KR20150115453A - Geopolymer mixture using alkali activator comprising NaCl or NaOCl and by-product of industry - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고로슬래그 미분말, 플라이 애시 또는 이들의 혼합물로 이루어진 산업부산물 및 알칼리 활성화제를 포함하는 지오폴리머 조성물에 관한 것으로서, 상세하게는 상기 알칼리 활성화제가 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)으로부터 유래되는 수산화이온(OH-)을 포함하고, 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로부터 유래되는 염소 이온(Cl-)또는 차아염소산 이온(OCl-) 중 어느 하나 이상을 더 포함함으로써, 휨강도와 압축강도가 향상되고 내해수성 및 내화학성이 증가된 지오폴리머 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a geopolymer composition comprising an industrial by-product composed of blast furnace slag fine powder, fly ash or a mixture thereof, and an alkali activator. More particularly, the present invention relates to a geopolymer composition comprising the alkali activator from sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (Cl - ) or hypochlorite ion (OCl - ) derived from sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) and further contains hydroxyl ion (OH - And a geopolymer composition having improved compressive strength and increased resistance to water-resistance and chemical resistance.
1994년 3월 지구 온난화에 따른 세계 기후변화 협약이 발효되고, 지구 온난화로 인한 각종 자연재해 발생빈도가 증가하고 있는 가운데, 세계 각국에서는 지구온난화의 원인이 되는 이산화탄소의 발생량을 줄이기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있다.In March 1994, as global climate change conventions became effective due to global warming and the frequency of natural disasters caused by global warming increased, various efforts were made to reduce the amount of carbon dioxide that causes global warming. ought.
시멘트는 1824년 영국의 Joseph Aspdin이 포틀랜드 시멘트에 대한 특허를 획득한 후 전 세계적으로 사회기반 시설구조물의 주재료로서 경제 발전의 원동력이 되어 왔다. 그러나 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 석회석이 주원료로서 시멘트 1톤당 약 700 ㎏의 이산화탄소(CO2)를 배출하고 있어 시멘트 산업으로 인한 환경문제가 심각하다. 따라서, 분진과 소음 등의 공해 유발문제를 가진 시멘트 산업은 가까운 시기에 큰 어려움을 겪을 것으로 예상되고 있다.(비특허문헌 1)Cement became the driving force of economic development as the main material of the infrastructure of the world after Joseph Aspdin of the United Kingdom in 1824 acquired patents for Portland cement. However, the cement industry is to discharge the
이산화탄소의 배출을 줄이기 위한 노력의 일환으로 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 무기 결합재의 개발에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는데, 그 중에서도 지오폴리머는 시멘트를 사용하지 않고 제조한 콘크리트라는 점에서 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 재료로 많은 주목을 받고 있다. 또한 지오폴리머는 전 세계적으로 발생되는 고로슬래그, 플라이애시 등의 산업부산물을 주요 원료로 사용하는바 자원의 재활용 측면에서 매우 중요한 연구로 인식되고 있다.(특허문헌 1)As part of efforts to reduce carbon dioxide emissions, much research has been conducted on the development of new inorganic binders that can replace Portland cement. Among them, geopolymer is a concrete made without cement, It is attracting much attention as an alternative material. In addition, geopolymers are widely used as industrial raw materials, such as blast furnace slag and fly ash, which are generated in the world, and they are recognized as a very important research in terms of recycling of resources (Patent Document 1)
종래의 지오폴리머는 산업부산물을 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 또는 탄산나트륨(Na2CO3)과 혼합하여 중합반응을 통해 제조해 왔고 특히 수산화나트륨(NaOH)은 알칼리 활성화제의 대표적인 물질로 사용되고 있다.(특허문헌 1,2, 비특허문헌 1) Conventional geopolymers have been produced by polymerization of industrial by-products with an alkali activator such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) or sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). Particularly, sodium hydroxide (NaOH) (
알칼리 활성화제로서 수산화나트륨(NaOH)은 지오폴리머의 경화에 가장 기본이 되는 물질이지만 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)에 대한 알칼리 활성화제로의 활용에 대한 연구는 미진하다. 특히 이들로부터 유래되는 염소이온(Cl-)은 시멘트 화학에서 콘크리트의 가용성을 가속화시켜 다공화 현상을 일으키며, 결국 콘크리트가 열화 되도록 작용하는 것으로 알려져 있다.Although sodium hydroxide (NaOH) as an alkali activator is the most basic material for curing of the geopolymer, research on the use of sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) as an alkali activator is insufficient. In particular, the chloride ion (Cl - ) derived from these accelerates the solubility of concrete in cement chemistry, causing the phenomenon to occur, and consequently it is known that the concrete acts to deteriorate.
