KR20030064572A

KR20030064572A - 콘크리트 배합 골재 대체재로서의 바텀애쉬를 사용한콘크리트 조성물

Info

Publication number: KR20030064572A
Application number: KR1020020004913A
Authority: KR
Inventors: 박병욱
Original assignee: 한국후라이애쉬시멘트공업(주)
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-08-02
Also published as: KR100470676B1

Abstract

석탄 화력발전소에서 발생되고 있는 일반 폐기물인 바텀 애쉬(Bottom Ash)를 사용하는 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 바텀 애쉬의 물리·화학적 성분 분석 결과, 바텀 애쉬가 건설재료로서 골재의 요구조건을 만족하고 있으며 콘크리트에 적용하여도 강도나 내구성 측면에서 천연골재를 사용한 콘크리트와 거의 동등하거나 그 이상의 강도나 내구성을 갖도록, 물, 시멘트, 모래, 자갈 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서, 콘크리트 조성물의 구성성분이 시멘트 15∼30중량%, 모래의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 잔골재 20∼40중량%, 자갈로써 자연산 굵은 골재 30∼50중량%로 이루어진 콘크리트 조성물을 마련한다.

이러한 콘크리트 조성물을 토목이나 건축 구조물 축조용 콘크리트 배합에 활용함으로써 현재 하천골재의 고갈에 따른 건설자재의 부족의 해소에 대처할 수 있을 뿐만 아니라, 폐기물 매립에 따른 환경오염 방지와 폐기물을 재활용하므로서 국토의 손실과 자원의 낭비를 해소할 수 있다.

Description

콘크리트 배합 골재 대체재로서의 바텀애쉬를 사용한 콘크리트 조성물 {CONCRETE COMPOSITION USING OF BOTTOM ASH AS REPLACEMENT OF AGGREGATE FOR CONCRETE MIXING}

본 발명은 점차 고갈되어 가고 있는 천연 또는 석산 골재를 대체하는 방안의 일환으로 석탄화력발전소에서 석탄을 연소시킨 후 발생하는 회분 중 노벽이나 과열기 및 예열기 등에 부착되어 자중에 의해 보일러 바닥에 떨어지는 회인 바텀 애쉬(Bottom Ash)를 사용하는 콘크리트 배합용 골재에 관한 것으로, 특히 바텀 애쉬를 대체재로 사용하여 콘크리트 배합에 적용하여 발전소 주변에 폐기매립 처리되고 있는 자원을 재활용하고 천연 골재의 사용을 경감시킬 수 있는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 석탄 화력발전소에서 부산물로 발생되는 석탄회는 연소로(燃燒盧)내에서 석탄의 유기성 가연 성분이 연소된 후에 남는 잔류 광물질로, 연소로의 하부로 배출되는 바텀 애쉬(바닥재 혹은 저회)와 연소가스와 함께 상부로 배출되는 플라이 애쉬(fly ash, 비회)로 구분된다. 이들 석탄회는 연소설비 내에서 포집되는 위치가 다르기 때문에 소결 상태, 밀도, 입자의 크기 등 물성이 다르게 나타나게 된다.

플라이 애쉬는 연소과정에서 생성된 석탄회 중에서 미세한 크기의 입자로 연소가스와 함께 연소로를 통과하여 배출되며, 총 석탄회 발생량의 75∼90%를 차지하므로 일반적으로 석탄회라 하면, 이 플라이애쉬를 지칭한다. 플라이 애쉬는 발전설비의 향상에 따라 그 품질도 향상되어 그 재활용율이 1998년에는 32.2%, 1999년도에는 42.5%로 점차 증가하고 있으며, 90%이상이 콘크리트의 혼화재와 시멘트 원료로 활용되고 있다.

