KR102549198B1 - High strength cement concrete motar composition using waste or cullet glass and the concrete product using the same and the manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성되는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet, a concrete product using the same, and a method for manufacturing the same, and more particularly, to shorten the steam curing period and to develop 4CaO 3Al 2 O 3 SO 3 50 to 75 parts by weight of clinker powder, 10 to 20 parts by weight of ordinary Portland cement clinker powder, 5 to 20 parts by weight of blast furnace slag powder, silica fume and nano calcium carbonate in a 1: 1 weight ratio 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate with a particle size of silica sand No. 6 to 8, based on 100 parts by weight of a fast-setting cement binder containing 5 to 15 parts by weight of the mixed crack-reinforcing mixed powder and 5 to 15 parts by weight of petrocoke desulfurized gypsum powder, High-strength cement concrete using waste glass or cullet composed of 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate having a particle size of 5 to 15 mm, waste glass or cullet fine aggregate using 5 to 15% of the natural fine aggregate as an alternative, and water It relates to a mortar composition, a concrete product using the same, and a manufacturing method thereof.

Description

폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH CEMENT CONCRETE MOTAR COMPOSITION USING WASTE OR CULLET GLASS AND THE CONCRETE PRODUCT USING THE SAME AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}High-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet, concrete product using the same, and manufacturing method thereof

본 발명은 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성되는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet, a concrete product using the same, and a method for manufacturing the same, and more particularly, to shorten the steam curing period and to develop 4CaO 3Al 2 O 3 SO 3 50 to 75 parts by weight of clinker powder, 10 to 20 parts by weight of ordinary Portland cement clinker powder, 5 to 20 parts by weight of blast furnace slag powder, silica fume and nano calcium carbonate in a 1: 1 weight ratio 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate with a particle size of silica sand No. 6 to 8, based on 100 parts by weight of a fast-setting cement binder containing 5 to 15 parts by weight of the mixed crack-reinforcing mixed powder and 5 to 15 parts by weight of petrocoke desulfurized gypsum powder, High-strength cement concrete using waste glass or cullet composed of 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate having a particle size of 5 to 15 mm, waste glass or cullet fine aggregate using 5 to 15% of the natural fine aggregate as an alternative, and water It relates to a mortar composition, a concrete product using the same, and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 시멘트 콘크리트는 시멘트, 골재 및 물을 혼합하여 다양한 구조물을 만드는 것으로, 시멘트는 골재와 골재를 접착·결합시키는 역할을 하며 강도 발현에 중요한 역할을 한다.In general, cement concrete is a mixture of cement, aggregate, and water to create various structures. Cement plays a role in adhering and combining aggregates and plays an important role in developing strength.

그러나, 통상적인 시멘트 콘크리트는 압축강도가 높은데 비하여 인장강도와 휨강도가 작고, 양생기간이 길어 생산성 및 경제성이 문제점으로서, 이러한 문제점을 해결하고자 양생시간을 단축하기 위해서 초속경 시멘트를 사용할 수 있으나 초속경 시멘트는 가격이 높으며, 빠른 강도발현에는 효과적이나, 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 높은 수화열과 건조수축으로 인해 구조물 내부에 내부응력이 잔류하게 되고 미소균열이 발생하기 쉽고, 이러한 미소 내부결함은 콘크리트 구조물의 역학적 특성에 직간접적으로 영향을 미쳐 콘크리트 구조물의 안정성에 악영향을 미칠수 있으므로 고강도를 요구하는 토목, 건축물에는 사용에 한계가 있다.However, conventional cement concrete has high compressive strength, but low tensile strength and flexural strength, and a long curing period, which is a problem in productivity and economy. Cement is expensive and effective for rapid strength development, but due to higher heat of hydration and drying shrinkage than ordinary Portland cement, internal stress remains inside the structure and microcracks are likely to occur. It directly or indirectly affects the properties and can adversely affect the stability of concrete structures, so there is a limit to its use in civil engineering and buildings that require high strength.

한편, 상기 토목, 건축물에 사용되는 콘크리트 제2차 제품으로서 프리캐스트 맨홀(PC 맨홀) 또는 프리캐스트 수로관(PC 수로관)이 대표적으로 사용되고 있으며, 상기 프리캐스트 맨홀(PC 맨홀)을 제조하는 대표적인 방법으로서, 일반 고강도용 콘크리트로 제조하는 방법과 폴리머콘크리트로 맨홀을 제조하는 방법 2가지를 들 수 있다.On the other hand, as a concrete secondary product used in civil engineering and buildings, precast manholes (PC manholes) or precast water pipes (PC water pipes) are typically used, and as a representative method of manufacturing the precast manholes (PC manholes), , there are two methods: manufacturing manholes with general high-strength concrete and manufacturing manholes with polymer concrete.

상기 일반 고강도용 콘크리트 맨홀은 가격이 저렴하기는 하지만, 휨강도가 압축강도에 비해 현저히 낮으므로 철근을 사용하여 휨강도를 발현해야 하고, 이 때문에 단면두께가 커져서 무게가 증가하고 다루기가 힘들며, 특히 터파기 폭이 커지는 결과 지장물이 많은 도심지에는 사용하기가 어렵다. 또한 이를 보완하기 위해 강섬유(steel fiber), 유기섬유 등의 보강섬유를 혼합하기도 하지만 분산효과가 우수하지 않고 아직 섬유 자체의 가격이 고가이므로 많이 상용화되어 있지는 않는 실정이다.Although the general high-strength concrete manhole is inexpensive, the flexural strength is significantly lower than the compressive strength, so the flexural strength must be expressed using reinforcing bars. For this reason, the cross-sectional thickness increases, the weight increases, and it is difficult to handle, especially when excavating As a result of the wide width, it is difficult to use in downtown areas with many obstacles. In addition, to compensate for this, reinforcing fibers such as steel fibers and organic fibers are mixed, but the dispersion effect is not excellent and the price of the fibers themselves is still high, so they are not commercialized much.

또한, 상기 프리캐스트 맨홀(PC 맨홀)을 제조하는 또 하나의 방법으로서 폴리머콘크리트를 이용한 방법은 현재 널리 사용되고 있는 방법이다. 폴리머콘크리트는 압축, 인장 및 휨강도 등 역학적 성질이 일반 시멘트 콘크리트 보다 높을 뿐만 아니라 가사시간이나 경화시간을 폭넓게 제어할 수 있는 우수한 특성을 가지고 있으나, 폴리머 콘크리트 재료로 이용되는 폴리에스테르 수지 등은 대체로 고가이며, 국제유가 및 원자재 수급상황에 따라 가격이 상승하는 불합리한 점을 가지고 있어 경제성이 떨어진다.In addition, as another method of manufacturing the precast manhole (PC manhole), a method using polymer concrete is currently widely used. Polymer concrete not only has higher mechanical properties than general cement concrete, such as compression, tensile and flexural strength, but also has excellent properties that can control pot life and hardening time in a wide range. However, polyester resins used as polymer concrete materials are generally expensive. However, it is unreasonable that the price rises according to the international oil price and raw material supply and demand situation, so the economic feasibility is low.

또한, 상기 프리캐스트 수로관(PC 수로관)은 도로, 토목, 건축물 등의 지하층 또는 지면에 빗물 우수 또는 오수의 배수처리를 위하여 상부 개방형 수로관 또는 상부 폐쇄형 수로관으로서 매립 설치된다.In addition, the precast water pipe (PC water pipe) is buried and installed as an upper open water pipe or an upper closed water pipe for drainage treatment of rainwater rainwater or sewage in a basement or ground of a road, civil engineering, building, etc.

