KR20100090054A - 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법 - Google Patents

무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 물 및 모래를 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조함에 있어 상기 무시멘트 알카리 활성 모르터의 초기 플로우, 28일 압축강도 및 압축 강도 발현 모델에 따라 상기 알카리성 활성결합재, 물 및 모래의 혼합 비율을 선택할 수 있도록 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 관한 것이다.
무시멘트 알카리 활성 모르터, 알카리성 활성결합재, 산업부산물

Description

무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법{Method for fabricating alkali-activated mortar with no cement}
본 발명은 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 물 및 모래를 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조함에 있어 상기 무시멘트 알카리 활성 모르터의 초기 플로우, 28일 압축강도 및 압축 강도 발현 모델에 따라 상기 알카리성 활성결합재, 물 및 모래의 혼합 비율을 선택할 수 있도록 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설산업에 이용되는 모르터 및 콘크리트는 결합재, 물 및 골재로 구성되는데 이때 이용되는 결합재는 일반적으로 포틀랜드 시멘트이다. 상기 포틀랜드 시멘트는 그 생산 과정에서 막대한 에너지가 소비되며, 이에 따라 발생하는 이산화탄소의 발생은 전 세계 온실가스 방출량의 7%에 해당된다.
상기 포틀랜드 시멘트는 주성분이 실리카, 알루미나 및 석회를 함유하는 원 료를 적당한 비율로 혼합하고, 그 일부가 용융되어 소결된 클링커에 적당량의 석고를 첨가하여 분쇄시켜 분말로 한 것이다. 따라서 이러한 시멘트의 클링커 제조를 위해서는 약 1450℃의 고온 상태에서 용융시켜야만 하기 때문에 대량의 에너지(유 약 30 내지 35ℓ/톤)를 소비하게 된다. 뿐만 아니라 시멘트 1톤을 제조하는 데에는 약 700 내지 870Kg의 이산화탄소를 배출되는 것으로 알려져 있다.
포틀랜드 시멘트 1톤의 생산에서 수반되는 약 0.8톤의 이산화탄소 방출량을 줄이기 위해 세계적으로 콘크리트 제조 업체들은 시멘트 사용량을 줄이기 위한 노력을 경주하고 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산업부산물인 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 물 및 모래를 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조함에 있어 상기 무시멘트 알카리 활성 모르터의 초기 플로우, 28일 압축강도 및 압축 강도 발현 모델에 따라 상기 알카리 활성 결합재, 물 및 모래의 혼합 비율을 선택할 수 있도록 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법을 제공하여 종래의 시멘트의 문제점인 이산화탄소의 방출을 획기적으로 줄일 수 있어 친환경적일 뿐만 아니라 그 특성도 우수한 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조할 수 있도록 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하되 하기 식 1을 만족하며, 상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨 및 액상형의 물유리 중 어느 하나 이상이고, 상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 상기 고로슬래그 또는 플라이애쉬의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na2O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법을 제공한다.
Figure 112009007220116-PAT00001
..... 식 1
이때, 상기 식1에서 상기 QA는 알카리 품질계수이고, W/B는 물-알칼리 활성 결합재 비이고, SA는 원재료의 비표면적이고, SA0는 원재료의 기본 비표면적인 4000cm2/g이고, 상기 S/B는 모래-알카리 활성 결합재 비이고, 상기 F0는 기본 플로우인 100mm이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하되 하기 식 2에 나타낸 압축 강도를 만족하며, 상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨 및 액상형의 물유리 중 어느 하나 이상이고, 상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 상기 고로슬래그 또는 플라이애쉬의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na2O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법을 제공한다.
Figure 112009007220116-PAT00002
..... 식2
이때, 상기 식2에서 상기 QA는 알카리 품질계수이고, W/B는 물-알칼리 활성 결합재 비이고, SA는 원재료의 비표면적이고, SA0는 원재료의 기본 비표면적인 4000cm2/g이고, S/A(모래-알카리성 무기질 재료 비)가 2.5보다 작거나 같을 때는 상기 k1는 (S/A)0.5이고, S/A가 2.5보다 클 때는 상기 k1는 (S/A)-0..5이고, 상기 (fck)0은 기본 압축강도로 10MPa이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하되 하기 식 3을 만족하며, 상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨 및 액상형의 물유리 중 어느 하나 이상이고, 상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 상기 고로슬래그 또는 플라이애쉬의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na2O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법을 제공한다.
Figure 112009007220116-PAT00003
..... 식3
이때 상기 A1은
Figure 112009007220116-PAT00004
이고,
상기 B1은
Figure 112009007220116-PAT00005
이다.
