KR102306318B1 - Solidifying agent composition for soft ground and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a solidifying agent composition for soft ground, comprising: 10 to 20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 2,800 to 4,000 cm^2/g; 30 to 40 parts by weight of fine powder of blast furnace slag having a specific surface area of 3,500 to 5,000 cm^2/g; 20 to 30 parts by weight of an ash mixture in which fly ash and bottom ash are mixed in a weight ratio of 1: 0.3 to 1.5 and having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm^2/g; 10 to 20 parts by weight of desulfurized gypsum; 5 to 10 parts by weight of recycled aggregate including fine aggregate and coarse aggregate; 5 to 10 parts by weight of waste inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and a mixture of two or more thereof; and 5 to 10 parts by weight of one curing accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and a mixture thereof. Accordingly, the strength of the soft ground can be improved.

Description

연약지반용 고화제 조성물 및 그 제조방법{SOLIDIFYING AGENT COMPOSITION FOR SOFT GROUND AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Solidifying agent composition for soft ground and manufacturing method thereof

고화성능이 우수한 연약지반용 고화제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solidifying agent composition for soft ground having excellent solidifying performance and a method for manufacturing the same.

해안습지나 뻘, 하천, 호수, 항만 등의 간척지나 준설 매립지와 같이 습기가 많은 지역은 대체로 지반이 연약하므로, 이 지역을 개발하여 건축물을 축조하기 위해서는 지반 전체를 견고하게 하여 지반의 침하를 방지하고 지지력을 강화시켜야 한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 고화제를 사용하여 연약지반을 응결 경화시켰다.In areas with high humidity, such as reclaimed or dredged landfills such as coastal wetlands, mud, rivers, lakes, and harbors, the ground is generally weak. and strengthen support. In order to solve this problem, in general, a hardening agent was used to harden the soft ground.

일반적으로 고화제는 액상의 물질을 굳어지게 하기 위한 첨가물질로, 연약지반이나 슬러지 등을 고형화하는데 사용된다. 구체적으로, 고화제는 연약지반 또는 슬러지와 반응하여 물리적, 화학적으로 안정된 경화체를 형성함으로써, 지반을 강화시키고, 유해폐기물을 고형화시켜 이로부터 발생할 수 있는 중금속 등이 용출되지 않도록 방지하여 토양이나 지하수의 오염을 차단하는 역할을 수행할 수 있다.In general, a solidifying agent is an additive to solidify a liquid material, and is used to solidify soft ground or sludge. Specifically, the solidifying agent reacts with the soft ground or sludge to form a physically and chemically stable hardening body, thereby strengthening the ground, solidifying the hazardous waste, and preventing the leaching of heavy metals, etc. It can play a role in preventing contamination.

종래에는 시멘트 또는 식회를 주원료로 하는 고화제가 널리 사용되었으나, 시멘트는 고온에서 소성하여 제조되므로 경제적인 비용이 가중될 뿐만 아니라, 6가 크롬 등과 같은 중금속이 잔존하고 있기 때문에, 고화 처리 후 시간 경과에 따라서 시멘트로부터 중금속이 용출되어 주변 토양이나 지하수 등을 오염시키는 문제점이 있다. 또한, 석회는 토양을 강알칼리성으로 변화시키기 때문에 식물의 성장을 저해하는 문제점이 있다.Conventionally, cement or solidifying agents, mainly made of ash, have been widely used, but since cement is manufactured by calcining at a high temperature, economical costs are increased, and since heavy metals such as hexavalent chromium remain, time elapses after solidification treatment Accordingly, there is a problem in that heavy metals are eluted from the cement and contaminate the surrounding soil or groundwater. In addition, since lime changes the soil to a strong alkalinity, there is a problem that inhibits the growth of plants.

한편, 함수비가 높고 유기물이나 중금속 화합물이 다량 함유되어 있는 토양의 경우에는, 시멘트가 수화과정에서 액상 중의 칼슘 2가 이온과 신속하게 결합되어 고화에 기여하지 않는 석회염을 생성하고, 상기 석회염이 시멘트 입자의 표면을 치밀하게 피복하여 수화반응의 지연 또는 정지시킴으로써 고화 저해현상이 발생하게 된다. 이러한 고화 저해현상이 발생되면 다량의 시멘트를 사용한다 하더라도 구현하고자 하는 강도를 발현시키기 어렵게 된다. 이와 같은 이유로 연약지반용 고화제는, 연약지반을 응결 경화시키고, 시멘트에 함유되어 있는 6가 크롬이 용출되지 않으면서, 함수비가 높고 유기물이나 중금속 화합물이 다량 함유되어 있는 토양의 경우에도 시멘트의 고화 저해현상 억제하여야 한다.On the other hand, in the case of a soil having a high water content and a large amount of organic matter or heavy metal compound, cement is rapidly combined with calcium divalent ions in the liquid phase during hydration to form lime salt that does not contribute to solidification, and the lime salt is By densely coating the surface of the cement particles to delay or stop the hydration reaction, solidification inhibition occurs. When such a solidification inhibition phenomenon occurs, it becomes difficult to express the desired strength even if a large amount of cement is used. For this reason, the hardening agent for soft ground hardens the soft ground, does not elute the hexavalent chromium contained in the cement, and solidifies the cement even in the case of a soil with a high water content and a large amount of organic matter or heavy metal compound. Inhibition should be suppressed.

종래 연약지반용 고화제는, 시멘트에 슬래그와 무수석고를 혼합한 고화제, 시멘트에 플라이애시(fly ash) 및 무수석고를 혼합한 고화제 또는 시멘트에 CSA계 혼합재를 혼합한 고화제 등이 사용되어 왔다. 다만, 시멘트에 CSA계 혼화재를 혼합한 고화제는 타 혼합물에 비하여 응결에 소요되는 시간이 짧아 작업성과 시공성이 향상되는 장점이 있으나, CSA계 혼화재의 가격이 고가이어서 전체 비용이 상승되는 문제가 있다. 또한, 수축 현상이 커서 지반용 고화제로 사용하기에는 다소 문제가 있으며, 시멘트에 함유된 중금속이 용출되지 않도록 고정화하는 효과가 약하다는 문제점이 있다.Conventional solidifying agents for soft ground include cement mixed with slag and anhydrite, cement with fly ash and anhydrite, or cement with CSA-based mixture. has been However, the solidifying agent mixed with the CSA-based admixture with cement has the advantage of improving workability and constructability as the time required for coagulation is shorter than that of other mixtures. . In addition, there is a problem in that it is used as a solidifying agent for the ground due to a large shrinkage phenomenon, and there is a problem in that the effect of fixing the heavy metal contained in the cement is weak so that it does not elute.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 다양한 고화제들이 개발되었지만, 이들 대부분이 시멘트를 주원료로 하여 다량 투입하기 때문에 경화가 느리고 고화시 수화열이 발생하여 체적변화를 일으킴으로써 균열(crack)이 발생하는 문제점이 여전히 존재하고 있다.In order to solve this problem, various solidifying agents have been developed in the prior art, but most of them use cement as the main raw material and input a large amount, so hardening is slow, and heat of hydration is generated during solidification to cause volume change, resulting in cracks. It still exists.

