KR20040003741A - 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그제조 방법 - Google Patents

방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하수관에 사용되는 콘크리트의 황산화세균에 의한 부식을 방지하기 위하여 텅스텐과 니켈 2종의 금속을 폐촉매, 플라이애쉬 및 물유리에 담지(채워져 유지됨)시켜 콘크리트에 사용시 강도향상 효과를 나타내는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 여기서, 방균성을 부여하기 위하여 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 제조하며, 니켈과 텅스텐의 함량 비율로 니켈이 50중량% ~ 80중량%에 텅스텐은 50중량% ~ 20중량%인 금속이온 수용액과; 정유공장의 탈황공정에서 발생하며 상기 금속이온 수용액에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 다공성의 폐촉매와; 화력발전소에서 발생되며 상기 금속이온 수용액에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 플라이애쉬; 및 상기 금속이온 수용액에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 공업용 물유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제로 구성된다. 본 발명에 따르면 무기혼화제는 황산화세균인 티오바실러스 노벨러스(Thiobacillus Novellus)의 생육장해 작용이 높고, 보통 콘크리트의 압축강도를 약 5% 이상 향상시키는 효과가 발생한다.

Description

방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법{Inorganic Based Admixture With Anti-Biotics For A Concrete Sewer Pipe And Method Thereof}
본 발명은 하수관에 서식하면서 황화수소로부터 황산을 생성시킴으로써 하수관의 황산화부식을 촉진시키는 세균의 생육을 억제하기 위해 폐촉매, 플라이애쉬 및 물유리에 텅스텐과 니켈의 금속이온을 담지시켜 제조한 콘크리트용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 하수관은 황산화세균의 작용으로 생성된 황산이 콘크리트의 알칼리와 반응하여 중성화에 기인되어 부식되는 것으로 알려져 있고, 이러한 황산화세균으로는 티오바실러스 노벨러스(Thiobacillus Novellus)가 대표적이다.
상기와 같이 하수관에서 세균에 의해 발생되는 콘크리트의 황산화부식을 억제하기 위해서 황화물의 생성을 억제하는 방법과 황화수소의 발생을 억제하는 방법등이 제시되고 있다.
그러나, 하수중에 과산화수소, 염소화합물 또는 철, 아연, 납, 구리 등과 같은 금속염 등을 대량으로 첨가하기 때문에 경제성에 대한 문제점이 있었다.
그리고, 황하수소로부터 황산의 생성을 억제하기 위해 환기를 시킴으로서 하수관내의 황하수소의 농도를 저감시키는 방법도 있지만, 악취의 발생과 또한 만족할 만한 성과가 얻어지지 못하고 있는 실정이다. 이에 따라서 황산화세균의 생성을 억제하는 방법이 실용적인 측면에서 개발되어 왔다.
종래의 황산화세균의 생성을 억제하기 위한 이전의 선행기술로써 일본 특개평9-60768 [내식성흄관]은 항균성 금속이온으로 은, 구리, 아연, 니켈 및 코발트 등에서 1종 혹은 2종 이상의 금속이온을 함수산화물, 인산염, 안티몬산염 및 제올라이트 등의 무기분말에 담지시켜 내식성흄관을 제조하는 방법이 제시되었다.
그리고, 일본 특개평11-156839 [내부식성흄관 제조방법]에서는 황산화세균에 대해 생육 장해작용을 프탈로시아닌계 부식방지제를 사용하여 내부식성흄관을 제조하는 방법이 제시됨으로써 콘트리트 흄관의 항균성과 내부식성은 향상되었다.
