KR20130050667A - Composition for radiant heating floor panel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온돌바닥 미장용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 고로슬래그 미분말, 열병합 플라이애시, 제지슬러지 소각재, 석고 및 모래로 구성된 건식 모르타르 조성물과 시공성 개선제가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하여 환경친화적이면서도 시공 시 작업성이 우수할 뿐만 아니라 시공 후 압축강도 및 수축변형 저항성도 우수한 온돌바닥 미장용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for plastering ondol floor, specifically, it is composed of a dry mortar composition composed of blast furnace slag fine powder, cogeneration fly ash, paper sludge incineration ash, gypsum and sand and a construction improver, It relates to an ondol floor plastering composition having excellent workability as well as excellent compressive strength and shrinkage resistance after construction.
주거건축물의 온돌바닥 미장에 사용되는 모르타르는 시멘트, 모래 및 물로 구성되는 것이 일반적이다. 시멘트는 대표적인 무기결합재라고 할 수 있는데, 그 원료의 주성분은 석회석이다. 석회석의 주성분은 CaCO3이고, 이를 소성하는 과정에서 막대한 에너지가 소비된다. 결과적으로 시멘트 제조과정에서 제조량 대비 44wt% 이상의 이산화탄소가 발생하게 되고, 온실가스의 배출이라는 측면에서 환경에 매우 좋지 않은 영향을 미치게 된다.The mortar used for plastering the underfloor of residential buildings is generally composed of cement, sand and water. Cement is a representative inorganic binder, and its main component is limestone. The main component of limestone is CaCO 3 and enormous energy is consumed in the firing process. As a result, more than 44wt% of carbon dioxide is generated in the cement manufacturing process, which has a very bad effect on the environment in terms of greenhouse gas emissions.
이와 같은 상황 속에서 무시멘트 결합재에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그 결과로서 고로슬래그 미분말만을 결합재로 사용하거나 화력발전소의 정제된 플라이애시나 소성·가공 처리된 메타카올린 등을 결합재로 사용하는 기술들이 개발되기도 하였다. 이러한 기술들은 대한민국 등록특허 제10-0942032호, 제10-0942028호 대한민국 공개특허 제10-2011-0000441호 등에 나타나 있다. In this situation, studies on cementless binders have been made. As a result, technologies that use only blast furnace slag powder as a binder or refined fly ash of a thermal power plant or metakaolin that have been calcined and processed have been developed. Such technologies are shown in Korean Patent Nos. 10-0942032 and 10-0942028, Korean Patent Publication No. 10-2011-0000441.
그러나 이들 기술들은 대부분 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH) 또는 규산나트륨(Sodium Silicates) 등과 같은 고가의 활성화제를 사용하고, 양생을 65℃ 수준의 고온으로 진행시킴으로써 알칼리 활성화가 이루어지도록 하는 특징을 가지고 있다. 또한 고온조건이 아닌 상온조건에서 양생시키기 위해서는 목표강도의 만족을 위해 높은 몰농도의 활성화제가 다량으로 사용되어야 하고, 그 결과 초기 유동성이 급격히 손실되어 급결하는 등 현장 적용이 불가능한 문제가 발생하였다. 특히 활성화제로서 pH 12.0이상의 강알칼리 성분의 화학약품을 사용하여 작업의 안전성 측면에서도 문제가 있었다.However, most of these technologies use expensive activators such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) or sodium silicate (Sodium Silicates), and alkali activation is performed by proceeding curing to a high temperature of 65 ° C. Have In addition, in order to cure at room temperature, not high temperature conditions, a high molar concentration of activator must be used in large quantities to satisfy the target strength, and as a result, the initial fluidity is rapidly lost and it is impossible to apply it on site. In particular, there was a problem in terms of safety of the work using a strong alkali chemicals of pH 12.0 or more as an activator.
따라서 종래의 무시멘트 결합재의 경우 모르타르 형태보다는 주로 블록이나 벽돌과 같은 2차 제품에 대해 적용성을 검토하고 있는 실정이다.
Therefore, in the case of the conventional cement binder, the applicability to the secondary products such as blocks or bricks is mainly examined rather than mortar form.
한편, 시멘트와 모래만이 혼합된 것을 건식 시멘트 모르타르라고 하며, 쓰는 장소에 옮겨 물을 부어 다시 반죽해서쓴다. 시멘트와 물을 반죽한 것을 시멘트풀 또는 시멘트 페이스트라 하고 이 시멘트 페이스트의 경화작용에 의해 모래와 함께 굳어지는 것이다. 건식 모르타르는 공사현장에서 물과 혼합하여 사용하도록 되어 있어 운반이 간편하고, 시공편의성도 좋아 그 사용이 늘어나고 있다. On the other hand, only cement and sand mixed is called dry cement mortar, and moved to a place to pour water and knead again. Cement paste and water paste are called cement paste or cement paste and are hardened together with sand by the hardening action of the cement paste. Dry mortar is used to be mixed with water at the construction site, so it is easy to transport and has good construction convenience.
대한민국 등록특허 제10-0943247호에는 '천연재료를 이용한 건축용 건식 몰탈의 제조방법'에 관한 기술이 개시되어 있다. 다만 그 제조방법에 의해 생산되는 모르타르는 여전히 시멘트를 함유하게 된다.
Republic of Korea Patent No. 10-0943247 discloses a technology relating to the 'manufacturing method of dry mortar for building using natural materials'. However, the mortar produced by the manufacturing method still contains cement.
