KR101649466B1 - 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 및 이에 의한 몰탈 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물에 있어서, 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고가 혼합되어 구성되며, 상기 콘크리트 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 상기 벙커C유 탈황석고 1~3 중량부와 상기 코크스 탈황석고가 2~7 중량부 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 및 이에 의한 몰탈 조성물{Blast furnace slag micropowder composite including desulfurization mixture plaster and mortar compisite thereby}
본 발명은 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 및 이에 의한 몰탈 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연무수석고를 대체하기 위해 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고를 혼합한 신규 석고 조성물을 개발하여 천연무수석고보다 저렴하면서 자극제로서 품질이 뛰어나 우수한 물성을 갖는 고로슬래그 미분말 조성물 및 이에 의한 몰탈 조성물에 관한 것이다.
용광로에서 선철이 생산될 때, 부산되는 불순물을 물로 급랭시킨 것을 고로 수쇄 슬래그라 한다. 이러한 고로 수쇄 슬래그를 건조, 분쇄과정을 거쳐 여기에 석고를 첨가한 것을 고로슬래그 미분말이라 한다. 이렇게 제조된 고로슬래그 미분말은 포틀랜드 시멘트와 혼합되어 몰탈 조성물로 제조된다.
종래 고로슬래그 시멘트를 제조함에 있어서는, 시멘트와 슬래그 미분말을 혼합 또는 클링커와 수쇄슬래그를 혼합 분쇄하여 제조하고 있다. 고로슬래그 시멘트 제조시, 사용되는 시멘트는 석회질 원료로서 석회석 등에 실리카, 알루미나, 산화철 및 석회를 함유한 점토질 재료 등을 적당한 비율로 혼합한 후, 약 1450℃까지 시멘트 킬른로에서 소성하여 얻어진 클링커를 냉각하고 분쇄하여 제조된다. 이에 사용되는 시멘트 또는 클링커를 제조함에 있어서는 소성 공정에 의해 시멘트 원료 1톤을 제조함에 있어서 약 0.85톤의 CO2 발생을 수반하게 된다. 따라서, 이와 같은 다량의 CO2 발생 문제를 수반하는 시멘트의 사용량을 줄이는 것이 환경적으로 바람직하다.
이에, 고로 공정에서 발생하는 슬래그 중 고압 살수에 의해 냉각된 고로수재슬래그를 미분말화하여 슬래그 미분말 혼화재 및 슬래그 시멘트 등으로 활용되고 있다. 관련 KS 규격으로서는, KS F 2563에 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 규정하고 있으며, KS L 5210에 고로슬래그 시멘트를 규정하고 있다.
통상적인 국내의 고로슬래그 시멘트는 시멘트 또는 클링커를 60 중량부, 슬래그 미분말을 40 중량부 수준에서 제조하고 있으며(2종 슬래그 시멘트), 보다 많은 양의 고로슬래그를 시멘트 대체재로서 사용하는 것이 CO2 발생량 저감 측면에서 바람직하다. 또한, 고로슬래그는 시멘트에 비하여 저가로서, 경제적인 측면에서도 바람직하다.
이러한 고로슬래그 미분말은 물과 접촉될 경우, 직접적으로 반응을 하지 않으나, 수산기 이온 및 황산염 등과 접촉할 때 경화하는 잠재수경성을 가지고 있다. 그러나, 고로슬래그 미분말의 함량을 높일 경우, 고로슬래그 미분말은 조기에 수화되지 않아 기존 고로슬래그 시멘트 대비 초기 및 장기강도 저하가 수반하여 공기가 길어지게 되는 문제점이 있어, 고로슬래그의 사용량 증가에 제한이 따르는 문제가 있다.