그러나, 흄관에 사용하기 위한 항균성 금속이온을 함유한 무기분말 및 부식방지제의 제조방법이 복잡하기 때문에 경제성에 대한 문제점이 남아있어 이를 개선할 새로운 제품 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 폐촉매, 플라이애쉬 및 물유리에 텅스텐원과 니켈원의 2종 금속이온을 담지시킴으로서 콘크리트에 사용시 황산화세균에 의한 부식을 방지하고 강도향상 효과를 나타내는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 제 2목적은 황산화세균인Thiobacillus Novellus에 대해 생육장해작용이 높은 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속이온을 정유공장의 탈황공정에서 발생되는 폐촉매, 화력발전소에서 발생되는 플라이애쉬 및 공업용 물유리에 각각 담지시켜 제조함으로서 방균제를 실용적이고 경제적으로 제조하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 콘크리트 하수관의 부식을 발생시키는 황산화세균에 대해 방균특성을 지닌 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제에 있어서,
방균성을 부여하기 위하여 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 제조하며, 니켈과 텅스텐의 함량 비율로 니켈이 50중량% ~ 80중량%에 텅스텐은 50중량% ~ 20중량%인 금속이온 수용액과;
정유공장의 탈황공정에서 발생하며 상기 금속이온 수용액에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 다공성의 폐촉매와;
화력발전소에서 발생되며 상기 금속이온 수용액에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 플라이애쉬; 및
상기 금속이온 수용액에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 공업용 물유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제에 의하여 달성된다.
더불어, 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 금속이온 수용액을 생성하는 금속이온 수용액 생성단계와;
금속이온이 담지되도록 상기 금속이온 수용액에 폐촉매, 플라이애쉬, 물유리를 넣고 교반시키는 교반단계와;
상기 금속이온 수용액에 포함된 수분이 증발되도록 가열하는 가열단계와;
수분이 증발된 상기 금속이온 수용액을 350℃에서 3시간 이상 열처리하여 덩어리를 생성하는 열처리 단계와;
열처리하여 얻어진 상기 덩어리를 분쇄하여 분말로 만드는 분쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조방법에 의하여도 달성된다.
그리고, 상기 금속이온 수용액 생성단계에서 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 금속이온 수용액을 생성시에 20℃ ~ 50℃로 가열하여 용해시간을 단축시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속이온 수용액 생성단계의 니켈원으로써는 수용성인 이염화니켈(NiCl2ㆍ6H2O)과 황산니켈(NiSO4ㆍ7H2O)이고, 텅스텐원으로써는 수용성인 텅스텐산나트륨(Na2WO4ㆍ2H2O)인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 교반단계에서 상기 폐촉매, 플라이애쉬 및 물유리 각각에 담지시키는 니켈원과 텅스텐원의 금속이온 양은 0.01중량% ~ 40중량% 또는 1중량% ~ 30중량%인 것이 특징이고, 이때 니켈과 텅스텐의 함량비율은 니켈이 50중량% ~ 80중량%에 텅스텐은 50중량% ~ 20중량%인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 교반단계에서 상기 폐촉매, 플라이애쉬 및 물유리 각각에 담지된 상기 금속이온 수용액은 20℃ ~ 30℃에서 1 ~ 10시간을 교반시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가열단계는 90℃ ~ 100℃에서 상기 금속이온 수용액을 가열하는것이 바람직하고, 상기 분쇄단계는 열처리 하여 생성된 덩어리를 150mesh이하로 분쇄하는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제의 구성요소를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제의 제조 방법을 나타내는 흐름도,
도 3a는 배지위에Thiobacillus Novellus를 도말한 대조 표준(Control) 시료를 나타낸 사진,
도 3b는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [비교예 1]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진,
도 3c는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [실시예 1]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진,
도 3d는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [실시예 2]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진,
도 3e는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [실시예 3]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 금속이온 수용액20 : 폐촉매
30 : 플라이애쉬40 : 물유리
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제의 구성요소를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 하수관용으로 사용되는 콘크리트에 있어서, 황산화세균인 티오바실러스 노벨러스(Thiobacillus Novellus)에 대해 생육장해 작용이 높은 무기계 혼화제는 텅스텐원과 니켈원 2종의 금속원을 물에 용해시켜 금속이온 수용액(10)을 제조한다.
