KR101619175B1 - Solidification agent for deep mixing process using petro cokes desulfurization gypsum - Google Patents
Solidification agent for deep mixing process using petro cokes desulfurization gypsum Download PDFInfo
- Publication number
- KR101619175B1 KR101619175B1 KR1020140022910A KR20140022910A KR101619175B1 KR 101619175 B1 KR101619175 B1 KR 101619175B1 KR 1020140022910 A KR1020140022910 A KR 1020140022910A KR 20140022910 A KR20140022910 A KR 20140022910A KR 101619175 B1 KR101619175 B1 KR 101619175B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cement
- weight
- parts
- deep
- soil
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/062—Purification products of smoke, fume or exhaust-gases
- C04B18/064—Gypsum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/141—Slags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
본 발명은 심층혼합교반용 고화재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 육상 및 바다의 연약지반을 심층까지 천공하고 연약한 원지반과 고화재를 기계식으로 강제 혼합하여 지반을 개량하는 심층혼합처리공법(SCW:Soil Cement Wall, DCM : Deep Cement Mixing, DSP : Deep Soil Mixing Pile, DSM : Deep Soil Mixing 등)을 지반을 개량할 목적으로 시공할 시 일반적으로 사용되는 포틀랜트 시멘트의 사용을 최소화하는 고화재 조성물에 관한 것으로서, 페트로 코우크스 탈황석고와 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 슬래그미분말의 잠재수경성을 활성화시켜 고결강도를 발현하며, 최소량의 시멘트만을 사용하여 토양을 조속히 안정시키는 심층혼합공법용 고화재 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 심층혼합교반용 고화재 조성물은 페트로 코우크스 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 100~300중량부를 포함한다. The present invention relates to a fire-proof composition for deep-mix mixing, and more particularly, to a fire-fighting composition for deep mixing and aging, and more particularly to a fire- : Soil Cement Wall, DCM: Deep Cement Mixing, DSP: Deep Soil Mixing Pile, DSM: Deep Soil Mixing, etc.) to minimize the use of commonly used portland cement , A fire-fighting composition for a deep-mix method for stabilizing a soil using only a minimum amount of cement and exhibiting a cementation strength by activating latent hydraulic properties of a slag fine powder using petro coke desulfurization gypsum and a blast furnace slag fine powder as main materials .
The composition for deep mixing and stirring according to the present invention comprises 100 to 300 parts by weight of fine blast furnace slag powder per 100 parts by weight of petro coke.
Description
본 발명은 페트로 코우크스(petro cokes) 탈황석고를 활용한 심층혼합공법용 고화재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 육상 및 바다의 연약지반을 심층까지 천공하고 연약한 원지반과 고화재를 기계식으로 강제 혼합하여 지반을 개량하는 심층혼합처리공법(SCW:Soil Cement Wall, DCM : Deep Cement Mixing, DSP : Deep Soil Mixing Pile, DSM : Deep Soil Mixing 등)을 지반을 개량할 목적으로 시공할 시 일반적으로 사용되는 시멘트의 사용을 최소화하는 고화재 조성물에 관한 것으로서, 페트로 코우크스 탈황석고와 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 슬래그미분말의 잠재수경성을 활성화시켜 고결강도를 발현하며, 최소량의 시멘트만을 사용하여 토양을 조속히 안정시키는 심층혼합공법용 고화재 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a fire-retardant composition for a deep-mix method using petro cokes desulfurization gypsum, and more particularly to a fire-retardant composition for deep- It is generally used when it is used for the purpose of improving the ground such as Soil Cement Wall (DCM: Deep Cement Mixing, DSP: Deep Soil Mixing Pile, DSM: Deep Soil Mixing etc.) The present invention relates to a fire-retardant composition which minimizes the use of cement. The present invention relates to a fire-retardant composition which minimizes the use of cement, and which utilizes PetroCoux desulfurization gypsum and blast furnace slag as main materials to activate the potential hydraulic properties of the slag powder, And to a fire-proof composition for a deep-mix method which quickly stabilizes the fire-resistant composition.
일반적으로 연약지반을 개량하기 위한 심층혼합공법은 점성토 및 사력토 지반에서 토류벽체를 형성하거나 차수를 위하거나 연약지반을 보강하기 위한 목적으로 시공되는데 일반적으로 시멘트와 벤토나이트를 혼합하여 사용되어 왔다.Generally, the deep mixing method for improving the soft ground is applied for the purpose of forming the wall of the clayey soil and the soil layer, or for reinforcing the soft ground, and generally cement and bentonite have been mixed.
시멘트의 경우 수화하면서 수축을 하는 특성 때문에 차수 목적을 위하여 팽창성 벤토나이트를 사용하는데 상기 벤토나이트는 국내에 천연자원으로 부존하지 않는 광물로서 전량 수입에 의존하고 있는 고가의 재료이며 염분과 접촉하면 그 팽윤도가 현저히 떨어져 차수성이 크게 저하되는 문제점이 있어 해상 심층혼합공법용으로는 적절하지 않다.In case of cement, expandable bentonite is used for the purpose of order because of the characteristic of shrinking while hydration. The bentonite is a high-priced material that is not imported into the country as a natural resource and depends on imports. When it comes into contact with salt, There is a problem in that the water-solubility is largely lowered, which is not suitable for the deep sea mixing method.