본 발명은 시멘트를 대신하여 산업부산물을 결합재로 활용하여 친환경적이면서도 기존의 무시멘트 결합재 제품이 가지고 있었던 작업성 확보의 어려움을 해결하고 더 나아가 현장에서 물과 배합되어 시공되는 건식 조성물 형태로 제품화될 수 있어 시공 편의성도 우수한 온돌바닥 미장용 조성물을 제공하는데에 그 목적이 있다.
The present invention solves the difficulties of securing the workability of the environmentally friendly but conventional cement binder products by using industrial by-products as a binder instead of cement, and further can be commercialized in the form of a dry composition that is mixed with water in the field The purpose is to provide an ondol floor plastering composition excellent in construction convenience.
전술한 과제의 해결을 위하여 본 발명은, 고로슬래그 미분말, 열병합 플라이애시, 제지슬러지 소각재, 석고 및 모래로 이루어진 건식 모르타르 조성물 및 시공선 개선제가 혼합된 온돌바닥 미장용 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a dry mortar composition consisting of blast furnace slag fine powder, cogeneration fly ash, paper sludge incineration ash, gypsum and sand and a composition for on-floor floor plastering mixed with the construction line improver.
이때, 상기 건식 모르타르 조성물은 상기 고로슬래그 미분말 3.0~15.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 10.0~40.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0~10.0wt%, 상기 석고 0.5~2.5wt% 및 상기 모래 50.0~80.0wt%로 구성되고, 상기 시공성 개선제는 상기 건식 모르타르 조성물 중량 대비 0.05~0.15% 혼합되는 것이 바람직하다.At this time, the dry mortar composition is the blast furnace slag fine powder 3.0 ~ 15.0wt%, the cogeneration fly ash 10.0 ~ 40.0wt%, the papermaking sludge incinerator 3.0 ~ 10.0wt%, the gypsum 0.5 ~ 2.5wt% and the sand 50.0 ~ 80.0 It is preferably composed of wt%, the construction improver is preferably 0.05 to 0.15% of the dry mortar composition weight.
또한, 상기 시공성 개선제는 유동화제 70.0~90.0wt% 및 지연제 10.0~30.0wt%로 구성된 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 유동화제는 폴리카르본산계 유동화제, 나프탈렌계 유동화제, 리그닌계 유동화제 및 멜라민계 유동화제 중 어느 한 가지 이상으로 이루어진 것이고, 상기 지연제는 붕소계 지연제 및 인산계 지연제 중 어느 한 가지 이상으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the workability improving agent is preferably composed of a fluidizing agent 70.0 ~ 90.0wt% and a retardant 10.0 ~ 30.0wt%, specifically, the fluidizing agent is a polycarboxylic acid-based fluidizing agent, naphthalene-based fluidizing agent, lignin-based fluidizing agent and It is made of any one or more of the melamine-based fluidizing agent, the retardant may be characterized by consisting of any one or more of the boron-based retardant and phosphate-based retardant.
본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 모르타르 조성물에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the mortar composition for plastering ondol floor according to the present invention has the following effects.
1. 시멘트를 대신하여 산업부산물이 사용됨에도 불구하고 기존의 무시멘트 결합재를 사용하는 경우와 달리 수산화나트륨이나 규산나트륨과 같은 고가의 활성화제를 사용하지 않아 경제적일 뿐만 아니라 강알칼리 약품 사용에 따르는 시공상의 위험도 유발하지 않는다.1.In spite of using industrial by-products instead of cement, it is not economical to use expensive activators such as sodium hydroxide or sodium silicate, unlike conventional cement binders. It does not cause any danger.
2. 기존의 무시멘트 결합재를 사용한 모르타르 조성물의 경우 상온양생조건에서 목표강도의 달성을 위해 다량의 활성화제를 필요로 하여 초기 유동성 손실과 작업성의 저하를 초래하였던 것과 달리 상온조건에서의 양생이 가능하고 최대 3시간까지 유동성을 유지할 수 있어 작업성이 우수하다.2. In case of mortar composition using cementless binder, it requires curing at room temperature, unlike the initial mortgage, which requires a large amount of activator to achieve the target strength. It can keep fluidity for up to 3 hours and it is excellent in workability.
3. 금속재료가 함께 사용되지 않고 순수 모르타르만 사용되는 주거 건축물의 온돌바닥 미장용으로 적합한 물성을 나타낸다.3. It exhibits suitable properties for plastering on-floor floors in residential buildings, where only pure mortar is used, not metal materials.
4. 건식의 조성물이기 때문에 운반이 간편하고, 현장에서 물과 배합하여 적용하도록 되어 있어 시공편의성이 뛰어나다.4. Because it is a dry composition, it is easy to transport, and it is designed to be combined with water in the field, so it is excellent in construction convenience.
5. 시공 후 의 압축강도 및 수축변형 저항성이 우수하다.
5. Excellent compressive strength and shrinkage deformation after construction.
본 발명은 고로슬래그 미분말, 열병합 플라이애시, 제지슬러지 소각재, 석고 및 모래로 이루어진 건식 모르타르 조성물 및 시공선 개선제가 혼합된 온돌바닥 미장용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a dry mortar composition consisting of blast furnace slag fine powder, cogeneration fly ash, paper sludge incineration ash, gypsum and sand, and a composition for on-floor floor plastering in which a construction line improving agent is mixed.
상기 건식 모르타르 조성물을 구성하는 재료 중 상기 고로슬래그 미분말은 제철소에서 발생하는 산업부산물로 분말도가 4,000~5,000㎝2/g 수준인 고로슬래그 미분말을 의미하고, 상기 석고 및 상기 모래는 일반적인 모르타르 조성물에 사용되는 재료이다. 다만 상기 모래는 완전히 건조된 모래가 사용된다.Among the materials constituting the dry mortar composition, the blast furnace slag powder is an industrial by-product generated in a steel mill, and means a blast furnace slag powder having a powder level of 4,000 to 5,000 cm 2 / g, and the gypsum and the sand are used in a general mortar composition. The material used. However, the sand is used completely dried sand.
이하에서는 본 발명은 특징적인 요소들인 상기 열병합 플라이애시, 상기 제지슬러지 소각재, 상기 시공성 개선제에 대해 상세히 설명한 후, 구체적인 배합 실시예들을 살펴본다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to the cogeneration fly ash, the papermaking sludge incinerator, and the workability improving agent, which are characteristic elements, and then look at specific blending embodiments.
1. 열병합 플라이애시Cogeneration Fly Ash
상기 열병합 플라이애시는 중소규모의 열병합 발전소에서 질산화물의 배출을 방지하기 위해 연소온도를 850℃ 정도로 유지하고, 암모니아를 분무하는 등의 방법을 사용하는 과정에서 발생하는 고칼슘 플라이애시를 의미하는데 이는 화력발전소에서 발생·정제되는 플라이애시와 상이한 특성을 가지고 있다. The cogeneration fly ash refers to a high calcium fly ash generated in the process of maintaining a combustion temperature of about 850 ° C. and spraying ammonia in order to prevent emissions of nitric oxide in small and medium scale cogeneration plants. It has different characteristics from fly ash generated and purified in
아래의 [표 1]은 화력발전소 정제 플라이애시와 본 발명에서 사용되는 열병합 플라이애시의 특징을 비교한 비교표이다.Table 1 below is a comparison table comparing the characteristics of the thermal power plant refined fly ash and cogeneration fly ash used in the present invention.
아래의 [참고도 1]은 화력 발전소와 열병합 발전소에서의 플라이애시 발생 공정도를 비교한 비교도이다.
[Reference 1] below is a comparison chart comparing the fly ash generation process diagram in thermal power plants and cogeneration plants.
[참고도 1][Reference Figure 1]
상기 열병합 플라이애시는 다량의 Free CaO(유리석회)를 포함하고 있는데, 본 발명에서는 Free CaO 함량이 40~60wt% 범위에 있는 열병합 플라이애시가 사용된다. CaO는 급격한 발열과 부피팽창을 일으키는데 이는 모르타르의 초기 유동성 저하 및 균열발생의 요인이 될 수 있어 성분함량의 제한이 필요하기 때문이다.The cogeneration fly ash includes a large amount of free CaO (free lime). In the present invention, a cogeneration fly ash having a free CaO content in the range of 40 to 60 wt% is used. CaO causes rapid exothermic heat and volume expansion because it may be the cause of initial mortality deterioration and crack formation of mortar, and thus it is necessary to limit the content of the component.
상기 열병합 플라이애시에 포함된 Free CaO는 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 생성하게 되고, 자경효과에 의해 초기강도를 발휘하게 한다. 또한 수산화칼슘에서 방출되는 Ca2+이온은 고로슬래그 미분말에 포함되어 있는 규산염(SiO2)이나 알루민산염(Al2O3)과 반응하여 칼슘실리케이트 수화물(CSH) 및 칼슘알루미네이트 수화물(CAH) 등을 생성함으로써 경화되는 특징이 있다. 결과적으로 시멘트의 사용없이도 시멘트와 유사한 수화반응 메커니즘을 나타낸다.Free CaO included in the cogeneration fly ash generates calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), and exhibits initial strength by virtue of the magnetizing effect. In addition, Ca 2+ ions released from calcium hydroxide react with silicate (SiO 2 ) or aluminate (Al 2 O 3 ) contained in blast furnace slag powder, such as calcium silicate hydrate (CSH) and calcium aluminate hydrate (CAH) There is a characteristic that is cured by producing. The result is a similar hydration mechanism to cement without the use of cement.
상기 열병합 플라이애시의 그밖의 성분 및 물성을 살펴보면 SO3가 3~7wt%범위에서 함량되어 있고, 비중은 2.5~3.10, 분말도는 2,500~6,500㎝2/g 이다.
Looking at the other components and physical properties of the cogeneration fly ash, SO 3 is contained in the range of 3 ~ 7wt%, specific gravity is 2.5 ~ 3.10, powder degree is 2,500 ~ 6,500cm 2 / g.
2. 제지슬러지 소각재2. Paper Sludge Incineration Ash
상기 제지슬러지 소각재는 제지과정의 부산물로서 석회석 미분말이 다량 포함된 제지슬러지를 소각하는 과정에서 전기집진기에 의해 포집되는 특징을 가지고 있다. 상기 제지슬러지 소각재는 다량의 Free CaO와 Cl-, MgO를 포함하고 있다. The paper sludge incinerator has a feature of being collected by an electrostatic precipitator during incineration of paper sludge containing a large amount of fine limestone powder as a by-product of the papermaking process. The paper sludge incineration material contains a large amount of free CaO, Cl − , and MgO.
아래의 [참고도 2]는 제지슬러지 소각재의 발생 공정을 나타낸 모식도이다.
[Reference Figure 2] below is a schematic diagram showing the process of generating paper sludge incineration ash.
[참고도 2][Reference Figure 2]
본 발명에서는 Free CaO의 함량비가 30~50wt% 범위인 제지슬러지 소각재가 사용된다. 이는 상기 열병합 플라이애시의 설명에서 언급한 것처럼 CaO는 급격한 발열과 부피팽창을 일으키는데 이는 모르타르의 초기 유동성 저하 및 균열발생의 요인이 될 수 있어 성분함량의 제한이 필요하기 때문이며, 상기 제지슬러지 소각재에 포함된 CaO는 상기 열병합 플라이애시에서 설명한 바와 같이 시멘트와 유사한 수화반응 메커니즘을 나타낸다.In the present invention, a paper sludge incinerator having a content ratio of Free CaO in the range of 30 to 50 wt% is used. This is because, as mentioned in the description of the cogeneration fly ash, CaO causes rapid heat generation and volume expansion, because it may be a factor of initial mortality deterioration and cracking of mortar, and thus it is necessary to limit the content of the component, which is included in the papermaking sludge incinerator. CaO exhibits a hydration mechanism similar to cement as described in the cogeneration fly ash.
상기 제지슬러지의 소각재의 Cl- 함량은 10,000~20,000ppm 범위이다. Cl-은 철과 쉽게 반응하기 때문에 높은 Cl-의 함량을 보이는 제지슬러지 소각재는 철을 사용하는 각종 건설재료에 부적합한 물질로 평가되고 있으며 시멘트 원료 등으로 활용되지 못하고 전량 폐기처리되고 있는 실정이다. 그러나 온돌바닥 미장에는 철근재료가 포함되지 않으므로 철과의 반응성은 문제되지 않으며, 오히려 초기강도를 개선시키는 역할을 한다.Cl - content of the incineration ash of the papermaking sludge is in the range of 10,000 ~ 20,000ppm. Since Cl - easily reacts with iron, the paper sludge incineration material having a high Cl - content is considered to be unsuitable for various construction materials using iron, and it is not used as a cement raw material and is disposed of entirely. However, since the reinforcement is not included in the underfloor plastering, the reactivity with iron is not a problem, but rather serves to improve the initial strength.
또한, 상기 제지슬러지 소각재에는 MgO 성분이 5~15wt% 정도 포함되어 있는데 MgO는 장기 재령에서 Free CaO에서 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응하여 Mg(OH)2를 생성하고 부피 팽창함으로써 모르타르의 균열을 저감시키는 특징이 있다.In addition, the paper sludge incineration ash contains about 5-15 wt% of MgO, and MgO reacts with calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) produced by Free CaO in long-term age to produce Mg (OH) 2 and expand by volume. It has the characteristic of reducing the crack of mortar.
한편, 그 밖의 물성을 살펴보면 비중 2.25~3.05, 분말도 2,500~5,000㎝2/g이다.On the other hand, when looking at the other physical properties specific gravity 2.25 ~ 3.05, the powder is also 2,500 ~ 5,000 cm 2 / g.
상기 제지슬러지 소각재는 금속재료를 사용하지 않고, 순수 모르타르만 사용하는 주거 건축물의 온돌바닥 미장용 결합재로서는 매우 적합한 물성을 가지고 있다고 할 수 있다.
The paper sludge incineration material may be said to have very suitable physical properties as a binder for plastering on-floor floors in residential buildings using only pure mortar without using a metal material.
3. 시공성 개선제3. Constructivity improver
상기 시공성 개선제는 상기 건식 모르타르 조성물에 첨가되어 추후 물을 배합하여 시공할 때 초기 작업성을 개선하여 급격한 경화를 방지해주는 역할을 하는 혼화제로서의 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 시공성 개선제로서 분말형태의 유동화제(superplasticizer, 流動化劑)와 지연제(retarder, 遲延劑)의 혼합재제가 사용된다.The workability improver is added to the dry mortar composition and serves as a admixture that serves to prevent rapid hardening by improving initial workability when constructing water afterwards. In the present invention, a mixed material of a superplasticizer and a retarder in powder form is used as the constructability improving agent.
상기 유동화제는 모르타르 조성물의 입자표면에 흡착하여 입자 표면에 전하를 주고 입자간 반발력을 발산시켜 응집한 입자를 분산하여 모르타르 조성물의 유동성을 증가시키는 혼화제이다. 유동화제는 액상형태 모르타르 제조시 물과 함께 배합되기도 하지만 본 발명에서는 분말형태로 건식 모르타르 조성물에 혼합된다. 본 발명에 있어서 상기 유동화제로는 폴리카르본산계 유동화제, 나프탈렌계 유동화제, 리그닌계 유동화제 및 멜라민계 유동화제 중 어느 한 가지 이상이 사용된다. The fluidizing agent is a admixture which adsorbs on the particle surface of the mortar composition to charge the particle surface and dissipates the aggregated particles by dissipating the repulsive force between particles to increase the fluidity of the mortar composition. The glidant may be combined with water when preparing the liquid mortar, but in the present invention it is mixed with the dry mortar composition in powder form. In the present invention, at least one of polycarboxylic acid-based fluidizing agent, naphthalene-based fluidizing agent, lignin-based fluidizing agent and melamine-based fluidizing agent is used as the fluidizing agent.
상기 지연제는 모르타르 조성물의 응결을 지연시키는 작용을 하는 혼화제이다. 본 발명에서는 상기 지연제로서 붕소계 또는 인산계로 구별될 수 있는 무기질계 지연제가 사용되는데 무기질계 지연제는 응결, 경화를 지연시키는 작용만 할 뿐 모르타르 조성물의 다른 성질에 영향을 미치지 않는 특징이 있다. 상기 무기질계 지연제는 규소 불소화물, 인산염, 붕산염 등이 난용성(難溶性)인 칼슘염을 형성하여 모르타르 페이스트 입자를 피복함으로서 수화반응을 지연시키는 메커니즘을 가지고 있다.The retarder is a admixture that acts to retard condensation of the mortar composition. In the present invention, an inorganic retardant which can be classified as boron or phosphate is used as the retardant, but the inorganic retardant only has a function of delaying condensation and curing and does not affect other properties of the mortar composition. . The inorganic retardant has a mechanism for delaying the hydration reaction by forming calcium salts in which silicon fluoride, phosphate, borate and the like are poorly soluble to coat the mortar paste particles.
상기 유동화제와 상기 지연제를 혼합한 시공성 개선제를 사용하는 이유는 초기 작업성 및 재령 후 압축강도의 적절한 확보를 위함이다.The reason for using the constructability improving agent mixed with the fluidizing agent and the retarder is to ensure proper workability and compressive strength after the age.
구체적인 비교를 위하여 상기 고로슬래그 미분말 9.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 17.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0wt%, 상기 석고 1.0wt% 및 상기 모래 70wt%로 구성된 건식 모르타르 조성물에 물을 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 22중량부 배합하되(일반적인 건축 시공에 있어서 결합재 및 모래의 중량대비 물은 15~25% 배합), 상기 폴리카르본산계 유동화제 80.0wt% 및 상기 붕소계 지연제 20.0wt%로 구성된 시공성 개선제 또는 상기 폴리카르본산계 유동화제 80.0wt% 및 상기 인산계 지연제 20.0wt%로 구성된 시공성 개선제 또는 상기 폴리카르본산계 유동화제를 각각 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 0.1중량부씩 혼합하거나(각각 실시예1, 2, 3) 상기 붕소계 지연제를 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 0.05중량부 혼합(실시예 4)하여 각각의 경우에 있어서의 슬럼프 플로우(mm) 및 재령일수에 따른 압축강도(MPa)를 측정하였다. 아래의 [표 2]에 그 측정결과가 나타나 있다.
The dry mortar composition of water in the dry mortar composition consisting of the blast furnace slag fine powder 9.0wt%, the cogeneration fly ash 17.0wt%, the papermaking sludge incinerator 3.0wt%, the gypsum 1.0wt% and the sand 70wt% 22 parts by weight to 100 parts by weight (15 to 25% water by weight of the binder and sand in a general construction), 80.0 wt% of the polycarboxylic acid-based fluidizing agent and 20.0 wt% of the boron-based retardant A composition improver or a polycarboxylic acid-based fluidizing agent composed of 80.0 wt% of the polycarboxylic acid-based fluidizing agent and 20.0 wt% of the phosphoric acid-based retardant, or 0.1 parts by weight of the dry mortar composition (Examples 1, 2 and 3, respectively) 0.05 parts by weight of the boron-based retarder compared to 100 parts by weight of the dry mortar composition (Example 4) Compression strength (MPa) according to Yiwu slump flow (mm), and Age in days was determined. Table 2 below shows the measurement results.
[표 2]에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 유동화제와 상기 지연제를 혼합한 시공성 개선제가 첨가된 실시예 1, 2의 경우 슬럼프 플로우 개선효과가 크고, 재령 후 압축강도도 우수하다. 시공 작업을 위해서는 일반적으로 슬럼프 플로우 값이 200mm 이상 되어야 하는데, 실시예 4에서와 같이 상기 붕소계 지연제만을 사용한 경우에는 초기 작업성 확보가 불가능할 뿐만 아니라 재령 후 압축강도도 현저히 저하되는 문제점이 있는 것으로 나타났으며, 실시예 3에서와 같이 상기 유동화제만을 사용한 경우에는 30분 경과 후 슬럼프 플로우 값이 190mm로 나타나 빠른 경화로 인한 작업성의 급격한 손실이 문제점으로 나타났다.
As can be seen in Table 2, in Examples 1 and 2 to which the constructability modifier mixed with the fluidizing agent and the retardant was added, the slump flow improving effect was large, and the compressive strength after the age was also excellent. In general, for the construction work, the slump flow value should be 200 mm or more. In the case of using only the boron-based retardant as in Example 4, it is not only possible to secure initial workability, but also has a problem in that the compressive strength is significantly reduced after the age. In the case of using only the fluidizing agent, as in Example 3, the slump flow value was 190 mm after 30 minutes, resulting in a sudden loss of workability due to rapid curing.
상기 시공성 개선제의 바람직한 실시예는 상기 유동화제 70.0~90.0wt% 및 상기 지연제 10.0~30.0wt%가 혼합된 것으로, 상기 유동화제는 폴리카르본산계 유동화제, 나프탈렌계 유동화제, 리그닌계 유동화제 및 멜라민계 유동화제 중 어느 한 가지 이상으로 이루어진 것이고, 상기 지연제는 붕소계 지연제 및 인산계 지연제 중 어느 한 가지 이상으로 이루어진 것이다. A preferred embodiment of the construction improver is a mixture of 70.0 ~ 90.0wt% of the fluidizing agent and 10.0 ~ 30.0wt% of the retardant, the fluidizing agent is a polycarboxylic acid-based fluidizing agent, naphthalene-based fluidizing agent, lignin-based fluidizing agent And it is made of any one or more of the melamine-based fluidizing agent, the retardant is made of any one or more of the boron-based retardant and phosphate-based retardant.
상기 시공성 개선제를 구성함에 있어서 상기 유동화제를 상대적으로 다량 혼합하는 이유는 [표 2]에서 확인할 수 있는 것처럼 초기 작업성 확보에 있어서 중요한 슬럼프 플로우 성능의 향상에는 상기 유동화제의 역할이 크기 때문이다.
The reason why the relatively large amount of the fluidizing agent is mixed in constructing the workability improving agent is that the fluidizing agent plays a large role in improving the slump flow performance, which is important in securing initial workability, as can be seen in [Table 2].
4. 구체적인 배합비율4. Specific compounding ratio
이하에서는 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물에 있어서 각 구성성분들의 바람직한 배합비를 검토한다.
Hereinafter, the preferable compounding ratio of each component in the on-floor floor plastering composition which concerns on this invention is examined.
(1) 건식 모르타르 조성물의 배합비(1) Mixing ratio of dry mortar composition
우선 상기 온돌바닥 미장용 조성물에 포함되는 건식 모르타르 조성물의 구성성분들의 바람직한 배합비를 살펴보기 위해 상기 건식 모르타르 조성물을 물과 배합한 뒤 재령일수에 따른 압축강도를 측정하였다.First, the dry mortar composition was combined with water in order to examine a preferred blending ratio of the components of the dry mortar composition included in the ondol-floor plastering composition, and then the compressive strength was measured according to the number of days of aging.
일반적인 건축 시공에 있어서 결합재 및 모래의 중량대비 물은 15~25% 배합되므로 물의 배합비는 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 물 22중량부로 고정하는 한편, 상기 건식 모르타르 조성물에 있어서 상기 모래와 석고는 각각 60.0wt%, 1.5wt%로 배합비율을 고정한 뒤, 상기 고로슬래그 미분말, 상기 열병합 플라이애시 및 상기 제지슬러지 소각재의 배합비를 변경해가며 시험하였다. Since water is 15 to 25% by weight of the binder and sand in general construction, the mixing ratio of water is fixed to 22 parts by weight of water relative to 100 parts by weight of the dry mortar composition, while in the dry mortar composition, the sand and gypsum are respectively After fixing the compounding ratio at 60.0 wt% and 1.5 wt%, the mixture ratio of the blast furnace slag fine powder, the cogeneration fly ash and the paper sludge incineration ash was tested while changing the compounding ratio.
아래의 [그래프 1]은 상기 고로슬래그 미분말을 5.0wt%로 고정하고, 상기 열병합 플라이애시 및 상기 제지슬러지 소각재의 함량을 각각 (30.5wt%, 3.0wt%), (27.5wt%, 6.0wt%), (24.5wt%, 9.0wt%)으로 배합하여 시험한 결과이고, [그래프 2]는 상기 고로슬래그 미분말을 10.0wt%로 고정하고, 상기 열병합 플라이애시 및 상기 제지슬러지 소각재의 함량을 각각 (25.5wt%, 3.0wt%), (22.5wt%, 6.0wt%), (19.5wt%, 9.0wt%)으로 배합하여 시험한 결과로서 재령일수에 따른 압축강도를 측정하여 정리한 것이다.
[Graph 1] below fixes the blast furnace slag fine powder to 5.0wt%, and the contents of the cogeneration fly ash and the papermaking sludge incineration ash (30.5wt%, 3.0wt%), (27.5wt%, 6.0wt%, respectively). ), (24.5 wt%, 9.0 wt%), and the test results. [Graph 2] fixes the blast furnace slag fine powder to 10.0 wt%, and adjusts the contents of the cogeneration fly ash and the papermaking sludge incinerator, respectively ( 25.5wt%, 3.0wt%), (22.5wt%, 6.0wt%), (19.5wt%, 9.0wt%) as a test result of the compressive strength according to the age of the age was summarized.
[그래프 1][Graph 1]
[그래프 2][Graph 2]
위의 [그래프 1] 및 [그래프 2]에서 확인할 수 있는 것처럼 상기의 모든 시험조건에 따른 온돌바닥 미장용 모르타르 조성물은 7일 재령에 5㎫이상, 28일 재령에 15㎫이상의 압축강도를 나타내고 있다.As can be seen in [Graph 1] and [Graph 2], the on-floor plastering mortar composition according to all the above test conditions has a compressive strength of 5 MPa or more at 7 days and 15 MPa at 28 days. .
주거 건축물에 온돌바닥을 시공하는 것은 우리나라에서는 일반적이지만 세계적으로는 그 사례가 거의 없기 때문에 압축강도에 대한 국제적인 기준도 존재하지 않는다. 다만 통상적인 건축물에 요구되는 압축강도를 고려할 때, 7일 재령에 5㎫이상, 28일 재령에 15㎫이상의 압축강도를 나타낸다면 주거 건축물의 바닥으로 적절한 수준이라고 볼 수 있다.The installation of ondol floors in residential buildings is common in Korea, but there are no international standards for compressive strength because there are few examples in the world. However, considering the compressive strength required for a typical building, the compressive strength of 5 MPa or more in the 7-day age and 15 MPa or more in the 28-day age can be considered as a suitable level for the floor of a residential building.
위에서 언급한 압축강도 수준을 고려하고, 모래 함량비의 변동을 고려할 때, 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물에 있어서 상기 건식 모르타르 조성물은 상기 고로슬래그 미분말 3.0~15.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 10.0~40.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0~10.0wt%, 상기 석고 0.5~2.5wt% 및 상기 모래 50.0~80.0wt%로 구성되는 것이 바람직하다.
Considering the above-mentioned compressive strength level and considering the variation of the sand content ratio, the dry mortar composition is 3.0 to 15.0 wt% of the blast furnace slag fine powder in the ondol-floor plastering composition according to the present invention, the cogeneration fly ash 10.0 ~ 40.0wt%, the paper sludge incineration ash 3.0 ~ 10.0wt%, the gypsum 0.5 ~ 2.5wt% and the sand is preferably composed of 50.0 ~ 80.0wt%.
(2) 시공성 개선제의 첨가비(2) Addition ratio of workability improver
본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물은 상기 건식 모르타르 조성물에 상기 시공선 개선제를 추가적으로 배합한 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 건식 모르타르 조성물만을 물과 배합하여 시공할 경우 급격한 경화로 인해 초기 작업성이 저하되고, 결과적으로 재령 후의 압축강도도 저하되는 문제점이 있기 때문이다.The ondol floor plastering composition according to the present invention is characterized in that the dry mortar composition is further blended with the construction line improver, which is the initial workability is reduced due to the rapid curing when the dry mortar composition is combined with water This is because, as a result, there is a problem that the compressive strength after the age is also lowered.
일반적인 건축 시공에 있어서 결합재 및 모래의 중량대비 물은 15~25% 배합되므로 물의 배합비는 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 물 22중량부로 고정하는 한편, 상기 건식 모르타르 조성물은 상기 고로슬래그 미분말 9.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 17.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0wt%, 상기 석고 1.0wt%, 상기 모래 70.0wt%로 구성된 것을 사용하되, 상기 폴리카르본산계 유동화제 80.0wt%와 상기 붕소계 지연제 20.0wt%가 혼합되어 이루어진 시공성 개선제(A)를 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 각각 0.05wt%, 0.10wt%, 0.15wt% 첨가해준 뒤 슬럼프 플로우(mm)와 재령일수에 따른 압축강도(MPa)를 측정한 결과가 아래 [표 3]에 나타나 있다.
Since water is 15 to 25% of the weight of the binder and sand in general construction, the mixing ratio of water is fixed at 22 parts by weight of water to 100 parts by weight of the dry mortar composition, while the dry mortar composition is 9.0wt% of the blast furnace slag powder. , 17.0 wt% of the cogeneration fly ash, 3.0 wt% of the papermaking sludge incinerator, 1.0 wt% of the gypsum, and 70.0 wt% of the sand, wherein 80.0 wt% of the polycarboxylic acid-based fluidizing agent and the boron-based retardant are used. The compressive strength (MPa) according to the slump flow (mm) and the number of days after adding 0.05 wt%, 0.10wt%, and 0.15wt% of the constructability improving agent (A) mixed with 20.0wt%, respectively, based on 100 parts by weight of the dry mortar composition. ) Is shown in [Table 3] below.
A input amount
[표 3]에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 시공성 개선제가 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 0.1중량부 첨가될 때 슬럼프 플로우 개선효과와 압축강도의 조화가 가장 적절함을 확인할 수 있다. 상기 시공성 개선제를 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 0.05중량부 보다 적게 투입할 경우 작업성의 확보가 어려울 것이고, 상기 시공성 개선제를 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 0.15중량부 보다 많게 투입할 경우 압축강도가 저하되는 문제가 있을 것이다.As can be seen in Table 3, when the construction improver is added in an amount of 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the dry mortar composition, it can be seen that the harmony between the slump flow improving effect and the compressive strength is most appropriate. If the workability improving agent is less than 0.05 parts by weight relative to 100 parts by weight of the dry mortar composition, it will be difficult to secure workability, and when the workability improving agent is added to more than 0.15 parts by weight relative to 100 parts by weight of the dry mortar composition, the compressive strength is increased. There will be a problem of deterioration.
따라서 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물에 있어서 상기 시공성 개선제는 상기 건식 모르타르 조성물 중량 대비 0.05~0.15% 혼합되는 것이 바람직하다.
Therefore, in the on-floor plastering composition according to the present invention, the workability improving agent is preferably mixed with 0.05 to 0.15% by weight of the dry mortar composition.
(3) 온돌바닥 미장용 조성물의 배합비(3) Mixing ratio of the composition for plastering ondol floor
이상에서 검토한 바에 의하면 상기 건식 모르타르 조성물과 상기 시공성 개선제의 혼합으로 이루어지는 온돌바닥 미장용 조성물에 있어서 상기 건식 모르타르 조성물은 상기 고로슬래그 미분말 3.0~15.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 10.0~40.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0~10.0wt%, 상기 석고 0.5~2.5wt% 및 상기 모래 50.0~80.0wt%로 구성되고, 상기 시공성 개선제는 상기 건식 모르타르 조성물 중량 대비 0.05~0.15% 혼합되는 것이 작업성 및 압축강도의 확보의 적절한 조화라는 측면에서 바람직한 배합이라고 할 수 있다.
According to the above, the dry mortar composition is 3.0 to 15.0 wt% of the blast furnace slag fine powder, 10.0 to 40.0 wt% of the cogeneration fly ash, in the on-floor plastering composition comprising a mixture of the dry mortar composition and the workability improving agent. 3.0 to 10.0 wt% of the papermaking sludge incinerator, 0.5 to 2.5 wt% of the gypsum, and 50.0 to 80.0 wt% of the sand, and the workability improving agent is mixed with 0.05 to 0.15% of the dry mortar composition by weight. It can be said that it is a preferable compounding from the viewpoint of the appropriate harmony of securing of strength.
한편, 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물을 물과 배합하여 시공할 경우 기존의 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 건조수축율 및 균열발생율을 낮추는 효과도 얻을 수 있다. On the other hand, when combined with water to construct the ondol floor plastering composition according to the present invention it is also possible to obtain the effect of lowering the dry shrinkage and cracking rate compared to the conventional cement mortar composition.
상기 고로슬래그 미분말 9.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 17.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0wt%, 상기 석고 1.0wt% 및 상기 모래 70.0wt%로 구성된 건식 모르타르 조성물에 상기 폴리카르본산계 유동화제 80.0wt% 및 상기 붕소계 지연제 20.0wt%가 혼합된 시공성 개선제를 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 0.1중량부 첨가한 뒤, 물을 상기 건식 모르타르 조성물 100중량부 대비 각각 20, 22, 24중량부 배합하여 시공(각각 실시예 a, b, c)하는 한편, 시멘트 25wt%와 모래 75wt%로 구성된 기존 건식 시멘트 모르타르 조성물에 물을 상기 건식 시멘트 모르타르 조성물 100중량부 대비 20중량부 배합하여 시공(실시예 d)한 뒤 각각의 재령일수에 따른 수축변형(㎛)를 측정하였다. 그 결과가 아래의 [그래프 3]에 나타나 있다.
The polycarboxylic acid-based fluidizing agent 80.0wt in a dry mortar composition consisting of the blast furnace slag fine powder 9.0wt%, the cogeneration fly ash 17.0wt%, the papermaking sludge incinerator 3.0wt%, the gypsum 1.0wt% and the sand 70.0wt% % And 0.10.0 parts by weight of the workability improving agent mixed with 20.0 wt% of the boron-based retardant, added to 100 parts by weight of the dry mortar composition, and then 20, 22 and 24 parts by weight of water were added to 100 parts by weight of the dry mortar composition, respectively. (Examples a, b, and c), respectively, while mixing 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dry cement mortar composition to the existing dry cement mortar composition consisting of 25wt% cement and 75wt% sand (Example d) and then shrinkage strain (µm) was measured according to the number of days of aging. The result is shown in [Graph 3] below.
[그래프3][Graph 3]
위의 [그래프 3]에서 확인할 수 있는 것처럼 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물을 물과 배합하여 시공한 경우가 기존의 건식 시멘트 모르타르를 물에 배합하여 시공한 경우에 비하여 재령 일수에 따른 수축변형이 적게 일어난다. 그 이유는 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물이 CaO를 다량 함유하고 있고 더불어 석고도 포함하고 있어 초기 수화반응 시 CaO 수화반응 및 석고에 의한 에트린자이트 생성에 의한 부피팽창이 수축에 대한 보상을 해주기 때문이다.
As can be seen in [Graph 3], the construction of the ondol-floor plastering composition according to the present invention in combination with water is used to shrink shrinkage according to the number of days of age as compared to the case of constructing conventional dry cement mortar in water. This happens less. The reason is that the on-floor plastering composition according to the present invention contains a large amount of CaO and also includes gypsum, so that the volume expansion due to CaO hydration reaction and the formation of ethrinite by gypsum is compensated for shrinkage during the initial hydration reaction. Because it gives.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물은 산업부산물을 사용하여 친환경적이고, 초기 작업성이 우수할 뿐만 아니라 시공 후의 압축강도 및 수축변형 저항성도 뛰어난 특징을 가지고 있다.
As described above, the on-floor plastering composition according to the present invention is environmentally friendly using industrial by-products, and has excellent characteristics in initial workability as well as excellent compressive strength and shrinkage deformation resistance after construction.
상기의 실시예들을 통해 본 발명에 따른 온돌바닥 미장용 조성물에 대해 상세하게 살펴보았으나 본 발명은 상기의 실시예들에만 한정되는 것은 아니라 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다소간의 변형 및 변경이 가능하다고 할 것이다. Although the present invention has been described in detail with respect to the ondol floor plastering composition according to the present invention, the present invention will not be limited to the above embodiments, but will be more or less within the scope without departing from the spirit of the present invention. It will be possible to change and change.
Claims (4)
A blast furnace slag powder, cogeneration fly ash, paper sludge incineration ash, a dry mortar composition consisting of gypsum and sand and a composition for plastering on-floor floors in which a construction line improving agent is mixed.
상기 건식 모르타르 조성물은 상기 고로슬래그 미분말 3.0~15.0wt%, 상기 열병합 플라이애시 10.0~40.0wt%, 상기 제지슬러지 소각재 3.0~10.0wt%, 상기 석고 0.5~2.5wt% 및 상기 모래 50.0~80.0wt%로 구성되고,
상기 시공성 개선제는 상기 건식 모르타르 조성물 중량 대비 0.05~0.15% 혼합된 것을 특징으로 하는 온돌바닥 미장용 조성물.
The method of claim 1,
The dry mortar composition is the blast furnace slag fine powder 3.0 ~ 15.0wt%, the cogeneration fly ash 10.0 ~ 40.0wt%, the paper sludge incinerator 3.0 ~ 10.0wt%, the gypsum 0.5 ~ 2.5wt% and the sand 50.0 ~ 80.0wt% Consisting of,
The constructability improving agent on-floor floor plastering composition, characterized in that 0.05 ~ 0.15% of the dry mortar composition weight is mixed.
상기 시공성 개선제는 유동화제 70.0~90.0wt% 및 지연제 10.0~30.0wt%로 구성된 것을 특징으로 하는 온돌바닥 미장용 조성물.
The method of claim 1,
The constructability improving agent is a flooring plastering composition, characterized in that consisting of a glidant 70.0 ~ 90.0wt% and a retardant 10.0 ~ 30.0wt%.
상기 유동화제는 폴리카르본산계 유동화제, 나프탈렌계 유동화제, 리그닌계 유동화제 및 멜라민계 유동화제 중 어느 한 가지 이상으로 이루어진 것이고,
상기 지연제는 붕소계 지연제 및 인산계 지연제 중 어느 한 가지 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 온돌바닥 미장용 조성물.
The method of claim 3,
The fluidizing agent is composed of any one or more of polycarboxylic acid-based fluidizing agent, naphthalene-based fluidizing agent, lignin-based fluidizing agent and melamine-based fluidizing agent,
The retarder is an ondol floor plastering composition, characterized in that consisting of any one or more of a boron-based retardant and a phosphate-based retardant.
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