한편, 바텀 애쉬란 연소로 내에서 소결에 의해 입자가 형성된 상태에서 보일러 하부로 낙하하여 고형화된 물질을 분쇄기를 사용하여 25mm이하의 입도로 분쇄시킨 것이다. 일반적으로 분쇄기에 의해 파쇄된 바텀 애쉬는 1∼10mm 정도의 입경 범위를 갖고 있으며 클린커 애쉬(clinker ash) 또는 배드 애쉬(bad ash)라고도 한다. 이 바텀 애쉬는 총 석탄회 발생량의 10∼15%정도가 발생한다.

통상, 환경보존과 자원의 재활용이 강조되는 시점에서 석탄 화력발전소의 부산물인 이들 석탄회는 발전소에 부가로 설치된 석탄회 처리장(회사장)에서 주로 처리되었다. 과거 국토의 이용률이 높았던 시기에는 회처리가 다소 용이하였으나, 최근 높은 경제 성장률로 인한 급격한 공장부지의 증가와 토지 값 상승으로 발전소 설비 면적의 3∼4배를 필요로 하는 회사장을 구하기란 상대적으로 어려워지고 있는 것이 현실이다.

따라서, 플라이애쉬의 경우는 그 활용방안에 대해 각계 연구소나 학계에서꾸준한 연구를 수행한 결과, 시멘트 혼화재, 성토재, 토지 개량재, 경량골재 등 다양한 분야에 사용되어 왔으며 특히, 콘크리트의 혼화재와 시멘트 원료로는 사용이 활성화되어 있어 전체 재활용율의 약 90%를 차지하고 있다.

이러한 바텀애쉬를 골재로 사용한 예는 자연산 및 인공골재의 일부를 대체하거나(한국 공개특허공보 공개번호 97-074706호), 열 병합 발전소의 바텀애쉬를 경량건자재의 제조에 일부 사용한 것(한국 공개특허공개 공개번호 97-061815호)과 플라이애쉬, 석고, 탄산칼슘 및 석회 등과 혼합하여 고압으로 압출하여 벽돌제품을 생산(미국 특허 5,358,760)하는 등의 예가 있었다.

그러나 바텀 애쉬의 경우는 거의 대부분이 발전소 주변 회사장에 단순 폐기 매립되거나, 내륙 또는 해안 매립지에 플라이 애쉬와 혼합하여 매립되기도 하고, 발전소 주변의 노반 성토재로써 소량 사용되고 있는 실정이다. 따라서, 회처리 용지확보의 어려움은 물론이고, 환경 오염의 문제를 야기하는 주재료로써 이에 대한 처리가 문제로 되고 있다.

국내 콘크리트의 구성성분으로 사용되고 있는 골재의 주요 현황을 살펴보면 1980년대 초까지는 하천골재의 비율이 약 90%이상을 차지하고 있어 골재의 주 공급원이 강이나 하천이었다. 그러나 하천골재를 그 동안 많이 사용하여 왔고, 하천의 유지관리 및 보호 차원에서 골재 채취가 제한됨으로써 양질의 하천골재를 구하기가 점점 어려워질 뿐만 아니라 점차 고갈되고 있어 이에 대한 대체재의 활용이요구되고 있는 현실이다. 최근 이에 대한 대책방안으로 부순 골재, 바다모래, 콘크리트 폐자재 등이 이미 활용선상에 있으며 그 외에도 인공골재 및 고로 슬래그 골재의 사용이 적극 검토되어 활성화되고 있는 추세이다.

따라서, 본 발명자들은 이러한 천연골재의 고갈 추세에 비추어 화력발전소에서 발생되어 현재 폐기 매립 처리되고 있는 바텀 애쉬를 콘크리트용 골재로써 활용한다면 폐자재의 매립으로 인한 환경문제를 해결한다는 측면 외에 자원을 효율적으로 이용한다는 측면에서도 큰 의의가 있을 것이라는 점에 착안하여 바텀 애쉬를 콘크리트 골재로써의 활용에 대해 검토하였다.