알칼리 활성화제로 쓰이는 수산화나트륨(NaOH) 등은 해수 담수화 과정을 거친 해수 농축수의 전기분해를 통해 얻을 수 있으며, 이들을 활용하여 알칼리 활성화제로 이용할 수 있다면 환경문제 해소 및 경제적 이익 등의 부가 가치 창출에 큰 효과가 있을 것으로 예상된다.Sodium hydroxide (NaOH), which is used as an alkali activator, can be obtained by electrolysis of seawater concentrated water through seawater desalination process. If it can be used as an alkali activator by utilizing these, it is possible to solve the environmental problem and to create added value such as economic benefit It is expected to be effective.
따라서, 시멘트 대체제로서 지오폴리머에 대한 관심이 나날이 증가하는 현실을 반영하여 수산화나트륨(NaOH) 이외에도 지오폴리머의 물리적ㆍ화학적 성질을 향상시키기 위한 알칼리 활성화제에 대한 개발이 필요하고, 또한 해수 농축수 등을 알칼리 활성화제로 이용하여 경제적 이익을 도모함과 동시에 환경오염 문제 해소에 기여하기 위한 연구가 필요하다.
Therefore, it is necessary to develop alkali activators to improve the physical and chemical properties of geopolymers in addition to sodium hydroxide (NaOH) in order to reflect the increasing interest in geopolymers as a cement substitute. In addition, As an alkali activator, to contribute to the economic benefit and to solve the environmental pollution problem.
본 발명의 목적은 고로슬래그 미분말, 플라이 애시 또는 이들의 혼합물로 이루어진 산업부산물 및 알칼리 활성화제를 포함하는 지오폴리머 조성물에 있어서, 상기 알칼리 활성화제가 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)로부터 유래된 염소 이온(Cl-) 또는 차아염소산 이온(OCl-)을 포함함으로써, 향상된 휨강도와 압축강도 및 뛰어난 내해수성과 내화학성을 가진 지오폴리머 조성물을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a geopolymer composition comprising an industrial by-product consisting of blast furnace slag fine powder, fly ash or a mixture thereof and an alkali activator, wherein said alkali activator is selected from the group consisting of sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite It is an object of the present invention to provide a geopolymer composition having improved bending strength, compressive strength and excellent resistance to seawater and chemical resistance by containing a chloride ion (Cl - ) or hypochlorite ion (OCl - ).
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여,In order to solve the above problems,
고로슬래그 미분말, 플라이 애시 또는 이들의 혼합물로 이루어진 산업부산물; 및 알칼리 활성화제;를 포함하는 지오폴리머 조성물에 있어서,Industrial by-products consisting of blast furnace slag powder, fly ash, or mixtures thereof; And an alkali activating agent,
상기 알칼리 활성화제는 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)으로부터 유래되는 수산화이온(OH-)을 포함하고, 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로부터 유래되는 염소 이온(Cl-)또는 차아염소산 이온(OCl-) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물을 제공한다.The alkali activator comprises a hydroxide ion (OH - ) derived from sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH), and a chloride ion (Cl - ) derived from sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite It provides a geo-polymer composition which further comprises one or more of the - hypochlorite ion (OCl).
상기 알칼리 활성화제는 이산화규소/산화나트륨(SiO2/Na2O)이 0.5 내지 3.5인 물유리(Na2Si03)를 더 포함하는 것일 수 있다.The alkali activator can be one which further comprises a silicon dioxide / sodium oxide (SiO 2 / Na 2 O) of 0.5 to 3.5 of water glass (Na 2 Si0 3).
