If the amount is less than 10 parts by weight, the pozzolanic activity is insufficient and it is difficult to maintain the long-term strength. When the amount is more than 50 parts by weight, the amount of cement in the mixture becomes relatively insufficient.

또한 상기 포졸란 활성제는 산화칼슘(CaO) 함량이 10중량% 미만인 석탄재 또는 고로슬래그 미분말인 것이 바람직하다. The pozzolanic activator is preferably a coal ash or a blast furnace slag powder having a calcium oxide (CaO) content of less than 10% by weight.

이하에서는 본 발명에 의한 레드머드를 활용한 흙고화재의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a dirt fire using the red mud according to the present invention will be described.

본 발명에 의한 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물의 제조방법은 1) 레드머드 슬러지 100중량부에 대하여, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며, 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 소각잔재 및 탈황분진 10~200중량부를 혼합하는 단계; 2) 상기 레드머드 혼합물을 로타리 드라이어에 투입하여 완전히 건조하는 단계; 3) 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여, 상기 시멘트 5~100중량부 및 포졸란 활성제 10~50중량부를 혼합하는 단계;를 포함한다. Method of producing heulgo fire compositions utilizing the red mud of the present invention 1) with respect to 100 parts by weight of red mud sludge, a calcium oxide (CaO) content is at least 20% by weight oxide, the ferric oxide (Fe 2 O 3) content Mixing 10 to 200 parts by weight of incineration residue and desulfurization dust of 5% by weight or more; 2) completely drying the red mud mixture by injecting the mixture into a rotary dryer; 3) mixing 5 to 100 parts by weight of the cement and 10 to 50 parts by weight of the pozzolan active agent with respect to 100 parts by weight of the red mud dry powder.

상기 1단계에서 소각잔재 및 탈황분진이 10 중량부 미만 혼입되면 함수율 저감이 충분치 않아 로타리 드라이어를 통하여 건조할 시 너무 많은 연료비용이 들어가게 되며, 200 중량부 이상 혼입되면 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상 되더라도 레드머드의 붉은색을 너무 저감하게 되어 흙고화재로서의 요구되는 색상을 만족할 수 없게 된다. When the incineration residues and desulphurization dust in the step 1 is less than 10 parts by weight of mixed because the water content reduced enough to be held too much fuel cost during drying through the rotary dryer, when incorporated into 200 parts by weight of ferric oxide (Fe 2 O 3) If the content is more than 5% by weight, the red color of red mud is reduced too much, and the color required for the fire in the soil can not be satisfied.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위함이며 본 발명의 권리범위가 이들 실시예 및 비교예의 범위에 한정되는 것이 아닌 것은 자명하다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. It is to be understood, however, that the following examples and comparative examples are intended to illustrate the present invention and that the scope of the present invention is not limited to the scope of these examples and comparative examples.

실시예Example

먼저, 함수율 53중량%의 레드머드 100중량부에 대하여 산화칼슘 함량이 38중량%이며 산화제이철 함량이 8중량%인 고칼슘 석탄재 50중량부와, 산화칼슘 함량이 43중량%이며 산화제이철 함량이 6중량%인 제철소 탈황분진(CH) 50중량부를 균일하게 혼합하여 시험실 건조로를 이용하여 완전히 건조된 레드머드 건조분말을 제조 한후, 이 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여 고로 슬래그 시멘트 50중량부와 CaO 함량이 2중량%인 석탄재 25중량부를 균일하게 혼합하여 흙고화재를 제조하였다. First, 50 parts by weight of a high calcium coal ash having a calcium oxide content of 38% by weight and an iron oxide ferrite content of 8% by weight was mixed with 100 parts by weight of red mud with a water content of 53% by weight and a calcium oxide content of 43% 50 parts by weight of iron sulfate desulfurizing powder (CH) in weight% was uniformly mixed to prepare a completely dried red mud dry powder using a test chamber drying furnace. To 100 parts by weight of the dried red mud powder, 50 parts by weight of blast furnace slag cement and 50 parts by weight of CaO And 25 parts by weight of coal ash having a content of 2% by weight were uniformly mixed to prepare a mortar fire.

