KR101834539B1 - 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트 - Google Patents

탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트 Download PDF

Info

Publication number
KR101834539B1
KR101834539B1 KR1020160138894A KR20160138894A KR101834539B1 KR 101834539 B1 KR101834539 B1 KR 101834539B1 KR 1020160138894 A KR1020160138894 A KR 1020160138894A KR 20160138894 A KR20160138894 A KR 20160138894A KR 101834539 B1 KR101834539 B1 KR 101834539B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
fly ash
carbon
concrete
Prior art date
Application number
KR1020160138894A
Other languages
English (en)
Inventor
안지환
이형우
조성현
서신석
박창환
김춘식
윤용상
박태규
남성영
Original Assignee
한일시멘트(주)
한국지질자원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한일시멘트(주), 한국지질자원연구원 filed Critical 한일시멘트(주)
Priority to KR1020160138894A priority Critical patent/KR101834539B1/ko
Priority to PCT/KR2016/012043 priority patent/WO2018079868A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101834539B1 publication Critical patent/KR101834539B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • 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
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • 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
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/008—Cement and like inorganic materials added as expanding or shrinkage compensating ingredients in mortar or concrete compositions, the expansion being the result of a recrystallisation
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • 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
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/02—Portland cement
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/32—Aluminous 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
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • 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
    • C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
    • C04B2111/346—Materials exhibiting reduced plastic shrinkage cracking
    • 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
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/05—Materials having an early high strength, e.g. allowing fast demoulding or formless casting
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는 포틀랜드 시멘트; 탄소광물; 조강형 팽창재; 및 고로슬래그 미분말을 포함하여 구성되는, 그린 시멘트 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 실시예는 온실가스의 주범인 이산화탄소를 열병합 발전소 비산재와 반응시킨 탄소광물을 활용함으로써, 기존의 비산재나 고로슬래그 미분말을 단순 혼합한 그린 시멘트보다 이산화탄소량을 더 줄이는 효과가 있고, 높은 유리석회 함량 때문에 콘크리트용 혼화재로써의 활용에 제약을 받았던 열병합 발전소 비산재를 효과적으로 활용할 수 있으며, 조강형 팽창재를 사용함으로써 기존 그린 시멘트에서 문제가 되는 조기강도 저하 및 건조수축을 줄이는 효과가 있다.

Description

탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트{A COMPOSITION OF LOW-SHRINKAGE LOW-CARBON GREEN CEMENT COMPRISING CARBON-MINERALIZED FLY ASH AND EARLY STRENGTH EXPANSIVE ADMIXTURE AND CONCRETE APPLIED THEREBY}
탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온실가스 주범인 이산화탄소를 열병합 발전소 비산재와 반응시켜 제조한 탄소광물과 조강형 팽창재를 포함하는 것을 특징으로 하여, 콘크리트에 적용될 경우 이산화탄소 발생이 낮고, 초기 강도 증진 및 건조수축이 개선되는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트에 관한 것이다.
국내 총 온실가스 발생량은 2013년 기준으로 발전부문 약 2.6억 톤(약 37 %), 산업부문 2.5억 톤(약 36 %), 수송부문 약 0.9억 톤(약 13 %), 기타부문 약 1.0억 톤(약 14 %)으로 총 약 7억 톤이 발생하고 있다. 다시 산업부문의 온실가스 발생량을 살펴보면, 철강 약 1.13억 톤(45 %), 석유화학 약 0.71억 톤(약 28 %), 시멘트 약 0.41억 톤(약 16 %), 기타 약 0.25억 톤(약 11 %)이 발생하고 있다. 또한 2030년 국내 온실가스 발생은 약 8.5억 톤으로 전망되고 있다.
따라서, 정부는 2030년 국내 온실가스 감축 목표치를 37 %로 설정하고, 산업 전반에 걸쳐 온실가스 감축을 위한 다양한 정책과 노력이 진행 중에 있다.
시멘트 산업은 철강 및 석유화학 산업과 함께 대표적인 온실가스를 배출하는 대표적인 산업이기 때문에, 온실가스 감축에 대한 노력이 절실히 필요하다. 시멘트는 건설재료의 대표적인 재료인 콘크리트를 생산하기 위해 꼭 필요한 재료이다. 그러나 시멘트는 제조시 1,450 ℃ 이상의 고온에서 소성시키기 때문에 에너지 소비율이 높고, 시멘트의 원료인 석회석의 탈탄산 반응으로 시멘트 1 톤 제조시 온실가스의 주범인 이산화탄소를 약 0.8 kg 발생시킨다. 또한, 시멘트를 사용한 콘크리트는 1 톤당 약 340 kg의 이산화탄소가 발생하는 것으로 알려져 있다.
