KR20150022189A - Concrete binder and Process thereof - Google Patents

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KR20150022189A KR20130099660A KR20130099660A KR20150022189A KR 20150022189 A KR20150022189 A KR 20150022189A KR 20130099660 A KR20130099660 A KR 20130099660A KR 20130099660 A KR20130099660 A KR 20130099660A KR 20150022189 A KR20150022189 A KR 20150022189A
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Abstract

The present invention relates to a concrete binder which can be used by substituting cement, and to a desired manufacturing method thereof. According to the present invention, the concrete binder comprises: one or more particulate materials selected among a hydraulic material, a latent hydraulic material, and a pozzolan material; and calcium magnesium (CaO·MgO) generated by a decarboxylation reaction of CaCO_3·MgCO_3. Also, alkali sulfate can be included in the same. The method for manufacturing the concrete binder sinters CaCO_3·MgCO_3 at 700-1400°C, pyrolyzes carbon dioxide, and manufactures calcium magnesium (CaO·MgO). And then, the concrete binder can be manufactured that all materials are prepared in powder conditions and mixed, or a part or all materials are mixed and ground.

Description

콘크리트 결합재 및 이의 제조방법{Concrete binder and Process thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a concrete binder and a method for manufacturing the same,
본 발명은 시멘트를 대체하여 사용할 수 있는 콘크리트 결합재와 이의 바람직한 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시멘트, 슬래그, 플라이애시 등과 같은 수경성 내지 잠재수경성 재료나 포졸란 재료를 주재료로 하면서 CaCO3·MgCO3의 탈탄산 반응 생성물을 첨가 혼합함으로써 수경성 내지 잠재수경성 재료나 포졸란 재료의 경화반응성을 향상시켜 강도를 개선한 콘크리트 결합재와 이를 바람직하게 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention, while the hydraulic to latent hydraulic materials or pozzolanic materials, such as that on the concrete binders and their preferred manufacturing methods that can be used to replace the cement, and more particularly, cement, slag, fly ash as the main material CaCO 3 · MgCO 3 The present invention relates to a concrete binder which improves the hardening reactivity of hydraulic or latent hydraulic materials and pozzolanic materials to improve strength, and a method for producing the same.
콘크리트 산업에서는 지구온난화의 요인이 되는 CO2의 배출량을 저감하기 위하여 시멘트의 사용을 억제하여 콘크리트를 제조할 수 있는 기술개발이 다양하게 이루어지고 있다. 그 중 시멘트를 대체하여 슬래그, 플라이애시 등의 산업부산물을 결합재로 사용하는 방법이 대표적이다.In the concrete industry, various technologies have been developed to produce concrete by suppressing the use of cement in order to reduce CO 2 emissions, which is a factor of global warming. Among them, cement is replaced by industrial by-products such as slag and fly ash as a binder.
그러나 콘크리트에 슬래그나 플라이애시를 이용할 경우 작업성 개선, 수화발열량 감소, 장기강도 향상, 경제성 향상 등의 장점이 있으나, 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 초기강도 발현이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이러한 초기강도 저하 문제는 이들 산업부산물의 적극적인 활용을 어렵게 하는데, 초기강도가 낮으면 콘크리트를 타설한 거푸집을 조기에 제거할 수 없어 전체 건설공사의 공기 지연으로 이어지기 때문이다.However, when slag or fly ash is used for concrete, it is known that improvement of workability, reduction of hydration heat, improvement of long-term strength, and improvement of economy are less than that of ordinary portland cement. This initial strength deterioration makes it difficult to actively utilize these industrial byproducts. If the initial strength is low, it is not possible to remove the concrete casting mold early, leading to air delay in the entire construction work.
CaCO3·MgCO3의 대표적인 돌로마이트는 국내에 매장량이 풍부하고 또한 시멘트 제조과정에서 부산물로 생산되기도 하는데, 이러한 돌로마이트는 주로 연마재, 산성토양개량제, 내화재 등으로 사용된다. 콘크리트 분야에도 돌로마이트가 사용되기도 하나, 특허 제10-0615674호에 같이 대부분 골재로 사용된다.
The representative dolomite of CaCO 3 · MgCO 3 is abundant in Korea and is also produced as a by-product in the cement manufacturing process. Such dolomite is mainly used as an abrasive material, an acid soil improving agent, and a refractory material. Dolomite is also used in the concrete field, but it is mostly used as aggregate as in Patent No. 10-0615674.