따라서, 연약지반의 응결을 조기 발현하여 고화성능이 향상되고, 중금속 용출을 방지함으로써 토질의 특성을 개량시킬 수 있는 연약지반용 고화제 조성물의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the development of a hardening agent composition for a soft ground that can improve the properties of the soil by preventing the elution of heavy metals and improving the solidification performance by early expression of the coagulation of the soft ground.

전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산업부산물을 혼합하여 시멘트의 사용을 저감하여 친환경성을 향상시킬 수 있고, 연약지반의 고화 성능 및 토질 특성이 개선된 연약지반용 고화제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is possible to improve the eco-friendliness by reducing the use of cement by mixing industrial by-products, and the hardening agent composition for soft ground having improved solidification performance and soil characteristics of the soft ground, and its composition To provide a manufacturing method.

일 측면에 따르면 비표면적이 2,800~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부; 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부; 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부; 탈황석고 10~20중량부; 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재 5~10중량부; 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 5~10중량부; 및 황산나트륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 경화촉진제 5~10중량부;를 포함하는 연약지반용 고화제 조성물이 제공된다.According to one aspect, 10 to 20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 2,800 to 4,000 cm2/g; 30-40 parts by weight of fine powder of blast furnace slag having a specific surface area of 3,500-5,000 cm2/g; Fly ash and bottom ash are mixed in a weight ratio of 1: 0.3 to 1.5, and 20 to 30 parts by weight of an ash mixture having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm 2 / g; 10-20 parts by weight of desulfurized gypsum; 5-10 parts by weight of recycled aggregate including fine aggregate and coarse aggregate; 5-10 parts by weight of a spent inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and a mixture of two or more thereof; and 5 to 10 parts by weight of one hardening accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and mixtures thereof.

일 실시예에 있어서, 상기 애시혼합물은 석탄을 연료로 사용하는 석탄화력발전소 및 열병합발전소에서 발생하는 플라이 애시와 바텀애시를 포함할 수 있다.In one embodiment, the ash mixture may include fly ash and bottom ash generated in coal-fired power plants and cogeneration plants using coal as fuel.

일 실시예에 있어서, 상기 탈황석고는 가압 유동층 보일러의 배기가스 탈황 과정에서 발생할 수 있다.In one embodiment, the desulfurized gypsum may be generated in the exhaust gas desulfurization process of a pressurized fluidized bed boiler.

일 실시예에 있어서, 상기 순환골재의 평균 입경은 0.05~5㎜일 수 있다.In one embodiment, the average particle diameter of the recycled aggregate may be 0.05 ~ 5mm.

일 실시예에 있어서, 상기 폐무기산은 산화칼슘을 더 포함하여 고형화된 것일 수 있다.In one embodiment, the spent inorganic acid may be solidified by further including calcium oxide.

일 실시예에 있어서, 상기 고형화된 폐무기산의 함수율은 10% 이하일 수 있다.In one embodiment, the water content of the solidified waste inorganic acid may be 10% or less.

또 다른 일 측면에 따르면, (a) 비표면적이 2,800~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부, 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부, 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부, 탈황석고 10~20중량부, 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재 5~10중량부를 혼합하는 단계; (b) 상기 (a)의 혼합물에 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 5~10중량부;를 혼합하는 단계; (c) 상기 (b)의 혼합물에 황산나트륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 경화촉진제 5~10중량부를 혼합하는 단계;를 포함하는 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법이 제공된다.According to another aspect, (a) 10 to 20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 2,800 to 4,000 cm / g, 30 to 40 parts by weight of fine powder of blast furnace slag having a specific surface area of 3,500 to 5,000 cm / g, fly ash and Bottom ash is mixed in a weight ratio of 1: 0.3 to 1.5, and 20 to 30 parts by weight of an ash mixture having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm2/g, 10 to 20 parts by weight of desulfurized gypsum, 5 to recycled aggregate containing fine aggregate and coarse aggregate mixing 10 parts by weight; (b) mixing 5 to 10 parts by weight of a spent inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and a mixture of two or more thereof in the mixture of (a); (c) mixing 5 to 10 parts by weight of one hardening accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and mixtures thereof with the mixture of (b); do.

일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, ⅰ) 폐무기산 및 산화칼슘을 60~80 : 20~40의 중량비로 혼합하는 단계; ⅱ) 상기 ⅰ)의 혼합물을 400~600℃, 0.5~2시간의 조건에서 건조하여 고형화하는 단계; 및 ⅲ) 상기 고형물을 50~300㎛으로 분쇄하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step (b) comprises: i) mixing the spent inorganic acid and calcium oxide in a weight ratio of 60 to 80: 20 to 40; ii) drying the mixture of i) at 400 to 600° C. for 0.5 to 2 hours to solidify; And iii) pulverizing the solid material to 50 ~ 300㎛; may include.

일 실시예에 있어서, 상기 고형화된 폐무기산의 함수율은 10% 이하일 수 있다.In one embodiment, the water content of the solidified waste inorganic acid may be 10% or less.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 내지 (c) 단계에서 상기 혼합이 회전 속도가 300~500rpm인 하나 이상의 교반기를 이용하여 수행될 수 있다.In one embodiment, the mixing in steps (a) to (c) may be performed using one or more stirrers having a rotation speed of 300 to 500 rpm.

일 측면에 따르면, 연약지반용 고화제 조성물 및 그 제조방법은 시멘트에 고로슬래그 미분말, 애시혼합물, 탈황석고, 순환골재 등의 산업부산물을 포함하여 종래 고화제 조성물에 비해 시멘트의 사용을 저감하여 친환경성 및 경제성을 제고할 수 있다. 또한, 폐무기산 및 경화촉진제를 첨가함으로써 연약지반의 고화를 촉진시켜 조기 강도를 발현할 수 있고, 이에 따라 연약지반의 강도를 향상시킬 수 있다.According to one aspect, the solidifying agent composition for soft ground and its manufacturing method include industrial by-products such as blast furnace slag fine powder, ash mixture, desulfurized gypsum, and recycled aggregate in cement, compared to the conventional solidifying agent composition, which is environmentally friendly by reducing the use of cement. performance and economic efficiency can be improved. In addition, by adding the spent inorganic acid and hardening accelerator, it is possible to accelerate the solidification of the soft ground to express early strength, thereby improving the strength of the soft ground.