최근 온실가스 주범인 이산화탄소의 저감의 필요성은 산업전반에 걸쳐 중요한 이슈가 되고 있다. 이산화탄소의 저감을 위해 노력은 건설분야에서도 이루어지고 있고, 그 중 하나로 콘크리트 제조시 시멘트 사용량을 줄이기 위해 노력하고 있다. 구체적으로는 시멘트 줄이고 대신에 비산재(fly ash) 및 고로슬래그 미분말 등의 사용량을 증가시키는 방법이 있고(한국 공개특허 10-2013-0020984), 시멘트를 전혀 사용하지 않은 비산재나 고로슬래그 미분말에 자극제를 첨가하는 무시멘트 방법이 있다. 그러나 무시멘트는 고가의 자극제를 사용해야 되기 때문에 아직까지는 비경제적이고, 시공성이 저하되는 문제 때문에 활용되지 못하고 있다. 시멘트 대신에 비산재나 고로슬래그 미분말 등의 사용량을 증가시키는 방법은 콘크리트 수화열을 저감하는 목적으로 하는 매스콘크리트에 주로 이용되고 있다. 비산재나 고로슬래그 미분말을 많이 사용되게 되면 콘크리트의 수화열 저감측면에서는 유리하나, 콘크리트의 초기강도, 건조수축 등에서는 불리한 측면이 존재한다. 또한, 시멘트 대신에 비산재 및 고로슬래그 미분말을 대체하는 것도 온실가스의 주범인 이산화탄소를 줄이는 방법이지만 보다 이산화탄소를 획기적으로 감소시키기 위해서는 발생된 이산화탄소를 자원화하여 건설분야의 재료로 활용하는 적극적인 방법이 필요하다.
한편, 발전연료인 고열량 수급 여건이 악화로 저열량탄 수요가 늘어나면서 이에 적합한 발전설비로 순환유동층 보일러를 사용하는 열병합발전소 비중이 점차 증가되고 있다. 종래의 고열량 유연탄을 사용할 경우 부산물로 발생되는 비산재는 콘크리트용 혼화재로 널리 사용되고 있다. 그러나 저열량 유연탄을 사용하는 열병합발전소에서 발생되는 애시는 기존 비산재와는 달리 유리석회와 황산화물 함량이 높아 초기 반응성이 빠르고, 발열량이 높아 활용하는데 제한을 받고 있다. 열병합 발전소에서 발생하는 애시를 콘크리트용 혼화재로 사용할 경우 높은 유리석회 성분 때문에 콘크리트의 이상응결, 슬럼프 저하, 지연제의 사용량 증가 등의 문제를 발생시키기 때문에 새로운 재활용 방안의 방법이 필요하다.
나아가, 아파트, 빌딩 등 건축구조물이 고층화되면서 구조물의 장수명화에 대한 수요가 증가되고 있다. 이러한 현실적인 수요를 반영하여 국토해양부는 2014년 1월에 공동주택 하자의 조사, 보수비용 산정 방법 및 하자판정 기준 고시하여 콘크리트 구조물의 균열하자 판정 기준를 강화하였다. 많은 건설사들이 콘크리트 구조물의 균열하자 판정기준 강화에 따라 대처하기 위하여 무기계 팽창재 및 화학혼화제인 수축저감제 사용방안을 검토하고 있다. 그러나, 무기계 팽창재로 많이 사용되는 칼슘설포알루미네이트는 외국으로부터 수입하기 때문에 고가이고, 화학 혼화제인 수축저감제도 고가일 뿐 아니라 아직 검증이 불충분하여 활용이 되지 못하고 있다.
