KR102307197B1 - 칼라시멘트 - Google Patents

칼라시멘트 Download PDF

Info

Publication number
KR102307197B1
KR102307197B1 KR1020190033884A KR20190033884A KR102307197B1 KR 102307197 B1 KR102307197 B1 KR 102307197B1 KR 1020190033884 A KR1020190033884 A KR 1020190033884A KR 20190033884 A KR20190033884 A KR 20190033884A KR 102307197 B1 KR102307197 B1 KR 102307197B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
red mud
cement
color
present
coffee grounds
Prior art date
Application number
KR1020190033884A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200113537A (ko
Inventor
강석표
강혜주
Original Assignee
우석대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우석대학교 산학협력단 filed Critical 우석대학교 산학협력단
Priority to KR1020190033884A priority Critical patent/KR102307197B1/ko
Publication of KR20200113537A publication Critical patent/KR20200113537A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102307197B1 publication Critical patent/KR102307197B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/0409—Waste from the purification of bauxite, e.g. red mud
    • 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
    • C04B18/0427—Dry materials
    • 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
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/248—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork from specific plants, e.g. hemp fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/80—Optical properties, e.g. transparency or reflexibility
    • C04B2111/82—Coloured materials
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

본 발명의 개시는 칼라시멘트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 황토와 유사한 색상을 갖는 유색의 시멘트로써, 레드머드를 포함하여 황토와 같은 색상을 부여한 칼라시멘트에 관한 것이다. 또한, 바닥재, 건축재, 도로 포장 또는 블록, 흙고화 제품 등의 건설재료에 적용가능하며, 백화현상을 개선할 수 있는 기능성 칼라시멘트에 관한 발명이다.

Description

칼라시멘트{COLOR CEMENT}
본 발명의 개시는 칼라시멘트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 황토와 유사한 색상을 갖는 유색의 시멘트로써, 레드머드를 포함하여 황토와 같은 색상을 부여한 칼라시멘트에 관한 것이다. 또한, 바닥재, 건축재, 도로 포장 또는 블록 등의 건설재료에 적용가능하며, 백화현상을 개선할 수 있는 기능성 칼라시멘트에 관한 발명이다.
레드머드(red mud)는 보크사이트 원료 광물에서 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 제조하는 공정에서 발생되는 산업부산물이다. 국내의 경우 베이어(Bayer)법, 즉, 알루미나가 다량 존재하는 원료광물에 수산화나트륨를 가하여 수산화알루미늄을 추출하는 방법에 의해 수산화알루미늄을 추출하며, 이때 남은 슬러지를 레드머드(red mud)라고 한다. 스칼렛 클레이(scarlet clay)라고 하며, 통상 30 ~ 50 중량%정도의 함수율을 가진 고점도의 슬러지 상태로 배출된다.
레드머드 화학조성은 대부분 SiO2, Al2O3 및 Fe2O3이며, Fe2O3로 인해 황토와 유사한 적색의 색상이 발현되어 레드머드라 통칭되고 있으며, 레드머드를 건설재료로서 활용 시 백화의 원인으로 작용하는 Na2O를 약 10.0% 정도 포함하고 있다. 이는 보오크사이트 원석으로부터 알루미늄을 추출하는 과정에서 수산화나트륨(NaOH)를 추출액으로 사용하기 때문에 미회수 수산화나트륨 용액이 잔사인 레드머드에 다량 존재하였기 때문이며, 이로 인하여 레드머드의 pH가 11.0의 강알칼리성을 나타낸다.
레드머드는 전 세계적으로 슬러지 상태로 연간 1억 2천만톤, 건조 분말상태로는 4천만톤 이상 배출되고 있으며, 그 양은 매년 증가하고 있는 추세이다. 국내에서도 슬러지 상태의 레드머드가 연간 20 만톤씩 배출되고 있으나, 레드머드 자체를 처리할 수 있는 방안이 없어 건축재료 등에 극히 제한적으로만 이용되고 있을 뿐만 아니라, 그 근본적인 처리방안도 없는 상황이다. 특히, 전 세계적으로 레드머드의 적재장소가 마땅치 않으며, 침출수 유출에 의하여 인근 농작물 및 인명에 피해를 주기도 하는 등 환경문제를 야기하고 있다. 따라서 레드머드 슬러지의 처리가 시급한 상황이며, 건설재료에 적용하는 경우에 발생되는 백화현상을 저감시키기 위한 연구가 시급한 상황이다.
