KR101708214B1 - 친환경 레미콘 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 레미콘 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 골재, 결합재, 물 및 혼화제를 혼합한 혼합물에 강도증진재 및 유해물질저감재를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 시멘트 사용량 감소에 따른 초기강도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 6가 크롬, 중금속 등 유해물질 발생을 저감시킬 수 있는 장점이 있으며, 아파트, 빌딩, 단독주택 등의 건축물에 사용할 수 있다.

Description

친환경 레미콘 조성물 및 그 제조방법{Eco-friendly Composition of Red-Mixed Concrete and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 친환경 레미콘 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트 사용량 감소에 따른 초기강도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 유해물질 발생을 저감시킬 수 있는, 친환경 레미콘 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 건설산업에서는 환경 문제가 무엇보다 중요한 사안으로 대두됨에 따라 새로운 대처방안이 요구되고 있다. 특히 콘크리트 산업에서는 환경 문제와 함께 부존 자원의 고갈대책도 중요한 문제점으로 존재함에, 이를 해결하기 위하여 각종 산업부산물이나 산업폐기물을 콘크리트용 자원으로 재생이용하는 방법이 검토되고 있다.
또한, 건설구조물의 초고층화 대형화로 인하여 중요 재료인 콘크리트의 경우 고성능 다기능을 요구하는 콘크리트의 수요가 증가되고 있는 실정인데, 레디믹스트 콘크리트에서는 가장 범용적인 방법으로 혼화재료를 사용하는 방법이 이루어지고 있으며 대부분 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 사용하고 있다.
콘크리트 생산과정에서 시멘트 사용량을 줄이고 이와 같은 혼화재료를 사용할 경우 얻을 수 있는 효과 중 가장 큰 것은 시멘트 사용량 저감에 따른 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 점이다. 국제적으로 온실가스 저감 노력이 활발히 진행되고 있고, 우리나라의 경우도 2020년 배출전망치 대비 30% 감축목표를 설정한바 있으며, 이에 따라 각 산업분야별 감축 노력이 진행중이다. 시멘트를 대체하여 산업부산물인 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 50% 이상 치환할 경우, 보통 콘크리트에 비하여 이산화탄소 배출을 50% 정도 감소가 가능한 것으로 분석되고 있다. 이와 같이 콘크리트 생산에 있어서 고로슬래그 미분말 및 플라이애시 사용은 국가적 차원의 이산화탄소 배출 저감에 기여하며, 화력발전 및 제철산업의 경쟁력 강화에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
그러나 이와 같은 혼화재를 콘크리트에 무분별하게 사용할 경우, 콘크리트의 목표성능 달성 및 품질관리의 문제가 발생할 수 있다. 응결지연 및 이에 따른 초기강도 저하 등의 관리가 필요하다.
대한민국등록특허공보 제10-1366174호(2014.02.25.)에는 친환경 콘크리트용 결합재 조성물이 개시되어 있다.
상기 친환경 콘크리트용 결합재 조성물은 시멘트 5~20wt%, 고로슬래그미분말 30~70wt%, 플라이애시 10~30wt%, 고칼슘애시 5~15wt%, 이수석고, 무수석고 및 탈황석고 중 어느 한가지 이상으로 이루어진 활성화 결합재 3~7wt%를 포함하는 것으로, 시멘트를 적게 함유하고, 고칼슘애시, 플라이애시, 고로슬래그미분말 등 산업 부산물을 다량 포함하고 있어 시멘트 제조시 발생하는 탄소 배출량을 저감시키는 장점이 있지만, 새집증후군의 원인이 되는 유해물질이 발생하는 문제가 있다.
KR 10-1366174 B1 2014.02.25.
본 발명의 목적은 시멘트 사용량 감소에 따른 초기강도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 유해물질 발생을 저감시킬 수 있는, 친환경 레미콘 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은 골재, 결합재, 물 및 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 강도증진재 2~3중량부를 혼합하되, 상기 결합재는 시멘트 5~30중량% 와 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 스테인리스 슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상 70~95중량%를 포함하는, 친환경 레미콘 조성물을 제공한다.