한국 공개특허 10-2013-0020984
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 일반 시멘트 조성물이 가지고 있는 높은 이산화탄소 발생량을 감소시키고, 콘크리트용 결합재로 사용할 경우, 초기강도 증진 및 건조수축이 개선되는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 열병합 발전소에서 발생되는 유리석회 함량이 높은 비산재를 온실가스 주요 인자인 이산화탄소와 반응시켜 안정화시킨 탄소광물을 저수축 저탄소 그린 시멘트의 원료로 활용함으로써, 시멘트의 이산화탄소 저감을 획기적으로 개선하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 조강형 팽창재를 시멘트 조성물 원료로 사용함으로써 콘크리트용 결합재로 사용할 때 발생되는 초기강도 저하 및 건조수축 증가에 의한 균열 발생을 개선시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은,
포틀랜드 시멘트; 탄소광물; 조강형 팽창재; 및 고로슬래그 미분말을 포함하여 구성되는, 그린 시멘트 조성물을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 그린 시멘트 조성물은, 포틀랜드 시멘트 15 내지 85 중량부; 탄소광물 5 내지 20 중량부; 조강형 팽창재 5 내지 15 중량부; 및 고로슬래그 미분말 5 내지 50 중량부;를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소광물은, 유리석회를 포함하는 열병합발전소 비산재(fly ash)를 이산화탄소와 반응시켜 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소광물은, 유리석회 함량이 0.1 wt% 내지 5 wt%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조강형 팽창재는, 칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창재, 산화칼슘계 팽창재 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 칼슘설포알루미네이트계 팽창재는, 연주슬래그, 레드머드, 비산재, 바닥재 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종을 1000 ℃ 내지 1450 ℃의 온도에서 소성하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 칼슘설포알루미네이트계 팽창재는, 칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부를 포함하고, 분말도는 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 산화칼슘계 팽창재는, 석회석, 탈황석고, 인산석고 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종을 1000 ℃ 내지 1450 ℃의 온도에서 소성하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 산화칼슘계 팽창재는, 산화칼슘 20 내지 40 중량부를 포함하고, 분말도는 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 일 측면은,
상기의 그린 시멘트 조성물, 물, 잔골재, 굵은골재를 포함하여 배합되는, 그린 콘크리트를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 콘크리트는, 상기 그린 시멘트 조성물 10 내지 20 중량부; 상기 물 1 내지 10 중량부; 상기 잔골재 30 내지 50 중량부; 및 상기 굵은골재 30 내지 45 중량부;를 포함하여 배합되는 것을 특징으로 하는 그린 콘크리트를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 온실가스의 주범인 이산화탄소를 열병합 발전소 비산재와 반응시킨 탄소광물을 활용함으로써, 기존의 비산재나 고로슬래그 미분말을 단순 혼합한 그린 시멘트보다 이산화탄소량을 더 줄이는 효과가 있다. 또한, 높은 유리석회 함량 때문에 콘크리트용 혼화재로써의 활용에 제약을 받았던 열병합 발전소 비산재를 효과적으로 활용할 수 있다. 나아가, 조강형 팽창재를 사용함으로써 기존 그린 시멘트에서 문제가 되는 조기강도 저하 및 건조수축을 줄이는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 팽창재에 의한 균열 억제 메카니즘을 개략적으로 나타낸 그림이다.
도 2는 칼슘설포알루미네이트계 팽창재 대체율에 따른 재령 대비 팽창율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 칼슘설포알루미네이트계 팽창재 대체율에 따른 재령 대비 압축강도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예 1에서 재령에 따른 각 콘트리트의 팽창량 및 건조수축량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실험예 2에서 재령에 따른 각 콘트리트의 팽창량 및 건조수축량을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 측면은,
포틀랜드 시멘트; 탄소광물; 조강형 팽창재; 및 고로슬래그 미분말을 포함하여 구성되는, 그린 시멘트 조성물을 제공한다.
상기 그린 시멘트 조성물은,
포틀랜드 시멘트 15 내지 85 중량부;
탄소광물 5 내지 20 중량부;
조강형 팽창재 5 내지 15 중량부; 및
고로슬래그 미분말 5 내지 50 중량부;를 포함하여 구성될 수 있다.
포틀랜드 시멘트는 콘크리트 제조시 가장 일반적으로 사용되는 결합재이다. 시멘트의 주요 화합물은 C3S(3CaO·SiO2), C2S(2CaO·SiO2), C3A(3CaO·Al2O3), C4AF(4CaO·Al2O3·Fe2O3) 등이며 이들은 시멘트의 주요 성질인 수화, 응결, 경화 등의 작용을 지배하는 주요 화합물이다.
상기 시멘트는 물과 반응하여 C-S-H(calcium silicate hydrate, 칼슘 실리케이트 수화물)와 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 생성시키는 수화반응을 일으키고, 이를 통해 응결과 경화가 진행된다. 일반적인 콘크리트 결합재 조성물은 대부분 시멘트로만 구성된다.
본 발명의 일 측면에 따른 그린 시멘트 조성물에 있어서, 상기 포틀랜드 시멘트는 분말도가 3000 ㎠/g 내지 4000 ㎠/g인 것이 바람직하다.
상기 포틀랜드 시멘트는 상기 그린 시멘트 조성물에서 15 내지 85 중량부가 포함될 수 있다. 상기 포틀랜드 시멘트가 15 중량부 미만으로 포함될 경우, 압축강도 발현에 문제가 발생할 수 있고, 상기 포틀랜드 시멘트가 85 중량부 초과로 포함될 경우, 상대적으로 탄소광물이나 고로슬래그 미분말의 사용량 적어 효과적인 이산화탄소를 저감하는데 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 그린 시멘트 조성물에 있어서, 상기 탄소광물은 유리석회를 포함하는 열병합발전소 비산재(fly ash)를 이산화탄소와 반응시켜 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 비산재를 물에 침지시킨 혼합물에 이산화탄소를 주입하여 탄산염을 포함하는 고상을 형성시키고, 상기 혼합물의 pH가 9 이하에서 상기 고상을 고액분리 및 건조하여 탄소광물을 형성할 수 있다.