그리고, 상기 금속이온 수용액(10)에 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40)를 넣고 90℃ ~ 100℃에서 수분이 증발될 때까지 가열한 후, 350℃ 이상에서 3시간 이상 열처리하여 얻어진 것을 150mesh 이하로 분쇄하여 콘크리트에 사용시 강도증진 효과를 나타내는 무기계 혼화제를 제조한다.
이 때, 방균성을 부여하기 위한 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 제조하며, 니켈과 텅스텐의 함량 비율로 니켈이 50중량% ~ 80중량%에 텅스텐은 50중량% ~ 20중량%으로 금속이온 수용액(10)이 만들어진다.
그리고, 정유공장의 탈황공정에서 발생하는 다공성의 폐촉매(20)와 화력발전소에서 발생되는 플라이애쉬(30)는 상기 금속이온 수용액(10)에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되도록 하여 사용한다. 또한, 공업용으로 사용되는 상기 물유리도 상기 금속이온 수용액(10)에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되도록 하여 사용한다.
이하에서 본 발명에 따른 무기계 혼화제의 제조 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에 사용되는 금속은 황산화세균인Thiobacillus Novellus에 대해 생육장해 작용이 높은 니켈, 텅스텐, 은, 구리 등이 있으며, 이 중에서 니켈과 텅스텐을 선택하여 본 발명의 실시예로 설명한다.
여기서, 니켈원으로써는 수용성인 이염화니켈(NiCl2ㆍ6H2O)과 황산니켈(NiSO4ㆍ7H2O) 등이 있고, 텅스텐원으로써는 수용성인 텅스텐산나트륨(Na2WO4ㆍ2H2O)등을 사용한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 2종 금속원인 니켈원과 텅스텐원을 물에 용해시켜 금속이온 수용액(10)을 생성한다(S100). 이 때 20℃ ~ 50℃로 가열하면 용해시간을 줄일 수 있는 특징이 있다.
금속이온 수용액(10)을 제조하는 경우에 있어서, 니켈의 양은 50중량% ~ 80중량%에 대해서 텅스텐의 양은 50중량% ~ 20중량% 정도를 사용한다. 이때 경제성을 고려하면 니켈 80중량%에 대해서 텅스텐 20중량%를 사용하는 것이 좋다.
또한, 금속이온 수용액(10)의 제조과정에서 별도로 항균특성을 부여하기 위해 은을 첨가할 수 있다.
그리고, 금속이온이 담지(채워져 유지됨)되도록 상기와 같이 제조된 금속이온 수용액(10)에 다공성의 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40)를 넣고 교반시킨다(S110). 상기 페촉매는 정유공장에서 배연탈황공정에 사용된 후 폐기되는 것을 사용하고, 플라이애쉬(30)는 일반적으로 콘크리트에 사용되는 것으로 화력발전소에서 발생되는 것을 사용하였다. 아울러, 물유리(40)는 범용적으로 사용되는 3호품의 공업용 물유리(40)를 사용하였다.
상기 물유리(40)는 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산알칼리염(鹽)을 진한 수용액으로 한 것이다.
여기서, 일반적으로 금속이온 수용액(10)에 폐촉매(20), 플라이애쉬(30)를 넣고 물유리(40)의 경우에는 물유리(40)에 금속이온 수용액(10)을 넣는다.
이때 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40)의 양은, 담지되는 금속이온의 함량이 0.01중량% ~ 40중량% 정도가 바람직하며, 특히 1중량% ~ 30중량%가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기에서 금속이온의 함량이 0.01중량% 이하가 되면,Thiobacillus Novellus에 대한 생육장해 작용이 나타나기 힘들고, 또한 40중량% 이상이 되어도Thiobacillus Novellus에 대한 생육장해 작용의 향상을 기대하기 힘들며 경제적으로도 바람직하지 못하다.
