KR20140012850A - 산업부산물을 이용한 속경성 팽창제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물 - Google Patents

산업부산물을 이용한 속경성 팽창제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인조대리석 폐분말, 석고 및 석회석를 포함하는 속경성 팽창제; 포틀랜트시멘트; 석고 및 생석회를 포함하는 시멘트 조성물에 관한 것으로, 상기 속경성 팽창제는 인조대리석 폐분말 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 30중량% 및 석회석 20 ~ 50중량%를 포함하여 1,200 ~ 1,500℃에서 소성 후, 10 ~ 90㎛로 분쇄된 것일 수 있다.

Description

산업부산물을 이용한 속경성 팽창제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물 {Cement compositions of rapid expansion agent using industrial by-products}
본 발명은 속경성 팽창제를 포함하는 시멘트 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 상기 속경성 팽창제를 포함하여 산업부산물의 활용가치를 높이고, 고가의 천연원료의 사용량을 저감시킬 수 있으며, 초기강도 및 장기강도 발현이 우수한 시멘트 조성물에 관한 것이다.
최근 들어 내부인테리어를 위한 장식자재나 주택건축자재의 고품질화 및 장식적인 것을 선호하는 추세에 따라 아크릴계 인조대리석이 대량 생산되고 있으며, 이에 따른 인조대리석 폐기물이 하루 평균 30톤 가량 배출되고 있으며, 이러한 인조대리석 폐기물의 주성분은 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 폴리메틸에타아크릴레이드(PMMA, Polymethyl methacrylate)이며 적절한 재활용 방안이 없어 현재 사업장 폐기물로써 전량 소각처리 되어 지고 있기 때문에 대기오염과 환경오염의 원인이 되고 있다.
또한 전국 화력발전소의 배연탈황공정에서는 연간 약 200만톤 이상의 부산물이 발생하고 있는데, 이수석고(CasO4·2H2O)의 형태로 발생하고 있는 이러한 부산물은 국내에서 주로 베타형 반수석고로 전환시켜 석고보드 등의 원료로 사용하고 있다.
일반적으로 칼슘설포알루미네이트는 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2), 산화황(SO3) 등의 성분을 포함하며, 무수석고(CaSO4)와 생석회(CaO)를 적당량 혼합하게 되면 이들의 혼합비에 따라 속경성, 팽창성 그리고 조강성을 갖는 시멘트가 제조된다.
그리고 칼슘설포알루미네이트계 광물에 속하는 4CaO·3Al2O3·SO3(이하, CSA라 함)는 CaO-Al2O3-SO3계에서 생성되는 유일한 광물로서, 공업적으로는 이산화규소(SiO2) 및 산화철(Fe2O3)이 불순물로 함유된 천연광물로 제조되기 때문에 그 소성 생성 광물은 CSA 이외에 β-C2S와 C4AF가 함유되어 있다. 이러한 특성을 갖는 칼슘설포알루미네이트는, 물과의 수화반응으로 침상 및 주상의 에트린자이트(C3A·3CaSO4·32H2O), 모노설페이트(C3A·CaSO4·12H2O 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)등의 수화물 결정성장으로 팽창성을 나타냄으로써, 포틀랜드 시멘트의 단점인 건조수축에 의한 경화체의 균열을 방지하고, 인장강도를 증진시킬 수 있는 것이다. 그리고, 포틀랜드 시멘트는 1,450℃ 정도의 고온에서 소성이 되며, 구성하는 주요 화합물로서는 C3S, β-C2S, C3A, C4AF의 조성광물을 가지고, 수화시에는 칼슘실리케이트 수화물(Calcium silicate hydrate : C-S-H), 수산화칼슘(Calcium hydroxide : Ca(OH)2)을 생성하게 된다.