하기 표 1에 도시한 바와 같이, 콘크리트용 혼화재로 사용되는 일반 비산재(일반 FA)는 산화칼슘 함량이 4.52 wt%로 낮지만, 열병합 발전소에서 발생되는 비산재(열병합 FA)는 산화칼슘 함량이 27.69 wt%로 비교적 높다. 열병합 발전소에서 발생되는 비산재의 산화칼슘은 대부분 유리석회로 존재하기 때문에 물과 접하면 바로 반응하므로, 콘크리트용 혼화재로 사용할 경우 이상응결, 슬럼프 저하 등이 발생할 수 있고, 사용량이 많을 경우 콘크리트의 과팽창으로 인한 균열이 발생할 수 있다.
Figure 112016103490907-pat00001
본 발명의 일 측면에 따른 그린 시멘트 조성물에 있어서, 상기 탄소광물은 열병합 발전소에서 발생하는 유리석회를 많이 함유하고 있는 비산재와 산업분야에서 발생하는 온실가스 주범인 이산화탄소를 반응시켜 유리석회 함량이 0.2 wt% 내지 5 wt%일 수 있다.
상기 탄소광물의 분말도는 4000 ㎠/g 내지 6000 ㎠/g인 것이 바람직하다.
상기 탄소광물은 상기 그린 시멘트 조성물에서 5 내지 20 중량부가 포함될 수 있다. 상기 탄소광물이 5 중량부 미만으로 포함될 경우, 이산화탄소 저감율이 현저히 저하될 문제가 발생할 수 있고, 상기 탄소광물이 20 중량부 초과로 포함될 경우, 이를 포함하는 콘크리트에서 강도가 저하될 우려가 있다.
따라서, 콘크리트 유동성, 압축강도, 이산화탄소 저감 등을 고려하여, 상기 탄소광물은 상기 그린 시멘트 조성물에서 5 내지 20 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 콘크리트는 일반적으로 수축에 의한 균열발생이 높은 재료이기 때문에 팽창재를 사용하여 수축을 감소시킴으로써 균열발생을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 그린 시멘트 조성물에 있어서, 상기 조강형 팽창재는 칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창재, 산화칼슘계 팽창재 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
상기 칼슘설포알루미네이트계 팽창재는 연주슬래그, 레드머드, 비산재, 바닥재 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종을 1000 ℃ 내지 1450 ℃의 온도에서 소성하여 형성될 수 있다.
상기 칼슘설포알루미네이트계 팽창재는 칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부를 포함할 수 있고, 분말도는 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g일 수 있다.
상기 산화칼슘계 팽창재는 석회석, 탈황석고, 인산석고 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종을 1000 ℃ 내지 1450 ℃의 온도에서 소성하여 형성될 수 있다.
상기 산화칼슘계 팽창재는 산화칼슘 20 내지 40 중량부를 포함할 수 있고, 분말도는 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g일 수 있다.
상기 조강형 팽창재는 조기강도 확보를 위해 분말도가 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g인 것이 바람직하고, 상기 그린 시멘트 조성물에서 5 내지 15 중량부가 포함될 수 있다. 상기 조강형 팽창재가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우, 이를 포함하는 콘크리트의 팽창율 저하로 건조수축 시 균열 문제가 발생할 수 있고, 상기 조강형 팽창재가 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 이를 포함하는 콘크리트의 유동성 저하, 과팽창에 의한 균열 발생, 재령에 따라 강도가 저하될 우려가 있다.
따라서, 콘크리트 유동성, 과팽창, 장기 강도 등을 고려하여 상기 조강형 팽창재는 상기 그린 시멘트 조성물에서 5 내지 15 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
고로슬래그 미분말은 제철공정에서 발생되는 부산물로써, 현재 일반 비산재와 더불어 많이 사용되고 있는 콘크리트용 혼화재료이다. 고로슬래그 미분말은 일반적으로 시멘트 수화물과 2차 반응을 통하여 콘크리트 조직을 치밀하게 함으로써 장기적인 강도가 증가한다고 알려져 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 그린 시멘트 조성물에 있어서, 상기 고로슬래그 미분말은 분말도가 4000 ㎠/g 내지 6000 ㎠/g일 수 있다.
상기 고로슬래그 미분말은 상기 그린 시멘트 조성물에서 5 내지 50 중량부포함될 수 있다. 상기 고로슬래그 미분말이 5 중량부 미만으로 포함될 경우, 장기 압축강도 발현효과에 있어 문제가 발생할 수 있고, 상기 고로슬래그 미분말이 50 중량부를 초과하여 포함될 경우, 이를 포함하는 시멘트를 이용한 초기 콘크리트의 강도가 저하될 수 있고, 건조수축 발생량이 크게 나타나는 문제가 있을 수 있다.
