KR20150114771A - 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물 - Google Patents

산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀애시, 제지 애시)과 이산화탄소(CO2) 저감을 목적으로 한 탄산화 반응공정에 사용된 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시, 제지 애시) 및 급속 탄산화에 의한 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용한 친환경 고화재로서 연약지반이나, 하천바닥의 오니토, 건설잔토, 무기슬러지 등을 처리하는데 있어 일반 산업부산물뿐만 아니라 2차 공해가 전혀 없는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 탄산화 개질된 산업부산물인 슬래그, 플라이 애시 및 제지 애시를 포함하여 고화재 조성물을 형성하되, 슬래그 40 내지 50중량%; 플라이 애시 15 내지 25중량%; 제지 애시 15 내지 20중량%; 탄산칼슘 3 내지 7중량%; 알칼리 촉진제 1 내지 3중량%;으로 구성된다.

Description

산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물{Stabilizer composition of industrial wastes modified utilizing the carbonation for soft ground}
본 발명은 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀애시, 제지 애시)과 이산화탄소(CO2) 저감을 목적으로 한 탄산화 반응공정에 사용된 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시, 제지 애시) 및 급속 탄산화에 의한 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용한 친환경 고화재로서 연약지반이나, 하천바닥의 오니토, 건설잔토, 무기슬러지 등을 처리하는데 있어 일반 산업부산물뿐만 아니라 2차 공해가 전혀 없는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물에 관한 것이다.
연약지반 및 고함수 슬러지를 고화처리하여 지반안정 및 준설토로 활용하기 위하여 사용되고 있는 고화재는 시멘트를 기반으로 산업폐기물인 플라이 애시(Fly-ash), 슬래그(slag), 제지 애시(Paper-ash) 등의 포졸란(pozzolan) 재료를 혼합재로 사용하고 있다. 이러한 혼합재는 주원료인 시멘트와 일반적인 콘크리트의 혼합재인 실리카흄, 메타카올린, CSA계 클리커 등 상대적으로 고가인 재료를 대체하여 사용함으로써 시공단가를 낮추어 경제적일 뿐 아니라 산업폐기물의 재활용을 통해 자원 재활용에 기여하고 탈수 고화처리 성능 증대, 조기 소요강도 발현 등 고성능 친환경 고화재의 제조에 유용한 재료로서 그 사용량이 증가하고 있는 추세이다.
현재 국내에서 주로 사용되고 있는 산업폐기물 중 포졸란 재료로서 고화재에 사용되고 있는 재료로 슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시 및 제지 애시 등이 있으며, 이들의 분말도는 3000~4500cm2/g이다. 고화재 제조시 상기 슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시 및 제지 애시 등으로 시멘트량의 40 내지 50% 정도를 치환 대체하여 사용하고 있다.
슬래그 및 각 애시는 철강산업 및 전력산업 부산물 등으로 일정한 분말도로 분쇄 및 가공한 것으로 스스로는 수경성(물과 반응하여 굳어지는 성질)을 가지고 있지 않지만 시멘트와 같은 강알카리성 재료와 함께 사용되면 수경성을 띄게 되는 잠재수경성 재료로서 토목 및 건축구조물에 사용되어 지고 있으며, 시멘트를 대체할 수 있는 재료로 인식되어지고 있다.