한편, 일반적으로 고로슬래그 미분말의 제조에는 천연무수석고를 사용하는데. 이때 사용되는 천연무수석고는 삼산화황(SO3)함량이 50~55 중량부가 포함되어 있다. KS F 2563에서는 상기 고로슬래그 미분말의 삼산화황(SO3)비율을 4.0 중량부 이하로 규정하고 있다. 삼산화황(SO3)과 산화칼슘(CaO)은 모르타르 혹은 콘크리트에 있어서 자극제역활을 수행하고 최종 시멘트 혹은 콘크리트의 강도 발현에 중요한 작용을 하는 요소이다. 현재 삼산화황(SO3)의 비율을 높이기 위해 고로슬래그 미분말에 천연무수석고를 사용하고 있다. 하지만 천연무수석고는 전량 수입에 의존하고 있어 가격이 비싸고 천연자원을 사용하므로 천연자원절감에 도움이 되지 않고있다. 자극제로 사용하는 천연무수석고의 대체제로 여러 석고류의 검토를 해보았으나 자극제로서의 품질이 떨어지고 품질변동이 발생하는 문제점들이 발생되었다. 다른 적합한 자극제로서 산업 부산물인 탈황석고류를 검토한 결과 탈황석고는 단독으로 사용할 수 있고 품질의 변동이 적으나 치환율을 높이게 되면 응결지연 안정도의 증가 압축강도 저하 등의 문제점으로 천연무수석고의 대체용으로는 사용하기 어려운 점들이 발생하였다. 이를 해결하기 위해 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고를 검토한 결과 두 가지 탈황석고를 적정비율로 혼합하게 되면 단독으로 탈황석고를 사용하는 것보다 치환율을 높일 수 있게 되었다. 과거에는 탈황석고의 치환율을 높이지 못했지만 혼합하여 사용한 결과 치환율을 높이게 되어 천연무수석고 대비 동등한 수준의 품질을 확보할 수 있게 되어 천연무수석고의 대체용으로 적합하다는 사실을 발견하게 되었다. 이러한 탈황 혼합석고는 벙커C유, 코크스 탈황석고의 장점만을 활용하여 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 첨가해 우수한 물성을 가짐으로 천연무수석고의 대체용으로서 적합한 자극제이다. 이러한 탈황 혼합석고는 천연무수석고 대비 삼산화황(SO3)의 비율은 낮으나 고로슬래그의 잠재수경성(고로슬래그 자체는 수경성 = 물과 반응하여 경화하는 성질이 없는 광물질이지만 수산화칼슘, 수산화나트륨, 석고 등의 자극제에 의해서 반응성이 촉진되면 수경성이 있는 것처럼 반응하는 성질을 가지고 있다)을 촉진시키는 산화칼슘(CaO)성분이 천연무수석고 대비 높기 때문에 알칼리 자극제로서 천연무수석고 대체제로 적합한 물성을 가지고 있는 자극제이다.
상기 벙커C유 탈황석고는 공장의 대형 보일러에서 벙커C유를 1000~1200℃ 온도에서 연소시킬 때 나오는 황산성 가스에 수산화 칼슘을 분사하여 황산화물이 산화칼슘(CaO) 성분과 결합하면서 반응하여 액상 형태로 형성하여 나오는 부산물을 건조하고 미세한 입자만 포집시켜 생성되는 분말형태의 부산물이다. 상기 벙커C유 탈황석고는, CaO 39~55 중량부, SO3 30~45 중량부, SiO2 1~4 중량부, Al2O3 0.01~3 중량부, MgO 0.01~2 중량부, Fe2O3 0.01~2 중량부를 포함하는 화학성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조성물이다.
상기 코크스 탈황석고는 가스화복합발전의 에너지원으로 페트로코크(석유의 찌꺼기를 격렬하게 열분해 시켜서 만든 다공질의 광택이 있는 코크스 비중 약 0.9∼1.1. 실제로는 상압증류하고 난 찌꺼기를 원료로 사용하며, 이것을 480∼520 ℃에서 공기를 차단하고 열분해하면 가스와 경질유를 발생시키는 동시에 중질유는 축합되므로 마지막에는 탄화(炭化)하고 코크스가 되어 야금용 및 연료용 등에 사용된다.)를 연소시킬 때 나오는 황산성 가스에 석회석을 혼용 투입하여 생성되는 부산물이다. 상기 코크스 탈황석고는 CaO 40~60 중량부, SO3 20~30 중량부, SiO2 1~7 중량부, Al2O3 0.01~3 중량부, MgO 0.01~2 중량부, Fe2O3 0.01~2 중량부를 포함하는 화학성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조성물이다.
벙커C유 탈황석고는 미분말의 형태로 수분이 적고 분쇄 공정이 필요없어 바로 투입이 가능하지만 코크스 탈황석고는 입자가 굵어 바로 투입이 가능하지 않고 분쇄과정을 거쳐야한다. 미분쇄시 반응성이 좋지 않으며 강도증진의 효과가 미비하다. 탈황석고의 입도분석 실험결과는 아래<표1>에 나와있다.
