KR20100117952A - 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물 - Google Patents

슬래그를 이용한 콘크리트 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20100117952A
KR20100117952A KR20090036699A KR20090036699A KR20100117952A KR 20100117952 A KR20100117952 A KR 20100117952A KR 20090036699 A KR20090036699 A KR 20090036699A KR 20090036699 A KR20090036699 A KR 20090036699A KR 20100117952 A KR20100117952 A KR 20100117952A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slag
concrete
aggregate
fine aggregate
concrete composition
Prior art date
Application number
KR20090036699A
Other languages
English (en)
Inventor
서홍규
이종민
이종렬
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR20090036699A priority Critical patent/KR20100117952A/ko
Publication of KR20100117952A publication Critical patent/KR20100117952A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

본 발명은 전기로 제강공정에서 발생되는 부산물인 산화 슬래그를 레미콘용 잔골재로 활용하여 강도를 향상시킴과 아울러, 자원으로 재활용할 수 있도록 한 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 시멘트, 굵은 골재, 잔골재 및 물을 포함한 구조로서, 잔골재의 전체 중량에 대해 천연골재 70~89중량%, 0.08~5.0mm 의 입도를 갖는 슬래그 11~30중량%로 혼합된 것을 채택한 것이다.
이에 따르면 본 발명은 콘크리트 조성물을 구성하는 잔골재의 일부를 전기로 산화 슬래그로 대체함으로써, 강도 향상 및 원가 비용을 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

슬래그를 이용한 콘크리트 조성물{A concrete composites using slag}
본 발명은 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 특히 전기로 제강공정에서 발생되는 부산물인 산화 슬래그를 레미콘용 잔골재로 활용하여 강도를 향상시킴과 아울러, 자원으로 재활용할 수 있도록 한 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 슬래그(slag)는 용광로, 전기로, 큐폴라 등에서 철광석이나 스크랩을 녹일 때 쇳물 위에 뜨거나 찌꺼기로 남는, 용제나 비금속 물질, 금속산화물 등을 지칭한다.
슬래그는 원료 용융시 용강의 표면 위에 떠서 용강 표면이 공기에 의해 산화되는 것을 방지하고, 그 표면을 보존하는 역할을 한다.
또한 수거된 슬래그는 도로노반재, 시멘트혼화제, 토목용재료 및 콘크리트용 골재 등으로 사용되고 있다.
철강슬래그를 도로 로반용 골재나 아스팔트콘크리트용 골재 또는 벽돌이나 레미콘용 골재등으로 활용하기 위해서는 골재의 부피팽창에 대한 안정성이 확보되어야 한다.
슬래그를 양생시켜 양생시간의 경과에 따라 시료를 채취하여 정해진 규격에 따라 슬래그골재를 다짐하여 슬래그 골재의 팽창성을 측정하여 부피팽창에 대한 안정성을 평가한다.
한편, 콘크리트용 골재는 콘크리트 제조시 시멘트와 함께 모르타르나 콘크리트를 구성하는 주요성분으로 자갈, 쇄석, 부순돌, 부순모래, 천연모래등이 일반적으로 사용된다. 그러나, 최근에는 콘크리트용 천연골재가 고갈, 부족할 뿐만 아니라, 향후에는 하천유지관리, 환경보존 및 군사보호구역 설정에 따른 하천골재 채취 및 석산개발 제한조치등 엄격한 규제가 잇따를 것으로 예상된다. 따라서, 콘크리트 제조시 주요 구성성분으로 사용되는 골재에 대한 대체재의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
그런데, 기존 전기로 산화 슬래그를 레미콘용 콘크리트의 잔골재로서 실 적용시키는 기술에 대해서는 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 전기로 제강공정에서 부산물로 배출된 산화 슬래그를 콘크리트의 천연골재에 대체 가능하도록 함과 아울러, 강도 향상 및 비용을 경감시킬 수 있도록 한 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시멘트, 굵은 골재 및 잔골재를 포함하되,
상기 잔골재가 천연 골재 70~89중량%과 슬래그 11~30중량%의 배합비를 갖도록 혼합된 것을 특징으로 한다.
상기 슬래그는 0.08~5.0mm 의 입도를 갖는 것이 바람직하다.
상기 슬래그는 0.08~5.0mm의 입도를 갖도록 파쇄되고 16~35℃의 온수에 의해 살수 처리된 후, 1~2주 간의 에이징 처리를 통해 숙성 처리된 것을 채용한 것이 바람직하다.
본 발명은 전기로의 조업시 발생된 부산물인 산화 슬래그를 콘크리트용 잔골재로 재 활용할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 콘크리트 조성물을 구성하는 잔골재의 일부를 전기로 산화 슬래그로 대체함으로써, 강도 향상 및 원가 비용을 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물은, 시멘트, 굵은 골재, 잔골재 및 물을 포함한 구조로서, 잔골재의 전체 중량에 대해 천연골재 70~89중량%, 슬래그 11~30중량%로 혼합된 것을 채택한 것이다.
시멘트, 굵은 골재 및 물등의 구성요소에 대한 배합비율은 공지의 콘크리트 배합비와 동일하므로, 여기서는 자세히 언급하지 않기로 한다.
슬래그가 천연골재와 혼합됨에 따라 슬래그 내에 함유된 함철의 영향으로 인해 강도가 향상된다.
슬래그는 잔골재 전체 중량에 대해 11중량% 미만일 경우에는 강도의 향상 효과를 얻기 어렵고, 30중량%를 초과할 경우에는 슬래그 내에 함유된 철성분이 부식되어 콘크리트 조성물의 악영향으로 작용할 우려가 있으므로, 11~30중량%의 배합 비율을 유지하는 것이 바람직할 것이다.
이는, 콘크리트 내부에 배근되는 철근에 부식이 발생할 경우 체적 팽창에 의한 균열을 유발할 수 있으므로, 콘크리트 내에 부식이 발생할 경우 구조물에 유해한 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
슬래그는 0.08~5.0mm의 입도 크기를 갖는 것을 채택한다.
슬래그의 입도가 0.08 이상인 이유는 산화 슬래그가 콘크리트용 잔골재로 채용되기 위한 최소한의 입도 크기이고, 입도가 5.0mm를 초과할 경우에는 콘크리트 배합성이 저하되고 유리 석회의 수화 반응에 의한 팽창으로 인해 크랙이 발생할 확 률이 크기 때문에, 산화 슬래그의 입도를 0.08~5.0mm 의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 슬래그는 무숙성된 것보다 숙성 처리된 것이 바람직하며, 상온(통상적인 15℃)보다 가열된 온도인 16~35℃의 온수를 산화 슬래그에 살수함으로써, 수화 반응성을 향상시킬 수 있으나, 16℃ 미만의 경우에는 상대적으로 반응성이 저하되고, 35℃를 초과하는 온도의 온수를 공급할 경우에는 가열시키는 데 소모되는 에너지의 낭비가 있으므로 16~35℃의 온수 범위를 갖는 것이 경제적인 측면에서 보다 효율적이라 할 수 있다.
이어서, 살수 처리된 산화 슬래그는 1~2주의 기간동안 숙성 처리하는 과정을 거친다.
이는, 1주 이하의 숙성기간일 경우에는 수분이 산화 슬래그의 내부로 침투하여 흡수하는 시간이 부족할 우려가 있으며, 2주를 초과할 경우에는 생산성이 저하되는 단점이 있으므로, 1~2주의 기간 범위 내에서 숙성을 촉진하는 것이 바람직하다.
천연 잔골재와 산화 슬래그의 물리 화학적 특성을 KS 규격을 근거로 비교한 시험값은 아래의 표 1과 표 2에 기재된 바와 같다.

구분		 시험항목
산화칼슘
(CaO)%		 산화마그네슘
(MgO)%		 전철
(FeO)%		 염기도
(CaO+MgO/SiO2+Al2O3)
KS F 4571 40%이하 10%이하 50%이하 2이하
산화슬래그 17.5 5.4 25.5 1.0
위의 표 1에 기재된 바와 같이, 산화 슬래그는 KS 규격 표준번호 KS F 4571의 기준치를 만족하고 있다.

 시험 항목
절대건조밀도
(g/㎤)		 표면건조밀도
(g/㎤)		 흡수율(%) 단위용적질량
(kg/L)		 조립률
천연잔골재 규격
KS F 2526		 2.5이상 2.5이상 3.0이하 - 콘크리트 표준 시방서
2.5~3.1
천연 잔골재 2.59 2.61 0.7 1.633 2.69
전기로 산화슬래그 규격
KS F 4571		 3.1이상 4.0미만 3.1이상 4.1미만 2이하 1.8이상 콘크리트 표준 시방서
2.3~3.1
산화슬래그 잔골재 3.73 3.78 1.18 2.35 3.92
표 2에서는 천연 잔골재가 KS 표준 번호 KS F 2526의 기준치를 만족하고, 산화 슬래그 잔골재가 KS F 4571의 허용 기준을 충족하고 있음을 알 수 있다.
도 1은 슬래그의 배합 비율에 따른 콘크리트 조성물의 강도 변화를 그래프로나타낸 것이며, 강도 측정항목으로는 A-인장강도(28일), B-휨강도(28일), C-압축강도(재령7일), D-압축강도(재령 28일)을 각각 나타낸 것이다.
먼저, 천연 골재만을 이용한 잔골재가 혼합된 콘크리트 조성물에 비해 슬래그가 혼입된 잔골재가 포함된 콘크리트 조성물의 강도가 24MPa 이상의 값을 나타내고 있다.
도 1의 각 수치는 아래의 표 3에서 기재된 바와 같다.