바텀 애쉬는 포집 후 급격한 냉각이나 인위적 분쇄에 의해 입자가 형성되므로 모래와 흡사한 형상이며 또한, 다공질 입자로 되어 있어 구조물을 경량화할 수 있다는 구조적 특징을 갖고 있다.

최근의 구조물은 대형화 및 초고층화되고 있는 추세에 있고, 그로 인해 구조물의 자중이 크게 되어 지반 침하 등의 문제가 유발되고 있어 구조물 자체를 가능한 한 경량화시키려고 노력하고 있다. 이러한 관점에서 볼 때 바텀 애쉬를 콘크리트의 골재 대체재로 활용한다면, 그 가치는 매우 높게 될 것이다.

본 발명자들은 콘크리트 조성물에 사용되는 천연 또는 석산 골재의 잔골재(2.5㎜이하) 및 굵은 골재(25㎜이하) 대신에 전량 골재 규격별로 선별한 바텀애쉬를 사용하여 기존의 자연산 골재를 사용한 제품과 동일하거나 더 우수한 물성을 나타내는 콘크리트 제품을 개발하였다.

즉, 본 발명자들은 종래의 천연 및 석산 골재의 대체용으로 석탄 화력발전소에서 발생되는 바텀애쉬(골재규격 별로 선별)를 사용하여 기존의 레미콘 제품과 동일하거나 우수한 물성을 갖는 측면에서 광범위한 연구를 수행한 결과, 천연 골재의 강모래인 잔골재 및 자갈인 굵은 골재 대신에 사용한 바텀애쉬 콘크리트에 있어서도 기존의 콘크리트 조성물과 거의 동일한 강도와 내구성이 확보된다는 점을 확인하여 본 발명을 달성할 수 있었다.

특히, 강도 측면에서는 동일한 물-시멘트 비에서 골재의 흡수 효과 때문에 오히려 강도 상승효과가 있는 것이 확인되었다. 또, 공기량에서도 일반 천연골재를 사용한 경우와 거의 동일한 결과를 얻어 콘크리트의 동결 융해 저항성에 거의 영향을 미치지 않는 것이 확인되었고, 천연 골재보다 단위중량이 작으므로 골재 침강에 따른 콘크리트 재료분리 방지 측면에서도 매우 유리한 것으로 나타났다.

작업성 확보 차원에서 필요로 하는 슬럼프를 얻기 위해 배합수를 추가시키지 않는 한 일반 천연골재를 사용한 경우보다는 감수제의 사용량이 증가되어야 하나, 현재 건설현장에서 주로 사용되고 있는 일반 강도의 범위(210∼300kgf/cm²)내에서는 다소 일반 골재를 사용할 때보다 가수(加水)를 하여도 바텀 애쉬 골재의 흡수효과 때문에 바텀 애쉬 내부에 배합수가 내포되어 이 범위의 강도 확보에는 문제가 없다는 것이 확인되었다.

본 발명의 목적은 바텀 애쉬를 대체재로 활용하여 콘크리트 배합에 적용함으로써 현재 발전소 주변에 폐기매립 처리되고 있는 자원을 재활용할 수 있는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 바텀 애쉬를 콘크리트에 적용하여 강도나 내구성 측면에서 천연골재를 사용한 콘크리트와 거의 동등하거나 그 이상의 강도나 내구성을 갖는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 바텀 애쉬를 콘크리트에 적용하여 하천골재의 고갈에 따른 건설자재의 부족에 효율적으로 대처할 수 있는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존제품에 비하여 골재비용이 저렴하고 경량으로 점차 고층화되어 가고 있는 건축물의 구조 및 비구조재료 등에 적용할 수 있는 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 조성물은 물, 시멘트, 모래, 자갈 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 콘크리트 조성물의 구성성분이 상기 시멘트 15∼30중량%, 상기 모래의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 잔골재 20∼40중량%, 상기 자갈로써 자연산 굵은 골재 30∼50중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 바텀 애쉬의 입경은 2.5㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 자연산 굵은 골재의 입경은 25㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 조성물은 물, 시멘트,모래, 자갈 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 콘크리트 조성물의 구성성분이 상기 시멘트 15∼30중량%, 상기 모래 20∼40중량%, 상기 자갈의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 굵은 골재 30∼50중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 바텀애쉬 굵은 골재 입경은 25㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 조성물은 물, 시멘트, 모래, 자갈, 감수제 및 유동화제 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 콘크리트 조성물의 배합이 상기 시멘트 17∼28중량%, 상기 모래의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 잔골재 20∼35중량%, 상기 자갈의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 굵은 골재 30∼45중량%로 이루어지고, 석분이 5∼10중량% 포함되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 콘크리트 조성물의 배합에 상기 시멘트 중량의 0.2∼1.0%의 감수제 및 유동화제를 첨가한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다.