또한 시멘트의 경우 주원료인 석회석을 채광 하여 1,450의 고온에서 소성하여 제조되는 관계로 석회석의 탈탄산 과정에서 온실가스의 주원인인 다량의 CO2 가스가 발생하여 대기환경에 치명적인 해를 준다. 또한 시멘트의 경우 pH가 12 이상에 달할 정도로 강한 알칼리이기 때문에 토양에 사용하였을 경우 바람직하지 않다. In addition, since cement is produced by mining limestone, which is the main raw material, and calcining it at a high temperature of 1,450, a large amount of CO2 gas, which is the main cause of greenhouse gas, is generated in the decalcification process of limestone. In case of cement, it is not preferable when it is used in soil because it is alkali strong enough to reach pH of 12 or more.
또한 토양중 유기질이 함유되어 있는 경우, 유기질 토양중의 부식산(humic acid) 및 펄빅산(fulvic acid)이 시멘트의 수산화칼슘과 반응하여 부식산 칼슘을 생성하고 이와 같은 생성물이 수화되지 않은 시멘트입자의 수화반응을 저해하기 때문에 소정의 강도를 발현하기 위하여는 과량의 시멘트를 사용하게 하는 문제점이 있다. In addition, when organic matter is contained in soil, humic acid and fulvic acid in organic soil react with calcium hydroxide of cement to form caustic calcium, and such product is not hydrolyzed. There is a problem in that an excess amount of cement is used in order to exhibit a predetermined strength because it inhibits the hydration reaction.
최근에는 이러한 기존의 시멘트를 고화재로 사용하는 문제점을 개선하기 위한 여러 기술들이 제시되고 있다. 예를 들면 국내 등록특허 10-0845248에서는 고로슬래그시멘트에 생석회와 무수석고를 혼합한 후 분말도를 향상시키기 위한 목적으로 진동밀을 이용하여 분쇄를 하고 이 분쇄물에 유동성 및 침투성을 향상시키기 위한 폴리카르본산계 혼화제 0.1% ~ 0.5%중량부를 다시 혼합하는 기술을 제안하였다. 그러나 이 방법은 1차로 생산된 제품을 구매한 후 진동밀 이라는 거대한 장치를 가지고 다시 분쇄하여야 하는 공정이 필요하고 더욱이, 분쇄물에 폴리카르본산계 혼화제 0.1% ~ 0.5%중량부를 다시 혼합하는 기술을 제시 하였으나, 현재의 기술로 분체에 0.1% ~ 0.5%의 원료를 고르게 혼합할 수 있는 상용화 기술은 없는 상태로서 매우 많은 비용이 들어가며, 기술적으로도 상용화되기 어려운 비 합리적인 방법이라 할 수 있다.Recently, several techniques have been proposed to solve the problem of using such conventional cement as a fire. For example, in Korean Patent Registration No. 10-0845248, blast furnace slag cement is mixed with quicklime and anhydrous gypsum and then pulverized using a vibration mill for the purpose of improving the degree of powder, and a poly And 0.1 to 0.5% by weight of a carboxylic acid-based admixture are re-mixed. However, this method requires a process in which a large-scale apparatus such as a vibrating mill is required to be pulverized again after purchasing a first-produced product, and further, a technique of re-mixing 0.1 to 0.5% by weight of a polycarboxylic acid- However, there is no commercially available technology that can mix raw materials of 0.1% ~ 0.5% uniformly in powders with the present technology, which is a very expensive method, and it is an unreasonable method which is difficult to be commercialized technically.
국내 등록특허 제10-0374122호에서는 시멘트 100중량부에 대하여 5내지 40중량부의 석고와 5내지 30중량부의 석회와 20내지 200중량부의 2가지 입도(15내지 30㎛ 50내지 60중량부, 3내지 8㎛ 40내지 50중량부)를 갖는 포졸란물질과 계면활성제를 포함하는 기술을 제시 하였다. 그러나 이 방법은 시멘트를 주원료로 한다는데 본 기술과 차이점이 있으며, 특히 포졸란 물질을 15내지 30㎛, 3내지 8㎛의 입도로 분리하는 것이 현존하는 기술로서 가능한 것인지 의문을 갖지 않을 수 없다. Korean Patent No. 10-0374122 discloses a cement composition comprising 5 to 40 parts by weight of gypsum, 5 to 30 parts by weight of lime and 20 to 200 parts by weight of two granules (15 to 30 탆 of 50 to 60 parts by weight, And 40 to 50 parts by weight), and a surfactant. However, this method differs from the present technology in that cement is used as the main raw material. In particular, it has to be questioned whether separating the pozzolanic material into 15 to 30 mu m and 3 to 8 mu m in particle size is an existing technique.