이때 물유리(40)를 사용하는 경우, 겔화를 촉진하기 위해서는 염산을 이용해서 pH가 1이 되도록 하는 것이 좋다.
상기의 수용액을 20℃ ~ 30℃에서 1 ~ 10시간 교반시킨 후(S110), 90℃ ~ 100℃에서 수분을 모두 증발시키고(S120), 350℃에서 3시간 이상 열처리하여(S130) 얻어진 덩어리를 분쇄하여 150mesh이하 통과분을 얻는다(S140).
상술한 바와 같은 제조 방법을 토대로 이하에서 보다 구체적인 실시예의 실험비교를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기의 구체적인 실시예는 본 발명의 보다 자세한 설명을 위한 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에서 금속원으로써 시약급 이염화니켈(NiCl2ㆍ6H2O)과 텅스텐산나트륨(Na2WO4ㆍ2H2O)을 사용하여 금속이온 수용액(10)을 제조하였다. 그리고, 폐촉매(20)는 정유공장의 배연탈황공정에서 발생하는 폐기물을 사용하였으며, 플라이애쉬(30)는 한국플라이애쉬에서 판매하는 제품을 사용하였고, 물유리(40)는 시약용으로 판매되는 3호품을 사용하였다.
[실시예 1]
2L의 물에 이염화니켈(NiCl2ㆍ6H2O) 186.5g을 용해시키고, 텅스텐산나트륨(Na2WO4ㆍ2H2O) 110g을 용해시킨 후, 금속이온 수용액(10)에폐촉매(20) 200g을 넣고 20℃에서 10시간 교반시킨 후, 100℃에서 수분을 모두 증발시켰고, 350℃에서 4시간 열처리하여 얻어진 덩어리를 분쇄하여 150mesh 이하 통과분을 얻었다.
[실시예 2]
[실시예 1]의 방법과 동일하며 단, 폐촉매(20) 대신에 플라이애쉬(30)를 사용한 차이점이 있다.
[실시예 3]
물유리(40) 500g에 실시예 1에서 제조된 금속이온 수용액(10)을 넣은 후, 강하게 교반하면서 pH가 1이 될 때까지 0.1N 염산용액을 첨가한 후, 100℃에서 수분을 모두 증발시켰고, 350℃에서 4시간 열처리하여 얻어진 덩어리를 분쇄하여 150mesh 이하 통과분을 얻었다.
상기의 [실시예 1]에서 [3]까지 얻어진 각각의 무기혼화제와 현재 판매되고 있는 일본 포졸리스사의 RCF-95[비교예 1]를 선택하여Thiobacillus Novellus에 대한 생육장해 작용을 Broth Microdilution MIC testing 방법에 의해서 시험하였다.
도 3a는 배지위에Thiobacillus Novellus를 도말한 대조 표준(Control) 시료를 나타낸 사진이다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이,Thiobacillus Novellus를 농도가4×108／ml이 되도록 0.85% saline에 현탁한 후에Thiobacillus Novellus의 적정배지인 Nutrient agar에 도말하였다.
도 3b는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [비교예 1]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진이고, 도 3c는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [실시예 1]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진이다.
그리고, 도 3d는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [실시예 2]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진이고, 도 3e는 도 3a의 Control 시료위에 Broth Microdilution MIC testing 방법을 이용하여 [실시예 3]의 시험물질을 적하하고 배양한 상태의 시험 결과사진이다.
도 3b, 3c, 3d, 3e에 도시된 바와같이,Thiobacillus Novellus를 도말한 배지 위에 시험물질 20ul를 적하하고, 30℃에서 2일간 배양하였다. 배양 후 나타나는 투명환(Clear Zone)의 직경(mm)을 측정하였고 모든 시험은 3회 반복을 시행하였다. 여기서, 시험물질의 농도는 각각의 물질 1g을 멸균수 1ml에 현탁시켜서 사용하였다.
