KR20020021069A - 파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질 방출 제한 방법 및이에 사용될 수 있는 콘크리트 - Google Patents

파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질 방출 제한 방법 및이에 사용될 수 있는 콘크리트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 약 2,500 내지 5,000 블레인의 분말도로 분쇄된 용광로 슬래그를 기초로 하는 콘크리트를 사용하여 파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질의 방출을 제한하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 방법에 사용될 수 있는 콘크리트에 관한 것이다.

Description

파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질 방출 제한 방법 및 이에 사용될 수 있는 콘크리트 {Method of limiting the release of organic materials into the environment during the making of foundations and concrete which can be used in said method}
본 발명은 파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질의 방출을 제한하는 방법 및 상기 방법에 사용될 수 있는 콘크리트에 관한 것이다.
본 발명은 구조 및 건설 분야에서 그것의 광범위한 적용을 찾는다.
전통적으로 콘크리트에 사용되는 시멘트는 지면에 성형된 파일 또는 벽을 제조하는데 적합하지 않은 유동성 물질을 유도한다.
이 유동성을 파운데이션 작업에 적용하기 위해, 사용자는 특정 양의 첨가제를 사용해야 한다. 이들 특정 양의 유기 물질은 콘크리트가 여전히 유동성인 동안 주로 여과의 영향으로 부분적으로 침출되고, 환경에 방출된다.
이들 콘크리트의 또 다른 단점은 그들이 차지하고 있는 영역 주위에서 pH의 변화이다. pH에서 상승은 바인더에 포함된 석회계의 분해에 의해 주로 야기된다.
상술된 pH 상승과 결합된 유기 물질의 침출 및 방출은 지하수의 산소 불균형을 야기한다.
본 발명은 상기 유기 물질의 환경에의 방출을 제한하는 콘크리트에 의해 이들 단점을 극복하는 것을 제공한다.
따라서, 제1관점에 따라, 본 발명은 약 2,500 내지 5,000 블레인(㎠/g), 바람직하게는 약 3,500 내지 4,500 블레인의 분말도로 분쇄된 용광로 슬래그를 기초로 하는 콘크리트를 사용하여 파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질의 방출을 제한하는 방법에 관한 것이다.
용광로 슬래그의 본질이 특별히 중요하지 않을 지라도, 중량비 약 1.10 내지 1.35의 CaO/SiO2이고, 기본형인 것이 바람직하다. 주성분(중량%)으로 33 내지 40%의 SiO2, 8 내지 16%의 Al2O3, 39 내지 44%의 CaO 및 4 내지 9%의 MgO를 포함하는 물질이 본 발명의 문맥에서 사용될 수 있는 슬래그의 예로서 인용될 수 있다.
또한, 슬래그(CaO 함량(%) ×Al2O3함량(%))의 화학 계수가 약 500 이상인 것이 바람직하다.
용광로 슬래그는 염기성제에 의해 바람직하게 활성화된다.
석회 자체 또는 수화된 석회(일명 소석회) 등의 석회계 화합물이 본 발명의 문맥에서 사용될 수 있는 활성화제로서 인용될 수 있다. 또한, 석고(gypsum) 등의 황산염계 화합물을 사용하는 것이 가능하다. 혼합된 화합물(석회계 화합물/황산염계 화합물)이 또한 적절하다. 이 경우에, 석회계 화합물/황산염계 화합물 중량비는 일반적으로 약 0.3 내지 1.5 사이이다. 또한, CLK CEM Ⅲ/C 시멘트 또는 CPJ CEM Ⅱ 시멘트 등의 시멘트를 사용하는 것이 가능하고, 이는 바람직하게는 극소량의 석회로 활성화할 수 있다.
일반적으로, 용광로 슬래그의 중량 대비 약 2중량% 내지 15중량%로 활성화제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에서 사용된 콘크리트는 또한 해응제(deflocculating agent) 및/또는 안티-린깅제(anti-wringing agent)를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 콘크리트는 해응제 및 안티-린깅제를 포함한다. 본 발명에서 의미하는 안티-린깅제는 콘크리트가 후반에 압력하에서 부어질 때, 콘크리트에 포함된 유리 수분의 만출 현상을 감소시키는 화합물을 의미한다.
본 발명의 문맥에서 사용될 수 있는 해응제는 바람직하게는 예컨대, 하기 화학식 1 또는 2의 포스포네이트계 화합물이다.
상기 식에서, R1은,
의 군을 나타내고;
각 R2는 독립적으로 수소, 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며;
R3는,
군을 나타내고;
R4, R5및 R6은 각각 독립적으로 수산기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 R1기를 나타내며;
각 n은 독립적으로 2, 3, 4, 5 또는 6과 같다.
본 발명의 실시에 바람직한 포스포네이트계 화합물의 예로 하기,
히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노트리스메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민테트라메틸렌포스폰산, 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산, 헥사메틸렌디아민테트라메틸렌포스폰산 및 이들 산의 나트륨 또는 칼륨염을 들 수 있고, 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산(또는 그것의 염 중 일종)이 특히 바람직하다.
일반적으로, 해응제의 양은 용광로 슬래그의 중량 대비 약 0.05중량% 내지 1.5중량% 이다.
본 발명의 문맥에서 사용될 수 있는 안티-린깅제는 바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 또는 히드록시프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스 화합물이다.
일반적으로 안티-린깅제의 양은 용광로 슬래그의 중량 대비 약 0.02중량% 내지 0.3중량%이다.
상기 콘크리트가 유동성의 전개를 제어할 수 있는 사실에 따라 매우 적은 양의 첨가제가 필요하거나 필요치 않다. 또한, 이를 사용시 지하수로 유기 물질이 방출되지 않고, 본 발명의 문맥에서 사용된 콘크리트로 이루어진 작업의 인접 환경에서 pH가 종래 콘크리트의 경우 보다 매우 작은 정도로 상승하고, 환경에 유익하다. 또한, 상기 콘크리트에 포함된 특히 SiO2와 Ca2+및 SO4 2-이온 등의 용해성 산물의 함량이 상당히 감소된다.
또한, 제2관점에 따라, 본 발명은 (ⅰ) 용광로 슬래그, (ⅱ) 활성화제 및 (ⅲ) 해응제 및/또는 안티-린깅제를 포함하는 혼합물로 구성된 파운데이션용 콘크리트에 관한 것이고, 이들 성분들은 상기 한정된 바와 같다.
명확하게, 이 콘크리트는 또한, 일반적으로 콘크리트 조성물의 약 60 내지 80중량%인 종래 모래 및 자갈 또는 루스 치핑(loose chipping)으로 구성된 집합물과 물을 포함한다.
본 발명은 하기 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명된다.
실시예 1
콘크리트는 하기 성분들을 혼합하여 제조된다:
용광로 슬래그 380 kg
Ca(OH)2/석고 혼합물 20 kg
물 200 l
집합물 1,850 kg
본 예에서, 슬래그는 3,500 블레인의 분말도로 분쇄된다. 상기 콘크리트는 첨가제 사용 없이 3시간 동안 기동성(manoeuvrability)을 유지한다. 이는 어떠한 유기 물질도 포함하지 않고, 린깅 수(wringing water)의 pH는 11.5/11.8로 제한되고, 0.5의 Ca(OH)2/CaSO4비를 갖는다.
비교로, 종래의 시멘트로 제조된 콘크리트는 적어도 하나의 가소제를 사용하는 것이 필수적이고, 린깅 수의 pH가 CEMⅢ형 시멘트의 경우 약 12.2 및 CEMⅠ형 시멘트의 경우 12.5/12.7로 안정화될 것이다.
4,500 블레인의 분말도를 갖는 용광로 슬래그로 제조된 동일한 콘크리트는약 2시간 동안 그것의 기동성을 유지한다.
실시예 2
콘크리트는 하기 성분들을 혼합하여 제조된다:
용광로 370 kg
CPJ CEMⅡ 시멘트 30 kg
물 200 l
집합물 1,850 kg
해응제 0.8 kg
안티-린깅제 0.15 kg
본 예에서, 슬래그는 4,500 블레인의 분말도로 분쇄된다. 상기 콘크리트는 약 5시간 동안 기동성을 유지하고, 이것의 린깅 수의 양은 종래 콘크리트에 대하여 반이고, 린깅 수의 pH는 11.8로 제한된다. 사용된 안티-린깅제는 유기 첨가제의 양이 제한되도록 한다.
안티-린거(anti-wringer) 및 해응제의 조합은 유기 물질의 지하수로의 방출을 완전히 억제한다. 이 형태의 종래 콘크리트는 더 많은 양의 지연하는 해응제를 사용하는 것이 필요하고, 환경에 대한 영향은 안티-린거의 사용에도 불구하고, 조금 향상될 것이다.

