KR102249517B1 - 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 - Google Patents

압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 18~19중량%, 플라이애쉬 1~2중량%, 석회석 미분말 1~2중량%, 킬른 더스트 1~2중량%, 스테인리스 슬래그 1~2중량%, 알루미네이트 속경제 1~2중량%, 아크릴수지 0.5~5중량%, 리튬실리케이트 1~2중량%, AE감수제 0.01~1중량%, 활성화제 0.01~1중량%, 잔골재 50~60중량%, 굵은골재 10~20중량% 및 물 5~8중량%를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 압축강도 및 투수성이 우수한 장점이 있다.

Description

압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물{Concrete Composition improved compressive strength for preparing Eco Friendly Embankment Block}
본 발명은 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축강도 및 투수성이 우수한, 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
최근에 호안이나 도로의 사면의 환경문제를 심각하게 인식하게 되고, 환경친화적인 환경에 대한 욕구가 높아지면서, 훼손된 자연환경을 재생, 복구하고자 하는 시도가 활발히 이루어지고 있다.
따라서, 하천의 호안이나 도로의 사면 등이 유실되는 것을 방지하고 생태적으로 안정화할 수 있도록 식생매트, 식생롤, 또는 콘크리트 블럭 등을 이용한 시도가 최근 활발히 시도되고 있으나, 식생매트나 식생롤을 이용하여 사면을 녹화시키는 경우에는 구조적으로 견고한 안정성을 확보하기에는 무리가 있고, 콘크리트 블럭을 이용하여 사면을 안정화하는 경우에는 콘크리트 블럭 자체에 연속된 공극이 없어 토양에 공기 및 빗물 등이 스며들지 않아 토양이 황폐화되어 하천환경이 파괴되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 콘크리트 블럭의 강성을 유지하면서 공극이 형성된 다공성 콘크리트 블럭을 제공하고자 하였다. 이러한 콘크리트 블럭은 일반적으로 골재 사이의 공극을 모르타르로 채우고 다짐을 충분히 함으로써 콘크리트 내부의 공극을 최소화하여 제조된다. 이러한 콘크리트를 호안에 적용시키면 제품의 균일화와 시공성이 용이하고 공사비가 저렴한 장점이 있다. 하지만 시공 후 빗물 등에 의해 시멘트 성분이 녹아 내리거나, 화학적 반응을 일으켜 주변 하천과 토양을 오염시키고 나아가 동식물의 서식이나 생육기반을 훼손하는 등 자연 생태계를 파괴하는 문제점이 있었다.
본 출원인은 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물, 이를 이용한 친환경 호안 블럭 및 그의 제조 방법을 출원하여 등록된 바 있다.(대한민국등록특허공보 제10-1258269호(2013.05.02.))
상기 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트의 사용량을 기존 대비 50% 이하로 줄일 수 있으므로 빗물 등에 의해 육가 크롬이나 알칼리 성분이 용출되어 하천 등을 오염시키는 것을 줄일 수 있는 장점이 있지만 압축강도가 약하여 내구성이 떨어지는 단점이 있다.
KR 10-1258269 B1 2013.05.02.
본 발명의 목적은 압축강도가 우수한, 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투수성이 우수한, 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은, 슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 18~19중량%, 플라이애쉬 1~2중량%, 석회석 미분말 1~2중량%, 킬른 더스트 1~2중량%, 스테인리스 슬래그 1~2중량%, 알루미네이트 속경제 1~2중량%, 아크릴수지 0.5~5중량%, 리튬실리케이트 1~2중량%, AE감수제 0.01~1중량%, 활성화제 0.01~1중량%, 잔골재 50~60중량%, 굵은골재 10~20중량% 및 물 5~8중량%를 포함하는, 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 투수성향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 투수성향상제는 벤토나이트 50~60중량%, 폴리우레탄수지 10~20중량%, 이산화규소 10~20중량% 및 산화알루미늄 5~15중량%를 포함한다.
상기 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 수질정화제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 수질정화제는 창포 100중량부에 풀빅산 10~15중량부, 구연산 10~15중량부, 바실러스 낫토균 1~5중량부 및 고초균 1~5중량부를 가하고 30~40℃에서 20~24시간 동안 발효시킨다.
본 발명에 따른 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물은 압축강도 및 투수성이 우수한 장점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물을 설명한다.
본 발명의 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물은,
슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 18~19중량%, 플라이애쉬 1~2중량%, 석회석 미분말 1~2중량%, 킬른 더스트 1~2중량%, 스테인리스 슬래그 1~2중량%, 알루미네이트 속경제 1~2중량%, 아크릴수지 0.5~5중량%, 리튬실리케이트 1~2중량%, AE감수제 0.01~1중량%, 활성화제 0.01~1중량%, 잔골재 50~60중량%, 굵은골재 10~20중량% 및 물 5~8중량%를 포함한다.
상기 슬래그 시멘트는 슬래그 미분말이 40~50중량% 들어 있고 나머지 성분은 포틀랜드 시멘트로 구성된다. 상기 포틀랜드 시멘트는 실리카 및 알루미나를 주성분으로 하는 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합하여 그 일부가 용융되어 소결된 클링커에 적당량의 석고를 첨가하여 분말화한 것으로서 포틀랜드 시멘트 중에 포함된 규산3석회나 규산2석회 등이 수화하면서 다량의 Ca(OH)2를 생성하므로 육가 크롬 및 알칼리 성분 용출에 따른 하천 오염의 문제가 발생하고, 화학적 침식에 대한 저항성이 약해지는 원인이 된다. 본 발명에서는 이러한 일반 포틀랜드 시멘트의 사용량을 줄이기 위하여 결합제로서 슬래그 시멘트를 사용하되 슬래그 미분말을 40~50중량%로 포함하는 슬래그 시멘트를 사용하고 기타 포졸란 반응을 일으키는 혼화재를 추가로 포함함으로써 포틀랜드 시멘트에서 생성되는 Ca(OH)2 양을 감소시킬 수 있으므로 각종 염류나 해수작용에 대한 저항성을 강화할 수 있다. 따라서 하천이나 제방용으로 사용되는 친환경 호안 블럭의 제조에 적합하다. 본 발명에서 상기 슬래그 시멘트에 포함되는 슬래그 미분말은 제철 용광로 등에서 채취되는 고로 슬래그의 미분말로서 포졸란재로 기능한다. 본 발명에서 상기 슬래그 미분말은 3,000~10,000cm2/g의 분말도를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 4,000~7,000cm2/g의 분말도의 분말도를 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 또한, 본 발명에서 상기 슬래그 미분말은 슬래그 시멘트 중에 40~50중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 슬래그 시멘트의 비중은 2.9~3.2 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 슬래그 시멘트는 18~19중량% 포함되는 것이 바람직하며, 18중량% 미만 포함되면 압축강도가 떨어지는 문제가 있고, 19중량% 초과 포함되면 하천 오염의 문제가 발생할 수 있다.
상기 플라이 애쉬는 화력발전소에서 석탄을 사용하고 남은 석탄재로서 완전히 연소되어 비중이 2.0~2.4, 바람직하게는 2.1~2.2 범위에 드는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도는 3,500~4,500cm2/g, 강열 감량은 5% 미만인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 플라이 애쉬는 포졸란 반응에 의하여 콘크리트의 장기 강도를 증진시키고 콘크리트 조직의 수밀성, 내구성, 내화학성을 강화시키는 역할을 한다.
상기 플라이 애쉬는 1~2중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 장기 강도 증진 효과가 미미해지는 문제가 있고, 2중량% 초과 포함되면 미반응물이 잔존할 수 있다.
상기 석회석 미분말은 석회석 산지에서 가공되는 제품으로서, 플라이애쉬와 마찬가지로 포졸란 반응이 일어나 내구성 향상, 수밀성 향상, 장기 강도 증진에 효과가 있고 유동성이 개선되며, 비중이 낮아 콘크리트 표면 개선에 도움을 준다. 본 발명에서 상기 석회석 미분말은 비중이 2.5~2.7인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 석회석 미분말은 4,000~6,000cm2/g의 분말도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 일반 포틀랜드 시멘트에 비해 분말도가 높고 골재에 시멘트가 얇은 피막을 입히는 것을 보조하기 때문에 시멘트의 대체제로서 사용이 가능하다.
상기 석회석 미분말은 1~2중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 장기 강도 증진 효과가 미미해지는 문제가 있고, 2중량% 초과 포함되면 미반응물이 잔존할 수 있다.
상기 킬른 더스트는 시멘트 제조 과정에서 부산되는 미립의 집진 분말로서 현재는 시멘트 제조 공정 중에 재투입되어 일정량이 재순환하는 형태로 사용되고 있으나 이러한 킬른 더스트는 시멘트 제조 공정 중 원료의 성분 분리를 발생시키고 재투입 과정에서 불균일 혼합을 일으키는 등 공정 불안이나 제품 품질 변동의 요인이 되기도 한다. 본 발명에서는 이와 같은 킬른 더스트를 혼화재의 일종으로서 호안 블럭의 제조 과정 중에 사용할 수 있다. 이러한 킬른 더스트는 본 발명에 사용될 경우 포졸란 효과와 더불어 자극적 성분에 의한 상승 작용으로 초기 수화를 촉진하여 콘크리트의 초기 강도를 보강하는 역할을 한다.
상기 킬른 더스트는 1~2중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 초기 강도 증진 효과가 미미해지는 있고, 2중량% 초과 포함되면 미반응물이 잔존할 수 있다.
상기 스테인리스 슬래그는 초기에 칼슘 이온의 용출이 많아지고 시멘트 광물인 3CaO·SiO2의 수화반응을 촉진시켜 조기강도의 발현이 우수하다.
상기 스테인리스 슬래그는 1~2중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 초기 강도 증진 효과가 미미해지는 문제가 있고, 2중량% 초과 포함되면 미반응물이 잔존할 수 있다.
상기 알루미네이트 속경제는 물과 접촉할 경우 높은 압축강도를 수시간 내에 나타낸다. 상기 알루미네이트 속경제는 1~2중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 초기 강도 증진 효과가 미미해지는 문제가 있고, 2중량% 초과 포함되면 미반응물이 잔존할 수 있다.
상기 아크릴수지는 결합제의 역할을 하며, 빛에 노출되어도 황변 현상이 일어나지 않는 장점이 있다. 상기 아크릴수지는 0.5~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 0.5중량% 미만 포함되면 결합제 효과가 미미해지는 문제가 있고, 5중량% 초과 혼합되면 강도가 약해지는 문제가 있다.
상기 리튬실리케이트는 경화제 역할을 수행한다. 상기 리튬실리케이트는 1~2중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 경화 속도가 늦어지는 문제가 있고, 2중량% 초과 혼합되면 강도가 약해지는 문제가 있다.
본 발명에서 감수제로는 폴리카본산계 AE감수제를 0.01~1중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리카본산계 AE(air-entraining)감수제는 일종의 공기연행제로서 콘크리트 속에 독립된 미세한 공기포를 연행시켜 워커빌리티와 동결 융해에 대한 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 폴리카본산계 고성능 AE감수제는 예를 들어, 폴리카본산 에테르계 폴리머, 폴리카본산 에테르계의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 가교 폴리머의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 고변성 폴리머의 복합체, 폴리에테르 카본산계 고분자 화합물, 폴리카본산계 고분자 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 고분자 형태로 시멘트 입자 표면에서 입체적 층 구조를 형성하여 시멘트의 분산력을 유지시키는 기능을 한다. 상기 폴리카본산계 AE감수제는 감수 성능이 높고 양호한 슬럼프 유지 성능을 갖도록 하는 특징이 있다.
상기 활성화제는 혼화재 성분과 반응하여 폴리시알레이트 중합체(Si-O-Al-O)를 형성한다. 상기 폴리시알레이트 중합체는 우수한 강도를 발현하며 속경성을 유도할 수 있다. 본 발명에서 활성화제는 중성 활성화제 및 알카리성 활성화제 중 1종 이상을 사용할 수 있으며, 그 함량은 0.01~1중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.01중량% 미만이면 반응성이 낮아 폴리시알레이트 중합체의 형성이 어렵고, 1중량%를 초과하면 조성물의 혼합 직후 급격한 반응에 의해 가사시간의 확보가 어렵게 된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 중성 활성화제의 예로는 pH가 6~9인 구연산칼륨, 구연산칼슘, 구연산나트륨, 말산, 질산칼슘, 말론산, 글리콜산 또는 이들의 염 등을 들 수 있고, 알칼리성 활성화제의 예로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬실리케이트 등을 들 수 있다.
상기 잔골재는 비중이 2.2~2.7인 잔골재를 50~60중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 부순잔골재나 재생잔골재 등을 사용할 수 있다.
상기 굵은 골재는 비중 2.5 ~ 2.8인 굵은 골재를 10~20중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 굵은 골재는 5mm체에 쳐서 남은 골재를 말한다.
본 발명의 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물은,
압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 투수성향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명은 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물에 투수성향상제를 추가적으로 포함하므로써 투수성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 투수성향상제는 벤토나이트 50~60중량%, 폴리우레탄수지 10~20중량%, 이산화규소 10~20중량% 및 산화알루미늄 5~15중량%를 포함한다.
상기 벤토나이트는 투수성을 향상시키는 역할을 수행한다. 상기 벤토나이트는 50~60중량% 포함되는 것이 바람직하며, 50중량% 미만 포함되면 투수성을 향상시키는 효과가 미미해지는 문제가 있고, 60중량% 초과 혼합되면 강도가 약해지는 문제가 있다.
상기 폴리우레탄수지는 강도, 가용성, 내충격성, 내열성이 뛰어난 장점이 있다. 상기 폴리우레탄수지는 10~20중량% 포함되는 것이 바람직하며, 10중량% 미만 포함되면 압축강도 향상효과가 미미해지는 문제가 있고, 20중량% 초과 혼합되면 황변현상이 발생하는 문제가 있다.
상기 이산화규소(SiO2)는 강도를 향상시키는 역할을 수행한다. 상기 이산화규소(SiO2)는 10~20중량% 포함되는 것이 바람직하며, 10중량% 미만 포함되면 강도가 저하되는 문제가 있고, 20중량% 초과 포함되면 너무 강도가 강해져서 유리처럼 깨질 수 있다.
상기 산화알루미늄(Al2O3)은 이산화규소와 타 재료와의 혼합을 용이하게 하는 역할을 수행한다. 상기 산화알루미늄(Al2O3)은 5~15중량% 포함되는 것이 바람직하며, 5중량% 미만 포함되면 재료 상호간의 혼합이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 있고, 15중량% 초과 포함되면 재료 배합에 있어서 결합 후의 물성이 변하는 문제가 있다.
본 발명의 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물은,
압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 수질정화제 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명은 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물에 수질정화제를 추가적으로 포함하므로써 수질의 환경을 개선할 수 있는 장점이 있다.
상기 수질정화제는 창포 100중량부에 풀빅산 10~15중량부, 구연산 10~15중량부, 바실러스 낫토균 1~5중량부 및 고초균 1~5중량부를 가하고 30~40℃에서 20~24시간 동안 발효시켜 제조한다.
상기 창포는 천남성과(Araceae)에 속하는 창포 (Aracea calamus L)의 전초로서, 알려진 성분으로는 유게놀(eugenol), 아사릴알데히드(asarylaldehyde), 아사론(asarone) 등의 정유성분, 탄닌(tannin), 아코린(axorin), 팔미틴산(palmitic acid) 등의 성분을 함유하고, 진정, 진통, 진경, 진해 거담작용을 나타내는 것으로 알려진바 있다.
상기 풀빅산(Fulvic Acid)은 천연 휴믹물질로부터 정제수를 이용하여 추출하는 정제수 추출법에 의해 추출된 것이다. 천연 휴믹 물질의 농도가 5~10%가 되도록 정제수를 부가한 다음 60~70℃의 온탕에서 교반하여 얻어진 상등액을 여과 및 농축하여 추출된다.
천연휴믹물질(Natural Humic substance)은 수질환경 및 양어장 환경개선에 상당한 효과를 이루면서도 항균, 항진균 효과가 우수한 천연물질이다. 이러한 천연휴믹물질은 식물의 잔재물이 퇴적되어 수천만년동안 분해과정을 거친 퇴적토양인 휴민토양이 이에 해당된다. 이러한 천연휴믹물질에서 추출한 저분자량의 산으로 구성된 풀빅산은 생물활성이 높고 분자구조 중에 미네랄과 요소와 쉽게 결합하는 능력을 가지고 있을 뿐만 아니라, 수백종의 복합 미네랄과 다수의 영양수, 그리고 다량의 용존 산소를 함유하고 있으며, 표면장력이 낮아 반응성을 높이는 효과가 있다.
상기 구연산(citric acid)은 하이드록시기(-OH)를 가지는 다염기 카복실산의 하나로서, 물에서 결정시키면 1분자의 결정수를 지닌 큰 주상 결정이 생긴다. 가열하면 무수물이 되는데, 이것은 녹는점이 153℃이고, 온도를 더 올리면 175℃에서 아코니트산이 되며, 고온에서는 아이타콘산 무수물이나 전위 생성물인 시트라콘산 무수물 및 아세톤다이카복실산을 생성한다. 물·에탄올에 잘 녹으며, 당류를 기질로 하여 미생물을 배양했을 때, 배양액 속에 시트르산이 축적되는 현상을 볼 수 있는데 이것을 시트르산발효라 한다. 시트르산발효를 일으키는 미생물로는 보통 검정곰팡이가 사용되는데, 산성(pH 2∼3)에서 약 30℃, 7∼10일간 발효시키면 시트르산을 얻을 수 있다.
상기 바실러스 낫토균(Bacillus natto)은 짚에 존재하며, 짚 한 묶음에 약 1천만개가 붙어있으며 균의 크기는 길이 2.33마이크론, 폭은 1마이크론이고 종의 보존을 위해 포자를 형성하는 성질을 가지고 있다.
상기 고초균은 바실러스 섭틸리스(B. subtilis), 바실러스 리크네포르미스(B. lichneformis), 바실러스 메가테리움(B. megaterium), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), 바실러스 낫토(B. natto), 바실러스 안스라시스(B.antharcis), 바실러스렌투스(B.lentus), 바실러스 퍼미러스(B.pumilus), 바실러스 더링지엔시스(B.thuringiensis), 바실러스 알베이(B.alvei), 바실러스 아조토픽산스(B.azotofixans), 바실러스 매세란스(B.macerans), 바실러스 포리믹사(B.polymyxa), 바실러스 파필리에(B.popilliae), 바실러스 코아글란스(B.coagulans), 바실러스 스테아로더모필러스(B.stearothermophilus), 바실러스 파스퇴리(B.pasteurii), 바실러스 패리커스(B.sphaericus) 및 바실러스 패스티디오서스(B.fastidiosus)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물은 압축강도 및 투수성이 우수한 장점이 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
슬래그 미분말이 45중량% 포함되며 비중이 3.04인 슬래그 시멘트 18중량%, 플라이애쉬 1중량%, 석회석 미분말 1중량%, 킬른 더스트 1중량%, 스테인리스 슬래그 1중량%, 알루미네이트 속경제 1중량%, 아크릴수지 1중량%, 리튬실리케이트 1중량%, AE감수제 0.5중량%, 활성화제 0.5중량%, 잔골재 54중량%, 굵은골재 15중량% 및 물 5중량%를 혼합하여 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
실시예 1에서 상기 압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물 100중량부에 투수성향상제 5중량부를 추가적으로 혼합하였다. 상기 투수성향상제는 벤토나이트 60중량%, 폴리우레탄수지 15중량%, 이산화규소 15중량% 및 산화알루미늄 10중량%를 혼합하여 제조하였다.
[비교예 1]
물 125㎏, 슬래그미분말이 45중량% 포함되며 비중이 3.04인 슬래그 시멘트 194㎏, 플라이애쉬 42㎏, 석회석미분말 42㎏, 잔골재 1516㎏, 굵은 골재 428㎏ 및 AE감수제 2.22㎏을 혼합하여 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
분말도 6,320cm2/g인 보통 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여, 숯 미분말(평균직경 700 메쉬이고, 입자 균일도 95% 이상) 30 중량부; 강도보강 섬유 3 중량부; 이소티오시안산 알릴 2 중량부; 및 입경이 5mm 이하인 부순모래 400 중량부; 상기 잔골재보다 입자의 크기가 굵으며 입경이 25mm 이하인 폐콘크리트 순환골재 50 중량부에; 제지슬러지(수분함량 32 %) 18 중량부; 분말도가 4,700 ㎠/g인 제지슬러지 소각재 6 중량부; 분말도가 4,300 ㎠/g인 바텀애시 23 중량부; 분말도 3,580 ㎠/g인 폐석고 미분말 7 중량부; 및 산화아연 2 중량부(평균입경 약 0.7 ㎛: 평균입경 약 57 ㎛=1:1 중량비)를 더 첨가하여, 건식혼합한 후, 혼합수 100 중량부와; 폴리아크릴아미드 21 중량부; 폴리비닐아세테이트 14 중량부; 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 7 중량부; 히드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 3 중량부; 실리콘계 소포제 1 중량부; 및 폴리카본산계 감수제 1 중량부를 더 혼합하여, 숯분말을 포함하는 친환경 호안블럭용 조성물을 제조하였다. 상기 강도보강 섬유로는 인삼박 섬유, 숯 미분말 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유를 사용하였다. 