먼저, 바텀 애쉬가 콘크리트용 골재로 활용되기 위해서는 적절한 경도와 용도에 따라 적당한 무게를 가질 것, 물리적, 화학적으로 유해하지 않을 것, 입형이 입방체 또는 원형에 가까울 것, 시멘트 페이스트와 부착강도가 클 것, 깨끗하며 유해물이 포함되어 있지 않을 것 등과 같은 골재에 요구되는 일반적 특성을 만족하여야 한다.

따라서, 바텀 애쉬가 골재로 활용될 수 있는지의 여부를 파악하기 위하여 먼저 물리·화학적 특성에 대해 조사하였다.

일반적인 하천 골재인 강모래와 화력발전소에서 발생되고 있는 일반 폐기물인 바텀 애쉬의 입도 분포를 조사한 바, 한국산업규격에서 규정하고 있는 입도 범위는 다소 벗어나고 있으나, 건설재료로써 활용이 활성화되거나 기존 잔골재(강모래)와 혼합 사용할 경우에는 미립분의 확보가 가능하여 문제가 없다는 것을 알 수 있었다.

즉, 바텀 애쉬의 입도 분포는 입경이 0.1∼1mm인 입자가 50%, 1mm이상의 입자가 50%를 차지하고 있어 강모래 또는 자갈과 혼합하여 입도 조정을 하면 잔골재 또는 굵은 골재로써의 활용이 가능한 것을 알 수 있다. 다만, 일반 잔골재에 비해 다소 미립분이 적은 것이 단점인데, 이는 바텀 애쉬를 식히는 과정에서 상당량의 미립분이 해수에 의해 씻겨 나가 발생된 것으로 바텀 애쉬를 재활용 산업부산물로 활성화될 경우에는 배출된 바텀 애쉬를 큰 수조로 유출하고 담수로 살수 처리하여 미립분이 유실되지 않도록 한다면 미립분 부족에 따른 문제는 발생하지 않게 된다.

그 이외에도 배합시 바텀 애쉬의 배합량을 조절하는 것에 의해 적당량의 천연 골재와 혼용하여 사용하거나, 모래 또는 자갈의 대체로서 전량을 사용하여도 문제가 없게 된다.

입형은 콘크리트의 워커빌리티에 큰 영향을 미치는 요소로써 원형이나 입방체에 가까울수록 단위수량이 적고 워커빌리티가 우수한 콘크리트를 얻게 된다.

또, 입형의 특성을 조사하기 위해 바텀 애쉬 시료에 대해 S.E.M 분석을 한 결과, 대체적으로 원형에 가까운 입형이 확인되었다. 즉, 대체적으로 바텀 애쉬는 입형이 원형을 띠고 있기 때문에 현재 강모래 부족으로 사용되고 있는 모가 나 있는 부순 모래(쇄사)를 혼합한 경우에 비해 콘크리트 워커빌리티 개선 효과는 크게 나타난다.