또한, 상기 칼슘설포알루미네이트는 포틀랜드 시멘트를 제조하는 온도보다 100~200℃ 정도 낮은 1,200~1,300℃에서 제조되므로 에너지가 절약될 뿐만 아니라 포틀랜드 시멘트와 혼합하여 사용하게 되면 투입되는 CSA, CaO, CaSO4의 혼합비에 따라 Al2O3 성분이 많으면 조강성, SO3 성분이 많으면 고강도성, CaO 성분이 많으면 팽창성에 특성을 갖는 시멘트가 제조된다.
따라서 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트의 단점인 건조수축에 따른 균열의 발생억제 및 조강성과 고강성을 발현시키기 위해 주로 사용된다.
그러나 상기에서 설명한 바와 같이 칼슘설포알루미네이트는 일반적으로 천연의 보오크사이트, 석회석, 천연석고를 주로 이용하여 제조되고 있다. 이러한 보오크사이트, 석회석 및 천연석고는 천연원료로서, 고가이고, 천연원료의 고갈 및 환경파괴의 우려가 있다. 특히, 보오크사이트는 전량 수입해야 하기 때문에 원가가 매우 높아져 경제성이 매우 낮은 문제가 있다.
이에 한국공개특허 제 10-2012-0048403호에는 칼슘알루미네이트계 클링커 조성물, 이를 포함하는 시멘트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 제철소의 제강공정에서 부산물로 발생되는 전기로 환원슬래그를 칼슘설포알루미네이트계 클링커 조성물에 이용하고, 이를 포함하는 시멘트를 제시하고 있으나, 압축강도 면에서 그 효과가 충분하지 못한 단점이 있다.
한국공개특허 제 10-2012-0048403호 (2012.05.15)
본 발명은 인조대리석 제조시 발생하는 폐기물을 이용하여 산업부산물의 활용가치를 높여, 천연원료의 사용량을 저감 할 수 있으며, 환경보호와 경제성을 가지면서도 시멘트의 품질을 향상시킬 수 있는 속경성 팽창제를 제공하고, 그를 포함하는 시멘트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다. 더욱 구체적으로 본 발명은 인조대리석 폐분말을 포함하여 속경성 팽창제를 제조하고 이를 포함하는 시멘트 조성물을 제공하여 초결 및 종결시 압축강도가 우수한 고강도 시멘트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인조대리석 폐분말, 석고 및 석회석를 포함하는 속경성 팽창제; 포틀랜트시멘트; 석고 및 생석회를 포함하는 시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 인조대리석 폐분말이 수산화알루미늄의 함유량이 20 ~ 80 중량%인 것인 시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 시멘트 조성물이 속경성 팽창제 5 ~ 60중량%, 포틀랜트시멘트 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 25중량% 및 생석회 5 ~ 15중량%를 포함하는 것인 시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 석고가 인산부생석고, 배연탈황 이수석고, 천연 이수석고, 반수석고, 천연 무수석고, 불산 무수석고 및 인산 무수석고에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 속경성 팽창제가 인조대리석 폐분말 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 30중량% 및 석회석 20 ~ 50중량%를 포함하여 1,200 ~ 1,500℃에서 소성 후, 10 ~ 90㎛로 분쇄된 것인 시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 속경성 팽창제의 브레인 비표면적이 3,000 ~ 5,000 cm2/g인 시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 시멘트 조성물에 하기 화학식 1 및 화학식 2을 반복단위로 갖는 고분자 라텍스를 시멘트조성물 100중량부에 대하여 0.1 ~ 5중량부 더 포함하는 것인 시멘트 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 화학식1에서, n은 5,000 내지 10,000의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소, 탄소수 1내지 3의 알킬기 또는 페닐기이고, k는 5,000 내지 10,000의 정수이다.)
이하 본 발명에 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 인조대리석 폐분말, 석고 및 석회석를 포함하는 속경성 팽창제; 포틀랜트시멘트; 석고 및 생석회를 포함하는 시멘트 조성물에 관한 것이다.
구체적으로 상기 속경성 팽창제는 인조대리석 폐분말 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 30중량% 및 석회석 20 ~ 50중량%를 포함하여 1,200 ~ 1,500℃에서 소성 , 10 ~ 90㎛로 분쇄된 것일 수 있다.