또한, 상기 QA는 알카리 품질계수이고, W/B는 물-알칼리 활성 결합재 비이고, SA는 원재료의 비표면적이고, SA0는 원재료의 기본 비표면적인 4000cm2/g이고, 상기 S/B는 모래-알카리 활성 결합재 비이고, S/A(모래-알카리성 무기질 재료 비)가 2.5보다 작거나 같을 때는 상기 k2는 (1+S/A)0.5이고, S/A가 2.5보다 클 때는 k2 는 (1+S/A)-0..5이고, 상기 t는 재령일이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 알카리성 무기질 재료에 규산칼륨, 황산칼슘 및 규산2칼슘 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법은 종래의 보통 포틀랜드 시멘트 제조시와 같이 이산화탄소를 방출하지 않아 친환경적인 제조 방법을 제공할 뿐만 아니라 알칼리 활성 결합재로 고로슬래그 또는 플라이애쉬 등의 산업 부산물을 이용함으로써 환경 부하를 감소시킬 수 있고, 알칼리 활성 결합재를 제소할 때 에너지를 절약할 수 있는 모르터 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법은 높은 초기 강도와 장기 강도 발현이 우수하고, 수화 반응 열이 낮고, 내약품성이 높고, 동결융해 저항성이 높고, 내화성능이 우수하며 비탄성 변형이 낮은 등의 특성을 가지는 무시멘트 활성 모르터를 제조하는 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법은 고로슬래그(Blast-furance slag) 또는 플라이애쉬(Fly ash)를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하 는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조한다.
이때, 상기 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하고 있다.
이때, 상기 알카리성 무기질 재료에는 규산칼륨, 황산칼슘 및 규산2칼슘 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 규산칼륨, 황산칼슘 및 규산2칼슘은 이후 알카리 활성 모르터를 제조할 때 유동성를 증진시키고, 건조수축을 제어하기 위해서 포함된다.
상기 알카리 활성 결합재는 상기 알카리성 무기질 재료 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.14의 범위 내에 있으며, 이러한 상기 알카리성 무기질 재료 대 원재료의 중량비가 알카리 활성 결합재의 유동성, 강도 및 건조수축 등의 역학적 성질을 결정하고, 이러한 알카리 활성 결합재의 역학적 성질은 본 발명의 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법으로 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터의 역학적 성질을 결정한다.
이때, 상기 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료는 Na 또는 Na2O 등을 포함하고 있다. 상기 알카리성 무기질 재료 대 원재료의 중량비에서 상기 알카리성 무기질 재료의 중량은 모두 Na2O의 중량으로 환산한 것을 이용하였다. 즉, 상기 알카리성 무기질 재료인 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액 상형의 수산화나트륨에는 Na 또는 Na2O가 포함되어 있는데 이러한 구성 성분들 중 Na의 중량을 Na2O으로 계산하여 변환하였다.
이때, 상기 원재료가 고로슬래그인 경우에는 상기 알카리성 무기질 재료 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.088의 범위 내에 들도록 상기 알카리성 무기질 재료들의 양을 조절한다.
또한, 상기 원재료가 플라이애쉬인 경우에는 상기 알카리성 무기질 재료 대 원재료의 중량비가 0.088 내지 0.14의 범위에 들도록 상기 알카리성 무기질 재료들의 양을 조절한다.
이때, 상기 알카리 활성 결합재에 혼합되는 알카리성 무기질 재료들에 상기 액상형의 수산화나트륨이 포함된 경우에는 8 내지 16M인 수산화나트륨 용액을 사용한다.
상기 알카리 활성 결합재에서 고로슬래그를 원재료로 사용한 알카리 활성 결합재는 물과의 반응으로 CSH gel이 형성되는 반면, 플라이애쉬를 원재료로 사용한 알카리 활성 결합재는 물과 반응에서 CSH gel이 형성되지 않는다. 뿐만 아니라 고로슬래그 및 플라이 애쉬는 물과의 반응에서 알루미나 원자가 실리카로 치환될 수 있다. 따라서 최종적으로 알카리 활성 결합재는 소요강도에 따라 알카리 품질 계수에 따라 제조될 수 있다.
이때, 상기 알카리 품질 계수(QA)는
Figure 112009007220116-PAT00006
의 식으 로 계산될 수 있으며, 상기 B는 사용된 원재료와 알카리성 무기질 재료의 전체 중량을 의미한다.
본 발명의 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법은 상기에서 상술한 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조할 때에는 하기 수학식 1 내지 3을 만족하도록 상기 원재료와 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 적절히 선택할 수 있다.
하기 수학식 1은 알카리 품질계수(QA), 물-알칼리 활성 결합재 비(W/B), 원재료의 비표면적 대 원재료의 기본 비표면적의 비(SA/SA0)(이때, 상기 원재료의 기본 표면적은 4000cm2/g임), 모래-알카리 활성 결합재 비(S/B) 및 기본 플로우(F0)(이때, 상기 기본 플로우는 100mm임)을 변수로 하여 초기 플로우(Fi)를 계산할 수 있도록 하는 수학식이다.
Figure 112009007220116-PAT00007
따라서, 무시멘트 알카리 활성 모르터에서 요구되는 초기 플로우 값을 결정하면, 하기 수학식 2 및 3을 감안하는 동시에 상기 수학식 1로부터 산출되는 상기 원재료와 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물의 중량비가 결정되고, 상기 결정된 중량비로 배합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하게 되면 원하는 초기 플로우 값을 갖는 무시멘트 알카리 활성 모르터를 획득할 수 있게 된다.
또한, 하기 수학식 2 또는 수학식 3을 통해 획득할 수 있는 28일 압축 강도 또는 압축 강도 발현 모델에서 획득된 각 혼합비를 상기 수학식 1에 대입하여 계산하면 그에 따른 초기 플로우를 획득할 수 있게 됨으로써 하기 수학식 1 또는 수학식 3의 배합에 따른 초기 플로우를 획득할 수 있게 한다.
하기 수학식 2는 알카리 품질계수(QA), 물-알칼리 활성 결합재 비(W/B), 원재료의 비표면적 대 원재료의 기본 비표면적의 비(SA/SA0) 및 k1을 변수로 하여 28일 압축 강도((fck)28)을 계산할 수 있도록 하는 수학식이다.
Figure 112009007220116-PAT00008
이때, 상기 k1은 모래 대 알카리성 무기질 재료의 비(S/A)를 0.5승 또는 -0.5승으로 계산한 값을 말하는데, 상기 모래 대 알카리성 무기질 재료의 비가 2.5 보다 작거나 같을 때는 (S/A)0. 5으로 계산한 값을 입력하고, 2.5보다 클 때는 (S/A)-0..5으로 계산하여 입력한다.
이때, 상기 (fck)0은 기본 압축강도을 나타내는 변수로 10MPa이다.
따라서, 무시멘트 알카리 활성 모르터에서 요구되는 28일 압축 강도 값을 결정하면, 상기 수학식 1 및 하기 수학식 3을 감안하는 동시에 상기 수학식 2로부터 산출되는 상기 원재료와 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물의 중량비가 결정되고, 상기 결정된 중량비로 배합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하게 되면 원하는 28일 압축 강도 값을 갖는 무시멘트 알카리 활성 모르터를 획득할 수 있게 된다.
또한, 상기 수학식 1 또는 하기 수학식 3을 통해 획득할 수 있는 초기 플오우 또는 압축 강도 발현 모델에서 획득된 각 혼합비를 상기 수학식 2에 대입하여 계산하면 그에 따른 28일 압축 강도를 획득할 수 있게 됨으로써 상기 수학식 1 또는 하기 수학식 3의 배합에 따른 28일 압축 강도를 획득하게 한다.
하기 수학식 3은 알카리 품질계수(QA), 물-알칼리 활성 결합재 비(W/B), 원재료의 비표면적 대 원재료의 기본 비표면적의 비(SA/SA0) 및 k2를 변수로 하여 압축강도 발현모델(즉, 재령에 따른 압축 강도 fck(t))을 계산할 수 있도록 하는 수학식이다.
Figure 112009007220116-PAT00009
이때 상기 A1은
Figure 112009007220116-PAT00010
이고,
상기 B1은
Figure 112009007220116-PAT00011
이다.
이때, 상기 k2는 모래-알카리성 무기질 재료 비(S/A) 2.5보다 작거나 같을 때는 (1+S/A)0. 5으로 계산된 값을 입력하고, 2.5보다 클 때는 (1+S/A)-0.. 5으로 계산된 값을 입력한다.
따라서, 무시멘트 알카리 활성 모르터에의 압축강도 발현모델을 결정하면, 상기 수학식 1 및 수학식 2를 감안하는 동시에 상기 수학식 3으로부터 산출되는 상기 원재료와 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물의 중량비가 결정되고, 상기 결정된 중량비로 배합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하게 되면 원하는 압축강도 발현모델을 갖는 무시멘트 알카리 활성 모르터를 획득할 수 있게 된다.
또한, 상기 수학식 1 또는 수학식 2을 통해 획득할 수 있는 초기 플오우 또는 28일 압축강도에서 획득된 각 혼합비를 상기 수학식 3에 대입하여 계산하면 그 에 따른 압축강도 발현모델을 획득할 수 있게 됨으로써 상기 수학식 1 또는 수학식 2의 배합에 따른 압축강도 발현모델을 획득하게 한다.
하기 표 1 및 표 2는 상기 수학식 1 내지 3에 의해 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조할 때 대표적인 최적 배합을 표로 나타내고 있다.
Group Specimen No. Source material
(SM)		 Acivator W/B S/B Na2O/SM QA *
Type SiO2/Na2O
Ⅰ 1 GGBS Sodium silicate + sodium hydroxide 0.75 0.4 3.0 0.038 0.0117
2 0.089 0.0230
3 0.5 0.0 0.038 0.0117
4 1.5 0.0117
5 2.0 0.0117
6 2.5 0.0117
7 3.0 0.0117
8 3.5 0.0117
9 0.0 0.089 0.0230
10 1.5 0.0230
11 2.0 0.0230
12 2.5 0.0230
13 3.0 0.0230
14 3.5 0.0230
15 0.6 3.0 0.038 0.0117
16 0.089 0.0230
Ⅱ 17 FA Sodium silicate + sodium hydroxide 0.75 0.4 3.0 0.038 0.0011
18 0.089 0.0021
19 0.5 0.0 0.038 0.0011
20 1.5 0.0011
21 2.0 0.0011
22 2.5 0.0011
23 3.0 0.0011
Group Specimen No. Source material
(SM)		 Activator W/B S/B Na2O/SM QA *
Type SiO2/Na2O
Ⅱ 24 FA Sodium silicate + sodium hydroxide 0.75 0.5 3.5 0.038 0.0011
25 0.0 0.089 0.0021
26 1.5 0.0021
27 2.0 0.0021
28 2.5 0.0021
29 3.0 0.0021
30 3.5 0.0021
31 0.6 3.0 0.038 0.0011
32 0.089 0.0021
Ⅲ 33 GGBS Sodium silicate 0.9 0.4 3.0 0.038 0.0131
34 0.089 0.0245
35 0.5 0.0 0.038 0.0131
36 1.5 0.0131
37 2.0 0.0131
38 2.5 0.0131
39 3.0 0.0131
40 3.5 0.0131
41 0.0 0.089 0.0245
42 1.5 0.0245
43 2.0 0.0245
44 2.5 0.0245
45 3.0 0.0245
46 3.5 0.0245
47 0.6 3.0 0.038 0.0131
48 0.089 0.0245
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들을 보여주는 사진들이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명하면, 상기 도 1a 내지 도 1c의 사진들은 상기 표 1의 최적 배합에서 대표적인 배합으로 배합한 무시멘트 알카리 활성 모르터를 보여주고 있는 사진들로, 상기 도 1a는 물 대 알칼리 활성 결합재의 비가 50%이고, 모래 대 알칼리 활성 결합재의 비가 3.0이면서 상기 알카리 활성 결합재의 원재료가 고로슬래그인 경우의 무시멘트 알카리 활성 모르터를 보여주고 있고, 상기 도 1b는 물 대 알칼리 활성 결합재의 비가 50%이고, 모래 대 알칼리 활성 결합재의 비가 3.0이면서 상기 알카리 활성 결합재의 원재료가 플라이 애쉬인 경우의 무시멘트 알카리 활성 모르터를 보여주고 있고, 상기 도 1c는 물 대 알칼리 활성 결합재의 비가 40%이고, 모래 대 알칼리 활성 결합재의 비가 1.0이면서 상기 알카리 활성 모르터의 원재료가 고로슬래그인 경우의 무시멘트 알카리 활성 모르터를 보여주고 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 물 대 알칼리 활성 결합재의 비에 따른 플로우 및 모래 대 알카리 활성 결합재의 비에 따른 플로우를 도시한 그래프들이다.
도 2a를 참조하여 설명하면, 도 2a의 그래프는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 물 대 알칼리 활성 결합재의 비에 따른 플로우를 나타내는 것으로 물 대 알칼리 활성 결합재의 비가 커질수록 플로우 값은 증가하는 것을 보여 주고 있다.
도 2b를 참조하여 설명하면, 도 2b의 그래프는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 모래 대 알카리 활성 결합재 비에 따른 플로우를 나타내는 것으로 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 증가할수록 플로우 값은 감소하는 것을 보여 주고 있다.
따라서, 도 2a 및 도 2b의 그래프들로부터 물 대 알칼리 활성 결합재의 비가 커질수록 플로우 값은 증가하고, 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 증가할수록 플로우 값은 감소하는 것을 알 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 물 대 알칼리 활성 결합재의 비에 따른 28일 압축 강도 및 모래 대 알카리 활성 결합재의 비에 따른 28일 압축 강도를 도시한 그래프들이다.
도 3a를 참조하여 설명하면, 도 3a의 그래프는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 물 대 알카리 활성 결합재의 비에 따른 28일 압축 강도를 나타내고 있는데, 물의 비율이 높아지고 알카리 활성 결합재의 비율이 낮아질수록 28일 압축 강도의 강도 크기는 낮아지는 것을 보여 주고 있다.
도 3b를 참조하여 설명하면, 도 3b의 그래프는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 모래 대 알카리 활성 결합재의 비에 따른 28일 압축 강도를 나타내고 있는데, 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 2.5일 때 압축강도가 가장 크게 나타나며, 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 2.5 이상에서는 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 증가할수록 압축강도는 감소하는 것을 보여 주고 있다.
따라서, 도 3a 및 도 3b의 그래프들로부터 물 대 알칼리 활성 결합재의 비가 증가할수록 28일 압축강도가 낮아지고, 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 2.5 까지는 모래 대 알카리 활성 결합재의 비가 증가할수록 28일 압축강도가 높아지는 것을 알 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들을 보여주는 사진들이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 물 대 알칼리 활성 결합재의 비에 따른 플로우 및 모래 대 알카리 활성 결합재의 비에 따른 플로우를 도시한 그래프들이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시 예에 따른 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법에 따라 제조된 무시멘트 알카리 활성 모르터들의 물 대 알칼리 활성 결합재의 비에 따른 28일 압축 강도 및 모래 대 알카리 활성 결합재의 비에 따른 28일 압축 강도를 도시한 그래프들이다.

Claims (4)

  1. 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하되 하기 식 1을 만족하며,
    상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨 및 액상형의 물유리 중 어느 하나 이상이고,
    상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 상기 고로슬래그 또는 플라이애쉬의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na2O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법.
    Figure 112009007220116-PAT00012
    ..... 식 1
    (이때, 상기 식1에서 상기 QA는 알카리 품질계수이고, W/B는 물-알칼리 활성 결합재 비이고, SA는 원재료의 비표면적이고, SA0는 원재료의 기본 비표면적인 4000cm2/g이고, 상기 S/B는 모래-알카리 활성 결합재 비이고, 상기 F0는 기본 플로우인 100mm임)
  2. 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하되 하기 식 2에 나타낸 압축 강도를 만족하며,
    상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨 및 액상형의 물유리 중 어느 하나 이상이고,
    상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 상기 고로슬래그 또는 플라이애쉬의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na2O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법.
    Figure 112009007220116-PAT00013
    ..... 식2
    (이때, 상기 식2에서 상기 QA는 알카리 품질계수이고, W/B는 물-알칼리 활성 결합재 비이고, SA는 원재료의 비표면적이고, SA0는 원재료의 기본 비표면적인 4000cm2/g이고, S/A(모래-알카리성 무기질 재료 비)가 2.5보다 작거나 같을 때는 상 기 k1는 (S/A)0.5이고, S/A가 2.5보다 클 때는 상기 k1는 (S/A)-0..5이고, 상기 (fck)0은 기본 압축강도로 10MPa임)
  3. 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 알카리 활성 결합재, 모래 및 물을 혼합하여 무시멘트 알카리 활성 모르터를 제조하되 하기 식 3을 만족하며,
    상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨 및 액상형의 물유리 중 어느 하나 이상이고,
    상기 알카리 활성 결합재의 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 상기 고로슬래그 또는 플라이애쉬의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na2O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법.
    Figure 112009007220116-PAT00014
    ..... 식3
    (이때 상기 A1은
    Figure 112009007220116-PAT00015
    이고,
    상기 B1은
    Figure 112009007220116-PAT00016
    임.
    또한, 상기 QA는 알카리 품질계수이고, W/B는 물-알칼리 활성 결합재 비이고, SA는 원재료의 비표면적이고, SA0는 원재료의 기본 비표면적인 4000cm2/g이고, 상기 S/B는 모래-알카리 활성 결합재 비이고, S/A(모래-알카리성 무기질 재료 비)가 2.5보다 작거나 같을 때는 상기 k2는 (1+S/A)0.5이고, S/A가 2.5보다 클 때는 k2 는 (1+S/A)-0..5이고, 상기 t는 재령일임)
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알카리성 무기질 재료에 규산칼륨, 황산칼슘 및 규산2칼슘 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 모르터 제조 방법.
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