국내등록특허 제10-0553732호에서는 평균입경이 10~15㎛인 알루미노-실리케이트계 산업부산물 70~80 중량부, 평균입경이 20~30㎛인 석고계부산물 10~25 중량부 및 알칼리계 부산물 5~10 중량부를 포함하는 고화재 조성물을 제시하였다. 그러나 이 기술 역시 주원료인 알루미노-실리케이트계 산업부산물의 평균입경이 커서 롤러밀, 볼밀, 진동밀 등을 이용하여 분쇄하여 입도를 조정한다고 발명의 구성 및 작용에서 설명하고 있다. 또한 국내등록특허 제10-0431797호의 경우도 고로슬래그, 석고, 수산화나트륨, 황산알루미늄, 생석회 또는 소석회, 석회석, 조경제를 혼합한 후 다시 분쇄하는 비소성시멘트 제조방법을 제시하고 있다. Korean Patent No. 10-0553732 discloses that 70 to 80 parts by weight of an alumino-silicate industrial by-product having an average particle diameter of 10 to 15 μm, 10 to 25 parts by weight of a gypsum-based product having an average particle diameter of 20 to 30 μm, 5 to 10 parts by weight of a fire retardant composition. However, this technique also explains in the structure and action of the invention that the average particle size of the alumino-silicate-based industrial by-product, which is the main raw material, is large and the particle size is adjusted by using a roller mill, a ball mill or a vibration mill. In addition, Korean Patent No. 10-0431797 also discloses a method for producing non-calcined cement which is blended after blending blast furnace slag, gypsum, sodium hydroxide, aluminum sulfate, quicklime or slaked lime, limestone, and crude oil.
이러한 기술은 시멘트 대신 고로슬래그 및 플라이애시를 주재료로 한 변형 기술로서 포졸란반응 및 에트링가이트 형성을 향상시키기 위하여 알칼리 자극제 및 황산염자극제를 다양한 원료 또는 배합원료로 추가하는 기술이다. 그러므로 제조공정이 매우 복잡하고 원료의 전처리에 많은 비용이 수반되며, 여러 가지 원료를 동시에 사용해야하기 때문에 원료의 물리 화학적 품질특성 변동에 따른 배합의 선정이 어려워 상용화되기에는 어려운 측면이 있다.This technique is a modification technique using blast furnace slag and fly ash as a main material instead of cement, and it is a technique to add alkali stimulants and sulfate stimulants as various raw materials or compounding materials to improve pozzolanic reaction and etching ring formation. Therefore, the manufacturing process is very complicated and involves a great deal of cost in preparation of raw materials, and since it is necessary to use various raw materials at the same time, it is difficult to commercialize the raw materials due to difficulty in selecting the raw materials according to the variation of the physical and chemical quality characteristics thereof.
본 발명은 상술한 선행기술의 제반 문제점을 보완하여 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 페트로 코우크스 탈황석고와 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 슬래그미분말의 잠재수경성을 활성화시켜 고결강도를 발현하며, 소량의 시멘트만을 사용하여 토양을 조속히 안정시키는 심층혼합공법용 고화재 조성물에 관한 것이다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a process for producing a slag powder by using petroleum gypsum desulfurization gypsum and blast furnace slag fine powders as main raw materials, The present invention relates to a fire-proof composition for deep-room mixing method in which soil is quickly stabilized by using only cement.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 심층혼합공법용 고화재 조성물은 페트로 코우크스 탈황석고 100 중량부에 대하여 통상적으로 시중에서 수득이 가능한 고로슬래그 미분말 100~300 중량부 및 제철소 탈황공정 부산물인 폐 수산화칼슘 20~50중량부 및 시멘트 20~50중량부를 포함한다.In order to solve the above technical problems, the present invention provides a fire-resistant composition for a deep-mix method, comprising 100 to 300 parts by weight of a blast-furnace slag fine powder which is usually obtained in the market for 100 parts by weight of Petro- 20 to 50 parts by weight of phosphorus hydroxide and 20 to 50 parts by weight of cement.
일반적으로 코우크스는 석탄(주로 역청탄)을 용기에 넣어 밀폐시켜 1,000℃ 정도의 온도로 가열하면 수분과 휘발분이 가스화 되어 증발되고, 탄소와 회분이 남은 잔류물을 코우크스라 한다.Generally, coke is made of coal (mainly bituminous coal) in a container and sealed. When it is heated at a temperature of about 1,000 ° C., water and volatile matter are gasified and evaporated, and the residue of carbon and ash remaining is called COEX.
한편, 석유계 중질 탄화수소를 원료로한 석유 코우크스가 공업적으로 제조되고 있다. 석유 코우크스 즉, 페트로 코우크스는 원유 정제과정에서 증류를 거친후 남은 잔사유를 고온 열분해하여 LPG, 나프타, 등유, 경유를 만들고 남은 부산물을 곱게 분쇄하여 만든 연료이다. 이 페트로 코우크스는 가격이 낮으면서도 발열량이 우수해 이를 연료로 한 보일러가 증가하는 추세이다. On the other hand, petroleum coke containing petroleum heavy hydrocarbon as a raw material is industrially produced. Petroleum coke, that is, petroleum coke, is a fuel made by pyrolysis of remaining oil after distillation in crude oil refining process, and LPG, naphtha, kerosene, diesel oil and finely pulverized by-products left over. This petro-caux has a low price and high calorific value, and boilers using this fuel are increasing.