특히, 상기 프리캐스트 수로관(PC 수로관)은 그 적용 장소나 크기에 따라 다양한 소재(예, 금속재, 콘크리트블록, 플라스틱 합성수지 등)로 여러 가지 구조로 개발되어 사용되고 있고, 작업 현장에서 직접 구축하기도 하지만, 작업 생산성을 향상시키고 시공 비용을 절약하기 위하여 금속, 콘크리트, 플라스틱 합성수지 등으로 규격화된 수로관을 미리 공장에서 대량 생산한 후, 현장에서는 이를 조립하여 시공하는 방식으로 이루어진다.In particular, the precast water pipe (PC water pipe) is developed and used in various structures with various materials (eg, metal material, concrete block, plastic synthetic resin, etc.) depending on the place or size of application, and is also built directly at the work site, In order to improve work productivity and save construction costs, standardized water pipes made of metal, concrete, plastic synthetic resin, etc. are mass-produced in advance at the factory, and then assembled and constructed on site.

종래, 상기 토목, 건축물에 사용되는 프리캐스트 맨홀(PC 맨홀) 또는 프리캐스트 수로관(PC 수로관)을 포함하는 콘크리트 제2차 제품을 제조하기 위한 고깅도 콘크리트 조성물에 관한 공지된 기술들을 살펴 보면, 한국등록특허 10-0717935(등록일자 2007년05월07일)에 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 80∼95중량부 및 Ⅱ형 무수석고 5~20중량부를 포함하는 시멘트 혼합물 90∼95중량부, 및 실리카 흄 5~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재 조성물 및 잔골재를 포함하는 콘크리트 조성물로서 상기 콘크리트 조성물을 40℃에서 2시간~4시간, 및 50℃~90℃에서 6~22시간 동안 증기양생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 제조방법이 개발되었다.Looking at known technologies related to high-degree concrete compositions for manufacturing secondary concrete products including precast manholes (PC manholes) or precast water pipes (PC water pipes) used in civil engineering and buildings, Korea Registered Patent No. 10-0717935 (registration date: May 7, 2007) 90 cement mixture containing 80 to 95 parts by weight of clinker mainly composed of 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 and 5 to 20 parts by weight of type II anhydrite to 95 parts by weight, and 5 to 10 parts by weight of silica fume, characterized in that the concrete binder composition and a concrete composition containing a fine aggregate, the concrete composition at 40 ℃ for 2 hours to 4 hours, and at 50 ℃ to 90 ℃ A concrete manufacturing method comprising the step of steam curing for 6 to 22 hours has been developed.

또한, 한국등록특허 10-2148007(등록일자 2020년08월19일)에 시멘트 100 중량부에 대해 실리카 퓸 20~30 중량부, 석영 미분말(crushed quartz) 30~40 중량부, 규사(silica sand) 100~120 중량부, 탄소나노튜브(CNT) 0.05~0.15 중량부, 나노 실리카(nano silica) 1.5~2.5 중량부, CSA팽창재 1~10 중량부, 수축저감제 0.1~3 중량부, 유동화제 2~5 중량부, 강섬유 1.5~2.5 부피%, 및 물 21~24 중량부를 포함하고, 상기 시멘트는 1450~1550℃의 온도에서 소성된 후 냉각수에 의해 수냉된 백색 시멘트이며, 상기 탄소나노튜브는 40~60㎐의 조건으로 일정 시간동안 음파 처리된 수축 저감 초고강도 콘크리트 조성물이 공지되어 있다.In addition, 20 to 30 parts by weight of silica fume, 30 to 40 parts by weight of crushed quartz, silica sand based on 100 parts by weight of cement 100 to 120 parts by weight, carbon nanotube (CNT) 0.05 to 0.15 parts by weight, nano silica 1.5 to 2.5 parts by weight, CSA expanding material 1 to 10 parts by weight, shrinkage reducing agent 0.1 to 3 parts by weight, fluidizing agent 2 ~ 5 parts by weight, steel fiber 1.5 ~ 2.5% by volume, and water 21 ~ 24 parts by weight, the cement is a white cement calcined at a temperature of 1450 ~ 1550 ℃ and then cooled by cooling water, the carbon nanotubes are 40 A shrinkage-reducing ultra-high-strength concrete composition treated with sonication for a certain period of time under a condition of ~60 Hz is known.

또한, 한국공개특허 10-2021-0130575(공개일자 2021년11월01일)에 결합재와 배합수를 포함하는 총결합재, 잔골재, 및 굵은골재를 포함하는 초고강도 콘크리트 맨홀용 조성물로서, 총결합재 : 잔골재 : 굵은골재의 중량비가 32.5∼40 : 20∼30 : 30∼37.5이고, 상기 결합재는 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 80∼96중량% 및 Ⅱ형 무수석고 4~20중량%를 포함하는 특수시멘트 90∼95중량%, 및 실리카 흄 5~10중량%를 포함하고, 상기 결합재 100중량부에 대하여 20중량부 이하(0중량부 제외)의 배합수가 첨가되는 것을 특징으로 하는 비정형화된 특수 규격을 위한 고강도 콘크리트 맨홀의 제조방법이 공지되어 있다.In addition, Korea Patent Publication No. 10-2021-0130575 (published on November 01, 2021) is a composition for ultra-high strength concrete manholes containing a total binder, fine aggregate, and coarse aggregate containing a binder and a mixing water, total binder: Fine aggregate: The weight ratio of coarse aggregate is 32.5-40: 20-30: 30-37.5, and the binder is 80-96% by weight of clinker mainly composed of 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 and Type II anhydrous gypsum 4-20 90 to 95% by weight of special cement, and 5 to 10% by weight of silica fume, and 20 parts by weight or less (excluding 0 parts by weight) of mixing water is added with respect to 100 parts by weight of the binder A method of manufacturing a high-strength concrete manhole for an irregular special standard is known.

또한, 한국공개특허 10-2022-0077822(공개일자 2022년06월09일)에 재령 28일 압축강도 50MPa 이상의 고강도 콘크리트 조성물에, 소다라임 글라스가 0.5~1.5kg/㎥ 첨가된 저점성 고강도 콘크리트 조성물로서, 상기 소다라임 글라스는 진비중 0.125~0.6 g/㎖, 평균 입경 16~65㎛이며, 90% 파괴강도가 1.7~193.1MPa인 것이고, 실리카 흄을 첨가하지 않은 경우, 슬럼프플로우 525~675㎜, T50 5.0초 이하 및 소성점도 50pa·s 이하의 레올로지 특성이 발현되는 것을 특징으로 하는 저점성 고강도 콘크리트 조성물이 공지되어 있다.In addition, Korea Patent Publication No. 10-2022-0077822 (published on June 9, 2022) is a low-viscosity high-strength concrete composition in which 0.5 to 1.5 kg/m 3 of soda lime glass is added to a high-strength concrete composition with a compressive strength of 50 MPa or more at the age of 28 The soda lime glass has a true specific gravity of 0.125 to 0.6 g/ml, an average particle diameter of 16 to 65 μm, a 90% breaking strength of 1.7 to 193.1 MPa, and a slump flow of 525 to 675 mm when silica fume is not added. , T 50 of 5.0 seconds or less and a plastic viscosity of 50 pa·s or less, and a low-viscosity high-strength concrete composition characterized by expressing rheological properties is known.

