KR101952269B1 - Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof - Google Patents

Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101952269B1
KR101952269B1 KR1020170077938A KR20170077938A KR101952269B1 KR 101952269 B1 KR101952269 B1 KR 101952269B1 KR 1020170077938 A KR1020170077938 A KR 1020170077938A KR 20170077938 A KR20170077938 A KR 20170077938A KR 101952269 B1 KR101952269 B1 KR 101952269B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluidized bed
circulating fluidized
bed boiler
foamed concrete
lightweight foamed
Prior art date
Application number
KR1020170077938A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180137965A (en
Inventor
이창준
이원암
홍성신
송정현
최윤수
김상신
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
(주)성은
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 충북대학교 산학협력단, (주)성은 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020170077938A priority Critical patent/KR101952269B1/en
Publication of KR20180137965A publication Critical patent/KR20180137965A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101952269B1 publication Critical patent/KR101952269B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use 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
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/061Ashes from fluidised bed furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions 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 calcium sulfate cements
    • C04B28/141Compositions 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 calcium sulfate cements containing dihydrated gypsum before the final hardening step, e.g. forming a dihydrated gypsum product followed by a de- and rehydration step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • C04B40/024Steam hardening, e.g. in an autoclave
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40Porous or lightweight materials
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 경량 기포 콘크리트 블록 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 (a) 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키는 단계; (b) 수화된 이수석고를 규사, 생석회, 시멘트 및 물과 함께 혼합하여 교반하는 단계; (c) 타설 및 발포하는 단계; 및 (d) 양생하는 단계를 포함하는 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법; 및 상기 방법으로 제조된 경량 기포 콘크리트에 관한 것이다. 본 발명은 종래 산업 부산물로 활용가치가 없었던 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키고 이를 경량 기포 콘크리트의 제조에 사용할 수 있는 방법을 확립함에 따라 산업 부산물의 활용도를 증진시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 종래 콘크리트 제조를 위해 사용되던 석고를 사용하지 않아도 되며 생석회의 사용량을 줄일 수 있어 경제적인 효과도 도출될 수 있으며, 나아가 본 발명의 방법으로 제조된 경량 기포 콘크리트는 우수한 압축강도를 갖는 효과가 있다.The present invention relates to a lightweight foamed concrete composition using a circulating fluidized bed boiler ash and a method of manufacturing a lightweight foamed concrete block using the same. More particularly, the present invention relates to: (a) (b) mixing and agitating the hydrated algae with silica sand, quicklime, cement and water; (c) a step of casting and foaming; And (d) a step of curing; a method of producing a lightweight foamed concrete using a high-grade circulating fluidized bed boiler ash; And lightweight foamed concrete produced by the above method. The present invention has the effect of improving the utilization of industrial byproducts by establishing a method of hydration of a circulating fluidized bed boiler ash that has not been utilized as a conventional industrial by-product and can be used for manufacturing lightweight foamed concrete, The use of the gypsum used for concrete production is not required, and the amount of quicklime can be reduced, so that economical effects can be obtained. Further, the lightweight foamed concrete manufactured by the method of the present invention has an excellent compressive strength.

Description

순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 경량 기포 콘크리트 블록 제조방법{Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lightweight foamed concrete composition using a circulating fluidized bed boiler ash and a method of manufacturing a lightweight foamed concrete block using the same,

본 발명은 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 경량 기포 콘크리트 블록 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lightweight foamed concrete composition using a circulating fluidized bed boiler ash and a method of manufacturing a lightweight foamed concrete block using the same.

소형 열병합 발전의 비중이 커짐에 따라 저열량탄으로 에너지 생산이 가능한 순환 유동층 보일러가 최근 주목을 받고 있다. 순환 유동층 보일러는 저열량탄을 사용하며, 대용량화 될수록 고효율을 보인다. 순환 유동층 보일러는 황산화물 배출을 줄이기 위한 별도의 탈황설비 및 탈질설비가 필요 없다는 장점이 있어 정유회사와 발전회사에서의 채택이 늘고 있다. 즉 별도의 탈황설비 없이 연료공급 시 석회석을 동시에 투입하여 연소 중 발생하는 황산화물을 애시형태로 배출할 수 있다. As the proportion of small cogeneration power increases, circulating fluidized bed boilers capable of producing energy with low calorific value are attracting attention. The circulating fluidized bed boiler uses low calorific value coal, and the higher the capacity, the higher the efficiency. Recirculating fluidized bed boilers are increasingly being adopted by refineries and power companies because they do not require separate desulfurization and denitrification facilities to reduce sulfur oxides emissions. In other words, limestone can be injected at the same time when fuel is supplied without a separate desulfurization facility, so that sulfur oxides generated during combustion can be discharged as ash.

순환 유동층 보일러 애시는 일반적인 탈황 석고들과는 달리 석회와 석고가 혼합되어 있어 탈황을 위해서는 석회석을 다량 투입하는 공정으로 인해 애시는 석회와 석고가 혼합되어 있는 형태로 존재하게 된다.Unlike general desulfurization gypsum, circulating fluidized-bed boiler ash is mixed with lime and gypsum. So desulfurization is a process of adding a lot of limestone, so ash is mixed with lime and gypsum.

한편, 인산 석고 파동이후 국내에서는 석고 수급에 난항을 겪고 있으며, 따라서 석고 수급에 노력을 기울이고 있다. 순환 유동층 보일러에서 발생하는 애시는 석고를 포함하고 있어, 순환 유동층 보일러 애시를 석고 사용 분야에서 사용하려는 노력이 시도되고 있으나, 석회 성분이 다량 첨가되어 있어 사용하지 못하는 문제점이 있고, 단지 지반고화재, 채움재 등의 저부가가치 재료로 쓰이고 있는 실정이다. On the other hand, since the plaster of Phosphoric Acid has been experiencing difficulties in supplying and receiving gypsum in Korea, efforts are being made to supply and receive gypsum. Efforts have been made to use circulating fluidized bed boiler ash in the field of gypsum use because the ash from the circulating fluidized bed boiler contains gypsum. However, there is a problem that a large amount of lime is added to the gypsum, And the like.

이에 석회와 석고를 동시에 사용하는 제품에 순환 유동층 보일러 애시를 적용할 수 있는 새로운 기술개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a new technology that can apply circulating fluidized bed boiler ash to products using lime and gypsum simultaneously.

대한민국 등록특허 제10-1354249호Korean Patent No. 10-1354249

따라서 본 발명자들은 탈황으로 발생하는 산업 부산물인 순환 유동층 보일러 애시의 재활용 방법으로서, 경량 기포 콘크리트의 제조에 적용 가능함을 확인하였고, 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 고품질의 경량 기포 콘크리트의 제조방법을 확립함으로써 본 발명을 완성하였다. Therefore, the inventors of the present invention confirmed that it is applicable to the production of lightweight foamed concrete as a recycling method of circulating fluidized bed boiler ash, which is an industrial by-product generated by desulfurization. By establishing a manufacturing method of high quality lightweight foamed concrete using circulating fluidized bed boiler ash Thereby completing the invention.

