KR102357971B1 - Curing method of cement comprising alkali activated slag - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 시멘트 조성물의 양생 방법은 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; 시멘트 조성물을 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 1차 양생 단계; 및 1차 양생된 시멘트 조성물을 3 내지 4bar의 이산화탄소 분위기에서 양생하는 2차 양생 단계를 포함한다.A method for curing a cement composition according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a cement composition comprising fine powder of blast furnace slag and an alkali activator; A first curing step of curing the cement composition in an atmosphere of relative humidity of 75% or more; and a second curing step of curing the firstly cured cement composition in a carbon dioxide atmosphere of 3 to 4 bar.

Description

알칼리 활성 슬래그를 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법 {CURING METHOD OF CEMENT COMPRISING ALKALI ACTIVATED SLAG}Curing method of a cement composition comprising alkali activated slag {CURING METHOD OF CEMENT COMPRISING ALKALI ACTIVATED SLAG}

본 발명의 일 실시예는 알칼리 활성 슬래그를 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 이산화탄소를 활용한 알칼리 활성 슬래그를 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a curing method of a cement composition containing alkali activated slag. More specifically, an embodiment of the present invention relates to a curing method of a cement composition comprising alkali activated slag using carbon dioxide.

이산화탄소를 포함한 온실 가스 배출은 지구 온난화의 원인 중 하나이며, 이는 세계 자연 재해의 빈도와 범위를 증가시킨다. 포틀랜드 시멘트의 시멘트 클링커(clinker) 생산량은 전 세계 CO2 배출량의 약 4%를 차지(2017년 통계)하며, 건설 산업에서 심각한 문제로 여겨지고 있다.Greenhouse gas emissions, including carbon dioxide, are one of the causes of global warming, which increases the frequency and extent of global natural disasters. Portland cement's cement clinker production accounts for about 4 % of global CO2 emissions (2017 statistics) and is considered a serious problem in the construction industry.

시멘트 기반 물질의 양생을 가속화하기 위해 CO2를 사용하는 것은 대기 중 CO2 농도를 낮추는 방법 중 하나로 알려져 있다. 포틀랜드 시멘트의 알라이트(alite) 및 벨라이트(belite)와 같은 규산 칼슘은 자발적으로 탄산되어 탄산 칼슘 (CaCO3)이 주로 생성된다. CO2 양생 과정에서 CaCO3는 캐스트 모르타르 및 콘크리트의 기공에 침전되기 때문에 조기에 CO2 양생된 시멘트 기반 재료는 강도가 빠르게 상승한다. 기공의 치밀화는 시멘트 페이스트 매트릭스 및 계면 전이 구역을 포함하여 미세 구조를 미세화하여 보다 빠른 시간 내에 더 높은 강도를 얻게 된다.The use of CO 2 to accelerate the curing of cement-based materials is known as one of the methods to lower the concentration of CO 2 in the atmosphere. Calcium silicate, such as alite and belite of Portland cement, is spontaneously carbonated to produce mainly calcium carbonate (CaCO 3 ). Since CaCO 3 is deposited in the pores of the cast mortar and concrete during the CO 2 curing process, the strength of the cement-based material cured at an early stage of CO 2 is rapidly increased. The densification of the pores refines the microstructure, including the cement paste matrix and interfacial transition zone, to obtain higher strength in a shorter time.

또한, 포틀랜드 시멘트를 대체하는 대체 시멘트를 사용하여 CO2 배출량을 줄이는 방법이 알려져 있다. 칼슘 설포 알루미네이트 시멘트는 소성 공정을 저온에서 할 수 있는 장점이 있다. 포틀랜드 시멘트의 소성과 비교하여 소성 온도가 약 100 내지 200 ℃ 감소하며, 이는 CO2 배출량 감소에 기여한다. 또한 고로 슬래그 및 플라이 애쉬(fly ash)와 같은 산업 부산물로 합성 된 지오폴리머(geopolymer)를 포함하는 알칼리 활성화 바인더는 유망한 대안 중 하나이다. 고로 슬래그 또한 다량의 규산 칼슘을 함유한다. 수화는 잠재적으로 알칼리 활성화제가 필요한 탄화에 취약하다. 알칼리 활성화제는 칼슘이 슬래그 입자로부터 용해 될 수 있게 하고, 칼슘은 강도의 발달에 기여하는 C-S-H 겔의 형성에 참여한다.Also, it is known how to reduce CO 2 emissions by using alternative cement to replace Portland cement. Calcium sulfoaluminate cement has the advantage that the calcination process can be performed at a low temperature. Compared with the calcination of Portland cement, the calcination temperature is reduced by about 100 to 200 °C, which contributes to a reduction in CO 2 emission. Also, alkali activated binders containing geopolymers synthesized from industrial by-products such as blast furnace slag and fly ash are promising alternatives. Blast furnace slag also contains a large amount of calcium silicate. Hydration is susceptible to carbonization, potentially requiring alkaline activators. The alkali activator allows calcium to dissolve from the slag particles, and calcium participates in the formation of the CSH gel, which contributes to the development of strength.

본 발명의 일 실시예는 알칼리 활성 슬래그를 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법을 제공하고자 한다. 더욱 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 이산화탄소를 활용한 알칼리 활성 슬래그를 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a method for curing a cement composition containing alkali activated slag. More specifically, an embodiment of the present invention is to provide a curing method of a cement composition containing alkali activated slag utilizing carbon dioxide.

본 발명의 일 실시예에 의한 시멘트 조성물의 양생 방법은 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; 시멘트 조성물을 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 1차 양생 단계; 및 1차 양생된 시멘트 조성물을 3 내지 4bar의 이산화탄소 분위기에서 양생하는 2차 양생 단계를 포함한다.A method for curing a cement composition according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a cement composition comprising fine powder of blast furnace slag and an alkali activator; A first curing step of curing the cement composition in an atmosphere of relative humidity of 75% or more; and a second curing step of curing the firstly cured cement composition in a carbon dioxide atmosphere of 3 to 4 bar.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 시멘트 조성물의 양생 방법은 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; 시멘트 조성물을 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 1차 양생 단계; 및 1차 양생된 시멘트 조성물을 이산화탄소를 10 내지 20% 농도를 포함하는 분위기에서 양생하는 2차 양생 단계를 포함한다.A method for curing a cement composition according to another embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a cement composition comprising fine powder of blast furnace slag and an alkali activator; A first curing step of curing the cement composition in an atmosphere of relative humidity of 75% or more; and a second curing step of curing the firstly cured cement composition in an atmosphere containing carbon dioxide at a concentration of 10 to 20%.