본 명세서의 일 측면의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 명세서의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effect of one aspect of the present specification is not limited to the above-described effect, but it should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration described in the detailed description or claims of the present specification.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법을 도식화한 것이다.1 is a schematic view of a method of manufacturing a solidifying agent composition for soft ground according to an embodiment of the present specification.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 명세서의 일 측면을 설명하기로 한다. 그러나 본 명세서의 기재사항은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 명세서의 일 측면을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, one aspect of the present specification will be described with reference to the accompanying drawings. However, the description of the present specification may be implemented in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain one aspect of the present specification in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.When a range of numerical values is recited herein, the values have the precision of the significant figures provided in accordance with the standard rules in chemistry for significant figures, unless the specific range is otherwise stated. For example, 10 includes the range of 5.0 to 14.9 and the number 10.0 includes the range of 9.50 to 10.49.

연약지반용 고화제 조성물Solidifying composition for soft ground

일 측면에 따르면, 비표면적이 2,800~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부; 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부; 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부; 탈황석고 10~20중량부; 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재 5~10중량부; 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 5~10중량부; 및 황산나트륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 경화촉진제 5~10중량부;를 포함하는 연약지반용 고화제 조성물이 제공된다.According to one aspect, 10 to 20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 2,800 to 4,000 cm 2 /g; 30-40 parts by weight of fine powder of blast furnace slag having a specific surface area of 3,500-5,000 cm2/g; Fly ash and bottom ash are mixed in a weight ratio of 1: 0.3 to 1.5, and 20 to 30 parts by weight of an ash mixture having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm 2 / g; 10-20 parts by weight of desulfurized gypsum; 5-10 parts by weight of recycled aggregate including fine aggregate and coarse aggregate; 5-10 parts by weight of a spent inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and a mixture of two or more thereof; and 5 to 10 parts by weight of one hardening accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and mixtures thereof.

상기 연약지반용 고화제 조성물의 총 중량은100중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The total weight of the solidifying agent composition for soft ground may be 100 parts by weight, but is not limited thereto.

종래 고화제 조성물은 시멘트를 주원료로 포함하여 사용되었으나, 높은 단가로 경제성이 저하되고, 함수비가 높고 유기물이나 중금속 화합물이 다량 함유된 토양의 경우, 시멘트의 수화과정에서 액상 중의 칼슘 2가 이온과 결합되면서 고화에 기여하지 않는 석회염을 생성시킬 수 있고 이에 따라 시멘트의 고화성능을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 시멘트에 함유되어 있는 6가 크롬의 용출 위험이 있어 시멘트의 첨가를 최소화할 수 있는 대체 재료가 요구되고 있다.Conventional hardener compositions have been used including cement as a main raw material, but economic feasibility is reduced due to high unit price, and in the case of soil containing high water content and high organic matter or heavy metal compounds, calcium divalent ions in the liquid phase are combined during cement hydration process. As a result, lime salt that does not contribute to solidification may be generated, and thus there may be a problem of lowering the solidification performance of cement. In addition, since there is a risk of elution of hexavalent chromium contained in cement, an alternative material capable of minimizing the addition of cement is required.

이에 따라 일 측면에 따른 고화제 조성물은 비표면적이 2,800~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부를 포함할 수 있다. 상기 포틀랜드 시멘트의 함량은 예를 들어, 10중량부, 11중량부, 12중량부, 13중량부, 14중량부, 15중량부, 16중량부, 17중량부, 18중량부, 19중량부 또는 20중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 포틀랜드 시멘트는 종래 고화제 조성물에 비해 적게 사용하면서도 물과의 수화반응에 의해 수산화칼슘을 생성시키는 역할을 수행할 수 있고, 상기 수산화칼슘의 생성으로 인해 상기 고로슬래그 미분말의 알칼리 자극제 역할을 하도록 유도할 수 있다.Accordingly, the solidifying agent composition according to one aspect may include 10 to 20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 2,800 to 4,000 cm 2 /g. The content of the Portland cement is, for example, 10 parts by weight, 11 parts by weight, 12 parts by weight, 13 parts by weight, 14 parts by weight, 15 parts by weight, 16 parts by weight, 17 parts by weight, 18 parts by weight, 19 parts by weight or It may be 20 parts by weight, but is not limited thereto. The Portland cement can serve to produce calcium hydroxide by hydration reaction with water while using less compared to the conventional solidifying agent composition, and can be induced to act as an alkali stimulant for the fine powder of blast furnace slag due to the production of calcium hydroxide. have.

상기 고화제 조성물은 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부를 포함할 수 있고, 예를 들어, 30중량부, 31중량부, 32중량부, 33중량부, 34중량부, 35중량부, 36중량부, 37중량부, 38중량부, 39중량부 또는 40중량부 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 그 함량이 30중량부 미만이면 고화성능이 저하될 수 있고, 40중량부 초과이면 필요 이상으로 포함되어 기타 물성이 저하될 수 있다. 상기 고로슬래그 미분말은 제철 공정에서 부산물로 발생하는 고온 용융상태의 고로슬래그를 물로 급냉하여 처리한 고로수쇄슬래그를 건조 및 분쇄하여 제조할 수 있고, 급냉시켜 유리화하여 반응성이 향상될 수 있다. 상기 고로슬래그 미분말은 염기도가 1.5~2.0일 수 있고, 예를 들어, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 또는 2.0일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The solidifying agent composition may contain 30 to 40 parts by weight of fine blast furnace slag powder having a specific surface area of 3,500 to 5,000 cm2/g, for example, 30 parts by weight, 31 parts by weight, 32 parts by weight, 33 parts by weight, 34 parts by weight. parts, 35 parts by weight, 36 parts by weight, 37 parts by weight, 38 parts by weight, 39 parts by weight or 40 parts by weight, but is not limited thereto, and if the content is less than 30 parts by weight, the solidification performance may be lowered, If it exceeds 40 parts by weight, it may be included more than necessary, and other physical properties may be reduced. The fine powder of blast furnace slag can be prepared by drying and pulverizing crushed blast furnace slag treated by quenching high-temperature molten blast furnace slag generated as a by-product in the ironmaking process with water, and by quenching it to vitrify it, thereby improving reactivity. The blast furnace slag fine powder may have a basicity of 1.5 to 2.0, for example, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 or 2.0, but is not limited thereto.

또한, 상기 고로슬래그 미분말은 실리카(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 고로슬래그 미분말은 시멘트와 유사한 화학 성분을 지니면서도, 초기 강도 발현은 완만하나, 수밀성이 우수하여 흙 입자의 계면 물성 및 입자 간의 결합력을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 유해물질의 용출을 억제시킬 수 있고, 잠재 수경성으로 인해 장기 강도를 향상시킬 수 있다.In addition, the fine blast furnace slag powder may include one selected from the group consisting of silica (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), and a mixture of two or more thereof. , but is not limited thereto. The fine powder of blast furnace slag has a chemical composition similar to that of cement and has a gentle initial strength expression, but has excellent watertightness, so it is possible to improve the interfacial properties of the soil particles and the bonding force between the particles, thereby inhibiting the elution of harmful substances. and can improve long-term strength due to latent hydraulic properties.

한편, 상기 고화제 조성물은 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부를 포함할 수 있고, 예를 들어, 20중량부, 21중량부, 22중량부, 23중량부, 24중량부, 25중량부, 26중량부, 27중량부, 28중량부, 29중량부 또는 30중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 애시혼합물은 석탄을 연료로 사용하는 석탄화력발전소 및 열병합발전소에서 발생하는 플라이애시와 바텀애시를 포함할 수 있다. 상세하게는 상기 애시혼합물은 석탄화력발전소 및 열병합발전소에서 미분탄을 약 1,400~1,500℃의 고온으로 연소시켰을 때 발생하는 플라이애시(Fly Ash)와 바텀애시(Battom Ash)이며, 전기집진기에 포집되는 매우 미세한 분말 상태인 플라이애시이고, 전기집진기에 포집되지 않고, 보일러 연소실이나 절탄기 및 공기예열기 하부에서 포집된 조분의 바닥재가 바텀애시일 수 있다.On the other hand, the solidifying agent composition may include 20 to 30 parts by weight of an ash mixture in which fly ash and bottom ash are mixed in a weight ratio of 1: 0.3 to 1.5 and a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm 2 / g, for example, 20 It may be, but not limited to, parts by weight, 21 parts by weight, 22 parts by weight, 23 parts by weight, 24 parts by weight, 25 parts by weight, 26 parts by weight, 27 parts by weight, 28 parts by weight, 29 parts by weight, or 30 parts by weight. . The ash mixture may include fly ash and bottom ash generated in coal-fired power plants and cogeneration plants using coal as fuel. In detail, the ash mixture is fly ash and bottom ash generated when pulverized coal is burned at a high temperature of about 1,400 to 1,500 ° C in coal-fired power plants and cogeneration plants, and is very collected in an electric dust collector. It is fly ash in a fine powder state, and the bottom ash may be the bottom ash of the coarse powder that is not collected by the electric dust collector and is collected in the boiler combustion chamber or the lower part of the economizer and the air preheater.

상기 고화제 조성물은 탈황석고 10~20중량부를 포함할 수 있고, 예를 들어, 10중량부, 11중량부, 12중량부, 13중량부, 14중량부, 15중량부, 16중량부, 17중량부, 18중량부, 19중량부 또는 20중량부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 그 함량이 10중량부 미만이면 고화성능이 저하될 수 있고, 20중량부 초과이면 작업성이 저하될 수 있다. 상기 탈황석고는 가압 유동층 보일러의 배기가스 탈황 과정에서 발생할 수 있고, 상세하게는 상기 탈황석고는 산화칼슘의 함량이 50% 이상이고, 황산화물 함량이 15중량% 이상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 탈황석고는 초기 수분 탈수와 강알칼리 자극제의 역할을 수행할 수 있다.The hardener composition may include 10 to 20 parts by weight of desulfurized gypsum, for example, 10 parts by weight, 11 parts by weight, 12 parts by weight, 13 parts by weight, 14 parts by weight, 15 parts by weight, 16 parts by weight, 17 parts by weight. The content may be, but not limited to, 18 parts by weight, 18 parts by weight, 19 parts by weight, or 20 parts by weight. . The desulfurized gypsum may be generated in the exhaust gas desulfurization process of a pressurized fluidized bed boiler, and in detail, the desulfurized gypsum may have a calcium oxide content of 50% or more, and a sulfur oxide content of 15 wt% or more. Accordingly, the desulfurized gypsum may serve as an initial moisture dehydration and strong alkali stimulant.

상기 고화제 조성물은 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재를 5~10중량부 포함할 수 있고, 예를 들어, 5중량부, 6중량부, 7중량부, 8중량부, 9중량부 또는 10중량부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 순환골재는 건설폐기물인 폐콘크리트 또는 폐아스팔트 등을 파쇄 처리한 골재로, 상기 순환골재의 평균 입경은 0.05~5㎜일 수 있고, 상기 굵은골재는 4.76㎜ 이상이고, 0.05㎜ 이상, 4.76㎜ 미만의 범위를 가지는 것을 잔골재라 한다. 상기 순환골재는 석회 성분이 다량 포함되어 있어, 고로슬래그 또는 애시혼합물에 포함된 실리카, 알루미나 등의 성분과 포졸란 반응을 하여 고형 물질을 생성할 수 있고, 이에 따라 연약지반을 강화시킬 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어, "포졸란 반응"은 단독으로는 물과 반응하여 경화하는 성질이 없는 물질이나, 석회(CaO)와 수중에서 반응하여 경화하는 반응을 말한다.The solidifying agent composition may contain 5 to 10 parts by weight of recycled aggregate including fine aggregate and coarse aggregate, for example, 5 parts by weight, 6 parts by weight, 7 parts by weight, 8 parts by weight, 9 parts by weight or 10 parts by weight. It may be a part by weight, but is not limited thereto. The recycled aggregate is an aggregate obtained by crushing construction waste such as waste concrete or asphalt, and the average particle diameter of the recycled aggregate may be 0.05-5 mm, and the coarse aggregate is 4.76 mm or more, 0.05 mm or more, 4.76 mm Those with less than the range are called fine aggregates. Since the recycled aggregate contains a large amount of lime component, it is possible to produce a solid material by a pozzolan reaction with components such as silica and alumina contained in the blast furnace slag or ash mixture, thereby strengthening the soft ground. As used herein, the term "pozzolan reaction" refers to a material that does not have the property of curing by reacting with water alone, but curing by reacting with lime (CaO) in water.

상기 고화제 조성물은 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 5~10중량부를 포함할 수 있고, 예를 들어, 5중량부, 6중량부, 7중량부, 8중량부, 9중량부 또는 10중량부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The solidifying agent composition may include 5 to 10 parts by weight of a spent inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and a mixture of two or more thereof, for example, 5 parts by weight, 6 parts by weight, 7 parts by weight. , 8 parts by weight, 9 parts by weight or 10 parts by weight, but is not limited thereto.