골재 내부에 포함되어 있는 미연소 탄소는 콘크리트 배합시 소요 효과를 얻기 위해 감수제나 AE제의 사용량을 증가시켜야 하는 유해요소로 작용하기 때문에 그 함유량이 적을수록 경제적 콘크리트 생산이 가능하다. 또한, 바텀 애쉬에 포함되고 있는 미연소 탄소분은 화학적으로 안정한 상태를 유지하고 있다고 할 수 있으므로, 미연소 탄소 함유량이 천연골재에 비해 많더라도 화학 혼화제의 흡입에는 영향을 미치지 않는 것이 실험을 통해 확인되었다.

특히, 강도 측면에서 동일한 물/시멘트 비에서 골재(바텀애쉬)의 흡수효과로 강도의 상승효과가 있는 것으로 확인되었고, 공기량에서도 일반 천연 및 석산 골재와 거의 동일한 결과를 나타내어 동결, 융해 저항성에 영향을 미치지 않는 것이 확인되었다.

또, 골재의 안정성 측면에서 살펴보면 바텀 애쉬는 내부에 공극이 많이 포함되어 있기 때문에 24시간 수중에 침지하여 흡수율을 구하면 5mm이하의 바텀 애쉬에서는 6%정도, 5∼13mm의 골재에서는 8%정도가 측정되었다. 이 정도의 흡수율에서는 콘크리트 배합시 물을 흡수하며 그 흡수정도에 따라 콘크리트의 성질에 영향을 미치게 된다. 따라서, 보다 안정적 콘크리트 성질을 유지하기 위해서는 바텀 애쉬 골재에 미리 물을 충분히 흡수시킨 상태에서 사용하는 이른바 프리웨팅(pre-wetting) 방법을 사용할 필요가 있다.

표 1은 바텀애쉬와 일반골재(KS F2526, 2527)와의 물성을 비교한 것으로 바텀애쉬는 일반골재에 비해 비중이 가볍고 흡수율이 다소 커 골재의 안정성 면에서 프리웨팅시켜 사용하여야 하나 물을 충분히 흡수시킨 큰 입자(15㎜이상)는 동결, 융해시험에서 공극 속의 수분이 동결할 때 부분적 열화현상이 발생하여 내구성이 떨어지는 단점이 있으나 충분히 흡수시키지 않았을 경우에는 동결, 융해에 의한 열화 정도가 크지 않고 수중 양생한 시료에서는 영향이 거의 없는 것으로 나타난 점이 본 발명의 기술적 특징이다.

표 1. 바텀애쉬 및 일반골재의 물성비교

종 류규격항목	굵은 골재	잔골재
종 류규격항목	일반 골재	바텀 애쉬	일반 골재	바텀 애쉬
비 중	2.5 이상	2.0 이하	2.5 이상	2.0 이하
흡 수 율	3.0% 이하	8.0% 이하	3.0% 이하	6.0% 이하
마 모 율	40%	40%	-	-
안 정 성	12%	10%	10% 이하	10% 이하
0.08㎜체 통과량	1.0% 이하	1.0% 이하	3.0% 이하(부순골재7.0%이하)	3.0% 이하
알칼리 골재반응	무해	무해	무해	무해
염화물(NaCl)	-	-	0.04% 이하	0.04% 이하

또, 바텀 애쉬의 분석결과, 화학성분상에 콘크리트에 유해한 성분이 포함되어 있지 않으며, 플라이 애쉬의 경우와 매우 유사한 결과를 나타내었다. 이는바텀 애쉬의 주성분이 12∼18% 함유된 미연탄분과 함께 플라이 애쉬와 마찬가지로 주로 Al₆SiO₁₃과 SiO₂로 이루어져 있음을 나타낸다.

즉, 본 발명자들이 물리, 화학적 분석을 통해 바텀 애쉬를 평가하여 본 결과, 건설재료로 활용하는데 무리가 없는 것이 확인되었다.

최종적으로 바텀 애쉬를 콘크리트 배합용 골재로 사용하여 이 재료가 콘크리트에 혼입되었을 때, 콘크리트 강도 및 내구성 등 품질확보 상에 유해한 영향을 미치는지를 검토하여 모래 대체재로써의 활용성 유무에 대해 평가하였다.