상기 페트로 코우크스 탈황석고는 페트로 코우크스를 연료로 하는 보일러에서 노내 탈황을 위해 탈황재로 석회석을 혼소하는 과정에서 페트로 코우크스에 포함되어있는 황 성분과 석회석이 고온에서 탈탄산 된 CaO 성분이 반응하여 생성된 분진과 같은 입자상 석고 물질이다. 또한 페트로 코우크스 탈황석고는 원료의 특성상 그 순도가 높아 기존의 건설재료로 활용되던 불순물이 다량 포함된 천연석고, 배연탈황석고, 로내탈황방식 고칼슘 석탄연소재 등에 비해 우수한 성능을 나타낸다.The Petro Causes desulfurization gypsum is a mixture of sulfur and limestone contained in petro coke while the decaltened CaO component reacts at a high temperature in a process of mixing limestone with a desulfurization agent for desulfurization in a boiler using petro coke as fuel It is a particulate gypsum material, such as dust, produced by In addition, PetroCoux desulfurization gypsum is superior to natural gypsum, flue gas desulfurization gypsum, and on-furnace desulfurization type high calcium coal lignite materials, which contain a large amount of impurities that have been used as conventional construction materials due to high purity due to the nature of raw materials.
상기 고로슬래그 미분말은 고로를 운영하는 제철소의 제강공정에서 발생되는 비정질 물질로서, 한국산업규격이 제정되어있고, KS(한국산업규격)인증을 받은 통상적인 제품을 시중에서 수득하여 사용한다.The blast furnace slag powder is an amorphous material generated in the steelmaking process of the blast furnace operating a blast furnace, and a Korean industrial standard has been established and a commercial product certified by KS (Korean Industry Standard) is commercially available.
상기 고로슬래그미분말은 페트로 코우크스 탈황석고 100 중량부에 대하여 100~300 중량부 포함된다.The blast furnace slag fine powder is contained in an amount of 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of PetroCoux desulfurization gypsum.
상기 제철소 탈황공정 부산물로 발생하는 폐수산화칼슘은 CaOH2가 주성분인 물질로서 분진과 같은 입자상의 형태를 가지고 있으며 분말도(blain)가 5,000㎠/g이상인 미립자이다. The waste calcium hydroxide generated as a by-product of the steelmaking desulfurization process is a material mainly composed of CaOH 2 , and it is in the form of particles like dust and is a fine particle having a blain of 5,000 cm 2 / g or more.
또한 미립자이며, 강알칼리를 성질을 가진 폐수산화칼슘은 물과 반응하여 스스로 경화하는 성질을 나타낸다. Also, the pulverized calcium hydroxide having a strong alkali property is a fine particle, and exhibits a property of self-curing by reacting with water.
또한 상기 폐수산화칼슘은 상기 페트로코우크스 탈황석고 100중량부에 대하여 20~50중량부 혼입되는 것이 바람직하다. Preferably, the waste calcium hydroxide is incorporated in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the petrocoke desulfurization gypsum.
또한 혼합된 해저 고화토의 조기강도 확보를 위하여 시멘트가 더 포함되는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to further include cement for securing the early strength of the mixed bottom sole soil.
통상 알칼리 활성화 슬래그는 시멘트의 수화보다 강도발현이 지연된다. 따라서 시공 초기의 강도 발현을 위하여 상기 시멘트는 상기 페트로코우크스 탈황석고 100중량부에 대하여 20~50 중량부 포함되는 것이 바람직하다. Generally, the alkali activated slag is delayed in strength development than hydration of cement. Therefore, it is preferable that the cement is included in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the petrocoke desulfurization gypsum.
본 발명에 따르면, 페트로 코우크스 탈황석고와 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하고 자극제로서 제철소 탈황공정 부산물인 폐수산화칼슘과 시멘트를 복합적으로 활용해 고로슬래그 미분말의 잠재수경성을 활성화시켜 고결강도를 발현하며, 시공시 초기강도를 보장하는 효과가 있다. 또한 토양 중 유기질이 함유되어 있는 경우, 유기질 토양중의 부식산(humic acid) 및 펄빅산(fulvic acid)이 시멘트의 수산화칼슘과 반응하여 부식산 칼슘을 생성하고 이와 같은 생성물이 수화되지 않은 시멘트입자의 수화반응을 저해하기 때문에 소정의 강도를 발현하기 위하여는 과량의 시멘트를 사용하게 하는 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention, potable water solubility of blast furnace slag fine powders is utilized by using petroleum coke desulfurization gypsum and blast furnace slag fine powders as main raw materials and using waste hydroxide calcium and cement, which are by-products of the steel desulfurization process as a stimulant, There is an effect of ensuring initial strength at construction. In addition, when organic matter is contained in soil, humic acid and fulvic acid in organic soil react with calcium hydroxide of cement to form caustic calcium, and such product is not hydrolyzed. It is possible to solve the problem of using an excess amount of cement in order to exhibit a predetermined strength because the hydration reaction is inhibited.
이하, 본 발명에 의한 심층혼합공법용 고화재 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the fire-retardant composition for a deep-mix method according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 의한 심층혼합공법용 고화재 조성물의 구성성분 및 작용을 설명한다. First, the composition and action of the fire-retardant composition for a deep-mix method according to the present invention will be described.