<표1> 탈황석고별 입도 분석
Figure 112015026551087-pat00001

상기 <표1>은 탈황석고별 입도 분석을 한 실험으로 입고되는 샘플을 취합하여 분석을 하였다. 상기 <표1> 에서 분말도는 L 5106 (공기 투과 장치에 의한 분말도 시험방법)의 시험방법으로 분말도 수치를 측정하였다. 벙커C유 탈황석고의 분말도는 높은 수준으로 측정되었고 미분쇄한 코크스 탈황석고는 분말도가 낮은 수치로 측정되었다. 또한 KS L 5112 (표준체 45㎛에 의한 분말도의 시험방법)의 시험방법으로 입도를 측정한결과 40% 수준으로 굵은 입도 분석결과를 나타내었다. 코크스 탈황석고는 이처럼 굵은 입도로 분쇄과정을 거쳐야 사용이 가능하다. 고로슬래그 원재료를 분쇄시키는데 사용하는 Roller Press Mill(롤러의 압력을 이용하여 분쇄)에 고로슬래그 원재료와 코크스 탈황을 계량후 투입하여 고로슬래그 원재료와 코크스탈황이 혼합하며 분쇄되는 과정을 거치게된다.
<표2> 코크스탈황석고 반응성 실험
Figure 112015026551087-pat00002

상기 <표2>의 실험에서 고로 슬래그 미분말의 혼합비는 40% 코크스 탈황석고의 비율은 고로슬래그 미분말 100중량부에 대하여 3% 첨가하여 비교실험을 하였다. 실험결과 코크스 탈황석고를 분쇄시 3일 강도 8%, 7일 강도 6%, 28일 강도 5% 더 강도 발현을 하는 결과를 나타냈다.
국내등록특허 제10-1121724호(2012.02.22 등록) 국내등록특허 제10-1078951호(2011.10.26 등록) 국내등록특허 제10-1292127호(2013.07.26 등록)
현재 콘크리트용 고로슬래그 미분말 제조시에 사용되는 천연석고를 사용하고 있는데, 본 발명은 국내의 화력발전소에서 부산물로 발생되는 코크스 탈황석고와, 벙커C유를 소비할 때 부산물로 발생되는 벙커C유 탈황석고, 두 가지 성분의 혼합물인 혼합 탈황석고로 대체하고자 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 최적의 성능과 물성을 갖도록 혼합 탈황 석고의 조성비를 최적화함으로써, 천연무수석고를 대체하고, 혼합 탈황석고를 사용한 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 포함하는 몰탈 조성물을 제조하는 것을 목적으로 한다.
기존 고로슬래그 미분말 조성물은 초기 수화반응을 촉진시키기 위해 자극제로 천연무수석고를 사용하여 왔다. 자극제로 사용할 수 있는 고순도의 삼산화황(SO3)를 함유한 천연무수석고는 태국, 중국 등에서 자원을 수입하여 사용하고 있는 현실이었다. 천연무수석고의 대체용으로 여러종류의 석고류를 검토해 보았으나 자극제의 품질변동과 수급의 어려움이 발생하여 천연무수석고를 대체용으로는 사용이 어려운 문제점들이 발생하였다. 본 발명에서는 천연무수석고를 대체하기 위해 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고를 혼합한 신규 석고 조성물을 개발하여 천연무수석고보다 저렴하면서 자극제로서 품질이 뛰어나 우수한 물성을 갖는 고로슬래그 미분말을 제조하고자 할 수 있으며, 이를 시멘트 몰탈 혹은 콘크리트 배합 조성물에 적용함으로써, 우수한 물성과 성능을 갖는 시멘트 몰탈 조성물과 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물에 있어서, 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고가 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물이 제공된다.
상기 콘크리트 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 상기 벙커C유 탈황석고 1~3 중량부와 상기 코크스 탈황석고가 2~7 중량부 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 고로슬래그 미분말과 상기 코크스 탈황석고는 혼합된 다음 분쇄되고, 상기 분쇄된 고로슬래그 미분말과 상기 코크스 탈황석고가 상기 벙커C유 탈황석고와 혼합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기의 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 40~60 중량부, 포틀랜드 시멘트 40~60 중량부가 혼합되어 구성된 몰탈 조성물이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물의 제조 방법에 있어서, 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 코크스 탈황석고가 2~7%가 투입되는 제1단계; 상기 제1단계의 고로슬래그 미분말과 코크스 탈황석고가 분쇄되는 제2단계; 상기 제2단계에서 분쇄가 진행된 후, 상기 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 벙커C유 탈황석고 1~3 중량부가 투입되어 혼합되는 제3단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물의 제조 방법이 제공된다.