그러나, 종래 기술중, 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커와 같은 초속경성 시멘트는 높은 수화열로 인하여 미소 수축이 발생되어 콘크리트의 품질이 저하되고 콘크리트 구조물로 수분과 염분등을 침투시켜 구조물의 열화를 촉진시키는 주요 원인이 되고 있다. However, in the prior art, ultra-fast-hardening cements such as clinker containing 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as a main component cause micro-shrinkage due to high heat of hydration, which reduces the quality of concrete and penetrates moisture and salt into the concrete structure. This is the main cause of deterioration of the structure.

특히, 시공시 발생하는 대부분의 균열은 초기강도를 발현하는 속경성 시멘트의 특성상 시간이 지날수록 국부적인 균열 뿐만 아니라 파손으로 이어져 구조물 전체의 내구성 저하로 이어져 설계 수명을 채우지 못하는 심각한 결과로 이어지는 문제점이 있다.In particular, most of the cracks that occur during construction lead to not only local cracks but also damage over time due to the nature of fast-setting cement that expresses initial strength, which leads to a decrease in durability of the entire structure, leading to a serious problem that does not fulfill the design life span. there is.

또한, 통상적인 포틀랜드 시멘트에 섬유를 혼입하여 보강을 한 고강도 콘크리트는 콘크리트가 가지고 있는 낮은 인장 및 휨강도의 문제점을 해결하긴 하였으나, 양생 온도가 높고 양생 시간이 길며, 고가의 보강섬유를 혼입하므로 생산성 및 경제성의 문제점을 가지고 있다. In addition, high-strength concrete reinforced by incorporating fibers into conventional Portland cement solves the problems of low tensile and flexural strength of concrete, but has a high curing temperature, long curing time, and high productivity and It has economic problems.

상기와 같이, 종래기술에서 제시하는 고강도 콘크리트를 사용한 구조물은 수축균열이 일어날 경우 심각한 내구성 및 역학적 성능 저하가 예상되며, 현장에 사용되기에는 작업성과 강도적 측면에서 여전히 문제점이 있었다.As described above, structures using high-strength concrete presented in the prior art are expected to suffer from severe durability and mechanical performance degradation when shrinkage cracks occur, and there are still problems in terms of workability and strength to be used in the field.

[특허문헌 001] 한국등록특허 10-0717935(등록일자 2007년05월07일)[Patent Document 001] Korean Registered Patent No. 10-0717935 (registration date: May 07, 2007) [특허문헌 002] 한국등록특허 10-2148007(등록일자 2020년08월19일)[Patent Document 002] Korean Registered Patent No. 10-2148007 (registration date: August 19, 2020) [특허문헌 003] 한국공개특허 10-2021-0130575(공개일자 2021년11월01일)[Patent Document 003] Korea Patent Publication No. 10-2021-0130575 (published on November 01, 2021) [특허문헌 004] 한국공개특허 10-2022-0077822(공개일자 2022년06월09일)[Patent Document 004] Korea Patent Publication No. 10-2022-0077822 (published on June 9, 2022)

본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하고자 한 것으로, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성되는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법을 제공하는 하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is intended to solve the above conventional problems, shortens the steam curing period, and 50 to 75 parts by weight of clinker powder containing 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as a main component in order to develop initial and long-term strength, usually Portland cement 10 to 20 parts by weight of clinker powder, 5 to 20 parts by weight of blast furnace slag powder, 5 to 15 parts by weight of crack-reinforcing mixed powder in which silica fume and nano calcium carbonate are mixed in a 1: 1 weight ratio, petro coke desulfurized gypsum powder 5 to 15 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate having a particle size of silica sand No. 6 to 8, 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate having a particle size of 5 to 15 mm, 5 to 5 parts by weight of the natural fine aggregate It is a task to solve the problem of providing a high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet containing 15% of waste glass or cullet fine aggregate and water, a concrete product using the same, and a manufacturing method thereof. do.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성되는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.The present invention is to solve the above problems, shortens the steam curing period, and 50 to 75 parts by weight of clinker powder mainly composed of 4CaO 3Al 2 O 3 SO 3 to develop initial and long-term strength, usually Portland cement clinker 10 to 20 parts by weight of powder, 5 to 20 parts by weight of blast furnace slag powder, 5 to 15 parts by weight of crack-reinforcing mixed powder in which silica fume and nano calcium carbonate are mixed in a 1:1 weight ratio, 5 to 15 parts by weight of petro coke desulfurized gypsum powder 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate having a particle size of silica sand No. 6 to 8, 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate having a particle size of 5 to 15 mm, 5 to 15 parts by weight of the natural fine aggregate with respect to 100 parts by weight of the fast-setting cement binder containing A high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet composed of waste glass or cullet fine aggregate and water, which uses % as a substitute, is used as a solution to the problem.

상기 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 및 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말은 초기 경화속도를 촉진시키기 위기 위하여 분말도가 4,500~5,800㎠/g인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The clinker powder mainly composed of 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 and ordinary Portland cement clinker powder have a powder degree of 4,500 to 5,800 cm 2 / g in order to accelerate the initial curing speed.

상기 고로슬래그 분말은 포졸란 반응성을 나타내는 물질로서 장기 강도발현 및 내구성 증진과 수화열을 줄이기 위한 것으로 분말도가 6,000~8,000㎠/g인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The blast furnace slag powder is a material exhibiting pozzolanic reactivity and is intended to develop long-term strength, improve durability, and reduce heat of hydration, and has a fineness of 6,000 to 8,000 cm 2 / g as a solution to the problem.

상기 페트로 코우크스 탈황석고분말은 함유된 황산염에 의한 황산염자극 및 강알칼리에 의한 알칼리 자극을 상기 고로슬래그 분말에 가하여 상기 고로슬래그 분말의 수화반응 활성화에 의한 다량의 에트링가이트(ettringite) 및 C-S-H겔을 생성하고, 상기 C-S-H겔이 에트링가이트와 치밀한 네트워크식 망상구조를 형성하면서 장기강도발현하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The petrocoke desulfurized gypsum powder is subjected to sulfate stimulation by contained sulfate and alkali stimulation by strong alkali to the blast furnace slag powder to obtain a large amount of ettringite and C-S-H gel by activating the hydration reaction of the blast furnace slag powder. As a solution to the problem, the C-S-H gel expresses long-term strength while forming a dense network network structure with ettringite.

상기 폐유리 또는 파유리 잔골재는 유리병, 유리용기, 유리창문, 태양전지 또는 LCD/OLED 기판유리를 포함하는 유리제품의 폐기물인 폐유리 또는 제조과정에서 발생되는 파유리를 파분쇄한 것을 과제의 해결수단으로 한다.The waste glass or cullet fine aggregate is a waste glass that is a waste of glass products including glass bottles, glass containers, glass windows, solar cells, or LCD/OLED substrate glass or pulverized cullet generated in the manufacturing process. as a solution

상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 주석산, 글루콘산, 구연산, 옥시카본산으로부터 1종 선택된 지연제를 전체 조성물중 0.1~0.5중량%로 혼합사용하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The high-strength cement concrete mortar composition is a solution to the problem by mixing and using 0.1 to 0.5% by weight of a retardant selected from tartaric acid, gluconic acid, citric acid, and oxycarbonic acid.

