KR20110093395A - 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법 - Google Patents

고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법 Download PDF

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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명은 고로슬래그를 이용하여 제조된 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법은, 고로슬래그, 잔골재 및 당류 감수제를 믹서에서 교반하는 제 1단계; 및 활성화제, 굵은 골재 및 물을 상기 믹서에 추가적으로 투입하여 교반하는 제 2단계를 포함하며, 상기 당류 감수제는 멜라민계 또는 리그산계 중 적어도 하나와 설탕의 조합으로 이루어진다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 콘크리트 작업성 확보를 위한 유동성 및 응결시간을 적절하게 제어할 수 있고 압축강도가 25~80MPa급인 친환경 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있다.

Description

고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법{CEMENTLESS CONCRETE USING BLAST SLAG AND PRODUCING METHOD THEROF}
본 발명은 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멜라민계 또는 리그산계 감수제에 설탕을 첨가하여 제조한 당류 감수제를 결합재인 고로슬래그에 미리 코팅시킨 후 활성화제 등과 같은 재료를 첨가하여 제조함으로써 작업성 확보에 충분한 유동성, 유동성 지속시간 및 응결시간을 갖는 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전 세계적으로 현재 지구 온난화의 주범인 온실가스에 대한 대책 마련에 많은 노력을 기울이고 있으며, 시멘트 및 콘크리트 산업에 있어서도 이러한 대응책 마련에 고심하고 있다.
이러한 대응책의 하나로 고로슬래그, 플라이애쉬 등과 같은 산업부산물을 이용하여 시멘트를 대체하기 위한 연구가 끊임없이 진행되고 있다. 국외에서는 중합반응에 의한 알칼리 활성화 시멘트(콘크리트)에 관한 기술이 1978년 프랑스의 Davidovits에 의해 카올리나이트 광물질을 이용한 제올라이트와 유사한 구조를 가지도록 하는 메커니즘으로 이론 정립되었지만, 제조상의 문제점 및 경제성 등의 이유로 실용화가 이루어지지 않았다.
최근 호주, 미국, 일본 및 유럽 등을 중심으로 환경문제의 사회적 이슈화와 결부되어 제철소의 부산물인 고로슬래그 등을 시멘트 대신 사용하는 무시멘트 콘크리트가 개발되었고, 국내에서도 무시멘트에 대한 기술개발이 이루어지고 있다.
종래 무시멘트 콘크리트는 결합재로 시멘트 대신 고로슬래그 등을 100% 사용하고, 고로슬래그를 반응시키기 위하여 KOH, NaOH, 쇼듐실리케이트(sodium silicate) 또는 NaOH와 쇼듐실리케이트를 혼합한 활성화제를 사용하였다.
이러한 고로슬래그와 활성화제를 이용하여 제조된 무시멘트 콘크리트는 20~50MPa 정도의 압축강도가 발현되나, 유동성이 현저하게 저하되고 초기 급결현상 등으로 작업성을 확보하기 어려워 실제 구조물에 적용하기에는 문제가 있다.
또한, 종래에는 시공성을 확보하기 위해 일반 콘크리트 제조시 감수제나 고성능 감수제 등을 추가하기도 하였으나, 알칼리 활성화제와 함께 사용시 알칼리 활성화제의 높은 알칼리도에 의해 감수제 효과가 저하되고, 시공성 및 강도가 오히려 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이산화탄소가 다량 배출되는 시멘트 대신 고로슬래그를 결합재로 사용하고, 이러한 결합재에 당류 감수제를 첨가하여 코팅한 후 활성화제를 추가함으로써, 작업에 충분한 유동성 및 적절한 응결시간을 갖고 압축강도가 25~80MPa급인 친환경 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예인 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리 제조방법은, 고로슬래그, 잔골재 및 당류 감수제를 믹서에서 교반하는 단계; 및 활성화제, 굵은 골재 및 물을 상기 믹서에 추가적으로 투입하여 교반하는 단계를 포함하며, 상기 당류 감수제는 멜라민계 또는 리그산계 중 적어도 하나와 설탕의 조합으로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 믹서에서 교반한 혼합물을 양생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 멜라민계 또는 리그산계 중 적어도 하나와 설탕의 중량비율은 99.5:0.5 ~ 98.0:2.0이며, 상기 당류 감수제는 상기 고로슬래그 100중량부에 대하여 1.5 ~ 4.5 중량부이이며, 상기 고로슬래그의 분말도는 3300~6200㎠/g이다.