본 발명은 속경성 팽창제를 제조하여 이를 포함하는 시멘트 조성물을 제공하는데 특징이 있으며, 이러한 속경성 팽창제는 Al2O3의 공급원인 인조대리석 폐기물, CaO의 공급원인 석회석, CaSO4의 공급원인 석고를 상기 혼합비율로 혼합하여 사용함에 따라, 칼슘설포알루미네이트(4CaOㆍ3Al2O3 ㆍSO3)를 형성하며, 일 예로 하기 화학식 3으로 나타낼 수 있다.
[화학식 3]
3CaCO3 + 6Al(OH)3 + CaSO4·2H2O → 4CaO·3Al2O3·SO3 + 3CO2 + 11H2O
상기 화학식 3에 따라 제조된 칼슘설포알루미네이트(4CaOㆍ3Al2O3 ㆍSO3)는 물과 혼합되면 수화 반응에 의해 주로 에트린자이트(ettringite) 또는 수산화칼슘 등을 생성하여 수화를 촉진시키는 작용을 할 수 있으며, 수화 반응에 의하여 생성된 침상결정의 에트린자이트는 시멘트의 미세공극을 충진하여 강도를 발현시키거나 팽창시키는 역할을 하므로 초기강도 및 후기강도가 우수하고, 경화속도가 빠른 시멘트 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명은 인조대리석 폐분말을 Al2O3의 공급원으로 사용하였으며, 상기 인조대리석 폐분말은 아크릴계수지 또는 불포화폴리에스테르계수지로 제조되는 인조대리석의 연마공정에서 분말 형태로 발생되는 건축 폐기물로, 본 발명에서는 수산화알루미늄이 20 ~ 80 중량%함유된 인조대리석 폐분말을 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 범위로 수산화알루미늄이 포함된 인조대리석 폐분말을 사용함에 따라, 수산화알루미늄이 고온에서 결정수가 탈리되어 산화알루미늄으로 되고, CaO또는 황산칼슘과 결합하여 칼슘알루미네이트를 생성시킴으로써 속경성을 발휘하는 효과를 나타낼 수 있기 때문이다. 또한 본 발명에서 인조대리석 폐분말을 사용함에 따라서 환경적인 문제를 해결할 수 있는 효과도 있다.
본 발명에서 석고는 CaSO4의 공급원으로 사용하였으며, 10 ~ 30중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상기의 범위로 석고를 사용하였을 때, 칼슘설포알루미네이트 성분이 충분히 생성되어 조직이 치밀해져 초기강도를 증진시킬 수 있는 기반이 되기 때문이다. 상기 석고는 구체적으로 인산부생석고, 배연탈황 이수석고, 천연 이수석고, 반수석고, 천연 무수석고, 불산 무수석고 및 인산 무수석고에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 배연탈황 이수 석고를 사용하는 것이 유동성을 좋게 하여 작업환경을 좋게 되기 때문에 바람직하다.
상기 석회석은 CaO의 공급원으로 사용하였으며, 20 ~ 50 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 상기의 범위로 석회석을 포함하는 것이 칼슘알루미네이트 성분이 충분히 형성되어 속경성을 발휘하기 용이하기 때문이다.
본 발명은 상기의 인조대리석 폐분말 , 석고 및 석회석를 혼합하여 1,200 ~ 1,500에서 30 ~ 120분 동안 소성 후, 평균입도가 10 ~ 90㎛가 되도록 분쇄하여 속경성 팽창제로 사용할 수 있으며, 상기 속경성 팽창제의 브레인 비표면적이 3,000 ~ 5,000 cm2/g인 것이 바람직하다. 상기 1,200 ~ 1,500온도 범위에서 소성하는 것은 상기의 온도 범위에서만 칼슘알루미네이트계 속경성 팽창제가 제조될 수 있기 때문이다. 또한 30 ~ 120분 동안 소성하는 것이 더욱 조직이 치밀한 칼슘알루미네이트계 속경성 팽장체가 제조 될 수 있기 때문에 바람직하나, 칼슘알루미네이트계가 생성될 수 있는 시간이면 제한되지는 않으며, 상기 속경성 팽창제의 평균입도가 상기의 범위일 경우 작업환경이 좋아지고, 가사시간을 줄일 수 있어 바람직하나 이에 제한되지는 않는다.
상기 브레인 비표면적은 브레인 공기투과장치를 사용하여 측정하는 것으로 측정방법은 KS L 5106에 의해서 측정될 수 있다.
본 발명은 상기 속경성 팽창제 5 ~ 60중량%, 포틀랜트시멘트 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 25중량% 및 생석회 5 ~ 15중량%를 포함하는 것인 시멘트 조성물에 관한 것으로, 상기 속경성 팽창제가 상기의 범위로 포함됨으로써 초기 수화 활성에 의해 초기강도 증진효과 및 균열저감효과를 얻을 수 있다.
상기 포틀랜트시멘트는 시멘트는 후기강도 발현을 위한 것으로 1종 포틀랜트시멘트를 20 ~ 60중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 석고는 10 ~ 25중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 인산부생석고, 배연탈황 이수석고, 천연 이수석고, 반수석고, 천연 무수석고, 불산 무수석고 및 인산 무수석고에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 무수석고를 사용하는 것이 압축강도 및 수축에 의한 균열을 방지하는데 바람직하다.
또한 상기 생석회는 5 ~ 15중량%를 사용하는 것이 강도발현에 바람직하다.
본 발명의 시멘트 조성물에는 강도 발현을 위하여 하기 화학식 1 및 화학식 2을 반복단위로 갖는 고분자 라텍스를 시멘트조성물 100중량부에 대하여 0.1 ~ 5중량부 더 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
[화학식 2]
Figure pat00004
(상기 화학식1에서, n은 5,000 내지 10,000의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소, 탄소수 1내지 3의 알킬기 또는 페닐기이고, k는 5,000 내지 10,000의 정수이다.)
상기 화학식1 및 화학식2의 반복 단위를 포함하는 고분자 라텍스는 다양한 형태의 중합체 또는 공중합체일 수 있으며, 바람직하게는 상기 화학식1 및 화학식2의 반복 단위의 랜덤 공중합체 또는 교대 공중합체 일 수 있다.
특히, 상기 화학식2에서, R1 및 R2는 둘 다 수소이거나, 어느 하나가 수소이고 다른 하나가 페닐기 일 수 있다. 이에 따라서, 상기 고분자 라텍스는 에틸렌(ethylene) 및 말레익 무수물(maleic anhydride)의 랜덤 공중합체 또는 교대 공중합체를 포함할 수 있으며, 스티렌(styrene) 및 말레익 무수물(maleic anhydride)의 랜덤 공중합체 또는 교대 공중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 시멘트 조성물에 상기의 고분자 라텍스를 시멘트조성물 100중량부에 대하여 0.1 ~ 5중량부를 더 포함함으로써, 초기강도 및 후기강도가 더욱 높아 질 수 있으며, 유동성이 좋아져 작업환경이 좋아지는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 인조 대리석 제조공정에서 폐기물로 발생되는 인조대리선 폐분말을 포함하는 속경성 팽창제를 제조하여, 산업 부산물의 활용가치를 높이고, 천연원료의 사용량 저감 및 환경보호와 경제성을 가질 수 있게 하였으며, 이를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하여, 초기강도 증진효과 및 장기강도 발현이 우수한 고강도 시멘트조성물을 제조할 수 있었다. 또한 응결속도가 빠르고, 수축이 발생하지 않아 균열이 생기지 않는 효과를 얻을 수 있었다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 속경성 팽창제의 소성온도에 따른 X-선 회절분석 결과이다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
이하 물성은 다음과 같이 측정하였다.
1. 응결시간 (분)
제조되는 시멘트 조성물을 수경성 시멘트의 표준주도 시험방법(KS L 5102)에 의해 구해진 혼합수량으로 길모어침(KS L 5103)에 의해 응결시간을 측정하였다.
2. 압축강도(MPa)
KS F 2405로 측정하였다.
3. 길이변화율(%)
KS F 2424 모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험 방법에 따라 측정하였다. 그 값은 초기 시공체의 값을 0으로 하여, “-”는 수축율을 나타내는 것이며, “+”는 팽창율을 나타내는 것이다.
4. Flow(nm)
KS L 5220에 준하여 실시하였다.
[ 제조예 1] 속경성 팽창제의 제조
인조대리석 폐분말 50중량 %, 배연탈황석고 20중량% 및 석회석 30중량%를 혼합한 후 90㎛가 되도록 분쇄 후, 1,200℃에서 소성하여 속경성 팽창제를 제조하였다.
이때 제조된 속경성 팽창제를 X-선 회절 분석하여 그 결과를 도 1에 나타내었으며, 하기 표 1은 사용된 인조대리석 폐분말, 석회석 및 탈황석고의 화학조성을 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00005
[제조예 2 ~ 6] 속경성 팽창제의 제조
인조대리석 폐분말, 배연탈황석고 및 석회석을 혼합한 후 90㎛가 되도록 분쇄 후, 소성하여 속경성 팽창제를 제조하였으며, 이때 각 구성의 함량 및 소성온도 는 하기 표 2에 나타내었다.
이때 사용된 인조대리석 폐분말, 석회석 및 탈황석고의 화학조성은 상기 표 1과 같다.
[표 2]
Figure pat00006
[ 실시예 1] 시멘트의 제조
상기 제조예 1에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 4,200cm2/g 이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 50중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[ 실시예 2] 시멘트의 제조
상기 제조예 2에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 4,200cm2/g 이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 50중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[ 실시예 3] 시멘트의 제조
상기 제조예 3에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 3,200cm2/g이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 50중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[ 실시예 4] 시멘트의 제조
상기 제조예 4에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 4,800cm2/g 이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 50중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였으며, 상기 속경성 챙창제는 하기 표 3에 나타내었다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[ 실시예 5]
고분자 라텍스의 제조
2.4 g의 고분자 라텍스(에틸렌-말레익 무수물 교대 공중합체, Aldrich사 188050제품)을 96 mL의 물에 첨가한 후, 이러한 수용액에 암모니아 0.12 g(말레익 무수물의 20mol%와 반응)을 넣고, 상온에서 7시간 동안 교반하였다. 그리고, 교반이 완료된 상온의 고분자 라텍스 수용액에 0.2 g의 노르말 헵틸아민(n-heptylamine, 말레익 무수물의 20mol%와 반응)을 첨가하고 상온에서7시간 동안 교반하였다. 노르말 헵틸아민 첨가 시, 수용액이 백색으로 변하는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 수분산이 일어나는 현상을 나타낸 것이다. 그리고, 노르말 헵틸아민을 첨가하고 교반이 완료된 상기 고분자 라텍스 수용액에, 1.12 g의 succinic dihydrazide 가교제(말레익 무수물의 80mol%와 반응)를 첨가하고 상온에서 1시간 동안 교반하여 고분자 라텍스를 제조하였다.
시멘트의 제조
상기 제조예 1에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 4,200cm2/g 이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 505중량%, 무수석고 15중량%, 생석회 10중량% 및 상기에서 제조한 고분자 라텍스 1중량부를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였으며, 상기 속경성 챙창제는 하기 표 3에 나타내었다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다
[ 실시예 6] 시멘트의 제조
상기 제조예 5에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 4,200cm2/g 이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 50중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였으며, 상기 속경성 팽창제는 하기 표 3에 나타내었다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[ 실시예 7]시멘트의 제조
상기 제조예 6에서 제조한 속경성 팽창제를 브레인 비표면적 4,200cm2/g 이 되도록 분쇄하여 25중량%, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 50중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였으며, 상기 속경성 팽창제는 하기 표 3에 나타내었다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[ 비교예 1]시멘트의 제조
본 발명에 따른 속경성 팽창제를 포함하지 않고, 포틀랜드시멘트(성신양회, 1종) 75중량%, 무수석고 15중량% 및 생석회 10중량%를 혼합하여 시멘트 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 시멘트 조성물의 응결시간, 휨강도, 압축강도, 부착강도, 길이변화율 및 flow를 측정하여 하기 표 3 에 나타내었다
[표 3]
Figure pat00007
상기 표 3를 살펴본 결과, 인조대리석를 포함하여 제조된 속경성 팽창제를 포함한 시멘트 조성물이 응결시간, 압축강도, 길이면화 및 Flow면에서 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 특히 온도 1,200 ~ 1,500℃에서 소성하여 제조된 속경성 팽창제를 포함하는 시멘트 조성물(실시예1 내지 5)은 압축강도면에서 우수함을 알 수 있었다. 그것은 속경성 팽창제 제조시 소성 온도에 따라 속경성을 가지는 C12A7성분과 속경성, 팽창성을 동시에 가지는 C4A3SO3 성분이 생성됨이 다르기 때문으로 판단되며, 생성된 두 성분의 수화반응에 의하여 응결시간이 단축시키는 것으로 생각된다.더욱 구체적으로 하기 도 1를 살펴보면, 800℃에는 C4A3SO3 상이 나타나지 않으나, 1200℃에서 II-CaSO4 peak가 감소하면서 C4A3SO3의 결정이 성장하는 것으로 보이며, 이에 따라 C4A3SO3 클링커의 결정성장에 II-CaSO4가 소비된 것으로 나타났다. 또한 본 발명에 따른 속경성 팽창제가 수화시에 생성되는 침상구조의 에트린자이트의 치밀화로 인하여 수화 초기에는 높은 압축강도를 나타내는 것을 알 수 있다.
또한 본 발명의 시멘트조성물에 고분자라텍스를 포함한 실시예 5가 응결시간, 압축강도, 길이면화 및 Flow면에서 가장 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

Claims (7)

  1. 인조대리석 폐분말, 석고 및 석회석를 포함하는 속경성 팽창제; 포틀랜트시멘트; 석고 및 생석회를 포함하는 시멘트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인조대리석 폐분말은 수산화알루미늄의 함유량이 20 ~ 80 중량%인 것인 시멘트 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 조성물은 속경성 팽창제 5 ~ 60중량%, 포틀랜트시멘트 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 25중량% 및 생석회 5 ~ 15중량%를 포함하는 것인 시멘트 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 석고는 인산부생석고, 배연탈황 이수석고, 천연 이수석고, 반수석고, 천연 무수석고, 불산 무수석고 및 인산 무수석고에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 시멘트 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 속경성 팽창제는 인조대리석 폐분말 20 ~ 60중량%, 석고 10 ~ 30중량% 및 석회석 20 ~ 50중량%를 포함하여 1,200 ~ 1,500℃에서 소성 후, 10 ~ 90㎛로 분쇄된 것인 시멘트 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 속경성 팽창제는 브레인 비표면적이 3,000 ~ 5,000 cm2/g인 시멘트 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 조성물에 하기 화학식 1 및 화학식 2을 반복단위로 갖는 고분자 라텍스를 시멘트조성물 100중량부에 대하여 0.1 ~ 5중량부 더 포함하는 것인 시멘트 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00008

    [화학식 2]
    Figure pat00009

    (상기 화학식1에서, n은 5,000 내지 10,000의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소, 탄소수 1내지 3의 알킬기 또는 페닐기이고, k는 5,000 내지 10,000의 정수이다.)
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CN105236790A (zh) * 2015-08-28 2016-01-13 丘璇 一种混凝土膨胀剂
CN105254203A (zh) * 2015-09-24 2016-01-20 滁州京安工贸有限责任公司 一种混凝土和砂浆膨胀剂
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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