 인장강도(MPa) 휨강도(MPa) 압축강도(MPa)
A(28일) B(28일) C(7일) D(28일)
무배합 2.27 5.62 21.2 26.5
슬래그 11중량% 2.60 5.73 24.2 28.9
슬래그 20중량% 2.81 5.89 24.8 29.5
슬래그 30중량% 2.92 6.11 25.3 30.1
즉, 본 발명의 산화 슬래그가 잔골재의 일부에 혼입된 경우 오히려 천연 잔골재의 압축강도(재령28일)보다 더 큰 강도를 보이고 있다.
따라서, 본 발명의 전기로 산화 슬래그와 천연 골재가 혼입되어 콘크리트 조성물을 구성할 경우, 기존 천연 골재로만 구성된 콘크리트 조성물보다 강도가 향상되고 상대적으로 원가 비용이 저렴한 슬래그를 적용할 수 있으므로 원가 절감효과 및 자원 재활용의 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 천연골재와 슬래그의 배합비율에 따른 시험 데이터값을 도식화한 그래프.

Claims (3)

  1. 시멘트, 굵은 골재 및 잔골재를 포함하되,
    상기 잔골재가 천연 골재 70~89중량%과 슬래그 11~30중량%의 배합비를 갖도록 혼합된 것을 특징으로 하는 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬래그는 0.08~5.0mm 의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 슬래그는 0.08~5.0mm의 입도를 갖도록 파쇄되고 16~35℃의 온수에 의해 살수 처리된 후, 1~2주 간의 에이징 처리를 통해 숙성 처리된 것을 특징으로 하는 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물.
KR20090036699A 2009-04-27 2009-04-27 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물 KR20100117952A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090036699A KR20100117952A (ko) 2009-04-27 2009-04-27 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090036699A KR20100117952A (ko) 2009-04-27 2009-04-27 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100117952A true KR20100117952A (ko) 2010-11-04

Family

ID=43404389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20090036699A KR20100117952A (ko) 2009-04-27 2009-04-27 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100117952A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012070904A2 (ko) 2010-11-25 2012-05-31 Choi Uk 편광조명시스템
KR101328613B1 (ko) * 2011-04-19 2013-11-12 유진기업 주식회사 전기로 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물
WO2020130250A1 (ko) * 2018-12-19 2020-06-25 주식회사 포스코 콘크리트용 잔골재 및 이를 포함하는 건축 재료용 조성물

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012070904A2 (ko) 2010-11-25 2012-05-31 Choi Uk 편광조명시스템
KR101328613B1 (ko) * 2011-04-19 2013-11-12 유진기업 주식회사 전기로 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물
WO2020130250A1 (ko) * 2018-12-19 2020-06-25 주식회사 포스코 콘크리트용 잔골재 및 이를 포함하는 건축 재료용 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101247707B1 (ko) 페로니켈 슬래그를 포함하는 시멘트, 모르타르 및 콘크리트용 혼합재
CN110218051A (zh) 一种高强轻集料混凝土及其制备工艺
EP2484651B1 (en) Heavy concrete composition using slag by-products
JP2014533213A (ja) コンクリート混合組成物、モルタル混合組成物及びコンクリート又はモルタルの養生及び製造方法及びコンクリート又はコンクリート物／コンクリートオブジェクト及び構造物
KR101567851B1 (ko) Kr파우더가 혼입된 친환경 폴리머 모르터르 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수 보강방법
JPH10152364A (ja) 製鋼スラグを利用した水和硬化体
KR20120066765A (ko) 페로니켈슬래그를 이용한 시멘트 모르타르용 및 콘크리트용 잔골재 재활용 방법
KR101359277B1 (ko) 초기강도 발현이 우수한 고강도 저발열 콘크리트 조성물 및 이로부터 얻어진 콘크리트 구조물
KR20150008845A (ko) 황 제강-슬래그 골재 콘크리트
CN113402242A (zh) 一种蒸养碱激发矿渣混凝土及其制备方法
KR100954155B1 (ko) 피씨 침목용 콘크리트 조성물
Chandru et al. Steel slag—A strong and sustainable substitute for conventional concreting materials
KR101363860B1 (ko) 친환경 순환규사를 잔골재로 사용하는 초조강 콘크리트 조성물과 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법
KR101440551B1 (ko) 고로슬래그 미분말을 다량 포함하는 ｐｃ 침목용 콘크리트 조성물
KR20100117952A (ko) 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물
KR101210595B1 (ko) 서냉 전기로 산화슬래그를 이용한 중량콘크리트 조성물
KR20210102610A (ko) 폐타이어칩을 이용한 고성능콘크리트 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 고성능콘크리트
KR101159898B1 (ko) 슬래그를 이용한 콘크리트 조성물
KR20130116979A (ko) 터널용 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 및 이의 제조방법
CN116217195A (zh) 一种固废基湿喷混凝土及其制备方法和应用
Kumar et al. Mechanical performance of steel and iron slag concretes: A brief review
KR101368681B1 (ko) 폐콘크리트 미분말 및 고로슬래그를 이용한 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법
KR101018007B1 (ko) 석탄회를 이용한 무시멘트 콘크리트의 제조방법
KR101797350B1 (ko) PSC(Pre-stressed concrete) 거더용 고강도 콘크리트 조성물
KR20150047929A (ko) 초속경 도로보수용 몰탈 조성물 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application