일반적으로 폐무기산은 전자, 도금, 제철산업 등의 전반적인 산업의 제품 처리과정 중에서 생성되는 유해물질을 다량 함유한 액체상태의 강산성 부산물이며, 이 중 폐황산 및 폐염산의 일부는 재활용이 활성화되어 있으나, 대부분의 폐무기산은 중화, 응집, 침전, 여과, 탈수 등의 복잡한 처리과정을 거쳐 방류되고 있으며, 그 중 폐질산과 폐인산은 전량 열로 가열하여 대기중으로 증발시켜 처리한다. 다만, 이와 같은 폐무기산의 방류는 수질환경을 저하시키고, 열로 가열하여 증발처리 시 연료를 사용하게 되어 고가의 처리비용이 발생되는 문제점이 있다.In general, waste inorganic acid is a liquid, strong acid by-product containing a large amount of harmful substances generated during product processing in the overall industry, such as electronics, plating, and steel industry. , most of the waste inorganic acids are discharged through complex treatment processes such as neutralization, coagulation, precipitation, filtration, and dehydration, and among them, waste nitric acid and waste phosphoric acid are all heated with heat and evaporated into the atmosphere for treatment. However, the discharge of such waste inorganic acid deteriorates the water quality environment, and the fuel is used in the evaporation treatment by heating with heat, resulting in expensive treatment costs.

이에 따라, 상기 폐무기산은 상기 고화제 조성물에 포함된 시멘트, 고로슬래그 등의 알칼리 성분에 의한 토양의 알칼리성을 중화시키는 역할을 수행할 수 있다. 통상적으로 토양의 pH가 8.5 이상인 경우 알칼리 토양이라 칭하며 식물의 성장을 저해할 수 있다. 상기 폐무기산은 고농도의 산이 다량 함유되어 있어 상기 고화제 조성물에 포함됨으로써 상기 고화제 조성물이 적용되는 토양의 알칼리화를 억제하여 토질을 개량할 수 있다.Accordingly, the spent inorganic acid may serve to neutralize the alkalinity of the soil by alkali components such as cement and blast furnace slag included in the solidifying agent composition. In general, when the pH of the soil is 8.5 or higher, it is called alkaline soil and may inhibit the growth of plants. Since the waste inorganic acid contains a large amount of high-concentration acid, the soil quality can be improved by suppressing alkalinization of the soil to which the solidifying agent composition is applied by being included in the solidifying agent composition.

한편, 상기 폐무기산은 산화칼슘을 더 포함하여 고형화된 것일 수 있다. 상기 폐무기산은 고농도의 산이 다량 함유되어 있어 액상으로 혼합될 시 순간적인 발열 및 화학적 반응으로 그 물성이 저하될 수 있다. 이에 상기 폐무기산에 산화칼슘을 혼합하여 폐무기산의 pH를 안정화하고, 이를 건조하여 고형화할 수 있다. 상기 고형화된 폐무기산의 함수율은 10% 이하일 수 있고, 평균 입경은 50~300㎛일 수 있다. 상기 폐무기산은 고형의 분말 형태로 상기 고화제 조성물에 포함됨으로써, 연약지반의 수분흡수 및 경화하는 역할을 수행할 수 있고, 이에 따라 연약지반의 강도를 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the spent inorganic acid may be solidified by further including calcium oxide. Since the waste inorganic acid contains a large amount of high-concentration acid, its physical properties may be reduced due to instantaneous exotherm and chemical reaction when mixed in a liquid phase. Accordingly, calcium oxide may be mixed with the spent inorganic acid to stabilize the pH of the spent inorganic acid, and it may be dried and solidified. The water content of the solidified waste inorganic acid may be 10% or less, and the average particle diameter may be 50 ~ 300㎛. The spent inorganic acid is included in the solidifying agent composition in the form of a solid powder, and thus can serve to absorb and harden the soft ground, thereby improving the strength of the soft ground.

한편, 상기 고화제 조성물은 황산나트륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 경화촉진제 5~10중량부를 포함할 수 있고, 예를 들어, 5중량부, 6중량부, 7중량부, 8중량부, 9중량부 또는 10중량부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 경화촉진제는 토양, 특히 수분을 다량 함유하는 연약지반에 적용될 시 수화반응이 발생하고, 이에 따라 탈수반응이 진행됨으로써 토양의 조기 강도 발현 및 경화를 촉진시킬 수 있고 상기 고화제 조성물의 고화성능을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the hardening agent composition may include 5 to 10 parts by weight of one curing accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and mixtures thereof, for example, 5 parts by weight, 6 parts by weight, 7 parts by weight, It may be 8 parts by weight, 9 parts by weight or 10 parts by weight, but is not limited thereto. When the hardening accelerator is applied to soil, in particular, a soft ground containing a large amount of moisture, a hydration reaction occurs, and thus the dehydration reaction proceeds, thereby promoting early strength development and hardening of the soil, and improving the hardening performance of the hardening agent composition can be improved

연약지반용 고화제 조성물의 제조방법Method for preparing a solidifying composition for soft ground

도 1은 일 실시예에 따른 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법을 도식화한 것이다.1 is a schematic view of a method of manufacturing a solidifying composition for soft ground according to an embodiment.

도 1을 참고하면, (a) 비표면적이 3,000~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부, 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부, 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부, 탈황석고 10~20중량부, 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재 5~10중량부를 혼합하는 단계; (b) 상기 (a)의 혼합물에 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 5~10중량부;를 혼합하는 단계; (c) 상기 (b)의 혼합물에 황산나트륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 경화촉진제 5~10중량부를 혼합하는 단계;를 포함하는 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법이 제공된다.Referring to FIG. 1, (a) 10-20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 3,000 to 4,000 cm2/g, 30-40 parts by weight of fine powder of blast furnace slag having a specific surface area of 3,500 to 5,000 cm2/g, fly ash and bottom Ash is mixed in a ratio of 0.3 to 1.5 by weight, and 20 to 30 parts by weight of an ash mixture having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm2/g, 10 to 20 parts by weight of desulfurized gypsum, and 5 to 10 recycled aggregates containing fine aggregates and coarse aggregates mixing parts by weight; (b) mixing 5 to 10 parts by weight of a spent inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and a mixture of two or more thereof in the mixture of (a); (c) mixing 5 to 10 parts by weight of one hardening accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and mixtures thereof with the mixture of (b); do.

상기 연약지반용 고화제 조성물의 총 중량은100중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The total weight of the solidifying agent composition for soft ground may be 100 parts by weight, but is not limited thereto.

먼저, (a) 단계에서 비표면적이 3,000~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부, 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부, 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부, 탈황석고 10~20중량부, 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재 5~10중량부를 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있다.First, in step (a), 10 to 20 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 3,000 to 4,000 cm2/g, 30 to 40 parts by weight of fine blast furnace slag powder having a specific surface area of 3,500 to 5,000 cm2/g, fly ash and bottom ash 1: 20 to 30 parts by weight of an ash mixture having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm2/g mixed in a ratio of 0.3 to 1.5 by weight, 10 to 20 parts by weight of desulfurized gypsum, and 5 to 10 parts by weight of recycled aggregate including fine aggregate and coarse aggregate A mixture can be prepared by mixing.

상기 (a)의 혼합물은 (b) 단계에서 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 5~10중량부;를 혼합할 수 있다. 상기 (b) 단계는, ⅰ) 폐무기산 및 산화칼슘을 60~80 : 20~40의 중량비로 혼합하는 단계; ⅱ) 상기 ⅰ)의 혼합물을 400~600℃, 0.5~2시간의 조건에서 건조하여 고형화하는 단계; 및 ⅲ) 상기 고형물을 50~300㎛으로 분쇄하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 고형화된 폐무기산의 함수율은 10% 이하일 수 있다. 상기 폐무기산의 함수율이 10% 초과하면 상기 고화제 조성물의 고화성능이 저하될 수 있다.The mixture of (a) may be mixed with 5 to 10 parts by weight of a spent inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and a mixture of two or more thereof in step (b). The step (b) comprises the steps of: i) mixing the spent inorganic acid and calcium oxide in a weight ratio of 60 to 80: 20 to 40; ii) drying the mixture of i) at 400 to 600° C. for 0.5 to 2 hours to solidify; And iii) pulverizing the solid material to 50 ~ 300㎛; may include. The water content of the solidified waste inorganic acid may be 10% or less. When the moisture content of the spent inorganic acid exceeds 10%, the solidifying performance of the solidifying composition may be deteriorated.

한편, 상기 (a) 내지 (c) 단계에서 상기 혼합이 하나 이상의 교반기를 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 (a) 내지 (c) 단계가 단일 교반기에 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 애시혼합물, 탈황석고, 순환골재, 폐무기산 및 경화촉진제를 순차적으로 투입하여 수행될 수 있고, 필요에 따라, 각각의 단계가 3개의 교반기에서 개별적으로 수행될 수도 있으며, 2 이상의 단계가 단일 교반기, 나머지 하나의 단계가 별도의 교반기에서 수행될 수도 있다.Meanwhile, the mixing in steps (a) to (c) may be performed using one or more stirrers. Specifically, the steps (a) to (c) can be carried out by sequentially adding Portland cement, blast furnace slag fine powder, ash mixture, desulfurized gypsum, recycled aggregate, spent inorganic acid and hardening accelerator into a single stirrer, and if necessary , each step may be performed individually on three stirrers, two or more steps may be performed on a single stirrer, and the remaining one step may be performed on a separate stirrer.

상기 교반기는 수평 배열 형태 또는 수직 배열 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 수직 배열 형태는 수평 배열 형태에 비해 중력에 의한 혼련을 구현할 수 있으며, 혼련물의 투입, 이동 및 배출을 위한 별도의 수단을 배제할 수 있어 효과적인 혼련이 이루어질 수 있으며, 일부 영역에서는 중력 반대 방향으로 강제 이동시켜 혼련물 등이 상승 및 낙하를 반복하면서 교반 효율을 향상시킬 수 있게 때문에, 수직 배열 형태를 이용하는 것이 바람직하다.The stirrer may be of a horizontal arrangement type or a vertical arrangement form, but is not limited thereto. The vertical arrangement can implement kneading by gravity compared to the horizontal arrangement form, and effective kneading can be achieved because a separate means for input, movement and discharge of the kneaded material can be excluded, and in some areas, it is forced in the opposite direction to gravity. Since it is possible to improve the stirring efficiency while moving the kneaded material and the like while repeating rising and falling, it is preferable to use a vertical arrangement.

또한, 상기 교반기의 회전 속도가 300~500rpm일 수 있다. 상기 교반기의 회전 속도는 상기 교반기 내에 구비된 날개 또는 스크류의 회전 속도를 의미하고, 상기 교반기의 회전 속도가 300rpm 미만이면 필요한 수준의 혼련 효과를 구현할 수 없고, 500rpm 초과이면 구동모터, 감속장치 등에 과도한 하중을 가해 교반기의 수명을 단축시킬 수 있다.In addition, the rotation speed of the stirrer may be 300 ~ 500rpm. The rotational speed of the stirrer means the rotational speed of the blades or screws provided in the stirrer, and if the rotational speed of the stirrer is less than 300rpm, the required level of kneading effect cannot be realized, and if it exceeds 500rpm, the drive motor, reduction device, etc. are excessive. By applying a load, the life of the stirrer can be shortened.

이하, 본 명세서의 실시예에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실험 결과는 상기 실시예 중 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 실시예 등에 의해 본 명세서의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 명세서의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present specification will be described in more detail. However, the following experimental results describe only representative experimental results among the above examples, and the scope and content of the present specification may not be construed as reduced or limited by the examples. Each effect of the various embodiments of the present specification not explicitly presented below will be specifically described in the corresponding section.

실시예 1Example 1

비표면적이 3,500㎠/g인 포틀랜드 시멘트 15중량부, 비표면적이 4,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 35중량부, 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 1의 중량비로 혼합되고 비표면적이 4,000㎠/g인 애시혼합물 25중량부, 탈황석고 10중량부, 잔골재 및 굵은 골재가 1 : 1.5 중량비로 혼합된 순환골재 5중량부를 교반기에 투입하여 350rpm으로 혼련하여 혼합물을 제조하였다.15 parts by weight of Portland cement having a specific surface area of 3,500 cm2/g, 35 parts by weight of fine blast furnace slag powder having a specific surface area of 4,000 cm2/g, fly ash and bottom ash are mixed in a weight ratio of 1:1, and the specific surface area is 4,000 cm2/g 25 parts by weight of phosphorus ash mixture, 10 parts by weight of desulfurized gypsum, and 5 parts by weight of recycled aggregate in which fine aggregate and coarse aggregate were mixed in a 1:1.5 weight ratio were put into a stirrer and kneaded at 350 rpm to prepare a mixture.

제조된 혼합물에 폐무기산으로 인산 5중량부를 투입하여 다시 혼련한 후 경화촉진제로 황산나트륨 5중량부를 투입하여 연약지반용 고화제 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of phosphoric acid as a waste inorganic acid was added to the prepared mixture and kneaded again, and then 5 parts by weight of sodium sulfate as a curing accelerator was added to prepare a hardener composition for soft ground.

실시예 2Example 2

폐무기산으로, 질산 및 산화칼슘을 80 : 20의 중량비로 혼합하고, 제조된 혼합물을 건조로에서 500℃, 1시간 동안 건조하여 고형화시킨 후 평균 입경 100㎛로 분쇄하여 제조된 함수율이 8%인 폐무기산 분말 5중량부를 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 연약지반용 고화제 조성물을 제조하였다.As a waste inorganic acid, nitric acid and calcium oxide were mixed in a weight ratio of 80: 20, and the prepared mixture was dried in a drying furnace at 500° C. for 1 hour to solidify, and then pulverized to an average particle size of 100 μm. Lungs having a moisture content of 8% A hardening agent composition for soft ground was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by weight of the inorganic acid powder was included.