본 발명에 의한 해상 심층혼합공법용 고화재 조성물은 페트로 코우크스 탈황석고 100중량부에 대하여 통상적으로 시중에서 수득이 가능한 고로슬래그 미분말 100~300중량부 및 제철소 탈황공정 부산물인 폐 수산화칼슘 20~50 중량부 및 시멘트 20~50중량부를 포함한다.The present invention provides a fire-retardant composition for deep sea mixed sand blasting including 100 to 300 parts by weight of a blast furnace slag fine powder which can be obtained commercially in 100 parts by weight of petrocokus desulfurization gypsum, 20 to 50 parts by weight of pulverized calcium hydroxide as a by- And 20 to 50 parts by weight of cement.
상기 페트로 코우크스 탈황석고는 페트로 코우크스를 원료로 하는 보일러에서 노내 탈황을 위해 석회석을 혼소하는 과정에서 페트로 코우크스에 포함되어있는 황 성분과 석회석이 고온에서 탈탄산 된 CaO 성분이 반응하여 생성된 분진과 같은 입자상 석고 물질로서 pH가 11.5이상의 강알칼리 물질이다. 이 석고에 포함된 황산염과 높은 pH가 황산염자극 및 pH에 따른 알칼리 자극을 고로슬래그 미분말에 가하게 되면 고로슬래그 미분말이 활성화되어 잠재수경성 반응을 개시하여 고결강도를 발현한다. 상기 슬래그 미분말과 페트로 코우크스 탈황석고의 황산염 자극제의 수화반응은 초기 재령에서 다량의 에트링가이트(ettringite)를 골격으로 개시되며 이와 동시에 생성된 C-S-H겔에 의해 이루어진다. 또한 C-S-H겔은 에트링가이트를 감싸며 재령이 경과함에 따라 생성량이 지속적으로 증가하고 C-S-H겔이 경화된 페이스트의 공극을 밀실하게 채우게 되어 에트링가이트와 치밀한 네트워크식 망상구조를 형성하면서 지속적으로 높은 강도발현을 한다. The Petro Causus desulfurization gypsum is produced by reacting a sulfur component contained in petro coke with a decarboxylated CaO component at a high temperature in a process of mixing limestone in a boiler using petro coke as a raw material for desulfurization in the furnace Particulate gypsum material such as dust is a strong alkaline substance with a pH of 11.5 or higher. When the sulphate contained in the gypsum and the high pH are added to the blast furnace slag powder by stimulating the sulphate and alkali with the pH, the blast furnace slag powder is activated to initiate the latent hydraulic reaction to develop the cemented strength. The hydration reaction of the slag fine powder and the sulfate stimulant of petro cox desulfurization gypsum is initiated by a large amount of ettringite skeleton at the early age and simultaneously by the C-S-H gel produced. In addition, the CSH gel surrounds Etringite. As the age elapses, the amount of the CSH gel continuously increases and the CSH gel tightly fills the pores of the cured paste, forming a dense network network structure with etringing, .
상기 고로슬래그 미분말은 고로를 운영하는 제철소의 제강공정에서 발생되는 비정질 물질로서, 한국산업규격이 제정되어있고, KS(한국산업규격)인증을 받은 통상적인 제품을 시중에서 수득하여 사용한다.The blast furnace slag powder is an amorphous material generated in the steelmaking process of the blast furnace operating a blast furnace, and a Korean industrial standard has been established and a commercial product certified by KS (Korean Industry Standard) is commercially available.
상기 고로슬래그미분말은 페트로 코우크스 탈황석고 100중량부에 대하여 100~300중량부, 바람직하게는 150~250중량부 포함된다. 상기 고로슬래그 미분말이 100중량부 미만이면 고결강도를 발현하는 C-S-H Gel 및 에트링가이트의 생성이 부족해 소정의 강도를 발현할 수 없으며, 300중량부 이상이면 상대적인 고화재 중의 자극제 양이 부족하여 강도가 하락하는 원인이 된다. The fine blast furnace slag powder is contained in an amount of 100 to 300 parts by weight, preferably 150 to 250 parts by weight, based on 100 parts by weight of PetroCoux desulfurization gypsum. When the blast furnace slag powder is less than 100 parts by weight, the strength of the CSH gel and etringing that exhibit the cemented strength is not sufficient to produce a predetermined strength. When the blast furnace slag powder is more than 300 parts by weight, It is the cause of the decline.
상기 제철소 탈황공정 부산물로 발생하는 폐수산화칼슘은 CaOH2가 주성분인 물질로서 분진과 같은 입자상의 형태를 가지고 있으며 분말도(blain)가 5,000㎠/g이상인 미립자이다. 이 폐수산화칼슘은 pH가 11.5 이상인 강알칼리 물질로서 물과 반응하면 스스로 경화하는 특성도 갖지만, 강알칼리가 고로슬래그 미분말을 자극하여 잠재수경성을 나타내게 한다. The waste calcium hydroxide generated as a by-product of the steelmaking desulfurization process is a material mainly composed of CaOH 2 , and it is in the form of particles like dust and is a fine particle having a blain of 5,000 cm 2 / g or more. This pulp calcium hydroxide is a strong alkali substance having a pH of 11.5 or more and has a property of self-curing when it reacts with water, but the strong alkali stimulates the fine powder of the blast furnace slag to exhibit latent hydraulic properties.