그러므로 본 발명의 목적은, 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a lightweight foamed concrete using a circulating fluidized bed boiler ash of a high-grade high-

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법으로 제조된 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lightweight foamed concrete using a high-grade circulating fluidized bed boiler ash produced by the method of the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, (a) 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키는 단계; (b) 수화된 이수석고를 규사, 생석회, 시멘트 및 물과 함께 혼합하여 교반하는 단계; (c) 타설 및 발포하는 단계; 및 (d) 양생하는 단계를 포함하는, 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법을 제공하는 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a boiler ash, comprising the steps of: (a) hydrating a circulating fluidized bed boiler ash into an asteroid; (b) mixing and agitating the hydrated algae with silica sand, quicklime, cement and water; (c) a step of casting and foaming; And (d) curing. The present invention also provides a method for producing lightweight foamed concrete using the above-described high-fluidity circulating fluidized bed boiler ash.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 수화는 순환 유동층 보일러 애시 100 중량%를 기준으로 1~3중량%의 K2SO4 또는 Al2(SO4)3의 첨가제를 첨가한 후, 3시간 ~ 7일 동안 15~25℃의 온도에서 교반하면서 슬러리화하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hydration of step (a) is performed by adding 1 to 3% by weight of K 2 SO 4 or Al 2 (SO 4 ) 3 based on 100% by weight of the circulating fluidized bed boiler ash Followed by slurrying with stirring at a temperature of 15 to 25 DEG C for 3 hours to 7 days.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수화된 이수석고 23~25 중량부, 규사 25~32 중량부, 생석회 5~8 중량부, 시멘트 15~18 중량부 및 물 23~25 중량부로 혼합되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hydrated alumina is mixed with 23 to 25 parts by weight of silica, 25 to 32 parts by weight of silica sand, 5 to 8 parts by weight of quicklime, 15 to 18 parts by weight of cement and 23 to 25 parts by weight of water .

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (c) 타설 및 발포는 알루미늄 분말을 1

Figure 112017059083322-pat00001
을 기준으로 300~400g으로 첨가하여 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, (c)
Figure 112017059083322-pat00001
To 300 to 400 g based on the total weight of the composition.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (d)단계의 양생은 45℃~50℃의 온도에서 3~5시간 동안 1차 양생을 수행하고, 이후 170℃~190℃의 온도에서 9~11기압 조건으로 5~10시간 동안 2차 양생을 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the curing of step (d) is performed by first curing at a temperature of 45 ° C to 50 ° C for 3 to 5 hours and then curing at a temperature of 170 ° C to 190 ° C at a pressure of 9 to 11 atm Under conditions of 5 to 10 hours.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트를 제공한다.The present invention also provides a lightweight foamed concrete using a high-grade circulating fluidized bed boiler ash produced by the method of the present invention.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 경랑 기포 콘크리트는 CaO/SiO2의 비율이 0.5~0.9의 비율일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the hard foamed concrete may have a ratio of CaO / SiO 2 of 0.5 to 0.9.

본 발명은 (a) 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키는 단계; (b) 수화된 이수석고를 규사, 생석회, 시멘트 및 물과 함께 혼합하여 교반하는 단계; (c) 타설 및 발포하는 단계; 및 (d) 양생하는 단계를 포함하는 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법; 및 상기 방법으로 제조된 경량 기포 콘크리트에 관한 것이다. 본 발명은 종래 산업 부산물로 활용가치가 없었던 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키고 이를 경량 기포 콘크리트의 제조에 사용할 수 있는 방법을 확립함에 따라 산업 부산물의 활용도를 증진시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 종래 콘크리트 제조를 위해 사용되던 석고를 사용하지 않아도 되며 생석회의 사용량을 줄일 수 있어 경제적인 효과도 도출될 수 있으며, 나아가 본 발명의 방법으로 제조된 경량 기포 콘크리트는 우수한 압축강도를 갖는 효과가 있다.(A) hydrating a circulating fluidized bed boiler ash into an asteroid; (b) mixing and agitating the hydrated algae with silica sand, quicklime, cement and water; (c) a step of casting and foaming; And (d) a step of curing; a method of producing a lightweight foamed concrete using a high-grade circulating fluidized bed boiler ash; And lightweight foamed concrete produced by the above method. The present invention has the effect of improving the utilization of industrial byproducts by establishing a method of hydration of a circulating fluidized bed boiler ash that has not been utilized as a conventional industrial by-product and can be used for manufacturing lightweight foamed concrete, The use of the gypsum used for concrete production is not required, and the amount of quicklime can be reduced, so that economical effects can be obtained. Further, the lightweight foamed concrete manufactured by the method of the present invention has an excellent compressive strength.

도 1은 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경랑 기포 콘크리트의 제조과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 방법으로 제조된 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 압축강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 방법으로 제조된 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 비중 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 순환 유동층 보일러 애시의 형태에 따른 제조된 경량 기포 콘크리트의 표면 사진을 나타낸 것으로, 4a는 파우더 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 사용한 것이며, 4b는 슬러리 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 사용한 것이고, 1 내지 9는 애시의 첨가량을 점차적으로 증가하면서 제조된 콘크리트를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 7은 순환 유동층 보일러 애시의 이수석고화 과정에서 첨가제의 종류 및 수화 시간에 따른 이수화 정도를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of a lightweight foamed concrete using a circulating fluidized bed boiler ash according to the present invention.
2 shows the results of measurement of compressive strength of lightweight foamed concrete using a circulating fluidized bed boiler ash produced by the method of the present invention.
FIG. 3 shows the results of measuring specific gravity of lightweight foamed concrete using a circulating fluidized bed boiler ash produced by the method of the present invention.
FIG. 4 shows a surface photograph of the manufactured lightweight foamed concrete according to the shape of a circulating fluidized bed boiler ash, wherein 4a is a circulating fluidized bed boiler ash in powder form, 4b is a circulating fluidized bed boiler ash in slurry form, To 9 show concrete produced while gradually increasing the addition amount of ash.
FIGS. 5 to 7 show results of analyzing degree of hydration according to kinds of additive and hydration time in the course of solidification of a circulating fluidized bed boiler ash.

본 발명은 산업 부산물로 활용성이 없었던 순환 유동층 보일러 애시를 경량 기포 콘크리트의 제조에 활용할 수 있는 방법을 개발한 점에 특징이 있다. The present invention is characterized in that a circulating fluidized bed boiler ash, which has not been utilized as an industrial byproduct, can be utilized in the production of lightweight foamed concrete.