상기의 조성 범위를 갖는 그린 시멘트 조성물은 일반적인 비산재를 포함하는 시멘트 조성물 대비 이산화탄소 발생량을 10 % 내지 30 % 저감시킬 수 있다. 또한, 이를 콘크리트에 적용할 시 조기강도 저하를 억제할 수 있고, 건조 시 수축을 최소화할 수 있으며, 양호한 압축강도를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은,
상기의 그린 시멘트 조성물, 물, 잔골재, 굵은골재를 포함하여 배합되는, 그린 콘크리트를 제공한다.
상기 콘크리트는,
상기 그린 시멘트 조성물 10 내지 20 중량부;
상기 물 1 내지 10 중량부;
상기 잔골재 30 내지 50 중량부; 및
상기 굵은골재 30 내지 45 중량부;를 포함하여 배합될 수 있다.
상기의 조성 범위를 갖는 그린 콘크리트는 조기강도 저하를 억제할 수 있고, 건조 시 수축을 최소화할 수 있으며, 양호한 압축강도를 나타낼 수 있다.
상기의 조성 범위를 갖는 그린 콘크리트는 일반 비산재를 포함하는 콘크리트 대비 이산화탄소 발생량을 10 % 내지 30 % 저감시킬 수 있다.
이하, 비산재의 탄소광물화(탄산화) 전후 이산화탄소 고용량 비교, 탄소광물 함량에 따른 모르타르 특성, 칼슘설포알루미네이트계 팽창재 함량에 따른 시멘트 특성 및 산화칼슘계 팽창재 함량에 따른 시멘트 특성을 나타내었다.
<비산재의 탄소광물화(탄산화) 전후 이산화탄소 고용량 비교>
비산재 종류별 탄소광물화(탄산화) 전후 이산화탄소(CO2) 고용량을 표 2에 나타내었다.
Figure 112016103490907-pat00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 일반 비산재는 유리석회 함량이 낮기 때문에 이산화탄소 고용량이 0.69 %로 낮지만, 열병합발전소 비산재는 높은 유리석회 함량 때문에 이산화탄소의 고용량이 7.19 %로 높다. 이는 1 톤당 일반 비산재는 6.9 kg를 고용시킬 수 있고, 열병합발전소 비산재는 71.9 kg를 고용시킬 수 있다는 의미이며, 따라서 열병합발전소 비산재가 일반 비산재 보다 약 10 배 정도 높게 이산화탄소를 고용시킬 수 있는 것을 확인하였다.
<탄소광물 함량에 따른 모르타르 특성>
포틀랜드 시멘트 100 중량부 대비 모래 300 중량부, 물 50 중량부를 포함하는 기본 모르타르를 준비하였다. 그 다음, 상기 기본 모르타르의 포틀랜드 시멘트에 대하여 각각 5 중량부, 10 중량부 대체한 열병합발전소 비산재를 포함하는 모르타르를 배합하였고, 상기 기본 모르타르의 포틀랜드 시멘트에 대하여 각각 5 중량부, 10 중량부 대체한 탄소광물(열병합발전소 비산재를 탄소광물화(탄산화) 반응시킨 것)을 포함하는 모르타르를 배합하였으며, 상기 모르타르들의 특성을 표 3에 나타내었다.
Figure 112016103490907-pat00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 탄산화하지 않은 열병합발전소 비산재를 포함하는 모르타르는 높은 유리석회 함량 때문에 초기 재령인 1일 압축강도가 높게 나타났지만, 유리석회의 초기 반응성 때문에 플로우 손실이 크고, 그 결과 종결의 응결시간이 빨라 시공성에 문제가 있는 것을 확인하였다.
반면, 탄소광물을 포함하는 모르타르는 열병합발전소 비산재의 유리석회를 이산화탄소 주입으로 탄산화 시킴으로써 60분 유동성 손실이 양호하고, 그 결과 종결의 응결시간도 기존 콘크리트용 혼화재로 사용되는 일반 비산재와 비슷한 수준을 나타내고 있다. 또한, 초기 재령 1일의 강도는 탄산화 하지 않은 열병합발전소 비산재를 포함하는 모르타르보다는 낮지만 기존 콘크리트용 혼화재료 사용되는 일반 비산재를 포함하는 모르타르보다 높게 나타났다. 따라서, 열병합발전소 비산재를 탄산화한 탄소광물을 콘크리트용 혼화재로 사용되는 일반 비산재처럼 사용이 가능한 것을 확인하였다.
<칼슘설포알루미네이트계 팽창재 함량에 따른 시멘트 특성>
포틀랜드 시멘트 100 중량부 대비 모래 300 중량부 및 물 50 중량부를 포함하는 기본 시멘트를 준비하였다. 그 다음, 상기 기본 시멘트의 포틀랜드 시멘트에 대하여 각각 5 중량부, 10 중량부, 15 중량부 대체한 칼슘설포알루미네이트계 팽창재를 포함하는 시멘트를 준비하였으며, 상기 시멘트들의 특성을 도 2 및 3에 나타내었다.