상기 제조방법으로 제조된 콘크리트용 고로슬래그 미분말 40~60%와 상기 포틀랜드 시멘트가 40~60%의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물이 제공된다.
현대에 들어서 천연자원의 절감과 친환경 제조, 폐기물 재활용 등에 많은 관심이 쏠리고 있다. 이 발명은 천연자원인 천연석고를 사용하지 않고 천연석고의 효율적인 대체물로 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고를 혼합 사용하여 천연자원 절감에 효과적이고, 제품의 가격 경쟁성을 확보하고, 산업부산물인 탈황석고를 사용함으로써 환경 오염을 방지하고 자극제로 소비함으로 폐기물을 재활용하는 점이 큰 장점이다.
도 1은 본 발명에 의한 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물의 제조 과정을 개략적으로 보여주는 도면
도 2는 도 1에 도시된 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물에 의해 몰탈 조성물과 콘크리트 조성물을 제조하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물을 제공하고자 하는 것으로, 상기 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물은 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 벙커C유 탈황석고가 1~3 중량부, 코크스 탈황석고가 2~7 중량부 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존 콘크리트용 고로슬래그 미분말 제조시에 천연무수석고를 사용하였던 것을 대신하여 국내의 가스화복합발전에서 부산물로 발생되는 코크스 탈황석고와, 벙커C유를 소비할 때 부산물로 발생되는 벙커C유 탈황석고, 두가지 성분의 혼합물인 탈황 혼합석고로 대체하고자 한다. 또한 최적의 성능과 물성을 갖도록 탈황 혼합석고의 조성비를 최적화함으로써, 천연무수석고를 대체하고, 탈황 혼합석고를 사용한 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 포함하는 몰탈 배합 조성물을 제조하고자 한다.
본 발명은, 콘크리트용 고로슬래그 미분말 조성물에 관한 것으로, 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 벙커C유 탈황석고가 1~3 중량부, 코크스 탈황석고가 2~7 중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 탈황혼합석고의 범위는 결합재 전체 중량에 대하여 벙커C유 탈황석고가 1~3 중량부, 코크스 탈황석고가 2~7 중량부로 첨가되는데 벙커C유 탈황석고가 1 중량부 미만일 경우 모르타르 및 콘크리트 초기강도에 변화가 없고 3 중량부 범위를 초과한 경우에는 모르타르나 콘크리트의 응결이 지연되는 현상이 있다. 코크스 탈황석고는 2 중량부 미만일 경우 초기강도가 저하되며 7 중량부의 범위를 벗어날 경우엔 더 이상 강도증진의 효과가 없고 벙커C유 탈황석고 3 중량부 + 코크스 탈황석고 7 중량부의 혼합비율을 벗어나 사용하게 되면 시멘트가 수화할 때 석고와의 반응으로 생기는 에트링가이트(시멘트가 수화(水和)할 때 시멘트 중의 알루미네이트와 석고와의 반응으로 생기는 침상(針狀) 결정의 광물)가 과다하게 생성되어 팽창에 의한 콘크리트 균열이 발생하여 강도가 저하될 수있는 문제점이 있다.
고로슬래그 미분말이 40 중량부보다 적은 경우 천연무수석고 대비 탈황 혼합 석고의 반응성이 저하되며 60 중량부를 초과할 경우 초기 강도가 저하되어 제품으로 사용이 어렵기 때문에 범위로 설정되었다. 아래는 탈황석고별 비율의 검토실험으로 벙커C유 탈황석고, 코크스 탈황석고의 분석결과를 <표3>에 나타내었다.
<표 3> 탈황석고별 비율의 검토실험
Figure 112015026551087-pat00003

상기 <표 3>분석 결과를 살펴보면 벙커C유 탈황석고는 1 중량부 첨가되었을 때 강도의 변화가 없었고 4 중량부 첨가되었을 때 강도증진에 효과는 있으나 응결지연과 안정도(시멘트가 불안정하면 이상팽창과 갈라짐이 발생하는데 이러한 현상은 구조물이 균열을 초래하여 붕괴의 원인이 되기도 한다. 안정도 시험은 이러한 시멘트의 안정도를 검사하는 검사방법으로서 오토클레이브 팽창도 시험 ,르샤틀리에 시험방법이 있다.)의 증가를 보여주었다. 코크스 탈황석고는 1 중량부 첨가되었을 때 기준에 비해 강도 값이 하락하였으며 8 중량부 첨가되었을 때는 7 중량부의 강도 값에 비해 수치가 하락하는 결과를 보여주었다. 그리고 아래 비율범위를 벗어난 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고를 혼합한 석고 조성물의 분석 결과는 강도 증진의 효과가 비율대비 하락하며 응결지연, 안정도 증가의 결과를 나타내었다.