상기 강도증진재는 왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 10~20중량부, 산화칼슘(CaO) 6~15중량부 및 황산칼슘 25~35중량부를 혼합한다.
골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 유해물질저감재 0.5~1중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 유해물질저감재는 적색셰일 100중량부에 황토 10~20중량부, 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합한다.
골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 황보석 0.1~0.5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 1); 왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 10~20중량부, 산화칼슘(CaO) 6~15중량부 및 황산칼슘 25~35중량부를 혼합하여 강도증진재를 만드는 단계(단계 2); 적색셰일 100중량부에 황토 10~20중량부, 칼륨장석 1~5중량부 및 옻 20~30중량부를 혼합하여 유해물질저감재를 만드는 단계(단계 3); 및 상기 혼합물 100중량부에 상기 강도증진재 2~3중량부 및 유해물질저감재 0.5~1중량부를 혼합하는 단계(단계 4); 를 포함하되, 상기 결합재는 시멘트 5~30중량% 와 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 스테인리스 슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상 70~95중량%를 포함하는, 친환경 레미콘 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 단계 2에서, 상기 왕겨재는 왕겨를 300~400℃의 온도에서 연소시키고 평균입경 1~5㎜로 분쇄하여 만든다.
상기 단계 3에서, 상기 유해물질저감재는 50~100메쉬의 입자 크기를 갖는 적색셰일 100중량부에 30~50메쉬의 입자 크기를 갖는 황토 10~20중량부, 10~30메쉬의 입자 크기를 갖는 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합하고 직경 1~5㎜의 볼 형태로 성형하고 800~900℃에서 6~8시간 동안 가열하여 제조하되, 상기 옻나무추출물은 옻나무 수피를 85~90℃에서 6~8시간 동안 열풍건조한 후 물을 가하고 90~95℃에서 2~3시간 동안 열수추출하여 제조한다.
본 발명에 따른 친환경 레미콘 조성물은 시멘트 사용량 감소에 따른 초기강도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 6가 크롬, 중금속 등 유해물질 발생을 저감시킬 수 있는 장점이 있으며, 아파트, 빌딩, 단독주택 등의 건축물에 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 친환경 레미콘 조성물에 대해 설명한다.
본 발명의 친환경 레미콘 조성물은,
골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물, 강도증진재 및 유해물질저감재를 포함한다.
상기 친환경 레미콘 조성물은 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 강도증진재 2~3중량부 및 유해물질저감재 0.5~1중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 혼합물은 골재 65~80중량%, 결합재 10~27중량%, 물 5~13중량% 및 혼화제 0.05~3.0중량%를 혼합하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 골재는 잔골재 및 굵은 골재를 포함한다.
상기 결합재는 시멘트 5~30중량% 와 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 스테인리스 슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상 70~95중량%를 포함한다.
상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 플라이애시 시멘트로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 결합재 총 중량부에 대하여 상기 시멘트가 5중량% 미만 포함되면 콘크리트 강도발현에 문제가 발생할 수 있고, 30중량% 초과 포함되면 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 효과가 미미해진다.
상기 고로슬래그 미분말은 제철소의 고로에서 선철을 제조할 때 발생하는 산업부산물로서, 수화열을 저감시키는 효과를 가지고 있으며, 콘크리트의 장기강도를 우수하게 해주는 잠재수경성도 가지고 있다. 또한 상기 고로슬래그 미분말은 해수나 하수 등의 화학적 침식에 대한 저항성이 크고, 공극충전효과 및 알칼리 골재반응 억제효과를 지니고 있어 콘크리트의 내구성을 향상시켜 준다.
상기 플라이애시는 그 자체로는 수경성이 없으나 실리카 성분이 시멘트의 수화생성물인 수산화칼슘과 서서히 반응하여 안정된 불용성 화합물을 생성하여 경화하는 성질이 있다.