먼저, 본 발명의 콘크리트 조성물은 물, 시멘트, 모래, 자갈, 감수제, 바텀애쉬(잔골재, 굵은 골재) 등을 배합하여 사용하는 조성물에 있어서 콘크리트 배합강도가 100∼400㎏/㎠ 범위에 사용되며, 모래 및 골재 대체재로서 석탄 화력발전소에서 발생되는 바텀애쉬(잔골재, 굵은 골재)가 골재 단위 량의 100%까지 첨가되는 것으로 하였다.

또, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 있어서 먼저 바텀애쉬의 입경이 2.5㎜이하(잔골재)를 모래 대체재로 100%까지 첨가하였고, 다음에 바텀애쉬의 입경이 25㎜이하(굵은 골재)를 자연 및 석산골재 대체재로 100%까지 첨가하였다.

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 있어서 콘크리트 조성물의 구성성분이 시멘트 15∼30중량%, 콘크리트 잔골재(2.5㎜ 이하) 20∼35중량%, 굵은 골재(25㎜ 이하) 30∼45중량%, 석분(석산 파쇄골재 생산시에 발생되는 폐기물) 5∼10중량%, 유동화제 및 감수제 0.2∼1.0%(시멘트 중량에 대한 첨가량)로 이루어지게 하였다.

표 2는 바텀애쉬와 석분의 화학성분을 나타낸 것으로 유해 중금속의 함량은 극히 적어 환경오염의 문제점은 없는 것으로 판단된다.

표 2. 바텀애쉬와 석분의 화학성분

성분종류	CaO	Al₂O₃	SiO₂	MgO	Fe₂O₃	K₂O	Na₂O	TiO₂	SO₃	Pb	Cd	Cu
바텀애쉬	0.83	28.90	52.20	0.30	9.77	1.38	0.35	1.98	-	ND	ND	10^-3
석분	1.65	17.20	59.20	0.98	2.64	5.38	1.87	0.28	0.50	10^-2	ND	10^-3

다음에 실시예를 통하여 본 발명의 구체적인 내용에 대해 설명한다.

표 3은 바텀애쉬를 골재로 사용한 일반 레미콘 제조실험 결과이다.

이 표에서 보고 알 수 있는 바와 같이 비교예(KS F 4009)는 일반 레미콘의 배합비로서 슬럼프 값은 약 12㎝, 28일 압축강도는 약 263㎏/㎠이다.

한편, 실시예1∼6은 바텀애쉬를 자연골재의 일부 대체용으로 사용한 콘크리트 조성물(시멘트17∼18중량%, W/C 0.55∼0.60)로서 슬럼프 값은 약 12∼18㎝이고, 28일 압축강도는 270∼278㎏/㎠으로 비교예의 일반 레미콘 배합비일 때와 유사하다.

다음에 실시예7∼11은 일반레미콘 배합비에 자연골재 대체재로 바텀애쉬를 전량 사용한 콘크리트 조성물(시멘트17∼28중량%, 바텀애쉬 잔골재 20∼35중량%, 바텀애쉬 굵은 골재 30∼45중량%, 석분 5∼10중량%)로서 슬럼프 값은 약12∼18㎝이고 28일 압축강도는 310∼412㎏/㎠으로, 실시예1∼6일 때보다 높은 강도를 나타낸다.

