KR20050103058A - Lightweight aggregate having a dual foam cell, and process for preparing thereof - Google Patents

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KR20050103058A KR1020040028455A KR20040028455A KR20050103058A KR 20050103058 A KR20050103058 A KR 20050103058A KR 1020040028455 A KR1020040028455 A KR 1020040028455A KR 20040028455 A KR20040028455 A KR 20040028455A KR 20050103058 A KR20050103058 A KR 20050103058A
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Abstract

본 발명은 2중 발포 셀을 갖는 초경량골재 및 그 제조방법에 관한 것으로 본 발명에 따른 초경량 골재의 제조방법은 a) 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4이다.) 와 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 첨가하여 기능성 화수를 제조하는 단계; b) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 기능성 화수를 제조하고 상기 제조된 기능성 화수를 분쇄하는 단계; c) 분쇄된 기능성 화수 기준으로 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물과 산화붕소, 붕산 또는 붕사 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 분쇄된 기능성 화수와 혼합하여 조립화하는 단계; d) 저온에서 발포시키고 고온에서 안정화 시키는 단계를 특징으로 하며, 또 다른 제조방법의 태양으로 a) 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4), 산화붕소, 붕산 또는 붕사 분말 20 내지 30 중량%, 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 습식 분쇄하여 슬러리를 제조하는 단계; b) 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4)와 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 및 상기 a) 단계에서 제조한 슬러리를 혼합하여 기능성 화수를 제조하는 단계; c) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 입자로 제조하는 단계; d) 건조된 입자를 발포하고 안정화 시키는 단계를 특징으로 한다. 본 발명에 따른 초경량 골재는 발포된 포아 구조가 2 중 포아 구조를 가짐으로서 수분 흡수율과 열전도율이 낮고, 강도가 높은 장점이 있다.The present invention relates to an ultralight aggregate having a double foamed cell and a method for producing the ultralight aggregate according to the present invention, which comprises: a) sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 0xH 2 O (n is 3 to 4) .) Preparing a functional water by adding one or two or more mixtures selected from clay, waste concrete powder or functional ceramic powder; b) drying the prepared functional water glass to produce functional water and pulverizing the functional water; c) one or two or more mixtures selected from calcium oxide, calcium hydroxide or cement and one or two or more mixtures selected from boron oxide, boric acid or borax powder are mixed with the ground functional water Assembling; d) foaming at a low temperature and stabilizing at a high temperature, and in another aspect of the production process a) sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 0xH 2 O (n is 3 to 4), boron oxide, boric acid Or wet grinding one or two or more mixtures selected from 20 to 30% by weight of borax powder, calcium oxide, calcium hydroxide or cement to prepare a slurry; b) one or two or more mixtures selected from sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 0xH 2 O (n is 3 to 4) and clay, waste concrete powder or functional ceramic powder and prepared in step a) Mixing the slurry to prepare functionalized water; c) drying the prepared functional water glass to produce particles; d) foaming and stabilizing the dried particles. The ultralight aggregate according to the present invention has the advantage that the foamed pore structure has a low porosity, low moisture absorption and thermal conductivity, and high strength.

Description

2중 발포 셀을 갖는 초경량골재{Lightweight aggregate having a dual foam cell, and process for preparing thereof} Lightweight aggregate having a dual foam cell, and process for preparing approximately

본 발명은 2중 발포 셀을 갖는 초경량골재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 초기 경량골재를 제조하는 방법은 대한민국 특허공고공보 제 79-1985호, 일본특허공고 소41-9023호 등에서 공지된 바와 같이 팽창혈암 또는 팽창점토를 분쇄 또는 입상화 하여 1000 내지 1300℃에서 가열하여 제조되는 것을 특징으로 하였으나, 팽창혈암 및 팽창점토와 같은 팽창성 천연광물원료의 채취에 한계가 있어 대한민국 특허공고공보 제80-1056호, 일본 특허공고 소48-8449호에서 공지된 바와 같이 비팽창성 요업원료에 유기 또는 무기 발포제를 첨가하는 방안이 강구되기도 하였다. The present invention relates to an ultralight aggregate having a double foamed cell and a method of manufacturing the same. The method for manufacturing the initial lightweight aggregate is prepared by grinding or granulating expanded shale or expanded clay, as known in Korean Patent Publication No. 79-1985, Japanese Patent Publication No. 41-9023, and heating it at 1000 to 1300 ° C. Although it is characterized in that the collection of expandable natural mineral raw materials, such as expanded shale and expanded clay, there is a limit to the non-expandable ceramic raw materials as known in the Republic of Korea Patent Publication No. 80-1056, Japanese Patent Publication No. 48-8449 The addition of organic or inorganic blowing agents has been devised.

대한민국 특허공고공보 제73-166호, 제80-1054호 및 제0187458호, 일본 특허공고 소46-32279호 및 일본 공개특허공보 소51-105327호 등에서는 플라이애쉬나 슬래그, 알루미늄 제조 시 발생하는 적니, 상수 오니, 하수 오니, 폐유 처리 슬러지, 폐유리슬러지 등의 무기질 폐기물을 이용하여 경량골재를 제조함으로써 폐기물 발생량도 줄이고 경제성도 확보할 수 있는 방안이 제안되고 있다Korean Patent Publication Nos. 73-166, 80-1054, and 0187458, Japanese Patent Publication No. 46-32279, and Japanese Patent Application Publication No. 51-105327 disclose the occurrence of fly ash, slag, and aluminum. By producing light weight aggregates using mineral wastes such as red mud, water sludge, sewage sludge, waste oil treatment sludge, and waste glass sludge, it is proposed to reduce the amount of waste generated and to secure economic feasibility.

대한민국 공개특허공보 2003-0025361에서는 팽창펄라이트에 바인더 현탁액과 표면개질재를 코팅하여 흡수성과 내마모성 및 시멘트와의 결합력을 증진시켜 팽창펄라이트의 시멘트구조체로의 이용이 시도되었으며, 대한민국 특허공고공보 제10-0221029 및 대한민국 공개특허공보 1990-0003088호, 미국특허공보 제06218002호, 미국특허공보 제04011355호에서는 폴리스티렌 비드와 시멘트몰탈의 재료분리 경향성을 줄이고 시멘트와의 친화성을 높이기 위해 각종 유기 또는 무기계 코팅제를 코팅하는 방법으로 폴리스티렌 비드의 시멘트구조체로의 이용이 시도되었다. In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0025361, a binder suspension and a surface modifier are coated on expanded pearlite to improve absorbency, abrasion resistance, and bonding strength with cement, thereby attempting to use the expanded pearlite as a cement structure. 0221029 and Korean Unexamined Patent Publication No. 1990-0003088, US Patent Publication No. 06218002, US Patent Publication No. 0411355 disclose various organic or inorganic coating agents to reduce the tendency of material separation between polystyrene beads and cement mortar and to increase affinity with cement. As a coating method, the use of polystyrene beads as a cement structure has been attempted.