상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 염화칼슘(CaCl2), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3)으로부터 선택된 1종의 경화촉진제를 전체 조성물중 0.1~0.5중량%로 혼합사용하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The high-strength cement concrete mortar composition contains one hardening accelerator selected from calcium chloride (CaCl 2 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydroxide (NaOH), and aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ) in an amount of 0.1 to 0.5% of the total composition. Mixed use by weight% is a means of solving the problem.

상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 이용하여 제조된 고강도 프리캐스트 콘크리트 맨홀, 고강도 프리캐스트 콘크리트 물탱크 또는 고강도 프리캐스트 콘크리트 수로관을 포함하는 콘크리트 제품을 과제의 해결수단으로 한다.A concrete product including a high-strength precast concrete manhole, a high-strength precast concrete water tank, or a high-strength precast concrete water pipe manufactured using the high-strength cement concrete mortar composition is a solution to the problem.

상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 45-65℃에서 1시간 30분~4시간 동안 증기 양생시키는 단계를 포함하는 고강도 프리캐스트 콘크리트 맨홀, 고강도 프리캐스트 콘크리트 물탱크 또는 고강도 프리캐스트 콘크리트 수로관을 포함하는 콘크리트 제품의 제조방법을 과제의 해결수단으로 한다.A concrete product comprising a high-strength precast concrete manhole, high-strength precast concrete water tank or high-strength precast concrete water pipe comprising the step of steam curing the high-strength cement concrete mortar composition at 45-65 ° C. for 1 hour 30 minutes to 4 hours The manufacturing method is used as a solution to the problem.

본 발명의 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트제품 및 그 제조방법은, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성되어, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기강도가 우수한 고강도 맨홀 또는 수로관을 포함하는 콘크리트 제품을 제조할 수 있는 우수한 효과가 있다.The high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet, concrete products using the same, and manufacturing method thereof according to the present invention shortens the steam curing period and uses 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 to develop initial and long-term strength. 50 to 75 parts by weight of clinker powder as a main component, 10 to 20 parts by weight of ordinary Portland cement clinker powder, 5 to 20 parts by weight of blast furnace slag powder, silica fume and nano calcium carbonate mixed in a 1: 1 weight ratio Crack reinforcing mixed powder 5 ~15 parts by weight, 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate with a particle size of silica sand No. 6 to 8, based on 100 parts by weight of a fast-setting cement binder containing 5 to 15 parts by weight of petrocoke desulfurized gypsum powder, 5 to 15 mm particle size It is composed of 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate, waste glass or cullet fine aggregate that substitutes 5 to 15% of the natural fine aggregate, and water, shortens the steam curing period, and has excellent initial and long-term strength. There is an excellent effect of being able to manufacture concrete products including water pipes.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.Hereinafter, examples and/or drawings of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments and/or drawings described herein.

먼저, 본 발명의 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은, 증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성된다.First, the high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet of the present invention shortens the steam curing period and uses 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as a main component for clinker powder 50 to 75 parts by weight, 10 to 20 parts by weight of ordinary Portland cement clinker powder, 5 to 20 parts by weight of blast furnace slag powder, 5 to 15 parts by weight of crack-reinforcing mixed powder in which silica fume and nano calcium carbonate are mixed in a 1: 1 weight ratio, petrocow 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate having a particle size of silica sand No. 6 to 8, 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate having a particle size of 5 to 15 mm, based on 100 parts by weight of a quick-setting cement binder containing 5 to 15 parts by weight of desulfurized gypsum powder , It is composed of waste glass or cullet fine aggregate using 5 to 15% of the natural fine aggregate as an alternative, and water.

여기서, 통상적으로, 칼슘설포알루미네이트를 함유한 속경성 시멘트들은 일반적으로 모르타르 혹은 콘크리트의 제조시 물과 반응하여 수분 내지 수십분 이내에 경화하여 3 내지 6시간에 20MPa 이상의 강도를 발현하는 것을 특징으로 하며, 도로, 교량 등 구조물의 긴급보수에 주로 사용될 수 있다. Here, in general, fast-setting cements containing calcium sulfoaluminate are generally characterized in that they react with water during the manufacture of mortar or concrete and harden within a few minutes to several tens of minutes to develop a strength of 20 MPa or more in 3 to 6 hours, It can be mainly used for emergency repair of structures such as roads and bridges.

하지만, 속경성 시멘트는 물과 반응시 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O), 칼슘알루미네이트 수화물(4CaO·Al2O3·10H2O), 겔상의 수산화알루미늄(Al(OH)3)등의 수화물이 매우 빠르게 생성되며, 그 결과 페이스트, 모르타르 및 콘크리트의 유동성이 급격하게 저하하게 되며, 특히, 칼슘알루미네이트 수화물은 침상구조인 에트린자이트와 달리 판상의 구조를 가지므로 경화체의 3차원적 결합력이 떨어져 강도발현이 저하되므로 이러한 속경성, 유동성 등을 조절하기 위해 일반적으로 속경성 시멘트에는 응결조절제가 사용되지만, 상기 응결조절제는 대부분 약산성이기는 하지만 유독물질로 지정된 것들이 많고 또는 고가의 화학물질이므로 사용상 또는 경제적인 측면에 문제점이 있다.However, when reacting with water, fast-setting cement produces ettringite (3CaO Al 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O), calcium aluminate hydrate (4CaO Al 2 O 3 10H 2 O), and gel-like hydroxide. Hydrates such as aluminum (Al(OH) 3 ) are formed very quickly, and as a result, the fluidity of paste, mortar and concrete is rapidly deteriorated. Since it has a structure of three-dimensional bonding strength of the hardening body, the strength expression is lowered. Therefore, setting control agents are generally used in fast-setting cements to control these quick-hardening properties and fluidity. There are many or expensive chemicals designated as , so there is a problem in terms of use or economy.

이에 따라, 본 발명에서는 상기 응결조절제의 사용을 최소화 하면서 상기 속경성 시멘트의 속경성, 유동성 등을 조절하기 위해 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말을 상기 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말과 혼합 사용하는 것이 qs 발명의 특징적 기술이다.Accordingly, in the present invention, in order to minimize the use of the setting regulator and to control the fast hardening, fluidity, etc. of the fast setting cement, the clinker powder containing 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as the main component was used as the clinker powder of ordinary Portland cement. Mixed use is a characteristic technique of qs invention.

즉, 상기 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말은 탄산칼슘(CaCO3)을 주성분으로 하는 석회질 원료(보통 석회석)와 이산화규소(SiO2)를 다량 함유하고 있는 규석 및 점토질 원료이며, 주요 구성 광물은 산화칼슘(CaO)과 이산화규소(SiO2)가 결합되어 생성된 규산칼슘(calcium silicate) 화합물이다. That is, the ordinary Portland cement clinker powder is a calcareous raw material (usually limestone) mainly composed of calcium carbonate (CaCO 3 ) and a silica stone and clay raw material containing a large amount of silicon dioxide (SiO 2 ), and the main constituent mineral is calcium oxide ( It is a calcium silicate compound produced by combining CaO) and silicon dioxide (SiO 2 ).

상기 규산칼슘(calcium silicate) 화합물은 일반적으로 알라이트(alite, C3S) 라고 불리우는 규산삼칼슘(CaSiO5, 3CaO.SiO2)과 벨라이트(belite, C2S)라고 불리우는 규산이칼슘(Ca2SiO4,2CaO.SiO2)이다. The calcium silicate compound is generally tricalcium silicate (CaSiO 5 , 3CaO.SiO 2 ) called alite (C 3 S) and dicalcium silicate (belite, C 2 S) called Ca 2 SiO 4 ,2CaO.SiO 2 ).

상기 보통 포틀랜드시멘트 클링커의 종류에 따라서 이들의 양은 차이가 있으며, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커에서는 통상 알라이트가 45~60%, 벨라이트가 15~30%로서 그 합계는 70~80% 정도이며, 이들은 킬른중에서 소성될 때에 석회석의 주성분인 산화칼슘(CaO)와 점토나 규석의 주성분인 규소(Si)가 결합되어 있는 결정상인데, 알라이트(C3S)는 20~50μm 크기의 각진 평판상(육각판상)이고, 벨라이트(C2S)는 15~ 20μm 크기의 둥그스름한 모양을 하고 있다.Depending on the type of the ordinary Portland cement clinker, the amount of these varies, and in the ordinary Portland cement clinker, the usual allite is 45 to 60% and the bellite is 15 to 30%, and the total is about 70 to 80%, which is a kiln. It is a crystal phase in which calcium oxide (CaO), the main component of limestone, and silicon (Si), the main component of clay or silica, are combined when calcined in ), and the bellite (C 2 S) has a round shape with a size of 15 to 20 μm.

상기 보통 포틀랜드시멘트 클링커를 구성하고 있는 광물은 알라이트와 벨라이트 외에 이들 결정의 간극을 채워주면서 존재하고 있는 간극상(interstitial phase)으로 불리우는 화합물이 있으며, 간극상을 구성하고 있는 것은 알루미네이트상 (aluminate phase)이라 불리우는 알루민산삼칼슘 (Ca3Al2O6,3CaO.Al2O3, C3A)과 페라이트상(ferrite phase)이라 불리우는 철알루민산사칼슘 (Ca4Al2Fe2O10, 4CaO.Al2O3. Fe2O3, C4AF)이다. The minerals constituting the ordinary Portland cement clinker include a compound called an interstitial phase that exists while filling the gaps between these crystals in addition to allite and belite, and constituting the interstitial phase is an aluminate phase ( tricalcium aluminate (Ca 3 Al 2 O 6 ,3CaO.Al 2 O 3 , C 3 A) called aluminate phase) and tetracalcium aluminate (Ca 4 Al 2 Fe 2 O called ferrite phase) 10 , 4CaO.Al 2 O 3 . Fe 2 O 3 , C 4 AF).

이들은 각각 10% 전후로 포함되어 있는데, 알루미네이트상은 산화칼슘 (CaO)과 산화알루미늄(Al2O3)이 결합되어 있으며, 페라이트상은 산화칼슘과 산화알루미늄 및 산화철(Fe2O3)이 결합되어 있다. 이처럼 클링커를 구성하고 있는 주요한 광물은 크게 4종류로 나눌 수 있다,These are included at around 10% each. The aluminate phase is a combination of calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the ferrite phase is a combination of calcium oxide, aluminum oxide and iron oxide (Fe 2 O 3 ). . As such, the major minerals constituting clinker can be divided into four types:

상기와 같은 보통 포틀랜드시멘트 클링커에 통상 5% 내외의 석고를 첨가하여 분쇄하면 보통 포틀랜드시멘트가 되지만, 본 발명에서는 상기 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말을 상기 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말과 혼합 사용함에 따라, 속경성, 유동성을 조절함과 동시에 보통 포틀랜드시멘트 클링커의 조직의 결정 간극에 4CaO·3Al2O3·SO3 채워지면서 치밀한 조직이 형성되어 초기강도 뿐만 아니라 장기강도를 증가시키는 효과가 있게 된다.If the ordinary Portland cement clinker as described above is pulverized by adding about 5% gypsum, it becomes ordinary Portland cement, but in the present invention, the ordinary Portland cement clinker powder is a clinker mainly composed of As it is mixed and used with powder, it adjusts the quick hardening and fluidity, and at the same time, 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 is added to the crystal gap of the structure of ordinary Portland cement clinker. As it is filled, a dense tissue is formed, which has the effect of increasing not only the initial strength but also the long-term strength.

본 발명에서는 상기 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말은 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말은 10~20중량부 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어나게 되면 유동성, 속경성, 초기 및 장기강도에 불리한 문제점이 있다.In the present invention, it is preferable to use 50 to 75 parts by weight of clinker powder containing 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as a main component and 10 to 20 parts by weight of ordinary Portland cement clinker powder. There are disadvantageous problems in fast hardening, initial and long-term strength.

또한, 상기 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 및 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말은 초기 경화속도를 촉진시키기 위기 위하여 분말도가 4,500~5,800㎠/g인 것이 바람직하며, 이때 분말도가 5,800㎠/g를 초과하는 경우, 수화 반응성 증가에 따라 초기 수화열이 높아질 수 있고, 분말도가 4,500㎠/g미만인 경우, 수화 반응성이 저하될 우려가 있다.In addition, the clinker powder containing 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as a main component and the ordinary Portland cement clinker powder preferably have a powder degree of 4,500 to 5,800 cm 2 / g in order to accelerate the initial curing speed. When is more than 5,800 cm 2 / g, the initial heat of hydration may increase according to the increase in hydration reactivity, and when the fineness is less than 4,500 cm 2 / g, there is a concern that the hydration reactivity is lowered.

한편, 상기 고로슬래그 분말은 용광로에서 선철을 제조할 때에 부산물로서 생성되는 것으로, 고온의 용융슬래그를 대기중에서 냉각하는 서냉슬래그와 압력수로 급냉하는 수쇄슬래그를 분말화한 것으로, 콘크리트 모르타르의 혼화재로서 사용되는 콘크리트용 고로슬래그분말(Ground granulated blast-furnace slag for use in concrete)은 KS F 2563에 그 적용범위 및 품질규격이 정해져 있다.On the other hand, the blast furnace slag powder is produced as a by-product when pig iron is manufactured in a blast furnace, and is a powdered product of slow-cooled slag that cools high-temperature molten slag in the air and granulated slag that is rapidly cooled with pressure water, as an admixture for concrete mortar. The scope of application and quality standards for ground granulated blast-furnace slag for use in concrete are set in KS F 2563.

상기 고로슬래그 분말의 평균적인 화학성분은 SiO2 = 33%, Al2O3 = 14%, CaO = 42%, MgO = 6%, TiO2 = 1%, Fe2O3 = 0.5% 정도이고, 보통포틀랜드시멘트와 비교하여 CaO가 적고, SiO2와 Al2O3가 각각 10% 정도 많은 특징을 가지고 있다.The average chemical composition of the blast furnace slag powder is about SiO 2 = 33%, Al 2 O 3 = 14%, CaO = 42%, MgO = 6%, TiO 2 = 1%, Fe 2 O 3 = 0.5%, Compared to ordinary Portland cement, it contains less CaO and contains about 10% more SiO 2 and Al 2 O 3 respectively.

특히, 상기 고로슬래그 분말은 시멘트 수화반응에서 생성되는 불안정한 수산화칼슘과 반응하며, 안정한 수화물을 형성하고 경화체조직을 치밀하게 하고, 더욱이, 시멘트와 비교하여 염소이온이나 알카리이온의 고정능력(능동적 열화원인 제어 가능성)이 크다. 그 때문에, 고로슬래그 분말을 콘크리트 혼화재로서 사용하면 수밀성, 화학저항성, 내해수성, 염분차폐성, 알칼리실리카반응제어 등 내구성이 향상되는 등, 지속가능한 콘크리트를 제조할 수 있다In particular, the blast furnace slag powder reacts with unstable calcium hydroxide generated in the cement hydration reaction, forms a stable hydrate, makes the hardened body structure dense, and moreover, has the ability to fix chloride ions or alkali ions compared to cement (active control of the cause of deterioration). high portential. Therefore, when blast furnace slag powder is used as a concrete admixture, it is possible to manufacture sustainable concrete, such as improving durability such as watertightness, chemical resistance, seawater resistance, salt shielding property, alkali silica reaction control, etc.

또한, 상기 고로슬래그 분말은 잠재 수경성을 가지고 있으며 포졸란 반응성을 나타내는 물질로서 장기 강도발현 및 내구성 증진과 수화열을 줄이기 위해 사용될 수 있고, 본 발명에서는 상기 고로슬래그 분말은 분말도 6,000~8,000㎠/g인 것이 바람직하며, 분말도가 6,000㎠/g보다 낮은 경우, 포졸란 반응성이 낮을 수 있고, 분말도가 8,000㎠/g 이상인 경우 포졸란 반응성은 높으나 비용이 높아 경제성이 떨어질 수 있다. In addition, the blast furnace slag powder has latent hydraulic properties and is a material exhibiting pozzolanic reactivity, and can be used to develop long-term strength, improve durability, and reduce heat of hydration. Preferably, when the fineness is lower than 6,000 cm 2 / g, the pozzolan reactivity may be low, and when the powder fineness is 8,000 cm 2 / g or more, the pozzolan reactivity is high, but the cost is high, and economical efficiency may be reduced.

아울러 본 발명에서 상기 고로슬래그 분말이 5중량부 미만인 경우, 장기강도 발현이 미약할 수 있으며, 20중량부를 초과하는 경우, 초기 강도 발현이 늦어질 수 있다.In addition, in the present invention, when the blast furnace slag powder is less than 5 parts by weight, long-term strength may be weak, and when it exceeds 20 parts by weight, initial strength may be delayed.

또한, 본 발명에서, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말을 사용한다.In addition, in the present invention, a crack-reinforcing mixed powder in which silica fume and nano-calcium carbonate are mixed in a weight ratio of 1:1 is used.

상기 실리카흄 및 나노탄산칼슘은 본 발명의 조성물의 균열 저항성을 가지도록 하기 위한 보강제로서, 상기 실리카흄(silica fume)은 비정질의 활성 실리카로서 평균입경이 0.15㎛ 정도이며, 완전 구형에 가까운 입자이다. 상기 실리카흄은 구상입자의 특성에 의해 초속경 시멘트계 결합재 입자 사이의 충진 효과에 의하여 방수성 및 내화학성을 향상시키며, 균열저항성을 향상시키는 역할을 한다. The silica fume and nanocalcium carbonate are reinforcing agents for imparting crack resistance to the composition of the present invention, and the silica fume is an amorphous activated silica having an average particle diameter of about 0.15 μm and a particle close to a perfectly spherical shape. The silica fume serves to improve waterproofness and chemical resistance and improve crack resistance by a filling effect between super-fast-hardening cement-based binder particles due to the characteristics of spherical particles.

또한, 상기 나노탄산칼슘은 본 발명의 조성물의 조직 및 표면을 치밀하게 하여 균열저항성을 향상시킨다. 특히, 상기 나노탄산칼슘은 분쇄형 나노탄산칼슘 또는 침강형 나노탄산칼슘을 사용할 수 있으며, 상기 나노 탄산칼슘은 평균 입자크기는 100 ~ 10,000nm가 바람직하다. 100nm 미만인 경우에는 다른 성분과 혼합성이 떨어지고, 혼합시 교반이 잘되지 않아서 제조 공정에 문제점이 발생하고, 10,000nm 초과인 경우에는 균열저항성이 저하될 우려가 있다.In addition, the nano-calcium carbonate improves the crack resistance by making the texture and surface of the composition of the present invention dense. In particular, the nano-calcium carbonate may be pulverized nano-calcium carbonate or precipitated nano-calcium carbonate, and the nano-calcium carbonate preferably has an average particle size of 100 to 10,000 nm. If it is less than 100 nm, mixing with other components is poor, and mixing is not well stirred, resulting in problems in the manufacturing process.

상기 실리카흄 및 나노탄산칼슘은 본 발명의 조성물에 각각 1:1중량비로 혼합되어 5~15중량부 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 물성저하 또는 불필요한 재료사용에 따라 비용이 상승된다.The silica fume and nanocalcium carbonate are preferably mixed in a 1:1 weight ratio in the composition of the present invention and used in an amount of 5 to 15 parts by weight, and when out of the above range, the cost increases due to a decrease in physical properties or the use of unnecessary materials.

또한, 상기 페트로 코우크스 탈황석고분말은 페트로 코우크스를 원료로 하는 보일러에서 노내 탈황을 위해 석회석을 혼소하는 과정에서 페트로 코우크스에 포함되어있는 황 성분과 석회석이 고온에서 탈탄산된 CaO 성분이 반응하여 생성된 분진과 같은 입자상 석고 물질이다.In addition, the petrocoke desulfurized gypsum powder reacts with the sulfur component contained in the petrocoke and the CaO component obtained by decarbonizing the limestone at high temperature in the process of co-firing limestone for in-furnace desulfurization in a boiler using petrocoke as a raw material. It is a particulate, gypsum-like substance produced by

상기 페트로 코우크스 탈황석고분말은 원료의 특성상 그 순도가 높아 기존의 건설재료로 활용되던 불순물이 다량 포함된 천연석고, 배연탈황석고, 로내탈황방식 고칼슘 석탄연소재 등에 비해 우수한 성능을 나타낸다.The petrocoke desulfurization gypsum powder has high purity due to the nature of the raw material, and thus exhibits superior performance compared to natural gypsum, flue gas desulfurization gypsum, and in-furnace desulfurization method high calcium coal combustion material containing a large amount of impurities used as conventional construction materials.

또한, 상기 페트로 코우크스 탈황석고분말은 pH가 11.5이상의 강알칼리 물질이며, 이 석고에 포함된 황산염과 높은 pH가 황산염자극 및 pH에 따른 알칼리 자극을 상기 고로슬래그 분말에 가하게 되면 상기 고로슬래그 분말이 활성화되어 잠재수경성 반응을 개시하여 고결강도를 발현한다. In addition, the petrocoke desulfurized gypsum powder is a strong alkali material having a pH of 11.5 or higher, and when sulfate and high pH contained in the gypsum apply sulfate stimulation and pH-dependent alkali stimulation to the blast furnace slag powder, the blast furnace slag powder is activated It initiates a latent hydraulic reaction and expresses solid strength.

즉, 상기 고로슬래그 분말과 상기 페트로 코우크스 탈황석고분말의 황산염 자극제의 수화반응은 초기 재령에서 다량의 에트링가이트(ettringite)를 골격으로 개시되며 이와 동시에 생성된 C-S-H겔에 의해 이루어진다. That is, the hydration reaction between the blast furnace slag powder and the sulfate stimulant of the petrocoke desulfurized gypsum powder starts with a large amount of ettringite as a skeleton at an early age and is achieved by the C-S-H gel produced at the same time.

또한, 상기 C-S-H겔은 에트링가이트를 감싸며 재령이 경과함에 따라 생성량이 지속적으로 증가하고 C-S-H겔이 경화된 페이스트의 공극을 밀실하게 채우게 되어 에트링가이트와 치밀한 네트워크식 망상구조를 형성하면서 지속적으로 높은 강도발현을 한다.In addition, the C-S-H gel surrounds the ettringite, the amount of production continuously increases as the age passes, and the C-S-H gel tightly fills the pores of the cured paste, forming a dense network network structure with the ettringite while continuously increasing the demonstrate strength.

본 발명에서는 페트로 코우크스 탈황석고분말을 5~15중량부 포함하도록 조성하여 초속경성, 장기강도발현을 나타내도록 사용한다.In the present invention, it is formulated to contain 5 to 15 parts by weight of petrocoke desulfurized gypsum powder, and is used to exhibit rapid hardening and long-term strength.

한편, 상기 천연잔골재를 대체 사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재는 일반적으로, 기판유리의 제조 및 가공공정에서 용해불량, 외관불량 및 치수불량 등이 발생하면 불량품으로 간주하여 폐기해야 하는데, 이 과정에서 폐유리 및 파유리가 다량 발생한다. On the other hand, waste glass or cullet fine aggregate, which is used as a substitute for the natural fine aggregate, is generally regarded as a defective product and discarded if dissolution defects, appearance defects, and dimensional defects occur during the manufacturing and processing process of substrate glass. In this process, A large amount of waste glass and cullet is generated.

통상적으로 파유리는 유리 원재료 제조 중에 발생하는 불량(스크래치 발생) 및 유리 원판을 가공하고 남는 스크랩 유리(표면 코팅 및 가공되지 않은)이며, 폐유리는 디스플레이 패널 공정에서 전극, 흑화 코팅, 필름 압착 등 의 가공으로 인하여 표면이 오염된 스크랩 유리를 일컫는다. In general, cullet is defects (scratches) that occur during glass raw material manufacturing and scrap glass (surface coated and unprocessed) remaining after processing glass original plates, and waste glass is electrode, blackening coating, film compression, etc. in the display panel process. It refers to scrap glass whose surface is contaminated due to processing of

특히, 디스플레이 부품으로서 기판유리의 지속적인 품질을 보장하기 위해서, 불량이 발생하면 이는 다시 LCD/OLED 기판유리 제작과정에서 재활용되지 않으며, 이들 폐유리는 그대로 매립 등에 의해 폐기되는데, 그 양이 상당량에 달한다. In particular, in order to ensure the continuous quality of substrate glass as a display component, if a defect occurs, it is not recycled again in the LCD/OLED substrate glass manufacturing process, and these waste glasses are discarded as they are by landfill, and the amount amounts to a considerable amount. .

따라서, 이러한 LCD/OLED 폐유리 및 파유리의 재활용에 관한 관심이 높아지고 있으며, 폐기물의 발생을 줄이기 위하여 그 재활용방법 및 재활용 용도가 지속적으로 발전, 확대되어야 할 필요가 있다. Therefore, interest in the recycling of such LCD / OLED waste glass and cullet is increasing, and in order to reduce the generation of waste, it is necessary to continuously develop and expand the recycling method and recycling use.

본 발명에서는 상기 폐유리 또는 파유리 잔골재를 천연잔골재의 5~15중량%로 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to use the waste glass or cullet fine aggregate in an amount of 5 to 15% by weight of the natural fine aggregate.

또한, 본 발명에서는 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부를 사용하는데 천연 골재, 전기로 산화슬래그, 페로니켈 슬래그, 동슬래그 골재 등을 사용하여 재활용율을 확대할 수 있다.In addition, in the present invention, 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate having a particle size of 5 to 15 mm is used, but the recycling rate can be increased by using natural aggregate, electric furnace oxidized slag, ferronickel slag, copper slag aggregate, and the like.

또한, 본 발명의 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 주석산, 글루콘산, 구연산, 옥시카본산으로부터 1종 선택된 지연제를 전체 조성물중 0.1~0.5중량%로 혼합사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the high-strength cement concrete mortar composition of the present invention, it is preferable to mix and use 0.1 to 0.5% by weight of a retardant selected from tartaric acid, gluconic acid, citric acid, and oxycarboxylic acid in the total composition.

즉, 상기 지연제는 본 발명의 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물이 굳는 현상을 지연시킴으로써 작업성을 향상시키는 것으로, 0.1-0.5중량% 포함될 수 있으며, 만약 0.1 중량% 미만일 경우 시멘트 경화 시간이 지나치게 빨라져 작업성이 하락할 수 있고, 0.5 중량%를 초과할 경우 양생에 많은 시간이 소요될 수 있다.That is, the retardant improves workability by delaying the hardening of the high-strength cement concrete mortar composition of the present invention, and may be included in an amount of 0.1 to 0.5% by weight. This may decrease, and when it exceeds 0.5% by weight, a lot of time may be required for curing.

또한, 본 발명의 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 염화칼슘(CaCl2), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3)으로부터 선택된 1종의 경화촉진제를 전체 조성물중 0.1~0.5중량%로 혼합사용할 수 있다.In addition, the high-strength cement concrete mortar composition of the present invention includes one type of hardening accelerator selected from calcium chloride (CaCl 2 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydroxide (NaOH), and aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ) as a whole composition. It can be mixed and used in an amount of 0.1 to 0.5% by weight.

상기 경화촉진제는 본 발명의 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물의 경화를 촉진시키기 위해 사용되는 것으로, 0.1~0.5중량% 포함될 수 있으며, 지연제와 함께 사용되어 작업 시간을 조절할 수 있다.The hardening accelerator is used to accelerate hardening of the high-strength cement concrete mortar composition of the present invention, may be included in an amount of 0.1 to 0.5% by weight, and may be used together with a retardant to adjust the working time.

또한, 본 발명은 상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 이용하여 제조된 고강도 프리캐스트 콘크리트 맨홀 또는 고강도 프리캐스트 콘크리트 수로관을 포함하는 콘크리트 제품을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized by a concrete product including a high-strength precast concrete manhole or high-strength precast concrete water pipe manufactured using the high-strength cement concrete mortar composition.

이때, 상기 콘크리트 제품은 상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 45-65℃에서 1시간 30분~4시간 동안 증기 양생시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조될 수 있다At this time, the concrete product may be prepared by a manufacturing method comprising steam curing the high-strength cement concrete mortar composition at 45-65 ° C. for 1 hour 30 minutes to 4 hours.

4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50kg, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 20kg, 고로슬래그 분말 10kg, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 10kg, 페트로 코우크스 탈황석고분말 10kg를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100kg에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 33.5kg, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 33.5kg, 폐유리 또는 파유리 잔골재 13kg 및 물을 혼합하여 본 발명의 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 제조한 후, 60℃에서 3시간 증기양생하여 콘크리트 시편을 제조하고, 압축강도, 힘강도를 시험하고 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.50kg of clinker powder with 4CaO·3Al 2 O 3 ·SO 3 as the main component, 20kg of ordinary Portland cement clinker powder, 10kg of blast furnace slag powder, 10kg of crack-reinforcing mixed powder mixed with silica fume and nanocalcium carbonate in a 1:1 weight ratio, Petro 33.5 kg of natural fine aggregate with a particle size of silica sand No. 6 to 8, 33.5 kg of coarse aggregate with a particle size of 5 to 15 mm, 13 kg of waste glass or cullet fine aggregate and water for 100 kg of fast-setting cement binder containing 10 kg of coke desulfurized gypsum powder After preparing the high-strength cement concrete mortar composition of the present invention by mixing, concrete specimens were prepared by steam curing at 60 ° C. for 3 hours, and the compressive strength and strength were tested, and the results are shown in the following [Table 1].