구체적으로 본 발명에서 제공하는 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법은 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시켜 슬러리화된 형태를 사용한다는 점에 특징이 있으며, 바람직하게 본 발명의 방법은, (a) 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키는 단계; (b) 수화된 이수석고를 규사, 생석회, 시멘트 및 물과 함께 혼합하여 교반하는 단계; (c) 타설 및 발포하는 단계; 및 (d) 양생하는 단계를 포함한다.Specifically, the method for producing lightweight foamed concrete using the circulating fluidized bed boiler ash provided by the present invention is characterized in that a circulating fluidized bed boiler ash is hydrated by blast furnace slag to form a slurry. Preferably, (a) hydrating a circulating fluidized bed boiler ash into an asteroid furnace; (b) mixing and agitating the hydrated algae with silica sand, quicklime, cement and water; (c) a step of casting and foaming; And (d) curing.

일반적으로 경량 기포 콘크리트는 석회와 석고 외에도 다른 원재료들을 혼합하여 제조되며 단열성 및 차음성능이 우수한 재료이다. 일반적으로 블록 및 패널의 형태로 판매가 되고 있으며 최근 친환경재료가 각광을 받으면서 사용자가 대폭 증가하고 있다. 한편, 국내에서 석고 파동 이후 석고 수급에 난항을 겪고 있으며 석고 부족으로 인한 가격 상승이 우려되어 산업계에 어려움이 있다.Generally, lightweight foamed concrete is manufactured by mixing raw materials other than lime and gypsum, and is excellent in heat insulation and sound insulation performance. In general, they are sold in the form of blocks and panels. Recently, eco-friendly materials have become popular, and users are greatly increasing. On the other hand, since the plaster in Korea has suffered from difficulty in supplying and receiving gypsum, there is a concern in industry due to concern about price increase due to lack of plaster.

이에 본 발명자들은 순환 유동층 보일러에서 발생하는 산업 부산물 애시를 순환 자원으로서 재사용할 수 있는 방법을 연구하던 중, 경량 기포 콘크리트의 제조할 수 있는 공정 조건을 확립하였다.Accordingly, the present inventors have established a process condition for producing lightweight foamed concrete while studying a method of reusing industrial byproduct ash from a circulating fluidized bed boiler as a circulating resource.

특히 본 발명에서 제공하는 상기 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법은 먼저 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키는 과정을 수행한다.Particularly, the method of manufacturing the lightweight foamed concrete using the circulating fluidized bed boiler ash provided in the present invention first carries out the process of hydrating the circulating fluidized bed boiler ash to the blast furnace.

본 발명에서 애시를 이수석고로 수화시켜 사용하는 이유는, 발포 시 안정성과 급결을 방지할 수 있고 미세 구조를 치밀하게 만들게 해주어 제조되는 콘크리트의 압축강도를 증진시킬 수 있기 때문이다.In the present invention, the ash is hydrated and used in an aesthetic stone because it can prevent the stability and sharpness during foaming and make the fine structure dense, thereby improving the compressive strength of concrete produced.

특히 본 발명의 일실시예에서는 순환 유동층 보일러 애시의 수화된 형태인 이수석고(슬러리)를 사용하여 제조한 경량 기포 콘크리트와 파우더 형태인 순환 유동층 보일러 애시를 사용하여 제조한 경량 기포 콘크리트에 대한 분석을 수행한 결과, 파우더 형태를 사용한 콘크리트는 표면에 균열이 발생하는 문제점이 발생하였고, 급결 방지나 형상의 안정성을 확보하지 못하는 것을 알 수 있었다. 한편, 본 발명의 방법으로 수화된 이수석고를 사용한 경량 기포 콘크리트는 표면의 안정성을 확보하였고 급결 방지 효과가 있음을 알 수 있었다.Particularly, in one embodiment of the present invention, lightweight foamed concrete manufactured by using an alumite (slurry), which is a hydrated form of a circulating fluidized bed boiler ash, and lightweight foamed concrete manufactured by using a circulating fluidized bed boiler ash, As a result, it was found that cracks occurred on the surface of the concrete using the powder form, and it was found that the stability of the shape was not secured. On the other hand, the lightweight foamed concrete using the water-hydrated alum-type concrete obtained by the method of the present invention secures the stability of the surface and shows that it has an anti-skid effect.

따라서 순환 유동층 보일러 애시를 경량 기포 콘크리트의 제조에 사용하기 위해서는 이수석고로 수화, 즉 슬러리화 시키는 과정이 매우 중요함을 알 수 있었다.Therefore, in order to use the circulating fluidized bed boiler ash in the production of lightweight foamed concrete, it is very important that the process of hydration, ie slurrying, of the blast furnace is very important.

또한, 상기 본 발명에 따른 수화과정은 순환 유동층 보일러 애시 100 중량%를 기준으로 1~3중량%의 첨가제를 첨가하여 교반하면서 수행할 수 있는데, 상기 첨가제로는 K2SO4 또는 Al2(SO4)3을 사용할 수 있으며, 첨가제의 사용으로 인해 이수석고화 되는 시간을 단축시킬 수 있다.In addition, the hydration process according to the present invention can be carried out by adding 1 to 3% by weight of an additive based on 100% by weight of the circulating fluidized bed boiler ash and stirring the mixture. K 2 SO 4 or Al 2 (SO 4 ) 3 can be used, and the use of the additive can shorten the time required for the secondary solidification.

상기 K2SO4 또는 Al2(SO4)3의 첨가제를 첨가한 후에는, 3시간 ~ 7일 동안 20~25℃의 온도에서 교반하면서 슬러리화하여 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고화 시킨다.After adding the K 2 SO 4 or Al 2 (SO 4 ) 3 additive, the slurry is agitated at a temperature of 20 to 25 ° C for 3 to 7 days to solidify the circulating fluidized bed boiler ash.

본 발명의 일실시예에서는 첨가제로서 K2SO4 또는 Al2(SO4)3를 첨가한 후, 시간에 따른 이수석고 생성정도를 분석하였는데, 분석 결과, Al2(SO4)3 보다 K2SO4를 사용한 경우 보다 빠르게 이수석고가 생성되는 것으로 나타났으며, 수화 반응을 시작한지 3시간 만에 이수석고가 생성되는 것으로 나타났다. Al2(SO4)3의 경우도 6시간 만에 이수석고가 생성되는 것으로 확인됨에 따라, 이러한 첨가제(촉진제)를 사용함으로써 이수석고의 생성 시간을 매우 효과적으로 단축시킬 수 있음을 알 수 있었다. As an additive in one embodiment of the present invention K 2 SO 4 or Al 2 (SO 4) was added to 3, was analyzed for yisuseok and generates the degree with time, the analysis result, Al 2 (SO 4) than K 2 3 SO 2 was higher than that of SO 4, and it was found that 3 hours after the hydration reaction was started. Al 2 (SO 4 ) 3 was also found to be highly anisotropic in 6 hours, and it was found that the use of such an additive (accelerator) can effectively shorten the generation time of the alumite.