Claims (14)

  1. 약 2,500 내지 5,000 블레인, 바람직하게는 약 3,500 내지 4,500 블레인의 분말도로 분쇄된 용광로 슬래그를 기초로 하는 콘크리트가 사용되는 것을 특징으로 하는 파운데이션 제조시 환경에의 유기 물질의 방출 제한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용광로 슬래그는 석회계 화합물, 황산염계 화합물, 석회계 화합물 및 황산염계 화합물의 혼합물 또는 시멘트로 활성화되는 것을 특징으로 유기 물질의 방출 제한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용광로 슬래그의 활성화는 석회계 화합물 및 황산염계 화합물의 혼합물에 의해 약 0.3 내지 1.5의 중량비로 실시되는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 용광로의 활성화는 시멘트에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 활성화제의 양은 용광로 슬래그의 중량 대비 약 2중량% 내지 15중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 또한, 해응제 및/또는 안티-린깅제(anti-wringing agent)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 해응제는 하기 화학식 1 또는 2의 포스포네이트계 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법:
    화학식 1
    화학식 2
    상기 식에서, R1은,
    의 군을 나타내고;
    각 R2는 독립적으로 수소, 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며;
    R3는,
    군을 나타내고;
    R4, R5및 R6은 각각 독립적으로 수산기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 R1기를 나타내며;
    각 n은 독립적으로 2, 3, 4, 5 또는 6과 같다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 포스포네이트계 화합물은,
    히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노트리스메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민테트라메틸렌포스폰산, 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산, 헥사메틸렌디아민테트라메틸렌포스폰산 및 이들 산의 나트륨 또는 칼륨염으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 해응제의 양은 용광로 슬래그 중량 대비 약 0.05중량% 내지 1.5중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 안티-린깅제는 셀룰로오스 화합물, 바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 또는 히드록시프로필셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 안티-린깅제의 양은 용광로 슬래그 중량 대비 약 0.02중량% 내지 0.3중량%로 사용되는 것으로 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용광로 슬래그는 약 1.10 내지 1.35 사이의 CaO/SiO2중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용광로 슬래그는 약 500 이상의 화학 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 물질의 방출 제한 방법.
  14. 제2항 내지 제13항에 따른 이들 조성물, (ⅰ) 용광로 슬래그, (ⅱ) 활성화제 및 (ⅲ) 해응제 및/또는 안티-린깅제를 포함하는 혼합물로 구성되는 파운데이션용콘크리트.
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