도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 기본 시멘트와 비교하여 칼슘설포알루미네이트계 조강형 팽창재의 사용량이 증가할수록 팽창량이 기본 시멘트대비 100 % 내지 180 % 팽창하는 것으로 나타났고, 팽창재의 사용량이 증가할수록 압축강도 또한 8 % 내지 20 % 증가하는 것을 확인하였다.
<산화칼슘계 팽창재 함량에 따른 시멘트 특성>
포틀랜드 시멘트 100 중량부 대비 모래 300 중량부 및 물 50 중량부를 포함하는 기본 시멘트를 준비하였다. 그 다음, 상기 기본 시멘트의 포틀랜드 시멘트에 대하여 각각 5 중량부, 10 중량부, 15 중량부 대체한 칼슘설포알루미네이트계 팽창재를 포함하는 시멘트를 준비하였으며, 상기 시멘트들의 특성을 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112016103490907-pat00004
표 4에 나타낸 바와 같이, 산화칼슘계 조강형 팽창재의 대체율에 따른 시멘트의 팽창율, 유동성, 응결과 압축강도 특성을 나타내었다. 산화칼슘계 팽창재 대체율이 증가할수록 팽창율이 증가하고, 이로 인해 28일 수축량이 감소하였다. 또한 초기 재령 1일의 압축강도가 시멘트만 단독 사용한 것과 비교하여 산화칼슘계 조강형 팽창재를 사용한 것이 높게 증가하였다.
이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 그린 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트 1
포틀랜드 시멘트 70 중량부;
탄산칼슘을 포함하는 탄소광물 5 중량부;
칼슘설포알루미네이트계 팽창재 5 중량부; 및
슬래그 미분말 20 중량부;를 포함하는 시멘트 조성물을 구비하고,
상기 시멘트 조성물 340 kg/㎥, 단위수량 170 kg/㎥, 잔골재 901 kg/㎥ 및 굵은골재 860 kg/㎥ 로 배합된 콘크리트를 구비하였다.
<실시예 2> 그린 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트 2
상기 실시예 1에서, 시멘트 조성을
포틀랜드 시멘트 60 중량부;
탄산칼슘을 포함하는 탄소광물 10 중량부;
칼슘설포알루미네이트계 팽창재 10 중량부; 및
슬래그 미분말 20 중량부;를 포함하도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 콘크리트를 구비하였다.
<실시예 3> 그린 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트 3
상기 실시예 1에서, 시멘트 조성을
포틀랜드 시멘트 60 중량부;
탄산칼슘을 포함하는 탄소광물 5 중량부;
칼슘설포알루미네이트계 팽창재 15 중량부; 및
슬래그 미분말 20 중량부;를 포함하도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 콘크리트를 구비하였다.
<비교예 1> 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트
상기 실시예 1에서, 시멘트 조성을
포틀랜드 시멘트 80 중량부; 및
슬래그 미분말 20 중량부;를 포함하도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 콘크리트를 구비하였다.
<실험예 1> 시멘트의 탄소광물 및 조강형 팽창재 대체에 따른 콘크리트 압축강도 비교 1
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 조성, 배합 및 압축강도를 하기 표 5 및 도 4에 나타내었다.
Figure 112016103490907-pat00005
표 5 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 현장에서 일반적으로 사용되는 시멘트(결합재) 조성물을 포함하는 콘크리트 배합인 비교예 1에 비해 실시예 1 내지 3은 상대적으로 시멘트량이 감소했음에 불구하고 동등 이상의 압축강도를 발현하고 있다. 또한, 비교예 1과 비교하여 실시예 1 내지 3이 팽창량이 크고 이로 인해 건조수축이 감소되는 것으로 나타났다.
<실시예 4> 그린 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트 4
포틀랜드 시멘트 30 중량부;
탄산칼슘을 포함하는 탄소광물 20 중량부;
칼슘설포알루미네이트계 팽창재 10 중량부; 및
슬래그 미분말 40 중량부;를 포함하는 시멘트 조성물을 구비하고,
상기 시멘트 조성물 450 kg/㎥, 단위수량 165 kg/㎥, 잔골재 893 kg/㎥ 및 굵은골재 822 kg/㎥ 로 배합된 콘크리트를 구비하였다.
<실시예 5> 그린 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트 5
상기 실시예 4에서, 시멘트 조성을
포틀랜드 시멘트 25 중량부;
탄산칼슘을 포함하는 탄소광물 15 중량부;
칼슘설포알루미네이트계 팽창재 10 중량부; 및
슬래그 미분말 40 중량부;를 포함하도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일하게 하여 콘크리트를 구비하였다.