표 3. 일반 레미콘 및 바텀애쉬를 사용한 콘크리트 조성물배합 및 물성

구 분	사용재료 및 배합비(㎏/㎥)	슬럼프㎝	압축강도(㎏/㎠)
구 분	시멘트	슬럼프㎝	잔BA	굵은BA	모래	자연골재	석분	혼화제(%)	S/A(%)	W/C(%)	3일	7일	28일
비교예	343	-	-	793	939	-	0.2	45.8	50.8	12	123	186	263
실시예1	343	713	-	-	939		0.2	43.2	50.8	12	126	183	275
실시예2	354	711	-	-	916		0.21	43.7	50.8	15	120	180	271
실시예3	366	707	-	-	894		0.21	44.2	50.8	18	118	178	270
실시예4	343	-	930	793	-		0.2	46.0	50.8	12	125	184	278
실시예5	354	-	910	780	-		0.23	46.1	50.8	15	122	181	274
실시예6	366	-	880	720	-		0.28	45.0	50.8	18	123	179	272
실시예7	343	629	850	-	-	127	0.36	42.5	52	12	168	232	315
실시예8	354	630	840	-	-	126	0.35	42.8	52.5	15	163	227	318
실시예9	366	622	830	-	-	124	0.3	42.8	52.5	18	161	225	310
실시예10	436	480	842			140	0.32	36.3	50	15	249	277	385
실시예11	550	477	836			129	0.32	36.3	47	15	282	340	412

잔 바텀애쉬(잔BA)=2.5㎜ 이하, 굵은 바텀애쉬(굵은BA)=25㎜이하, 자연 골재=콘크리트용 부순 골재 25㎜이하, 모래=천연골재

* 혼화제(파워콘-1000첨가량)=시멘트 량에 대한 중량%, 실시예1∼11=일반레미콘 배합적용

이상의 결과를 종합하여 보면 콘크리트 조성물 중의 골재를 자연 및 부순 골재 대신에 바텀애쉬를 사용해도 압축강도 값이 기존제품과 비슷하거나 이보다 높은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.

따라서 지금까지 전량 폐기되고 있는 바텀애쉬를 일반 레미콘 조성물이나 일반 콘크리트 벽돌제품 등의 골재로 활용할 수 있음을 확인하였다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물에 의하면, 점차 고갈되어 가고 있는 자연산 골재 또는 환경오염이나 자연훼손을 발생시키는 인조골재의 대체용으로서 지금까지 폐기되고 있는 화력발전소 석탄회의 일종인 바텀애쉬를 골재로 사용하여 콘크리트 조성물을 구성함으로써, 생산원가를 절감하고 기존제품과 유사하거나 더 높은 압축강도를 나타내는 콘크리트 제품을 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명의 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물에 의하면, 본 재료를 콘크리트의 골재 대체용으로 사용함으로써 골재고갈에 따른 문제점 해결은 물론이고 폐기 매립 처리되고 있는 폐기물을 건설자원으로 활용함으로써 환경보존에도 기여하게 된다는 효과도 얻어진다.

Claims

물, 시멘트, 모래, 자갈 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서,

상기 콘크리트 조성물의 구성성분이 상기 시멘트 15∼30중량%, 상기 모래의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 잔골재 20∼40중량%, 상기 자갈로써 자연산 굵은 골재 30∼50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 바텀 애쉬의 입경은 2.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.
제 2항에 있어서,

상기 자연산 굵은 골재 입경은 25㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.
물, 시멘트, 모래, 자갈 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서,

상기 콘크리트 조성물의 구성성분이 상기 시멘트 15∼30중량%, 상기 모래 20∼40중량%, 상기 자갈의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 굵은 골재 30∼50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.
제 4항에 있어서,

상기 바텀애쉬 굵은 골재 입경은 25㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.
물, 시멘트, 모래, 자갈, 감수제 및 유동화제 등을 배합하여 사용하는 콘크리트 조성물에 있어서,

상기 콘크리트 조성물의 배합이 상기 시멘트 17∼28중량%, 상기 모래의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 잔골재 20∼35중량%, 상기 자갈의 대체재로써 화력발전소에서 발생되는 폐기물인 바텀애쉬 굵은 골재 30∼45중량% 로 이루어지고, 석분이 5∼10중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.
제 6항에 있어서,

상기 콘크리트 조성물의 배합에 상기 시멘트 중량의 0.2∼1.0%의 감수제 및 유동화제를 첨가한 것을 특징으로 하는 바텀 애쉬를 사용한 콘크리트 조성물.