다음으로 천연토사(황토) 100중량부에 대하여, 위와 같이 제조된 흙고화재 20중량부와 고화재 동일량인 물 20중량부를 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 혼합한 후 흙고화체를 토대로 12개의 공시체를 제작하여 이를 7일간 20에서 양생하였다.
Next, 20 parts by weight of dirt fire and 20 parts by weight of water, which are the same amount as that of fire-fighting fire, were added to 100 parts by weight of natural earth (loess), and the mixture was sufficiently mixed with a forced mixer. And cured at 20 for 7 days.

비교예Comparative Example

비교예 에서는 천연토사(황토) 100중량부에 대하여, 시중에서 판매되는 포틀랜트 시멘트 20중량부와 시멘트 동일량인 물 20중량부를 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 혼합한 후 흙고화체를 토대로 12개의 공시체를 제작하여 이를 28일간 20에서 양생하였다.
In Comparative Example, 20 parts by weight of portland cement commercially available and 20 parts by weight of water equivalent to cement were added to 100 parts by weight of natural soil (loess), and the mixture was thoroughly mixed with a forced mixer. And cured at 20 for 28 days.

고화토의 성능시험방법 및 결과Performance test method and result of solidified soil

아래 표 1에 나타낸 바와 같이 압축강도는 KS F 2343 투수계수시험은 KS F 2322 방법에 의해 실시하였다.
As shown in Table 1 below, the compressive strength was measured by KS F 2343 and the KS F 2322 method was used for the permeability test.

실험Experiment 방법Way 비고Remarks 압축강도Compressive strength KS F 2343KS F 2343 일축압축강도법Uniaxial compressive strength method 투수계수Permeability coefficient KS F 2322KS F 2322 변수위 투수시험법Variable Strain Test

그리고 표 1에 따른 실시예 및 비교예에 대한 시험결과는 표 2 에 기재된 바와 같다.
The test results for the examples and comparative examples according to Table 1 are as shown in Table 2.

구분division 실시예Example 비교예Comparative Example 압축강도(kgf/cm2)
Compressive strength (kgf / cm 2 )
재령3일3 days 13.513.5 12.812.8
재령7일7 days a year 26.426.4 19.719.7 재령28일28 days old 36.336.3 25.725.7 투수계수(cm/sec)Permeability Coefficient (cm / sec) 재령28일28 days old 5.58 ×10-7 5.58 × 10 -7 5.37×10-7 5.37 × 10 -7

(1) (One) 일축압축강도의Uniaxial compressive strength 변화 change

표 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 흙고화재를 이용한 흙고화체의 일축압축강도는 재령28일 기준으로 36.3kgf/cm2로 측정되어 비교예의 천연토사에 시멘트만 혼입한 고화체의 일축압축강도인 25.7kgf/cm2보다 우수하게 나타났으며, 흙포장용 고화재, 사면 안정처리용 고화재, 연약지반 개량재, 차수재, 뒷채움재 등 다양한 지반용 재료로도 활용할 수 있는 강도 발현을 보였다.As shown in Table 2, the uniaxial compressive strength of the soil solidification using the soil fire produced by the present invention was measured as 36.3 kgf / cm 2 on the 28th day of age, and the unconfined compressive strength which it was born excellently appear more 25.7kgf / cm 2, was packing the soil and fire, slope stabilization and fire, soft soil improvement material, liner, backfill material such strength that can take advantage of a variety of materials for soil.

이것은 고화재와 혼합시 흡수발열반응에 의해 수분저감 및 강도발현이 일어나 입자의 단결화를 이루어 압밀 촉진 효과를 얻을 수 있고 CaO와 SiO2 성분에 의해 칼슘실리케이트 반응이 유도되어 압축강도를 확보할 수 있는 고화반응이 일어나 강도를 증진시키기 때문이라 판단된다.
This is due to the reduction of moisture and the development of strength by the absorption exothermic reaction when mixed with fire and fire, so that the consolidation of the particles can be achieved by consolidation of the particles and the calcium silicate reaction is induced by the CaO and SiO 2 components, The solidification reaction occurs and the strength is increased.

