KR20130117206A - 무기결합재 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 무기결합재 조성물은 보통포틀랜드 시멘트(normal portaland cement) 100중량부에, 고로슬래그 분말 10~50중량부, 플라이애쉬(fly ash) 5~50중량부, 첨착활성탄 분말 10~60중량부, 석회석 분말 5~20중량부 및 자광석 분말 5~30중량부를 포함하여 이루어진다.

Description

무기결합재 조성물{INORGANIC BINDER COMPOSITION}
본 발명은 무기결합재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라돈가스와 냄새 저감하는 무기결합재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 "새집증후군"이란 화학물질이 복합적으로 작용하여 실내에 거주하는 사람의 인체에 유해한 영향을 미치는 현상을 말한다.
새집 증후군(sick house syndrome)은 세계 보건기구(WHO)의 정의에 의하면 일종의 화학 물질 과민증의 일종으로 현대 건축물에서 주로 사용하는 건축자재와 접착제에서 발생되는 포름알데히드와 휘발성 유기화합물(VOCs)로 인해 일반적으로 나타나는 이상 증세로 크게 "자극반응"과 "알레르기반응"으로 나눌 수 있는데 자극 반응은 눈과 코, 후두 점막이 자극을 받아 일어나는 증상으로 목이 쉬고, 두통이 생기거나 심리적인 피로감을 느끼게 하고, 드물게는 원인을 알 수 없는 알레르기성 질환들로 두드러기, 아토피 피부염, 기관지 천식 등을 발병시키거나 악화시키는 데, 이런 제반 증상을 총칭하여 새집 증후군이라고 규정하고 있으며, 특히 건축을 신축한 후 6개월 때 가장 많이 배출되는 데, 벽지, 마룻바닥, 타일 등을 붙일 때 사용되는 접착제 등에서 시공 후 최장 10년까지 유해물질이 계속해서 방출되어 건강을 위해 하는 요인으로 알려져 있다.
이러한 현상은 새집이나, 수리한 집에 들어가 살면서 전에 없었던 두통이나 천식, 아토피성 피부염 등의 알레르기성 질환에 걸리는 경우를 총칭하여 새집증후군이라고 말하며, 1980년대에 접어들면서 인식되기 시작하였다.
주로 이 증후군은 건축내장재로부터 방출되는 포름알데히드, 유기용제, 가스 및 먼지 등의 환경오염물질을 비롯하여 화장품, 담배, 세탁된 의복, 염화비닐, 인쇄물의 잉크에서 배출되는 가스상 물질 등이 주요한 원인으로 제시되고 있다.
현재 다중이용시설 또는 학교에 대한 실내 라돈가스 농도의 기준은 있으나, 유지기준이 아닌 권고기준으로 설정되어 있어 기준초과시 개선명령에 대한 규정이 미비한 실정이다.
또한, 라돈가스 관리의 필요성에 대한 사회적 공감대 형성이 부족한 상황인바, 이의 영향으로 라돈가스 저감기술에 대한 전문가 및 시공 경험이 있는 전문업체 등이 크게 부족한 실정이다. 이에 반해, 주요 선진국에서는 '80년대부터 체계적인 라돈가스 실태조사를 실시하였으며, 주택 등에서 라돈가스 노출을 줄이기 위한 적극적인 대책을 추진 중이다. 미국의 경우 국가로부터 면허를 받은 사업자가 일반주택을 대상으로 저감시공 서비스를 제공하고 있으며, 이들 업체에 대한 지속적인 숙련도검사 프로그램을 운영하고 있다. 선진국에서 적용되는 주요 저감방법은 라돈의 유입경로를 정확히 파악하여 바닥과 벽의 갈라진 틈새 등을 보수하고, 외부공기 유입장치 또는 건물바닥의 토양에 라돈가스 배출관 등을 설치하여 라돈의 유입을 원천적으로 차단하는 공법 등이 널리 활용되고 있다. 라돈(222Rn)은 어디에나 존재하는 자연방사선 기체이며, 세계보건기구의 역학조사 결과 폐암 발병원인의 3~14%를 차지하는 것으로 보고되고 있다. 