상기 스테인리스 슬래그는 초기에 칼슘 이온의 용출이 많아지고 시멘트 광물인 3CaO·SiO2의 수화반응을 촉진시켜 조기강도의 발현이 우수하다.
상기 물은 사용수 또는 레미콘 회수수 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 레미콘 회수수는 콘크리트 납품 후 이동거리에 따라 차량에 묻은 콘크리트의 경화를 방지하기 위한 세척시 배출되거나, 배치플랜트(Batch Plant)에서 생산 후 믹서청소에 의하여 배출되기도 하며, 여러 가지 다양한 요인으로 인해 발생되어 배출된다.
상기 혼화제는 콘크리트의 물리, 화학적 특성을 변화시키고 작업성을 유지하고 개선시키기 위해서 첨가되는 화학 물질로, 혼화제를 사용함으로써 콘크리트의 물리적 특성을 크게 변화시키거나 개선시킬 수 있다. 상기 혼화제는 AE제, AE감수제, 감수제, 고성능 감수제, 유동화제, 촉진제, 지연제, 급결제, 방청제, 기포제, 발포제, 방수제, 소포제 및 수축저감제로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 친환경 레미콘 조성물은 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 강도증진재 2~3중량부를 혼합하는 것이 바람직하며, 강도증진재가 2중량부 미만 포함되면 초기강도 저하 개선 효과가 미흡하며, 3중량부 초과하면 콘크리트의 작업성이 저하될 수 있다. 상기 강도증진재는 레미콘 사이의 공극을 메워 레미콘 조직을 더욱 세밀하게 형성시키고, 초기 수화반응을 촉진시킴으로써, 레미콘의 초기 강도를 증가시킬 수 있다.
상기 강도증진재는 왕겨재, 실리카, 산화칼슘 및 황산칼슘을 포함한다. 상기 강도증진재는 왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 10~20중량부, 산화칼슘(CaO) 6~15중량부 및 황산칼슘 25~35중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 왕겨재는 장기적으로 수화반응을 지속시키는 역할을 수행한다.
상기 실리카(SiO2)는 Ca(OH)2와 반응하여 CaO-SiO2-nH2O를 생성하여 콘크리트의 강도에 영향을 준다. 상기 왕겨재 100중량부에 대하여 실리카가 10중량부 미만 포함되면 콘크리트의 강도가 약해지는 문제가 있고, 20중량부 초과 포함되면 미반응물이 발생하는 문제가 있다.
상기 산화칼슘은 물과 반응하여 Ca(OH)2를 생성하고 SiO2와 반응하여 안정한 규산 칼슘을 형성하여 콘크리트의 강도에 영향을 미친다. 상기 왕겨재 100중량부에 대하여 산화칼슘이 6중량부 미만 포함되면 콘크리트의 강도가 약해지는 문제가 있고, 15중량부 초과 포함되면 미반응물이 발생하는 문제가 있다.
상기 황산칼슘은 초기에 수화반응을 촉진시킨다. 상기 왕겨재 100중량부에 대하여 황산칼슘이 25중량부 미만 포함되면 콘크리트의 초기강도가 약해지는 문제가 있고, 35중량부 초과 포함되면 미반응물이 발생하는 문제가 있다.
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상기 친환경 레미콘 조성물은 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 유해물질저감재 0.5~1중량부를 혼합하는 것이 바람직하며, 유해물질저감재가 0.5중량부 미만 포함되면 충분한 유해물질 저감효과를 얻을 수 없고, 1중량부 초과하면 콘크리트의 작업성이 저하될 수 있다.
상기 유해물질저감재는 적색셰일, 황토, 칼륨장석 및 옻나무추출물을 포함한다. 상기 유해물질저감재는 적색셰일 100중량부에 황토 10~20중량부, 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 적색셰일은 도화석이라고도 한다. 상기 적색셰일은 Al2O3, Fe2O3, Na2O3, K2O, 황산마그네슘 등의 성분으로 구성되어 있다. 상기 적색셰일은 유해물질을 흡착할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 습도 조절도 가능하다.