또한 토양 중 유기질이 함유되어 있는 경우, 유기질 토양중의 부식산(humic acid) 및 펄빅산(fulvic acid)이 시멘트의 수산화칼슘과 반응하여 부식산 칼슘을 생성하고 이와 같은 생성물이 수화되지 않은 시멘트입자의 수화반응을 저해하기 때문에 소정의 강도를 발현하기 위하여는 과량의 시멘트를 사용하게 하는 문제점이 발생하는데, 인위적으로 수산화칼슘을 고화재에 혼입함으로 시멘트의 수화반응을 저해하는 문제를 해결할 수 있다.In addition, when organic matter is contained in soil, humic acid and fulvic acid in organic soil react with calcium hydroxide of cement to form caustic calcium, and such product is not hydrolyzed. There is a problem in that excessive cement is used in order to exhibit a predetermined strength because of hindering the hydration reaction. The problem of inhibiting the hydration reaction of the cement by artificially mixing calcium hydroxide into the fire can be solved.
상기 폐수산화칼슘은 페트로 코우크스 탈황석고 100중량부에 대하여 20~50중량부, 바람직하게는 20~40중량부 포함된다. 상기 폐수산화칼슘이 20중량부 미만이면 토양속의 유기물이 시멘트의 수화를 방해하는 영향을 제거하지 못할 우려가 있으며, 50중량부 이상이면 고화재 중의 시멘트질 물질이 상대적으로 부족하게 되어 소정의 고결강도를 발휘할 수 없다.The waste calcium hydroxide is contained in an amount of 20 to 50 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the PetroCoux desulfurization gypsum. If the amount of the spent calcium hydroxide is less than 20 parts by weight, the organic matter in the soil may not remove the influence of hindering hydration of the cement. If the amount of the spent calcium hydroxide is more than 50 parts by weight, I can not.
또한 혼합된 고화토의 조기 강도를 보장하기 위하여 시멘트가 더 포함되는 것이 바람직하다.It is also preferable to further include cement to ensure the early strength of the mixed solidified soil.
통상 잠재수경성 반응은 시멘트의 수화반응보다 더디게 진행되므로 공사 초기의 강도를 확보하기 위하여는 시멘트가 포함되어야 한다. Usually latent hydraulic reaction proceeds more slowly than hydration reaction of cement, so cement should be included in order to secure the initial strength.
상기 시멘트는 통상적으로 시중에서 수득이 가능한 제품으로서, 포틀랜트시멘트, 슬래그시멘트, 플라이애시시멘트, 및 3성분계 혼합시멘트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.Preferably, the cement is at least one selected from the group consisting of portland cement, slag cement, fly ash cement, and ternary mixed cement.
상기 시멘트는 페트로 코우크스 탈황석고 100중량부에 대하여 20~50중량부, 바람직하게는 20~40중량부 포함되는 것이 바람직하다. 시멘트가 20중량부 미만이면 소정의 조기강도를 발현하기 어려우며, 50중량부 이상이면 시멘트 중의 중금속 등이 용출되어 환경적인 규제를 충족시키지 못할 경우가 있으므로 상기 범위를 준수하는 것이 바람직하다.It is preferable that the cement is contained in an amount of 20 to 50 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the Petro coke desulfurization gypsum. If the cement is less than 20 parts by weight, it is difficult to exhibit a predetermined early strength. If the cement is more than 50 parts by weight, heavy metals in the cement may elute and the environmental regulations may not be satisfied.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 또한 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한하는 것으로 이해되어져서는 않된다.
Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. The following examples are intended to illustrate the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention.
실시예 1Example 1
먼저, 페트로 코우크스 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 200중량부, 폐수산화칼슘 30중량부 및 슬래그시멘트 30중량부를 균질하게 혼합하여 해상 심층혼합공법용 고화재를 제조하였다.First, 200 parts by weight of fine blast furnace slag, 30 parts by weight of calcium hydroxide, and 30 parts by weight of slag cement were homogeneously mixed with 100 parts by weight of petro cokes to prepare a fire for deep sea mixing.
다음으로 해양준설토 100중량부에 대하여 위와 같이 제조된 고화재 18중량부에 상기 고화재의 두배 상당량 즉 36중량부의 물을 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 고화토를 제조하고 12개의 공시체를 제작하여 이를 7일간 20℃에서 양생하였다.Next, to 100 parts by weight of the marine dredged soil, 18 parts by weight of the fire-fighting foam prepared as described above was added twice as much as the above-mentioned fire-fighting water, that is, 36 parts by weight, and sufficiently mixed with a forced mixer to prepare solidified soil, And cured at 20 캜 for 7 days.
실시예 2Example 2
해양준설토 100중량부에 대하여, 상기 실시예1과 동일한 고화재 25중량부에 상기 고화재의 두배 상당량 즉 50중량부의 물을 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 고화토를 제조하고 12개의 공시체를 제작하여 이를 7일간 20℃에서 양생하였다. To 100 parts by weight of marine dredged soil, 25 parts by weight of the same fire extinguishing agent as in Example 1, twice as much as the above fire extinguishing agent, namely 50 parts by weight of water was added and sufficiently mixed with a forced mixer to prepare a solidified soil. And cured at 20 캜 for 7 days.