상기 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)의 농도는 1 내지 5%일 수 있다.The concentration of sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) may be 1 to 5%.
상기 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)의 농도는 1 내지 5%일 수 있다.The concentration of sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) may be 1 to 5%.
상기 지오폴리머 조성물의 물-결합재비(water-binder ratio)는 0.2 내지 0.5일 수 있다.The water-binder ratio of the geopolymer composition may be from 0.2 to 0.5.
본 발명에 따른 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)으로부터 유래되는 수산화이온(OH-)을 포함하고, 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로부터 유래되는 염소 이온(Cl-)또는 차아염소산 이온(OCl-) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 활성화제를 이용한 지오폴리머 조성물은 향상된 휨강도와 압축강도 및 뛰어난 내해수성과 내화학성을 가진 지오폴리머 조성물을 제공할 수 있다.Hydroxide ion (OH -) is derived from a sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) in accordance with the present invention include, and sodium chloride (NaCl) or a chlorine ion derived from sodium hypochlorite (NaOCl) (Cl -) or hypochlorous hypochlorite ion (OCl -) which geo-polymer composition with an alkaline activator, characterized in that it further comprises one or more can provide geo-polymer composition with improved bending strength and compressive strength and excellent in water and chemical resistance.
본 발명에 따른 지오폴리머 조성물은 해수 담수화 과정 후 발생한 해수 농축수 또는 산업폐수를 알칼리 활성화제로 이용할 수 있어 해수 농축수 처리 문제를 해결할 수 있고, 산업부산물을 이용하여 제조하는바, 산업부산물을 처리하여 경제적 이익을 창출하며, 이산화탄소 배출이 없어 지구온난화 등의 환경문제 해결에 기여할 수 있으며, 시멘트를 사용하던 기존의 조성물 및 기존의 지오폴리머에 비해 더욱 향상된 휨강도와 압축강도 및 뛰어난 내해수성과 내화학성을 지닌다.The geopolymer composition according to the present invention can solve the problem of treatment of seawater concentrated water by using seawater concentrated water or industrial wastewater generated after the seawater desalination process as an alkali activator and is manufactured using industrial byproducts, It can contribute to solving environmental problems such as global warming because it does not produce carbon dioxide, and it has better bending strength, compressive strength, excellent seawater resistance and chemical resistance than conventional composition using cement and existing geopolymer. I have.
도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 고로슬래그 페이스트 지오폴리머 조성물과 비교예에 따른 지오폴리머 조성물의 휨 강도를 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고로슬래그 페이스트 지오폴리머 조성물과 비교예에 따른 지오폴리머 조성물의 압축강도를 나타낸 그래프이다.1 is a graph comparing the flexural strengths of the blast furnace slag paste geopolymer composition according to an embodiment of the present invention and the comparative geopolymer composition.
FIG. 2 is a graph showing the compressive strengths of the blast furnace slag paste geopolymer composition and the comparative geopolymer composition according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 The present invention
고로슬래그 미분말, 플라이 애시 또는 이들의 혼합물로 이루어진 산업부산물; 및 알칼리 활성화제;를 포함하는 지오폴리머 조성물에 있어서,Industrial by-products consisting of blast furnace slag powder, fly ash, or mixtures thereof; And an alkali activating agent,
상기 알칼리 활성화제는 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)으로부터 유래되는 수산화이온(OH-)을 포함하고, 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로부터 유래되는 염소 이온(Cl-)또는 차아염소산 이온(OCl-) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물에 관한 것이다.The alkali activator comprises a hydroxide ion (OH - ) derived from sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH), and a chloride ion (Cl - ) derived from sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite It relates to any geo-polymer composition according to
상기 고로슬래그는 철강 제철공정에서 선철제조시 고로상부에 부유되는 용융 슬래그를 물로 급냉시켜 입자화 시킨 슬래그를 분쇄하여 일반 토목 건축 콘크리트 혼합재로 사용되는 잠재수경성 물질로써, 알칼리 활성화제가 첨가되어 슬래그를 자극할 경우 자체적으로 경화하는 성질을 가지고 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 고로슬래그는 품질기준 KS L 5405에 따라 2종을 따르는 것을 사용하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.The blast furnace slag is a latent hydraulic material which is used as a concrete construction material for general civil engineering construction by crushing a granulated slag obtained by quenching molten slag suspended in the upper part of a blast furnace during the steel iron manufacturing process by granulating the granulated slag, It has a property of self-curing. The blast furnace slag according to one embodiment of the present invention uses two types according to quality standard KS L 5405, but is not limited thereto.