본 발명은 슬래그, 플라이애시 등과 같은 산업부산물을 결합재로 사용할 때 강도 저하문제를 개선하고자 개발된 것으로, 슬래그, 플라이애시 등과 같은 잠재수경성 재료나 포졸란 재료의 경화반응성도 향상시켜 강도, 특히 초기강도를 개선할 수 있는 새로운 콘크리트 결합재와 이를 바람직하게 제조하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
The present invention has been developed in order to solve the problem of strength reduction when using industrial byproducts such as slag, fly ash and the like as a binder. It also improves the curing reaction of potential hydraulic and pozzolanic materials such as slag, fly ash, A new concrete binder which can be improved and a method for producing the same in a preferable manner.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 수경성 재료, 잠재수경성 재료, 포졸란 재료 중에서 하나 이상 선택된 분체; CaCO3·MgCO3의 탈탄산 반응에 의해 생성된 석회고토(CaO·MgO);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시멘트 대체용 콘크리트 결합재를 제공한다. 여기에 알칼리 설페이트;를 더 포함하여 구성될 수 있다.In order to solve the above-mentioned technical problem, the present invention provides a powder selected from the group consisting of a hydraulic material, a latent hydraulic material, and a pozzolan material; (CaO.MgO) produced by a decarboxylation reaction of CaCO 3 .MgCO 3. The present invention also provides a concrete binder for replacement of cement. And may further comprise alkali sulfate;
또한 본 발명은 콘크리트 결합재를 제조하는 방법으로, CaCO3·MgCO3를 700~1400℃로 소성하여 이산화탄소를 열분해함으로써 석회고토(CaO·MgO)를 제조한 다음, 모든 재료를 분말 상태로 준비한 후 혼합하여 제조하거나 일부 또는 모든 재료를 괘상의 상태에서 혼합한 후 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재의 제조방법을 제공한다.
The present invention also relates to a method for producing a concrete binder which comprises calcining CaCO 3 MgCO 3 at 700 to 1400 ° C to pyrolyze carbon dioxide to prepare lime cement (CaO · MgO), then preparing all the materials in powder form, Or a mixture of some or all of the materials in the form of bedding, and then pulverizing the mixture to prepare a concrete binder.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be expected.
첫째, 본 발명은 CaCO3·MgCO3의 탈탄산 반응으로 생성된 석회고토(CaO·MgO)를 잠재수경성 재료나 포졸란 재료에 혼합하여 결합재를 구성하기 때문에 본 발명에 따른 결합재는 석회고토에 의해 잠재수경성 재료나 포졸란 재료의 경화반응성이 향상되어 강도가 개선된 결합재가 된다. 특히 슬래그와 같은 잠재수경성 재료를 활용할 경우 같은 알칼리 자극제의 동시 사용으로 시멘트의 반응이 촉진되면서 유동성과 작업시간 확보에 부정적 영향이 있었는데, 본 발명에 따른 결합재는 통상의 알칼리 자극제 대신 석회고토의 이용으로 이러한 부정적 영향을 최소화하면서 강도 성능을 유리하게 개선할 수 있다. First, since the present invention forms a binder by mixing lime cement (CaO.MgO) produced by the decarboxylation reaction of CaCO 3 .MgCO 3 with a latent hydraulic material or a pozzolan material, The hardening reactivity of the hydraulic or pozzolanic materials is improved and the strength is improved. In particular, when a latent hydraulic material such as slag is used, the reaction of the cement is promoted by the simultaneous use of the same alkali stimulant, which has a negative effect on the fluidity and the securing of the working time. The binder according to the present invention is not limited to the general alkali stimulant, Strength performance can be advantageously improved while minimizing such adverse effects.
둘째, 본 발명은 수경성 재료인 시멘트와 석회고토를 혼합하여 혼합시멘트로도 완성할 수 있다. Secondly, the present invention can be completed with mixed cement by mixing cement, which is a hydraulic material, with lime gypsum.
셋째, 본 발명에 따른 콘크리트 결합재는 슬래그, 플라이애시 등과 같은 잠재수경성 재료나 포졸란 재료의 강도개선에 효과적이어서 초기강도 저하 등의 문제로 결합재 사용 비율에 제한이 있었던 잠재수경성 재료나 포졸란 재료의 사용 비율을 증대할 수 있다. 이로써 슬래그, 플라이애시 등과 같은 산업부산물을 적극 이용하는 대신 시멘트 사용량을 줄일 수 있기 때문에 경제성을 확보함과 아울러 시멘트 생산에 따른 환경문제를 개선할 수 있다.Third, the concrete binder according to the present invention is effective in improving the strength of potential hydraulic or pozzolanic materials such as slag, fly ash, and the like, so that the use ratio of the potential hydraulic or pozzolanic materials Can be increased. As a result, it is possible to reduce the amount of cement used instead of using industrial byproducts such as slag, fly ash, etc., thereby securing economical efficiency and improving environmental problems caused by cement production.