상기 활성화제는 수산화나트륨 또는 소디움실리케이트(sodium silicate) 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예인 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트는 상기 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법에 따르면, 당류 감수제의 사용량에 따라 콘크리트의 작업시간을 적절하게 제어(예컨대 30분~2시간)시간할 수 있을 뿐만 아니라 응결시간을 조강포틀랜드시멘트 및 보통포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트 정도까지 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 콘크리트 제조시 압축강도가 80MPa까지 발현되는 고강도 콘크리트를 제조할 수 있고, 건조수축 및 내구성도 매우 우수하기 때문에 시멘트를 사용한 일반 콘크리트를 대신하여 콘크리트 구조물에 충분히 적용 가능하고, 향후 건설현장의 여러 방면에서 보통강도와 고강도 콘크리트 모두를 제조할 수 있어 광범위하게 사용할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 콘크리트 제조시 결합재로서 시멘트 대신 산업 부산물인 고로슬래그를 사용함으로써, 시멘트 제조시 다량 배출되는 CO2 가스의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 고로슬래그를 재활용함으로써 이를 매립하기 위한 매립지 확보에 소요되는 경제적 부담 및 매립으로 인한 환경오염을 방지할 수 있다.
도 1은 감수제와 설탕의 중량비율에 따른 슬럼프 변화를 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 2는 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량비율에 따른 콘크리트의 응결시간을 나타낸 그래프이다.
도 3은 고로슬래그 분말도에 따른 무시멘트 콘크리트의 슬럼프를 나타낸 그래프이다.
도 4는 고로슬래그 분말도에 따른 무시멘트 콘크리트의 압축강도를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트의 원료는 결합재인 고로슬래그, 활성화제, 잔골재, 굵은골재, 물 이외에 당류 감수제가 더 추가된다.
이러한 원료를 이용하여 본 발명에 따른 무시멘트 콘크리트를 제조하기 위하여, 먼저 결합재인 고로슬래그, 잔골재 및 당류 감수제를 믹서에 넣고 교반한다.
상기 고로슬래그는 분말도가 3,300~6,200cm2/g인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 고로슬래그의 분말도가 3,300cm2/g 미만인 경우에는 반응성이 작아 강도발현에 불리하고, 6,200cm2/g을 초과하는 경우에는 반응성 증가에 큰 효과가 없을 뿐만 아니라 제철소에서 발생하는 분말도 보다도 커지게 되어 미분말시켜야 하는 과정이 필요하므로 경제성이 저하되기 때문이다.
상기 당류 감수제는 통상의 멜라민계 또는 리그닌산계 중 적어도 하나를 포함하는 감수제와 설탕의 조합으로 이루어진다. 멜라민계 또는 리그산계 감수제는 통상의 콘크리트와 같은 유동성을 확보하기 위하여 사용된 것이고, 설탕은 콘크리트의 반응성을 지연시켜 유동성 지속시간을 유지시키기 위하여 사용된 것이다.
멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕을 99.5:0.5 ~ 98.0:2.0의 중량비율로 혼합하여 100rpm 정도의 속도로 교반하면 설탕이 완전히 용해되어 당류 감수제가 제조된다.
이때, 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량 비율은 99.0:1.0인 것이 가장 바람직한데, 설탕이 1wt%를 초과하면 콘크리트의 반응성 지연효과가 너무 크기 때문에 품질 제어가 어렵고, 1wt% 미만이면 콘크리트의 반응성 지연효과가 너무 작아 유동성 지속시간을 유지시키는데 비효과적이기 때문이다.
상기 감수제는 멜라민계 또는 리그닌산계이며, 나프탈렌계와 폴리칼본산계는 포함되지 않는다. 이는 나프탈렌계 감수제는 감수효과가 크게 나타나지 않고, 폴리칼본산계 감수제는 소량의 설탕을 추가하더라도 응결지연 효과가 너무 크게 나타나 품질제어가 어렵기 때문이다.
상기 당류 감수제는 결합재인 고로슬래그 100 중량부에 대하여 1.5~4.5 중량부인 것이 바람직하다. 당류 감수제가 고로슬래그 100 중량비에 대하여 1.5 중량부(즉, 당류 감수제가 중량비로 결합재의 1.5%) 미만인 경우에는 콘크리트 유동성 확보에 큰 기여를 하지 못하고, 4.5 중량부를 초과하면 과도한 유동성 향상으로 심한 재료분리가 발생할 뿐만 아니라 응결경화 지연으로 강도발현에 악영향을 주기 때문이다.
다음으로, 고로슬래그, 잔골재 및 당류 감수제를 교반한 믹서에 활성화제, 굵은골재 및 물 등을 추가적으로 투입하여 교반한 후 양생과정을 거쳐 무시멘트 콘크리트를 제조한다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 고로슬래그와 감수제를 교반하여 감수제를 고로슬래그에 침투 또는 코팅시킨 후 활성화제와 교반하는데, 이와 같이 당류 감수제가 코팅된 고로슬래그와 활성화제를 반응시킴으로써 고로슬래그와 활성화제의 반응속도를 적절히 제어할 수 있게 되고, 그 결과 시공작업을 위한 충분한 유동성을 확보할 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
< 실시예 1: 감수제와 설탕의 중량비율에 따른 영향>
본 발명에 따른 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조시, 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량비율이 무시멘트 콘크리트의 유동성에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량비율을 100:0, 99.5:0.5, 99:1, 98.5:0.15, 98:2로 하여 당류 감수제를 제조하였다.
이때, 고로슬래그는 [표 1,고로슬래그의 구성 성분]과 같은 성분으로 구성되며, 활성화제는 9M 수산화나트륨(NaOH, 순도 98%)과 규산나트륨(Na2O와 SiO2의 몰비 1.12, 고형분 38.5%, 비중 1.39)을 1:1 중량비율로 혼합하여 제조하였다.
SiO2
(%)		 Al2O3
(%)		 Fe2O3
(%)		 CaO
(%)		 MgO
(%)		 SO3
(%)		 lg. loss
(%)		 밀도
(g/cm3)		 분말도
(cm2/g)
33.33 15.34 0.44 42.12 5.70 2.08 0.03 2.90 4,500
상기와 같은 조성을 갖는 결합재인 고로슬래그, 상기와 같이 제조된 활성화제, 잔골재, 굵은 골재 및 당류 감수제 등을 [표 2,무시멘트 콘크리트의 배합비]와 같이 배합하였다. 즉, 결합재인 고로슬래그, 잔골재 및 당류 감수제를 믹서에 넣어 30rpm 속도로 30초 동안 혼합하여 고로슬래그 표면에 당류 감수제를 코팅시킨 다음, 활성화제, 굵은골재 및 물을 포함한 재료를 추가적으로 투입하여 50rpm~70rpm 속도로 2분 동안 혼합하여 무시멘트 콘크리트를 제조하였다.
물
(W)		 시멘트
(C)		 고로슬래그
(BS)		 활성화제
(AA)		 잔골재
(S)		 굵은골재
(G)		 당류 감수제
43(kg/㎥) 0(kg/㎥) 666(kg/㎥) 116(kg/㎥) 513(kg/㎥) 1045(kg/㎥) BS×2.0%wt
상기 배합비로 제조한 콘크리트의 슬럼프 경시변화 및 응결시간에 대하여 측정한 결과는 도 1 및 도 2와 같다. 도 1은 감수제와 설탕의 중량비율에 따른 슬럼프 변화를 시간에 따라 도시한 그래프이고, 도 2는 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량비율에 따른 콘크리트의 응결시간을 나타낸 그래프이다. 여기서, 슬럼프 경시변화 시험은 KS F 2402에 준하여 콘크리트를 혼합하여 믹서로부터 배출된 직후부터 120분까지 수행하여 작업성을 평가하였고, 응결시간은 KS F 2436에서 규정한 프록터 관입저항 시험방법에 의거하여 실시하였으며, 일정시간이 경과할 때마다 관입침을 25mm 깊이까지 밀어 넣을 때 필요한 하중을 측정하여 관입침의 면적을 나눈값이 3.5MPa이 도달하는 시간을 초결시간, 28.0MPa을 종결시간으로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 무시멘트 콘크리트, 즉 당류 감수제를 사용하지 않은 경우(당류 감수제:설탕의 중량비율이 100:0인 경우)에는 유동성의 급격한 저하와 급결이 발생함을 알 수 있다. 따라서, 당류 감수제를 사용하지 않고 제조된 무시멘트 콘크리트는 시공성을 확보하기 어려울 것이다.
멜라민계 또는 리그닌산계의 감수제와 설탕을 혼합하여 제조한 당류 감수제를 사용하여 무시멘트 콘크리트 제조시, 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량비율이 99.5:0.5인 경우에는 유동성(슬럼프) 및 응결시간에 있어서 작업성 확보를 위한 어느 정도의 효과가 나타나다가, 30분이 경과하면 유동성이 많이 줄어드는 등 시공성 확보가 충분하지 않음을 알 수 있다.
멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 중량비율이 99.0:1.0인 경우에는, 1시간이 경과하면 슬럼프가 111mm이고, 2시간이 경과하더라도 80mm가 유지되며, 종결시간도 12.8시간으로 양호한 것으로 나타났다.
멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 비율이 98.5:1.5, 98:2인 경우에는, 2시간이 경과하더라도 슬럼프 감소가 거의 나타나지 않아 유동성이 충분하게 확보되는 것으로 나타났으나, 종결시간이 각각 27.8시간 및 36.8시간으로 1일이 경과하더라도 콘크리트 경화가 발생하지 않는 것으로 나타나는 등 품질제어에 어려움이 있는 것으로 나타났다.
이상의 결과를 종합하면, 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 비율을 99:1로 제조한 당류 감수제는 콘크리트의 유동성을 향상시키고, 콘크리트 제조 후 2시간까지 충분한 시공성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 경화시간도 12시간 정도로 적절한 것으로 판단된다. 따라서, 무시멘트 콘크리트 제조시 사용되는 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕의 비율은 99:1인 것이 가장 바람직하다.
< 실시예 2: 당류 감수제의 사용량에 따른 영향>
본 발명에 따른 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조시, 당류 감수제의 사용량이 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간에 미치는 영향을 알아보기 위하여 당류 감수제를 결합재(고로슬래그)에 대해 0wt%, 1.0wt%, 1.5wt%, 2.0wt%, 3.0wt%, 4.0wt%, 4.5wt%, 5.0wt%로 배합하여 분석하였다. 이때, 고로슬래그, 활성화제, 골재 등의 사용재료 및 제조방법과 배합비는 <실시예 1>과 동일하다.
당류 감수제의 사용량에 따른 무시멘트 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간 측정 결과는 하기 [표 3,당류 감수제의 양에 따른 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간]과 같다.
당류 감수제의 양
(wt%)		 슬럼프(㎜) 응결시간(hrs)
제조직후 1시간 후 초결 종결
0 32 0 1.2 1.6
1 56 23 6.3 8.3
1.5 95 78 7.8 10.9
2.0 120 111 9.8 12.8
3.0 134 127 10.2 13.5
4.0 162 135 12.7 16.8
5.0 157 123 15.8 22.2
[표 3]에서 알 수 있는 바와 같이, 당류 감수제의 사용량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간이 증가하는 것을 알 수 있다.
당류 감수제를 전혀 사용하지 않을 경우 1시간 후 슬럼프가 0이므로 작업성을 확보하기가 매우 어려우며, 당류 감수제의 양이 1wt%인 경우에도 작업성 확보에 충분할 정도의 슬럼프 값을 갖지 못하는 것으로 나타났다.
반면, 당류 감수제의 양이 결합재에 대해 1.5wt%에서 4.5wt%까지 증가함에 따라 슬럼프와 응결시간이 증가했으며, 이러한 증가된 슬럼프와 응결시간은 작업성을 확보하는 데 충분한 것으로 나타났다.
하지만, 당류 감수제의 양이 결합재에 대해 5wt% 이상인 경우에는 오히려 슬럼프가 감소하고, 응결시간도 상당히 지연되는 것으로 나타났으며, 재료분리도 심하게 발생하는 것으로 나타났다.
따라서, 재료분리 없이 콘크리트의 유동성 및 적절한 경화시간을 확보하여 시공성을 향상시키기 위해서는, 멜라민계 또는 리그닌산계 감수제와 설탕이 99:1의 중량비율로 함유된 당류 감수제를 결합재(고로슬래그)에 대해 1.5wt%~4.5wt%를 사용하는 것이 바람직하다.
< 실시예 3: 당류 감수제의 첨가 순서에 따른 영향>
본 발명에서 제시된 당류 감수제가 결합재 표면에 코팅되는 효과를 분석하기 위해, [표 4,콘크리트 제조시 재료 투입 방법]와 같이 당류 감수제의 투입 순서를 달리하여 무시멘트 콘크리트를 제조한 후 그 영향을 검토하였다. 여기서, 고로슬래그, 당류감수제, 활성화제 등 사용재료와 배합비는 <실시예 1> 및 <실시예 2>에서 사용된 것과 동일하다.
방법 1차 교반 2차 교반
1 고로슬래그+잔골재+당류 감수제 굵은골재+활성화제+물
2 고로슬래그+잔골재 굵은골재+활성화제+당류 감수제+물
3 고로슬래그+잔골제+활성화제+당류 감수제+물 굵은골재
4 고로슬래그+잔골재+활성화제+물 굵은골재+당류 감수제
상기와 같은 순서로 재료를 투입하여 교반한 후 제조한 무시멘트 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간은 [표 5,재료투입 순서에 따른 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간]와 같다.
방법 슬럼프(㎜) 응결시간(hrs)
제조직후 1시간 후 초결 종결
1 120 111 9.8 12.8
2 87 56 8.6 11.2
3 92 75 8.3 11.4
4 89 67 8.2 11.1
[표 5]를 참조하면, 콘크리트 제조시 방법 1의 순서대로 재료를 첨가하는 것이 유동성 향상에 큰 효과가 있음을 알 수 있다. 즉, 고로슬래그와 당류 감수제를 1차적으로 교반한 후, 활성화제와 같은 재료를 투입하여 2차 교반하는 것이 콘크리트의 유동성 확보에 가장 유리하다.
나머지 방법 2 내지 방법 4의 경우, 슬럼프 값이 방법 1에 비해 많이 떨어지므로, 작업성 확보를 위한 유동성 향상에 충분치 않음을 알 수 있다.
상기와 같이 방법 1의 순서대로 재료를 투입하여 교반하는 것이 유동성 효과측면에서 가장 유리한 이유는, 결합재인 고로슬래그 표면에 감수제가 침투되고 그 표면에 코팅된 이후 활성화제가 고로슬래그 등과 반응하기 때문인 것으로 판단된다. 활성화제를 감수제와 함께 또는 감수제보다 먼저 투입할 경우 감수제의 효과가 발휘되기도 전에 결합재와 빠르게 반응하기 때문에 감수제 투입에 따른 유동성 확보 효과가 저하되는 것으로 판단된다.
따라서, 멜라민계 도는 리그산계 감수제와 설탕이 99:1의 중량비율로 함유된 당류 감수제를 결합재와 함께 넣고 교반하여 결합재 표면에 감수제를 코팅시킨 후, 활성화제를 첨가하여 교반하여 무시멘트 콘크리트를 제조하는 것이 시공성 확보에 효과적인 것으로 판단된다.
< 실시예 4: 감수제의 종류에 따른 영향>
본 발명에서는 사용하는 당류 감수제는 멜라민계 또는 리그산계 감수제와 설탕을 소정 비율로 혼합하여 제조한 것이다. 이때, 당류 감수제가 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 리그산계, 나프탈렌계 및 폴리카본산계의 각 감수제와 설탕을 99:1의 중량비율로 제조하였다. 이때, 콘크리트 제조에 사용된 재료 및 재료의 배합비는 <실시예 1> 및 <실시예 2>과 동일하다.
상기 각 감수제와 설탕을 혼합하여 제조한 당류 감수제를 사용하여 제조된 무시멘트 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간은 아래 [표 6,감수제에 따른 콘크리트의 슬럼프 및 응결시간]과 같다.
감수제 종류 슬럼프(㎜) 응결시간(hrs)
제조직후 1시간 후 초결 종결
멜라민계 120 111 9.8 12.8
리그산계 118 107 9.3 12.5
나프탈렌계 78 25 6.3 8.4
폴리카본산계 138 129 19.2 28.1
[표 6]을 참조하면, 멜라민계와 리그산계 감수제를 사용한 경우에는 유동성(슬럼프) 및 경화시간이 작업성 확보에 충분하나, 나플탈렌계 감수제를 사용한 경우에는 콘크리트의 유동성이 크게 저하될 뿐만 아니라 응결시간도 비교적 빠르게 진행되었으며, 폴리카본산계 감수제를 사용한 경우에는 유동성이 크게 향상되었지만 응결시간이 많이 지연되어 경화가 시작되는 종결이 1일 이상인 것으로 나타났다.
따라서, 작업성 확보를 위한 유동성 및 적절한 경화시간을 고려해 볼 때, 당류 감수제 제조시 멜라민계와 리그산계 감수제를 사용하는 것이 적절한 것으로 판단된다.
< 실시예 4: 고로슬래그의 분말도에 따른 영향>
본 발명에 따라 제조된 무시멘트 콘크리트에 있어서, 결합재인 고로슬래그의 분말도가 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 분석하기 위하여, [표 1]과 같이 구성된 고로슬래그의 분말도를 2,700cm2/g, 3,300cm2/g, 4,500cm2/g, 6,200cm2/g, 8,200cm2/g 및 10,100cm2/g으로 하여 콘크리트를 제조하였으며, 고로슬래그 이외의 재료인 활성화제, 당류 감수제 및 골재 등의 배합비는 상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>와 같다.
상기와 같이 고로슬래그의 분말도를 달리하여 제조한 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도 측정 결과는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다. 도 3은 고로슬래그 분말도에 따른 무시멘트 콘크리트의 슬럼프를 나타낸 그래프이며, 도 4는 고로슬래그 분말도에 따른 무시멘트 콘크리트의 압축강도를 나타낸 그래프이다. 압축강도는φ100× 200mm 원주시험체를 제작하여 20℃에서 1일 동안 양생을 실시한 다음 기건상태(습도 65±5%)에서 양생을 실시하여 재령 3일, 7일, 28일 및 91일에서 KS F 2405에 준하여 측정하였다.
도 3을 참조하면, 고로슬래그의 분말도가 클수록 슬럼프가 약간씩 감소하여 시공성이 다소 저하되는 것으로 나타났으나, 분말도 8200cm2/g까지는 슬럼프가 123~113mm 범위로 유동성이 크게 저하되지 않지만, 분말도 10,100cm2/g인 경우에는 슬럼프가 75mm 정도로 유동성이 크게 저하되는 것으로 나타났다.
도 4를 참조하면, 재령 기간이 동일한 경우 고로슬래그의 분말도가 클수록 압축강도가 높아짐을 알 수 있다. 분말도가 2,700cm2/g인 경우, 압축강도는 재령 28일, 재령 91일에서도 25MPa 이하로 비교적 낮게 나타났다. 분말도가 8,200cm2/g과 10,100cm2/g인 경우, 재령 7일까지 초기강도가 약간 증진되는 것으로 나타났으나, 그 이후에는 오히려 분말도 6,200cm2/g에 비해 강도가 저하되는 것으로 나타났다.
따라서, 이상의 결과를 종합하면, 당류감수제, 고로슬래그, 활성화제 등을 사용하여 무시멘트 콘크리트를 제조할 경우, 분말도가 3,300~6,200cm2/g의 범위인 고로슬래그를 사용하는 것이 충분한 작업성 확보 측면에서 바람직하며, 압축강도 25~80MPa 범위에서 사용자의 목적에 맞는 무시멘트 콘크리트의 제조가 가능할 것으로 판단된다. 특히, 작업성과 강도 측면 및 미분쇄과정 등을 고려하여 분말도 6,200cm2/g과 8,200cm2/g은 그 강도면에서 별 차이가 없는 바, 최적의 고로슬래그의 분말도는 6,200cm2/g인 것으로 판단된다.

Claims (7)

  1. 고로슬래그, 잔골재 및 당류 감수제를 믹서에서 교반하는 단계; 및
    활성화제, 굵은 골재 및 물을 상기 믹서에 추가적으로 투입하여 교반하는 단계를 포함하며,
    상기 당류 감수제는 멜라민계 또는 리그산계 중 적어도 하나와 설탕의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 믹서에서 교반한 혼합물을 양생하는 단계를 더 포함하는 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 멜라민계 또는 리그산계 중 적어도 하나와 설탕의 중량비율은 99.5:0.5 ~ 98.0:2.0인 것을 특징으로 하는 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 당류 감수제는 상기 고로슬래그 100중량부에 대하여 1.5 ~ 4.5 중량부인 것을 특징으로 하는 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고로슬래그의 분말도는 3300~6200㎠/g인 것을 특징으로 하는 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 활성화제는 수산화나트륨 또는 소디움실리케이트(sodium silicate) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법.
  7. 제 1항의 제조방법에 의해 제조된 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106746892A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 陕西友邦新材料科技有限公司 一种基于蒸养混凝土的复配聚羧酸系减水剂及其制备方法
KR102406620B1 (ko) * 2021-11-09 2022-06-10 한국건설기술연구원 고로슬래그와 이산화탄소 반응제를 활용한 이산화탄소 저감형 무기계 조성물, 이를 이용하여 플랜터를 제작하는 방법, 및 이에 의해 제작된 플랜터

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160144049A (ko) 2015-06-08 2016-12-16 한국건설기술연구원 건식 무시멘트 콘크리트를 사용한 축사 바닥판 및 그 제조 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3585968B2 (ja) * 1993-10-29 2004-11-10 株式会社エヌエムビー セメント添加剤
KR100741637B1 (ko) * 2006-12-01 2007-07-20 최경득 시멘트를 사용하지 않은 환경친화형 블록
JP5143653B2 (ja) * 2007-11-15 2013-02-13 誠 市坪 コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品
KR100908498B1 (ko) 2008-03-03 2009-07-21 전남대학교산학협력단 무시멘트 알카리 활성 벽돌

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106746892A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 陕西友邦新材料科技有限公司 一种基于蒸养混凝土的复配聚羧酸系减水剂及其制备方法
KR102406620B1 (ko) * 2021-11-09 2022-06-10 한국건설기술연구원 고로슬래그와 이산화탄소 반응제를 활용한 이산화탄소 저감형 무기계 조성물, 이를 이용하여 플랜터를 제작하는 방법, 및 이에 의해 제작된 플랜터

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