상기 플라이 애시는 석탄을 연소하는 화력발전소 등에서 발생하는 석탄재 중 미분탄 연소보일러의 집진기로 포집되는 입자상의 물질로, 시멘트 콘크리트에서의 혼합재로 사용되고 있으며, 자체 수경성은 없으나 알칼리 활성화제가 첨가되면 알루미노 실리케이트라는 생성물을 만들고 이는 바인더로 작용하여 입자들을 결합시키거나 혹은 화학적으로 결합한 하나의 세라믹 덩어리를 만든다. 이러한 결과물은 우수한 물리적, 화학적 성질을 지니며, 장기강도 향상 및 내구성을 증진시키는바, 지오폴리머의 성능에 중요한 영향을 미친다. 본 발명의 일실시예에 따른 플라이 애쉬는 품질기준 KS F 2563에 따라 3종을 따르는 것을 사용하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.The fly ash is a particulate matter that is collected by a dust collector of a pulverized coal combustion boiler among coal ash generated from a coal-fired power plant or the like, and is used as a mixed material in cement concrete. When the alkali activator is added, allyosilicate It produces a product, which acts as a binder and binds the particles, or chemically binds one ceramic mass. These results have excellent physical and chemical properties, enhance long-term strength and durability, and have a significant impact on the performance of geopolymers. The fly ash according to one embodiment of the present invention uses three kinds according to the quality standard KS F 2563, but is not limited thereto.
상기 알칼리 활성화제는 이산화규소/산화나트륨(SiO2/Na2O)이 0.5 내지 3.5인 물유리(Na2Si03)를 더 포함하는 것일 수 있다. 물유리는 초기 작업성 및 접착성, 접착강도가 우수하며 무기결합재에 내산성, 내열성, 내수성을 부여한다.The alkali activator can be one which further comprises a silicon dioxide / sodium oxide (SiO 2 / Na 2 O) of 0.5 to 3.5 of water glass (Na 2 Si0 3). Water glass is excellent in initial workability, adhesive property and adhesive strength, and imparts acid resistance, heat resistance and water resistance to inorganic binders.
상기 알칼리 활성화제로 사용되는 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)은 해수 담수화 공정 후 발생한 해수 농축수를 전기분해하여 수득한 것일 수 있다.The sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) used as the alkali activator may be one obtained by electrolyzing seawater concentrated water generated after the seawater desalination process.
해수 농축수를 격막법에 의해 전기분해하면 염소 이온의 염소 가스 전환율이 최대 80% 내외이며, 해수 농축수를 격막식 전기분해하여 얻을 수 있는 수산화나트륨(NaOH) 용액의 농도는 최대 3.5%로 예상된다.The electrolysis of seawater concentrated water by diaphragm method results in a chlorine gas conversion rate of up to 80%, and the concentration of sodium hydroxide (NaOH) solution obtained by diaphragmatic electrolysis of seawater concentrated water is expected to be 3.5% at maximum do.
해수 농축수를 격막식 전기분해하여 얻을 수 있는 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)의 농도는 최대 5%로 예상된다.The concentration of sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl), which can be obtained by diaphragmatic electrolysis of seawater concentrated water, is expected to be up to 5%.
상기 지오폴리머 조성물의 물-결합재비(water-binder ratio)는 0.2 내지 0.5인 것이 바람직하다.The water-binder ratio of the geopolymer composition is preferably 0.2 to 0.5.
본 발명에 따른 산업부산물인 고로슬래그와 플라이 애쉬는 단독으로 또는 혼합하여 함께 사용될 수도 있다.The blast furnace slag and the fly ash, which are industrial byproducts according to the present invention, may be used alone or in combination.