환경문제가 주요한 관심사로 대두되면서 CO2의 저감기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. CO2를 처리하기 위한 대표적인 방안으로 CCS(carbon capture & storage) 기술이 있지만, 국내에서는 CO2 포집 및 저장기술은 일정수준에 도달하였지만 대량으로 저장할 수 있는 지중 및 해양지역 확보의 어려움으로 실용화가 어렵다. 이런 단점을 보완하기 위해 국내에서는 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시, 제지 애시)과 레미콘회수수 등을 CO2 저장원으로 활용하는 기술을 이용하고 있다. 산업부산물과 레미콘회수수에 CO2를 저장하는 과정과 결과물로 탄산화 개질된 산업부산물과 CaCO3가 발생하게 되며 이를 건설재료로 활용연구가 진행중이다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1194871호 "연약지반 개량용 지반고화재 조성물"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '고로슬래그 미분말 45~65 중량%와, 열병합발전소의 연료 소각시 발생되고 산화칼슘(CaO)의 함량이 40% 이상인 플라이애쉬 10~40 중량%와, 산화칼슘(CaO)의 함량이 50% 이상이고 황산화물의 함량이 10% 이상인 탈황석고 5~30 중량% 및, 산화칼슘(CaO)의 함량이 50% 이상인 부산 소석회 1.5~10 중량%를 혼합하여 연약지반 개량용 지반고화재가 조성되고, 상기 연약지반 개량용 지반고화재는 황산염 자극에 의한 포졸란 반응과 잠재수경성 반응에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는 활성화 슬래그 및 포졸란 반응을 이용한 연약지반 개량용 지반고화재 조성물.'을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 유기물이나 증금속 화합물이 다량 함유되어 있으며 함수비가 높은 토양의 경우에는, 시멘트가 수화과정에서 칼슘 2 이온과 결합되어 고화에 기여하지 않는 석회염을 생성하고, 이 석회염이 시멘트 입자의 표면을 치밀하게 피복하여 수화반응의 지연 또는 정지시킴으로써, 고화 저해현상이 발생되어 시멘트량을 늘려 사용하더라도 소요 지반강도를 얻기는 힘들다.
또한, 기존에 사용되던 시멘트에 슬래그와 무수석고를 혼합한 혼합물과, 시멘트에 플라이애쉬와 무수석고를 혼합한 혼합물은 경화에 소요되는 시간이 길고, 수축현상이 커서 빠른 시간 안에 연약지반을 개량하는 시공에는 부적합하며, 도로 노반이나 노상에 사용하면 균열 발생의 위험이 있었으며, 시멘트와 CSA계 혼화재를 이용한 고화재는 다른 혼합물에 비하여 응결 시간이 짧아 작업성 및 시공성이 향상되나, CSA계 혼화재의 가격으로 인해 고화재의 전체적인 단가가 상승하게 된다. CSA계 혼합재를 사용하는 고화재 또한 수축현상이 크다는 문제점이 있었다.
특허등록 제1194871호 "연약지반 개량용 지반고화재 조성물"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물은 일반 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀애시, 제지 애시)과 이산화탄소(CO2) 저감을 목적으로 한 탄산화 반응공정에 사용된 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시, 제지 애시) 및 급속 탄산화에 의한 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용하여, 슬래그의 고단가 문제를 해결하여 경제적이며 동시에 매립처리하는 산업폐기물을 재활용할 수 있는 효과가 있으며, 레미콘회수수의 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용하여 연약지반이나, 하천바닥의 오니토, 건설잔토, 무기슬러지 등을 처리하는 데 있어 2차 공해가 전혀 없는 환경친화적인 고화재 생산이 가능한 고화재 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 산업부산물인 슬래그, 플라이 애시 및 제지 애시를 포함하여 고화재 조성물을 형성하되, 슬래그 40 내지 50중량%; 플라이 애시 15 내지 25중량%; 제지 애시 15 내지 20중량%; 탄산칼슘 3 내지 7중량%; 알칼리 촉진제 1 내지 3중량%;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 슬래그는 고로 슬래그 또는 제강 슬래그인 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 탄산칼슘은 레미콘회수수의 탄산화 반응부산물로써 탄산화 과정 중 발생하는 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 알칼리촉진제는 0.3~0.5mm로 입상화 되어있는 Ca 및 Na계열로 순도 75% 이상인 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 탄산칼슘은 분말도 4000cm2/g 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물은 일반 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀애시, 제지 애시)과 이산화탄소(CO2) 저감을 목적으로 한 탄산화 반응공정에 사용된 산업부산물(슬래그, 플라이 애시, 바텀 애시, 제지 애시) 및 급속 탄산화에 의한 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용하여, 슬래그의 고단가 문제를 해결하여 경제적이며 동시에 매립처리하는 산업폐기물을 재활용할 수 있는 효과가 있으며, 레미콘회수수의 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용하여 연약지반이나, 하천바닥의 오니토, 건설잔토, 무기슬러지 등을 처리하는 데 있어 2차 공해가 전혀 없는 환경친화적인 고화재 생산이 가능한 효과도 있다.