또한, [실시예 1]에서 [3]까지 얻어진 무기혼화제와 현재 판매되고 있는 일본 포졸리스사의 RCF-95[비교예 1]에 대해서 콘크리트 압축강도를 비교 시험하였다. 콘크리트의 공시체를 제조하기 위해서 시멘트는 비중 3.15 분말도 3,300cm2/g인 보통 1종 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 잔골재는 비중이 2.60, 굵은골재 비중이 2.64이며 최대골재크기는 13mm인 것을 사용하였다. 콘크리트 공시체의 재료배합비는 [표 1]에 나타내었다.
콘크리트 압축강도 시험체의 재료배합표
＼＼ 항목구분 ＼＼ 콘크리트단위 부피당시멘트량(kg/m3) 콘크리트단위 부피당골재량(kg/m3) 물(시멘트에대한 중량%) 고강도혼합재(시멘트에대한 중량%) 방균제(시멘트에대한 중량%)
시험체 1 457 1750 35.0 30 -
시험체 2 457 1750 35.0 30 1(비교예 1)
시험체 3 457 1750 35.0 30 1(실시예 1)
시험체 4 457 1750 35.0 30 1(실시예 2)
시험체 5 457 1750 35.0 30 1(실시예 3)
[표 1]에 기재한 배합비의 시멘트, 골재, 해당량의 물과 혼화재료는 혼합기를 이용하여 균일하게 혼합한 후 콘크리트 배합물을 공시체 제작하였다. 공시체의 제작은 KS F 2403의 압축강도 시험용 공시체 제작에 준하여 Ø10×20cm공시체를 제작하였다.
콘크리트 공시체는 상압하에서 2 ~ 3시간동안 초기 양생시킨 후, 매시간 20℃ 이하로 승온시켜 60℃ ~ 70℃의 온도에 도달한 후 상대습도 90% 이상에서 4 ~ 8시간 동안 유지시켰다. 이어서, 양생된 제품을 7일 이상 자연양생하였다.
시험예 1 : Broth Microdilution MIC testing 결과
[실시예 1], [2], [3]과 [비교예 1]의 4종류 모두Thiobacillus NovellusKCTC 2845에 대하여 억제효과를 도3b ~ 3e를 통하여 도시하였고, [표 2]에 정리하여 다시 나타내었다.
Broth Microdilution MIC testing 결과
＼ 농 도구 분 ＼ 20㎕
Control -
비교예 1 13.6mm
실시예 1 58.0mm
실시예 2 37.3mm
실시예 3 12.0mm
시험예 2 : 콘크리트의 압축강도 결과
상기 [표 1]의 배합비에 의해 제조된 콘크리트 공시체의 압축강도는 KS F 2405에서 규정한 콘크리트의 압축강도 시험방법에 준하여 최대하중을 측정한 후 하기 수학식 1에 의하여 시험체의 압축강도를 산정하였다.
σc = P/A (kgf/cm2)
상기 식에서,
σc는 압축강도(kgf/cm2)이고,
P는 최대하중(kgf)이며,
A는 시험체의 단면적(cm2)이다.
상기 시험방법에 따라 [표 1]의 배합비로 제조된 콘크리트 공시체 시험체의 압축강도 측정 결과를 요약하면 하기의 [표 3]과 같다.
콘크리트 공시체의 압축강도 측정 결과
구분 압축강도(kgf/cm2)
Control 292
비교예 1 324
실시예 1 320
실시예 2 318
실시예 3 338
상술한 바와 같은 물성 측정 결과에 따른면, 본 발명에 따라 제조된 무기혼화제를 혼입한 경우 콘크리트 공시체의 압축강도는 무기혼화제를 혼입하지 않은 것에 비하여 압축강도가 증진되는 것으로 나타났다.
아울러, [비교예 1]로 사용한 일본산 포조리스사 RCF-95 방균제와 비교하여 볼 때 동등 이상의 압축강도 발현 특성을 보이고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법에 의하면, 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40)에 텅스텐원과 니켈원의 2종 금속이온을 담지시킴으로서 콘크리트에 사용시 황산화세균에 의한 부식을 방지하고 강도향상 효과를 나타내게 되었다.
즉, 황산화세균인Thiobacillus Novellus에 대해 생육장해작용이 높은 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속이온을 정유공장의 탈황공정에서 발생되는 폐촉매(20), 화력발전소에서 발생되는 플라이애쉬(30) 및 공업용 물유리(40)에 각각 담지시켜 제조함으로서 방균제를 실용적이고 경제적으로 제조하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 및 그 제조 방법을 제공할 수 있게 되었다.
본 발명에 의해 텅스텐과 니켈을 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40)에 담지시켜 제조한 무기혼화제는Thiobacillus Novellus에 대한 생육장해 작용이 현재 시판되고 있는 제품과 동등 이상으로 나타났고, 콘크리트에 사용시 5%이상 압축강도가 증가함으로써 콘크리트 제품의 무기혼화제로 활용할 수 있는 효과를 나타내었다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (8)

  1. 콘크리트 하수관의 부식을 발생시키는 황산화세균에 대해 방균특성을 지닌 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제에 있어서,
    방균성을 부여하기 위하여 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 제조하며, 니켈과 텅스텐의 함량 비율로 니켈이 50중량% ~ 80중량%에 텅스텐은 50중량% ~ 20중량%인 금속이온 수용액(10)과;
    정유공장의 탈황공정에서 발생하며 상기 금속이온 수용액(10)에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 다공성의 폐촉매(20)와;
    화력발전소에서 발생되며 상기 금속이온 수용액(10)에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 플라이애쉬(30); 및
    상기 금속이온 수용액(10)에 넣어져 0.01중량% ~ 40중량%의 금속이온이 담지되는 공업용 물유리(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제.
  2. 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 금속이온 수용액(10)을 생성하는 금속이온 수용액 생성단계와(S100);
    금속이온이 담지되도록 상기 금속이온 수용액(10)에 폐촉매(20), 플라이애쉬(30), 물유리(40)를 넣고 교반시키는 교반단계와(S110);
    상기 금속이온 수용액(10)에 포함된 수분이 증발되도록 가열하는가열단계와(S120);
    수분이 증발된 상기 금속이온 수용액(10)을 350℃에서 3시간 이상 열처리하여 덩어리를 생성하는 열처리 단계(S130); 및
    열처리하여 얻어진 상기 덩어리를 분쇄하여 분말로 만드는 분쇄단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속이온 수용액 생성단계(S100)에서 니켈원과 텅스텐원의 2종 금속원을 물에 용해시켜 금속이온 수용액(10)을 생성시에 20℃ ~ 50℃로 가열하여 용해시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 금속이온 수용액 생성단계(S100)의 니켈원으로써는 수용성인 이염화니켈(NiCl2ㆍ6H2O)과 황산니켈(NiSO4ㆍ7H2O)이고, 텅스텐원으로써는 수용성인 텅스텐산나트륨(Na2WO4ㆍ2H2O)인 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 교반단계(S110)에서 상기 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40) 각각에 담지시키는 니켈원과 텅스텐원의 금속이온 양은 0.01중량% ~ 40중량%인 것이 특징이고, 이때 니켈과 텅스텐의 함량비율은 니켈이 50중량% ~ 80중량%에 텅스텐은 50중량% ~ 20중량%인 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 교반단계(S110)에서 상기 폐촉매(20), 플라이애쉬(30) 및 물유리(40) 각각에 담지된 상기 금속이온 수용액(10)은 20℃ ~ 30℃에서 1 ~ 10시간을 교반시키는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 가열단계(S120)는 90℃ ~ 100℃에서 상기 금속이온 수용액(10)을 가열하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 분쇄단계(S140)는 열처리 하여 생성된 덩어리를 150mesh이하로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 방균특성을 갖는 콘크리트 하수관용 무기계 혼화제 제조 방법.
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