상기 황토는 가소성, 흡착성, 흡수 및 탈수성, 현탁성, 이온교환성 등의 점토광물의 광물학적 특성을 가지고 있으며, 다른 광물에 비해 활성도가 높으며 촉매성, 높은 표면적, 전자파의 흡수 및 방출 등의 다양한 성질을 가진 천연 재료이다. 또한, 황토는 스스로 습도조절능력이 우수하고 원적외선을 방사하므로써 인체에 매우 유익한 재료이며, 다양한 무기물과 효소의 작용을 하는 매우 환경친화적인 성분이다. 상기 적색셰일 100중량부에 대하여 황토가 10중량부 미만 포함되면 충분한 유해물질 저감효과를 얻을 수 없고, 20중량부 초과 포함하는 경우 첨가량의 증가에 따른 유해물질 저감효과의 상승이 더 이상 나타나지 않는다.
상기 칼륨장석(Potassium Feldspar)은 칼륨을 주성분으로 하는 장석족 광물로서 화학성분은 KAlSi3O8이다. 이러한 칼륨장석은 유익한 원적외선을 복사하고, 중금속 제거효과가 탁월하다. 상기 적색셰일 100중량부에 대하여 칼륨장석이 1중량부 미만 포함되면 충분한 원적외선 방사 효과를 얻을 수 없고, 5중량부 초과 포함하는 경우 첨가량의 증가에 따른 원적외선 방사 효과의 상승이 더 이상 나타나지 않는다.
상기 옻나무추출물은 방부, 방충, 살균, 탈취 효과가 매우 우수하다. 상기 적색셰일 100중량부에 대하여 옻나무추출물이 20중량부 미만 포함되면 충분한 항균 효과를 얻을 수 없고, 30중량부 초과 포함하는 경우 첨가량의 증가에 따른 항균 효과의 상승이 더 이상 나타나지 않는다.
상기 친환경 레미콘 조성물은 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 황보석 0.1~0.5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 황보석(黃寶石)은 감람석과 같은 결정구조를 가진 사방정계 광물로서 토파즈(Topaz)라고도 한다. 상기 황보석은 화학 구조상 풍부한 음이온 군을 포함하고 있어 많은 양의 음이온을 발생시킨다. 상기 황보석은 냄새를 없애고 공기를 정화시켜 줌으로써 쾌적한 실내 환경이 될 수 있도록 해준다.
본 발명에 따른 친환경 레미콘 조성물은 시멘트 사용량 감소에 따른 초기강도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 6가 크롬, 중금속 등 유해물질 발생을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 친환경 레미콘 조성물의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 친환경 레미콘 조성물의 제조방법은,
골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 1);
왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 10~20중량부, 산화칼슘(CaO) 5~10중량부, 황산칼슘 20~25중량부, 석회 1~5중량부 및 석고 5~10중량부를 혼합하여 강도증진재를 만드는 단계(단계 2);
적색셰일 100중량부에 황토 10~20중량부, 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합하여 유해물질저감재를 만드는 단계(단계 3); 및
상기 혼합물 100중량부에 상기 강도증진재 2~3중량부 및 유해물질저감재 0.5~1중량부를 혼합하는 단계(단계 4);
를 포함한다.
상기 단계 1은 골재 65~80중량%, 결합재 10~27중량%, 물 5~13중량% 및 혼화제 0.05~3.0중량%를 혼합하여 혼합물을 만드는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 골재는 잔골재 및 굵은 골재를 포함한다.
상기 결합재는 시멘트 5~30중량% 와 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 스테인리스 슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상 70~95중량%를 포함한다.