본 발명에 따른 지오폴리머 조성물은 고로슬래그 85 중량% 이하, 플라이 애시 85 중량% 이하, 알칼리 활성화제 4 내지 35 중량%인 것이 바람직하다. The geopolymer composition according to the present invention preferably has a blast furnace slag of 85 wt% or less, a fly ash of 85 wt% or less, and an alkali activator of 4 to 35 wt%.
알칼리 활성화제로써 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)은 널리 이용되고 있으며, 특히 수산화나트륨(NaOH)은 지오폴리머의 경화에 가장 기본이 되는 물질로 알려져 있다. 하지만 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl) 등에 대한 알칼리 활성화제로의 이용은 연구가 미진하며, 특히 이들에 포함된 염소이온(Cl-)은 시멘트 화학에서 콘크리트의 가용성을 가속화시켜 다공화 현상을 일으키며, 결국 콘크리트가 열화 되도록 작용하는 것으로 알려져 있다. Sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) is widely used as an alkali activator. In particular, sodium hydroxide (NaOH) is known as the most basic material for hardening of a geopolymer. However, research on the use of sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) as an alkali activator has not been studied. In particular, chloride ion (Cl - ) contained in them accelerates the availability of concrete in cement chemistry. And it is known that it eventually acts to deteriorate the concrete.
하지만 본 발명에 따라 알칼리 활성화제로써 수산화나트륨(NaOH)과 함께 사용된 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)은 오히려 지오폴리머의 휨강도 및 압축강도를 향상시키며, 내해수성 및 내화학성에서도 뛰어난 결과를 보인다는 점을 도출하였는바 이하 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.However, according to the present invention, sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) used together with sodium hydroxide (NaOH) as an alkali activator improves the bending strength and compressive strength of the geopolymer, and has excellent results in water- The present invention will be described in detail with reference to the following examples.
이하에서는 바람직한 실시예 등을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and the like. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided for further illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not limited thereto.
<< 실시예Example >>
실시예Example 1 내지 4 : 본 발명에 따른 1 to 4: According to the present invention 지오폴리머Geopolymer 조성물의 제조 Preparation of composition
고로슬래그 미분말을 건비빔으로 약 30초 내외 실시한 뒤, 물-결합재비(water-binder ratio, w/b) 0.3으로 알칼리 활성화제 용액을 천천히 넣어주며 약 3분간 비빔하였다. 페이스트를 시험체에 절반 정도 넣어준 뒤 진동 다짐기와 다짐봉을 이용하여 다져준다. 나머지 절반을 시험체에 채운 후 다시 한번 진동 다짐기와 다짐봉을 이용하여 다져준 후 비닐 안에 시험체를 넣어 내부의 수분이 날아가지 않도록 봉한 다음 60 ℃에서 24 시간 동안 고온양생한 뒤 상온양생 하였다.The blast furnace slag powder was subjected to dry blasting for about 30 seconds, followed by slow addition of the alkali activator solution at a water-binder ratio (w / b) of 0.3, followed by bombarding for about 3 minutes. Put the paste in half of the specimen and mix it with a vibrator and a compaction rod. The other half of the specimens were filled in the specimens. The test specimens were placed in a plastic bag, and the specimens were sealed to prevent water from flying inside. The specimens were sealed at 60 ℃ for 24 hours and then cured at room temperature.
실시예 1에서는 농도가 2%인 수산화나트륨(NaOH) 수용액 및 농도가 4%인 염화나트륨(NaCl) 수용액을 혼합한 알칼리 활성화제를 사용하여 상기와 같은 방법으로 지오폴리머 조성물을 제조하였다.In Example 1, a geopolymer composition was prepared in the same manner as above using an alkali activator in which an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) having a concentration of 2% and an aqueous solution of sodium chloride (NaCl) having a concentration of 4% were used.
실시예 2에서는 농도가 3.5%인 수산화나트륨(NaOH) 수용액 및 농도가 2%인 염화나트륨(NaCl) 수용액을 혼합한 알칼리 활성화제를 사용하여 상기와 같은 방법으로 지오폴리머 조성물을 제조하였다.In Example 2, a geopolymer composition was prepared in the same manner as above using an alkali activator in which an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) having a concentration of 3.5% and an aqueous solution of sodium chloride (NaCl) having a concentration of 2% were used.