함목Hammok 기준값reference value 실시예 1Example 1 시험방법Test Methods 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 40 이상over 40 55.355.3 KS F 2405KS F 2405 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 10 이상over 10 11.211.2 KS F 2408KS F 2408

상기 [표 1]의 시험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 모든 물성에 있어서 기준값을 모두 훨씬 초과하여 만족하는 것을 알 수 있다.As shown in the test results of [Table 1], it can be seen that the high-strength cement concrete mortar composition of the present invention far exceeds all of the standard values in all physical properties.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is only illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments and / or drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and / or drawings. . The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (9)

증기양생기간을 단축시키며, 초기 및 장기 강도 발현을 위하여 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 50~75중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말 10~20중량부, 고로슬래그 분말 5~20중량부, 실리카 흄 및 나노탄산칼슘이 1:1중량비로 혼합된 균열보강 혼합분말 5~15중량부, 페트로 코우크스 탈황석고분말 5~15중량부를 포함하는 속경성 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 규사 6~8호사 입자크기의 천연잔골재 45~60 중량부, 5~15mm 입자 크기를 갖는 굵은 골재 40~55 중량부, 상기 천연잔골재의 5~15%를 대체사용하는 폐유리 또는 파유리 잔골재 및 물을 포함하여 조성되는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물로서,
상기 페트로 코우크스 탈황석고분말은, pH가 11.5이상의 강알칼리로서 여기에 함유된 황산염에 의한 황산염자극 및 강알칼리에 의한 알칼리 자극을 상기 고로슬래그 분말에 가하여 상기 고로슬래그 분말의 수화반응 활성화에 의한 다량의 에트링가이트(ettringite) 및 C-S-H겔을 생성하고, 상기 C-S-H겔이 에트링가이트와 치밀한 네트워크식 망상구조를 형성하면서 장기강도발현하는 것이고,
상기 폐유리 또는 파유리 잔골재는 유리병, 유리용기, 유리창문, 태양전지 또는 LCD/OLED 기판유리를 포함하는 유리제품의 폐기물인 폐유리 또는 제조과정에서 발생되는 파유리를 파분쇄한 것을 특징으로 하는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물
To shorten the steam curing period and to develop initial and long-term strength, 50 to 75 parts by weight of clinker powder mainly composed of 4CaO 3Al 2 O 3 SO 3 , 10 to 20 parts by weight of ordinary Portland cement clinker powder, blast furnace slag powder 5 ~20 parts by weight, 100 parts by weight of a fast-setting cement binder containing 5 to 15 parts by weight of a crack-reinforcing mixed powder in which silica fume and nanocalcium carbonate are mixed in a 1: 1 weight ratio, and 5 to 15 parts by weight of Petrocoke desulfurized gypsum powder 45 to 60 parts by weight of natural fine aggregate with a grain size of silica sand No. 6 to 8, 40 to 55 parts by weight of coarse aggregate with a particle size of 5 to 15 mm, waste glass or cullet fine aggregate that substitutes 5 to 15% of the natural fine aggregate And a high-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet containing water,
The petrocoke desulfurized gypsum powder is a strong alkali having a pH of 11.5 or more, and sulfate stimulation by the sulfate contained therein and alkali stimulation by the strong alkali are applied to the blast furnace slag powder to obtain a large amount of ether by activating the hydration reaction of the blast furnace slag powder. It produces ettringite and CSH gel, and the CSH gel expresses long-term strength while forming a dense network network structure with ettringite,
The waste glass or cullet fine aggregate is characterized by crushing waste glass or cullet generated in the manufacturing process, which is a waste of glass products including glass bottles, glass containers, glass windows, solar cells, or LCD / OLED substrate glass. High-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet
제1항에 있어서,
상기 4CaO·3Al2O3·SO3를 주성분으로 하는 클링커 분말 및 보통 포틀랜드 시멘트 클링커 분말은 초기 경화속도를 촉진시키기 위기 위하여 분말도가 4,500~5,800㎠/g인 것을 특징으로 하는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물
According to claim 1,
The clinker powder mainly composed of 4CaO 3Al 2 O 3 SO 3 and ordinary Portland cement clinker powder have a fineness of 4,500 to 5,800 cm 2 / g in order to accelerate the initial curing speed, characterized in that waste glass or cullet High-strength cement concrete mortar composition using
제1항에 있어서,
상기 고로슬래그 분말은 포졸란 반응성을 나타내는 물질로서 장기 강도발현 및 내구성 증진과 수화열을 줄이기 위한 것으로 분말도가 6,000~8,000㎠/g인 것을 특징으로 하는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물
According to claim 1,
The blast furnace slag powder is a material exhibiting pozzolanic reactivity and is intended to develop long-term strength, improve durability, and reduce heat of hydration, and has a fineness of 6,000 to 8,000 cm 2 / g. High-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet, characterized in that
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 주석산, 글루콘산, 구연산, 옥시카본산으로부터 1종 선택된 지연제를 전체 조성물중 0.1~0.5중량%로 혼합사용하는 것을 특징으로 하는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물
According to claim 1,
The high-strength cement concrete mortar composition is high-strength cement concrete using waste glass or cullet, characterized in that a retardant selected from tartaric acid, gluconic acid, citric acid, and oxycarbonic acid is used in an amount of 0.1 to 0.5% by weight of the total composition. mortar composition
제1항에 있어서,
상기 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물은 염화칼슘(CaCl2), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화알루미늄(Al(OH)3)으로부터 선택된 1종의 경화촉진제를 전체 조성물중 0.1~0.5중량%로 혼합사용하는 것을 특징으로 하는 폐유리 또는 파유리를 이용한 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물
According to claim 1,
The high-strength cement concrete mortar composition contains one hardening accelerator selected from calcium chloride (CaCl 2 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydroxide (NaOH), and aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ) in an amount of 0.1 to 0.5% of the total composition. High-strength cement concrete mortar composition using waste glass or cullet, characterized in that it is mixed in weight%
제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 이용하여 제조된 고강도 프리캐스트 콘크리트 맨홀, 고강도 프리캐스트 콘크리트 물탱크 또는 고강도 프리캐스트 콘크리트 수로관을 포함하는 콘크리트 제품
A high-strength precast concrete manhole, a high-strength precast concrete water tank or a high-strength precast concrete water pipe manufactured using the high-strength cement concrete mortar composition according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 7 Concrete products containing
제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고강도 시멘트 콘크리트 모르타르 조성물을 45-65℃에서 1시간 30분~4시간 동안 증기 양생시키는 단계를 포함하는 고강도 프리캐스트 콘크리트 맨홀, 고강도 프리캐스트 콘크리트 물탱크 또는 고강도 프리캐스트 콘크리트 수로관을 포함하는 콘크리트 제품의 제조방법A high-strength precast comprising steam curing the high-strength cement concrete mortar composition according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 7 at 45-65 ° C for 1 hour 30 minutes to 4 hours Method for manufacturing concrete products including concrete manholes, high-strength precast concrete water tanks or high-strength precast concrete water pipes
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