상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 플라이애시 시멘트로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 고로슬래그는 보다 반응성을 높이기 위해 볼밀을 사용하여 분쇄함으로써 분말도가 5,000~5,500㎠/g 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 물은 사용수 또는 레미콘 회수수 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 혼화제는 AE제, AE감수제, 감수제, 고성능 감수제, 유동화제, 촉진제, 지연제, 급결제, 방청제, 기포제, 발포제, 방수제, 소포제 및 수축저감제로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단계 2에서, 상기 왕겨재는 왕겨를 300~400℃의 온도에서 연소시키고 평균입경 1~5㎜로 분쇄하여 만드는 것이 바람직하다. 왕겨를 300~400℃의 온도로 연소시킴으로써 반응성이 높은 비결정형 실리카(SiO2)가 다량으로 함유된 왕겨재를 사용하는 장점이 있다. 상기 왕겨를 연소시키는 연소온도가 300℃ 미만이면 연소 효과가 미미하게 일어나 미연소 왕겨의 생성이 부분적으로 일어나기 쉽고, 충분히 연소시키기 위해서는 장시간 동안 연소시켜야 하는 문제가 있으며, 연소온도가 400℃ 초과이면 연소 후 생성된 실리카가 봉상의 결정질 실리카로 생성되어 분쇄시 미세한 분쇄가 곤란하여 결합 반응력이 떨어져 콘크리트의 강도 증진 효과가 저하되는 문제가 있다.
상기 단계 3에서, 상기 유해물질저감재는 50~100메쉬의 입자 크기를 갖는 적색셰일 100중량부에 30~50메쉬의 입자 크기를 갖는 황토 10~20중량부, 10~30메쉬의 입자 크기를 갖는 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합하고 직경 1~5㎜의 볼 형태로 성형하고 800~900℃에서 6~8시간 동안 가열하여 만드는 것이 바람직하다.
상기 옻나무추출물은 옻나무 수피를 85~90℃에서 6~8시간 동안 열풍건조한 후 물을 가하고 90~95℃에서 2~3시간 동안 열수추출하여 제조하는 것이 바람직하다.
상기 단계 4 이후에, 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부 대비 0.1~0.5중량부에 해당하는 황보석을 혼합하는 단계가 추가될 수 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
골재 73중량%, 결합재 20중량%, 물 6.9중량% 및 혼화제 0.1중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 상기 골재는 잔골재 45중량% 및 굵은 골재 55중량%를 혼합하였다. 상기 결합재는 시멘트 10중량%, 고로슬래그 미분말 70중량%, 플라이애시 20중량%를 혼합하였다. 상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 상기 고로슬래그 미분말은 분말도가 5,000㎠/g인 것을 사용하였다. 상기 혼화제는 일반 AE감수제를 사용하였다. 왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 15중량부, 산화칼슘(CaO) 10중량부 및 황산칼슘 30중량부를 혼합하여 강도증진재를 제조하였다. 상기 왕겨재는 왕겨를 400℃의 온도에서 연소시키고 평균입경 3㎜로 분쇄하여 사용하였다. 100메쉬의 입자 크기를 갖는 적색셰일 100중량부에 50메쉬의 입자 크기를 갖는 황토 15중량부, 30메쉬의 입자 크기를 갖는 칼륨장석 3중량부 및 옻나무추출물 20중량부를 혼합하고 직경 3㎜의 볼 형태로 성형하고 850℃에서 7시간 동안 가열하여 유해물질저감재를 제조하였다. 상기 옻나무추출물은 옻나무 수피를 90℃에서 7시간 동안 열풍건조한 후 물을 가하고 95℃에서 3시간 동안 열수추출하여 제조하였다. 상기 혼합물 100중량부에 상기 강도증진재 2중량부 및 유해물질저감재 0.5중량부를 혼합하여 친환경 레미콘 조성물을 제조하였다.
실시예 1에서 강도증진재를 3중량부 혼합한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 레미콘 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 강도증진재를 1중량부 혼합한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 레미콘 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서 강도증진재를 4중량부 혼합한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 레미콘 조성물을 제조하였다.