콘크리트용 고로슬래그 미분말에 널리 사용되는 자극제로 천연무수석고를 들 수 있다, 천연무수석고는 수분이 적고, 삼산화황(SO3), 산화칼슘(CaO) 등의 알칼리 자극제가 포함되어 있어, 고로슬래그 미분말의 잠재적 수경성 반응에 도움을 주므로, 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 널리 사용되고 있다. 하지만 천연무수석고는 전량 수입에 의존하고 있어 대체제가 필요하다. 본 발명에서는 탈황 혼합 석고를 개발함으로써 성능이 향상된 몰탈 방법을 제공하고자 한다.
아래는 천연무수석고, 벙커C유 탈황석고, 코크스 탈황석고의 분석결과는 다음의 <표4>와 같다.
표4. 석고의 종류별 구성 성분 분석 결과 (%)
Figure 112015026551087-pat00004

상기 <표 4>의 각 석고 성분의 구성 성분 분석 결과를 살펴보면, 천연무수석고의 삼산화황(SO3)의 양이 가장 높은 수준임을 알 수 있다. 탈황 혼합석고의 경우, 천연무수석고에 비해 삼산화황(SO3)의 양이 약 30 중량부 낮은 수치를 보이지만 알칼리 자극에 도움을 주는 산화칼슘(CaO) 성분이 천연무수석고 대비 44 중량부 높은 분석 결과를 보여주고 있다.
<실시예 1> 몰탈 배합 적용 결과
탈황 혼합 석고를 첨가하여 제조된 고로 슬래그 미분말 조성물을 KS L ISO 679에 근거한 모르타르 압축강도 실험방법으로 온도 20℃ 습도 70%의 조건에서 비교 실험을 하였고, ISO 679 표준사1350g, 시료 450g, 물 225g을 사용하였다. 몰탈의 배합 적용 결과를 다음의 [표 5]에 정리하였다.
<표 5> 몰탈 배합 적용 결과
Figure 112015026551087-pat00005

표5의 실험결과에서, 비교예는 천연무수석고를 사용하였고 실험예는 탈황 혼합석고를 사용하였다 혼합탈황 사용량이 증가할수록 압축강도 수준은 증가하였고 무수석고에 비해 응결시간과 분말도가 유리한 것으로 결과가 나타났다. 몰탈 실험결과 탈황 혼합 석고는 천연무수석고의 대체제로 성능이 우수한 혼합석고 조성을 가지고 있음을 확보할 수 있었다.
한편, 본 발명에서는 상기 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 40~60 중량부, 포틀랜드 시멘트 40~60 중량부가 혼합되어 구성된 몰탈 조성물이 제공된다.
상기 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 벙커C유 탈황석고 1~3 중량부와 코크스 탈황석고가 2~7 중량부로 혼합되어 구성된 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 40~60 중량부에 포틀랜드 시멘트를 40~60 중량부 혼합하여 몰탈 조성물을 형성한다. 다시 말해, 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물은 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 벙커C유 탈황석고 1~3 중량부와 코크스 탈황석고가 2~7 중량부로 혼합되어 구성되는데, 이러한 콘크리트 고로슬래그 미분말 조성물을 40~60 중량부 혼합하고 포틀랜드 시멘트를 40~60 중량부 혼합함으로써 상기 몰탈 조성물을 형성하는 것이다.