라돈은 화감암류 암석에서 주로 발생하고 있어 화강암 지대가 많은 우리나라는 라돈의 피해가 발생할 가능성이 크며, 지난해 실내 라돈가스 조사결과 공공기관(학교, 관공서 1,100지점)의 8.8%(97개소)에서 실내 권고기준(4pCi/ℓ)을 초과하였고, 최대 6배이상 높게 검출된 시설도 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 라돈가스 저감 및 새집증후군과 같은 실내환경 오염문제를 효과적으로 억제할 수 있는 환경오염물질을 흡착, 살균, 항균, 악취 및 잡냄새 제거능력이 탁월한 무기결합재 조성물의 제안이 절실히 요구된다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 라돈가스와 냄새 저감하는 무기결합재 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무기결합재 조성물은 보통포틀랜드 시멘트(normal portaland cement) 100중량부에, 고로슬래그 분말 10~50중량부, 플라이애쉬(fly ash) 5~50중량부, 첨착활성탄 분말 10~60중량부, 석회석 분말 5~20중량부 및 자광석 분말 5~30중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 첨착활성탄 분말은 규산(SiO2) 40~84중량%, 알루미나(Al2O3) 10~30중량%, 산화제이철(Fe2O3) 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5중량%, 산화마그네슘(MgO) 1~5중량%, 산화나트륨(Na2O) 1~5중량%, 산화칼륨(K2O) 1~5중량%, 이글로스(IgLoss) 1~5중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 고로슬래그 분말은 분말도 4,200~8,000㎠/g인 것을 특징으로 한다.
상기 플라이애쉬는 분말도 3,300~7,000㎠/g인 것을 특징으로 한다.
상기 첨착활성탄 분말은 250~350메쉬(mesh)의 입도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 석회석 분말은 분말도 2,500~6,000㎠/g인 것을 특징으로 한다.
상기 자광석 분말은 250~350메쉬(mesh)의 입도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 고로슬래그 분말, 플라이애쉬, 석회석분말 및 자광석 분말 외에 분말도 2,500~4,500㎠/g인 레드머드 분말 5~10중량부를 더 포함 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무기결합재 조성물은 최근 문제가 되고 있는 "화학물질 과민증" 일명 새집증후군과 같은 현상을 최소화하여 위생적이고 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있게 될 뿐 아니라, 화학물질과민증 증상이 우려되는 산업 전분야에 적용하여 이러한 현상을 현저히 줄일 수 있게 되는 라돈가스와 냄새 저감하는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 무기결합재 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 무기결합재 조성물은 보통포틀랜드 시멘트를 기준으로, 고로슬래그 분말, 플라이애쉬, 첨착활성탄 분말, 석회석 분말 및 자광석 분말을 혼합하여 이루어진다.
상기 보통포틀랜드 시멘트(normal portaland cement) 100중량부에, 고로슬래그 분말 10~50중량부, 플라이애쉬(fly ash) 5~50중량부, 첨착활성탄 분말 10~60중량부, 석회석 분말 5~20중량부 및 자광석 분말 5~30중량부를 포함하여 혼합한다.
여기에서 보통포틀랜드 시멘트는 주성분으로서 실리카, 알루미늄, 산화철 및 석회를 포함한 원료를 적당한 비율로 혼합하여 그것을 소성하여 얻은 클링커에 적량의 석고를 가하여 분말로 한 것으로 가장 널리 쓰여지고 있으며, 일반적으로 시멘트라 하면 보통포틀랜드 시멘트를 말한다.
그리고 상기 고로슬래그 분말, 플라이애쉬, 첨착활성탄 분말, 석회석분말 및 자광석 분말을 혼합한 혼합물에 분말도 2,500~4,500㎠/g인 레드머드 분말 5~10중량부를 더 포함하여 혼합하는 것이 가능하다.
고로슬래그 분말 및 플라이애쉬는 일반적으로 분말도 3,500~4,500㎠/g의 것이 널리 사용되었으나, 레미콘용으로 사용될 경우 고로슬래그 분말, 플라이애쉬 및 석회석 분말의 동시 혼입으로 인한 초기강도가 저하되는 문제가 있기 때문에, 본 발명의 무기결합재 조성물에서는 고로슬래그 분말은 분말도 4,200~8,000㎠/g인 것을 사용하며, 플라이애쉬는 분말도 3,300~7,000㎠/g인 것을 사용한다.
이렇게 분말도 4,200~8,000㎠/g의 고로슬래그 분말과 분말도 4,200~8,000㎠/g의 플라이애쉬 분말을 사용할 경우, 활성도가 매우 우수하여 상온에서도 자극제와의 급속한 반응을 통해 초기강도의 저하를 방지할 뿐만 아니라, 잠재 수경성 및 포졸란 성질을 지니고 있어, 장기 재령의 강도가 증진된다.
그리고, 고로슬래그 분말이 보통포틀랜드 시멘트 100중량부에 대해 10중량부 미만으로 혼합되는 경우, 초기강도 측면에서는 유리하나, 원가절감 효과가 크지 못하는 문제가 있고, 50중량부를 초과하여 혼합되는 경우, 초기재령에서 미반응 고로슬래그가 다량 존재함에 따라 강도가 크게 저하되는 문제가 있다.
또한, 플라이애쉬는 분말도 3,300~7,000㎠/g로 분쇄하여 혼합한다.
이러한 플라이애쉬는 보통포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 혼입되어 사용되는 경우, 원가절감 효과가 크지 못하고, 25중량부를 초과하여 사용할 경우 고로슬래그 분말에 비하여 상대적으로 원가가 낮아 원가 절감효과가 매우 크나, 포졸란 반응성이 고로슬래그 분말의 잠재수경성에 비해 상대적으로 매우 낮음에 따라 강도가 크게 저하된다.
상기 첨착활성탄 분말은 규산(SiO2) 40~84중량%, 알루미나(Al2O3) 10~30중량%, 산화제이철(Fe2O3) 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5중량%, 산화마그네슘(MgO) 1~5중량%, 산화나트륨(Na2O) 1~5중량%, 산화칼륨(K2O) 1~5중량%, 이글로스(IgLoss) 1~5중량%의 혼합물이다.
이러한 첨착활성탄 분말은 첨착활성탄을 250~350메쉬(mesh)의 입도를 갖도록 분쇄시키며, 첨착활성탄 분말에 고성능감수제, 고유동화제, 공기연행제, 감수제, 수분안정제를 포함하여 배합하면 추가적인 탈취효과를 얻을 수 있다.
상기 석회석 분말은 석회석 채광 시 부산되는 미립자 물질로서, 시멘트의 수화반응에서 형성되는 공극을 충전하여 밀실도를 증가시키고, 일부가 에틀린가이드중의 황산염을 치환하여 수화물을 형성함과 동시에 치환된 황산염이 또 다시 고로슬래그 및 플라이애쉬의 수화반응을 촉진할 수 있도록, 석회석을 분말도 2,500~6,000㎠/g가 되도록 분쇄 및 분립하여 사용하는 것이 좋다.
이러한, 석회석 분말은 보통포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 5~20중량부가 사용되고, 5중량부 미만으로 혼입되어 사용되는 경우 원가절감 효과가 크지 못하고, 20중량부 초과로 혼입되어 사용되는 경우 상대적으로 수화물 생성량 감소에 의해 강도가 큰 폭으로 감소하는 문제가 있다.
자광석 분말은 자광석을 250~350메쉬(mesh)의 입도로 분쇄시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 보통포틀랜드 시멘트(normal portaland cement) 100중량부에,
    고로슬래그 분말 10~50중량부, 플라이애쉬(fly ash) 5~50중량부, 첨착활성탄 분말 10~60중량부, 석회석 분말 5~20중량부 및 자광석 분말 5~30중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 첨착활성탄 분말은 규산(SiO2) 40~84중량%, 알루미나(Al2O3) 10~30중량%, 산화제이철(Fe2O3) 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5중량%, 산화마그네슘(MgO) 1~5중량%, 산화나트륨(Na2O) 1~5중량%, 산화칼륨(K2O) 1~5중량%, 이글로스(IgLoss) 1~5중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고로슬래그 분말은 분말도 4,200~8,000㎠/g인 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플라이애쉬는 분말도 3,300~7,000㎠/g인 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 첨착활성탄 분말은 250~350메쉬(mesh)의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 석회석 분말은 분말도 2,500~6,000㎠/g인 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 자광석 분말은 250~350메쉬(mesh)의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고로슬래그 분말, 플라이애쉬, 석회석분말 및 자광석 분말 외에 분말도 2,500~4,500㎠/g인 레드머드 분말 5~10중량부를 더 포함 가능한 것을 특징으로 하는 무기결합재 조성물.
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