따라서 상기 수화는 이수석고가 충분히 생성될 수 있도록 3시간 ~ 7일 동안 교반할 수 있고, 바람직하게는 1일~7일 동안 교반할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1일~3일 동안 교반할 수 있다. Therefore, the hydration can be stirred for 3 hours to 7 days, preferably 1 day to 7 days, and more preferably 1 day to 3 days so that sufficient hydration can be produced .

순환 유동층 보일러 애시가 이수석고로 수화가 되면, 이후 콘크리트 제조를 위한 재료를 혼합하여 교반하는 과정을 수행한다.When the circulating fluidized bed boiler ash is hydrated in the blast furnace, the material for concrete production is mixed and agitated.

경량 기포 콘크리트 제조를 위해 사용되는 상기 재료는 수화된 이수석고를 규사, 생석회, 시멘트 및 물을 혼합하여 사용한다.The above materials used for the production of lightweight foamed concrete are obtained by mixing hydrated alumite with silica sand, quicklime, cement and water.

일반적으로 경량 기포 콘크리트의 제조를 위해서는 석고를 재료로 사용해야 하지만 본 발명에서는 석고를 대체할 수 있는 대체제로서 이수석고를 사용하였다.Generally, in order to manufacture lightweight foamed concrete, gypsum should be used as a material, but in the present invention, a gypsum stone is used as a substitute for gypsum.

바람직하게 본 발명에 따른 경량 기포 콘크리트의 제조를 위해, 상기 수화된 이수석고는 23~25 중량부, 규사 25~32 중량부, 생석회 5~8 중량부, 시멘트 15~18 중량부 및 물 23~25 중량부로 혼합하여 사용한다.Preferably, the hydrated basement concrete comprises 23 to 25 parts by weight, 25 to 32 parts by weight of silica sand, 5 to 8 parts by weight of quicklime, 15 to 18 parts by weight of cement and 23 to 25 parts by weight of water, By weight.

한편, 경량 기포 콘크리트의 핵심 기술은 규산칼슘수화물의 한 종류인 11Å 토버모라이트(Tobermorite)를 수열반응을 통하여 수열 합성을 진행하는 것이다. 토버모라이트는 수열합성 결과물로써 경량 기포 콘크리트에서 중요한 품질 중 하나인 압축강도에 큰 영향을 미치며 수열반응 반응식은 하기 반응식과 같다.On the other hand, the core technology of lightweight foamed concrete is to hydrothermally synthesize 11 Å Tobermorite, a type of calcium silicate hydrate, through hydrothermal reaction. Tobermorite is the result of hydrothermal synthesis and has a great influence on compressive strength which is one of important quality in lightweight foamed concrete. The hydrothermal reaction formula is as follows.

Figure 112017059083322-pat00002
Figure 112017059083322-pat00002

또한, 이러한 토버모라이트는 생석회(

Figure 112017059083322-pat00003
)와 규사(
Figure 112017059083322-pat00004
), 물(
Figure 112017059083322-pat00005
)을 재료로 고온 고압 조건에서 만들어지며, 토버모라이트 생성물의 절대적인 양이 압축강도와 비례한다. 즉 같은 단위 부피에서 토버모라이트의 양이 많이 생성이 되었다면, 압축강도 또한 크게 나타나게 된다. 이론적으로
Figure 112017059083322-pat00006
몰비 (이하 C/S 몰비)가 0.83~1 사이에서 전량 반응을 하게 된다. 현재 경량 기포 콘크리트의 생산의 경우 C/S 몰비를 낮게 산정하여
Figure 112017059083322-pat00007
성분이 반응을 전부할 수 있도록 하고
Figure 112017059083322-pat00008
에 해당하는 규사 성분들은 잔존 반응물로서 남아있는 형태이다. 순환 유동층 보일러 애시를 사용하여 경량 기포 콘크리트를 제조하면 기존 대비 C/S 몰비에서 C에 해당하는
Figure 112017059083322-pat00009
성분이 다량으로 들어가게 되면서 S에 해당하는
Figure 112017059083322-pat00010
성분에서 추가된 양 만큼을 감소시켜 전체적인 C/S 몰비는 증가하게 된다. 따라서 잔존 반응물인 규사의 양을 감소되며 토버모라이트의 양은 증가되어 강도 증진 효과가 나타난다. In addition, such tobermorite may be used in the form of burnt lime
Figure 112017059083322-pat00003
) And silica sand
Figure 112017059083322-pat00004
), Water
Figure 112017059083322-pat00005
), And the absolute amount of tobermorite product is proportional to the compressive strength. That is, if the amount of tobermorite is generated in the same unit volume, the compressive strength is also increased. Theoretically
Figure 112017059083322-pat00006
(C / S molar ratio) is in the range of 0.83 to 1. Currently, the production of lightweight foamed concrete is based on a low C / S mole ratio
Figure 112017059083322-pat00007
Allowing the components to react completely
Figure 112017059083322-pat00008
Is the remaining form of the residual reactant. When the lightweight foamed concrete is manufactured using circulating fluidized bed boiler ash, the C / S molar ratio of C
Figure 112017059083322-pat00009
As the ingredients are present in large quantities,
Figure 112017059083322-pat00010
And the total C / S molar ratio is increased. Therefore, the amount of residual silica, silica sand, and the amount of tobermorite are increased to enhance the strength.

따라서 본 발명에서는 이러한 사항을 고려하여 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트가 압축강도가 우수한 고품질의 콘크리트로 제조되기 위해, 수화된 애시의 이수석고를 활용해 규사, 생석회, 시멘트 및 물을 상기 기술된 중량부의 범위로 사용하였다. Accordingly, in light of the above, in the present invention, the lightweight foamed concrete using the circulating fluidized bed boiler ash is made of high quality concrete having excellent compressive strength, so that the silica, quicklime, cement and water are prepared by using the hydrated ash, By weight.

상기와 같이 각 재료들을 혼합하여 교반과정이 완료되면 이후, 타설 및 발포과정을 수행한다.After the materials are mixed and the stirring process is completed as described above, the pouring and foaming processes are performed.

또한, 상기 타설 및 발포는 알루미늄 분말을 1

Figure 112017059083322-pat00011
을 기준으로 300~400g으로 첨가하여 수행한다. Further, the above-mentioned pouring and foaming are carried out by mixing 1
Figure 112017059083322-pat00011
Based on the total weight of the composition.