실시예 3에서는 농도가 2%인 수산화나트륨(NaOH) 수용액 및 농도가 5%인 차아염소산 나트륨(NaOCl) 수용액을 혼합한 알칼리 활성화제를 사용하여 상기와 같은 방법으로 지오폴리머 조성물을 제조하였다.In Example 3, a geopolymer composition was prepared as described above using an alkali activator in which an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) having a concentration of 2% and an aqueous solution of sodium hypochlorite (NaOCl) having a concentration of 5% were mixed.
실시예 4에서는 농도가 3.5%인 수산화나트륨(NaOH) 수용액 및 농도가 2.5%인 차아염소산 나트륨(NaOCl) 수용액을 혼합한 알칼리 활성화제를 사용하여 상기와 같은 방법으로 지오폴리머 조성물을 제조하였다.In Example 4, a geopolymer composition was prepared in the same manner as above using an alkali activator prepared by mixing an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) having a concentration of 3.5% and an aqueous solution of sodium hypochlorite (NaOCl) having a concentration of 2.5%.
비교예Comparative Example 1 내지 2 : 수산화나트륨( 1 to 2: Sodium hydroxide ( NaOHNaOH ) 단독으로 농도를 달리하여 첨가한 ) Alone added at different concentrations 지G 오폴리머 조성물의 제조Preparation of the polymer composition
상기 실시예와 같은 방법을 사용하되, 알칼리 활성화제로써 수산화나트륨(NaOH)만을 단독으로 사용하여 지오폴리머 조성물을 제조한다. 비교예 1에서는 농도가 2%인 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 사용하였고, 비교예 2에서는 농도가 3.5%인 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 사용하여 지오폴리머 조성물을 제조하였다.Using the same method as in the above example, only a sodium hydroxide (NaOH) alone as an alkali activator is used to prepare a geopolymer composition. In Comparative Example 1, a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution having a concentration of 2% was used. In Comparative Example 2, a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution having a concentration of 3.5% was used to prepare a geopolymer composition.
평가예Evaluation example 1 : One : 실시예에In the embodiment 따른 Following 지오폴리머Geopolymer 조성물과 The composition 비교예에In Comparative Example 따른 Following 지오폴리머Geopolymer 조성물의 휨강도 측정 Measurement of flexural strength of composition
상기 실시예와 비교예에 따른 지오폴리머 조성물의 휨강도(flexural strength)를 표준 테스트 방법에 따라 측정하였다.The flexural strengths of the geopolymer compositions according to the above Examples and Comparative Examples were measured according to standard test methods.
도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 고로슬래그 페이스트 지오폴리머 조성물과 비교예에 따른 지오폴리머 조성물의 휨 강도를 비교한 그래프이다.1 is a graph comparing the flexural strengths of the blast furnace slag paste geopolymer composition according to an embodiment of the present invention and the comparative geopolymer composition.
상기 도면을 통해 수산화나트륨(NaOH)에 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)이 함께 포함된 알칼리 활성화제를 사용한 경우 수산화나트륨(NaOH)만이 포함된 알칼리 활성화제를 사용한 경우보다 휨강도가 향상되었음을 알 수 있다.It can be seen from the figure that the bending strength is improved by using an alkali activator containing sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) in the case of sodium hydroxide (NaOH) compared with the case of using an alkali activator containing only sodium hydroxide Able to know.
평가예Evaluation example 2 : 2 : 실시예에In the embodiment 따른 Following 지오폴리머Geopolymer 조성물과 The composition 비교예에In Comparative Example 따른 Following 지오폴리머Geopolymer 조성물의 압축강도 측정 Compressive strength measurement of composition
상기 실시예와 비교예에 따른 지오폴리머 조성물의 압축강도(compressive strength)를 표준 테스트 방법에 따라 측정하였다.The compressive strength of the geopolymer compositions according to the above Examples and Comparative Examples was measured according to a standard test method.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고로슬래그 페이스트 지오폴리머 조성물과 비교예에 따른 지오폴리머 조성물의 압축강도를 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the compressive strengths of the blast furnace slag paste geopolymer composition and the comparative geopolymer composition according to an embodiment of the present invention. FIG.