(2) 투수특성(2) Permeability characteristics

표 2의 투수계수 측정치에서 알 수 있듯이 재령 28일의 투수계수를 측정한 결과 실시예 및 비교예 모두 불투수층을 구성하였다. 따라서 기존의 시멘트를 고화재로 이용한 고화공법과 동등 이상의 차수성능을 발휘하는 것으로 판단되어 본 발명에 의해 제조된 레드머드를 이용한 흙고화재 조성물은 쓰레기 매립지의 차수층 구성용 고화재, 토목 기초구조용 SCW 공법용 고화재, DCM공법용 고화재 등으로 활용될 가치가 충분하다고 판단된다.As can be seen from the measurements of the permeability coefficient of Table 2, the permeability coefficient of the day 28 was measured. Therefore, it is considered that the dirt fire composition using the red mud manufactured by the present invention is superior to the solidification method using the existing cement as the fire fire, and the fire extinguishing composition for the wastewater layer construction of the landfill, It is considered to be worthy of being used for fire-fighting purposes, fire-fighting for DCM construction methods, etc.

Claims (5)

1) 함수율이 30중량% ~ 70중량%인 레드머드 100중량부에 대하여, 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 소각잔재 5~200중량부 및 산화칼슘(CaO) 함량이 20중량% 이상이며 산화제이철(Fe2O3) 함량이 5중량% 이상인 탈황분진 5~200중량부를 혼합하여 레드머드 혼합물을 형성하는 단계;
2) 상기 레드머드 혼합물을 건조하여 레드머드 건조분말을 제조하는 단계; 및
3) 상기 레드머드 건조분말 100중량부에 대하여, 강도발현제 5~100중량부 및 포졸란 활성제 10~50중량부를 혼합하는 단계;를 포함하며,
상기 소각잔재는 석탄재, 제지 슬러지 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 하수슬러지 소각잔재 및 페트로 코우크스를 연소하는 소각로에서 발생하는 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물이고,
상기 탈황분진은 제철소의 제철 및 제강공정에서 배출되는 것이며,
상기 강도발현제는 포틀랜트 시멘트, 고로슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트 및 삼성분계 시멘트 중 어느 하나 이상으로 이루어지고,
상기 삼성분계 시멘트는 상기 포틀랜트 시멘트에 슬래그미분말 및 플라이애시를 혼입한 것이고,
상기 포졸란 활성제는 산화칼슘(CaO) 함량이 10중량% 미만인 석탄재 또는 고로슬래그 미분말인 것을 특징으로 하는 흙고화재 조성물 제조방법.
1) An incineration residue 5 to 20% by weight of calcium oxide (CaO) and a ferric oxide (Fe 2 O 3 ) content of 5% by weight or more, based on 100 parts by weight of red mud with a water content of 30% And 5 to 200 parts by weight of a desulfurization dust having a calcium oxide (CaO) content of 20% by weight or more and a ferric oxide (Fe 2 O 3 ) content of 5% by weight or more to form a redmud mixture;
2) drying the redmud mixture to produce redmud dry powder; And
3) mixing 5-100 parts by weight of the strength development and 10-50 parts by weight of the pozzolan activator with 100 parts by weight of the red mud dry powder,
The incineration residue is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of coal ash, paper sludge incineration residue, biomass incineration residue, sewage sludge incineration residue, and incinerator residue generated in incinerator burning petro coke,
The desulfurization dust is discharged from a steel making and steelmaking process of a steel mill,
Wherein the strength agent comprises at least one of a portland cement, a blast furnace slag cement, a fly ash cement, and a ternary cement,
The ternary cement is obtained by mixing slag fine powder and fly ash into the portland cement,
Wherein the pozzolanic activator is a coal ash or a blast furnace slag powder having a calcium oxide (CaO) content of less than 10% by weight.
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