[비교예 3]
실시예 1에서 상기 강도증진재 대신에, 고칼슘애시 50중량% 및 천연무수석고 50중량%를 혼합한 강도증진재를 사용한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 레미콘 조성물을 제조하였다.
[비교예 4]
실시예 1에서 상기 강도증진재 대신에, 고로슬래그 미분말(분말도 11,000㎠/g) 57중량%, 석탄망초 33중량%, 칼슘설포알루미네이트 10중량%를 혼합한 강도증진재를 사용한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 레미콘 조성물을 제조하였다.
[실험예 1]
실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4에 대해 콘크리트 물성을 평가하였다. 압축강도는 KS F2405의 규격에 따라 3일, 7일 및 28일의 재령으로 측정하였다. 또한, 이러한 콘크리트 공시체는 KS F2403에 따라 제작하였으며, 몰드는 떼어낼 때까지는 온도 21℃의 실온에서 건조되지 않도록 양생하였고, 몰드를 떼어낸 후에는 온도 21℃의 수중 또는 습윤실에서 강도 시험을 할 때까지 양생하였으며, 표준재령별 압축강도 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분
 SLUMP FLOW
(㎜)
 공기량(%)
 콘크리트 압축강도 (MPa)
3일 7일 28일
실시예 1 650 3.5 20.2 35.8 45.3
실시예 2 640 3.5 22.4 38.1 49.2
비교예 1 660 3.4 18.2 32.4 44.1
비교예 2 490 3.6 22.9 38.6 50.3
비교예 3 640 3.2 15.6 30.3 38.0
비교예 4 600 2.4 18.0 31.9 43.2
표 1에 의하면, 실시예 1, 2의 경우 비교예 3, 4에 비해 초기부터 재령 28일까지 압축강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
비교예 2의 경우에는 압축강도는 우수하지만 슬럼프 플로우 수치가 낮아 작업성이 나빠지는 것을 확인할 수 있다.
[비교예 5]
실시예 1에서 유해물질저감재를 포함하지 않은 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 레미콘 조성물을 제조하였다.
[실험예 2]
실시예 1 및 비교예 5의 레미콘 조성물을 이용하여 공시체를 제작하였다. 공시체는 KS F2403에서 정한 방법에 의하여 제작하고 양생한 재령28일의 직경 100m/m인 표준공시체로, 중금속 함량 시험(6가 크롬)을 실시하여 표 2에 나타내었고, 중금속 분해 시험을 실시하여 표 3에 나타내었다.
중금속 함량 시험은 1g의 시료를 50㎖ Alkaline Solution(Na2CO3+NaOH+MgOH+Phosphate Buffer)으로 90℃에서 1시간 동안 추출한 후 UV/VIS Spectrophotometer(540㎚)로 분석하였다.
시험항목 (6가 크롬) 시험결과 (㎎/㎏) 시험방법
실시예 1 검출안됨 EPA 3060A
비교예 5 2.4
표 2에 의하면, 비교예 5의 경우는 6가 크롬이 2.4㎎/㎏이 검출된 반면, 실시예 1의 경우 6가 크롬이 검출되지 않는 것을 확인할 수 있다.
중금속 분해시험의 시험방법은 KS L2018, EPA 3052, KS M3719, KS D1662의 시험분석 방법에 따라 시험하였고, 20~22℃의 온도와 상대습도 48~52% R.H의 시험 환경조건에서 시험하였다.
시험항목
 시험분석결과(㎎/㎏) 중금속 제거율
비교예 5 실시예 1
Pb(납) 25.8 4.9 81%
Cd(카드뮴) 1.9 0.3 84%
As(비소) 8.6 0.9 90%
표 3에 의하면, 중금속분해시험결과 비교예 5는 납(Pd) 성분이 25.8㎎/㎏, 카드뮴(Cd) 성분이 1.9㎎/㎏, 비소(As) 성분이 8.6㎎/㎏으로 나타난 반면, 실시예 1은 납(Pd) 성분이 4.9㎎/㎏으로 제거율 81%, 카드뮴(Cd) 성분이 0.3㎎/㎏으로 제거율 84%, 비소(As) 성분이 0.9㎎/㎏으로 제거율 90%의 강한 중금속 제거 능력으로 새집증후군의 원인 중의 하나인 중금속을 분해하는 능력이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서, 혼합물 100중량부에 황보석 0.5중량부를 추가적으로 포함한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 레미콘 조성물을 제조하였다.