비교예 1Comparative Example 1
해양준설토 100중량부에 대하여, 본 발명의 고화재를 포함하지 않은 보통 포틀랜드 시멘트를 18중량부에 시멘트의 두배 상당량 즉 36중량부의 물을 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 고화토를 제조하고 12개의 공시체를 제작하여 이를 7일간 20℃에서 양생하였다. 18 parts by weight of ordinary portland cement which does not contain the fireproofing of the present invention is added to about 100 parts by weight of marine dredged soil, twice the amount of cement, i.e., 36 parts by weight of water, is sufficiently mixed with a forced mixer to prepare a solidified soil. Were prepared and cured at 20 캜 for 7 days.
비교예 2Comparative Example 2
해양준설토 100중량부에 대하여, 본 발명의 고화재를 포함하지 않은 보통 포틀랜드 시멘트를 25중량부에 시멘트의 두배 상당량 즉 50중량부의 물을 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 고화토를 제조하고 12개의 공시체를 제작하여 이를 7일간 20℃에서 양생하였다. Twenty parts by weight of ordinary portland cement which does not contain the solid fire of the present invention is added in an amount equivalent to twice the amount of cement, that is, 50 parts by weight of water to 100 parts by weight of marine dredged soil and sufficiently mixed with a forced mixer to prepare a solidified soil. Were prepared and cured at 20 캜 for 7 days.
고화토의 성능시험방법 및 결과Performance test method and result of solidified soil
아래 표 1에 나타낸 바와 같이 투수계수는 KS F 2322 변수위투수시험법에 따라 실시하고 압축강도시험은 KS F 2343 일축압축강도 시험방법에 의해 실시하였다.As shown in Table 1 below, the permeability coefficient was measured according to the KS F 2322 Variable Strength Permeability Test, and the compressive strength test was carried out by the uniaxial compressive strength test method of KS F 2343.
(1) 투수계수(1) Permeability coefficient
7일동안 20℃에서 양생한 공시체의 투수계수 시험성과를 표 2에 나타내었다. 표2에서 알 수 있는바와 같이 시멘트만을 사용한 비교예 1과 비교예 2에서보다 당 발명 고화재의 투수계수가 낮은 것을 알 수 있으며, 이는 시멘트 고화토의 경우 수화반응시 발생하는 체적수축과 고화토에 함유된 수분이 증발 또는 수화 되면서 상대적으로 투수계수가 크고, 본 발명에 따른 고화토의 경우 팽창재에 다량 함유된 CaO의 팽창에 의해 토양의 간극수가 배제되고 체적팽창이 일어나 낮은 투수성능을 보이는 것으로 판단된다.
The results of the permeability test of the specimens cured at 20 ° C for 7 days are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, the coefficient of permeability of the invention fireproofing is lower than that of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 using only cement. In the case of cement hardened soil, It is considered that the water permeability is relatively high as the water contained therein is evaporated or hydrated. In the case of the solidified soil according to the present invention, the expansion of CaO contained in the expanding material excludes the pore water of the soil, .
(kgf/㎠)Compressive strength 7 days
(kgf / cm2)
(kgf/㎠)Standard deviation of compressive strength
(kgf / cm2)
(2) 일축압축강도의 변화(2) Change in uniaxial compressive strength
표 2에 실시예 1 및 실시예 2 그리고 비교예 1 과 비교예 2의 일축압축강도를 나타내었다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 양생 7일에, 실시예 1은 32.6 kgf/㎠, 실시예 2는 40.4 kgf/㎠, 비교예 1은 17.9 kgf/㎠ 비교예 2는 24.7 kgf/㎠로 나타나 본 발명의 고화재가 보통 포틀랜드시멘트에 비하여 많은 강도를 발현하는 결과를 보였다. 이는 해양준설토중의 유기물이 시멘트수화를 방해하는 역할이 본 발명의 고화재에서 제한되는 것으로 판단할 수 있으며, 고화재와 물과 토양이 반응하여 신속한 발열반응에 의해 토양입자의 단립화를 이루어 압밀 촉진 효과를 얻을 수 있고 CaO와 SiO2 성분에 의해 칼슘실리케이트 반응이 유도되어 압축강도를 확보할 수 있는 고화반응이 일어나 강도를 증진시키기 때문이다. 또한 각각의 공시체 압축강도의 표준편차역시 비교예의 수치가 적어 상대적으로 시멘트에 비해 안정된 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.Table 2 shows the uniaxial compressive strengths of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. As can be seen from the results, on the 7th day of curing, 32.6 kgf / cm 2 of Example 1, 40.4 kgf / cm 2 of Example 2, 17.9 kgf / cm 2 of Comparative Example 1, and 24.7 kgf / The inventive firefighting resulted in more strength than ordinary portland cement. It can be judged that the organic matter in the marine dredged soil interferes with the hydration of cement in the present invention, and it can be considered that the solidification of the soil particles is made by rapid reaction of water and soil, The calcium silicate reaction is induced by the CaO and SiO 2 components, and the solidification reaction which can secure the compressive strength occurs and the strength is enhanced. Also, the standard deviations of the compressive strengths of the individual specimens were also comparatively low compared with those of the cement.