대한민국 공개특허공보 2003-75295호에서는 규산소다와 금속산화물 또는 폐자재 분말을 물에 혼합하여 발포, 성형한 초경량 내화 단열재가 공지되어 있으며, 대한민국 공개특허공보 2003-00758796에서는 물유리에 붕산과 발포제를 첨가하고 가열하여 발포체를 제조한 후 이를 시멘트, 충진제 및 바인더를 이용하여 무기질 단열재를 제조하는 방법이 공지되어 있으며, 물유리를 이용한 또 다른 방법에 대하여 독일특허 P4107230.8에서는 물유리 용액을 분무건조 영역에서 분말상 규산나트륨을 형성시키고 이를 로타리킬른에서 열처리하여 얻어지는 발포체의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.In Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-75295, an ultra-light refractory insulating material which is foamed and molded by mixing sodium silicate and metal oxide or waste material powder in water is known. In Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-00758796, boric acid and a blowing agent are added to water glass. It is known to prepare a foam by heating and then to manufacture the inorganic insulating material using a cement, a filler and a binder. Another method using water glass is described in German Patent P4107230.8 in the form of a powder in the spray drying zone. A method for producing a foam obtained by forming sodium silicate and heat-treating it in a rotary kiln is disclosed.

상기의 선행발명 중 팽창점토를 이용하는 방법은 매장 자원을 채취하는 데에 따른 고갈현상 및 자연회손 문제가 있고, 폐기물을 고온 소성시키는 방법은 불균일한 내부의 셀과 발포 방법에 있어서의 공정 제어가 어려워서 흡수율, 강도 및 밀도 측면에서 사실상 고품위 경량골재 생산은 불가능한 것으로 알려져 있다. 또한 폴리스티렌 비드에 친수성 코팅재를 코팅하는 방법으로 만들어진 경량골재는 경량골재의 자체 강도가 없기 때문에 많은 양의 폴리스티렌 비드 경량골재를 넣을 수 없다는 문제점이 있고 이를 이용한 경량콘크리트의 강도 저하는 필연적인 것이다. 그리고 팽창펄라이트의 표면개질된 경량골재에 있어서는 구형의 입자를 만드는 문제와 코팅공정과 코팅제의 추가 비용으로 인하여 경량골재의 단가상승을 초래한다. The method of using expanded clay in the above-described invention has problems of depletion and natural damage due to the collection of burial resources, and the method of high temperature calcination of waste is difficult to control the process in uneven internal cells and foaming methods. In terms of absorption rate, strength and density, it is known that production of high quality lightweight aggregate is virtually impossible. In addition, the lightweight aggregate made by coating a hydrophilic coating material on the polystyrene bead has a problem that it is not possible to put a large amount of polystyrene bead lightweight aggregate because it does not have the strength of the lightweight aggregate, and it is inevitable that the strength of the lightweight concrete using the same. In addition, in the surface-modified lightweight aggregate of expanded pearlite, a problem of making spherical particles and an additional cost of the coating process and the coating agent causes an increase in the cost of the lightweight aggregate.

또한 물유리 발포체를 이용하는 방법은 물유리 발포체 자체의 내수성이 없고 물에 녹는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 상기 대한민국 공개특허공보 2003-0075879에서는 물유리에 붕산의 양을 0.5 내지 2.5 중량% 첨가하여 무기질 발포 단열체를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 물유리에 붕산을 직접 첨가하는 방법으로는 물유리의 겔화반응 때문에 첨가량이 2.5 중량% 이상을 넘을 수 없어 결국 첨가되는 붕산의 양이 극히 소량이 될 수밖에 없어 내수성 향상에는 큰 영향을 미칠수 없으며 붕산을 소량을 첨가한다 하여도 다량의 물이 필요하므로 증발시킬 때에 소모되는 에너지가 증가하게 되는 단점이 있으며 상기 방법에 의하여 제조된 물유리 발포체는 매우 낮은 밀도를 갖지만 물유리 발포체의 자체 강도가 매우 낮아 시멘트 몰타르에 혼합 시 물유리 발포체가 깨어지는 현상이 있어 콘크리트용 경량골재로 부적당한 문제가 있다. In addition, the method using the water glass foam has a disadvantage in that the water glass foam itself is not water resistant and soluble in water. In order to overcome this problem, the Republic of Korea Patent Publication No. 2003-0075879 discloses a method of preparing an inorganic foamed thermal insulator by adding 0.5 to 2.5% by weight of boric acid to water glass, but a method of directly adding boric acid to water glass The amount of boric acid added cannot exceed 2.5% by weight due to the gelation reaction, so the amount of boric acid added is extremely small. Therefore, it does not have a great effect on the improvement of water resistance, and even a small amount of boric acid is required, The energy consumed when evaporating increases, and the water glass foam prepared by the above method has a very low density but the strength of the water glass foam is very low so that the water glass foam is broken when mixed with cement mortar. There is an inadequate problem with lightweight aggregate.

따라서 본 발명에서는 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점을 감안하여 초경량골재로서 매우 가벼우면서도 강도가 우수하고 흡수율이 매우 낮으며 내화학성을 겸비한 2중 발포 셀을 갖는 경량골재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, in the present invention, in consideration of the problems of the prior art as described above, as an ultra-light weight aggregate, the light weight aggregate having a double foamed cell having excellent strength, very low absorption rate and chemical resistance, and a method of manufacturing the same are provided. The purpose.

본 발명은 2중 발포 셀을 갖는 초경량 골재 및 그 제조방법에 관한 것으로 본 발명에 따른 2중 발포 셀을 가진 초경량 골재는 The present invention relates to an ultralight aggregate having a double foamed cell and a method for producing the ultralight aggregate having a double foamed cell according to the present invention.

a) 규산소다 액체와 점토 등으로부터 기능성 물유리 제조a) Manufacture of functional water glass from sodium silicate liquid and clay

b) 상기 기능성 물유리의 건조 및 분쇄에 의한 기능성 화수분말 제조b) manufacturing functionalized water powder by drying and pulverizing the functional water glass;

c) 산화칼슘과 붕산 등 첨가하여 기능성 화수 분말 혼합물 조립c) Granulation of functionalized water powder by adding calcium oxide and boric acid

d) 발포 및 안정화d) foaming and stabilization

단계를 거쳐 제조되며, 2중 발포 셀을 가진 초경량 골재를 제조하기 위한 또 다른 방법으로서, As another method for producing ultra-light aggregates made through a step, having double foamed cells,

e) 규산소다 액체와 붕산, 및 산화칼슘 등으로부터 습식분쇄하여 슬러리 제조e) slurry production by wet grinding from sodium silicate liquid, boric acid, calcium oxide, etc.

f) 상기 제조된 슬러리와 규산소다 액체 및 점토 등을 혼합하여 기능성 물유리 제조f) Preparation of functional water glass by mixing the prepared slurry with sodium silicate liquid and clay

g) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 기능성 화수 입자 제조g) manufacturing functional water glass by drying the prepared functional water glass

h) 발포 및 안정화h) foaming and stabilization

단계를 거쳐 제조된다.It is manufactured through a step.

본 발명에 따른 2중 발포 셀을 가진 초경량 골재의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.The manufacturing method of the ultra-light aggregate with the double foamed cell which concerns on this invention is demonstrated concretely.

본 발명에 따른 2중 발포 셀을 가진 초경량 골재는 a) 수분함량이 55 내지 70 중량%인 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4이다.) 75 내지 95 중량%, 5 내지 25 중량%의 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 첨가하여 기능성 물유리를 제조하는 단계; b) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 기능성 화수를 제조하고 상기 제조된 기능성 화수를 분쇄하는 단계; c) 분쇄된 기능성 화수 기준으로 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 3 내지 12중량%와 산화붕소, 붕산 또는 붕사 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 3 내지 12 중량%를 분쇄된 기능성 화수 분말과 혼합하여 조립화하는 단계; d) 120 내지 300℃의 온도에서 발포하고 550 내지 700℃에서 안정화 시키는 단계를 특징한다.Ultralight aggregates having a double foamed cell according to the present invention comprise a) sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 OxH 2 O (n is 3 to 4) with a water content of 55 to 70 wt. Preparing a functional water glass by adding one or two or more mixtures selected from%, 5 to 25% by weight of clay, waste concrete powder or functional ceramic powder; b) drying the prepared functional water glass to produce functional water and pulverizing the functional water; c) 3 to 12% by weight of one or two or more mixtures selected from calcium oxide, calcium hydroxide or cement and one or two or more mixtures selected from boron oxide, boric acid or borax powder on the basis of ground functionalized water Granulating by mixing the wt% with the ground functionalized water powder; d) foaming at a temperature of 120-300 ° C. and stabilizing at 550-700 ° C.

본 발명에서 사용하는 규산소다 액체는 수분함량이 55 내지 70 중량%이고 규산소다 액체는 화학식이 nSiO2·Na2O·xH2O으로 나타내며 n이 3 내지 4의 것을 사용하며, 더욱 바람직하기는 수분함량이 60 내지 65 중량% 인 것이 바람직하다.The sodium silicate liquid used in the present invention has a water content of 55 to 70% by weight and the sodium silicate liquid has a chemical formula of nSiO 2 Na 2 OxH 2 O and n of 3 to 4, more preferably. It is preferable that the moisture content is 60 to 65% by weight.

통상의 규산소다 액체는 무수 규산소다 컬릿(n은 3 내지 4)과 가성소다를 물과 함께 가온가압하여 녹여서 만드는데 이때 첨가되는 가성소다의 양에 따라 n이 0.5 내지 4의 값을 갖는다. 통상의 규산소다 액체 일반 1호 및 일반 2호 또는 KS 1종 및 KS 2종은 n이 2 내지 2.5를 갖는 것으로 산화나트륨 함량이 높아 내수성 및 내화학성을 저하시키는 단점이 있어 본 발명의 목적에 적절하지 못하다. 통상의 규산소다 액체 일반 3호 및 일반 4호 또는 KS 3종 및 KS 4종은 n이 3 내지 4이며 수분함량이 62 내지 70 중량% 이다. 상기의 이유로 본 발명에서 사용할 수 있는 규산소다 액체는 통상의 일반 3호 및 일반 4호 또는 KS 3종 및 KS 4종을 사용할 수 있으며 적절 수분함량의 조절이 용이하고 비용의 측면에서 무수규산소다로부터 얻는 방법이 바람직하다. 무수규산소다로부터 규산소다 용액을 얻는 방법은 적절한 수분을 갖도록 오토클레이브에서 무수 규산소다인 초자 컬릿인 Na2O·nSiO2 (n은 3 내지 4이다.)에 수분함량이 55 지 70 중량%가 되도록 물을 가한 후 150 내지 200℃의 온도와 6 내지 10kgf/cm2의 압력 하에서 혼합하여 1 내지 2시간 정도 정치시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다.A conventional sodium silicate liquid is prepared by heating and pressing anhydrous sodium silicate cullet (n is 3 to 4) and caustic soda together with water, where n has a value of 0.5 to 4 depending on the amount of caustic soda added. Ordinary sodium silicate liquid General No. 1 and General No. 2 or KS type 1 and KS type 2 have a disadvantage of deteriorating water resistance and chemical resistance due to high sodium oxide content as n has 2 to 2.5 and is suitable for the purpose of the present invention. I can't. Ordinary sodium silicate liquid General No. 3 and General No. 4 or KS 3 and KS 4 have n of 3 to 4 and a water content of 62 to 70% by weight. For the above reason, the sodium silicate liquid which can be used in the present invention can use the general general No. 3 and the general No. 4 or the KS 3 and the KS 4 species, and it is easy to control the appropriate water content and from the anhydrous sodium silicate in terms of cost. The method of obtaining is preferable. Method from anhydrous sodium silicate to obtain a sodium silicate solution (n is 3 to 4.) of Na 2 O · nSiO 2 so as to have a proper moisture anhydrous sodium silicate in Glass cullet from the autoclave to a water content of 55 if 70% by weight It is preferable to use what was added to the water and then mixed under a temperature of 150 to 200 ° C. and a pressure of 6 to 10 kgf / cm 2 to stand for about 1 to 2 hours.

규산소다 액체의 수분함량이 55 중량% 미만인 경우는 점도가 너무 높아져 작업성이 저하되고 수분함량이 70 중량%를 초과 하는 경우는 과도한 물에 의한 건조 에너지 상승으로 제조단가 상승을 초래한다.If the water content of the sodium silicate liquid is less than 55% by weight, the viscosity becomes too high, and workability is lowered. If the water content exceeds 70% by weight, the production cost increases due to the increase of dry energy due to excessive water.

기능성 물유리를 제조하기 위하여 규산소다 액체에 점토를 첨가하는 것 이외에도 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말로부터 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 상기 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말 2종 이상의 혼합물을 사용할 수도 있고, 상기 기능성 요업분말은 단열반사효과, 원적외선 방사효과, 광촉매효과, 음이온 발생효과의 특성을 나타내는 세라믹 분말로서, 이러한 특성을 나타내는 세라믹 분말은 이산화티탄, 산화은, 산화철, 산화구리, 탄산바륨, 산화알루미늄, 산화이트륨, 코디어라이트, 산화란타늄, 산화세륨 중 단독이거나 2종이상의 혼합물이 바람직하다. 첨가되는 점토는 200 메쉬 통과분을 사용하며, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말은 햄머밀, 디스크밀 롤러밀 등의 연속분쇄가 가능한 통상의 분쇄기로 분쇄하여 200 메쉬 통과분을 사용하는 것이 바람직하다.In addition to the addition of clay to the sodium silicate liquid to produce a functional water glass, one selected from waste concrete powder or functional ceramic powder may be used, and the clay, waste concrete powder or a mixture of two or more functional ceramic powders may be used, The functional ceramic powder is a ceramic powder exhibiting characteristics of adiabatic reflection effect, far-infrared radiation effect, photocatalytic effect, and anion generating effect. Single or a mixture of two or more of yttrium oxide, cordierite, lanthanum oxide and cerium oxide is preferable. The clay to be added uses a 200 mesh through powder, and the waste concrete powder or functional ceramic powder is preferably pulverized with a conventional mill capable of continuous grinding such as a hammer mill or a disk mill roller mill to use a 200 mesh passed powder.

상기 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말은 규산소다 액체에 혼입되면서 발포량을 조절해 주고 발포체 내에서 우수한 강도를 유지하는 역할을 하게 된다.The clay, waste concrete powder or functional ceramic powder controls the amount of foam while being incorporated into the sodium silicate liquid and serves to maintain excellent strength in the foam.

제조된 기능성 물유리를 건조하여 기능성 화수를 제조하고 상기 제조된 기능성 화수를 분쇄하여 기능성 화수 분말을 제조하는 단계를 거친다. The prepared functional water glass is dried to prepare a functionalized water, and the functionalized water is crushed to prepare a functional watered water powder.

기능성 화수의 건조 및 분쇄는 통상의 건조 및 분쇄 방법이면 가능하나 분무건조가 바람직하며, 특히 기능성 물유리를 온도 50 내지 90℃를 유지한 상태에서 150 내지 250℃의 분무건조하는 것이 더욱 바람직하며, 이때 건조 후 기능성 화수 분말의 수분함량은 22 내지 34 중량%가 이후의 공정에 이용하기에 바람직하다. 상기 기능성 물유리는 온도에 따른 점도 변화가 심한 특성이 있어서 상온에서는 높은 점도에 의해 작업성이 떨어지기 때문에 50 내지 90℃를 유지함으로서 점도를 낮추어 주고 작업성을 높여주는 효과를 야기한다. 기능성 화수 분말의 크기가 크면 발포된 골재 입자들의 크기가 지나치게 커지거나 강도 및 경도에도 영향을 미칠 수 있으므로 건조된 기능성 화수 분말의 입자크기는 200 메쉬 이하로 하는 것이 바람직하며 필요시 추가로 통상의 분쇄기로 분쇄하는 공정을 거치는 것도 바람직하다. Drying and pulverizing the functionalized water may be a conventional drying and grinding method, but spray drying is preferable, and spray drying of the functional water glass at 150 to 250 ° C. is particularly preferable while maintaining the temperature of 50 to 90 ° C., wherein The water content of the functionalized water powder after drying is preferably 22 to 34% by weight for use in subsequent processes. The functional water glass has a characteristic that the viscosity change is severe depending on the temperature, so the workability is reduced by high viscosity at room temperature, thereby maintaining the effect of lowering the viscosity and improving workability by maintaining 50 to 90 ° C. The large size of the functionalized water powder may increase the size of the expanded aggregate particles or affect the strength and hardness. Therefore, the particle size of the dried functional water powder is preferably 200 mesh or less, and if necessary, an additional grinder may be used. It is also preferable to go through the process of grinding.

분쇄된 기능성 화수에 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 분말 또는 2종 이상의 분말 혼합물과 산화붕소, 붕산 또는 붕사로부터 선택되는 분말 또는 2종 이상의 분말 혼합물을 분쇄된 기능성 화수와 혼합하여 조립(granulation)한다.Granulated by mixing powdered powder selected from calcium oxide, calcium hydroxide or cement, or powder mixture selected from boron oxide, boric acid or borax, or powder mixture selected from boron oxide, boric acid or borax with mixed functionalized water do.

첨가되는 시멘트는 포틀렌트 시멘트, 고로슬래그 시멘트, 플라이애쉬 시멘트 등을 포함하여 통상의 시멘트이면 가능하다.The cement to be added may be any conventional cement, including portant cement, blast furnace slag cement, fly ash cement and the like.

첨가되는 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트 분말의 양은 기능성 화수 분말에 대하여 3 내지 12중량%가 적절하며, 4 내지 8 중량%가 바람직하며, 첨가되는 산화붕소, 붕산 또는 붕사 분말의 양은 기능성 화수 분말에 대하여 3 내지 12중량%가 적절하며, 4 내지 8 중량%가 바람직하다.The amount of calcium oxide, calcium hydroxide or cement powder added is appropriately 3 to 12% by weight, preferably 4 to 8% by weight, and the amount of boron oxide, boric acid or borax powder added to the functional water powder. 3 to 12% by weight is suitable, and 4 to 8% by weight is preferred.

기능성 분말과 산화칼슘, 붕산 등의 분말 혼합은 통상의 분말을 혼합하는 혼합기이면 가능하며, 특히 V 믹서, 더블스크류 믹서, 드럼 믹서, 리본 믹서 등이 바람직하며, 상기의 첨가되는 분말들은 발포체의 내화학성을 증진시켜주는 역할을 한다.Mixing of the functional powder with calcium oxide, boric acid, etc. may be a mixer that mixes ordinary powders, and in particular, a V mixer, a double screw mixer, a drum mixer, a ribbon mixer, and the like are preferable. Promotes chemistry

혼합된 기능성 화수 혼합 분말은 직경 0.1 내지 4 mm의 크기로 조립하며, 조립공정은 통상의 조립기(granulator) 어느 것이건 가능하나, 펠렛타이징, 압출조립 또는 팬코터 등을 이용한 조립이 바람직하다.The mixed functional water mixed powder is granulated to a size of 0.1 to 4 mm in diameter, and the granulation process may be any conventional granulator, but granulation using pelletizing, extrusion granulation, or a pan coater is preferable.

조립된 기능성 화수 성구체는 저온에서 발포와 안정화 공정을 거쳐 본 발명에서 목적하는 2중 발포 셀을 갖는 초경량 골재가 제조된다.The assembled functional hydrosphere is subjected to foaming and stabilization at low temperature to produce an ultralight aggregate having a double foamed cell of interest in the present invention.

발포는 로타리킬른을 사용하는 것이 적절하며, 발포는 120 내지 300℃의 온도에서 이루어지며, 바람직하게는 로타리킬른의 발포구간에서 120 내지 180℃의 온도로 1차 발포시키고, 220 내지 300℃의 온도로 2차 발포시킨 후 로타리킬른의 후단 열처리구간에서 550~700℃의 온도로 안정화시킨다. Foaming is appropriate to use a rotary kiln, foaming is carried out at a temperature of 120 to 300 ℃, preferably in the foam section of the rotary kiln primary foaming at a temperature of 120 to 180 ℃, a temperature of 220 to 300 ℃ After second foaming, stabilize at a temperature of 550 ~ 700 ℃ in the rear heat treatment section of rotary kiln.

상기에 발포구간에서는 조립화된 성구체가 120 내지 180℃에서 1차 발포하고 다시 그 셀의 벽이 220 내지 300℃에서 2차 발포하는 2중 구조를 갖게 된다.In the above foam section, the granulated spheroids are first foamed at 120 to 180 ° C., and the walls of the cell are secondly foamed at 220 to 300 ° C ..

그러나 상기 발포구간에서 발포된 경량골재는 강도가 매우 약하기 때문에 열처리구간에서 550 내지 700℃로 열처리함으로서 상기 조성물들의 케미칼 믹싱도를 상승시키면서 셀의 재배열을 도모하고 무정형 발포체에서 일부분 결정형 발포체로의 상변태를 야기하도록 하여 강도 및 내화학성을 상승시키도록 한다. 상기의 발포공정과 안정화 공정은 일체로 구성된 로타리킬른에서 하거나 발포 후 독립된 장치로서 운전되는 로타리킬른에서 추가로 수행할 수 있다.However, the lightweight aggregate foamed in the foam section is very weak in strength, so that the heat treatment at 550 to 700 ℃ in the heat treatment section to increase the chemical mixing of the composition to promote the rearrangement of the cell and the phase transformation from the amorphous foam to the partially crystalline foam To increase the strength and chemical resistance. The foaming process and the stabilizing process may be further performed in a rotary kiln that is integrally formed or in a rotary kiln operated as an independent apparatus after foaming.

도 1의 2중 발포 셀을 갖는 초경량골재의 주사전자현미경 단면사진에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 2중 발포구조를 갖는 초경량골재는 주 발포 기공의 크기가 100 내지 300um이고 주 발포기공을 둘러싸고 있는 미세 발포기공은 50um미만으로서 이러한 이중 발포 셀 구조로 인하여 본 발명에 따른 초경량골재는 그 밀도가 매우 낮으면서도 강도는 매우 높은 효과가 있으며, 특히 2차 발포 시 형성된 미세 발포 기공은 폐기공으로 공기의 대류를 억제하여 단열효과를 상승시키는 작용을 한다. As shown in the scanning electron microscope cross section of the ultralight aggregate having the double foamed cell of FIG. 1, the ultralight aggregate having the double foamed structure according to the present invention has a main foamed pore size of 100 to 300um and surrounds the main foamed pores. The fine foamed pore is less than 50 μm, and due to the double foamed cell structure, the ultra-light aggregate according to the present invention has a very low density and a very high strength. Particularly, the fine foamed pores formed during the secondary foaming are waste convection. It suppresses the effect of raising the thermal insulation effect.

한편 상기의 열처리구간에서 골재와 골재 사이 또는 골재와 노벽 사이에 서 서로 엉겨 붙는 현상으로 인하여 작업성을 저하시키는 경우를 극복하기 위해 조립화 단계 말단에 700℃에서도 용융되지 않는 규사, 탄산칼슘, 시멘트, 알루미나, 등의 요업분말로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, silica sand, calcium carbonate, and cement that are not melted at 700 ° C. at the end of the granulation step to overcome the case in which workability is reduced due to entanglement between aggregate and aggregate or between aggregate and furnace wall in the heat treatment section. It may include the step of coating with a ceramic powder, such as alumina.

본 발명에 따른 2중 발포구조를 갖는 초경량골재를 제조하는 또 다른 방법은 e) 수분함량이 55 내지 70 중량%이고 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4이다.) 40 내지 60 중량%, 산화붕소, 붕산 또는 붕사 분말 20 내지 30 중량%, 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 20 내지 30 중량%를 혼합하여 습식 분쇄하여 슬러리를 제조하는 단계; f) 수분함량이 55 내지 70 중량%이고 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4) 65 내지 85 중량%와 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 내지 30 중량% 및 상기 e) 단계에서 제조한 슬러리를 10 내지 30 중량% 혼합하여 기능성 물유리를 제조하는 단계; g) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 입자로 제조하는 단계; h) 건조된 입자를 발포하고 안정화 시키는 단계를 특징으로 한다.Another method for producing an ultralight aggregate having a double foam structure according to the present invention is e) a water content of 55 to 70% by weight and sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 O x H 2 O (n is 3 to 4 40 to 60% by weight, 20 to 30% by weight of boron oxide, boric acid or borax powder, one or two or more mixtures selected from calcium oxide, calcium hydroxide or cement are mixed and wet pulverized by mixing 20 to 30% by weight. Preparing a; f) 55 to 70% by weight of water and sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 0xH 2 O (n is 3 to 4) 65 to 85% by weight and 1 selected from clay, waste concrete or functional ceramic powder 5 to 30% by weight of the species or two or more mixtures and 10 to 30% by weight of the slurry prepared in step e) to prepare a functional water glass; g) drying the prepared functional water glass to produce particles; h) foaming and stabilizing the dried particles.

본 제조방법에서 사용하는 수분함량이 55 내지 70 중량%이고 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4이다.)는 앞서 언급한 바와 같이 무수 규산소다인 초자 컬릿 Na2O·nSiO2 (n은 3 내지 4이다.)에 물을 가하여 고온 고압에서 용해하여 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다.The water content used in the present production method is 55 to 70% by weight and the sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 O x H 2 O (n is 3 to 4), as mentioned above, anhydrous sodium silicate vitreous collet Na 2 O · nSiO 2 is preferably used one prepared by dissolving in high-temperature high-pressure water was added to the (n 3 is 1-4.).

앞서 언급한 규산소다 액체에 붕산이 2 중량% 이상 함유되면 규산소다 액체가 고화반응이 일어나게 되는 현상과 동일하게, 본 발명의 경우도 산화붕소, 붕산 또는 붕사로부터 선택되는 분말 또는 2종 이상의 분말 혼합물을 20 내지 30 중량%를 첨가하게 되면 이와 동일하게 규산소다 액체의 고화반응이 일어나게 되며, 여기에 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 20 내지 30 중량%를 혼합한 후 볼밀 등의 통상의 습식 분쇄 장치를 이용하여 흰색의 규산소다 슬러리를 제조한다. In the case of the present invention, a powder selected from boron oxide, boric acid, or borax or a mixture of two or more powders is the same as the phenomenon in which the sodium silicate liquid solidifies when the above-mentioned sodium silicate liquid contains 2 wt% or more of boric acid. When 20 to 30% by weight is added, the solidification reaction of the sodium silicate liquid occurs in the same manner, and 20 to 30% by weight of one or two or more mixtures selected from calcium oxide, calcium hydroxide or cement is added thereto. Then, a white sodium silicate slurry is produced using a conventional wet mill such as a ball mill.

제조된 규산소다 슬러리를 10 내지 30 중량%를 수분함량이 55 내지 70 중량%이고 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4) 65 내지 85 중량%와 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 내지 30 중량%을 혼합하여 기능성 물유리를 제조한다.The prepared sodium silicate slurry is 10 to 30% by weight, 55 to 70% by weight of water, and sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 OxH 2 O (n is 3 to 4) 65 to 85% by weight of clay, waste Functional water glass is prepared by mixing 5 to 30% by weight of one or two or more mixtures selected from concrete powder or functional ceramic powder.

상기 기능성 요업분말은 단열반사효과, 원적외선 방사효과, 광촉매효과, 음이온 발생효과의 특성을 나타내는 세라믹 분말로서, 이러한 특성을 나타내는 세라믹 분말은 이산화티탄, 산화은, 산화철, 산화구리, 탄산바륨, 산화알루미늄, 산화이트륨, 코디어라이트, 산화란타늄, 산화세륨 중 단독이거나 2종이상의 혼합물이 바람직하다. 첨가되는 점토는 200 메쉬 통과분을 사용하며, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말은 햄머밀, 디스크밀 롤러밀 등의 연속분쇄가 가능한 통상의 분쇄기로 분쇄하여 200 메쉬 통과분을 사용하는 것이 바람직하다.The functional ceramic powder is a ceramic powder exhibiting characteristics of adiabatic reflection effect, far-infrared radiation effect, photocatalytic effect, and anion generating effect. The ceramic powder exhibiting such characteristics is titanium dioxide, silver oxide, iron oxide, copper oxide, barium carbonate, aluminum oxide, Single or a mixture of two or more of yttrium oxide, cordierite, lanthanum oxide and cerium oxide is preferable. The clay to be added uses a 200 mesh through powder, and the waste concrete powder or functional ceramic powder is preferably pulverized with a conventional mill capable of continuous grinding such as a hammer mill or a disk mill roller mill to use a 200 mesh passed powder.

앞서 언급한 제조방법과 동일하게 상기 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말은 규산소다 액체에 혼입되면서 발포량을 조절해 주고 발포체 내에서 우수한 강도를 유지하는 역할을 하게 된다.The clay, waste concrete powder or functional ceramic powder in the same manner as the above-mentioned manufacturing method controls the amount of foam while being incorporated into the sodium silicate liquid and serves to maintain excellent strength in the foam.

제조된 기능성 물유리는 앞서 언급한 바와 동일한 방법으로 건조하여 입자로 제조하고, 건조된 입자를 발포하고 안정화 시키는 단계를 거쳐 본 발명에 따른 2중 발포 셀 구조를 갖는 초경량 골재를 제조한다.The functional water glass thus prepared is dried in the same manner as mentioned above to prepare particles, and to prepare the ultra-light aggregate having a double foamed cell structure according to the present invention through the step of foaming and stabilizing the dried particles.

본 발명에 따라 제조한 2중 발포 셀 구조를 갖는 초경량골재는 통상의 제조방법에 의하여 경량블럭 및 경량패널을 제조할 수 있으며, 이에 대한 상세한 기재는 생략한다.Ultra-light aggregate having a double foamed cell structure prepared according to the present invention can produce a light block and a light panel by a conventional manufacturing method, a detailed description thereof will be omitted.

이하 본 발명을 더욱더 상세히 하기위하여 실시예를 들어 설명하나, 본 발명은 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[실시예 1]Example 1

무수 규산소다의 초자 컬릿 Na2O·3.5SiO2 36중량%, 물 64중량%를 가하여 180℃의 온도와 8kgf/cm2의 압력 하에서 1시간 정치시킨 후 생성된 규산소다 액체(불용분 포함) 87 중량%에 대하여 13중량%의 점토를 첨가하여 스프레이 드라이어에서 분무건조한 후 습득된 기능성 화수를 디스크 타입 밀로 분쇄하여 200 메쉬 이하의 기능성 화수 분말을 제조하였으며, 제조된 분말의 수분함량은 28 중량%이었다. 제조된 기능성 화수 분말 전체 중량에 대하여 시멘트 5중량%, 붕산 5중량% 첨가하여 혼합 후에 팬코터에서 0.1 내지 1 mm의 크기로 조립화 하고 조립화 단계 마지막에 시멘트 0.1 중량%로 코팅하였다. 조립화된 성구체를 내부 수분(700℃의 강열감량)이 25 중량%가 될 때 까지 건조하여 로타리킬른의 발포구간에서 170℃의 온도로 1차 발포시키고 270℃의 온도로 2차 발포시킨 후 열처리구간에서 610℃의 온도로 안정화시킴으로서 2중 발포셀 구조를 갖는 0.2 내지 2mm의 초경량골재를 제조하였다.Sodium silicate anhydrous sodium silicate solution 36% by weight of Na 2 O.3.5SiO 2 and 64% by weight of water were added, and the resultant sodium silicate liquid was allowed to stand for 1 hour at a temperature of 180 ° C. and a pressure of 8kgf / cm 2 (including insoluble content). 13% by weight of clay was added to 87% by weight and spray-dried in a spray dryer, and the obtained functionalized water was pulverized with a disc type mill to produce functional water of up to 200 mesh, and the water content of the prepared powder was 28% by weight. It was. 5% by weight of cement and 5% by weight of boric acid were added to the total weight of the functionalized water powder thus prepared, and then granulated in a pan coater to a size of 0.1 to 1 mm, and coated with 0.1% by weight of cement at the end of the granulation step. The granulated spheroids were dried until the internal moisture (a loss of ignition at 700 ° C) reached 25% by weight, followed by primary foaming at a temperature of 170 ° C and a second foaming at a temperature of 270 ° C in the foam section of the rotary kiln. By stabilizing at a temperature of 610 ℃ in the heat treatment section was prepared an ultralight aggregate of 0.2 to 2mm having a double foam cell structure.

제조된 초경량골재는 물/시멘트비(W/C)를 50, 초경량골재 : 시멘트 : 세척사 : 물의 부피비율을 47.5 : 17.5 : 7.5 : 27.5로하여 경량콘크리트를 만들어 습윤 양생시켜 28일후 밀도와 압축강도를 측정하였다.The manufactured ultra-light aggregates have water / cement ratio (W / C) of 50 and ultra-light aggregates: cement: washing company: water volume ratio of 47.5: 17.5: 7.5: 27.5 Was measured.

제조된 초경량골재의 내수성을 알아보기 위하여 폴리스티렌 1ℓ 밀폐용기에 초경량골재를 가득채우고 물에 뜨는 초경량골재의 이탈을 방지하기 위해 폴리스티렌 미세 망을 이용하여 초순수를 가득 채운 후 밀봉하여 30일 동안 25℃로 유지되는 장소에 보관하였다. 밀봉일로부터 30일 후에 초경량골재를 제외한 여액을 부유물과 침전물을 제거한 후 필요시 초순수를 희석하여 ICP-MS 분석을 하였다. In order to check the water resistance of the manufactured ultra-light aggregate, the polystyrene 1ℓ sealed container was filled with the ultra-light aggregate and prevented from falling out of the ultra-light aggregate that floated in water. Stored in the place to be kept. After 30 days from the date of sealing, the filtrate except the ultra-light aggregate was removed from the suspended solids and sediment, and then diluted with ultrapure water if necessary, followed by ICP-MS analysis.

[실시예 2]Example 2

무수 규산소다의 초자 컬릿 Na2O·3.5SiO2 36중량%, 물 64중량%를 가하여 180℃의 온도와 8kgf/cm2의 압력 하에서 1시간 정치시킨 후 생성된 규산소다 액체 50 중량%, 붕산 분말 25 중량%, 시멘트 25 중량%를 혼합하여 습식 분쇄하여 슬러리를 제조한다. 상기 무수 규산소다의 초자 컬릿을 녹여서 만든 규산소다 액체 70 중량%와 점토 10 중량% 및 상기 단계에서 제조한 슬러리를 20 중량% 혼합하여 기능성 물유리를 만들고 연속식 가열기를 이용하여 70℃로 유지시킨다. 70℃로 유지된 기능성 물유리를 노즐타입의 분무건조기를 이용하여 수분함량이 25 중량% 이고, 입자 크기가 0.1 내지 1mm인 구형의 기능성 화수 입자를 제조하였다. 상기 제조된 기능성 화수 입자를 로타리킬른의 발포구간에서 170℃의 온도로 1차 발포시키고 270℃의 온도로 2차 발포시킨 후 열처리구간에서 610℃의 온도로 안정화시킴으로서 2중 발포셀 구조를 갖는 0.2 내지 2mm의 초경량골재를 제조하였다.Anhydrous sodium silicate was added to 36% by weight of Na 2 O.3.5SiO 2 and 64% by weight of water, followed by standing for 1 hour at a temperature of 180 ° C. and a pressure of 8kgf / cm 2. 50% by weight of sodium silicate liquid and boric acid. A slurry is prepared by wet grinding by mixing 25% by weight of powder and 25% by weight of cement. 70% by weight of the sodium silicate liquid and 10% by weight of clay and 20% by weight of the slurry prepared in the step were mixed to make a functional water glass and maintained at 70 ° C. using a continuous heater. The functional water glass maintained at 70 ° C. was spherical functional water particles having a water content of 25 wt% and a particle size of 0.1 to 1 mm using a nozzle type spray dryer. The functional functional water particles prepared above were first foamed at a temperature of 170 ° C. in a rotary section of a rotary kiln, and secondly foamed at a temperature of 270 ° C., and then stabilized at a temperature of 610 ° C. in a heat treatment section. To prepare an ultra-light aggregate of 2mm.

제조된 초경량골재는 물/시멘트비(W/C)를 50, 초경량골재 : 시멘트 : 세척사 : 물의 부피비율을 47.5 : 17.5 : 7.5 : 27.5로하여 경량콘크리트를 만들어 습윤 양생시켜 28일후 밀도와 압축강도를 측정하였다.The manufactured ultra-light aggregates have water / cement ratio (W / C) of 50 and ultra-light aggregates: cement: washing company: water volume ratio of 47.5: 17.5: 7.5: 27.5 Was measured.

제조된 초경량골재의 내수성을 알아보기 위하여 폴리스티렌 1ℓ 밀폐용기에 초경량골재를 가득채우고 물에 뜨는 초경량골재의 이탈을 방지하기 위해 폴리스티렌 미세 망을 이용하여 초순수를 가득 채운 후 밀봉하여 30일 동안 25℃로 유지되는 장소에 보관하였다. 밀봉일로부터 30일 후에 초경량골재를 제외한 여액을 부유물과 침전물을 제거한 후 필요시 초순수를 희석하여 ICP-MS 분석을 하였다. In order to check the water resistance of the manufactured ultra-light aggregate, the polystyrene 1ℓ sealed container was filled with the ultra-light aggregate and prevented from falling out of the ultra-light aggregate that floated in water. Stored in the place to be kept. After 30 days from the date of sealing, the filtrate except the ultra-light aggregate was removed from the suspended solids and sediment, and then diluted with ultrapure water if necessary, followed by ICP-MS analysis.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예 1의 방법으로 제조한 초경량골재를 내부 수분량 35중량%로 조절이 된 기능성 화수에 80℃에서 함침시켜 초경량골재의 표면에 기능성 화수를 코팅시킨 후, 50℃로 유지되는 건조기에 1시간 건조 후 200 x 100 x 50 mm 형틀에 넣고 610℃로 20분간 열처리하여 블럭을 제조하였다. The ultra-light aggregate prepared by the method of Example 1 was impregnated at 80 ℃ in the functional water adjusted to 35% by weight of the internal moisture to coat the functionalized water on the surface of the ultra-light aggregate, then 1 hour in a dryer maintained at 50 ℃ After drying, put into a 200 x 100 x 50 mm mold was heat-treated at 610 ℃ 20 minutes to prepare a block.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 점토의 함량이 0중량%인 것을 제외한 나머지 조성과 제조과정을 동일하게 하였다.Except that the content of clay in Example 1 0% by weight, the composition and the manufacturing process were the same.

[비교예 2] Comparative Example 2

상기 실시예 1에서 점토의 함량이 30중량%인 것을 제외한 나머지 조성과 제조과정을 동일하게 하였다.Except for the content of clay in Example 1 30% by weight, the composition and the manufacturing process were the same.

[비교예 3] Comparative Example 3

상기 실시예 1에서 시멘트 0중량%, 붕산 0중량%인 것을 제외한 조성과 제조과정을 동일하게 하였다.In Example 1, the composition and manufacturing process were the same except that the cement is 0% by weight and boric acid is 0% by weight.

[비교예 4] [Comparative Example 4]

상기 실시예 1에서 붕산 1.5 중량%인 것을 제외한 조성과 제조과정을 동일하게 하였다.Except for the boric acid 1.5% by weight in Example 1, the composition and production process were the same.

상기의 실시예 및 비교예에 의한 초경량골재 및 경량콘크리트의 물성의 측정결과를 표 1에 나타내었다. 또한 상기의 실시예 및 비교예에 의한 초경량골재의 ICP-MS를 통한 용출 실험 결과를 표 2에 나타내었다.Table 1 shows the measurement results of the properties of the ultralight aggregate and the light concrete according to the above Examples and Comparative Examples. In addition, the results of the dissolution test through ICP-MS of the ultra-light aggregates according to the above examples and comparative examples are shown in Table 2.

표 1Table 1

표 2TABLE 2

표 1에서 보는 바와 같이 본원 발명에 따른 2중 발포 셀 구조를 갖는 초경량 골재는 흡수율이 낮고, 초경량일 뿐 만 아니라 콘크리트 및 블록으로 제조하였을 때의 압축강도가 매우 높음을 알 수 있으며, 점토가 첨가되지 않는 경우인 비교예 1의 경우 초경량골재의 밀도가 너무 낮고 압축강도 특성이 떨어졌으며 콘크리트와 혼합시에 비교예 1의 경량골재는 깨어지는 문제점이 있어 경량콘크리트의 밀도가 높아지는 문제가 있다. 점토의 양을 30중량%로 첨가한 비교예 2의 경우는 압축강도는 만족하지만 흡수율과 밀도가 증가하는 문제가 있었으며, 시멘트와 붕산을 첨가하지 않은 비교예 3의 경우 흡수율이 저하와 압축강도 특성이 떨어지는 것으로 나타났다. 한편 실시예 1의 방법으로 제조한 초경량골재를 기능성 화수에 함침시켜 초경량골재의 표면에 기능성 화수를 코팅시킨 후 가열하여 양질의 보드 및 벽돌의 형태로 제조한 실시예 3의 경우는 다른 방법에 의하여 제조한 경량골재에 비하여 압축강도는 떨어지지만 밀도에 있어서 50% 정도 밖에 되지 않아 강도가 필요 없는 건축용 단열재 등의 용도로서 유용하다.As shown in Table 1, the ultra-light aggregate having the double foamed cell structure according to the present invention has a low absorption rate and is not only ultra-light, but also has a very high compressive strength when manufactured from concrete and blocks, and clay is added. In the case of Comparative Example 1, which is not the case, the density of the ultralight aggregate is too low and the compressive strength characteristics are deteriorated, and the light weight aggregate of Comparative Example 1 has a problem of breaking when mixed with concrete, thereby increasing the density of lightweight concrete. In the case of Comparative Example 2 in which the amount of clay was added at 30% by weight, the compressive strength was satisfactory, but there was a problem in that the absorption rate and density were increased.In the case of Comparative Example 3 without adding cement and boric acid, the absorption rate decreased and the compressive strength characteristics Appeared to fall. On the other hand, the ultra-light aggregate prepared by the method of Example 1 was impregnated in the functional water to coat the functional water on the surface of the ultra-light aggregate and then heated to produce a good board and brick in the form of Example 3 by another method Although the compressive strength is lower than that of the manufactured lightweight aggregate, it is useful as a heat insulating material for building, which requires no strength because it has only about 50% in density.

또한 ICP-MS 분석 결과 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2는 붕산의 첨가량이 5 중량%로서 용출량이 소듐의 경우 0.5ppm 규소의 경우 0.8ppm을 넘지 않는 것으로 측정되었으며, 비교예 3은 소듐이 712ppm이고 규소의 경우 1053ppm이 용출되었고, 비교예 4의 경우 소듐이 102ppm 규소가 160ppm이 용출되었다. 초경량골재의 성분 중 붕산의 함량이 적었던 비교예 3 및 비교예 4는 물에 녹아나오는 성질이 있어서 풍화에 약하여 건축자제로 사용하기에 부적절함을 알 수 있다.In addition, as a result of ICP-MS analysis, Examples 1, 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were measured that the addition amount of boric acid was 5% by weight, and the elution amount did not exceed 0.8 ppm in case of 0.5 ppm silicon in sodium. In Example 3, 712 ppm of sodium was dissolved and 1053 ppm of silicon was eluted. In Comparative Example 4, 102 ppm of sodium and 160 ppm of silicon were eluted. Comparative Examples 3 and 4, in which the content of boric acid in the components of the ultra-light aggregates are small, are insoluble in water, and thus, are weak in weathering and are not suitable for use as building materials.

본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 2중 발포 셀을 갖는 초경량골재는 매우 가벼우면서도 압축강도가 우수하고 흡수율이 세척사와 같은 정도로 매우 낮아 내수성이 좋으며 내화학성을 갖는 장점을 갖고 있으며, 특히 2중 발포 셀 구조를 갖게 됨으로서 열전도율과 강도의 성능이 매우 향상 되는 효과가 있다. Ultralight aggregate having a double foamed cell produced by the production method according to the present invention has the advantages of very light and excellent compressive strength and water absorption is very low, such as washing sand, good water resistance and chemical resistance, in particular double By having a foamed cell structure, the performance of thermal conductivity and strength is greatly improved.

도 1. 2중 발포 셀을 갖는 초경량골재의 주사전자현미경 단면사진.1. Scanning electron microscope cross section of an ultralight aggregate with double foamed cells.

Claims (8)

a) 수분함량이 55 내지 70 중량%인 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4이다.) 75 내지 95 중량%, 5 내지 25%의 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 첨가하여 기능성 물유리를 제조하는 단계;a) Sodium silicate liquid with a water content of 55 to 70% by weight nSiO 2 Na 2 0xH 2 O (n is 3 to 4) 75 to 95% by weight, 5 to 25% clay, waste concrete powder or Preparing a functional water glass by adding one or two or more mixtures selected from functional ceramic powders; b) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 기능성 화수를 제조하고 상기 제조된 기능성 화수를 분쇄하는 단계;b) drying the prepared functional water glass to produce functional water and pulverizing the functional water; c) 분쇄된 기능성 화수 기준으로 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 3 내지 12중량%와 산화붕소, 붕산 또는 붕사 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 3 내지 12중량%를 분쇄된 기능성 화수와 혼합하여 조립화하는 단계;c) 3 to 12% by weight of one or two or more mixtures selected from calcium oxide, calcium hydroxide or cement and one or two or more mixtures selected from boron oxide, boric acid or borax powder on the basis of ground functionalized water Assembling the weight percent with pulverized functional water; d) 건조된 입자를 발포하고 안정화 시키는 단계를 특징으로 하는 인조 경량골재의 제조방법.d) A method of manufacturing artificial lightweight aggregate, characterized in that the step of foaming and stabilizing the dried particles. a) 수분함량이 55 내지 70 중량%인 규산소다 액체 nSiO2·Na2O·xH2O (n은 3 내지 4) 40 내지 60 중량%, 산화붕소, 붕산 또는 붕사로부터 선택되는 분말 또는 2종 이상의 분말혼합물 20 내지 30 중량%, 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 시멘트로부터 선택되는 분말 또는 2종 이상의 분말 혼합물을 20 내지 30 중량%를 혼합하여 습식 분쇄하여 슬러리를 제조하는 단계;a) sodium silicate liquid with a water content of 55 to 70% by weight nSiO 2 Na 2 0xH 2 O (n is 3 to 4) 40 to 60% by weight, powder or two selected from boron oxide, boric acid or borax Preparing a slurry by mixing 20-30 wt% of the powder mixture selected from 20 wt% to 30 wt%, calcium oxide, calcium hydroxide or cement, or 20 wt% to 30 wt% of a mixture of two or more powders; b) 수분함량이 55 내지 70 중량%이고 규산소다 액체 nSiO2·Na2O xH2O (n은 3 내지 4) 65 내지 85 중량%와 점토, 폐콘크리트분 또는 기능성 요업 분말로부터 선택되는 분말 또는 2종 이상의 분말혼합물 5 내지 30 중량% 및 상기 a) 단계에서 제조한 슬러리를 10 내지 30 중량% 혼합하여 기능성 화수를 제조하는 단계;b) a powder selected from clay, waste concrete powder or functional ceramic powder with a water content of 55 to 70% by weight and sodium silicate liquid nSiO 2 Na 2 O x H 2 O (n is 3 to 4) 65 to 85% by weight or 5 to 30% by weight of the two or more powder mixtures and 10 to 30% by weight of the slurry prepared in step a) to prepare functionalized water; c) 제조된 기능성 물유리를 건조하여 화수 입자로 제조하는 단계;c) drying the prepared functional water glass to produce fire water particles; d) 건조된 화수 입자를 발포하고 안정화 시키는 단계를 특징으로 하는 인조 경량골재의 제조방법.d) A method of manufacturing artificial lightweight aggregate, characterized in that the step of foaming and stabilizing the dried granulated water particles. 제 1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 규산소다 액체는 무수 규산소다의 초자 컬릿 Na2O·nSiO2 (n은 3 내지 4이다.)으로부터 고온 고압에서 제조하는 것을 특징으로 하는 인조 경량골재의 제조방법.Sodium silicate liquid is a method for producing artificial lightweight aggregate, characterized in that the production of anhydrous sodium silicate ultra-thin collet Na 2 O.nSiO 2 (n is 3 to 4) at high temperature and high pressure. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 기능성 요업분말은 이산화티탄, 산화은, 산화철, 산화구리, 탄산바륨, 산화알루미늄, 산화이트륨, 코디어라이트, 산화란타늄, 산화세륨 중 단독이거나 2종이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인조 경량골재의 제조방법.The functional ceramic powder is titanium dioxide, silver oxide, iron oxide, copper oxide, barium carbonate, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, lanthanum oxide, cerium oxide, or a mixture of two or more thereof. . 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 기능성 물유리의 건조는 기능성 물유리를 50 내지 90℃를 유지하여 점도를 낮춘 상태에서 분무건조기의 아토마이저에서 분무되어 150 내지 250℃에서 건조하여 수분함량이 22 내지 34 중량%로 건조하는 것을 특징으로 하는 인조 경량골재의 제조방법.Drying the functional water glass is sprayed in the atomizer of the spray dryer in the state of maintaining the viscosity of the functional water glass at 50 to 90 ℃ and dried at 150 to 250 ℃ characterized in that the moisture content is dried to 22 to 34% by weight Method of manufacturing artificial lightweight aggregate. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 발포 및 안정화 단계는 로타리킬른의 발포구간에서 120 내지 180℃에서 1차 발포하고 다시 220 내지 300℃에서 2차 발포한 후 550 내지 700℃에서 안정화 시키는 것을 특징으로 하는 인조 경량골재의 제조방법.Foaming and stabilizing step is a method of manufacturing artificial lightweight aggregate, characterized in that the first foaming at 120 to 180 ℃ in the foam section of the rotary kiln and then second foaming at 220 to 300 ℃ and stabilized at 550 to 700 ℃. 제 1항 또는 제 2항의 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 2 중 발포셀 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 인조 경량골재.The artificial lightweight aggregate characterized in that it has a double foamed cell structure, characterized in that produced according to any one of claims 1 or 2. 제 1항 또는 제 2항의 어느 한 항에 따라 제조된 인조 경량골재를 이용하여 제조된 경량블럭 또는 경량패널. Lightweight block or lightweight panel manufactured using artificial lightweight aggregate prepared according to claim 1.
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