<실시예 6> 그린 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트 6
상기 실시예 4에서, 시멘트 조성을
포틀랜드 시멘트 20 중량부;
탄산칼슘을 포함하는 탄소광물 15 중량부;
칼슘설포알루미네이트계 팽창재 15 중량부; 및
슬래그 미분말 40 중량부;를 포함하도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일하게 하여 콘크리트를 구비하였다.
<비교예 2> 시멘트 조성물을 포함하는 콘크리트
상기 실시예 4에서, 시멘트 조성을
포틀랜드 시멘트 35 중량부;
비산재 25 중량부; 및
슬래그 미분말 40 중량부;를 포함하도록 한 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일하게 하여 콘크리트를 구비하였다.
<실험예 2> 시멘트의 탄소광물 및 조강형 팽창재 대체에 따른 콘크리트 압축강도 비교 2
상기 실시예 4 내지 6 및 비교예 2의 조성, 배합 및 압축강도를 하기 표 6 및 도 5에 나타내었다.
Figure 112016103490907-pat00006
표 6 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 재령 28일 이후의 압축강도는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물을 사용한 실시 예 4 내지 6이 비교 예 2와 비교하여 동등 이상의 압축강도를 발현하고 있다.
대형매트 기초 콘크리트 구조물에 사용되는 기존 콘크리트는 수화열에 의한 균열 저감을 위해 고로슬래그 미분말과 비산재를 다량으로 사용한다. 초기 재령 강도보다 28일 이후 장기강도가 중요하고, 고로슬래그 미분말등을 많이 사용하기 때문에 건조수축 발생량도 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예 4 내지 6은, 도 6에 나타난 바와 같이 비교 예 2와 비교하여 그린 시멘트 조성물의 건조수축량이 적게 발생하는 것으로 나타났다.
<실험예 3> 시멘트의 이산화탄소 발생량 및 저감율 비교
상기 실시예 4 내지 6 및 비교예 2의 결합재 1 톤당 CO2 발생량 및 저감율을 하기 표 7에 나타내었다.
Figure 112016103490907-pat00007
표 7에 나타낸 바와 같이, 비교예 2의 기존 시멘트(결합재)와 비교하여 실시예 4 내지 6의 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물이 CO2 발생량을 약 9.13 % 내지 30.7 % 더 감소시킬수 있는 것을 확인하였다.
지금까지 본 발명의 일 측면에 따른 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 포틀랜드 시멘트 20 내지 30 중량부;
    탄산화 반응된 열병합발전소 비산재(fly ash) 15 내지 20 중량부;
    조강형 팽창재 10 내지 15 중량부; 및
    고로슬래그 미분말 40 내지 50 중량부로 구성되는, 그린 시멘트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비산재는,
    유리석회 함량이 0.1 wt% 내지 5 wt%인 것을 특징으로 하는 그린 시멘트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조강형 팽창재는,
    칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창재, 산화칼슘계 팽창재 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 그린 시멘트 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 칼슘설포알루미네이트계 팽창재는,
    연주슬래그, 레드머드, 비산재, 바닥재 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종을 1000 ℃ 내지 1450 ℃의 온도에서 소성하여 형성되는 것을 특징으로 하는 그린 시멘트 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 칼슘설포알루미네이트계 팽창재는,
    칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부를 포함하고, 분말도는 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g인 것을 특징으로 하는 그린 시멘트 조성물.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 산화칼슘계 팽창재는,
    석회석, 탈황석고, 인산석고 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종을 1000 ℃ 내지 1450 ℃의 온도에서 소성하여 형성되는 것을 특징으로 하는 그린 시멘트 조성물.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 산화칼슘계 팽창재는,
    산화칼슘 20 내지 40 중량부를 포함하고, 분말도는 3500 ㎠/g 내지 5000 ㎠/g인 것을 특징으로 하는 그린 시멘트 조성물.
  10. 제1항의 그린 시멘트 조성물, 물, 잔골재, 굵은골재를 포함하여 배합되는, 그린 콘크리트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 콘크리트는,
    상기 그린 시멘트 조성물 10 내지 20 중량부;
    상기 물 1 내지 10 중량부;
    상기 잔골재 30 내지 50 중량부; 및
    상기 굵은골재 30 내지 45 중량부;를 포함하여 배합되는 것을 특징으로 하는 그린 콘크리트.