경량 기포 콘크리트는 다공질 재료로서 공극이 전체 부피의 70%를 차지하는 건축 재료이다. 공극을 통해서 단열성이 나타나며 균질하게 잘 분포된 공극은 응력 분산을 균일하게 하여 압축 강도를 향상시킨다. 또한 발포는 콘크리트의 비중에 큰 영향을 미치는 인자이며 발포의 영향으로 비중이 낮은 콘크리트가 만들어질 수 있다. 본 발명에서는 발포를 시키기 위해 알루미늄 분말을 교반의 마지막 과정에 섞어 타설 과정을 수행하였다. Lightweight foamed concrete is a porous material, which is a building material where pores account for 70% of the total volume. The uniformly well-distributed pores exhibit thermal insulation through the pores, which improves the compressive strength by making the stress dispersion uniform. In addition, foaming is a factor that has a great influence on the specific gravity of concrete, and concrete with low specific gravity can be produced by the effect of foaming. In the present invention, the aluminum powder was put into the final step of stirring to perform foaming, and the casting process was performed.

발포 및 타설 과정이 완료되면 이후 양생과정을 수행하게 되며, 본 발명에서는 상기 양생과정을 2단계에 걸쳐 수행하였다.After completion of the foaming and casting process, the curing process is performed. In the present invention, the curing process is performed in two steps.

즉, 상기 (d)단계의 양생은 45℃~50℃의 온도에서 3~5시간 동안 1차 양생을 수행하고, 이후 170℃~190℃의 온도에서 9~11기압 조건으로 5~10시간 동안 2차 양생을 수행하여 본 발명에 따른 경량 기포 콘크리트를 제조한다.That is, the curing of step (d) is performed by first curing at a temperature of 45 ° C to 50 ° C for 3 to 5 hours and then at a temperature of 170 ° C to 190 ° C for 9 to 11 atm for 5 to 10 hours The second curing is performed to produce the lightweight foamed concrete according to the present invention.

이상 상기와 같은 본 발명의 방법에 의해, 본 발명은 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트를 제공할 수 있으며, 상기 제조된 본 발명의 경량 기포 콘크리트는 CaO/SiO2의 비율이 0.5~0.9의 비율을 갖는다.As described above, the present invention can provide a lightweight foamed concrete using a circulating fluidized-bed boiler ash of a high-grade high-stiffness type. The lightweight foamed concrete of the present invention has a ratio of CaO / SiO 2 0.5 to 0.9.

또한 본 발명자들은 본 발명의 방법으로 제조된 경량 기포 콘크리트의 품질을 평가하기 위해 압축강도와 비중을 분석하였는데, 본 발명에서 제조된 경량 기포 콘크리트는 우수한 압축강도를 나타내었다.The present inventors also analyzed the compressive strength and specific gravity of the lightweight foamed concrete produced by the method of the present invention. The lightweight foamed concrete produced in the present invention exhibited excellent compressive strength.

따라서 본 발명은 종래 산업 부산물로 활용가치가 없었던 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키고 이를 경량 기포 콘크리트의 제조에 사용할 수 있는 새로운 방법을 확립함에 따라 산업 부산물의 활용도 증진에 기여할 수 있으며, 종래 콘크리트 제조를 위해 사용되던 석고를 사용하지 않아도 될 뿐만 아니라 생석회의 사용량을 줄일 수 있어 경제적인 측면에서도 기여도가 크다. Therefore, the present invention can contribute to the enhancement of utilization of industrial by-products by establishing a new method for hydration of a circulating fluidized bed boiler ash that has not been utilized as a conventional industrial by-product and can be used for manufacturing lightweight foamed concrete, It is possible to reduce the amount of quicklime used, which contributes to the economical advantage.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for further illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

순환 유동층 보일러 애시의 화학적 특성분석Chemical Characterization of Circulating Fluidized Bed Boiler Ashes

본 발명자들은 순환 유동층 보일러 애시를 경량 기포 콘크리트 제조에 적용하기에 앞서, 먼저 순환 유동층 보일러 애시의 화학적 특성을 분석하였다. 애시의 성분 분석은 XRD 리트벨트 정량분석을 통해 수행하였고, 애시 내 각 구성 광물과 함량을 하기 표 1에 나타내었다. The present inventors first analyzed the chemical properties of the circulating fluidized bed boiler ash before applying the circulating fluidized bed boiler ash to lightweight foamed concrete manufacture. The composition of ash was analyzed by XRD Rietveld quantitative analysis, and the constituent minerals and contents in ash are shown in Table 1 below.

또한, 각 원소의 함량을 확인하기 위해 XRF 분석을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Further, XRF analysis was performed to confirm the content of each element, and the results are shown in Table 2 below.

이러한 분석을 통해

Figure 112017059083322-pat00012
Figure 112017059083322-pat00013
의 양을 확인함으로써 하기 실시예를 통해 제조한 제품의 C/S 몰비를 산정하는데 사용하였다.Through this analysis
Figure 112017059083322-pat00012
And
Figure 112017059083322-pat00013
To determine the C / S molar ratio of the product prepared through the following examples.

Figure 112017059083322-pat00014
Figure 112017059083322-pat00014

Figure 112017059083322-pat00015
Figure 112017059083322-pat00015

순환 유동층 보일러 애시에 함유된 성분 분석결과, 검출된 성분은 무수석고, 석회석, 규사, 수산화칼슘, 생석회로 확인되었고, 이러한 각 성분의 비율을 통하여 본 발명에서는 본 발명의 경량 기포 콘크리트 제조 시, 석고의 비율과 생석회의 비율을 조절하여 사용하였다. As a result of the analysis of the components contained in the circulating fluidized bed boiler ash, the detected components were identified as anhydrous gypsum, limestone, silica sand, calcium hydroxide and quicklime. Through the ratio of these components, in the present invention, And the percentage of quick lime was controlled.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조Fabrication of Lightweight Foamed Concrete Using Circulating Fluidized Bed Boiler Ash

본 발명자들은 순환 유동층 보일러 탈황 시 부산물로 생성되는 순환 유동층 보일러 애시를 경량 기포 콘크리트의 제조에 사용하여 고품질의 경량 기포 콘크리트 제조 과정을 확립하였는데, (1) 생석회, 규사, 시멘트 및 애시를 혼합하여 교반하는 단계, (2) 타설 및 발포하는 단계, (3) 1차 양생 단계 및 (4) 2차 양생단계를 통해 제조하였다.The present inventors have established a manufacturing process of lightweight foamed concrete of high quality by using a circulating fluidized bed boiler ash produced as a byproduct of a circulating fluidized bed boiler desulfurization in the production of lightweight foamed concrete. (1) Mixing quicklime, silica sand, cement and ash, (2) pouring and foaming, (3) primary curing and (4) secondary curing.

보다 구체적인 제조 방법은 하기에 기술된 방법을 통해 제조하였다. More specific preparation methods were prepared by the methods described below.