넷째, 본 발명에 따른 콘크리트 결합재는 특히 초기강도 증진에 효과가 있기 때문에 건설 공사에 적용할 경우 콘크리트 부재의 소요강도를 조기에 확보할 수 있어 공기절감을 이끌 수 있다.
Fourth, since the concrete binder according to the present invention is particularly effective in improving the initial strength, the concrete strength of the concrete member can be secured early when applied to construction work, leading to air savings.
본 발명은 시멘트와 같은 수경성 재료나 슬래그와 같은 잠재수경성 재료, 또는 플라이애시 등과 같은 포졸란 재료를 주재료로 하면서 CaCO3·MgCO3의 탈탄산 반응 생성물인 석회고토(CaO·MgO)를 첨가 혼합한 콘크리트 결합재에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 콘크리트 결합재는, 수경성 재료, 잠재수경성 재료, 포졸란 재료 중에서 하나 이상 선택된 분체; CaCO3·MgCO3의 탈탄산 반응에 의해 생성된 석회고토(CaO·MgO);를 포함하여 구성된다. 본 발명에서 콘크리트 결합재는 콘크리트는 물론 시멘트를 결합재로 사용하는 모든 경우에 시멘트를 대체하여 적용할 수 있으며, 가령 모르타르, 페이스트 등에도 적용 가능하다.The present invention relates to a cementitious concrete composition comprising caustic soda (CaO.MgO), which is a decarbonated product of CaCO 3 .MgCO 3 , and CaO · MgO 3 as a main ingredient while using a hydraulic material such as cement or a latent hydraulic material such as slag or a ply ash material such as fly ash To a binder. Specifically, the concrete binder according to the present invention is a powder selected from at least one of a hydraulic material, a latent hydraulic material, and a pozzolan material; (CaO.MgO) produced by decarboxylation of CaCO 3 .MgCO 3 . In the present invention, the concrete binder may be used in place of cement as well as cement in all cases where cement is used as a binder, and may be applied to mortars, pastes, and the like.
본 발명에서 분체는 시멘트 등과 같이 물과 직접 반응하여 경화하는 수경성 재료는 물론, 고로슬래그, 제강슬래그, 전기로슬래그과 같은 잠재수경성 재료, 플라이애시, 카올린 물질과 같이 포졸란 재료를 포함하며, 수경성 재료, 잠재수경성 재료, 포졸란 재료에서 1종이나 2종 이상이 선택될 수 있다.In the present invention, the powder includes a hydraulic material such as cement and the like, which is hardened by curing by direct reaction with water, a latent hydraulic material such as blast furnace slag, steel slag, electric furnace slag, a pozzolan material such as fly ash and kaolin material, One or two or more species may be selected from hydraulic materials and pozzolanic materials.
본 발명에서 석회고토(CaO·MgO)는 본 발명이 결합재로 사용될 때 배합수에 용해되어 OH- 이온을 생성하고 pH를 올리는 역할을 하는 것으로, 그 결과 수경성 내지 잠재수경성 재료와 포졸란 재료의 반응성을 향상시키게 된다. 석회고토는 CaCO3·MgCO3가 탈탄산 반응하여 생성된 생성물인데, 여기서 CaCO3·MgCO3는 CaCO3나 MgCO3가 90% 이상이고 특히 MgCO3 함량이 5% 이상인 석회재료이면 되며, 가령 MgCO3를 함유한 석회석, 돌로마이트 등이 있다. 특히 돌로마이트는 국내에 많은 량이 매장되어 있는 것은 물론 시멘트 제조과정에서 생성되기도 하므로 돌로마이트의 적극적인 이용으로 비용절감을 이끌 수 있다. CaCO3·MgCO3는 700~1400℃의 고온에서 소성하면 이산화탄소가 열분해되면서 탈탄산 반응이 이루어져 석회고토(CaO·MgO)를 얻을 수 있다. In the present invention, lime gut (CaO.MgO) is dissolved in the compounding water when the present invention is used as a binding material to generate OH-ions and raise the pH. As a result, the reactivity of the hydraulic or latent hydraulic material and the pozzolanic material . Lime Goto is the CaCO 3 · MgCO 3 The product generated by reaction decarboxylation, where CaCO 3 · MgCO 3 is a CaCO 3 or MgCO 3 90% or in particular is a MgCO 3 content is less than 5% lime material, for example MgCO 3 , limestone, dolomite and the like. In particular, dolomite is produced in the cement manufacturing process as well as being buried in a large quantity in the domestic market, so that it can lead to cost reduction by actively using dolomite. CaCO 3 · MgCO 3 is calcined at a high temperature of 700 to 1400 ° C. to decompose carbon dioxide and decarboxylate to obtain lime gypsum (CaO · MgO).