비교예 1Comparative Example 1

종래 포틀랜드 시멘트(1종)으로 제조된 고화제 조성물을 비교예 1로 하였다.A solidifying agent composition prepared from conventional Portland cement (1 type) was used as Comparative Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

종래 고로슬래그 시멘트(2종)으로 제조된 고화제 조성물을 비교예 2로 하였다.A solidifying agent composition prepared from conventional blast furnace slag cement (2 types) was used as Comparative Example 2.

비교예 3Comparative Example 3

경화촉진제를 포함하지 않은 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 고화제 조성물을 제조하였다.A hardening agent composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the curing accelerator was not included.

비교예 4Comparative Example 4

폐무기산을 포함하지 않은 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 고화제 조성물을 제조하였다.A solidifying agent composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the spent inorganic acid was not included.

비교예 5Comparative Example 5

경화촉진제를 포함하지 않은 것을 제외하면 실시예 2과 동일한 방법으로 고화제 조성물을 제조하였다.A hardening agent composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that the curing accelerator was not included.

비교예 6Comparative Example 6

폐무기산을 포함하지 않은 것을 제외하면 실시예 2과 동일한 방법으로 고화제 조성물을 제조하였다.A solidifying agent composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that the spent inorganic acid was not included.

실험예 1: 고화제 조성물의 물성 평가 1Experimental Example 1: Evaluation of physical properties of solidifying composition 1

실시예 및 비교예에서 제조된 고화제 조성물의 물성 평가를 위해 함수율 46%, 습윤단위체적중량 1.8㎏/㎥의 점성토 10㎏에 실시예 및 비교예의 고화제 조성물 10㎏를 각각 혼합하여 고화 처리한 고화물의 함수율, 온도, 암모니아 농도를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.For the evaluation of the physical properties of the solidifying agent compositions prepared in Examples and Comparative Examples, 10 kg of the solidifying composition of Examples and Comparative Examples was mixed with 10 kg of viscous soil having a moisture content of 46% and a wet unit volume weight of 1.8 kg/㎥, respectively, and the solidification treatment was performed. The moisture content, temperature, and ammonia concentration of the solid product were measured, and the results are shown in Table 1.

구분division 함수율(%)Moisture content (%) 암모니아 농도(ppm)Ammonia Concentration (ppm) 흙의 pHSoil pH 실시예 1Example 1 40.140.1 200200 9.59.5 실시예 2Example 2 37.937.9 150150 9.19.1 비교예 1Comparative Example 1 4545 850850 13.413.4 비교예 2Comparative Example 2 45.445.4 1,0001,000 12.812.8 비교예 3Comparative Example 3 43.443.4 240240 9.69.6 비교예 4Comparative Example 4 42.842.8 220220 11.411.4 비교예 5Comparative Example 5 43.443.4 190190 9.79.7 비교예 6Comparative Example 6 39.139.1 200200 11.211.2

상기 표 1을 참고하면, 실시예 1의 고화제 조성물로 고화 처리된 고화물의 함수율은 40.1%를 나타내었고, 실시예 2의 고화물의 함수율은 37.9%를 나타내어 점성토의 함수율 대비 낮아진 것을 확인할 수 있고, 이에 따라 점성토의 지반이 단단해졌음을 예측할 수 있다. 또한, 실시예 1 및 2에 따른 고화물의 암모니아 농도는 200ppm 이하로 나타내어 악취가 거의 발생하지 않은 것을 확인할 수 있고, 흙의 pH 값은 9 이하를 나타내어 생물이 성장하기에 적절한 값인 것을 확인할 수 있어 이에 따라, 실시예 1 및 2의 고화제 조성물로 고화 처리된 고화물은 연약지반 강화용, 토양개량제 등으로 적용될 시 개선된 물성을 제공할 것으로 예상할 수 있다.Referring to Table 1, the water content of the solidified material solidified with the solidifying agent composition of Example 1 was 40.1%, and the water content of the solidified material of Example 2 was 37.9%, which was lower than that of the clay soil. Therefore, it can be predicted that the ground of the clay soil has become hard. In addition, the ammonia concentration of the solidified materials according to Examples 1 and 2 was 200 ppm or less, confirming that almost no odor was generated, and the pH value of the soil was 9 or less, confirming that it was an appropriate value for the growth of organisms. Accordingly, it can be expected that the solidified material solidified with the solidifying agent composition of Examples 1 and 2 will provide improved physical properties when applied as a softening agent for soft ground, a soil conditioner, and the like.

이에 반해, 종래 고화제 조성물 경우(비교예 1, 2) 함수율이 점성토 자체의 값과 유사한 수준이고, 시멘트 자체의 고알칼리성에 의해 흙의 pH 값이 상승하여 생물의 성장이 어려울 것으로 예측할 수 있다. 또한, 경화촉진제를 포함하지 않은 경우(비교예 3, 5), 실시예 1에 비해 함수율이 상승하여 고화성능이 저하됨을 확인할 수 있고, 폐무기산을 포함하지 않은 경우(비교예 4, 6), 흙의 pH 값이 상승하여 알칼리 토양으로 인해 생물의 성장이 어려울 것으로 예측할 수 있다.On the other hand, in the case of the conventional hardener composition (Comparative Examples 1 and 2), the moisture content is at a level similar to the value of the clay itself, and the pH value of the soil increases due to the high alkalinity of the cement itself, so it can be predicted that the growth of organisms will be difficult. In addition, when the curing accelerator is not included (Comparative Examples 3 and 5), it can be confirmed that the water content is increased compared to Example 1 and the solidification performance is lowered, and when the spent inorganic acid is not included (Comparative Examples 4 and 6), It can be predicted that the growth of organisms will be difficult due to the alkaline soil as the pH value of the soil rises.

실험예 2: 고화제 조성물의 물성 평가 2Experimental Example 2: Evaluation of physical properties of solidifying composition 2

실시예 및 비교예에서 제조된 고화제 조성물의 고화성능을 확인하기 위해 함수율 46%, 습윤단위체적중량 1.8㎏/㎥의 점성토 10㎏에 실시예 및 비교예의 고화제 조성물 10㎏를 각각 혼합하여 고화 처리한 고화물의 1, 3, 7, 28일의 일축압축강도를 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.In order to confirm the solidifying performance of the solidifying agent compositions prepared in Examples and Comparative Examples, 10 kg of the solidifying composition of Examples and Comparative Examples was mixed with 10 kg of viscous soil having a moisture content of 46% and a wet unit volume weight of 1.8 kg/㎥, respectively, and solidified. The uniaxial compressive strength of the treated solid at 1, 3, 7, and 28 days was measured, and the results are shown in Table 2.

구분division 흙의 일축압축강도(㎫)Uniaxial compressive strength of soil (㎫) 1일1 day 3일3 days 7일7 days 28일28 days 실시예 1Example 1 1.51.5 3.13.1 3.83.8 4.44.4 실시예 2Example 2 1.81.8 3.63.6 4.24.2 4.74.7 비교예 1Comparative Example 1 1.41.4 2.42.4 2.82.8 3.23.2 비교예 2Comparative Example 2 1.21.2 1.81.8 2.52.5 2.82.8 비교예 3Comparative Example 3 0.80.8 1.01.0 2.22.2 2.92.9 비교예 4Comparative Example 4 0.70.7 1.51.5 2.12.1 2.72.7 비교예 5Comparative Example 5 0.90.9 1.21.2 2.62.6 3.13.1 비교예 6Comparative Example 6 0.80.8 1One 2.72.7 3.23.2

표 2를 참고하면, 실시예 1의 고화제 조성물로 고화처리된 고화물의 일축압축강도는 1일 1.5㎫, 3일 3.1㎫, 7일 3.8㎫, 4.4㎫로 나타내었고, 실시예 2의 고화제 조성물로 고화처리된 고화물의 일축압축강도는 1일 1.8㎫, 3일 3.6㎫, 7일 4.2㎫, 4.7㎫로 나타내어 고화성능이 우수한 것을 확인할 수 있고, 이에 따라 실시예 1 및 2의 고화제 조성물은 시멘트에 산업부산물을 혼합하여 저시멘트계 조성물을 제조하여 친환경성 및 경제성을 향상하면서도 연약지반의 강화 및 개량을 현저하게 향상시킨 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, the uniaxial compressive strength of the solidified material solidified with the solidifying agent composition of Example 1 was 1.5 MPa for 1 day, 3.1 MPa for 3 days, 3.8 MPa for 7 days, and 4.4 MPa. The uniaxial compressive strength of the solidified material solidified with the topical composition was 1.8 MPa for 1 day, 3.6 MPa for 3 days, 4.2 MPa for 7 days, and 4.7 MPa, confirming that the solidification performance was excellent. It can be seen that the topical composition significantly improved the strengthening and improvement of soft ground while improving eco-friendliness and economic feasibility by preparing a low cement-based composition by mixing industrial by-products with cement.

이에 반해, 종래 고화제 조성물 경우(비교예 1, 2) 실시예에 비해 초기 일축압축강도는 미차를 나타내나, 시간흐름에 따른 일축압축강도의 값이 현저한 차이를 보여, 최종적으로 실시예에 비해 낮은 일축압축강도 값을 나타내어 고화성능이 저하됨을 확인할 수 있고, 경화촉진제를 포함하지 않은 경우(비교예 3, 5), 초기 일축압축강도 값이 저하되어 이에 따라 고화성능이 저하됨을 확인할 수 있고, 폐무기산을 포함하지 않은 경우(비교예 4, 6) 고화물의 함수율이 상승하여 최종적으로 고화성능이 저하됨을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the conventional solidifying agent composition (Comparative Examples 1 and 2), the initial uniaxial compressive strength showed a slight difference compared to the Example, but the value of the uniaxial compressive strength according to the passage of time showed a significant difference, and finally compared to the Example It can be confirmed that the solidification performance is lowered by showing a low uniaxial compressive strength value, and when the curing accelerator is not included (Comparative Examples 3 and 5), the initial uniaxial compressive strength value is lowered, and thus it can be confirmed that the solidification performance is lowered, When the waste inorganic acid is not included (Comparative Examples 4 and 6), it can be confirmed that the water content of the solidified material is increased and the solidification performance is finally deteriorated.

전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 일 측면이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 기재된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present specification described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which one aspect of the present specification belongs can easily transform it into other specific forms without changing the technical idea or essential features described in this specification. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present specification is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present specification.

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 비표면적이 2,800~4,000㎠/g인 포틀랜드 시멘트 10~20중량부, 비표면적이 3,500~5,000㎠/g인 고로슬래그 미분말 30~40중량부, 플라이애시 및 바텀애시가 1 : 0.3~1.5중량비로 혼합되고, 비표면적이 3,500~4,500㎠/g인 애시혼합물 20~30중량부, 탈황석고 10~20중량부, 잔골재 및 굵은 골재를 포함하는 순환골재 5~10중량부를 혼합하는 단계;
(b) 상기 (a)의 혼합물에 고형화된 폐무기산 5~10중량부;를 혼합하는 단계;
(c) 상기 (b)의 혼합물에 황산나트륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 경화촉진제 5~10중량부를 혼합하는 단계;를 포함하고,
상기 (b) 단계의 고형화된 폐무기산은, ⅰ) 염산, 질산, 황산, 인산 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폐무기산 및 산화칼슘을 60~80 : 20~40의 중량비로 혼합하는 단계; ⅱ) 상기 ⅰ)의 혼합물을 400~600℃, 0.5~2시간의 조건에서 건조하여 고형화하는 단계; 및 ⅲ) 상기 고형물을 50~300㎛으로 분쇄하는 단계;를 포함하는 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법.
(a) 10-20 parts by weight of Portland cement with a specific surface area of 2,800-4,000 cm2/g, 30-40 parts by weight of fine blast furnace slag powder with a specific surface area of 3,500-5,000 cm2/g, fly ash and bottom ash 1: 0.3- Mixing in a 1.5 weight ratio, 20 to 30 parts by weight of an ash mixture having a specific surface area of 3,500 to 4,500 cm / g, 10 to 20 parts by weight of desulfurized gypsum, 5 to 10 parts by weight of recycled aggregate including fine aggregate and coarse aggregate;
(b) mixing 5 to 10 parts by weight of the solidified waste inorganic acid in the mixture of (a);
(c) mixing 5 to 10 parts by weight of one curing accelerator selected from the group consisting of sodium sulfate, calcium sulfate, and mixtures thereof with the mixture of (b);
The solid waste inorganic acid of step (b) is i) mixed with a waste inorganic acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and a mixture of two or more thereof and calcium oxide in a weight ratio of 60 to 80: 20 to 40 step; ii) drying the mixture of i) at 400 to 600° C. for 0.5 to 2 hours to solidify; And iii) pulverizing the solid material to 50 ~ 300㎛; Method of producing a hardener composition for soft ground comprising a.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 고형화된 폐무기산의 함수율은 10% 이하인 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method for producing a solidifying composition for a soft ground, wherein the water content of the solidified waste inorganic acid is 10% or less.
제7항에 있어서,
상기 (a) 내지 (c) 단계에서 상기 혼합이 회전 속도가 300~500rpm인 하나 이상의 교반기를 이용하여 수행되는 연약지반용 고화제 조성물의 제조방법.
8. The method of claim 7,
A method of producing a solidifying agent composition for soft ground in which the mixing in the steps (a) to (c) is performed using one or more stirrers having a rotation speed of 300 to 500 rpm.
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