이에 대해 우리나라 공개특허공보 제10-2018-0084218호(2018.07.25)에는 코코넛 오일을 포함하여 시멘트 안료의 방수성을 향상시켜 백화현상을 억제하고자 하는 연구가 있었다. 그러나 오일을 포함하므로 오일이 표면으로 마이그레이션(migration) 되어 표면이 끈적임이 발생할 수 있는 단점이 있다.
우리나라 공개특허공보 제10-2018-0084218호(2018.07.25)
본 발명은 레드머드 및 시멘트의 백화현상을 저감시킬 수 있으며, 황토와 같은 색상을 부여할 수 있는 새로운 칼라시멘트를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 오일과 같이 표면 마이그레이션이 발생하지 않으며, 건축자재로 시공 시 강도변화에 영향을 주지 않는 새로운 백화저감재를 제공하고, 이를 포함하여 건축자재로 시공 시 강도가 우수하며, 유색을 발현할 수 있는 칼라시멘트를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 시멘트 및 레드머드 조성물을 포함하는 칼라시멘트로서,
상기 레드머드 조성물은 커피찌꺼기 및 분쇄된 커피원두에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 백화저감제 및 레드머드로 이루어진 것인 칼라시멘트를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 칼라시멘트는 강도가 우수하며, 레드머드 및 시멘트의 백화현상을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 비교예 1에서 백화현상(Ⅴ등급)이 발생한 시편을 찍은 사진이다.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 시멘트 및 레드머드 조성물을 포함하는 칼라시멘트로서,
상기 레드머드 조성물은 커피찌꺼기 및 분쇄된 커피원두에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 백화저감제 및 레드머드로 이루어진 것인 칼라시멘트를 제공한다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 칼라시멘트는 상기 레드머드 조성물을 1 ~ 70 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 레드머드 조성물은 상기 백화저감제를 1 ~ 50중량%로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 커피찌꺼기는 분쇄된 커피원두로부터 커피를 추출한 후 잔류되는 커피찌꺼기를 건조하여 수득한 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 커피찌꺼기는 상기 건조 후 소성하여 수득한 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 레드머드는 함수율 20 중량% 이하의 레드머드 분말인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 레드머드는 함수율 30 ~ 50 중량%의 레드머드 슬러지를 황산으로 전처리하여 pH 6 ~ 8으로 중화한 개질 레드머드를 건조하여 함수율 20 중량% 이하의 레드머드 분말로 제조한 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 시멘트는 보통포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트 및 알칼리 활성시멘트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 칼라시멘트를 건설재료에 첨가하여 레드머드의 색상을 부가하고, 백화현상을 저감시키는 시공방법을 제공한다. 상기 건설재료는 제한되는 것은 아니나, 시멘트 조성물 또는 콘크리트 조성물 등인 것일 수 있으며, 바닥재, 건축재, 도로 포장 또는 블록 등에 적용되는 것일 수 있다.
이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발명자들은 레드머드와 시멘트를 혼합하여 황토와 같은 유색을 갖는 칼라시멘트를 제공할 수 있으며, 이들을 혼합하여 사용하는 경우 발생할 수 있는 백화현상을 저감시키기 위해 연구한 결과, 놀랍게도 커피찌꺼기 또는 소성 커피찌꺼기를 사용함으로써 백화현상이 개선되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 또한, 커피찌꺼기 또는 소성 커피찌꺼기를 사용함으로써 백화현상 뿐만 아니라 시공체의 강도저하 없이 강도가 유지되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
특히, 소성 커피찌꺼기를 사용하는 경우, 백화현상이 더욱 개선되는 효과가 우수하며, 또한 이를 적용한 시공체의 기계적인 물성이 우수함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 칼라시멘트는 시멘트 및 레드머드 조성물을 포함하며, 이밖에 필요에 따라 분산제, 감수제 등 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 시멘트는 시공하고자 하는 건설재료에 따라 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 보통포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트 및 알칼리 활성시멘트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 레드머드 조성물은 커피찌꺼기 또는 소성 커피찌꺼기를 포함하는 백화저감제 및 레드머드로 이루어진다.
상기 레드머드 조성물은 제한되는 것은 아니나 상기 칼라시멘트의 전체 중량 중, 1 ~ 70 중량%로 포함되는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 5 ~ 65 중량%, 더욱 구체적으로 10 ~ 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 황토와 같은 유색을 발현하고, 시멘트의 강도를 유지할 수 있다.
통상적으로 레드머드는 보오크사이트 원광석으로부터 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 제조하는 공정에서 발생되는 산업부산물로 얻어지며, 함수율 30 ~ 50 중량%의 끈적끈적한 슬러지 상태로 얻어진다.
본 발명의 일 양태의 칼라시멘트는 분말상인 것일 수 있으며, 따라서 상기와 같이 슬러지 상태로 얻어지는 레드머드를 건조하여 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 함수율 20 중량% 이하, 더욱 좋게는 함수율 10 중량% 이하, 더욱 좋게는 함수율 5 중량% 이하의 레드머드 분말로 제조하여 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 레드머드는 함수율 30 ~ 50 중량%의 레드머드 슬러지를 황산으로 전처리하여 pH 6 ~ 8으로 중화한 개질 레드머드를 건조하여 사용하는 것일 수 있다. 상기 전처리에 사용되는 산성분으로는 염산, 황산, 질산, 인산 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 황산을 사용하는 것일 수 있다. 상기와 같이 산성분을 이용하여 pH 6 ~ 8으로 전처리하여 사용하는 경우 시멘트의 내구성 및 균열에 대한 저항성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 레드머드 조성물은 상기 레드머드를 50 ~ 99 중량%, 구체적으로 55 ~ 97 중량%, 더욱 구체적으로 60 ~ 95 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 백화저감제는 커피찌꺼기 또는 커피찌꺼기를 소성한 소성 커피찌꺼기일 수 있다. 본 발명의 발명자들이 연구한 결과 액상의 커피를 이용하는 경우는 백화저감 효과를 달성할 수 없었으나 액상의 커피를 추출하고 남은 커피찌꺼기를 첨가하는 경우 백화현상이 개선되는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
더욱 구체적으로, 상기 커피찌꺼기는 분쇄된 커피원두로부터 커피를 추출한 후 잔류되는 것을 건조하여 수득한 것을 의미한다. 분쇄된 커피원두를 사용하는 것에 비하여, 커피찌꺼기를 사용하는 경우 백화현상의 개선이 더욱 향상됨을 확인하였다.
상기 건조는 커피를 추출한 후 잔류되는 것의 수분을 제거하기 위한 것으로, 제한되는 것은 아니나 20 내지 100 ℃의 온도에서 건조하는 것으로, 수분함량이 10% 미만이 될 때까지 건조하는 것이 바람직하다. 수분이 존재하는 것에 비하여 수분함량이 10% 미만이 될 때까지 건조함으로써 백화저감 효과를 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 커피찌꺼기를 건조한 후 소성한 소성 커피찌꺼기가 사용될 경우, 백화저감 효과 우수하며, 분말도가 높아져 첨가량을 더욱 증가시킬 수 있고, 소성을 통해 유기물을 감소시켜 시공체의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 소성은 제한되는 것은 아니나 200 ~ 700 ℃, 더욱 구체적으로 300 ~ 500 ℃에서 수행되는 것일 수 있다. 또한 1 ~ 10시간, 더욱 구체적으로 2 ~ 8시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 조건에서 소성을 하는 것에 의해 명확하지 않지만 완전한 소성이 되기보다는 일부 소성됨으로써 백화현상 저감효과가 더욱 증진되고, 기계적 강도가 유지될 수 있다. 상기 온도를 초과하여 소성하는 경우는 백화저감 효과의 상승을 기대하기 어렵고, 오히려 시공체의 강도를 저하할 수 있다.
상기 백화저감제의 함량은 레드머드가 갖는 고유한 물성을 저해하지 않는 범위에서 첨가되는 것이 바람직하며, 그 함량은 제한되지 않으나 구체적으로 예를 들면, 조성물 내 고형분 함량으로 1 ~ 50 중량%, 구체적으로 3 ~ 45 중량%, 더욱 구체적으로 5 ~ 40 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 시멘트 및 레드머드가 갖는 고유의 물성을 변경하지 않으면서 건설재료로 사용 시 강도가 저하되는 것을 방지하면서 충분한 백화현상 저감 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 칼라시멘트는 그 자체를 성형 후, 건조 또는 소결하여 도로포장, 블록, 흙고화 제품 등의 건설재료로 사용할 수 있다.