이때, 상기 인삼박 섬유, 숯 미분말 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유는 인삼액기스를 추출할 때 부산물로 나오는 인삼박을 수산화나트륨 수용액과 혼합하고 가열하여 연질화한 후, 세척함으로써 인삼박 섬유를 제조하는 단계; 상기 제조된 인삼박 섬유, 숯 미분말 및 실크 피브로인을 각각 7: 2: 91의 중량비율로 혼합한 후, 용매로서의 포름산에 30 중량% 농도가 되도록 용해함으로써, 복합 방사원액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 복합 방사원액을 전기방사하여 인삼박 섬유, 숯 미분말 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 사용하였다. 상기 제지슬러지 소각재는 CaO 52 중량%, SiO2 13 중량%, Al2O3 7 중량%, MgO 2 중량%, Fe2O3 0.9 중량%, Na2O 0.5 중량%, SO3 0.2 중량%, K2O 0.07 중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 바텀애시는 SiO2 45 중량%, Al2O3 28 중량%, Fe2O3 10 중량%, CaO 2 중량%, MgO 1 중량%, Na2O 3 중량%, TiO2 0.2 중량%, K2O 0.08 중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 폐석고 미분말은 이수석고 상태의 폐석고를 습식비중선별에 의해 중화처리 및 중금속 등을 제거하고 정제 이수석고를 고형화한 후 이수석고 상태의 부산석고를 550℃에서 30분간 가열하여 무수석고로 전이시킨 후 분쇄 및 분급과정을 거친 것을 사용하였다. 상기 히드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC)는 히드록시프로폭시기 치환도가 12질량％이고, 메톡시기 치환도가 17질량％인 것을 사용하였다.
[실험예 1]
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에서 제조된 조성물을 각각 별도로 블록성형기에 투입한 후, 상기 재료가 투입된 블록성형기에 70 Hz의 표면진동과 180 kg/cm2의 압력을 가하여, 45 초 동안 진동압축성형을 수행하였다. 이후, 최고온도 65℃에 도달하도록 15℃/h의 속도로 온도를 상승시키면서 9시간 동안 증기양생시킴으로써, 호안블럭 성형체를 제작하였다. 상기 호안블럭 성형체를 7일 이상 보존한 제품을 시험체로 하여, SPS-KCIC0001-0703:2015에 따라, 압축강도, 흡수율 및 동결융해시험(100 사이클) 후의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
압축강도(MPa) 28.9 28.9 25.2 27.5
흡수율(%) 5.4 5.1 7.1 5.4
동결융해시험
(100사이클) 후의 압축강도(MPa)		 24.8 24.8 22.2 23.6
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 호안블럭 성형체는 비교예 1, 2의 호안블럭 성형체에 비하여 압축강도 및 동결융해시험(100사이클) 후의 압축강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 2의 호안블럭 성형체는 비교예 1, 2의 호안블럭 성형체에 비하여 낮은 흡수율로 우수한 투수성을 갖는 것을 확인할 수 있다.

Claims (3)

  1. 슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 18~19중량%, 플라이애쉬 1~2중량%, 석회석 미분말 1~2중량%, 킬른 더스트 1~2중량%, 스테인리스 슬래그 1~2중량%, 알루미네이트 속경제 1~2중량%, 아크릴수지 0.5~5중량%, 리튬실리케이트 1~2중량%, AE감수제 0.01~1중량%, 활성화제 0.01~1중량%, 잔골재 50~60중량%, 굵은골재 10~20중량% 및 물 5~8중량%를 포함하는 혼합물 100중량부에 투수성향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 투수성향상제는 벤토나이트 50~60중량%, 폴리우레탄수지 10~20중량%, 이산화규소 10~20중량% 및 산화알루미늄 5~15중량%를 포함하는,
    압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합물 100중량부에 대하여 수질정화제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 수질정화제는 창포 100중량부에 풀빅산 10~15중량부, 구연산 10~15중량부, 바실러스 낫토균 1~5중량부 및 고초균 1~5중량부를 가하고 30~40℃에서 20~24시간 동안 발효시키는,
    압축강도가 향상된 친환경 호안블럭 제조용 콘크리트 조성물.
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