순환 유동층 보일러 애시에 포함되어 있는

Figure 112017059083322-pat00016
성분은 Ⅱ형 무수석고로 자연적으로 물과 반응하여
Figure 112017059083322-pat00017
이수석고로 수화되는데, 자연적 수화는 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 경량 기포 콘크리트 제조 시 이수석고를 사용하기 위하여, 부가적인 재료 및 복잡한 과정을 거치지 않고 단순히 교반을 통해 쉽고 빠르게 애시를 이수석고로 수화시켰고, 수화된 이수석고를 경량 기포 콘크리트의 제조에 사용하였다.Included in the circulating fluidized bed boiler ash
Figure 112017059083322-pat00016
It is a type II anhydrous gypsum that naturally reacts with water
Figure 112017059083322-pat00017
There is a problem that natural hydration takes a long time. Therefore, in the present invention, in order to use lightweight foamed concrete, the ash is easily and rapidly hydrated through the agitation without additional materials and complicated processes, and the hydrated water is used for the production of lightweight foamed concrete.

이를 위해 순환 유동층 보일러 애시 50g에 물과 첨가제로서 Al2(SO4)3 또는 K2SO4를 애시 중량의 2%에 해당하는 1g의 양으로 각각 첨가하고 혼합한 다음, 교반 시간은 1분 30초를 상온에서 수행하였다. 수화반응은 7일 동안 수행하였으며 각 재령에 따라 이수석고의 검출 시점을 분석하였다.To this end, water and Al 2 (SO 4 ) 3 or K 2 SO 4 as additives were added to 50 g of the circulating fluidized bed boiler ash in an amount of 1 g corresponding to 2% of the ash weight, respectively, and the stirring time was 1 minute Seconds at room temperature. The hydration reaction was performed for 7 days and the detection time of the algae was analyzed according to each age.

상기 방법으로 순환 유동층 보일러 애시를 이용하여 이수석고의 제조가 완료되면 제조된 이수석고(슬러리), 생석회, 규사, 시멘트를 첨가하고 교반하였다. 교반은 발열에 영향이 적은 순서대로 투입이 되어야 하며, 순서로는 애시 슬러리, 물, 규사, 시멘트, 생석회 순으로 투입하여 교반하였고, 생석회 투입 후 3분 30초간 교반하여 초기 양생이 필요한 열량을 끌어 올려 이후 제조과정의 기반을 다지도록 하였다. 여기서 교반을 위해 사용된 각 성분의 함량은 하기 표 3와 같으며, 하기 표 3에서 제조한 콘크리트는 첨가제로서 K2SO4를 사용한 제조예 군들을 나타낸 것이다. When the preparation of the flue gas using the circulating fluidized bed boiler ash was completed, the prepared flue gas (slurry), quicklime, silica sand, and cement were added and stirred. The agitation is carried out in the order of less influence on the heat. In order, ash slurry, water, silica sand, cement and quicklime are added in order and agitated. After the quicklime is added, the mixture is stirred for 3 minutes and 30 seconds, After that, the foundation of the manufacturing process was set up. The content of each component used for stirring is shown in Table 3 below, and the concrete prepared in the following Table 3 shows the production examples using K 2 SO 4 as an additive.

Figure 112017059083322-pat00018
Figure 112017059083322-pat00018

상기 교반 과정이 완료되면, 타설 및 발포 과정을 수행하였는데 발포를 위해 상기 교반 단계에서 교반 완료되는 시점을 기준으로 30초 전 알루미늄 분말을 2343g 첨가하여 타설하였다When the stirring process was completed, the casting and foaming process was performed. For foaming, 2343 g of aluminum powder was added for 30 seconds before the stirring was completed in the stirring step

발포가 완료되면 이후 양생 과정을 수행하였는데, 양생 과정은 2단계를 통해 수행하였다. 1차 양생은 48℃ 온도의 양생실에서 3시간 동안 1차 양생을 수행하였고, 1차 양생을 마친 후 180℃ 10기압의 상태에서 6시간 동안 오토클레이브 양생을 수행하여, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트를 제조하였다. After the foaming was completed, the curing process was carried out. The curing process was carried out in two stages. The first curing was carried out in a curing room at a temperature of 48 캜 for 3 hours, and after completion of the first curing, an autoclave curing was carried out at 180 캜 and 10 atm for 6 hours to obtain a circulating fluidized bed Lightweight foamed concrete using boiler ash was manufactured.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

상기 실시예 2에서 슬러리화된 순환 유동층 보일러 애시(이수석고) 대신 슬러리 과정을 거치지 않은 파우더 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 경량 기포 콘크리트를 제조하였다. Lightweight foamed concrete was prepared in the same manner as described in Example 2, except that a slurry-type, circulating fluidized bed boiler ash without a slurry process was used instead of the slurry circulating fluidized bed boiler ash (Lee Sukseok).

<실험예 1><Experimental Example 1>

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 성능 분석Performance Analysis of Lightweight Foamed Concrete Using Circulating Fluidized Bed Boiler Ashes According to the Present Invention

상기 실시예 2에서 슬러리화된 순환 유동층 보일러 애시를 이용하여 제조한 경량 기포 콘크리트에 대한 성능 분석을 수행하였다. 성능은 압축 강도와 비중을 측정하였다. 압축강도와 비중에 대한 성능 분석은 현재 KS F 2701에서 제시하고 있는 경량기포 콘크리트 블록에 대한 기준 성능을 토대로 분석하였으며, KS F 2701 제시 평가 기준표는 하기 표 4와 같다.The performance of the lightweight foamed concrete prepared by using the slurry circulating fluidized bed boiler ash in Example 2 was analyzed. Performance was measured by compressive strength and specific gravity. The performance of compressive strength and specific gravity is analyzed based on the reference performance of the lightweight foamed concrete block proposed by KS F 2701. The evaluation criteria of KS F 2701 is shown in Table 4 below.

Figure 112017059083322-pat00019
Figure 112017059083322-pat00019

참고로, 0.5품에서 0.7품의 차이는 공극의 차이를 의미하는 것으로, 0.5품의 제품을 만족하게 된다면 다른 제품군도 충분히 제작이 가능함을 의미한다. 따라서 압축강도 및 비중 평가는 상기 표 4에서 0.5품을 기준으로 하여 본 발명의 콘크리트 불록을 평가하였다.For reference, the difference between 0.5 and 0.7 indicates the difference in voids, which means that if 0.5 products are satisfied, other products can be manufactured. Therefore, the compressive strength and specific gravity of the concrete of the present invention were evaluated based on 0.5 parts in Table 4 above.

분석 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 압축 강도 평가에서 본 발명의 실시예에서 제조한 제조예 1~4의 모든 제품이 KS 규격이 제시하는 강도를 만족시킬 수 있다는 것을 알 수 있었고, 생석회의 사용량을 감소시킨 제품이 석고를 사용한 제품보다 더 높은 강도를 보임을 알 수 있었다. As a result of the analysis, as shown in Fig. 2, it was found from the compressive strength evaluation that all the products of Production Examples 1 to 4 prepared in the examples of the present invention can satisfy the strengths suggested by the KS standard, It was found that the reduced product showed higher strength than the product using gypsum.

또한, 비중 분석 결과, 본 발명에 따른 경랑 기포 콘크리트의 비중은 기존 석고를 사용하는 경량 기포 콘크리트와 큰 차이를 보이지 않았으며 0.5품 기준인 0.45~0.55 범위에 해당되어 실제적인 사용에 문제가 전혀 없음을 알 수 있었다(도 3 참조).As a result of the specific gravity analysis, the specific gravity of light-weather foamed concrete according to the present invention was not significantly different from that of lightweight foamed concrete using conventional gypsum, and it was in the range of 0.45 to 0.55 on the basis of 0.5 pieces, (See Fig. 3).

따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 석고를 사용하지 않고도 품질이 우수한 경량 기포 콘크리트의 제조에 산업부산물로 그동안 활용되지 못했던 순환 유동층 보일러 애시를 활용할 수 있음을 알 수 있었다.Accordingly, the inventors of the present invention have found that circulating fluidized bed boiler ash can be utilized as an industrial byproduct in the production of lightweight foamed concrete having high quality without using gypsum.

<실험예 2><Experimental Example 2>

순환 유동층 보일러 애시의 슬러리화 여부에 따른 경량 기포 콘크리트의 표면 분석Surface Analysis of Lightweight Foamed Concrete by Slurrying of Circulating Fluidized Bed Boiler Ash

본 발명자들은 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조에 있어서, 순환 유동층 보일러 애시의 슬러리화, 즉 이수석고로 수화된 형태의 애시 사용이 중요한지 확인하기 위해, 슬러리화 과정을 거치지 않은 분말 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 사용한 경량 기포 콘크리트와 슬러리화된 이수석고를 사용한 경량 기포 콘크리트의 표면을 비교 분석하였다.The present inventors have found that in the production of lightweight foamed concrete using circulating fluidized bed boiler ash, slurrying of the circulating fluidized bed boiler ash, that is, the ash use of the hydrated ash blast furnace, is important, The surface of lightweight foamed concrete using fluidized bed boiler ash and lightweight foamed concrete using slurryed concrete were compared and analyzed.

분석 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 순환 유동층 보일러 애시를 이수석고로 수화시키지 않고 분말 형태로 사용하여 제조한 경량 기포 콘크리트는 표면에서 균열이 발생하였고 형상의 안정성을 확보하지 못하는 것으로 나타났으며, 급결 방지 안정성도 확보할 수 없다는 것을 알 수 있었다. 분말의 사용량이 증가할수록 표면 안정성은 더욱 악화되는 것으로 나타났다(도 4a 참조).As a result, as shown in FIG. 4, the lightweight foamed concrete produced by using the circulating fluidized bed boiler ash without powdering into the blast furnace was in the form of powder, cracks occurred on the surface, and the stability of the shape was not secured. And it was also found that the stability of prevention could not be secured. As the amount of the powder used increases, the surface stability becomes worse (see FIG. 4A).

한편, 슬러리화시킨 순환 유동층 보일러 애시(이수석고)를 사용한 콘크리트는 표면의 안정성이 있는 것으로 나타났다(도 4b 참조).On the other hand, the concrete using the slurry circulating fluidized bed boiler ash (Lee Soo Seok) showed surface stability (see FIG. 4B).

따라서 고품질의 경량 기포 콘크리트의 제조를 위해 순환 유동층 보일러 애시를 슬러리화시켜 이수석고 형태로 사용하는 것이 매우 중요함을 알 수 있었다.Therefore, it was found that it is very important to use recycled fluidized bed boiler ash for high quality lightweight foam concrete.

<실험예 3><Experimental Example 3>

첨가제 종류 및 수화시간에 따른 순환 유동층 보일러 애시의 이수석고화에 미치는 영향 분석Effects of Additive Type and Hydration Time on the Steam Solidification of Circulating Fluidized Bed Boiler ashes

앞서 실시예에서 본 발명자들은 순환 유동층 보일러 애시의 이수석고화 과정에서 첨가제로서 Al2(SO4)3 또는 K2SO4를 각각 사용하여 수화 시간별 이수화 정도를 측정하였다. In the previous examples, the present inventors measured the degree of hydration by hydration time using Al 2 (SO 4 ) 3 or K 2 SO 4 as an additive in the solidification process of the circulating fluidized bed boiler ash, respectively.

분석 결과, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 첨가제(촉진제)를 사용하지 않은 군에 비해 Al2(SO4)3 또는 K2SO4를 사용한 군이 이수 석고화가 빠르게 진행됨을 알 수 있었고, 특히 K2SO4를 사용한 군이 Al2(SO4)3을 사용한 군에 비해 이수 석고화가 더욱 빠르게 진행되는 것으로 나타나, 이들 촉진제를 사용할 경우 반응 시간을 단축시켜 콘크리트의 생산성을 더욱 증진시킬 수 있음을 알 수 있었다.As a result of the analysis, as shown in FIGS. 5 to 7, it was found that the use of Al 2 (SO 4 ) 3 or K 2 SO 4 was faster than that of the group not using the additive (accelerator) In particular, the use of K 2 SO 4 shows that the gypsum is accelerated more rapidly than that of the group using Al 2 (SO 4 ) 3. If these promoters are used, the productivity of the concrete can be further improved by shortening the reaction time And it was found.

또한, K2SO4를 사용한 군은 수화반응 3시간 만에 이수석고의 생성이 시작되는 것으로 나타났고, Al2(SO4)3을 사용한 군은 수화반응 6시간 만에 이수석고의 생성이 시작되는 것으로 나타났다.In addition, in the group using K 2 SO 4 , it was found that the formation of the algae was started within 3 hours of the hydration reaction. In the group using Al 2 (SO 4 ) 3 , .

따라서 첨가제로서 K2SO4를 사용할 경우에는 수화반응을 최소 3시간 이상 수행하고, Al2(SO4)3을 사용할 경우에는 수화반응을 최소 6시간 이상 수행하는 것이 좋음을 알 수 있었다. Therefore, it was found that the hydration reaction should be performed for at least 3 hours when K 2 SO 4 is used as an additive, and the hydration reaction should be performed for at least 6 hours when Al 2 (SO 4 ) 3 is used.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (7)

(a) 순환 유동층 보일러 애시를 슬러리 형태의 이수석고로 수화시키는 단계;
(b) 수화된 이수석고에 물, 규사, 시멘트 및 생석회 순으로 투입하여 혼합 및 교반하는 단계;
(c) 타설 및 발포하는 단계; 및
(d) 양생하는 단계를 포함하며,
이때 상기 (a) 단계의 수화는 순환 유동층 보일러 애시 100 중량%를 기준으로 1~3중량%의 K2SO4 또는 Al2(SO4)3의 첨가제를 첨가한 후, 3시간 ~ 7일 동안 20~25℃의 온도에서 교반하면서 슬러리화하고,
상기 (b)단계는 수화된 이수석고 23~25 중량부, 물 23~25 중량부, 규사 25~32 중량부, 시멘트 15~18 중량부 및 생석회 5~8 중량부로 투입하여 혼합 및 교반하며,
상기 (d)단계의 양생은 45℃~50℃의 온도에서 3~5시간 동안 1차 양생을 수행하고, 이후 170℃~190℃의 온도에서 9~11기압 조건으로 5~10시간 동안 2차 양생을 수행하는 것을 특징으로 하는,
이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법.
(a) hydrating a circulating fluidized bed boiler ash in an admixture in slurry form;
(b) adding water, silica sand, cement and quicklime in order to the hydrated alum, mixing and stirring;
(c) a step of casting and foaming; And
(d) curing,
The hydration of step (a) may be performed by adding an additive of 1 to 3 wt% K 2 SO 4 or Al 2 (SO 4 ) 3 based on 100 wt% of the circulating fluidized bed boiler ash, for 3 to 7 days Slurried at a temperature of 20 to 25 占 폚 while stirring,
The step (b) may be carried out by mixing and stirring 23 to 25 parts by weight of hydrated alginate, 23 to 25 parts by weight of water, 25 to 32 parts by weight of silica, 15 to 18 parts by weight of cement and 5 to 8 parts by weight of quicklime,
The curing of step (d) may be performed by first curing at a temperature of 45 ° C to 50 ° C for 3 to 5 hours and then curing at 170 ° C to 190 ° C for 9 to 11 atmospheres for 5 to 10 hours. Characterized in that a curing is carried out,
A Method for the Production of Lightweight Foamed Concrete Using High Flow Type Circulating Fluidized Bed Boiler Ash.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (c) 타설 및 발포는 상기 (b) 단계의 교반된 혼합물 1
Figure 112017059083322-pat00020
부피 기준 알루미늄 분말을 300~400g으로 첨가하여 수행하는 것을 특징으로 하는, 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트의 제조방법.
The method according to claim 1,
(C) the pouring and foaming is carried out by mixing the stirred mixture 1 of step (b)
Figure 112017059083322-pat00020
By weight based on the volume of the aluminum powder is added in an amount of 300 to 400 g.
삭제delete 제1항의 방법으로 제조된 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트.A lightweight foamed concrete using a recycled fluidised bed boiler ash produced by the method of claim 1. 제6항에 있어서,
상기 경랑 기포 콘크리트는 CaO/SiO2의 비율이 0.5~0.9의 비율인 것을 특징으로 하는 이수석고 형태의 순환 유동층 보일러 애시를 이용한 경량 기포 콘크리트.
The method according to claim 6,
Wherein the lightweight foamed concrete has a ratio of CaO / SiO 2 of 0.5 to 0.9.
KR1020170077938A 2017-06-20 2017-06-20 Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof KR101952269B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170077938A KR101952269B1 (en) 2017-06-20 2017-06-20 Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170077938A KR101952269B1 (en) 2017-06-20 2017-06-20 Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180137965A KR20180137965A (en) 2018-12-28
KR101952269B1 true KR101952269B1 (en) 2019-02-26

Family

ID=65008520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170077938A KR101952269B1 (en) 2017-06-20 2017-06-20 Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101952269B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230068474A (en) 2021-11-10 2023-05-18 주식회사 웰스톤 Composition of a lightweight block using a fluidized bed boiler scattering material and its manufacturing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230053772A (en) * 2021-10-14 2023-04-24 주식회사 웰스톤 Inorganic core composition of sandwich panel with excellent non-flammability and light weight and its manufacturing method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000119077A (en) * 1998-10-13 2000-04-25 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Production of lightweight foamed concrete

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101354249B1 (en) 2012-11-19 2014-01-22 주식회사 디제론 A composite of hauyne cement by using fly ash of fluidize-bed boiler and manufacturing method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000119077A (en) * 1998-10-13 2000-04-25 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Production of lightweight foamed concrete

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230068474A (en) 2021-11-10 2023-05-18 주식회사 웰스톤 Composition of a lightweight block using a fluidized bed boiler scattering material and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180137965A (en) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9039830B2 (en) Cement composition containing dune sand and limestone powder, concrete products and method for making concrete products
Justnes How to make concrete more sustainable
CN104098282A (en) Geopolymer composition, geopolymer material and preparation method of geopolymer material
KR101410056B1 (en) A Concrete Using Non-sintering Binder Having Bottom Ash
JP2013533195A (en) Gypsum whisker, reinforced mineral wool sound absorbing plate including the gypsum whisker, and method for manufacturing the same
US20090229493A1 (en) High compressive strength silica mortar and manufacturing method thereof
KR101952269B1 (en) Autoclaved light weight concrete composition using circulating fluidized bed combustion ash and method thereof
US7537653B2 (en) Microsilica materials with improved pozzolanic activity
Chindaprasirt et al. Fluidized bed coal-bark fly ash geopolymer with additives cured at ambient temperature
KR101748119B1 (en) Fly ash geopolymer mortar compounding-curing methods for secondary product
Ferreira et al. Evaluation of mechanical and microstructural properties of eggshell lime/rice husk ash alkali-activated cement
Al-Shathr et al. Optimization of geopolymer concrete based on local Iraqi metakaolin
KR101018009B1 (en) Manufacturing method of cement zero concrete using mixed waste glass powder and fly ash as binder
KR20120044014A (en) Geopolymer composition having high strength and manufacturing method thereof
KR20110055309A (en) The manufacturing method of environmentally friendly eco brick containing geopolymerization of bottom ash
CN109020397A (en) A kind of phase-change energy-storage mortar and preparation method thereof
KR101143434B1 (en) Crack reducing composition of mortar and concrete compositions that contain them
CN103992082A (en) Heatproof sound insulation aerated brick and making method thereof
CN113943140A (en) Preparation method of water-resistant desulfurization building gypsum product
Rattanasak et al. Properties of alkali activated silica fume–Al (OH) 3–fluidized bed combustion fly ash composites
WO2014140614A1 (en) Cement composition and method of producing the same
US1782460A (en) Method of manufacturing porous building materials
KR20190099765A (en) Artificial light weight aggregates composition using cement zero binder and manufacturing method thereof
CN109534762A (en) A kind of dregs building block crack resistance modifier and preparation method thereof
CN114477948B (en) Method for preparing high-temperature-resistant steel slag brick by accelerated carbonization

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