Claims (2)
상기 페트로코우크스 탈황석고는 페트로 코우크스를 원료로 하는 보일러에서 노내 탈황을 위해 석회석을 혼소하는 과정에서 상기 페트로 코우크스에 포함되어 있는 황 성분과 석회석이 고온에서 탈탄산된 CaO 성분이 반응하여 생성되며,
상기 시멘트는 포틀랜트시멘트, 슬래그시멘트, 플라이애시시멘트, 및 3성분계 혼합시멘트로 이루어진 혼합물에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 심층혼합교반용 고화재 조성물.100 to 300 parts by weight of a blast furnace slag fine powder, 20 to 50 parts by weight of pulverized calcium hydroxide, and 20 to 50 parts by weight of a cement, based on 100 parts by weight of Petro cokes desulfurization gypsum,
The Petro Causes desulfurization gypsum is produced by reacting a sulfur component and limestone contained in the Petro coke with a decarboxylated CaO component at a high temperature in the process of mixing limestone for desulfurization in the furnace in a boiler using petro coke as a raw material And,
Wherein the cement is at least one selected from the group consisting of portland cement, slag cement, fly ash cement, and a three-component mixed cement.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140022910A KR101619175B1 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | Solidification agent for deep mixing process using petro cokes desulfurization gypsum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140022910A KR101619175B1 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | Solidification agent for deep mixing process using petro cokes desulfurization gypsum |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150101329A KR20150101329A (en) | 2015-09-03 |
| KR101619175B1 true KR101619175B1 (en) | 2016-05-10 |
Family
ID=54242530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140022910A KR101619175B1 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | Solidification agent for deep mixing process using petro cokes desulfurization gypsum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101619175B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102644895B1 (en) * | 2022-09-27 | 2024-03-08 | 주식회사 씨큐알 | Cement concrete composition having excellent anti-crack property for bridge deck overlay concrete pavement and the costruction method of bridge deck overlay concrete pavement using the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101194871B1 (en) * | 2012-06-22 | 2012-10-25 | 에스아이 주식회사 | Ground solidifier composition using activated slag and pozzolanic reaction and manufacturing method thereof |
| KR101267479B1 (en) * | 2012-09-13 | 2013-05-31 | 주영에스티에스(주) | A composition of soil solidifier for deep mixing method and using thereof |
| KR101317749B1 (en) | 2012-11-22 | 2013-10-15 | 강남훈 | Blast furnace slag composite for concrete with desulfurization gypsum formed in the petroleum refining |
-
2014
- 2014-02-26 KR KR1020140022910A patent/KR101619175B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101194871B1 (en) * | 2012-06-22 | 2012-10-25 | 에스아이 주식회사 | Ground solidifier composition using activated slag and pozzolanic reaction and manufacturing method thereof |
| KR101267479B1 (en) * | 2012-09-13 | 2013-05-31 | 주영에스티에스(주) | A composition of soil solidifier for deep mixing method and using thereof |
| KR101317749B1 (en) | 2012-11-22 | 2013-10-15 | 강남훈 | Blast furnace slag composite for concrete with desulfurization gypsum formed in the petroleum refining |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150101329A (en) | 2015-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10829414B2 (en) | Settable compositions comprising remediated fly ash (RFA) and methods of cementing in subterranean formations | |
| US20100294496A1 (en) | Low density cementitious compositions | |
| NL2008575C2 (en) | Binder composition comprising lignite fly ash. | |
| KR101168151B1 (en) | Solidified agent to strengthen stratum | |
| KR101393201B1 (en) | Solidifiying composion using circulation resource and the construction method thereof | |
| KR101636283B1 (en) | Pile grouting materials using ferronickel slag | |
| KR101543307B1 (en) | Method of manufacture and Environment-Friendly Quarry Landfill filler of occurred in the circulating fluidized bed boiler using gas desulfurization gypsum | |
| KR101436151B1 (en) | Hardening composition for deep mixing method | |
| KR20150037175A (en) | Solidified agent using red mud and manufacturing method of the same | |
| KR101543523B1 (en) | Solidifying composition for deep mixing method using circulation resource and manufacturing method of the same | |
| KR101680348B1 (en) | Pile grouting materials | |
| KR20150048682A (en) | Dredging sludge solidified agent | |
| WO2020157775A1 (en) | An additive for increasing the supplementary cementitious materials content in cement, mortar and concrete | |
| KR101331057B1 (en) | Solidified agent to strengthen stratum | |
| KR101638079B1 (en) | Deep cement mixing materials | |
| KR20140144625A (en) | Solidified agent for deep cement mixing method | |
| KR101410796B1 (en) | Rapid solidified agent for deep mixing method on sea | |
| KR101736367B1 (en) | Grounting composition for high pressure injection soil solidification method | |
| KR101640160B1 (en) | Method for preparing a hardening composition for deep mixing method and hardening composition for deep mixing method | |
| KR101619175B1 (en) | Solidification agent for deep mixing process using petro cokes desulfurization gypsum | |
| KR101636277B1 (en) | Pile grouting materials composition using light burned dolomite | |
| KR20150114771A (en) | Stabilizer composition of industrial wastes modified utilizing the carbonation for soft ground | |
| KR101602130B1 (en) | Mortar composition for compaction grouting process using unsintered inorganic binder bottom ash | |
| KR20150035961A (en) | Solidified agent for deep cement mixing method | |
| KR101447267B1 (en) | Method for preparing a hardening composition for deep mixing method and hardening composition for deep mixing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |