KR102479796B1 - 나노 수경성 석회를 포함하는 즉석 주입 재료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 원료를 사용하여 나노 크기의 천연 수경성 석회를 개발하는 것을 목표로 하는 즉시 주입 재료(ready injection material)의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

나노 수경성 석회를 포함하는 즉석 주입 재료의 제조방법

본 발명은 종래의 천연 수경성 석회와 비교하여 보다 우수한 주입 특성을 제공하는 나노 수경성 석회(nano hydraulic lime)를 포함하는 즉시 주입 재료(ready injection material)의 제조 방법에 관한 것이다.

주입 방법(그라우팅, grouting)은 역사적 건물을 복원하는데 자주 사용되는 방법 중 하나이다. 주입이 적용되는 동안, 사용되는 주입 재료는 역사적인 건물에 존재하는 고유한 재료를 사용해야 하고, 보수 될 균열에 침투 할 수 있어야 한다. 주입 재료의 주입 성능을 높이려면, 조성물에 존재하는 재료의 입자 크기를 고려해야 한다. 나노 크기의 석회를 사용하여 생성된 주입 재료를 사용하면 훨씬 더 얇은 균열의 복구가 용이하게 이루어질 수 있다. 현재 기술에 의해, 역사적인 건물을 보수하기 위해 요구되는 침투성(penetration), 부피 고정성(volume fixedness) 및 저항 값(resistance values)을 제공하는 것은 어렵다.

본 발명은 고강도이며 주입에 적합한 석회의 제조를 목적으로 한다. 종래 기술에서 나노 크기 석회의 생산 및 천연 수경성 석회의 생산에 관한 별도의 연구는 존재하였다. 본 발명에서는 단일 원료를 사용함으로써 천연 수경성 석회를 나노 크기로 개발하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 구조적 및 특징적 특성 및 모든 장점은 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명백한 방식으로 이해될 수 있으며, 하기의 상세한 설명을 고려함으로써 평가될 수 있을 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서, 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료의 제조 방법은 대상을 보다 이해하기 쉽게 하기 위해 제한 효과를 형성하지 않고 예를 참조하여 설명될 수 있다.

본 발명의 방법에 의해, 나노 크기의 수경성 석회 생산이 실현된다. 상기 방법의 결과로, 석회는 주입에 적합하고 고강도로 형성된다. 특히, 단일 물질을 원료로 사용하는 것은 상기 방법의 가장 중요한 단계 중 하나이다.

본 발명은 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료의 제조방법에 관한 것으로, 하기의 단계를 포함하여 제조된다.

a. 원료로서 70 중량% 이상의 CaCO₃을 포함하는 이회암(marl)(점토 석회석, clayed lime-stone)을 선택하는 단계,

b. 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 400 ㎛ 보다 작은 입자 크기를 갖도록 분쇄 공정을 수행하는 단계,

c. 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 1000 내지 1200 ℃ 온도에서 하소(calcining)하는 단계,

d. 상기 하소 공정 후, 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 한 번 더 분쇄하는 단계,

e. 상기 한 번 더 분쇄 공정 후, 상기 하소된 이회암의 d₉₀ 입자 크기를 486 nm로 감소시키는 단계,

f. 상기 입자 크기가 감소된 재료에 건식 혼합 공정을 적용하는 단계,

g. 상기 단계 f)의 건식 혼합 공정 후 수득된 재료에 물을 첨가하고 800 내지 1000 rpm 회전(revolution)에서 3 내지 6분 동안 지속적으로 기계식 혼합 공정을 적용하는 단계,

h. 상기 단계 g)의 기계식 혼합 공정 후 수득된 재료에 초유동화 화학 첨가제(super-fluidizing chemical additive)를 첨가하는 단계, 및

i. 초음파 균질기(ultrasonic homogenizer)와 기계적 혼합을 사용하여 상기 재료를 3 내지 6분 동안 혼합하는 단계.

상기 단계 a)에서, 70 중량% 이상의 CaCO₃를 포함하는 상기 이회암(점토 석회석)은 CaCO₃에 추가하여 SIO₂, AI₂O₃, Fe₂O₃ 및 MgO의 화합물을 포함한다.

상기 단계 b)에서, 상기 생성물 전체는 400 ㎛ 보다 작은 입자 크기를 갖도록 분쇄된다.

상기 단계 g)에서, 상기 물/재료 분말 비율은 중량에 의해 1.6 내지 1.9 사이에서 변한다. 상기 단계에서, 첨가된 물은 재료에 유동성, 부피 고정성(volume fixedness) 및 침투(penetration) 특성을 제공한다.

상기 단계 h)에서, 상기 재료에 첨가된 초유동화 화학 첨가제는 나프탈렌 또는 폴리 카르복실레이트계 초유동제로부터 선택된다.

본 발명에 있어서, 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료의 제조방법의 가장 중요한 단계는 원료의 선택이다. 상기 방법의 단계 중 하나인 분쇄 공정에서, 상기 사용된 재료는 나노 크기로 감소된다. 또 다른 중요한 단계는 하소(calcination)이다. 상기 하소는 석회 생산의 주요 과정이다. 상기 원하는 크기로 감소된 원료는 공지된 방법을 사용하여 적합한 온도에서 하소되며, 천연 수경성 석회 생산이 실현된다.

상기 방법의 가장 중요한 단계 중 하나인 주입 재료의 제조 단계 동안, 유동성, 부피 고정성 및 침투 특성의 제한 조건(limit conditions)은 충족되며, 이는 선택된 양의 물, 화학적 첨가제 비율 및 적용된 혼합 절차에 의해 주입 재료에 제공되어야 한다,

본 발명은 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료의 제조방법에 관한 것으로, 현재 기술에 의해 형성된 단점을 제거하기 위해 개발되었다.

다른 관점에서, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료에 관한 것이다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 상기 즉시 주입 재료는 공지된 방법에 의해 제조된 재료와 비교할 때 수경 효과(hydraulic effects) 및 저항력이 보다 우수하다.

따라서, 본 발명의 다른 목적은 하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료이다.

a. 원료로서 70 중량% 이상의 CaCO₃을 포함하는 이회암(marl)(점토 석회석, clayed lime-stone)을 선택하는 단계,

b. 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 400 ㎛ 보다 작은 입자 크기를 갖도록 분쇄 공정을 수행하는 단계,

c. 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 1000 내지 1200 ℃ 온도 사이에서 하소(calcining)하는 단계,

d. 상기 하소 공정 후, 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 한 번 더 분쇄하는 단계,

e. 상기 한 번 더 분쇄 공정 후, 상기 하소된 이회암의 d₉₀ 입자 크기를 486 nm로 감소시키는 단계,

f. 상기 입자 크기가 감소된 재료에 건식 혼합 공정을 적용하는 단계,

g. 상기 단계 f)의 건식 혼합 공정 후 수득된 재료에 물을 첨가하고 800 내지 1000 rpm 회전(revolution)에서 3 내지 6분 동안 지속적으로 기계식 혼합 공정을 적용하는 단계,

h. 상기 단계 g)의 기계식 혼합 공정 후 수득된 재료에 초유동화 화학 첨가제(super-fluidizing chemical additive)를 첨가하는 단계, 및

i. 초음파 균질기(ultrasonic homogenizer)와 기계적 혼합을 사용하여 상기 재료를 3 내지 6분 동안 혼합하는 단계.

본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 유사한 방법을 사용함으로써 본 발명에서 제공된 신규함을 제공할 수 있고 및/또는 본 발명에 속하는 기술분야의 당업자가 관련 기술이 사용되는 유사 목적을 가진 다른 분야에 이러한 방법을 적용할 수 있다는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 방법은 신규함이 결여되어 있으며, 특히 공지된 기술 수준을 능가하는 기준이 결여되어 있다는 것도 명백하다.

Claims (5)

1. a. 원료로서 70 중량% 이상의 CaCO₃을 포함하는 이회암(marl)(점토 석회석, clayed lime-stone)을 선택하는 단계,
   b. 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 400 ㎛ 보다 작은 입자 크기를 갖도록 분쇄 공정을 수행하는 단계,
   c. 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 1000 내지 1200 ℃ 온도 사이에서 하소(calcining)하는 단계,
   d. 상기 하소 공정 후, 상기 원료로 선택된 이회암(점토 석회석)을 한 번 더 분쇄하는 단계,
   e. 상기 한 번 더 분쇄 공정 후, 상기 하소된 이회암의 d₉₀ 입자 크기를 486 nm로 감소시키는 단계,
   f. 상기 입자 크기가 감소된 재료에 건식 혼합 공정을 적용하는 단계,
   g. 상기 단계 f)의 건식 혼합 공정 후 수득된 재료에 물을 첨가하고 800 내지 1000 rpm 회전(revolution)에서 3 내지 6분 동안 지속적으로 기계식 혼합 공정을 적용하는 단계,
   h. 상기 단계 g)의 기계식 혼합 공정 후 수득된 재료에 초유동화 화학 첨가제(super-fluidizing chemical additive)를 첨가하는 단계, 및
   i. 초음파 균질기(ultrasonic homogenizer)와 기계적 혼합을 사용하여 상기 재료를 3 내지 6분 동안 혼합하는 단계;를 포함하는 나노 수경성 석회를 포함하는 즉시 주입 재료의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단계 a)에서, 70 중량% 이상의 CaCO₃를 포함하는 상기 이회암(점토 석회석)은 CaCO₃에 추가하여 SIO₂, AI₂O₃, Fe₂O₃ 및 MgO의 화합물을 포함하는 것인 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단계 g)에서, 상기 물/재료 분말 비율은 중량에 의해 1.6 내지 1.9 사이에서 변화하는 것인 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 단계 h)에서, 상기 재료에 첨가된 초유동화 화학 첨가제는 나프탈렌 또는 폴리 카르복실레이트계 초유동제로부터 선택되는 것인 제조방법.
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