상기 도면을 통해 수산화나트륨(NaOH)에 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)이 함께 포함된 알칼리 활성화제를 사용한 경우 수산화나트륨(NaOH)만이 포함된 알칼리 활성화제를 사용한 경우보다 압축강도가 향상되었음을 알 수 있다.The graphs show that when an alkali activator containing sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) is used in sodium hydroxide (NaOH), the compressive strength is improved more than when an alkali activator containing only sodium hydroxide .
Claims (5)
상기 알칼리 활성화제는 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)으로부터 유래되는 수산화이온(OH-)을 포함하고, 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로부터 유래되는 염소 이온(Cl-)또는 차아염소산 이온(OCl-) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물.Industrial by-products consisting of blast furnace slag powder, fly ash, or mixtures thereof; And an alkali activating agent,
The alkali activator comprises a hydroxide ion (OH - ) derived from sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH), and a chloride ion (Cl - ) derived from sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite hypochlorite ion (OCl -) of which geo polymer composition according to claim 1, further including at least one.
상기 알칼리 활성화제는 이산화규소/산화나트륨(SiO2/Na2O)이 0.5 내지 3.5인 물유리(Na2Si03)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물.The method according to claim 1,
The alkali activator is geo-polymer composition according to claim 1, further comprising a silicon dioxide / sodium oxide (SiO 2 / Na 2 O) of 0.5 to 3.5 of water glass (Na 2 Si0 3).
상기 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)의 농도는 1 내지 5%인 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the concentration of sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) is 1 to 5%.
상기 염화나트륨(NaCl) 또는 차아염소산 나트륨(NaOCl)의 농도는 1 내지 5%인 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the concentration of sodium chloride (NaCl) or sodium hypochlorite (NaOCl) is 1 to 5%.
상기 지오폴리머 조성물의 물-결합재비(water-binder ratio)는 0.2 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 지오폴리머 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the water-binder ratio of the geopolymer composition is from 0.2 to 0.5.
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|---|---|---|---|---|
| KR101991092B1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-06-19 | 목원대학교 산학협력단 | High strength cement mortar composition using alkaline aqueous stimulant by electrolysis |
| KR102551146B1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-07-04 | 주식회사 에이치케이기술 | Eco-friendly concrete composition with low carbon and low shrink using industrial by-products |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100222385B1 (en) * | 1995-08-08 | 1999-10-01 | 이윤경 | Method for preparing construction material using play |
| KR20070095187A (en) | 2006-03-20 | 2007-09-28 | 카운슬 오브 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 | A process for the production of geopolymer cement from fly ash and granulated blast furnace slag, geopolymer cement made thereby and process of making products thereof |
| KR20120044010A (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-07 | 엔아이테크 주식회사 | Geopolymer composition containing fly ash and blast furnace slag |
| KR20130134045A (en) | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 리싸이클주식회사 | Geopolymer mixture using nano-silica and by-product of industry |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100222385B1 (en) * | 1995-08-08 | 1999-10-01 | 이윤경 | Method for preparing construction material using play |
| KR20070095187A (en) | 2006-03-20 | 2007-09-28 | 카운슬 오브 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 | A process for the production of geopolymer cement from fly ash and granulated blast furnace slag, geopolymer cement made thereby and process of making products thereof |
| KR20120044010A (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-07 | 엔아이테크 주식회사 | Geopolymer composition containing fly ash and blast furnace slag |
| KR20130134045A (en) | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 리싸이클주식회사 | Geopolymer mixture using nano-silica and by-product of industry |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 논문1:PROCEDIA ENVIRONMENT SCIENCES 18(2013)722-730* * |
| 조병완, 박민석, 박승국, Journal of the Korea Concrete Institute, Vol.18, No.4, pp.449-458, August, 2006 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101991092B1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-06-19 | 목원대학교 산학협력단 | High strength cement mortar composition using alkaline aqueous stimulant by electrolysis |
| KR102551146B1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-07-04 | 주식회사 에이치케이기술 | Eco-friendly concrete composition with low carbon and low shrink using industrial by-products |
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