석회고토(CaO·MgO)는 아래 (식1,2,3)와 같이 배합수에 용해되어 OH- 이온을 생성하고 pH를 올린다. 특히 MgO의 함유로 반응속도 조절과 강도 상승에 기여한다. 다시 말해 CaO는 물과 만나면 바로 반응하여 적절한 작업시간의 확보가 어려운 반면 MgO는 CaO보다 다소 천천히 시멘트 재료와 비슷하게 반응하기 때문에 MgO에 의해 시멘트 재료의 반응에 순응하는 반응속도로 조절할 수 있으며, 또한 MgO의 Mg2 + 이온은 Ca2 +보다 작고 시멘트 수화물의 간극에 충전될 수 있는 크기이므로 시멘트 수화물을 좀더 밀실하게 하여 강도 상승에 기여할 수 있다. Lime gypsum (CaO · MgO) is dissolved in the formulation water as shown in the following formula (1, 2, 3) to produce OH - ions and raise the pH. Particularly, the addition of MgO contributes to controlling the reaction rate and increasing the strength. In other words, CaO reacts directly with water and it is difficult to obtain proper working time. On the other hand, since MgO reacts more slowly than CaO to cement material, it can be controlled by reaction rate of MgO to the reaction of cement material, of Mg + 2 ions can contribute to the Ca 2 + smaller cement hydrate, so that can be filled in the gap size to be more chambers, the cement hydrates strength.
(식 1) MgO·CaO + 2H2O -> Ca(OH)2 + Mg(OH)2 MgO, CaO + 2H 2 O - > Ca (OH) 2 + Mg (OH) 2
(식 2) Ca(OH)2 -> Ca2 + + 2OH- (Equation 2) Ca (OH) 2 - > Ca 2 + + 2OH -
(식 3) Mg(OH)2 -> Mg2 + + 2OH- (Formula 3) Mg (OH) 2 -> Mg 2 + + 2OH -
석회고토는 분체 100중량부에 0.03~5중량부가 바람직한데, 0.03중량부 미만이면 반응성 향상에 기여하지 못하여 강도 증진가 미미하며, 5중량부를 초과하면 과도한 반응 활성화로 인해 유동성이 저하되거나 작업시간이 지나치게 단축되기 쉽다. If less than 0.03 parts by weight of the calcined gypsum is added to 100 parts by weight of the powder, the strength enhancement is insufficient because it does not contribute to the improvement of reactivity. If the amount of the calcined gypsum is more than 5 parts by weight, the fluidity is decreased due to excessive reaction activation, It is easy to shorten.
나아가 본 발명에 따른 콘크리트 결합재는 알칼리 설페이트가 더 포함될 수 있다. 알칼리 설페이트는 배합수에 용해되어 알칼리는 OH- 이온을 생성하고 pH를 올리는 역할을 하는 한편, 설페이트(SO4 2 -) 이온은 시멘트의 C3A와 반응하여 에트링자이트 생성에 기여함으로써 강도를 증진시키는 역할을 한다. 알칼리 설페이트는 M2SO4(Na2SO4, K2SO4, Li2SO4 등), MeSO4(CaSO4, MgSO4 등) 이면 적당하며, 가령 Na2SO4 는 아래 (식 4,5)와 같이 반응한다.Further, the concrete binder according to the present invention may further include alkali sulfate. Alkali sulphate dissolves in the compound water to generate OH - ions and raise the pH, while sulfate (SO 4 2 - ) ions react with C 3 A of cement to contribute to the formation of etringium, . Alkali sulfates include M 2 SO 4 (Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Li 2 SO 4, etc.), MeSO 4 (CaSO 4 , MgSO 4 Etc.), such as Na 2 SO 4 (4 and 5).
(식 4) Na2SO4 + H2O-> 2Na+ + SO3 2 - +2OH- (Formula 4) Na 2 SO 4 + H 2 O-> 2Na + + SO 3 2 - + 2OH -
(식 5) 3CaO·Al2O3 + 3CaSO4·2H2O + 26H2O -> 3CaO·Al2O3·3CaSO4 ·32H2O(Equation 5) 3CaO · Al 2 O 3 + 3CaSO 4 · 2H 2 O + 26H 2 O -> 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O
알칼리 설페이트는 분체 100중량부에 0.03~5중량부가 바람직한데, 0.03중량부 미만이면 반응성 향상에 기여하지 못하여 강도 증진가 미미하며, 5중량부를 초과하면 과도한 반응 활성화로 인해 유동성이 저하되거나 작업시간이 지나치게 단축되기 쉽고 경제성이 떨어진다. The amount of alkali sulfate is preferably 0.03 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the powder. When the amount of the alkali sulfate is less than 0.03 parts by weight, the strength improvement is insufficient because it does not contribute to the improvement of reactivity. If the amount is more than 5 parts by weight, It is easy to shorten and the economy is poor.
한편 본 발명에 따른 콘크리트 결합재는 간단하게는 모든 재료를 분말 상태로 준비한 후 혼합하는 방법으로 제조할 수 있다(건식혼합). 즉 분체, 석회고토, 알칼리 설페이트를 분말 상태로 제조하여 단순 혼합하기만 하면 되는 것이다. 또한 일부 또는 모든 재료를 괘상의 상태에서 혼합한 후 분쇄하는 방법으로도 제조할 수 있다. 분체, 석회고토, 알칼리 설페이트 중 하나 이상을 괘상의 상태에서 혼합한 후 분쇄하는 것이다(혼합분쇄). 이 경우 분쇄 효율을 개선하기 위해 분쇄조제를 첨가 혼합하여 분쇄하거나 재료의 효과적인 분산을 통해 유동성을 개선하기 위해 분산제를 첨가 혼합하여 분쇄할 수 있다. 특히 괘상의 슬래그를 활용하는 경우 혼합 후 분쇄하는 방법으로 제조하면 제조비용을 절감할 수 있다. 혼합분쇄 방법에서 분쇄기는 볼밀, 레이몬드 밀, 진동밀 등 무기재료 산업에서 사용되는 각종 분쇄기를 사용할 수 있으며, 제조 후 분말도가 3500~4500(cm2/g)이 되도록 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the concrete binder according to the present invention can be manufactured by simply preparing all materials in powder form and then mixing them (dry mixing). That is, powder, lime gutta, and alkali sulfate are prepared in powder form and simply mixed. It is also possible to produce a mixture by mixing some or all of the materials in the form of a bed and pulverizing the mixture. At least one of powder, lime gutta, and alkali sulphate is mixed in a suppository state and then pulverized (mixed pulverization). In this case, in order to improve the grinding efficiency, the grinding aid may be added, mixed and pulverized, or the dispersant may be added and mixed in order to improve the fluidity through effective dispersion of the material. In particular, when slag of a bed form is utilized, it is possible to reduce the manufacturing cost when the slag is mixed and pulverized. In the mixed pulverization method, various pulverizers used in the inorganic material industry such as a ball mill, a raymond mill, and a vibrating mill can be used as the pulverizer, and it is preferable that the pulverizer after the production is 3500 to 4500 (cm2 / g).
상기와 같이 제조된 콘크리트 결합재는 분체로 시멘트가 포함하여 적용된다면 일종의 혼합시멘트가 되고, 분체로 시멘트를 제외하고 슬래그, 플라이애시, 카올린 등이 포함하여 적용된다면 일종의 혼화재가 된다. 이러한 혼합시멘트와 혼화재는 통상의 콘크리트(모르타르, 페이스트 등) 배합에서 시멘트를 대체하여 배합하면 된다.
The concrete binder prepared as described above is a kind of mixed cement if it is applied with cement as powder, and it is a kind of admixture if it contains slag, fly ash and kaolin except powdered cement. Such mixed cement and admixture may be mixed with ordinary cement (mortar, paste, etc.) in place of cement.
이하에서는 실험예에 의거하여 본 발명을 상세히 살펴본다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on experimental examples. However, the following experimental examples are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실험예] 결합재의 종류에 따른 콘크리트 특성[Experimental Example] Properties of Concrete According to Types of Binder
1. 콘크리트 결합재의 제조1. Manufacture of Concrete Binder
아래 [표 1]과 같이 콘크리트 결합재를 제조하였다. 콘크리트 결합재 제조에 사용한 석회고토와 알칼리 설페이트는 아래 [표 2,3]과 같다.The concrete binder was prepared as shown in [Table 1]. The lime gauze and alkali sulphate used in the production of concrete binder are shown in [Table 2 and 3].