KR1020160138894A 2016-10-25 2016-10-25 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트 KR101834539B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160138894A KR101834539B1 (ko) 2016-10-25 2016-10-25 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트
PCT/KR2016/012043 WO2018079868A1 (ko) 2016-10-25 2016-10-26 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160138894A KR101834539B1 (ko) 2016-10-25 2016-10-25 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101834539B1 true KR101834539B1 (ko) 2018-03-06

Family

ID=61727611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160138894A KR101834539B1 (ko) 2016-10-25 2016-10-25 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101834539B1 (ko)
WO (1) WO2018079868A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114455863A (zh) * 2022-03-14 2022-05-10 辛集慕湖混凝土有限公司 一种铝酸盐水泥及其制备方法
KR102468029B1 (ko) 2021-12-28 2022-11-17 주식회사 삼표산업 Ｓｏ3를 이용한 팽창량 통제 기술과 수축저감제를 이용한 표면장력 통제 기술이 적용된 초저수축 콘크리트 조성물
KR102536071B1 (ko) 2022-04-07 2023-05-30 주식회사 삼표산업 수축 저감 콘크리트 조성물 제조 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110066130B (zh) * 2019-04-30 2021-04-20 镇江苏博特新材料有限公司 一种用于装饰混凝土的白色膨胀剂及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100912385B1 (ko) * 2007-11-23 2009-08-19 쌍용양회공업(주) 초고강도 콘크리트용 저수축 저발열형시멘트 조성물
KR101105275B1 (ko) * 2009-05-25 2012-01-17 코오롱글로벌 주식회사 고강도 내화 콘크리트 조성물 및 이에 의해 제조되는 콘크리트
KR101431586B1 (ko) * 2012-07-23 2014-08-20 주식회사 윈플로 산업부산물을 이용한 속경성 팽창제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물
KR101423131B1 (ko) * 2013-01-09 2014-07-28 경기대학교 산학협력단 순환 유동층 보일러에서 발생하는 비산재를 이용한 콘크리트 혼화재 및 그 제조방법
KR101659257B1 (ko) * 2013-09-23 2016-09-30 주식회사 디제론 폐알루미늄 분진과 유동층상 보일러의 비산재를 이용한 아우인계 시멘트 조성물 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102468029B1 (ko) 2021-12-28 2022-11-17 주식회사 삼표산업 Ｓｏ3를 이용한 팽창량 통제 기술과 수축저감제를 이용한 표면장력 통제 기술이 적용된 초저수축 콘크리트 조성물
CN114455863A (zh) * 2022-03-14 2022-05-10 辛集慕湖混凝土有限公司 一种铝酸盐水泥及其制备方法
KR102536071B1 (ko) 2022-04-07 2023-05-30 주식회사 삼표산업 수축 저감 콘크리트 조성물 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018079868A1 (ko) 2018-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101917017B1 (ko) 급결 및 급경, 고 벨라이트 설포알루미네이트 시멘트 클링커, 이의 응용 및 이의 제조방법
KR101313015B1 (ko) 시멘트 첨가재료 및 시멘트 조성물
KR101834539B1 (ko) 탄소광물화 처리된 비산재 및 조강형 팽창재를 포함하는 저수축 저탄소 그린 시멘트 조성물 및 이를 적용한 콘크리트
KR101617695B1 (ko) 중성화 억제형 조강 시멘트 조성물
AU2017399309B2 (en) Geopolymer composition, and mortar and concrete using same
KR20080102114A (ko) 산업부산물을 이용한 혼합시멘트 조성물 및 그 제조방법
KR20180014373A (ko) 산업부산자원을 활용한 칼슘설포알루미네이트계 클링커 조성물, 이를 포함하는 시멘트 조성물 및 이의 제조방법
WO2020157775A1 (en) An additive for increasing the supplementary cementitious materials content in cement, mortar and concrete
KR101821647B1 (ko) 그린시멘트 조성물 및 이의 제조방법
KR20120063280A (ko) 조강 특성을 발휘하는 이산화탄소 저감형 고기능성 결합재 조성물
JP2007297226A (ja) セメント混和材および該混和材を用いたセメント組成物
KR102181104B1 (ko) 산업부산물을 이용한 경화촉진형 콘크리트 2차 제품용 시멘트 조성물
KR101333294B1 (ko) 유동층 보일러 분진을 이용한 콘크리트 제조용 조성물
JP2021155231A (ja) 膨張材含有コンクリート
KR101664273B1 (ko) 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 포함하는 시멘트 모르타르, 그 제조방법
JP6980552B2 (ja) セメント組成物
KR101345203B1 (ko) 탄닌을 이용한 저알칼리 비시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 블록
CA2588091A1 (en) Pre-blend cement compositions containing non-chloride accelerators
JP6383417B2 (ja) 炭酸化建材用の結合材の製造方法
KR101882270B1 (ko) 순환유동층애시를 활용한 저탄소 친환경 모르타르 조성물
Badrawi et al. Compressive strength and durability of geopolymer concrete
KR101409784B1 (ko) 고칼슘애시와 플라이애시를 포함하여 구성된 콘크리트 혼합재
JP6867801B2 (ja) セメント組成物
KR20150044341A (ko) 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물
KR20190136657A (ko) 발열 및 내한 촉진이 가능한 무기 결합재 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant