KR102042777B1 - The soil fill materials using product of industry - Google Patents
The soil fill materials using product of industry Download PDFInfo
- Publication number
- KR102042777B1 KR102042777B1 KR1020190027860A KR20190027860A KR102042777B1 KR 102042777 B1 KR102042777 B1 KR 102042777B1 KR 1020190027860 A KR1020190027860 A KR 1020190027860A KR 20190027860 A KR20190027860 A KR 20190027860A KR 102042777 B1 KR102042777 B1 KR 102042777B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- charging step
- fly ash
- generated
- furnace slag
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/062—Purification products of smoke, fume or exhaust-gases
- C04B18/064—Gypsum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—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
- C04B18/141—Slags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—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 alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2103/00—Civil engineering use
-
- 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)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 제철소의 선철 제조시 발생되는 부산물인 고로슬래그 미분말과,
알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물로 제조되는 것으로서, 전기로슬래그 장입단계와, 가열단계와, 제강슬래그 장입단계와, 생석회 장입단계와, 알루미늄 장입단계를 거친 다음 소정의 반응시간이 경과하면 장입공간 내의 용융물이 외부로 출탕되고, 출탕된 용융물이 공기와 반응하여 굳으면 이를 분말 형태로 제조한 강도보강제와, 열병합발전소나 화력발전소의 연료소각시 발생되거나 또는 제철소의 소결공정에서 발생되는 부산물인 플라이 애쉬와, 황산염 자극 및 포졸란 반응을 유도하여 다량의 수화생성물을 생성시켜 치밀한 구조의 경화체가 되도록 하는 자극제를 포함하는 산업 부산물을 이용한 지반채움재에 관한 것이다. The present invention is a blast furnace slag fine powder which is a by-product generated in the production of pig iron in steel mills,
Manufactured from by-products produced in aluminum steelmaking process, the furnace slag charging step, heating step, steelmaking slag charging step, quicklime charging step, aluminum charging step and then melted in the charging space after a predetermined reaction time When the melt is melted by reacting with air and hardened by the outside, the strength enhancer manufactured in powder form, and fly ash, which is a by-product generated during fuel incineration of a cogeneration or thermal power plant or a sintering process in a steel mill, The present invention relates to a ground fill material using an industrial by-product including a stimulant to induce a sulfate stimulation and a pozzolanic reaction to generate a large amount of hydration product to form a hardened body of a compact structure.
일반적으로 연약지반 등 지반을 개량하기 위한 심층혼합공법(SCW:Soil Cement Wall, DCM : Deep Cement Mixing, SCF : Soil Cement Foundation 등)은 연약지반을 심층까지 천공하고 원지반과 고화재를 혼합하여 지반을 개량한다. 이 때, 고화재는 일반적으로 시멘트와 벤토나이트를 혼합하여 사용되어 왔다.Generally, deep mixing method (SCW: Soil Cement Wall, DCM: Deep Cement Mixing, SCF: Soil Cement Foundation, etc.) to improve the ground such as soft ground is made by drilling the ground to deep and mixing the ground and solid materials Improve. At this time, the solidified material has been generally used by mixing cement and bentonite.
이 중 시멘트의 경우 수화하면서 수축을 하는 특성 때문에 차수 목적을 위하여 벤토나이트를 사용하는데 벤토나이트는 국내에 천연자원으로 부존하지 않는 광물로서 전량 수입에 의존하고 있는 고가의 재료이며 염분과 접촉하면 그 팽윤도가 현저히 떨어져 차수성이 크게 저하되는 문제점이 있다.Among the cements, bentonite is used for ordering purposes because of its shrinkage during hydration. Bentonite is a mineral that does not exist as a natural resource in Korea. It is an expensive material that depends on imports. There is a problem that the degree of ordering is greatly reduced.
또한 시멘트의 경우 주원료인 석회석을 채광하여 1,450℃의 고온에서 소성하여 제조되기 때문에 석회석의 탈탄산 과정에서 온실가스의 주원인인 다량의 CO2 가스가 발생하여 대기환경에 치명적인 해를 준다. 또한 시멘트의경우 pH가 12 이상에 달할 정도로 강한 알칼리이기 때문에 토양에 사용하였을 경우 바람직하지 않다.In addition, in the case of cement, limestone, which is the main raw material, is manufactured by baking at a high temperature of 1,450 ° C, and thus, a large amount of CO2 gas, which is the main cause of greenhouse gas, is generated in the decarbonation process of limestone, which causes fatal harm to the atmospheric environment. In addition, cement is not preferable when used in soil because the pH is strong enough to reach 12 or more.
한편, 철강산업의 부산물인 고로 슬래그는 고로 공정에서 선철을 제조할 경우 선철 1톤당 약 330kg의 부산물로 발생되고, 1400~2500℃의 고온용융 상태로 고로에서 배출된다.On the other hand, blast furnace slag, a by-product of the steel industry, is produced as a by-product of about 330 kg per tonne of pig iron when the pig iron is manufactured in the blast furnace process, and is discharged from the blast furnace in a high temperature melting state of 1400 to 2500 ° C.
이러한 고로 슬래그는 약 1% 정도의 유황이 주로 황화칼슘(CaS) 형태로 존재하고 있는데 이것은 물과 접촉시 황화 이온을 생성, 초기에는 연황색을 띠며 약한 온천 냄새와 함께 유해물질을 발생시켜 사용효율이 제한되는 문제점을 갖게 되었다.The blast furnace slag contains about 1% of sulfur mainly in the form of calcium sulfide (CaS), which produces sulfide ions when it comes in contact with water. It is light yellow in color and generates harmful substances with a weak hot spring smell. I have this limited problem.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제10-2012-0045707호에 "유용미생물과 고로 슬래그를 이용한 친환경 건축자재 제조방법"이 개시되어 있다. In order to solve such a problem, Korean Patent Publication No. 10-2012-0045707 discloses a method for manufacturing environmentally friendly building materials using a useful microorganism and blast furnace slag.
상기의 제조방법은 고로 슬래그를 수거하는 공정과; 상기 수거된 고로 슬래그를 100℃ 이상 온도의 열풍을 발생하는 원통형의 회전체인 건조기 내부를 통과시켜 함수율 4.0%이하가 되도록 일정시간 동안 건조하는 공정과; 상기 건조된 고로 슬래그를 미분쇄기에 넣고 입도 50 내지 250 mesh가 되도록 분쇄하는 공정과; 상기 분쇄된 분말 고로 슬래그에 물과 유용미생물 원액을 중량대비 1:400 내지 1:1000으로 희석한 액을 혼합하는 공정을 포함함으로써, 사용효율 및 활용범위가 극히 제한되던 고로 슬래그와 유용미생물을 일련적인 공정을 통해서 친환경 건축자재로 재활용할 수 있게 한다.The manufacturing method includes the steps of collecting blast furnace slag; Passing the collected blast furnace slag through a dryer, which is a cylindrical rotating body that generates hot air at a temperature of 100 ° C. or more, for a predetermined time so as to have a water content of 4.0% or less; Putting the dried blast furnace slag into a pulverizer to grind to a particle size of 50 to 250 mesh; Including the process of mixing the diluted powder blast furnace slag with a 1: 400 to 1: 1000 dilution of the water and the useful microbial stock solution, a series of blast furnace slag and useful microorganisms were extremely limited in use efficiency and application range It can be recycled as an eco-friendly building material through a conventional process.
그러나, 선행특허는 산업부산물인 고로 슬래그를 이용하기 위해 별도로 유용미생물을 배양해야 한다는 문제점이 있으며, 또한, 이러한 유용미생물로 인해 건축자재의 강도를 저하시킬 수 있고, 이러한 유용미생물로 인한 예상치 못한 환경오염이 발생할 수도 있다는 문제점이 있다.
However, the prior patent has a problem of cultivating useful microorganisms separately in order to use the blast furnace slag, which is an industrial by-product, and also can reduce the strength of building materials due to such useful microorganisms, and unexpected environment due to such useful microorganisms. There is a problem that contamination may occur.
본 발명은 상기와 같은 목적을 위하여 발명된 것으로, 폐기물인 산업 부산물을 재활용하여 제조단가가 저렴하면서도 품질이 우수함은 물론 휨강도를 향상시킬 수 있고, 토양(지반)이 오염을 방지할 수 있는 지반 채움재를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented for the above purpose, by recycling the industrial by-products as waste, the manufacturing cost is low, but the quality is excellent, as well as the bending strength can be improved, the soil (ground) ground filling material that can prevent contamination The purpose is to provide.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 제철소의 선철 제조시 발생되는 부산물인 고로슬래그 미분말 20~50중량%와; 알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물로 제조되는 것으로서, 전기로슬래그 장입단계와, 가열단계와, 제강슬래그 장입단계와, 생석회 장입단계와, 알루미늄 장입단계를 거친 다음 소정의 반응시간이 경과하면 장입공간 내의 용융물이 외부로 출탕되고, 출탕된 용융물이 공기와 반응하여 굳으면 이를 분말 형태로 제조한 강도보강제 10~35중량%와; 열병합발전소나 화력발전소의 연료소각시 발생되거나 또는 제철소의 소결공정에서 발생되는 부산물인 플라이 애쉬 10~40중량%와; 황산염 자극 및 포졸란 반응을 유도하여 다량의 수화생성물을 생성시켜 치밀한 구조의 경화체가 되도록 하는 자극제 1~5중량%;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for the above purpose is 20 to 50% by weight of blast furnace slag fine powder which is a by-product generated during the production of pig iron in steel mills; Manufactured from by-products produced in aluminum steelmaking process, the furnace slag charging step, heating step, steelmaking slag charging step, quicklime charging step, aluminum charging step and then melted in the charging space after a predetermined reaction time 10 to 35% by weight of the strength enhancer prepared in powder form when the melted product is melted to the outside and reacted with air to harden; 10 to 40% by weight of fly ash, which is generated by incineration of cogeneration or thermal power plants or by-products generated in the sintering process of steelworks; It is characterized by comprising; 1 to 5% by weight of a stimulant to induce sulfate stimulation and pozzolanic reaction to produce a large amount of hydration product to form a hardened body of a dense structure.
또한, 본 발명은 상기 플라이 애쉬 10~40중량%는 열병합발전소 또는 화력발전소의 연료소각시 발생되고 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화제이철(Fe2O3)을 합한 함량이 70% 이상인 F급 플라이 애쉬 5~20중량%와, 제철소의 소결공정에서 발생되고 산화칼슘(CaO)의 함량이 20% 이상인 C급 플라이 애쉬 5~20중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 자극제는 물유리 또는 수산화칼륨인 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention 10 to 40% by weight of the fly ash is generated during the fuel incineration of the cogeneration or thermal power plant, and silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and ferric oxide (Fe 2 O 3 ) It is characterized by consisting of 5 to 20% by weight of the F-class fly ash having a combined content of 70% or more, and 5 to 20% by weight of the C-class fly ash generated in the sintering process of the steel mill and containing 20% or more of calcium oxide (CaO). .
In addition, the present invention is characterized in that the stimulant is water glass or potassium hydroxide.
삭제delete
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 제철소의 선철 제조시 발생되는 고로슬래그 미분말과, 알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물을 원료로 하여 제조되는 강도보강제, 열병합발전소 및 화력발전소의 연료소각시 발생되는 플라이 애쉬 등의 산업 부산물을 통해 제조되는 바 이산화탄소를 다량으로 배출하는 시멘트의 소비를 절감할 수 있으므로 환경 친화적이며 제조단가를 현저히 줄일 수 있고, 휨강도가 향상되며, 토양(지반)의 오염을 방지할 수 있다.
The present invention made as described above is a blast furnace slag fine powder generated during the production of pig iron in steel mills, and a strength reinforcing agent produced by using the by-products generated in the aluminum steelmaking process, fly ash generated during the fuel incineration of cogeneration and thermal power plants, etc. As it is manufactured through industrial by-products, it is possible to reduce the consumption of cement that emits a large amount of carbon dioxide, which is environmentally friendly, significantly reduces the manufacturing cost, improves bending strength, and prevents soil (ground) contamination.
도 1 내지 3은 본 발명에 따른 산업 부산물을 이용한 지반 채움재를 전자현미경으로 촬영한 사진.
도 4는 본 발명이 실시예에 따른 강도보강제의 xrf 성분분석결과.1 to 3 is a photograph taken with an electron microscope of the ground filler using the industrial by-product according to the present invention.
Figure 4 is the xrf component analysis of the strength enhancer according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 산업 부산물을 이용한 지반 채움재에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the ground filler using the industrial by-products according to the present invention.
본 발명은 제조단가를 현저히 절감할 수 있고, 휨강도를 향상시킬 수 있으며, 토양(지반)의 오염을 방지할 수 있는 지반채움재를 개시한다. The present invention discloses a ground filling material that can significantly reduce manufacturing cost, improve bending strength, and prevent soil (ground) contamination.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 제철소의 선철 제조시 발생되는 부산물인 고로슬래그 미분말 20~50중량%와; 알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물로 제조되는 것으로서, 전기로슬래그 장입단계와, 가열단계와, 제강슬래그 장입단계와, 생석회 장입단계와, 알루미늄 장입단계를 거친 다음 소정의 반응시간이 경과하면 장입공간 내의 용융물이 외부로 출탕되고, 출탕된 용융물이 공기와 반응하여 굳으면 이를 분말 형태로 제조한 강도보강제 10~35중량%와; 열병합발전소나 화력발전소의 연료소각시 발생되거나 또는 제철소의 소결공정에서 발생되는 부산물인 플라이 애쉬 10~40중량%와; 황산염 자극 및 포졸란 반응을 유도하여 다량의 수화생성물을 생성시켜 치밀한 구조의 경화체가 되도록 하는 자극제 1~5중량%;를 포함한다. The present invention for the above purpose is 20 to 50% by weight of blast furnace slag fine powder which is a by-product generated during the production of pig iron in steel mills; Manufactured from by-products produced in aluminum steelmaking process, the furnace slag charging step, heating step, steelmaking slag charging step, quicklime charging step, aluminum charging step and then melted in the charging space after a predetermined reaction time 10 to 35% by weight of the strength enhancer prepared in powder form when the melted product is melted to the outside and reacted with air to harden; 10 to 40% by weight of fly ash, which is generated by incineration of cogeneration or thermal power plants or by-products generated in the sintering process of steelworks; 1 to 5% by weight of a stimulant to induce sulfate stimulation and pozzolanic reaction to produce a large amount of hydration product to form a hardened body of a dense structure.
고로슬래그 미분말은 제철공장 선철 제조 시 발생되는 산업부산물로 철광석의 불순물이 섞인 암질 산화알미늄(Al2O3)과 화합된 고온에서 용융된 부유물질로서, 에트링자이트 생성을 도우며 중금속의 고정화, 안정화에 기여한다. 고로슬래그 미분말은 분말도3,000~10,000cm2/g의 분포를 나타내는데, 통상적으로 4,000cm2/g, 8,000cm2/g, 10,000cm2/g 3종류로 분쇄 분급하여 사용하며, 고분말도의 분말이 반응성이 더 좋으나, 분말도가 클수록 에너지 소비가 기하급수적으로 많아져 고가로 된다. The blast furnace slag powder is an industrial by-product produced during the manufacture of pig iron in steel mills. It is a suspended solid at high temperatures combined with rocky aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixed with impurities from iron ore. Contributes to stabilization. Blast furnace slag is to represent the profile of FIG. 3,000 ~ 10,000cm 2 / g powder, typically 4,000cm 2 / g, 8,000cm 2 / g, 10,000
이러한 고로슬래그 미분말의 양은 전체 조성물 중량에 대하여 20~50중량%인 것이 바람직한데, 20중량% 이하인 경우 압축강도가 저하될 염려가 있고, 50중량%를 초과하는 경우 초기 반응 및 응결 시간이 지연되는 등 초기 강도 확보에 어려움이 있고 경제성이 낮아지며, 타 재료의 사용량이 줄어들어 전체적인 조화가 무너지게 된다. The amount of such blast furnace slag powder is preferably 20 to 50% by weight with respect to the total weight of the composition. If the amount is less than 20% by weight, the compressive strength may be lowered, and when the amount exceeds 50% by weight, the initial reaction and the setting time may be delayed. It is difficult to secure the initial strength, and economic efficiency is low, and the use of other materials is reduced, and the overall harmony is broken.
상기 강도보강제는 알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물(폐기물)로부터 제조된다. The strength reinforcing agent is prepared from by-products (waste) generated in the aluminum steelmaking process.
알루미늄 제강공정이라 함은 전기로슬래그 장입단계와, 가열단계와, 제강슬래그 장입단계와, 생석회 장입단계와, 알루미늄 장입단계를 포함하여 구성되는 공지된 공정으로서, 먼저, 전기로슬래그 장입단계는 전기로슬래그가 용융상태로 장입공간에 장입되는 단계로서, 장입 충격에 의해 내화물이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 용융상태로 장입된다. The aluminum steel making process is a known process including an electric furnace slag charging step, a heating step, a steelmaking slag charging step, a quicklime charging step, and an aluminum charging step. First, the electric furnace slag charging step includes an electric furnace slag. As a step of charging to the charging space in the molten state, it is charged in the molten state to prevent the refractory is broken by the charging impact.
다음으로, 가열단계는 전기로슬래그의 장입이 완료된 후 전류를 인가하여 전기로슬래그를 가열하는 단계로서, 바람직하게는 전기로슬래그는 1400~1500℃로 가열될 수 있다. 이는 후술할 제강슬래그(SC)의 용융온도가 약 1350℃이기 때문이다.Next, the heating step is a step of heating the electric furnace slag by applying a current after the charging of the electric furnace slag is completed, preferably the electric furnace slag may be heated to 1400 ~ 1500 ℃. This is because the melting temperature of steelmaking slag SC, which will be described later, is about 1350 ° C.
다음으로, 제강슬래그 장입단계는 전기로슬래그의 온도가 목표 가열온도에 도달하면 장입공간으로 제강슬래그가 장입되는 단계로서, 상기 제강슬래그는 연속주조공정에서 회수된 연속주조슬래그일 수 있다. Next, the steelmaking slag charging step is a step in which the steelmaking slag is charged to the charging space when the temperature of the furnace slag reaches the target heating temperature, the steelmaking slag may be a continuous casting slag recovered in the continuous casting process.
다음으로, 상기 생석회 장입단계와 알루미늄 장입단계는 제강슬래그의 장입이 완료된 후 장입공간에 생석회(CaO), 알루미늄이 각각 장입되는 단계로서, 생석회 장입단계와 알루미늄 장입단계를 통해 본 발명에 따른 강도보강제의 산화칼슘(CaO)과, 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 증가할 수 있다. Next, the quicklime charging step and the aluminum charging step is a step in which quicklime (CaO) and aluminum are respectively charged in the charging space after the charging of the steel slag is completed, the strength reinforcing agent according to the present invention through the quicklime loading step and the aluminum charging step. The content of calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) may increase.
이와 같이 전기로슬래그 장입단계와, 가열단계와, 제강슬래그 장입단계와, 생석회 장입단계와, 알루미늄 장입단계를 거친 다음 소정의 반응시간이 경과하면 장입공간 내의 용융물이 외부로 출탕되는데, 이와 같이 출탕된 용융물이 공기와 반응하여 굳으면 이를 분말 형태로 제조한 것이 본 발명에 따른 강도보강제이다. As such, after the predetermined reaction time passes after the electric furnace slag charging step, the heating step, the steelmaking slag charging step, the quicklime charging step, and the aluminum charging step, the melt in the charging space is tapped out. When the melt reacts with air and is hardened, the strength enhancer according to the present invention is prepared in powder form.
하기의 표 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 강도보강제의 조성비를 나타내며, 표에 기재된 바와 같이 화학성분의 함량을 포함한다. Table 1 below shows the composition ratio of the strength enhancer prepared according to the embodiment of the present invention, and includes the content of the chemical component as described in the table.
일반적으로 강알칼리성의 지반채움재는 중금속이 용출되는 문제점이 수반되고, 토양 오염의 원인이 될 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 본 발명은 강알칼리성의 지반채움재에 상기의 화학성분을 갖는 강도보강제가 혼합되면서 pH저감효과를 제공하여 토양(지반)의 오염을 방지할 수 있다. In general, strong alkaline ground fillers are accompanied by the problem of eluting heavy metals, and may cause soil contamination. In order to prevent this problem, the present invention can provide a pH-lowering effect while mixing the strength enhancer having the above chemical composition into a strong alkaline ground filler to prevent soil (ground) contamination.
뿐만 아니라, 지반채움재와 강도보강제의 혼합 과정에서 중화열이 발생되는데, 이 중화열이 식으면서 탈수반응을 일으켜 초기 반응속도가 증가하므로 초기 경화시간이 현저히 단축되면서 강도가 증진되는 효과가 있다. In addition, the heat of neutralization is generated during the mixing process of the ground filler and the strength reinforcing agent, the dehydration reaction occurs while the heat of neutralization cools, thus increasing the initial reaction rate, thereby significantly reducing the initial curing time and improving strength.
종래에 개시된 지반채움재 중에서 폴리카르복실산을 주성분으로 하는 감수제가 포함되는 지반채움재는 초기 강도가 발현되고, 경화시간이 현저히 단축되는 장점이 있으나, 고가의 구매비용이 발생되는 문제점이 있었다. Among the ground fillers disclosed in the prior art, ground fillers including a water reducing agent containing polycarboxylic acid as a main component have an advantage in that initial strength is expressed and curing time is considerably shortened, but expensive purchase cost is generated.
본 발명에 따른 강도보강제는 중화열에 의한 탈수반응을 통해 초기 반응속도가 증가하면서 경화시간이 단축되므로 기존의 감수제의 대체제로 사용될 수 있으며, 고가의 감수제를 생략할 수 있으므로 비용이 현저히 절감되는 장점이 있다. Strength reinforcing agent according to the present invention can be used as a substitute for the existing water reducing agent because the initial reaction rate is increased through the dehydration reaction by the heat of neutralization can be used as a substitute for the existing water reducing agent, it is possible to omit expensive water reducing agent significantly reduced cost have.
상기 강도보강제는 전체 조성물에 대하여 10~35중량%가 혼합되는데, 만약 10중량% 미만으로 혼합되면 성분 함량 미달로 인해 강도보강제를 통한 작용효과를 기대할 수 없으며, 35중량%를 초과할 경우 지반채움재의 산성이 강해지면서 물성이 질어지는 현상이 발생하여 경화가 현저히 저하되는 문제점이 발생되며, 이로 인해 강도가 저하되는 문제점이 발생된다. The strength enhancer is 10 to 35% by weight based on the total composition, if less than 10% by weight of the component content can not be expected due to the strength enhancer due to insufficient component content, if exceeding 35% by weight ground filler As the acidity of the resin becomes stronger, a phenomenon in which physical properties become worse occurs, thereby causing a problem in that the curing is significantly lowered, which causes a problem in that the strength is lowered.
다음으로, 플라이 애쉬는 열병합 발전소 및 화력 발전소에서 연료소각시 발생되는 부산물로서, 바람직하게는 열병합발전소 및 화력발전소의 연료소각시 발생되고 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화제이철(Fe2O3)을 합한 함량이 70% 이상인 F급 플라이 애쉬와, 제철소의 소결공정에서 발생되고 산화칼슘(CaO)의 함량이 20% 이상인 C급 플라이 애쉬를 사용한다. Next, fly ash is a by-product generated from fuel incineration in cogeneration and thermal power plants. Preferably, fly ash is generated during incineration of cogeneration and thermal power plants, and silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and Class F fly ash containing 70% or more of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) and class C fly ash having a calcium oxide (CaO) content of 20% or more generated in the sintering process of steel mills.
상기 플라이 애쉬는 전체 조성물 중량에 대하여 10~40중량%인 것이 바람직하며, 상기 F급 플라이 애쉬 5~20중량%가 혼합되고, C급 플라이 애쉬 5~20중량%가 혼합된다. The fly ash is preferably 10 to 40% by weight based on the total weight of the composition, 5 to 20% by weight of the F-class fly ash is mixed, 5 to 20% by weight of the C-class fly ash is mixed.
상기 F급 플라이 애쉬가 5 중량% 미만인 경우에는 탈황부산물과 함께 초기수화반응을 유도할 수 없다는 문제가 있고, 20 중량%를 초과하면 팽창효과가 크고 단위수량이 증대 된다는 문제가 발생한다.When the F-class fly ash is less than 5% by weight, there is a problem in that the initial hydration reaction can not be induced with the desulfurization by-product, and when the F-class fly ash exceeds 20% by weight, the expansion effect is large and the unit quantity increases.
또한, 상기 C급 플라이 애쉬가 5중량% 미만인 경우에는 초기강도 조절이 어렵다는 문제가 있고, 20 중량%를 초과하면 응결지연 현상이 발생된다는 문제가 있다.In addition, when the C-class fly ash is less than 5% by weight, there is a problem in that the initial strength is difficult to control, and when it exceeds 20% by weight, a condensation delay phenomenon occurs.
본 발명에서는 포졸란 물질로 플라이 애시를 사용하는데, 이러한 포졸란 물질은 자체로는 수경성이 없지만, 수화반응에 의해 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 플라이애쉬에 포함된 이산화규소(SiO2)가 반응하여 수화물을 생성한다. 이렇게 하여 생긴 에트린가이트(Ettringitte)라 불리우는 규산칼슘수화물(3CaO·Al2O3·3CaSO4·3H2O)은 경화체의 조직을 보다 치밀하게 만들어 준다. In the present invention, a fly ash is used as a pozzolanic material. The pozzolanic material itself is not hydrophobic, but calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) produced by the hydration reaction and silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the fly ash are used. React to produce a hydrate. The resulting calcium silicate hydrate (Ettringitte) (3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 3H 2 O) makes the hardened tissue more compact.
상기 자극제는 황산염 자극 및 포졸란 반응을 유도하여 다량의 수화생성물을 생성시켜 치밀한 구조의 경화체가 되도록 하는 것으로, 전체 조성물 중량에 대하여 1~5중량%가 혼합된다. 상기 자극제가 1중량% 미만인 경우 소량이어서 자극제로서의 역할을 수행할 수 없고, 5중량%를 초과하게 되면 급속한 초기반응으로 작업성이 저하된다는 문제가 발생하게 된다. The stimulant is to induce the sulphate stimulation and pozzolanic reaction to produce a large amount of hydration product to be a hardened structure of a compact structure, 1 to 5% by weight of the total composition is mixed. If the stimulant is less than 1% by weight, the amount of the stimulant may not serve as a stimulant, and if it exceeds 5% by weight, a problem occurs that the workability is lowered due to a rapid initial reaction.
본 발명에서 상기 자극제로는 물유리 또는 수산화칼륨을 사용할 수 있는데, 상기 물유리는 이산화규소와 알칼리를 융해한 규산알칼리염의 수용액으로서, 대표적으로 규산나트륨 수용액(2SiO2·Na2O·xH2O) 및 규산칼리 수용액 등이 있다. 이러한 물유리는 플라이 애쉬 분말의 활성화를 유도할 뿐만 아니라, 물에 잘 녹는 성질을 가져 플라이 애쉬 미분말의 경화시간을 단축시킬 수도 있다. There the pole zero in the present invention can use a water glass or potassium, the water glass is a silica and a silicic acid alkali salt solution and thawing an alkali, typically aqueous solution of sodium silicate (2SiO 2 · Na 2 O · xH 2 O) and Aqueous silicate solution and the like. Such water glass not only induces the activation of the fly ash powder, but also has a property of being soluble in water, thereby shortening the curing time of the fly ash fine powder.
상기 수산화칼륨(KOH) 또한 상기 물유리와 같이 경화유도제로 사용할 수 있으며, 물유리에 비해 비용이 고가이므로 수산화나트륨(NaOH)를 사용하거나 상기 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH)을 혼합한 혼합 수용액을 사용할 수도 있다.
The potassium hydroxide (KOH) may also be used as a hardening inducer like the water glass, and because the cost is higher than that of water glass, a mixed aqueous solution using sodium hydroxide (NaOH) or mixed with sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) You can also use
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 제철소의 선철 제조시 발생되는 고로슬래그 미분말, 알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물로부터 제조되는 강도보강제, 열병합발전소 및 화력발전소의 연료소각시 발생되는 플라이 애쉬 산업 부산물을 원료료 하여 제조되는 바 이산화탄소를 다량으로 배출하는 시멘트의 소비를 절감할 수 있으므로 환경 친화적이고 제조단가를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 강도보강제로부터 휨강도가 증진되는 효과를 기대할 수 있고, 토양(지반)의 오염을 방지할 수 있으며, 고로슬래그 및 플라이 애쉬의 활성도가 증진되어 황산염 자극에 의한 포졸란 반응과 잠재수경성 반응을 유도하여 다량의 수화생성물을 생성시켜 치밀한 구조를 이루도록 하여 강도와 품질이 향상되고, 제강공정에서 발생하는 폐기물 중 과정에서 발생되는 탈황석고를 상기 강도보강제로 대체함으로써 계량성과 가공성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
The present invention made as described above by using the raw material of the fly ash industrial by-products generated during the fuel incineration of the blast furnace slag powder produced in the production of pig iron of the steel mill, the strength reinforcing agent produced from the by-products generated in the aluminum steelmaking process, cogeneration and thermal power plants As it can reduce the consumption of cement that emits a large amount of carbon dioxide, it is environmentally friendly and has the advantage of reducing manufacturing costs, and it can be expected to increase the bending strength from the strength enhancer, and to contaminate soil (ground). It can be prevented and the activity of blast furnace slag and fly ash is enhanced to induce pozzolanic reaction and latent hydraulic reaction by sulphate stimulation to produce a large amount of hydration products to achieve a dense structure to improve strength and quality, and Generated from the process By replacing the desulfurization gypsum as the strength reinforcing agent can be expected the effect of improving the metering and processability.
실시예.Example.
고로슬래그 40량%와, 강도보강제 28중량%와, 플라이 애쉬 30중량%와, 물유리 2중량%를 혼합하여 본 발명에 따른 산업 부산물을 이용한 지반 채움재를 조성하였다.
40 parts by weight of blast furnace slag, 28% by weight strength modifier, 30% by weight of fly ash, and 2% by weight of water glass were mixed to form a ground filler using the industrial by-product according to the present invention.
Claims (3)
알루미늄 제강공정에서 발생되는 부산물로 제조되는 것으로서, 전기로슬래그 장입단계와, 가열단계와, 제강슬래그 장입단계와, 생석회 장입단계와, 알루미늄 장입단계를 거친 다음 소정의 반응시간이 경과하면 장입공간 내의 용융물이 외부로 출탕되고, 출탕된 용융물이 공기와 반응하여 굳으면 이를 분말 형태로 제조한 강도보강제 10~35중량%와;
열병합발전소나 화력발전소의 연료소각시 발생되거나 또는 제철소의 소결공정에서 발생되는 부산물인 플라이 애쉬 10~40중량%와;
황산염 자극 및 포졸란 반응을 유도하여 다량의 수화생성물을 생성시켜 치밀한 구조의 경화체가 되도록 하는 자극제 1~5중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업 부산물을 이용한 지반채움재.
20 to 50% by weight of blast furnace slag fine powder, which is a by-product generated in the manufacture of pig iron in steel mills;
Manufactured from by-products produced in aluminum steelmaking process, the furnace slag charging step, the heating step, the steel slag charging step, the quicklime charging step, the aluminum charging step and after the predetermined reaction time, the melt in the charging space 10 to 35% by weight of the strength enhancer produced by tapping into the outside, and the melted melt reacted with air to harden;
10 to 40% by weight of fly ash, which is generated by incineration of cogeneration or thermal power plants or by-products generated in the sintering process of steelworks;
A ground filler using industrial by-products comprising: 1 to 5% by weight of a stimulant to induce sulfate stimulation and pozzolanic reaction to produce a large amount of hydration product to form a hardened body of a compact structure.
According to claim 1, wherein 10 to 40% by weight of the fly ash is generated during the fuel incineration of the cogeneration or thermal power plant, and silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and ferric oxide (Fe 2 O 3 ) 5 to 20% by weight of the F-class fly ash having a total content of 70% or more, and 5 to 20% by weight of the C-class fly ash generated in the sintering process of the steel mill and having a calcium oxide (CaO) content of 20% or more. Ground filling material using industrial by-products.
The ground filler according to claim 1 or 2, wherein the stimulant is water glass or potassium hydroxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190027860A KR102042777B1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | The soil fill materials using product of industry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190027860A KR102042777B1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | The soil fill materials using product of industry |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102042777B1 true KR102042777B1 (en) | 2019-11-08 |
Family
ID=68542144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190027860A KR102042777B1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | The soil fill materials using product of industry |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102042777B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113429194A (en) * | 2021-05-20 | 2021-09-24 | 青海华信环保科技有限公司 | Method for preparing tailing dam permeability guiding material by using industrial solid waste |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101699012B1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-01-23 | 에코엔텍 주식회사 | The soil fill materials using product of industry |
-
2019
- 2019-03-12 KR KR1020190027860A patent/KR102042777B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101699012B1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-01-23 | 에코엔텍 주식회사 | The soil fill materials using product of industry |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113429194A (en) * | 2021-05-20 | 2021-09-24 | 青海华信环保科技有限公司 | Method for preparing tailing dam permeability guiding material by using industrial solid waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102418336B1 (en) | Cement compound and a method for the production thereof | |
| KR101699012B1 (en) | The soil fill materials using product of industry | |
| KR102125577B1 (en) | Composition agent | |
| KR101903438B1 (en) | Non-roasting Pellet Composition Prepared By Using Melted Iron slags and Melted Iron Process By-products, and Pellet Preparation Method | |
| KR100913770B1 (en) | Preparation of blended cement compositions using Reduction Electric Arc Furnace Slag | |
| US7682448B2 (en) | High compressive strength silica mortar and manufacturing method thereof | |
| KR20080102114A (en) | Composition of blended cement using high-volume industrial by-products and method of thereof | |
| CN107056115A (en) | A kind of rush for ardealite based cementitious material coagulates type early strength agent and preparation method thereof | |
| KR102305174B1 (en) | Binder for secondary concrete product and manufacturing method of secondary concrete product | |
| KR101388202B1 (en) | Ecofriendly binder and mortar composition for radiant heating floor panel | |
| KR20180109377A (en) | Surface solidification and soil pavement method | |
| KR20180051903A (en) | Surface mixing method | |
| KR101395034B1 (en) | Slag Cement Composition Containing a Large Amount of Furnace Blast Slag | |
| KR102042777B1 (en) | The soil fill materials using product of industry | |
| KR102042779B1 (en) | The soil fill materials enhanced strength and manufacturing method of the same | |
| Burciaga-Díaz et al. | Limestone and class C fly ash blends activated with binary alkalis of Na2CO3–NaOH and MgO–NaOH: Reaction products and environmental impact | |
| KR101790542B1 (en) | Low cement type binder composition | |
| KR101366835B1 (en) | Cement composition using desulphurizing dust | |
| KR102405842B1 (en) | Filler composition for asphalt pavement, filler for asphalt pavement manufactured therefrom, and asphalt for pavement comprising thereof | |
| KR101353626B1 (en) | Non―sintering slag cement composite using byproduct of iron and steel | |
| KR102522763B1 (en) | Binder for secondary concrete product and manufacturing method of secondary concrete product | |
| KR20210126847A (en) | the grinding aid composition for improving the initial strength and the blast furnace slag cement binding material composition utilizing the same | |
| KR101918998B1 (en) | Plaster blocks recycled with waste perlite and method for manufacturing the same | |
| US20230242448A1 (en) | Cement admixture, expansion material, and cement composition | |
| KR20170038135A (en) | Binder agent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |