KR20140018756A - Slag cement composition containing a large amount of furnace blast slag - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a slag cement composition containing a large amount of furnace blast slag. The slag cement composition contains 100 wt% of a cement admixture comprising 30-55 wt% of cement or clinker and 45-70 wt% of granulated blast furnace slag micropowder, 1-4 wt% of desulphurized slag micropowder, and 0.2-1.5 wt% of sintered desulphurized slag dust relative to 100 wt% of the cement admixture. [Reference numerals] (AA) Compressive strength(N/mm2); (BB) Comparative example 1; (CC) Comparative example 2; (DD) Comparative example 3; (EE) Example 1; (FF) Example 2; (GG) Example 3; (HH) Example 4; (II) Example 5; (JJ) Example 6; (KK) Example 7; (LL) Example 8; (MM) Example 9; (NN) Example 10; (OO) Example 11; (PP) Example 12

Description

고로슬래그를 다량 함유한 고로슬래그 시멘트 조성물{Slag Cement Composition Containing a Large Amount of Furnace Blast Slag}[0001] The present invention relates to a blast furnace slag cement composition containing a large amount of blast furnace slag,

본 발명은 기존의 고로슬래그 시멘트에 비하여 고로슬래그의 함량을 높이더라도 기존 고로슬래그 시멘트와 동등 이상의 초기강도 및 장기강도 발현이 가능한 고로슬래그 시멘트 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a blast furnace slag cement composition capable of exhibiting initial strength and long-term strength equal to or higher than that of conventional blast furnace slag cement even when the content of blast furnace slag is higher than that of conventional blast furnace slag cement.

종래의 고로슬래그 시멘트를 제조함에 있어서는, 시멘트 또는 클링커와 슬래그미분말을 혼합하여 제조하고 있다. 도 1은 이와 같은 종래의 고로슬래그 시멘트를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 1을 참조하면, 고로 슬래그 시멘트 제조시, 석회질 원료로서 석회석 등에 실리카, 알루미나, 산화철 및 석회를 함유한 점토질 재료 등을 적당한 비율로 혼합한 후, 약 1450℃까지 시멘트 킬른로에서 소성하여 얻어진 클링커를 냉각하고 분쇄하여 제조된다. 이에 사용되는 시멘트 또는 클링커를 제조함에 있어서는 소성 공정에 의해 시멘트 원료 1톤을 제조함에 있어서 약 0.85톤의 CO2 발생을 수반하게 된다. 따라서, 이와 같은 다량의 CO2 발생 문제를 수반하는 시멘트의 사용량을 줄이는 것이 환경적으로 바람직하다.Conventional blast furnace slag cement is manufactured by mixing cement or clinker with fine slag powder. FIG. 1 schematically shows a process for producing such a conventional blast furnace slag cement. Referring to FIG. 1, in producing blast furnace slag cement, clay materials such as limestone, silica, alumina, iron oxide and lime Mixed at an appropriate ratio, and then fired in a cement kiln furnace to about 1450 ° C to obtain a clinker, which is then cooled and pulverized. The production of cement or clinker used in this process involves the production of about 0.85 ton of CO 2 in the production of 1 ton of cement raw material by the firing process. Therefore, it is environmentally preferable to reduce the amount of cement which accompanies such a large amount of CO 2 generation problem.

이에, 고로 공정에서 발생하는 슬래그 중 고압 살수에 의해 냉각된 고로수재슬래그를 미분말화하여 슬래그 미분말 혼화재 및 슬래그 시멘트 등으로 활용되고 있다. 관련 KS 규격으로서는, KS F 2563에 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 규정하고 있으며, KS L 5210에 고로슬래그 시멘트를 규정하고 있다.
Therefore, blast furnace slag, which is cooled by high-pressure spraying, is made into fine powder and used as slag fine powder admixture and slag cement. KS F 2563 specifies blast furnace slag fine powder for concrete, and KS L 5210 blast furnace slag cement is specified for related KS standard.

통상적인 국내의 고로슬래그 시멘트는 시멘트 또는 클링커를 60wt%, 슬래그 미분말을 40wt% 수준에서 제조하고 있으며(2종 슬래그 시멘트), 보다 많은 양의 고로슬래그를 시멘트 대체재로서 사용하는 것이 CO2 발생량 저감 측면에서 바람직하다. 또한, 고로슬래그는 시멘트에 비하여 저가로서, 경제적인 측면에서도 바람직하다.
Conventional domestic blast furnace slag cement produces 60 wt% of cement or clinker and 40 wt% of slag fine powder (2 kinds of slag cement) and the use of a larger amount of blast furnace slag as a cement substitute contributes to CO 2 reduction . Blast furnace slag is also inexpensive as compared with cement and is also economical.

이러한 고로슬래그 미분말은 물과 접촉될 경우, 직접적으로 반응을 하지 않으나, 수산기 이온 및 황산염 등과 접촉할 때 경화하는 잠재수경성을 가지고 있다. 그러나, 고로슬래그 미분말의 함량을 높일 경우, 고로슬래그 미분말은 조기에 수화되지 않아 기존 고로슬래그 시멘트 대비 초기 및 장기강도 저하가 수반하여 공기가 길어지게 되는 문제점이 있어, 고로 슬래그의 사용량 증가에 제한이 따르는 문제가 있다.
These blast furnace slag fine powders do not react directly when contacted with water, but have potential hydraulic properties that harden when they come into contact with hydroxyl ions and sulfates. However, when the content of the blast furnace slag powder is increased, the blast furnace slag powder is not hydrated early, and the initial and long-term strength of the blast furnace slag cement is lowered compared to the conventional blast furnace slag cement, There is a problem to follow.

그러므로, 고로슬래그 미분말의 함량을 높이면서도 기존 고로슬래그 시멘트의 초기강도 및 장기강도를 유지할 수 있다면 생산자 및 소비자의 원가절감과 더불어, 궁극적으로 시멘트산업의 CO2 발생량도 저감할 수 있어, 고로슬래그의 사용량 증대를 위한 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, if the initial strength and long-term strength of the conventional blast furnace slag cement can be maintained while increasing the content of the blast furnace slag powder, the amount of CO 2 generated in the cement industry can be reduced ultimately as well as the cost of producers and consumers, It is required to develop a technique for increasing the usage.

이러한 문제를 고려하여, 한국공개특허 제2001-0038096에는 고로슬래그를 재료로 한 고로슬래그 시멘트 조성물이 개시되어 있으며, 구체적으로는, 포트랜드 클링커 45~55중량%와 고로슬래그 40~55중량%, 무수석고와 이수석고 각각 중량2~3%, 소석회 0.3~1중량%, 석회석 1~5중량%, 플라이애쉬 2~5중량%를 포함한다.
In consideration of this problem, Korean Laid-open Patent Publication No. 2001-0038096 discloses a blast furnace slag cement composition comprising blast furnace slag, and more specifically, 45 to 55% by weight of Portland clinker, 40 to 55% by weight of blast furnace slag, Gypsum and liquor, respectively, by weight of 2 to 3%, calcium hydroxide of 0.3 to 1% by weight, limestone of 1 to 5% by weight and fly ash of 2 to 5% by weight.

본 발명은 고로슬래그 시멘트 제조시 종래의 고로슬래그 시멘트에 대비하여 고로슬래그 미분말의 함량을 높이더라도 기존 고로슬래그시멘트와 동등 이상의 초기 및 장기강도를 유지할 수 있는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.
The present invention provides a blast furnace slag cement composition capable of maintaining initial and long-term strength equal to or higher than that of conventional blast furnace slag cement even when the blast furnace slag cement has a higher content of blast furnace slag cement than conventional blast furnace slag cement.

본 발명의 일구현예로서, 고로 슬래그 미분말 이외에, 탈황슬래그 미분말, 탈황 더스트 등의 제철공정 부산물을 동시에 사용함으로써 그 재활용 방안을 제공하고자 한다.
As one embodiment of the present invention, a method for recycling the blast furnace slag by using the blast furnace slag fine powder, the desulfurization slag fine powder, the desulfurizing dust, and other steelmaking process byproducts at the same time.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 시멘트 또는 클링커와 고로슬래그 미분말을 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물로서, 시멘트 또는 클링커 30~55중량% 및 고로 수재슬래그 미분말 45~70중량%의 시멘트 혼화재 100중량부, 상기 시멘트 혼화재 100중량부에 대하여 탈황슬래그 미분말 1~4중량부 및 소결 탈황 더스트 0.2~1.5중량부를 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a blast furnace slag cement composition comprising cement or clinker and blast furnace slag fine powder, which comprises 100 parts by weight of a cement admixture comprising 30 to 55% by weight of cement or clinker and 45 to 70% by weight of blast furnace slag fine powder, 1 to 4 parts by weight of a desulfurized slag fine powder and 0.2 to 1.5 parts by weight of sintered desulfurizing dust per 100 parts by weight of the cement admixture.

본 발명의 고로슬래그 시멘트 조성물은 상기 고로슬래그 시멘트 조성물은 황산나트륨 0.5~1.5중량부를 더 포함할 수 있다.The blast furnace slag cement composition of the present invention may further comprise 0.5 to 1.5 parts by weight of sodium sulfate.

또한, 본 발명의 고로슬래그 시멘트 조성물은 상기 소결탈황 더스트를 0.2 내지 0.8중량부로 포함할 수 있다.The blast furnace slag cement composition of the present invention may contain 0.2 to 0.8 parts by weight of the sintered desulfurization dust.

나아가, 본 발명의 고로슬래그 시멘트 조성물은 석고를 시멘트 또는 클링커와 고로수재 슬래그 미분말 100중량부에 대하여 5중량부 이하(0을 제외한다)로 포함할 수 있다.
Further, the blast furnace slag cement composition of the present invention may contain gypsum in an amount of not more than 5 parts by weight (excluding 0) based on 100 parts by weight of cement or clinker and fine powder of blast furnace slag.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 고로시멘트 조성물은 시멘트 또는 클링커 60중량% 및 고로슬래그 미분말 40중량%를 포함하는 기존의 2종 슬래그 시멘트에 대비하여 동등 이상의 초기 및 장기강도 발현이 가능하다. 이를 통해 시멘트 또는 클링커를 제조함에 있어서 CO2 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있어, 환경 부담을 경감시킬 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the blast furnace cement composition is capable of exhibiting initial and long-term strength equal to or higher than that of existing two-kind slag cement including 60 wt% of cement or clinker and 40 wt% of blast furnace slag fine powder. Accordingly, in the production of cement or clinker, the amount of generated CO 2 can be remarkably reduced, and the environmental burden can be reduced.

또한, 근본적으로 철강공정의 부산물로 발생하는 고로수재슬래그, 탈황슬래그, 소결 탈황 더스트 등의 부산물을 대량 활용할 수 있어, 슬래그 시멘트 제조시 사용되는 천연자원의 고갈에 따른 문제를 해소할 수 있으며, 원가절감을 기대할 수 있다.
Also, byproducts such as blast furnace slag, desulfurization slag, and sintered desulfurization dust, which are fundamentally generated as a byproduct of the steel manufacturing process, can be utilized in large quantities, thereby solving the problems caused by depletion of natural resources used in manufacturing slag cement, We can expect a reduction.

나아가, 철강산업의 부산물을 활용할 수 있는 방안을 제공함으로써 친환경적인 건설산업용 소재를 제조할 수 있다.
Further, by providing a means to utilize the byproducts of the steel industry, it is possible to manufacture eco-friendly materials for construction industry.

도 1은 종래의 고로슬래그 시멘트를 제조하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 기재된 각각의 고로슬래그 시멘트의 압축강도를 나타낸 그래프로서, 3일, 7일 및 28일 강도를 측정하여 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a process for producing a conventional blast furnace slag cement. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the compressive strengths of the respective blast furnace slag cements described in the examples of the present invention, showing the strengths measured at 3 days, 7 days, and 28 days.

본 발명은 시멘트 또는 클링커와 고로슬래그 미분말을 포함하되, 고로슬래그 미분말을 다량으로 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공한다. 본 발명에서 제공하는 고로슬래그 시멘트 조성물은 상기 시멘트 또는 클링커 30~55중량% 및 고로 수재슬래그 미분말 45~70중량%의 시멘트 혼화재 100중량부 및 상기 시멘트 혼화재 100중량부에 대하여 탈황슬래그 미분말 1~4중량부 및 소결 탈황 더스트 0.2~0.8중량부를 포함한다.
The present invention provides a blast furnace slag cement composition comprising cement or clinker and fine blast furnace slag powder, wherein the blast furnace slag cement composition comprises a large amount of blast furnace slag fine powder. The blast furnace slag cement composition provided in the present invention comprises 100 parts by weight of the cement admixture of 30 to 55% by weight of the cement or clinker and 45 to 70% by weight of the blast furnace slag fine powder and 1 to 4 parts of the desulfurized slag fine powder And 0.2 to 0.8 parts by weight of sintered desulfurizing dust.

본 발명에서 사용되는 고로슬래그는 용광로 제선과정 중에서 발생하는 것으로서, 슬래그 배출시에 고온 용융 상태의 고로 슬래그를 살수 급냉함으로써 5mm 미만의 비결정질 알갱이 상태로 형성되는 수재슬래그를 사용할 수 있다. 이를 분말화할 경우, 콘크리트용 혼화재, 슬래그 시멘트 원료 등으로 활용할 수 있다.
The blast furnace slag used in the present invention occurs during the blast furnace manufacturing process and can be used as a wastewater slag formed in an amorphous granular state of less than 5 mm by spraying and quenching blast furnace slag in a high temperature molten state at the time of slag discharge. When powdered, it can be used as an admixture for concrete, a slag cement raw material, and the like.

상기 고로슬래그는 통상 Ca, Si, Al 등의 이온을 포함하며, 상기 고로슬래그 미분말에 물을 투입하게 되면, 미분말 표면에 비결정질 피막이 형성되어, 내부의 Ca2+, Al2 + 등의 용출이 이루어지지 않아, 그 자체로 경화하는 성질이 약하고, 포틀랜드 시멘트와 혼합하는 경우, 수화생성물인 수산화칼슘 및 황산염이 생성된 이후에, 그에 의해 고로슬래그 미분말이 경화하는 특징이 있다.
The blast furnace slag usually contains ions such as Ca, Si and Al. When water is added to the blast furnace slag powder, an amorphous film is formed on the surface of the blast furnace, and the internal Ca 2+ and Al 2 + And is blended with Portland cement, it is characterized in that after the hydration products calcium hydroxide and sulfate are produced, the blast furnace slag fine powder thereby cures.

이로 인해, 고로 슬래그 미분말의 반응은 2차적으로 시작되어 수화반응이 조기에 일어나지 않게 되고, 그 결과, 초기 압축강도가 낮아, 거푸집 탈형 시기 지연 등의 문제를 초래하여 공기 지연을 야기하게 된다. 따라서, 본 발명에서와 같이 다량의 고로 슬래그 미분말을 포함하는 시멘트 조성물을 제공하고자 하는 경우에는 초기 강도 발현을 위해 반응 자극재의 사용이 요구된다.
As a result, the reaction of the fine blast furnace slag powder starts secondarily and the hydration reaction does not occur in an early stage. As a result, the initial compression strength is low, causing problems such as delay in die demoulding time and causing air delay. Therefore, when a cement composition containing a large amount of fine blast furnace slag powder is to be provided as in the present invention, the use of a reactive magnetic pole material is required for initial strength development.

상기 고로슬래그 미분말의 조기 수화반응을 위해, 본 발명에서는 고로 슬래그 미분말의 반응 촉진재로서 탈황슬래그 및 소결 탈황 더스트를 포함한다.
For the early hydration reaction of the blast furnace slag fine powder, the present invention includes a desulfurization slag and a sintered desulfurization dust as a reaction promoter of the blast furnace slag fine powder.

탈황슬래그는 쇳물(제선) 중 함유하고 있는 황(S)을 제거하는 용선 예비처리 공정에서 발생하는 부산물로서, CaO 50~70중량%, SiO2 15~20wt%, Fe2O3가 10중량% 미만, SO3가 6~8중량%를 함유하고 있다. 이러한 탈황슬래그에 다량 포함되어 있는 CaO는 이미 수화된 상태의 Ca(OH)2이며 높은 pH를 유지하고 있다.
The desulfurization slag is a by-product generated in the molten iron pretreatment process for removing sulfur (S) contained in the sludge (steel making), which comprises 50 to 70 wt% of CaO, 15 to 20 wt% of SiO 2 , 10 wt% of Fe 2 O 3 , By weight, and SO 3 is 6 to 8% by weight. CaO, which is contained in large amount in the desulfurization slag, is already hydrated Ca (OH) 2 and maintains a high pH.

이러한 탈황슬래그는 물과 반응시, 탈황슬래그 내에 함유되어 있는 Ca(OH)2로부터 생성된 OH-와 내부의 티오황산(S2O3)이 SO4 2 - 등의 황산염으로 전환되어, 고로슬래그 미분말의 비결정질 피막을 파괴하여 고로 슬래그 내의 Ca2 +, Al2 + 등의 용출이 용이하게 하고, 이렇게 용출된 이온들이 수화를 촉진하여 CaO-SiO2-H2O계 수화물 등을 생성함으로써 경화가 시작된다. 또한, 잉여의 황산화물은 침상형의 구조를 갖는 에트링가이트(Ettringite) 수화 생성물(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)을 생성함으로써 수화체 내부의 조직을 치밀화하여 경화할 수 있다.
When the desulfurized slag is reacted with water, OH - produced from Ca (OH) 2 contained in the desulfurized slag and the internal thiosulfuric acid (S 2 O 3 ) are converted into sulfate such as SO 4 2 - The amorphous film of the fine powder is broken to facilitate dissolution of Ca 2 + , Al 2 +, etc. in the blast furnace slag, and the thus eluted ions accelerate hydration to generate CaO-SiO 2 -H 2 O-based hydrate, It starts. In addition, excess sulfur dioxide is eth- ring has the structure of acicular gayiteu (Ettringite) hydration products (3CaO · Al 2 O 3 · CaSO 4 · 12H 2 O) to produce can be cured to densify the internal hydrated body tissue by have.

특히, 탈황슬래그는 상기와 같은 반응촉진재로서 뿐만 아니라, 그 자체가 서서히 포졸란 반응을 일으켜 CaO-SiO2-H2O계 수화물 등을 장시간 생성함으로써 성형체의 장기강도 발현에 기여하게 된다.
Particularly, the desulfurization slag not only serves as a reaction promoter as described above, but also gradually forms a pozzolanic reaction, thereby contributing to the development of long-term strength of the formed body by producing CaO-SiO 2 -H 2 O based hydrate or the like for a long time.

이때 상기 탈황슬래그는 시멘트와 고로슬래그 미분말의 결합재 100중량부에 대하여 1~4중량부가 바람직하다. 1중량부 미만에서는 고로슬래그 미분말의 자극 효과 및 장기 강도 발현효과가 미미하고, 4중량부 이상 혼입하게 되면 급속 응결현상에 의해 콘크리트의 유동성을 저하시켜 작업성을 악화시킬 수 있다.
The desulfurization slag is preferably 1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder of the cement and the blast furnace slag. When the amount is less than 1 part by weight, the effect of stimulating the blast furnace slag powder and the long-term strength development effect is insignificant. If the blending amount is more than 4 parts by weight, the fluidity of the concrete may be lowered by the rapid condensation phenomenon.

또한, 본 발명의 시멘트 조성물은 반응촉진재로서 소결 탈황 더스트를 포함한다. 일반적으로 철광석을 고로에 투입하기 전에 소결광을 제조하게 되는데, 이때 발생하는 SOx를 포집하기 위하여 고분말의 NaHCO3를 투입함으로써 소결 탈황 더스트가 얻어지며, 최종적으로 Na2CO3 및 Na2SO4 형태로 발생한다. 이에 의해 얻어지는 상기 소결 탈황 더스트는 분말도 수준이 4,000cm2/g~6,000cm2/g 정도이다.
In addition, the cement composition of the present invention includes sintered desulfurization dust as a reaction promoter. In general, sintered ores are produced before the iron ore is introduced into the blast furnace. The sintering desulfurization dust is obtained by adding NaHCO 3 of high powder to collect SO x generated at this time. Finally, Na 2 CO 3 and Na 2 SO 4 Lt; / RTI > In the sintering desulfurization dust is a level of 4,000cm 2 / g ~ 6,000cm 2 / g approximately powder obtained by.

상기 소결 탈황 더스트는 물과 반응시 Na+ 및 SO4 2 -로 용해되어 높은 pH를 유지시킴과 더불어 황산염 자극을 유도하므로 고로슬래그 미분말의 수화반응을 촉진하게 된다. 따라서 제철 공정 중에 부산물로 발생하는 소결 탈황 더스트는 고로 슬래그의 반응 촉진재로서 효과적으로 활용할 수 있다.
The sintered desulfurized dust is dissolved in Na + and SO 4 2 - during the reaction with water to maintain a high pH and induce sulphate stimulation, thereby promoting the hydration reaction of the blast furnace slag fine powder. Therefore, the sintered desulfurized dust generated as a by-product in the steelmaking process can be utilized effectively as a reaction promoter of blast furnace slag.

이와 같은 소결 탈황 더스트는 시멘트와 고로슬래그 미분말 100중량부에 대하여 0.2 내지 1.5중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위의 함량으로 소결 탈황 더스트를 사용하는 경우 고로 슬래그의 충분한 자극 효과를 부여할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 소결 탈황 더스트는 0.2 내지 0.8중량부의 범위로 사용할 수 있다.
The sintering desulfurization dust is preferably used in a range of 0.2 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement and the blast furnace slag fine powder. When the sintered desulfurization dust is used in the above range, a sufficient stimulating effect of the blast furnace slag can be imparted. More preferably, the sintering desulfurization dust may be used in an amount of 0.2 to 0.8 parts by weight.

한편, 본 발명의 고로슬래그 시멘트는 황산나트륨을 더 포함할 수 있다. 상기 황산나트륨은 상기 소결 탈황 더스트와 같이 물과 반응시 Na2 + 및 SO4 2 -로 용해되어 높은 pH를 유지시킴과 더불어 황산염 자극을 유도하므로 고로슬래그 미분말의 수화반응을 촉진하게 된다.
The blast furnace slag cement of the present invention may further comprise sodium sulfate. The sodium sulfate is dissolved in Na 2 + and SO 4 2 - when reacted with water, such as sintering desulfurization dust, thereby maintaining the high pH and inducing sulfate attack, thereby promoting the hydration reaction of the blast furnace slag fine powder.

상기 황산나트륨은 Na2SO4의 총량이 시멘트 및 고로슬래그의 결합재 100중량부에 대하여 2.5중량부 이하가 되도록 첨가될 수 있다. Na2SO4의 총량이 2.5중량부를 초과하는 경우 급속 응결로 인해 시멘트의 유동성 저하를 야기하여, 작업성을 저하시키며, 나아가 28일 강도저하를 야기하게 되어, 바람직하지 않다. 따라서 상기 황산나트륨은 시멘트 및 고로 수재슬래그 100중량부에 대하여 0.5~1.5중량부로 포함하는 것이 바람직하다.
The sodium sulfate may be added so that the total amount of Na 2 SO 4 is 2.5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the binder of the cement and blast furnace slag. If the total amount of Na 2 SO 4 exceeds 2.5 parts by weight, rapid condensation causes a decrease in the fluidity of the cement, which deteriorates the workability and further lowers the strength for 28 days, which is not preferable. Accordingly, it is preferable that the sodium sulfate is contained in an amount of 0.5 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of cement and blast furnace slag.

본 발명의 고로슬래그 시멘트 조성물은 초기강도 향상을 위해 이때 석고를 5% 이내로 혼합하기도 한다. 이때 사용되는 석고는 특별히 한정하지 않으며, 무수석고, 이수석고, 반수석고 등을 사용할 수 있다.
The blast furnace slag cement composition of the present invention may be mixed with gypsum within 5% to improve initial strength. The gypsum used herein is not particularly limited, and anhydrous gypsum, anthracite, semi-gypsum and the like can be used.

본 발명의 시멘트 조성물을 사용함으로써 고로수재 슬래그를 다량 사용하더라도 초기 수화반응을 촉진할 수 있어, 종래의 슬래그 시멘트와 동등 이상의 초기강도 및 장기강도를 발현할 수 있다.
By using the cement composition of the present invention, the initial hydration reaction can be promoted even when a large amount of the blast furnace slag is used, and the initial strength and long-term strength equal to or higher than that of the conventional slag cement can be exhibited.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the following embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention.

실시예Example

실시예 1 내지 12Examples 1 to 12

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 보통 포틀랜드 시멘트 클링커, 고로수재슬래그 미분말, 탈황슬래그, 소결 탈황 더스트, 황산나트륨을 혼합하여 얻어진 고함량 슬래그 함유 고로슬래그 시멘트 조성물을 제조하였다. 상기 얻어진 시멘트 조성물 1800g과 물 900g 및 모래 5400g를 혼합하여 시멘트 성형체를 제조하고, 얻어진 성형체의 압축강도를 양생 시간에 따라 측정하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.
As shown in the following Table 1, a blast furnace slag cement composition containing a high content of slag obtained by mixing ordinary portland cement clinker, blast furnace slag fine powder, desulfurization slag, sintered desulfurization dust and sodium sulfate was prepared. 1800 g of the obtained cement composition was mixed with 900 g of water and 5400 g of sand to prepare a cement compact, and the compressive strength of the obtained compact was measured according to the curing time, and is shown in Table 1 below.

이때, 상기 각 실시예에서의 성형체 제작 및 강도평가 방법은 KS L ISO 679 "시멘트의 강도시험방법"에 준하여 평가하였으며, 압축강도는 3일, 7일 및 28일에 측정하였으며, 각 측정일에 시험체를 6개씩 측정한 값의 평균값을 압축강도 값으로 나타내었다.
The molding and strength evaluation methods in the above examples were evaluated according to KS L ISO 679 "Method for testing the strength of cement ", and the compressive strengths were measured at 3 days, 7 days and 28 days. The average value of the measured values of six test specimens was expressed as a compressive strength value.

비교예 1 내지 3Comparative Examples 1 to 3

상기 실시예와 대비하기 위해, 한국시멘트, 한라시멘트 및 쌍용시멘트사에서 제조되어 시판되고 있는 2종 슬래그시멘트를 사용하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하고, 얻어진 시멘트 몰탈 조성물을 사용하여 성형체를 제조하였다.In order to compare with the above examples, a cement mortar composition was prepared using two kinds of slag cements manufactured and marketed by Korean Cement, Hara Cement and Ssangyong Cement Co., and the obtained cement mortar composition was used to produce a formed body.

상기 시멘트 몰탈 조성물은 상기 각각의 2종 슬래그시멘트 1800g을 물 900g 및 모래 5400g과 혼합하여 제조하였다.
The cement mortar composition was prepared by mixing 1,800 g of each of the two kinds of slag cements with 900 g of water and 5400 g of sand.

이때, 상기 각 비교예에서의 성형체 제작 및 강도평가 방법은 KS L ISO 679 "시멘트의 강도시험방법"에 준하여 평가하였으며, 압축강도는 3일, 28일에 측정하였으며, 각 측정일에 시험체를 6개씩 측정한 값의 평균값을 압축강도 값으로 나타내었다.
At this time, the production and strength evaluation methods of the above Comparative Examples were evaluated in accordance with KS L ISO 679 "Cement Strength Test Method", and the compressive strengths were measured at 3 days and 28 days. The average value of the measured values was expressed as a compressive strength value.

또한, 비교예 1 내지 3 및 발명예 1 내지 12의 압축강도를 그래프를 도 1에 도시하였다.
In addition, the compressive strengths of Comparative Examples 1 to 3 and Inventive Examples 1 to 12 are shown in a graph of FIG.

구분division 슬래그
시멘트Slag
cement 시멘트 혼화재
100중량부의 중량비
(클링커:고로슬래그)Cement admixture
100 parts by weight
(Clinker: blast furnace slag) 중량부Weight portion 압축강도(N/mm2)Compressive strength (N / mm 2 ) 탈황
슬래그Desulfurization
Slag 소결탈황
더스트Sintering desulfurization
Dust 황산
나트륨Sulfuric acid
salt 3일3 days 7일7 days 28일28th 비교예 1Comparative Example 1 100100 18-2418-24 -- 52-5552-55 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 실시예 1Example 1 3030 7070 22 0.350.35 -- 18.118.1 30.630.6 52.052.0 실시예 2Example 2 0.50.5 18.718.7 32.832.8 52.152.1 실시예 3Example 3 0.70.7 20.320.3 35.935.9 50.450.4 실시예 4Example 4 0.90.9 22.422.4 36.436.4 51.151.1 실시예 5Example 5 4040 6060 22 0.350.35 - - 23.9 23.9 39.3 39.3 58.7 58.7 실시예 6Example 6 0.5 0.5 25.3 25.3 39.9 39.9 57.8 57.8 실시예 7Example 7 0.7 0.7 26.1 26.1 39.9 39.9 57.0 57.0 실시예 8Example 8 0.9 0.9 26.9 26.9 39.6 39.6 57.4 57.4 실시예 9Example 9 4545 5555 22 0.350.35 - - 26.0 26.0 42.1 42.1 60.1 60.1 실시예 10Example 10 0.5 0.5 27.8 27.8 41.4 41.4 60.4 60.4 실시예 11Example 11 0.7 0.7 28.5 28.5 40.0 40.0 58.4 58.4 실시예 12Example 12 0.9 0.9 28.8 28.8 40.5 40.5 57.6 57.6

상기 탈황 슬래그, 소결탈황 더스트 및 황산나트륨의 함량 단위는 시멘트 혼화재 100중량부 기준으로 한 중량부이다.
The content of the desulfurization slag, the sintering desulfurization dust and the sodium sulfate is one part by weight based on 100 parts by weight of the cement admixture.

상기 표 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1 내지 3은 시판 중인 고로슬래그시멘트 제품을 사용한 성형체의 압축강도 수준은 초기강도(3일)의 경우 18~24N/mm2의 수준이며, 28일 강도는 52~55N/mm2 수준이었다.
As can be seen from Table 1 and FIG. 2, in Comparative Examples 1 to 3, the compression strength level of a molded article using a commercially available blast furnace slag cement product was 18 to 24 N / mm 2 at the initial strength (3 days) 28-day strength was 52 ~ 55N / mm 2 level.

반면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 클링커 30중량%와 고로슬래그 미분말 70중량%를 포함하는 슬래그 시멘트, 실시예 5 내지 8의 클링커 40중량%와 고로슬래그 미분말 60중량%를 포함하는 슬래그 시멘트 및 실시예 9 내지 12의 클링커 45중량%와 고로슬래그 미분말 55중량%를 포함하는 슬래그 시멘트를 사용한 성형체의 경우에는, 초기(3일) 압축강도가 각각 18.1 내지 22.4N/mm2(실시예 1 내지 4), 23.9 내지 26.9 N/mm2(실시예 5 내지 8) 및 26.0 내지 28.8N/mm2(실시예 9 내지 12)이고, 28일 압축강도는 각각 52.0 내지 52.1N/mm2(실시예 1 내지 4), 57.0 내지 58.7N/mm2(실시예 5 내지 8) 및 57.6 내지 60.4N/mm2(실시예 9 내지 12)의 범위를 갖는 것으로 측정되었다.
On the other hand, slag cement containing 30% by weight of the clinker of Example 1 to 4 and 70% by weight of blast furnace slag powder, slag containing 40% by weight of the clinker of Example 5 to 8 and 60% by weight of blast furnace slag fine powder In the case of a molded article using cement and slag cement containing 45% by weight of the clinker of Examples 9 to 12 and 55% by weight of blast furnace slag, the initial (3 days) compressive strength was 18.1 to 22.4 N / mm 2 (Example 1 to 4), 23.9 to 26.9 N / mm 2 (examples 5 to 8) and 26.0 to 28.8N / mm 2 (examples 9 to 12), and 52.0 to 52.1N / mm 28 day compressive strength of each of two ( Examples 1 to 4), 57.0 to 58.7 N / mm 2 (Examples 5 to 8), and 57.6 to 60.4 N / mm 2 (Examples 9 to 12) were measured.

상기와 같은 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 시멘트 조성물을 사용하는 경우, 고로슬래그의 함량이 55%까지 포함하는 경우에는 종래의 2종 슬래그시멘트에 비하여 높은 압축강도 값을 나타냄은 물론, 고로슬래그 함량이 60% 및 70%까지 포함하는 경우에도 종래의 2종 슬래그 시멘트와 대비하여 동등하거나 높은 초기 및 장기 압축강도 값을 가짐을 알 수 있다.
As can be seen from the above results, in the case of using the cement composition according to the present invention, when the blast furnace slag content includes up to 55%, the compressive strength value is higher than that of the conventional two types of slag cement. In addition, even when the blast furnace slag content includes up to 60% and 70%, it can be seen that it has the same or higher initial and long term compressive strength values as compared with the conventional two kinds of slag cement.

따라서, 본 발명의 조성을 갖는 경우, 높은 함량으로 고로 수재 슬래그를 함유하더라도 압축강도 향상이 가능하여, 시멘트 제조시에 발생되는 CO2 발생량을 줄일 수 있음은 물론, 저렴한 슬래그 사용량을 증대시킬 수 있어, 경제적이다.Accordingly, in the case of having the composition of the present invention, it is possible to improve the compressive strength even when blast furnace slag is contained in a high content, thereby reducing the amount of CO 2 generated during the production of cement, It is economical.

Claims (4)

시멘트 또는 클링커와 고로슬래그 미분말을 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물로서,
시멘트 또는 클링커 30~55중량% 및 고로 수재슬래그 미분말 45~70중량%의 시멘트 혼화재 100중량부,
상기 시멘트 혼화재 100중량부에 대하여 탈황슬래그 미분말 1~4중량부 및
소결 탈황 더스트 0.2~1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그 시멘트 조성물.
A blast furnace slag cement composition comprising cement or clinker and blast furnace slag fine powder,
100 parts by weight of cement admixture with 30 to 55% by weight of cement or clinker and 45 to 70% by weight of blast-furnace slag fine powder,
1 to 4 parts by weight of a desulfurized slag fine powder per 100 parts by weight of the cement admixture,
Blast furnace slag cement composition comprising 0.2 to 1.5 parts by weight of sintered desulfurization dust.
제 1항에 있어서, 상기 고로슬래그 시멘트 조성물은 황산나트륨 0.5~1.5중량부를 더 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물.
The blast furnace slag cement composition of claim 1, wherein the blast furnace slag cement composition further comprises 0.5 to 1.5 parts by weight of sodium sulfate.
제 1항에 있어서, 상기 소결탈황 더스트는 0.2 내지 0.8중량부인 고로슬래그 시멘트 조성물.
The blast furnace slag cement composition of claim 1, wherein the sintered desulfurization dust is 0.2 to 0.8 parts by weight.
제 1항에 있어서, 상기 고로슬래그 시멘트 조성물은 석고를 시멘트 또는 클링커와 고로수재 슬래그 미분말 100중량부에 대하여 5중량부 이하(0을 제외한다)로 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물.The blast furnace slag cement composition of claim 1, wherein the blast furnace slag cement composition comprises 5 parts by weight or less (excluding 0) based on 100 parts by weight of cement or clinker and fine blast furnace slag fine powder.
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