아래에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 고화재 조성물은 일반 산업 부산물 또는 탄산화 개질된 산업부산물인 슬래그, 플라이 애시 및 제지 애시를 포함하여 고화재 조성물을 형성하되, 슬래그 40 내지 50중량%; 플라이 애시 15 내지 25중량%; 제지 애시 15 내지 20중량%; 탄산칼슘 3 내지 7중량%; 알칼리 촉진제 1 내지 3중량%; 으로 구성된다.
또한, 본 발명의 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물은 분말도 3000cm2/g 이상 바람직하게는 4000~6000cm2/g으로 형성되어 비표면적의 증가로 구성성분간의 반응성이 극대화 되도록 할 수 있다.
슬래그, 플라이 애시 및 제지 애시는 일반 산업 부산물을 사용할 수도 있으며, 이산화탄소(CO2) 저감을 목적으로 한 탄산화 반응공정에 사용된 산업부산물을 사용할 수도 있다.
탄산화 개질된 산업부산물인 슬래그는 고로, 파이넥스(Finex) 용융로 등 용광로에서 쇳물을 제조하면서 생성되는 고로 슬래그 또는 전로, 전기로 등 쇳물을 강철로 정련하는 공정에서 발생하는 제강 슬래그를 사용할 수 있다.
슬래그는 40 내지 50중량% 사용하며, 슬래그의 잠재수경성과 포졸란 반응에 의한 수화반응으로 수화물을 생성하여 강도발현과 수분의 흡수하여 지반을 안정화 역할과 효과가 있다.
슬래그를 40중량% 미만으로 사용할 경우, 수화반응 및 포졸란 반응이 충분히 일어나지 않아 초기강도 발현이 저하되어 지반 고화에 필요한 성능이 떨어진다.
슬래그를 50중량% 초과하여 사용할 경우, 알칼리 촉진제에 의한 수화반응이 느리게 일어나며 초기강도가 낮게 나타나며 활성도 부분의 우수성이 저하된다.
따라서, 슬래그는 40 내지 50중량% 사용하는 것이 바람직하다.
고로 슬래그는 댜량의 산화철(Fe2O3), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화칼슘(CaO) 등으로 구성되며 염기도가 1.7~2.0을 포함하는 것이 바람직 하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
고로 슬래그는 수쇄 슬래그 또는 괴재 슬래그를 모두 활용할 수 있다.
수쇄 슬래그는 제철 및 제강공정에서 부산물로 발생하는 고온용융 상태의 고로 슬래그를 물로 급랭시켜 유리화한 것이기 때문에 반응성이 매우 높다.
괴재 슬래그는 제철 및 제강공정에서 부산물로 발생하는 고온용융 상태의 고로 슬래그를 야드(야적장)에서 서서히 식히면 괴(槐)상으로 나오기 때문에 괴재(槐滓)라고 하며 이는 골재 규격에 적합하도록 파쇄되거나 입도를 선별해 만들어진다.
제강 슬래그는 용융 슬래그를 야드에서 냉각 후 파쇄한 뒤 자성을 이용한 자력선별 및 입도 분리를 통해 골재를 제조하는 방식으로 진행된다. 주로 도로용 노반재, 시멘트용, 제철원료 등으로 이용된다.
제강슬래그 중에서도 전로슬래그는 철분이 많이 함유돼 있어 천연 암석보다 밀도가 높고 내마모성이 우수해 노반재, 아스콘 골재, 토고용재로 사용된다.
제강슬래그는 종류에 따라서 다르지만, 대부분 유리 석회(free-CaO) 및 유리마그네시아(free-MgO)와 같은 팽창성 물질을 함유하고 있어 콘크리트 원재료로 활용되고 있지 못하다. 하지만 전기로 산화 슬래그의 경우 상대적으로 낮은 팽창위험성을 갖고 있다.
전기로 슬래그의 주성분은 석회(CaO) 및 실리카(SiO2)로서 이는 천연암석의 구성성분과 같다. 그중 산화슬래그의 경우에는 철 성분의 함유량이 다소 많지만, 팽창 반응성을 유발하는 유리석회의 함유량이 매우 적으며 수분과 반응하여 지반의 수분을 흡수, 발열하는 특성으로 인해 지반을 안정화시키게 된다.
플라이 애시는 15 내지 25중량%를 사용하며, 밀도가 1.5 내지 2.8g/cm3인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
플라이 애시는 슬래그와 더불어 수화반응을 통한 강도발현의 역할과 연약지반의 안정화 효과를 갖는다.
플라이 애시를 15중량% 미만으로 사용할 경우 지반 고화재의 원가 상승의 문제가 될 수 있으며, 플라이 애시를 25중량% 초과하여 사용할 경우 슬래그에 비해 수화반응 및 포졸란 반응이 충분히 일어나지 않아 강도 저하 현상이 일어나며, 지반안정에 필요한 소요성능을 발휘할 수 없다.
따라서, 플라이 애시는 15 내지 25중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
제지 애시는 15 내지 20중량% 사용하며, 다량 함유된 산화칼슘(CaO)은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하는 역할과 지반의 함수율을 저감시키는 효과를 갖는다.
제지 애시는 종이제조공정 중 종이의 품질을 높이기 위하여 충진제로서 석회석 미분말을 사용한다. 이때 여분의 석회석 미분말이 슬러지로 배출되며, 이것을 소각하는 과정에서 산화칼슘의 함유량이 높은 소각재로 발생하게 된다. 산화칼슘과 수분이 반응하여 수산화칼슘이 되며, 이때 수분의 흡수, 발열하여 지반의 함수율을 저감시킬수 있다.
제지 애시를 15중량% 미만으로 사용할 경우 지반고화시 여분의 수분을 충분히 흡수하지 못하게 되어 지반안정에 필요한 소요강도를 확보하지 못하게 된다.
제지 애시를 25중량% 초과하여 사용할 경우 슬래그 및 플라이 애시의 수화반응에 필요한 수분까지 흡수하여 수화반응 및 포졸란 반응이 충분히 일어나지 못하게 되어 지반고화 성능이 저하된다.
따라서, 제지 애시는 15 내지 25중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
탄산칼슘은 3 내지 7중량% 사용하며, 슬래그와 알칼리성인 탄산칼슘이 고함수토의 수분과 접촉하면 수화반응에 의하여 탈수반응이 일어나도록 하는 것이다.
탄산칼슘은 3 내지 7중량% 사용하며, 슬래그와 알칼리성인 탄산칼슘이 고함수토의 수분과 접촉하면 수화반응에 의하여 탈수반응이 일어나도록 하는 것이다.
탄산칼슘은 산업부산물에 이산화탄소를 저장하는 과정에 생성되는 이산화탄소 저장매개체로 슬래그와 플라이 애시 및 제지 애시의 수화반응을 촉진시키는 역할과 반응성을 상승시키는 효과를 갖는다.
탄산칼슘은 레미콘회수수의 탄산화 반응부산물로써 급속 탄산화에 의한 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용할 수 있어, 산업부산물을 처리할 수 있어 비용절감이 가능하다.
탄산칼슘을 3 중량% 미만으로 사용할 경우 수화반응을 촉진시키는 효과가 미비하게 나타나며 탈수반응의 효과가 저감된다.
탄산칼슘을 7중량% 초과하여 사용할 경우 수화반응에 의한 탈수반응 및 반응성 증가에 대한 효과가 더 이상 증가하지 않으며 원가 상승의 요인이 된다.
탄산칼슘은 3 내지 7중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
탄산칼슘은 4000cm2/g 이상의 고분말을 사용하는 것이 바람직하다. 분말도에 따른 비표면적의 증가로 슬래그 및 플라이 애시와의 반응성이 극대화되며, 고분말을 사용했을 때 같은 중량의 일반 탄산칼슘에 비해 지반고화 성능이 향상된다.
알칼리 촉진제는 1 내지 3중량 사용하며, 강알칼리성으로 잠재수경성을 띄고 있는 슬래그와 플라이 애시의 수화반응을 촉진하는 역할과 지반의 강도를 증가시키는 효과를 갖는다.
알칼리 촉진제는 1중량% 미만으로 사용할 경우 슬래그와 플라이 애시의 수화반응에 필요한 강알칼리성의 수화반응 촉진제로서 역할을 못하게 되며, 이로 인해 지반의 소요강도를 만족시키지 못하게 된다.
알칼리 촉진제는 3중량% 초과하여 사용할 경우 매우 빠른 수화반응 및 발열반응으로 인해 작업성능이 떨어지며, 원가 상승의 요인이 된다.
따라서, 알칼리 촉진제는 1 내지 3중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 알칼리촉진제는 0.3~0.5mm로 입상화 되어있는 Ca 및 Na계열로 순도 75% 이상의 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
알칼리 촉진제는 슬래그 및 플라이 애시의 수화반응의 활성도를 증진시키기 위한 것으로 분말의 지반 고화재 생산시 가공 및 취급이 용이한 0.3~0.5mm의 입상화 되어 있으며, 상온에서 안정되어 있고 재료 수급 및 경제성이 뛰어난 Ca 및 Na계열의 순도 75% 이상의 제품을 사용해야한다. 순도 75% 이하의 제품을 사용하게 되면 수화반응의 활성도의 효과가 미비하여 촉진제로서의 역할을 저하된다.
본 발명의 고화재 조성물은 시멘트 중량에 대하여 40~60% 치환되어 사용되며, 기존 시멘트를 치환하는 재료로 고화 처리시 6가 크롬 등의 유해물질이 적고 시멘트 사용량을 현저히 감소시키면서 적절한 토사의 다짐도를 빠른 속도로 낼 수 있다. 시멘트로는 보통 포틀랜드 시멘트, 조강시멘트 등을 사용할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예에 따라서 제조된 연약지반용 고화재 조성물을 대상토양 습윤밀도 1.75g/cm2의 고함수토(no.200체 통과 52%인 고함수토)에 고화재 150kg/m3을 첨가했을 경우에 대하여 재령 7일, 28일 압축강도와 평판재하시험을 실시하였다.
시험방법은 대상 고함수토에 고화재를 첨가해 전동믹서에서 3분간 혼합시킨 후 지름 5cm, 높이 10cm실린더형 몰드에 충분한 다짐으로 공시체를 제작하였다. 상기 공시체는 23도에서 재령기간동안 밀봉 양생한 후 일축 압축강도를 KS F 2314 방법에 의해 시험하였으며, 그 결과를 아래 표 2와 표 3에 각각 나타내었다.
비교예와 실시예에 대한 배합비는 표1에 나타내었으며 다음과 같다. 시험에 사용된 고함수토 1000kg/m3 대하여 고화재 사용량은 150kg/m3을 첨가하였으며, 고화재중량에 대하여 시멘트는 40%, 연약지반용 고화재 조성물은 60% 사용되었다. 고화재 조성물의 비율은 각각 슬래그 50%, 플라이 애시 25%, 제지 애시 20% 및 탄산칼슘 5%로 구성되었다. 알칼리 촉진제는 고화재 조성물 중량에 대하여 3% 첨가되었다.
비교예와 실시예에 대한 배합비
구분 고화재
사용량		 물비
 흙 물 시멘트 슬래그 플라이
애시		 제지
애시		 탄산
칼슘		 고분말
탄산칼슘		 알칼리촉진제
단위 kg/m3 % kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
비교예 1 150 20 1000 30 150 - - - - - -
비교예 2 150 20 1000 30 60 45 22.5 18 4.5 - -
비교예 3 150 20 1000 30 60 45 22.5 18 - 4.5 -
실시예 150 20 1000 30 60 45 22.5 18 - 4.5 2.7
비교예 1 - 보통포틀랜드 시멘트
비교예 2 - 시멘트+고분말플라이 애시+슬래그미분말+제지 애시+탄산칼슘
비교예 3 - 시멘트+고분말플라이 애시+슬래그미분말+제지 애시+고분말탄산칼슘
실시예 - 시멘트+고분말플라이 애시+슬래그미분말+제지 애시+고분말탄산칼슘+알칼리자극제
압축강도 시험
구분 고화재사용량
(kg/m3)		 물비
(%)		 압축강도 (MPa)
1일 3일 7일 28일
비교예 1 150 20 0.5 0.6 1.1 1.8
비교예 2 150 20 0.5 0.7 1.2 1.8
비교예 3 150 20 0.6 0.9 1.5 2.1
실시예 150 20 0.8 1.1 1.7 2.3
상기 표 2에서와 같이, 압축강도 시험에서는 보통포틀랜드 시멘트만으로 구성된 비교예 1 보다는 비교예 2, 비교예 3 및 실시예에서와 같이, 플라이 애시, 슬래그, 제지 애시, 탄산칼슘을 포함하도록 하는 것이 초기강도 및 장기강도가 우수한 것으로 나타났으며, 특히 비교예 3에서와 같이 고분말탄산칼슘을 사용하는 것이 압축강도가 우수한 것으로 나타났다
고분말 탄산칼슘을 사용하는 비교예 3 과 실시예에서는, 알칼리자극제를 사용한 실시예의 배합이 비교예 3의 배합보다 압축강도가 뛰어나 알카리자극제가 압축강도 향상에 기여한다는 것을 알 수 있다.
평판재하 시험
구분
 기준 결과
지지력(ton) 침하량(mm) 지지력(ton) 침하량(mm)
비교예 1 15 25 22.7 5.2
비교예 2 15 25 29.5 6.8
비교예 3 15 25 23.9 4.8
실시예 15 25 24.4 3.6
상기 표 3에서와 같이, 평판재하 시험에서는 비교예와 실시예 모두 지지력과 침하량의 조건을 만족하였다.
지지력은 비교예 2가 높았으나 침하량이 6.8mm로 가장 크게 나타났고, 특히 실시예에서와 같이, 고분말 탄산칼슘 및 알칼리자극제를 사용한 배합이 비교예 1 내지 비교예 3의 일반배합보다 침하량이 월등하게 작게 나타났다.
따라서, 상기에서와 같이 고분말 탄산칼슘 및 알칼리자극제를 사용한 배합이 일반배합보다 압축강도 및 평판재하시험에서 우수한 결과를 나타냈다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물은 탄산화 개질된 산업부산물인 슬래그, 플라이 애시, 제지 애시을 활용하여, 슬래그의 고단가 문제를 해결하여 경제적이며 동시에 매립처리하는 산업폐기물을 재활용할 수 있는 효과가 있으며, 레미콘회수수의 탄산화 반응부산물인 탄산칼슘(CaCO3)을 활용하여 연약지반이나, 하천바닥의 오니토, 건설잔토, 무기슬러지 등을 처리하는 데 있어 2차 공해가 전혀 없는 환경친화적인 고화재 생산이 가능한 효과도 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims (5)

  1. 산업부산물인 슬래그, 플라이 애시 및 제지 애시를 포함하여 고화재 조성물을 형성하되,
    슬래그 40 내지 50중량%;
    플라이 애시 15 내지 25중량%;
    제지 애시 15 내지 20중량%;
    탄산칼슘 3 내지 7중량%;
    알칼리 촉진제 1 내지 3중량%;
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    슬래그는 고로 슬래그 또는 제강 슬래그인 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    탄산칼슘은 레미콘회수수의 탄산화 반응부산물로써 탄산화 과정 중 발생하는 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    알칼리촉진제는 0.3~0.5mm로 입상화 되어있는 Ca 및 Na계열로 순도 75% 이상인 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    탄산칼슘은 분말도 4000cm2/g 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물.
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