콘크리트 결합재의 조성(중량부) 및 제조방법Composition (parts by weight) of concrete binder and manufacturing method
구분division 분체Powder 석회고토Lime goto 알칼리
설페이트
alkali
Sulfate
제조 방법Manufacturing method
DB1DB1 고로슬래그 미분말(BS)Blast furnace slag fine powder (BS) MgO·CaO MgO · CaO -- 각 재료를 중량 개량하여 건식믹서로 혼합Each material was weighed and mixed with a dry mixer
100100 22 --
DB2DB2 고로슬래그 미분말(BS)Blast furnace slag fine powder (BS) MgO·CaO MgO · CaO Na2SO4 Na 2 SO 4
100100 22 1One
DBF1DBF1 고로슬래그 미분말(BS) + 플라이애쉬(FA)을 중량비 5:1로 혼합Blast furnace slag fine powder (BS) + fly ash (FA) at a weight ratio of 5: 1 MgO·CaO MgO · CaO --
100100 22 --
DBF2DBF2 고로슬래그 미분말(BS) + 플라이애쉬(FA)을 중량비 5:1로 혼합Blast furnace slag fine powder (BS) + fly ash (FA) at a weight ratio of 5: 1 MgO·CaO MgO · CaO Na2SO4 Na 2 SO 4
100100 22 1One
MB1MB1 괘상의 고로슬래그Blast furnace slag MgO·CaO MgO · CaO -- 각 재료를 중량 개량하여 분쇄기로 분쇄 혼합Each material was weighed and pulverized by a pulverizer
100100 22 --
MB2MB2 괘상의 고로슬래그Blast furnace slag MgO·CaOMgO · CaO Na2SO4 Na 2 SO 4
100100 22 1One
석회고토의 특성Characteristics of lime goto
Chemical Composition (%)Chemical Composition (%) Density
(g/cm3)
Density
(g / cm3)
Blaine
Specific Area (cm2/g)
Blaine
Specific Area (cm2 / g)
CaOCaO MgOMgO SiO2SiO2 Al2O3Al2O3 Ig.lossIg.loss
52.852.8 32.232.2 0.890.89 0.320.32 1.851.85 3.123.12 3,0383,038
알칼리 설페이트의 특성Characteristics of alkali sulfate
Na2SO4 함량Na2SO4 content 불용분Insoluble matter 수분moisture
> 99 %> 99% < 0.05 % &Lt; 0.05% < 0.2 % <0.2%
2. 콘크리트 배합2. Concrete formulation
아래 [표 4]과 같은 조성으로 콘크리트를 배합하였다. 콘크리트 배합에서 결합재와 골재는 아래 [표 4,5]와 같은 것을 사용했으며, 혼화제는 비중 1.11, 고형분량 23%의 폴리카르본산계 혼화제를 사용하였다. 그리고 아래 [표 7]과 같이 결합재의 구성을 다양하게 하면서 콘크리트 배합하였다.The concrete was mixed with the composition shown in Table 4 below. In the concrete formulations, binder materials and aggregates were used as shown in the following [Table 4 and 5]. Polycarboxylic acid-based admixtures with a specific gravity of 1.11 and a solid content of 23% were used as the admixture. And the concrete was mixed with various combinations of binders as shown in Table 7 below.
콘크리트 배합Concrete formulations
배합강도 Compounding strength W/C
(%)
W / C
(%)
S/a
(%)
S / a
(%)
단위 재료량(kg/㎥)Unit material amount (kg / ㎥)
혼합수Mixed water 결합재Binders 잔골재Fine aggregate 굵은골재Coarse aggregate 혼화제Admixture
27MPa 27 MPa 48.548.5 46.946.9 182182 375375 776776 886886 2.632.63
결합재 특성Binder properties
구 분division 시멘트cement 고로슬래그 미분말Fine powder of blast furnace slag 플라이애시Fly ash
밀도(g/)Density (g /) 3.153.15 2.902.90 2.222.22
분말도(cm2/g)Powder (cm &lt; 2 &gt; / g) 34193419 42724272 35193519
골재 특성Aggregate property
구 분division 조립율 (F.M)Mab Rate (F.M) 표건밀도 (g/)Density (g / l) 흡수율 (%)Absorption Rate (%)
잔골재 Fine aggregate 2.822.82 2.592.59 0.780.78
굵은 골재Coarse aggregate 6.816.81 2.612.61 0.680.68
구분division 결합재의 구성비(wt%)Composition ratio of binder (wt%)
OPCOPC BSBS FAFA DB1DB1 DB2DB2 MB1MB1 MB2MB2 DBF1DBF1 DBF2DBF2 합계Sum
비교예1Comparative Example 1 5555 4545 -- -- -- -- -- -- -- 100100
비교예2Comparative Example 2 4040 6060 -- -- -- -- -- -- -- 100100
실시예1Example 1 4040 -- -- 6060 -- -- -- -- -- 100100
실시예2Example 2 4040 -- -- -- 6060 -- -- -- -- 100100
실시예3Example 3 4040 -- -- -- -- 6060 -- -- -- 100100
실시예4Example 4 4040 -- -- -- -- -- 6060 -- -- 100100
비교예3Comparative Example 3 5050 4040 1010 -- -- -- -- -- -- 100100
비교예4Comparative Example 4 4040 5050 1010 -- -- -- -- -- -- 100100
실시예5Example 5 4040 -- -- -- -- -- -- 6060 -- 100100
실시예6Example 6 4040 -- -- -- -- -- -- -- 6060 100100
실시예7Example 7 4040 -- 1010 -- -- 5050 -- -- -- 100100
실시예8Example 8 4040 -- 1010 -- -- -- 5050 -- -- 100100
3. 콘크리트 특성3. Concrete characteristics
상기와 같이 배합한 콘크리트에 대해 슬럼프, 공기량, 압축강도를 측정하였다. 콘크리트 실험은 강제식 믹서를 이용하여 콘크리트를 제조한 직후, 굳지 않은 상태에서 슬럼프(KS F 2402, 콘크리트의 슬럼프 시험 방법)와 공기량(KS F 2421, 압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험 방법)을 측정하고, 60분 경과 후에 그 변화를 확인하기 위하여 재차 측정하였다. 이후 Ø100×200mm의 압축강도 시험용 시험체를 제작하여 재령에 따라 콘크리트에의 압축강도(KS F 2403, 콘크리트의 강도 시험용 공시체 제작 방법)를 측정하였다. 이상과 같은 시험 결과 아래 [표 8]과 같은 결과를 나타냈다.The slump, the amount of air, and the compressive strength of the concrete thus prepared were measured. Concrete tests were carried out using slump (KS F 2402, slump test method of concrete) and air quantity (KS F 2421, method of air volume test of unconfined concrete by pressure method) immediately after the concrete was manufactured using a forced mixer, Was measured, and after 60 minutes, it was measured again to confirm the change. After that, a specimen for compressive strength test of Ø100 × 200mm was prepared and the compressive strength (KS F 2403, method of specimen for strength test of concrete) was measured according to the ages. The results of the above tests are shown in Table 8 below.
콘크리트 특성Concrete characteristics
구분division 공기량(%)Air volume (%) 슬럼프(mm)Slump (mm) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa)
초기Early 60분후60 minutes 초기Early 60분후60 minutes 3일3 days 7일7 days 28일28th
비교예1Comparative Example 1 5.85.8 4.74.7 180180 155155 14.314.3 23.623.6 30.330.3
비교예2Comparative Example 2 6.26.2 5.25.2 190190 165165 11.311.3 20.220.2 28.128.1
실시예1Example 1 5.95.9 5.15.1 195195 165165 14.614.6 24.124.1 31.331.3
실시예2Example 2 6.26.2 5.35.3 185185 155155 15.215.2 24.624.6 30.830.8
실시예3Example 3 6.46.4 5.35.3 190190 165165 13.613.6 25.625.6 35.035.0
실시예4Example 4 5.85.8 5.15.1 180180 160160 14.814.8 26.026.0 33.333.3
비교예3Comparative Example 3 4.84.8 3.93.9 190190 175175 13.813.8 21.921.9 28.528.5
비교예4Comparative Example 4 5.25.2 4.14.1 195195 175175 10.410.4 19.819.8 26.326.3
실시예5Example 5 5.35.3 3.93.9 200200 180180 13.413.4 22.522.5 29.329.3
실시예6Example 6 4.84.8 3.83.8 195195 170170 13.613.6 23.123.1 28.728.7
실시예7Example 7 4.84.8 3.73.7 195195 165165 12.8 12.8 22.8 22.8 30.8 30.8
실시예8Example 8 4.94.9 4.14.1 190190 160160 13.7 13.7 24.1 24.1 32.4 32.4
비교예1,2와 실시예1~4는 결합재로 시멘트, 고로슬래그를 이용한 경우인데, 위의 [표 8]에서 보는 바와 같이 공기량, 슬럼프는 비교예와 실시예 사이에 큰 차이가 없는 것으로 확인된다. 그런데 시멘트 사용량이 같은 실시예1~4와 비교예2를 비교해보면 비교예2에 비해 실시예1~4가 초기강도는 물론 28일 강도까지 강도발현이 우수한 것으로 확인되며, 나아가 실시예1~4는 시멘트의 사용량이 많은 비교예1에 비해서도 초기강도가 유사하고 28일 강도는 오히려 다소 우수한 것으로 확인된다. In Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 4, cement and blast furnace slag were used as binders. As shown in Table 8, the air amount and slump were not significantly different between the comparative example and the example do. Comparing Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 in which the amounts of cement are the same, Examples 1 to 4 are superior to those of Comparative Example 2 in terms of strength strength up to 28 days strength as well as initial strength. Further, Is similar to that of Comparative Example 1 in which cement is used in a large amount, and the strength at 28 days is rather superior.
비교예3~4와 실시예 5~8는 결합재로 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 이용한 경우인데, 이의 경우도 공기량, 슬럼프는 비교예와 실시예 사이에 큰 차이가 없는 것으로 확인된다. 그리고 실시예5~8는 시멘트와 플라이애시의 사용량이 같은 비교예4에 비해 초기강도는 물론 28일 강도까지 강도발현이 우수하고, 또한 시멘트의 사용량이 많은 비교예3에 비해서도 초기강도가 유사하고 28일 강도는 오히려 다소 우수한 것으로 확인된다. In Comparative Examples 3 to 4 and Examples 5 to 8, cement, blast furnace slag fine powder and fly ash were used as binders. In this case, however, the air amount and slump were not significantly different between the comparative example and the example. In Examples 5 to 8, compared with Comparative Example 4 in which the amount of cement and fly ash used was the same, the initial strength was superior to that in Comparative Example 3 in which cement was used in a large amount, The strength on the 28th day is rather rather superior.
위와 같은 결과에 따라 본 발명에 따른 콘크리트 결합재는 우수한 강도발현으로 유리하게 이용할 수 있을 것이다.According to the above results, the concrete binder according to the present invention can be advantageously used with excellent strength development.

Claims (9)

  1. 수경성 재료, 잠재수경성 재료, 포졸란 재료 중에서 하나 이상 선택된 분체;
    CaCO3·MgCO3의 탈탄산 반응에 의해 생성된 석회고토(CaO·MgO);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재.
    A powder selected from at least one of a hydraulic material, a latent hydraulic material, and a pozzolana material;
    Limestone (CaO · MgO) produced by the decarboxylation of CaCO 3 · MgCO 3 ;
    And a reinforcing member for reinforcing the concrete.
  2. 제1항에서,
    상기 분체 100중량부에, 상기 석회고토 0.03~5중량부로 조성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재.
    The method of claim 1,
    Wherein the composition is composed of 0.03 to 5 parts by weight of the lime cement in 100 parts by weight of the powder.
  3. 제1항에서,
    알칼리 설페이트;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재.
    The method of claim 1,
    Alkali sulfates;
    Further comprising a plurality of brittle joints.
  4. 제2항에서,
    상기 알칼리 설페이트는, 분체 100중량부에 대하여 0.03~5중량부 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재.
    3. The method of claim 2,
    Wherein the alkali sulfate is contained in an amount of 0.03 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the powder.
  5. 제3항 또는 제4항에서
    상기 알칼리 설페이트는,
    Na2SO4, K2SO4, Li2SO4, CaSO4, MgSO4 중에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재.
    The method according to claim 3 or 4,
    The alkali sulfate may be,
    At least one of Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Li 2 SO 4 , CaSO 4 and MgSO 4 is selected.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 분체는,
    포틀랜드 시멘트, 고로슬래그, 제강슬래그, 전기로슬래그, 플라이애시, 카올린 물질 중에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재.
    5. The method according to any one of claims 1 to 4,
    The powder,
    Portland cement, blast furnace slag, steel making slag, electric furnace slag, fly ash, and kaolin materials.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 콘크리트 결합재를 제조하는 방법으로,
    CaCO3·MgCO3를 700~1400℃로 소성하여 이산화탄소를 열분해함으로써 석회고토(CaO·MgO)를 제조하고,
    모든 재료를 분말 상태로 준비한 후 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재의 제조방법.
    A method for manufacturing a concrete binder according to any one of claims 1 to 4,
    CaCO 3 MgCO 3 is fired at 700 to 1400 ° C to pyrolyze carbon dioxide to produce lime gutta (CaO.MgO)
    Wherein all the materials are prepared in powder form and then mixed to produce a concrete binder.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 콘크리트 결합재를 제조하는 방법으로,
    CaCO3·MgCO3를 700~1400℃로 소성하여 이산화탄소를 열분해함으로써 석회고토(CaO·MgO)를 제조하고,
    일부 또는 모든 재료를 괘상의 상태에서 혼합한 후 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재의 제조방법.
    A method for manufacturing a concrete binder according to any one of claims 1 to 4,
    CaCO 3 MgCO 3 is fired at 700 to 1400 ° C to pyrolyze carbon dioxide to produce lime gutta (CaO.MgO)
    A method for producing a concrete binder material, comprising the steps of: mixing a part or all of the materials in a state of bedding and pulverizing the mixture;
  9. 제8항에서,
    분쇄조제, 분산제 중에서 하나 이상에 의한 첨가제를 더 첨가 혼합한 후 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 결합재의 제조방법.
    9. The method of claim 8,
    A pulverizing additive, and a dispersing agent, and then pulverizing the resulting mixture.
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KR102102864B1 (en) * 2018-10-31 2020-04-22 청주대학교 산학협력단 High- performance environmentally-friendly hardening agent and soil pavement concrete composition including the same

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