또는 상기 칼라시멘트를 시멘트조성물, 콘크리트 조성물 등과 혼합하여 바닥재, 건축재, 도로포장 등에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 칼라시멘트의 함량은 이에 제한되는 것은 아니나 시공체 제조 시 10 ~ 500 kg/㎥의 범위에서 사용할 수 있으며, 상기 범위에서 레드머드의 색상을 충분히 발현하면서 시공체의 강도 등의 물성을 만족시킬 수 있으므로 바람직하다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
1) 백화시험
백화 시험체는 5×5×5cm 크기의 시험체를 제작하여 온도 20℃, 상대습도 60%에서 28일 양생하였다. 28일 양생 후 시험편의 측면을 파라핀으로 실링처리하고 온도 7℃, 상대습도 50% 조건의 항온항습기에서 14일 동안 시험체를 증류수에 침지하였으며, 시험체의 하부로부터 10mm지점까지 침지되었다.
백화발생 면적은 상기 항온항습기에서 14일 침지 후 백화발생 정도를 사진 촬영하고 ‘페인트넷’ 프로그램으로 백화발생 면적을 산출하여 정량화하였다. 도 1은 백화가 발생된 시험체의 사진이다.
백화 등급은 정량화된 백화발생 면적을 아래 표 1에 나타낸 바와 같이 백화 발생 면적에 따라 5등급으로 구분하였다.
백화등급 백화 발생 면적비율
Ⅰ 발생 없음
Ⅱ 10%미만
Ⅲ 10%~30%미만
Ⅳ 30%~50% 미만
Ⅴ 50% 이상
2) 압축강도
KS L 5105에 따라 재령 28일의 압축강도를 측정하였다. 단위는 MPa이다.
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 레드머드 슬러지는 전남 영암군 대불공단에 위치하고 있는 KC 주식회사에서 발생된 것으로 성분표는 하기 표 2와 같다. 함수율은 50 중량%이었으며, pH는 11이었다.
성분 함량 (wt%)
SiO2 38.8
Al2O3 16.1
Fe2O3 22.8
Na2O 10.0
CaO 3.4
기타 8.9
커피찌꺼기는 커피원두를 분쇄하여 액상의 커피를 추출하고 남은 찌꺼기를 50 ℃에서 24시간 건조하여 수득된 것을 사용하였다.
소성 커피찌꺼기는 상기와 같이 수득된 커피찌꺼기를 400 ℃에서 3시간 동안 소성한 것을 사용하였다.
[실시예 1]
상기 표 2의 레드머드 슬러지를 함수율 10%미만으로 건조한 레드머드 분말 99 중량% 및 커피찌꺼기 1 중량%를 혼합하여 레드머드 조성물을 제조하였다.
하기 표 3과 같은 함량으로 상기 레드머드 조성물과 보통포틀랜트 시멘트를 혼합하여 칼라시멘트를 제조하였다.
하기 표 4와 같은 함량으로 칼라시멘트, 골재 및 물을 혼합하여 5×5×5cm 크기의 시험체를 제조하였다. 골재는 주문진 표준사를 사용하였다.
제조된 시험체의 백화등급 및 압축강도를 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 2 내지 6]
하기 표 3과 같이 혼합비율을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 7 내지 12]
상기 표 2의 레드머드 슬러지를 황산에 침지하여 pH가 7이 될 때까지 교반을 하고, 침전물을 여과한 후 증류수로 세척하고, 건조하여 함수율 10%미만의 레드머드 분말로 제조하여 사용하였다.
상기 산처리 및 건조된 레드머드 분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 ~8과 동일한 방법으로 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 13 내지 18]
하기 표 3과 같이 백화저감제로 소성 커피찌꺼기를 사용하였으며, 하기 표 3과 같이 혼합비율을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 19 내지 24]
백화저감제로 소성 커피찌꺼기를 사용하고, 산처리 및 건조된 레드머드 분말을 사용하였으며, 하기 표 3과 같이 혼합비율을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 25 및 26]
하기 표 3과 같이 시멘트와 레드머드 조성물의 혼합비율을 달리한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 27 내지 29]
하기 표 3과 같이 레드머드 조성물을 달리하여 칼라시멘트를 제조하였으며, 제조된 칼라시멘트를 표 4와 같은 함량으로 마사토 및 물과 혼합하여 시험체를 제조하였다.
시험체 제작은 Φ10×20CM 몰드에 흙다짐 방법인 A다짐 방법을 사용하여 공시체를 성형하였다. 다짐을 위한 래머는 직경 5cm, 낙하고 30cm, 무게는 2.5kgf이고, 공시체 제작은 층당 25회로 3층 다짐하여 성형하였다.
[비교예 1]
하기 표 3과 같이 백화저감제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다. 또한, 도 1에서 보이는 바와 같이, 비교예 1에 따른 시험체는 백화현상이 심하게 발생하는 것을 알 수 있었다.
[비교예 2]
하기 표 3과 같이 백화저감제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 3]
하기 표 3과 같이 시멘트를 단독으로 사용하여 시편을 제조하였다.
보통포틀랜트 시멘트 100 중량부에 대하여, 물 50 중량부를 배합하고 성형틀에 타설하여 블록 형태로 성형된 시험체를 제조하였다. 제조된 시험체의 물성을 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
레드머드 조성물 칼라시멘트
레드머드 (중량%) 백화
저감제
(중량%)		 시멘트 (중량%) 레드머드조성물
(중량%)
산처리 전 산처리 후 커피찌꺼기 소성 커피찌꺼기
실시예1 99 - 1 - 90 10
실시예2 90 - 10 - 90 10
실시예3 80 - 20 - 90 10
실시예4 70 - 30 - 90 10
실시예5 60 - 40 - 90 10
실시예6 50 - 50 - 90 10
실시예7 - 99 1 - 90 10
실시예8 - 90 10 - 90 10
실시예9 - 80 20 - 90 10
실시예10 - 70 30 - 90 10
실시예11 - 60 40 - 90 10
실시예12 - 50 50 - 90 10
실시예13 99 - - 1 90 10
실시예14 90 - - 10 90 10
실시예15 80 - - 20 90 10
실시예16 70 - - 30 90 10
실시예17 60 - - 40 90 10
실시예18 50 - - 50 90 10
실시예19 - 99 - 1 90 10
실시예20 - 90 - 10 90 10
실시예21 - 80 - 20 90 10
실시예22 - 70 - 30 90 10
실시예23 - 60 - 40 90 10
실시예24 - 50 - 50 90 10
실시예25 90 - 10 - 50 50
실시예26 90 - 10 - 30 70
실시예27 90 - 10 90 10
실시예28 90 - - 10 90 10
실시예29 - 90 10 - 90 10
비교예1 100 - - - 90 10
비교예2 - 100 - - 90 10
비교예3 - - - - 100 0
칼라시멘트
(중량%)		 물
(중량%)		 골재 (중량%) 백화등급 압축강도
(MPa)
모래
(표준사)		 흙
(마사토)
실시예1 21.05 15.79 63.16 - Ⅱ 29.1
실시예2 21.05 15.79 63.16 - Ⅱ 24.3
실시예3 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 19.4
실시예4 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 9.7
실시예5 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 7.1
실시예6 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 6.5
실시예7 21.05 15.79 63.16 - Ⅱ 37.8
실시예8 21.05 15.79 63.16 - Ⅱ 31.5
실시예9 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 25.2
실시예10 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 12.6
실시예11 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 9.2
실시예12 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 8.4
실시예13 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 37.5
실시예14 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 32.9
실시예15 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 30.7
실시예16 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 22.6
실시예17 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 22.0
실시예18 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 19.4
실시예19 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 49.5
실시예20 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 41.2
실시예21 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 39.9
실시예22 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 29.4
실시예23 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 28.6
실시예24 21.05 15.79 63.16 - Ⅰ 25.2
실시예25 21.05 15.79 63.16 - Ⅱ 15.0
실시예26 21.05 15.79 63.16 - Ⅱ 10.0
실시예27 18.18 9.09 - 72.73 Ⅰ 41.2
실시예28 18.18 9.09 - 72.73 Ⅱ 53.5
실시예29 18.18 9.09 - 72.73 Ⅱ 39.3
비교예1 21.05 15.79 63.16 - Ⅴ 32.0
비교예2 21.05 15.79 63.16 - Ⅴ 32.0
비교예3 21.05 15.79 63.16 - Ⅲ 40.0
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (4)

  1. 시멘트 및 레드머드 조성물을 포함하는 칼라시멘트로서,
    상기 레드머드 조성물은 커피찌꺼기를 200 내지 700 ℃에서 소성한 소성 커피찌꺼기를 포함하는 백화저감제 및 레드머드로 이루어진 것인 칼라시멘트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칼라시멘트는 상기 레드머드 조성물을 1 ~ 70 중량%로 포함하고,
    상기 레드머드 조성물은 상기 백화저감제를 1 ~ 50 중량%로 포함하는 것인 칼라시멘트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소성 커피찌꺼기는 분쇄된 커피원두로부터 커피를 추출한 후 잔류되는 커피찌꺼기를 건조 후 소성하여 수득한 것인 칼라시멘트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레드머드는 함수율 30 ~ 50 중량%의 레드머드 슬러지를 황산으로 전처리하여 pH 6 ~ 8으로 중화한 개질 레드머드를 건조하여 함수율 20 중량% 이하의 레드머드 분말로 제조한 것인 칼라시멘트.
KR1020190033884A 2019-03-25 2019-03-25 칼라시멘트 KR102307197B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190033884A KR102307197B1 (ko) 2019-03-25 2019-03-25 칼라시멘트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190033884A KR102307197B1 (ko) 2019-03-25 2019-03-25 칼라시멘트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200113537A KR20200113537A (ko) 2020-10-07
KR102307197B1 true KR102307197B1 (ko) 2021-09-30

Family

ID=72884365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190033884A KR102307197B1 (ko) 2019-03-25 2019-03-25 칼라시멘트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102307197B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220081575A (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 케이씨 주식회사 레드머드를 이용한 칼라 콘크리트 조성물
KR20220138689A (ko) * 2021-04-06 2022-10-13 케이씨 주식회사 레드머드 백화현상 저감방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046408B1 (ko) * 2010-07-07 2011-07-05 김문훈 적니가 포함된 콘크리트 혼화재를 사용한 콘크리트 포장 구조체 제조방법
KR101653285B1 (ko) * 2016-02-15 2016-09-01 박윤정 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652201B1 (ko) * 2004-12-30 2006-11-30 김한성 적니를 이용한 벽돌 제조 방법
KR20180084218A (ko) 2017-01-16 2018-07-25 김미영 시멘트용 안료 조성물, 이를 포함한 시멘트 조성물 및 이의 제조 방법
KR101980671B1 (ko) * 2017-05-18 2019-05-23 신라대학교 산학협력단 토양 개량과 양분용 탄소구조체 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046408B1 (ko) * 2010-07-07 2011-07-05 김문훈 적니가 포함된 콘크리트 혼화재를 사용한 콘크리트 포장 구조체 제조방법
KR101653285B1 (ko) * 2016-02-15 2016-09-01 박윤정 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200113537A (ko) 2020-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101964794B1 (ko) 백화현상 저감용 레드머드 조성물
KR101269120B1 (ko) 비소성 무기 결합재를 이용한 무늬블록 및 이의 제조방법
KR102307197B1 (ko) 칼라시멘트
KR101789990B1 (ko) 흙포장용 조성물
KR101864125B1 (ko) 용접슬래그를 이용하여 제조된 투수 및 고강도 특성의 점토벽돌 및 이의 제조방법
KR101321977B1 (ko) 비소성 무기 결합재를 이용한 흙블록 및 이의 제조방법
KR101309713B1 (ko) 마사토 폐기물을 이용하여 제조되는 세라믹 및 그 제조방법
Velardo et al. Durability of concrete bearing polymer-treated mixed recycled aggregate
KR101964801B1 (ko) 레드머드 세라믹 및 이의 제조방법
KR101171787B1 (ko) 정수슬러지 몰탈 및 그를 이용한 타일의 제조방법
KR102140723B1 (ko) 황토콘크리트 도로 포장용 레드 머드 슬러리 조성물
CN108623247A (zh) 一种建筑垃圾再生料制备的环保渗水砖
KR101793012B1 (ko) 광미를 이용한 콘크리트블록 제조방법
KR101287125B1 (ko) 건설오니를 포함한 점토 기와용 조성물 및 이를 이용하여 청회색 기와를 제조하는 방법
KR101645321B1 (ko) 상온 재생 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법
KR101696716B1 (ko) 광미를 이용한 고강도 인공 석재블록 제조 방법
KR101165623B1 (ko) 폐자재를 이용한 점토벽돌 및 이의 제조방법
CN111187044B (zh) 一种露石混凝土及其施工方法
KR101537208B1 (ko) 백화방지 및 차열성이 우수한 인조블록 및 이의 제조방법
KR101523508B1 (ko) 점토질의 복합소재를 활용한 고물성 한식형 그을림기와 소지조성물과 한식형그을림기와 제조방법
KR101837376B1 (ko) 폐쇼트볼과 폐유리분말을 이용하여 제조된 고강도 특성의 점토벽돌 및 이의 제조방법
KR101778689B1 (ko) 다공 표면을 갖는 인조대리석 제조방법
KR20100107967A (ko) 폐주물사를 이용한 점토기와 제조방법 및 점토기와의 배합토 조성물
KR102338303B1 (ko) 굴 패각을 함유한 보도블록용 조성물
KR101254996B1 (ko) 해교방지와 고강도 기능을 가지는 흙블록 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right