상기 고로슬래그 미분말이 40 중량부 이하인 경우 천연석고 대비 탈황 혼합 석고 조성물의 반응성이 저하되며 60 중량부를 초과할 경우 초기 강도가 저하되어 제품으로 사용이 어렵기 때문에 상기의 범위로 설정되었다. 이처럼 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 40~60 중량부, 포틀랜드 시멘트가 40~60 중량부 비율로 혼합함으로써 몰탈 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명에서는 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물의 제조 방법에 있어서, i) 상기 조성물 전체 무게를 기준으로 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 코크스 탈황석고가 2~7 중량부 투입되어 혼합되는 제1단계와, 상기 제1단계의 코크스 탈황석고와 고로슬래그 원재료가 분쇄되는 제2단계와 상기 제2단계에서 분쇄가 진행된 후, 상기 조성물 전체 무게를 기준으로 벙커C유 탈황석고 1~3 중량부가 투입되는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물의 제조 방법이 제공된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
S1. 제1단계 S2. 제2단계
S3. 제3단계

Claims (6)

  1. 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 벙커C유 탈황석고와 코크스 탈황석고가 혼합되어 구성되고,
    상기 콘크리트용 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 상기 벙커C유 탈황석고 3 중량부와 상기 코크스 탈황석고가 6.5 중량부 혼합되어 구성되고,
    상기 콘크리트용 고로슬래그 미분말과 상기 코크스 탈황석고는 혼합된 다음 분쇄되고, 상기 분쇄된 콘크리트용 고로슬래그 미분말과 상기 코크스 탈황석고가 상기 벙커C유 탈황석고와 혼합되며, 상기 분쇄된 코크스 탈황석고에 의해 반응성이 좋고 강도 증진의 효과를 높이도록 구성되며, 상기 벙커C유 탈황석고가 3 중량부 혼합되어, 모르타르 및 콘크리트 초기강도를 높이고 모르타르나 콘크리트의 응결이 지연되는 현상을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 콘크리트용 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 벙커C유 탈황석고 3 중량부와 코크스 탈황석고가 6.5 중량부 혼합되고, 상기 콘크리트용 고로슬래그 미분말과 상기 코크스 탈황석고는 혼합된 다음 분쇄되고, 상기 분쇄된 콘크리트용 고로슬래그 미분말과 상기 코크스 탈황석고가 상기 벙커C유 탈황석고와 혼합되어 이루어진 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물 40~60 중량부; 상기 탈황혼합석고를 포함한 고로슬래그 미분말 조성물에 포틀랜드 시멘트 40~60 중량부;가 혼합되어 구성된 몰탈 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101078951B1 (ko) 2011-01-24 2011-11-01 주식회사 삼표 고로슬래그 미분말 조성물 및 이를 포함한 콘크리트 조성물
KR101121724B1 (ko) 2009-09-02 2012-03-23 한국건설기술연구원 고로슬래그, 분말형 규산나트륨, 탈황석고를 포함하는 결합재를 이용하는 무시멘트 콘크리트 조성물 및 무시멘트 콘크리트의 제조방법
KR101292127B1 (ko) 2011-10-21 2013-08-08 주식회사 삼표기초소재 전기로 산화 슬래그를 혼입한 고로슬래그 미분말 제조방법 및 콘크리트 조성물
KR101317749B1 (ko) * 2012-11-22 2013-10-15 강남훈 석유정제 탈황석고를 함유하는 콘크리트용 고로슬래그 조성물
KR101347591B1 (ko) * 2013-07-02 2014-01-06 초석건설산업(주) 친환경 고화재를 이용한 준설토 고화방법
KR101410797B1 (ko) * 2012-10-26 2014-06-23 대림산업 주식회사 비소성 무기결합재를 활용한 바닥용 모르타르 조성물
KR20150005195A (ko) * 2013-07-05 2015-01-14 주식회사 씨엠디기술단 중유혼소 석탄소각재를 이용한 아스팔트 포장용 채움재 조성물

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101121724B1 (ko) 2009-09-02 2012-03-23 한국건설기술연구원 고로슬래그, 분말형 규산나트륨, 탈황석고를 포함하는 결합재를 이용하는 무시멘트 콘크리트 조성물 및 무시멘트 콘크리트의 제조방법
KR101078951B1 (ko) 2011-01-24 2011-11-01 주식회사 삼표 고로슬래그 미분말 조성물 및 이를 포함한 콘크리트 조성물
KR101292127B1 (ko) 2011-10-21 2013-08-08 주식회사 삼표기초소재 전기로 산화 슬래그를 혼입한 고로슬래그 미분말 제조방법 및 콘크리트 조성물
KR101410797B1 (ko) * 2012-10-26 2014-06-23 대림산업 주식회사 비소성 무기결합재를 활용한 바닥용 모르타르 조성물
KR101317749B1 (ko) * 2012-11-22 2013-10-15 강남훈 석유정제 탈황석고를 함유하는 콘크리트용 고로슬래그 조성물
KR101347591B1 (ko) * 2013-07-02 2014-01-06 초석건설산업(주) 친환경 고화재를 이용한 준설토 고화방법
KR20150005195A (ko) * 2013-07-05 2015-01-14 주식회사 씨엠디기술단 중유혼소 석탄소각재를 이용한 아스팔트 포장용 채움재 조성물

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