2차 양생 단계 이후, 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 3차 양생 단계를 더 포함할 수 있다.After the second curing step, a third curing step of curing in an atmosphere of relative humidity of 75% or more may be further included.

고로 슬래그 미분말은 SiO2: 30 내지 33 중량%, Al2O3 : 12 내지 14 중량%, CaO: 43 내지 48 중량% 포함할 수 있다.The fine powder of blast furnace slag may include SiO 2 : 30 to 33 wt%, Al 2 O 3 : 12 to 14 wt%, CaO: 43 to 48 wt%.

알칼리 활성화제는 NaOH 및 Na2SiO3를 포함할 수 있다.The alkali activator may include NaOH and Na 2 SiO 3 .

고로 슬래그 미분말에 대한 상기 알칼리 활성화제의 중량 비율(알칼리 활성화제/고로 슬래그 미분말)은 0.4 내지 0.45일 수 있다.The weight ratio of the alkali activator to the fine blast furnace slag powder (alkali activator/fine blast furnace slag powder) may be 0.4 to 0.45.

1차 양생 단계 및 2차 양생 단계는 각각 21 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다.The first curing step and the second curing step may be performed at a temperature of 21 to 25 °C, respectively.

1차 양생 단계는 0.5 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.The first curing step may be performed for 0.5 to 2 hours.

2차 양생 단계는 3 내지 168 시간 동안 수행될 수 있다.The second curing step may be performed for 3 to 168 hours.

2차 양생 단계는 이산화탄소 90 부피% 이상의 분위기에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed in an atmosphere of 90% by volume or more of carbon dioxide.

2차 양생 단계는 3 내지 4bar의 압력하에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed under a pressure of 3 to 4 bar.

2차 양생 단계는 65 내지 75%의 상대 습도 분위기에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed in an atmosphere of 65 to 75% relative humidity.

2차 양생 단계 이후, 시멘트 조성물은 칼사이트를 1.4 내지 8 중량% 포함할 수 있다.After the second curing step, the cement composition may contain 1.4 to 8% by weight of calcite.

2차 양생 단계 이후, 시멘트 조성물은 비정질 탄산 칼슘을 포함할 수 있다. After the second curing step, the cement composition may include amorphous calcium carbonate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 양생 과정에서 온실 효과의 주범인 이산화탄소를 제거함에 따라 환경에 기여할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to contribute to the environment by removing carbon dioxide, the main culprit of the greenhouse effect, during the curing process.

본 발명의 일 실시에에 따르면, 양생에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to shorten the time taken for curing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 양생된 시멘트의 강도가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the strength of the cured cement can be improved.

도 1은 고로 슬래그 미분말의 XRD 패턴이다.
도 2는 실시예에서 각 샘플의 양생 방법 및 압축 강도 측정 시간을 정리한 도표이다.
도 3 내지 도 5는 각각 4시간, 24시간, 7일 후 압축 강도 그래프이다.
도 6은 CO2 양생 동안 압력 용기에서 측정 된 압력 손실 그래프이다.
도 7은 CO2 양생 후 추가 수분 양생에서 채취 한 샘플의 압축 강도 향상 그래프이다.
도 8 내지 도 12는 샘플의 XRD 패턴 이다.
도 13 내지 17은 CO2 양생 전후의 알칼리 활성화 슬래그 페이스트의 TG 및 유도체 TG (DTG) 곡선이다.
1 is an XRD pattern of blast furnace slag fine powder.
2 is a table summarizing the curing method and compressive strength measurement time of each sample in Examples.
3 to 5 are graphs of compressive strength after 4 hours, 24 hours, and 7 days, respectively.
6 is a graph of pressure loss measured in a pressure vessel during CO 2 curing.
7 is a graph showing the improvement of compressive strength of samples taken from additional moisture curing after CO 2 curing.
8 to 12 are XRD patterns of samples.
13 to 17 are TG and derivative TG (DTG) curves of alkali activated slag paste before and after CO 2 curing.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third etc. are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of "comprising" specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component It does not exclude additions.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 일 실시예에 의한 시멘트 조성물의 양생 방법은 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; 시멘트 조성물을 75% 이상 의 상대 습도 분위기에서 양생하는 1차 양생 단계; 및 1차 양생된 시멘트 조성물을 3 내지 4bar의 이산화탄소 분위기에서 양생하는 2차 양생 단계를 포함한다.A method for curing a cement composition according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a cement composition comprising fine powder of blast furnace slag and an alkali activator; A first curing step of curing the cement composition in an atmosphere of relative humidity of 75% or more; and a second curing step of curing the firstly cured cement composition in a carbon dioxide atmosphere of 3 to 4 bar.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 시멘트 조성물의 양생 방법은 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; 시멘트 조성물을 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 1차 양생 단계; 및 1차 양생된 시멘트 조성물을 이산화탄소를 10 내지 20% 농도를 포함하는 분위기에서 양생하는 2차 양생 단계를 포함한다.A method for curing a cement composition according to another embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a cement composition comprising fine powder of blast furnace slag and an alkali activator; A first curing step of curing the cement composition in an atmosphere of relative humidity of 75% or more; and a second curing step of curing the firstly cured cement composition in an atmosphere containing carbon dioxide at a concentration of 10 to 20%.

이하에서는 시멘트 조성물의 양생 방법을 각 단계별로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the curing method of the cement composition will be described in detail for each step.

먼저, 시멘트 조성물을 제조한다.First, a cement composition is prepared.

시멘트 조성물은 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함한다. 시멘트 조성물로서, 고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제는 널리 알려져 있으며, 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.The cement composition includes fine powder of blast furnace slag and an alkali activator. As a cement composition, fine powder of blast furnace slag and an alkali activator are widely known, and an appropriate one can be selected and used.

고로 슬래그 미분말은 시멘트 조성물 내에서 강도 발현에 기여하는 C-S-H 수화물을 생성하는 역할을 한다. 고로 슬래그 미분말은 SiO2: 30 내지 33 중량%, Al2O3 : 12 내지 14 중량%, CaO: 43 내지 48 중량% 포함할 수 있다. 고로 슬래그 미분말은 전술한 SiO2, Al2O3, CaO외에도 다양한 산화물을 더 포함할 수 있다. 예컨데, Na2O, K2O, MgO, MnO, TiO2, SO3, P2O5, Fe2O3, BaO, ZrO2, V2O5, SrO 및 Y2O3 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 이들은 각각 5 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 고로 슬래그 미분말은 SiO2: 31 내지 32 중량%, Al2O3 : 13 내지 14 중량%, CaO: 45 내지 48 중량% 포함할 수 있다.The fine powder of blast furnace slag serves to generate CSH hydrate that contributes to strength development in the cement composition. The fine powder of blast furnace slag may include SiO 2 : 30 to 33 wt%, Al 2 O 3 : 12 to 14 wt%, CaO: 43 to 48 wt%. The fine blast furnace slag powder may further include various oxides in addition to the aforementioned SiO 2 , Al 2 O 3 , and CaO. For example, at least one of Na 2 O, K 2 O, MgO, MnO, TiO 2 , SO 3 , P 2 O 5 , Fe 2 O 3 , BaO, ZrO 2 , V 2 O 5 , SrO and Y 2 O 3 . may further include. They may further include 5 wt% or less, respectively. More specifically, the fine powder of blast furnace slag may include SiO 2 : 31 to 32 wt%, Al 2 O 3 : 13 to 14 wt%, CaO: 45 to 48 wt%.

알칼리 활성화제는 시멘트 조성물 내에서 고로 슬래그 미분말 입자로부터 Ca 및 Al 등의 이온을 용해시키는 역할을 한다. 알칼리 활성화제는 NaOH 및 Na2SiO3를 포함할 수 있다.The alkali activator serves to dissolve ions such as Ca and Al from fine powder particles of blast furnace slag in the cement composition. The alkali activator may include NaOH and Na 2 SiO 3 .

이 때, NaOH는 물에 용해된 수용액 형태로 존재할 수 있다. 구체적으로 1 내지 10 M의 수용액 형태로 첨가될 수 있다.In this case, NaOH may exist in the form of an aqueous solution dissolved in water. Specifically, it may be added in the form of an aqueous solution of 1 to 10 M.

Na2SiO3는 액상 형태로 첨가될 수 있다. 알칼리 활성화제 내에서 NaOH에 대한 Na2SiO3의 중량 비율(Na2SiO3/NaOH)은 0.5 내지 2.0 일 수 있다. 적절한 비율이 첨가되어야 고로 슬래그 미분말을 적절히 알칼리 활성화 할 수 있다. 더욱 구체적으로 알칼리 활성화제 내에서 NaOH에 대한 Na2SiO3의 중량 비율(Na2SiO3/NaOH)은 0.75 내지 1.5 일 수 있다. 이 때, NaOH에 대한 중량은 수용액 전체의 중량으로 계산한다.Na 2 SiO 3 may be added in a liquid form. The weight ratio of Na 2 SiO 3 to NaOH in the alkali activator (Na 2 SiO 3 /NaOH) may be 0.5 to 2.0. When an appropriate ratio is added, the fine powder of blast furnace slag can be properly alkali-activated. More specifically, the weight ratio of Na 2 SiO 3 to NaOH in the alkali activator (Na 2 SiO 3 /NaOH) may be 0.75 to 1.5. At this time, the weight with respect to NaOH is calculated as the weight of the whole aqueous solution.

고로 슬래그 미분말에 대한 알칼리 활성화제의 중량 비율은 0.42 내지 0.45일 수 있다. 전술한 중량 비율을 통해 고로 슬래그 미분말을 적절히 알칼리 활성화 할 수 있다. 더욱 구체적으로 고로 슬래그 미분말에 대한 알칼리 활성화제의 중량 비율은 0.43 내지 0.44일 수 있다.The weight ratio of the alkali activator to the fine powder of the blast furnace slag may be 0.42 to 0.45. Through the above-mentioned weight ratio, the fine powder of blast furnace slag can be appropriately alkali-activated. More specifically, the weight ratio of the alkali activator to the fine powder of the blast furnace slag may be 0.43 to 0.44.

이렇게 제조된 시멘트 조성물은 몰드에 주입할 수 있다.The cement composition thus prepared can be poured into a mold.

다음으로, 시멘트 조성물을 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생한다. 이산화탄소 분위기에서 2차 양생하기 이전에 먼저 습도가 높은 분위기에서 1차 양생함으로써, 몰드로부터 단시간에 시편을 탈형할 수 있다. 1차 양생 단계의 습도가 너무 낮으면, 단시간에 탈형이 어려울 수 있으며, 또한, 건조수축일 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 1차 양생 단계의 상대 습도는 80 내지 85%일 수 있다.Next, the cement composition is cured in an atmosphere of relative humidity of 75% or more. By performing primary curing in a high-humidity atmosphere before secondary curing in a carbon dioxide atmosphere, the specimen can be demolded from the mold in a short time. If the humidity in the first curing step is too low, demolding may be difficult in a short time, and also, drying shrinkage may occur. More specifically, the relative humidity of the first curing step may be 80 to 85%.

1차 양생 단계는 21 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다. 전술한 온도 범위에서 양생 가능함으로써, 알칼리 활성화를 위한 고온양생을 필요로 하지 않는다. 더욱 구체적으로 23 내지 25℃ 범위에서 수행될 수 있다.The first curing step may be carried out at a temperature of 21 to 25 ℃. By being able to be cured in the above temperature range, high temperature curing for alkali activation is not required. More specifically, it may be carried out in the range of 23 to 25 ℃.

1차 양생 단계는 0.5 내지 2시간 동안 수행될 수 있다. 전술한 시간 동안 양생함으로써, 단시간 내에 시편을 몰드로부터 제거가 가능할 수 있다. 더욱 구체적으로 0.5 내지 1.5 시간 동안 수행될 수 있다.The first curing step may be performed for 0.5 to 2 hours. By curing for the time described above, it may be possible to remove the specimen from the mold within a short time. More specifically, it may be carried out for 0.5 to 1.5 hours.

1차 양생 단계 후, 양생된 시멘트 조성물로부터 몰드를 제거할 수 있다.After the first curing step, the mold may be removed from the cured cement composition.

다음으로 1차 양생된 시멘트 조성물을 이산화탄소 분위기에서 2차 양생한다.Next, the first-cured cement composition is second-cured in a carbon dioxide atmosphere.

본 발명의 일 실시예에서는 3 내지 4bar의 고압의 이산화탄소 분위기에서 양생하고, 본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 이산화탄소를 10 내지 20% 농도를 포함하는 이산화탄소 분위기에서 양생한다. 이처럼 이산화탄소 분위기에서 양생함으로써, 양생 과정에서 시멘트 조성물이 이산화탄소를 일부 흡수하여 온실 효과의 주범인 이산화탄소를 제거할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it is cured in a carbon dioxide atmosphere of high pressure of 3 to 4 bar, and in another embodiment of the present invention, carbon dioxide is cured in a carbon dioxide atmosphere containing 10 to 20% concentration. As such, by curing in a carbon dioxide atmosphere, the cement composition absorbs some carbon dioxide during the curing process, thereby removing carbon dioxide, the main culprit of the greenhouse effect.

먼저, 3 내지 4bar의 고압의 이산화탄소 분위기에서 양생하는 일 실시예에 대해 설명한다. 고압의 이산화탄소 분위기에서 양생함으로써, 빠른 시간 내에 강도를 향상시킬 수 있고, 이산화탄소를 다량 흡수 시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 3.5 내지 4 Bar의 이산화탄소 분위기에서 양생할 수 있다. 이산화탄소 흡수에 의해 압력이 저하될 경우, 이를 일정하게 유지하기 위해 이산화탄소를 추가할 수 있다.First, an embodiment of curing in a high-pressure carbon dioxide atmosphere of 3 to 4 bar will be described. By curing in a high-pressure carbon dioxide atmosphere, the strength can be improved in a short time, and a large amount of carbon dioxide can be absorbed. More specifically, it can be cured in a carbon dioxide atmosphere of 3.5 to 4 Bar. When the pressure is lowered by carbon dioxide absorption, carbon dioxide may be added to keep it constant.

2차 양생 단계는 21 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다. 전술한 온도 범위에서 양생함으로써, 1차 양생 단계의 온도를 지속적으로 유지할 수 있다. 더욱 구체적으로 23 내지 25℃ 범위에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed at a temperature of 21 to 25 °C. By curing in the above temperature range, it is possible to continuously maintain the temperature of the first curing step. More specifically, it may be carried out in the range of 23 to 25 ℃.

2차 양생 단계는 3 내지 168 시간 동안 수행될 수 있다. 긴 시간 동안 양생함으로써, 이산화탄소 흡수량은 늘릴 수 있으나, 양생된 시멘트의 강도가 저하될 수 있다. 구체적으로 3 내지 24시간 동안 양생할 수 있다.The second curing step may be performed for 3 to 168 hours. By curing for a long time, carbon dioxide absorption may be increased, but the strength of the cured cement may be reduced. Specifically, it can be cured for 3 to 24 hours.

2차 양생 단계에서 이산화탄소 90 부피% 이상의 분위기에서 수행될 수 있다. 이처럼 순수한 이산화탄소 분위기에서 양생함으로써, 이산화탄소 흡수량을 늘릴 수 있다. 더욱 구체적으로 이산화탄소 99 내지 99.9 부피% 분위기에서 수행될 수 있다.In the second curing step, it may be carried out in an atmosphere of 90% by volume or more of carbon dioxide. By curing in such a pure carbon dioxide atmosphere, it is possible to increase the amount of carbon dioxide absorption. More specifically, it may be carried out in an atmosphere of 99 to 99.9% by volume of carbon dioxide.

다음으로, 이산화탄소를 10 내지 20% 농도를 포함하는 분위기에서 양생하는 또 다른 일 실시예에 대해 설명한다. 전술한 분위기에서 양생함으로써, 시멘트 조성물의 강도를 향상시킬 수 있다. 이산화탄소 포집 시스템 없이 배출 가스를 사용할 경우 적용할 수 있는 최대 농도 20%를 활용할 수 있다. 더욱 구체적으로 이산화탄소를 15 내지 20 부피% 포함하는 분위기에서 양생할 수 있다.Next, another embodiment of curing carbon dioxide in an atmosphere containing 10 to 20% concentration will be described. By curing in the atmosphere described above, the strength of the cement composition can be improved. When exhaust gases are used without a CO2 capture system, the maximum applicable concentration of 20% can be utilized. More specifically, it may be cured in an atmosphere containing 15 to 20% by volume of carbon dioxide.

2차 양생 단계는 21 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다. 전술한 온도 범위에서 양생함으로써, 1차 양생 단계의 온도를 지속적으로 유지할 수 있다. 더욱 구체적으로 23 내지 25℃ 범위에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed at a temperature of 21 to 25 °C. By curing in the above temperature range, it is possible to continuously maintain the temperature of the first curing step. More specifically, it may be carried out in the range of 23 to 25 ℃.

2차 양생 단계는 3 내지 168 시간 동안 수행될 수 있다. 긴 시간 동안 양생함으로써, 양생된 시멘트의 강도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로 24 내지 180시간 동안 양생할 수 있다.The second curing step may be performed for 3 to 168 hours. By curing for a long time, the strength of the cured cement can be improved. Specifically, it can be cured for 24 to 180 hours.

2차 양생 단계는 3 내지 4bar의 압력하에서 수행될 수 있다. 전술한 압력하에서 양생함으로써, 시간에 따른 압력감소를 반영한 면에서 이점이 있다. 더욱 구체적으로 3.5 내지 4bar의 압력하에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed under a pressure of 3 to 4 bar. By curing under the above-mentioned pressure, there is an advantage in that the pressure decrease with time is reflected. More specifically, it may be carried out under a pressure of 3.5 to 4 bar.

2차 양생 단계는 65 내지 75%의 상대 습도 분위기에서 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예와는 달리 적절한 습도 분위기에서 더욱 강도를 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 2차 양생 단계는 70 내지 75%의 상대 습도 분위기에서 수행될 수 있다.The second curing step may be performed in an atmosphere of 65 to 75% relative humidity. Unlike an embodiment of the present invention, strength can be further improved in an appropriate humid atmosphere. More specifically, the second curing step may be performed in an atmosphere of 70 to 75% relative humidity.

전술하였듯이, 본 발명의 일실시예 및 또 다른 일 실시예에서 이산화탄소 분위기에서 2차 양생함으로써, 시멘트 조성물은 칼사이트를 1.4 내지 8 중량% 포함할 수 있다. 칼사이트가 적절히 형성됨으로써, 강도 향상에 기여할 수 있다.As described above, by secondary curing in a carbon dioxide atmosphere in one embodiment and another embodiment of the present invention, the cement composition may contain 1.4 to 8% by weight of calcite. When calcite is properly formed, it can contribute to strength improvement.

특히, 본 발명의 또 다른 일 실시예의 경우, 2차 양생 과정에서 비정질 탄산 칼슘이 형성되어, 강도 향상에 더욱 기여할 수 있다.In particular, in the case of another embodiment of the present invention, amorphous calcium carbonate is formed during the secondary curing process, which can further contribute to strength improvement.

2차 양생 단계 이후, 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 3차 양생 단계를 더 포함할 수 있다. 3차 양생 단계에서는 수분을 공급함으로써, 규산 칼슘의 수화를 초래하여, 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 3차 양생 단계의 상대 습도는 75 내지 85%일 수 있다.After the second curing step, a third curing step of curing in an atmosphere of relative humidity of 75% or more may be further included. In the tertiary curing step, by supplying moisture, calcium silicate can be hydrated, thereby further improving strength. More specifically, the relative humidity of the third curing step may be 75 to 85%.

3차 양생 단계는 20 내지 144 시간 동안 수행될 수 있다.The third curing step may be performed for 20 to 144 hours.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

제조예 : 고로 슬래그 미분말의 준비Preparation Example: Preparation of Blast Furnace Slag Fine Powder

고로 슬래그 미분말(ground-granulated blast-furnace slag, GGBFS, 현대제철)을 준비하였다. 고로 슬래그 미분말을 X-선 형광 분석기를 이용하여 그 성분을 분석하여 표 1에 정리하였다. 표 1의 단위는 중량%이다. Other에는 BaO, ZrO2, V2O5, SrO 및 Y2O3가 포함되었다.A fine powder of blast furnace slag (ground-granulated blast-furnace slag, GGBFS, Hyundai Steel) was prepared. The components of the fine blast furnace slag powder were analyzed using an X-ray fluorescence analyzer, and are summarized in Table 1. The unit in Table 1 is weight %. Other included BaO, ZrO 2 , V 2 O 5 , SrO and Y 2 O 3 .

SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCaO Na2ONa 2 O K2OK 2 O MgOMgO MnOMnO TiO2 TiO 2 SO3 SO 3 P2O5 P 2 O 5 Fe2O3 Fe 2 O 3 OthersOthers 30.7630.76 13.2613.26 47.9747.97 0.230.23 0.540.54 3.063.06 0.520.52 0.870.87 1.811.81 0.010.01 0.610.61 0.250.25

표 1에 정리되어 있듯이, 고로 슬래그 미분말은 석회와 실리카가 주 성분임을 확인할 수 있다. 도 1은 고로 슬래그 미분말의 XRD 패턴을 나타내었다. 고로 슬래그 미분말의 일반적인 패턴과 일치함을 확인하였다.As summarized in Table 1, it can be confirmed that lime and silica are the main components of the fine powder of blast furnace slag. 1 shows the XRD pattern of the fine powder of blast furnace slag. It was confirmed that it was consistent with the general pattern of fine powder of blast furnace slag.

실시예Example

알칼리 활성화제는 5M 농도의 NaOH 탈이온수와 액상의 Na2SiO3를 혼합하여 제조하였다. NaOH 탈이온 및 Na2SiO3 의 혼합비는 중량비율로 1.0 이었다. 고로 슬래그 미분말과 알칼리 활성화제의 비율은 중량비로 0.4로 혼합하였다. The alkali activator was prepared by mixing NaOH deionized water with a concentration of 5M and liquid Na 2 SiO 3 . The mixing ratio of NaOH deionization and Na 2 SiO 3 was 1.0 by weight. The ratio of the fine blast furnace slag powder and the alkali activator was mixed in a weight ratio of 0.4.

하기 표 2에는 전체 혼합 비율을 나타내었다.Table 2 below shows the total mixing ratio.

바인더 (g)binder (g) 활성화제 (g)Activator (g) 활성화제/바인더
(중량비)
Activator/Binder
(weight ratio)
고로 슬래그 미분말Blast Furnace Slag Fine Powder 5M NaOH5M NaOH Na2SiO3 Na 2 SiO 3 2,4002,400 480480 480480 0.40.4

플레네터리 믹서로 4분 동안 혼합한 후, 페이스트를 25mm 정사각형 몰드에 캐스팅하였다. 각 샘플들을 몰드 내에서 85% 상대 습도, 25℃의 공기 중에서 1시간 동안 1차 양생하였다. 이후, 몰드를 제거하여 초기 압력을 3 내지 4bar 사이로 조절한 99.9부피%의 순수 CO2 압력 용기에 투입하였다. CO2 압력 용기 내에서 각각 3시간, 23시간 및 167시간 동안 양생하였다. 167시간 양생하는 샘플은 중간중간 CO2를 주입하였다. CO2 압력 용기 내의 압력은 디지털 압력계를 사용하여 측정하였다.After mixing with a planetary mixer for 4 minutes, the paste was cast into a 25 mm square mold. Each sample was first cured in a mold at 85% relative humidity in air at 25° C. for 1 hour. Thereafter, the mold was removed and the initial pressure was adjusted between 3 and 4 bar, and 99.9% by volume of pure CO 2 was put into a pressure vessel. Curing in a CO 2 pressure vessel for 3 hours, 23 hours, and 167 hours, respectively. Samples cured for 167 hours were injected with CO 2 in the middle. The pressure in the CO 2 pressure vessel was measured using a digital manometer.

고압의 CO2 내에서 2차 양생한 이후 85% 상대 습도, 25℃의 공기 중에서 3차 양생하였다. CO2 압력 용기 내에서 각각 3시간, 23시간 및 167시간 동안 양생한 샘플을 각각 CO2P-T1, CO2P-T2, 및 CO2P-T3로 명명하였다.After secondary curing in high-pressure CO 2 , the third curing was performed in air at 85% relative humidity and 25°C. Samples cured in a CO 2 pressure vessel for 3 hours, 23 hours, and 167 hours, respectively, were named CO2P-T1, CO2P-T2, and CO2P-T3, respectively.

비교를 위해 1차 양생 후, 85% 상대 습도, 25℃의 공기 중에서 1시간 동안 1차 양생한 비교예(Control)를 준비하였다.For comparison, after the first curing, a comparative example (Control) was prepared in which the first curing was performed in air at 85% relative humidity and 25° C. for 1 hour.

또한, 1차 양생 후, 20부피% CO2 농도, 70% 상대 습도 및 25℃에서 167시간 동안 양생하였다. 이는 CO2-HC로 명명하였다.In addition, after the first curing, 20 vol% CO 2 concentration, 70% relative humidity and 25 ℃ was cured for 167 hours. It was named CO2-HC.

각 샘플은 혼합후 4시간, 24시간 및 7일 후에 압축 강도를 측정하였다. 압축 강도는 각각 4개의 샘플을 측정하여 측정된 값의 평균을 구하였다. 측정된 압축 강도는 하기 표 3에 정리하였다.Each sample was measured for compressive strength after 4 hours, 24 hours and 7 days after mixing. The compressive strength was obtained by measuring the average of the measured values by measuring each of four samples. The measured compressive strength is summarized in Table 3 below.

각각의 압축 강도를 측정한 후, 파쇄 된 시편을 미세하게 분말화 한 다음 이소프로판올에 침지시켜 수화를 중단시켰다. 진공 건조 후 XRD 및 TG 분석을 분말 샘플에 적용 하였다. XRD 측정은 5-60 °의 2θ 스캐닝 범위에 대해 Cu Kα 방사선의 입사 빔과 함께 고출력 X- 선 회절 계 (Rigaku Corp.)를 사용하여 수행하였다. 시료의 XRD 패턴은 ICD (International Center for Diffraction Data) PDF-2 데이터베이스 및 Inorganic Crystal Structure Database (ICSD)로 분석되었다. TG 측정은 SDT Q600 열 분석기 (TA Instruments, Inc.)를 사용하여 실온에서 950 ℃까지 10 ℃ / 분의 가열 속도로 질소 가스에서 수행되었다.After measuring the compressive strength of each, the crushed specimen was finely pulverized and then immersed in isopropanol to stop hydration. After vacuum drying, XRD and TG analysis were applied to the powder samples. XRD measurements were performed using a high-power X-ray diffractometer (Rigaku Corp.) with an incident beam of Cu Kα radiation for a 2θ scanning range of 5-60°. The XRD pattern of the sample was analyzed with ICD (International Center for Diffraction Data) PDF-2 database and Inorganic Crystal Structure Database (ICSD). TG measurements were performed in nitrogen gas at a heating rate of 10 °C/min from room temperature to 950 °C using an SDT Q600 thermal analyzer (TA Instruments, Inc.).

도 2에서는 각 샘플의 양생 방법 및 압축 강도 측정 시간에 대해 간략하게 표시하였다.In FIG. 2, the curing method and compressive strength measurement time of each sample are briefly indicated.

비고note 압축 강도 (표준 편차), MPaCompressive strength (standard deviation), MPa 4 h4 h 24 h24 h 7 days7 days ControlControl 14.78 (1.33)14.78 (1.33) 65.56 (1.88)65.56 (1.88) 85.77 (0.88)85.77 (0.88) CO2P-T1CO2P-T1 18.27 (1.1)18.27 (1.1) 55.72 (1.14)55.72 (1.14) 80.62 (2.99)80.62 (2.99) CO2P-T2CO2P-T2 -- 53.47 (2.09)53.47 (2.09) 69.11 (2.6)69.11 (2.6) CO2P-T3CO2P-T3 -- -- 61.96 (0.48)61.96 (0.48) CO2-HCCO2-HC 24.81 (1.96)24.81 (1.96) 81.77 (2.86)81.77 (2.86) 111.89 (1.88)111.89 (1.88)

표 3 및 도 3에서 나타나듯이, 4시간 후 Control에 비해 CO2P-T1 및 CO2-HC가 압축 강도가 상승하는 점을 확인할 수 있다. 그러나, 표 3, 도 4 및 도 5에서 나타나듯이, 고압 CO2에서의 양생 시간이 길어지면, control에 비해 강도가 오히려 열위해짐을 확인할 수 있다. 반면, CO2 20부피%(CO2-HC)에서의 양생은 양생시간과 무관하게 압축 강도가 우수함을 확인할 수 있다.As shown in Table 3 and Figure 3, it can be confirmed that the compressive strength of CO2P-T1 and CO2-HC increases compared to Control after 4 hours. However, as shown in Table 3, Figures 4 and 5, when the curing time in high-pressure CO 2 is long, it can be confirmed that the strength is rather inferior compared to the control. On the other hand, it can be seen that the curing in CO 2 20% by volume (CO2-HC) has excellent compressive strength regardless of the curing time.

도 6에서는 CO2 양생 동안 압력 용기에서 측정 된 압력 손실을 나타낸다. CO2 압력은 시간이 지남에 따라 감소하는 반면, 초기 압력은 전술 한 바와 같이 3 내지 4 bar로 제어하였다. CO2는 시간이 지남에 따라 소비되었으며 고갈되지 않았다. CO2P-T3의 경우, 대략 24 시간 후에 추가 CO2를 공급하였다.6 shows the pressure loss measured in the pressure vessel during the CO 2 curing. The CO 2 pressure decreased over time, while the initial pressure was controlled to 3 to 4 bar as described above. CO 2 was consumed over time and was not depleted. For CO2P-T3, additional CO 2 was fed after approximately 24 hours.

CO2 양생 후 연속적인 수분 양생은 규산 칼슘의 수화를 초래하여 시멘트 재료의 강도를 더욱 증가시킨다.Continuous moisture curing after CO 2 curing results in hydration of calcium silicate, further increasing the strength of the cement material.

도 7은 CO2 양생 후 추가 수분 양생에서 채취 한 샘플의 압축 강도 향상 정도를 나타낸다. 먼저, CO2-HC 샘플을 상대습도(RH) 70 %로 일관되게 처리 한 경우, 탄산화 및 수화가 동시에 진행되었음 추정 할 수 있다. CO2-HC 샘플은 7 일 후 최고 강도인 111.89 MPa를 달성 한 반면, control 샘플은 7 일 후 85.77 MPa에 도달했습니다.7 shows the degree of improvement in compressive strength of samples taken from additional moisture curing after CO 2 curing. First, when CO2-HC samples were consistently treated at 70% relative humidity (RH), it can be estimated that carbonation and hydration proceeded simultaneously. The CO2-HC sample achieved the highest strength of 111.89 MPa after 7 days, whereas the control sample reached 85.77 MPa after 7 days.

고압의 CO2 (CO2P-T1)에서 양생된 샘플에 대한 추가 수화를 통해 강도가 증가하였으나, 그 증가는 control 샘플 보다 낮았다. control 샘플의 강도는 24 시간 및 7 일에 CO2P-T1의 강도를 초과하였으나, 4 시간 강도는 CO2 양생 직후의 것보다 낮았다.The strength increased through additional hydration of the samples cured in high pressure CO 2 (CO2P-T1), but the increase was lower than that of the control samples. The intensity of the control sample exceeded that of CO2P-T1 at 24 h and 7 days, but the intensity at 4 h was lower than that immediately after CO 2 curing.

도 7에서 나타나듯이, 고압의 CO2에서 장기간의 CO2 양생 (23 시간 동안 CO2P-T2 및 167 시간 동안 CO2P-T3)이 효과적이지 않음을 다시 확인 하였다. 이들의 압축 강도는 control 샘플의 압축 강도보다 낮았다. CO2P-T2 시료에 대한 추가 수분 양생 또한 효과적이지 않았다.As shown in FIG. 7 , it was confirmed again that long-term CO 2 curing (CO2P-T2 for 23 hours and CO2P-T3 for 167 hours) in high-pressure CO 2 was not effective. Their compressive strength was lower than that of the control sample. Additional moisture curing for the CO2P-T2 samples was also ineffective.

도 8 내지 도 12에서는 모든 샘플의 XRD 패턴을 나타내었다.8 to 12 show the XRD patterns of all samples.

방해석, 규산 칼슘 수화물 (CSH), 하이드로 탈 사이트 및 칼슘 알루미나 규산염 수화물 (CASH)이 NaOH / Na2SiO3- 활성화 슬래그에 존재함을 확인할 수 있다.It can be confirmed that calcite, calcium silicate hydrate (CSH), hydrotalcite and calcium alumina silicate hydrate (CASH) are present in NaOH/Na 2 SiO 3 -activated slag.

도 13 내지 17에서는 CO2 양생 전후의 알칼리 활성화 슬래그 페이스트의 TG 및 유도체 TG (DTG) 곡선을 나타내었다. DTG 곡선에서 명확하게 식별되듯이, 200 ℃ 미만의 첫 번째 중량 손실은 CSH (50 내지 200 ℃) 및 CSH (I) (90 내지 110 ℃)의 탈수에 의해 결합된 물의 손실을 나타낸다. 600 내지 700 ℃ 범위에서의 중량 손실은 칼사이트(calcite)의 존재를 나타낸다13 to 17 show TG and derivative TG (DTG) curves of alkali activated slag paste before and after CO 2 curing. As clearly identified in the DTG curve, the first weight loss below 200 °C represents the loss of bound water by dehydration of CSH (50-200 °C) and CSH(I) (90-110 °C). Weight loss in the range of 600 to 700 °C indicates the presence of calcite

칼사이트의 양은 600 내지 700 ℃ 범위에서의 중량 손실을 기준으로 대략적으로 추정될 수 있다. 각 샘플에서의 칼사이트 농도를 하기 표 4에 정리하였다.The amount of calcite can be roughly estimated based on weight loss in the range of 600 to 700 °C. The calcite concentration in each sample is summarized in Table 4 below.

비고note 양생 시간(중량%)Curing time (wt%) 4 h4 h 24 h24 h 7 days7 days ControlControl 1.33%1.33% 1.51%1.51% 2.09%2.09% CO2P-T1CO2P-T1 1.43%1.43% 2.90%2.90% 4.07%4.07% CO2P-T2CO2P-T2 -- 3.64%3.64% 3.93%3.93% CO2P-T3CO2P-T3 -- -- 2.76%2.76% CO2-HCCO2-HC 8.37%8.37% 6.96%6.96% 2.27%2.27%

반면, CO2P-T2 및 CO2P-T3 샘플 (각각 도 15 및 도 16)의 경우 520 내지 580 ℃ 범위에서 중량 손실이 확인되었으며 바테라이트(vaterite)의 분해와 관련이 있음을 확인하였다. 샘플에서 양생 시간에 따른 강도 발달의 차이 (도 7)는 바테라이트 (metastable CaCO3)의 형성에 의한 것으로 보인다. 고압의 CO2에서 양생된 샘플 중에서, 23 시간 또는 167 시간 동안의 샘플은 4 시간 동안 CO2 양생 된 샘플을 제외하고는 바테라이트의 존재를 나타냈다. 따라서 CO2 양생 시간이 CaCO3의 결정다형 형성에 영향을 미침을 나타낸다. 도 15에 나타나듯이, 추가적인 양생은 7 일에 바테라이트의 DTG 피크를 감소시키고 칼사이트의 피크를 증가시켰다. 바테라이트는 수분에 노출되었을 때 칼사이트로 쉽게 재결정화 될 수 있다.On the other hand, in the case of CO2P-T2 and CO2P-T3 samples ( FIGS. 15 and 16 , respectively), weight loss was observed in the range of 520 to 580 °C, and it was confirmed that it was related to the decomposition of vaterite. The difference in strength development according to the curing time in the sample (FIG. 7) appears to be due to the formation of vaterite (metastable CaCO 3 ). Among the samples cured in high pressure CO 2 , samples for 23 hours or 167 hours showed the presence of vaterite, except for the samples cured for 4 hours CO 2 . Therefore, it indicates that the curing time of CO 2 affects the formation of polymorphism of CaCO 3 . As shown in FIG. 15 , the additional curing reduced the DTG peak of vaterite and increased the peak of calcite on day 7 . Vaterite can readily recrystallize to calcite when exposed to moisture.

24시간 이후의 CO2-HC 샘플 또한 450 내지 550 ℃ 범위에서 중량 손실을 나타냈다. 450 내지 550 ℃ 범위에서의 중량 손실은 바테라이트가 아닌 비정질 탄산 칼슘 (CaCO3 · xH2O)의 분해로 인한 것으로 보인다. 이는 도 12에 표시된 XRD 결과에서 감지 된 바테라이트의 피크에서 확인할 수 있다. 비정질 CaCO3는 245 ℃와 645 ℃ 사이의 온도에서 분해된 것으로 보인다.The CO2-HC sample after 24 hours also showed a weight loss in the range of 450 to 550 °C. The weight loss in the range of 450 to 550 °C appears to be due to the decomposition of amorphous calcium carbonate (CaCO 3 xH 2 O), but not vaterite. This can be confirmed from the peak of vaterite detected in the XRD results shown in FIG. 12 . Amorphous CaCO 3 appears to be decomposed at a temperature between 245 °C and 645 °C.

본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the embodiments, but can be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can use other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this may be practiced. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (14)

고로 슬래그 미분말 및 알칼리 활성화제를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계;
상기 시멘트 조성물을 75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 1차 양생 단계;
1차 양생된 시멘트 조성물을 3 내지 4bar의 전체 분위기 압력을 갖고, 이산화탄소를 포함하는 분위기에서 양생하는 2차 양생 단계; 및
75% 이상의 상대 습도 분위기에서 양생하는 3차 양생 단계;
를 포함하고,
상기 2차 양생 단계는 이산화탄소 90 부피% 이상의 분위기에서 수행되는 시멘트 조성물의 양생 방법.
preparing a cement composition comprising fine powder of blast furnace slag and an alkali activator;
a first curing step of curing the cement composition in an atmosphere of relative humidity of 75% or more;
a second curing step of curing the first-cured cement composition in an atmosphere containing carbon dioxide and having a total atmospheric pressure of 3 to 4 bar; and
3rd curing step of curing in an atmosphere of relative humidity of 75% or more;
including,
The second curing step is a curing method of a cement composition that is performed in an atmosphere of 90% by volume or more of carbon dioxide.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고로 슬래그 미분말은 SiO2: 30 내지 33 중량%, Al2O3 : 12 내지 14 중량%, CaO: 43 내지 48 중량% 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법.
According to claim 1,
The blast furnace slag fine powder is SiO 2 : 30 to 33% by weight, Al 2 O 3 : 12 to 14% by weight, CaO: A curing method of a cement composition comprising 43 to 48% by weight.
제1항에 있어서,
상기 알칼리 활성화제는 NaOH 및 Na2SiO3를 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법.
According to claim 1,
The alkali activator is a curing method of a cement composition comprising NaOH and Na 2 SiO 3 .
제1항에 있어서,
상기 고로 슬래그 미분말에 대한 상기 알칼리 활성화제의 중량 비율은 0.42 내지 0.45인 시멘트 조성물의 양생 방법.
The method of claim 1,
The weight ratio of the alkali activator to the fine powder of the blast furnace slag is 0.42 to 0.45.
제1항에 있어서,
상기 1차 양생 단계 및 상기 2차 양생 단계는 각각 21 내지 25℃의 온도에서 수행되는 시멘트 조성물의 양생 방법.
According to claim 1,
The first curing step and the second curing step are each carried out at a temperature of 21 to 25 ℃ curing method of the cement composition.
제1항에 있어서,
상기 1차 양생 단계는 0.5 내지 2시간 동안 수행되는 시멘트 조성물의 양생 방법.
The method of claim 1,
The first curing step is a curing method of the cement composition is carried out for 0.5 to 2 hours.
제1항에 있어서,
상기 2차 양생 단계는 3 내지 168 시간 동안 수행되는 시멘트 조성물의 양생 방법.
According to claim 1,
The second curing step is a curing method of the cement composition is performed for 3 to 168 hours.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 2차 양생 단계 이후, 시멘트 조성물은 칼사이트를 1.4 내지 8 중량% 포함하는 시멘트 조성물의 양생 방법.
The method of claim 1,
After the second curing step, the cement composition curing method of the cement composition comprising 1.4 to 8% by weight of calcite.
삭제delete
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