[실험예 3]
실시예 3의 레미콘 조성물을 이용하여 공시체를 제작하였다. 공시체는 KS F2403에서 정한 방법에 의하여 제작하고 양생한 재령28일의 직경 100m/m인 표준공시체로, 음이온 시험을 실시하여 표 4에 나타내었다.
시험항목 시험결과 시험방법
음이온(ION/cc) 86 KICM-FIR-1042
표 4에 의하면, 음이온이 86 ION/cc 발생되는 것으로 나타나 C.B.M의 자기 공명 파동에 의한 생리 활성 작용으로 쾌적한 주거 환경 개선의 효과가 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 레미콘 조성물은 시멘트 사용량 감소에 따른 초기강도 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 6가 크롬, 중금속 등 유해물질 발생을 저감시킬 수 있는 장점이 있으며, 아파트, 빌딩, 단독주택 등의 건축물에 사용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 골재, 결합재, 물 및 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 강도증진재 2~3중량부를 혼합하되,
    상기 결합재는 시멘트 5~30중량% 와 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 스테인리스 슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상 70~95중량%를 포함하고,
    상기 강도증진재는 왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 10~20중량부, 산화칼슘(CaO) 6~15중량부 및 황산칼슘 25~35중량부를 혼합하는,
    친환경 레미콘 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 유해물질저감재 0.5~1중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 유해물질저감재는 적색셰일 100중량부에 황토 10~20중량부, 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합하는,
    친환경 레미콘 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합한 혼합물 100중량부에 황보석 0.1~0.5중량부를 추가적으로 포함하는,
    친환경 레미콘 조성물.
  5. 골재, 결합재, 물, 혼화제를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 1);
    왕겨재 100중량부에 실리카(SiO2) 10~20중량부, 산화칼슘(CaO) 6~15중량부 및 황산칼슘 25~35중량부를 혼합하여 강도증진재를 만드는 단계(단계 2);
    적색셰일 100중량부에 황토 10~20중량부, 칼륨장석 1~5중량부 및 옻 20~30중량부를 혼합하여 유해물질저감재를 만드는 단계(단계 3); 및
    상기 혼합물 100중량부에 상기 강도증진재 2~3중량부 및 유해물질저감재 0.5~1중량부를 혼합하는 단계(단계 4);
    를 포함하되,
    상기 결합재는 시멘트 5~30중량%, 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 스테인리스 슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상 70~95중량%를 포함하는,
    친환경 레미콘 조성물의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 단계 2에서, 상기 왕겨재는 왕겨를 300~400℃의 온도에서 연소시키고 평균입경 1~5㎜로 분쇄하여 만드는,
    친환경 레미콘 조성물의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 단계 3에서,
    상기 유해물질저감재는 50~100메쉬의 입자 크기를 갖는 적색셰일 100중량부에 30~50메쉬의 입자 크기를 갖는 황토 10~20중량부, 10~30메쉬의 입자 크기를 갖는 칼륨장석 1~5중량부 및 옻나무추출물 20~30중량부를 혼합하고 직경 1~5㎜의 볼 형태로 성형하고 800~900℃에서 6~8시간 동안 가열하여 제조하되,
    상기 옻나무추출물은 옻나무 수피를 85~90℃에서 6~8시간 동안 열풍건조한 후 물을 가하고 90~95℃에서 2~3시간 동안 열수추출하여 제조하는,
    친환경 레미콘 조성물의 제조방법.
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