KR20160059310A - 폐 소화기의 소화분말을 이용한 시멘트 조성물, 모르타르 및 콘크리트 제조방법 - Google Patents

폐 소화기의 소화분말을 이용한 시멘트 조성물, 모르타르 및 콘크리트 제조방법 Download PDF

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Abstract


본 발명은 폐기물로 구분되어 처리되는 폐 소화기 분말 소화약제의 재활용 및 재생이용에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 지정폐기물로 지정된 폐분말 소화약제의 리사이클 중의 한 가지 방법으로, 폐기되어 매립 처분되는 분말 폐소화기 소화약제를 사용하여 시멘트 조성물 및 그를 이용한 모르타르와 콘크리트를 제조하는 기술이다.

Description

폐 소화기의 소화분말을 이용한 시멘트 조성물, 모르타르 및 콘크리트 제조방법{Fabrication of cement admixtures, mortar and concrete using powders of various waste fire extinguishers}
본 발명은 폐기물로 구분되어 처리되는 폐 소화기 분말 소화약제의 재활용 및 재생이용에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 지정폐기물로 지정된 폐분말 소화약제의 리사이클 중의 한 가지 방법으로, 폐기되어 매립 처분되는 분말 폐소화기 소화약제를 사용하여 시멘트 조성물 및 그를 이용한 모르타르와 콘크리트를 제조하는 기술이다.
국내 폐 소화기 관리 및 처리 시스템은 아직 선진국에 비하여 미흡한 실정으로, 실제 안전사고 및 불법폐기로 인한 환경오염 등 사회적 문제를 야기하고 있다. 또한, 소화기의 수거, 폐기, 정비 방법 등의 충분한 법적 절차 부재로 폐 소화기 대부분이 1) 고철을 수집하기 위한 고물상 매각 2)　재활용업체의 수거 3)　불법무단 투기 등으로 대부분 처리되고 있는 실정이다.
국내 분말소화기 약제는 구성 성분에 따라 크게 4종류로 나누어지며, 1종분말 탄산수소나트륨 [NaHCO3], 2종분말 탄산수소칼륨 [KHCO3], 3종분말 제1인산암모늄[NH4H2PO4], 4종분말 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 로 분류된다.
특히 제1인산암모늄(NH4H2PO4)이 주성분인 3종 분말 폐소화기 소화약제는 국내에서는 충약업체나 소화기 수리업체에서 임의로 부분적으로 재사용하고 있을 뿐 다른 용도처가 특별히 없어 전량 매립되고 있는 실정이며, 재활용이나 재생이용 또한 어려운 것이 사실이다.
제1인산암모늄이란 인광석(100 % 수입 의존)을 정제하여 제조되는 물질로서 주로 사용되는 분야는 염료분산제, 유약, 비료, 소화약제용 이다.
현재 국내에서 분말 소화약제 재활에 관한 선행기술은 거의 없으며, 일부 보고 되고 있는 선행기술은 (특허문헌 1 참조) 폐소화약제의 분말 재처리 공정에 관한 것으로, 폐소화약제 그 자체를 건설재료 및 바이오계 인산염 시멘트 원료로 활용, 제조하는 기술과는 상이하다. 또 다른 선행기술 (특허문헌 2 참조)은 소화기 분말 폐기물을 비료 제조에 용이하게 하기 위해 소화기 분말에 점성의 응집제와 건조하여 분쇄된 식물 재료를 혼합하여 건조시켜 폐소화약제를 처리 및 비료화 하는 공법이지만 실 현장에 활용되기에는 기술적으로 어려움 점이 많이 있으며, 이 또한 본 발명의 기술과는 상이하다. 또한 국외 선행기술의 (특허문헌 3, 4 참조) 경우에도 유기질 비료 성분과 폐소화약제의 혼합을 통한 비료화 기술 및 기타 비료원료로 사용하기 위한 전처리 과정만이 기술로 소개되고 있다.
상기 상술한 바와 같이 건설재료나 골 시멘트의 용도의 인산염계 시멘트를 제조하는 기술과는 관계가 없으며, 현재까지 이러한 폐소화약제를 이용하여 시멘트계 조성물 및 제조 응용 기술개발은 아직까지 국내외에서도 보고되지 않고 있다.
최근 일부 국내 선행연구로부터 제1인산암모늄을 이용한 초속경 시멘트를 제조하는 연구가 실험적으로 진행되고 있으나 대부분 시약급으로 98%이상의 고순도 원료를 사용하며, 실제 대량으로 생산되거나 저가의 시멘트계 재료로 활용하기에는 큰 한계점이 있다.
또한 인산칼슘계 무기재료는 임플란트 또는 임플란트와 뼈를 연결하는 골 손상부위에 사용할 수 있으며, 이중 제1인산암모늄은 의료분야 중 골시멘트에도 응용할 수 있다. 골시멘트는 인체 장기중 경조직(뼈)을 대체할 수 있는 무기물로써 대표적인 재료인 아파타이트(HAP, Hydroxyl Calcium Phosphate)가 있지만, β-3인산칼슘을 주원료로 하여 인산칼슘계 시멘트의 수화반응 촉진제 역할로써 제1인산암모늄, 제2인산암모늄을 이용한 선행기술이 (특허문헌 5 참조) 소개 되고 있기도 하다. 그러나 대부분 고순도의 시약급을 활용하는 것으로 일부 불순물이 함유된 폐기물을 이용하여 직접 원료화하는 기술과는 차이가 있다.
따라서 본 발명은 이러한 선행기술과는 차별화되며, 폐기되어 매립되는 제3종 분말 소화약제를 주성분으로 각종 분말 소화약제를 활용하여 친환경적이며 범용적으로 대량 활용할 수 있는 저가의 특수 시멘트계 조성물을 개발하고자 한다.
특허문헌 1: 한국 특허등록공보 10-0718842호 (특헌문헌 0002) 특허문헌 2 : 한국 특허공개공보 2007-7014422호 특허문헌 3 : 일본국 특허공개공보 2010-100456호 특허문헌 4 : 일본국 특허등록공보 제5126561호 특허문헌 5 : 한국 특허등록공보 10-2013-0028405
본 발명은 상술한 것과 같이 제1인산암모늄(NH4H2PO4)이 주성분인 3종 분말 폐소화약제 및 각종 폐소화약제를 이용하여 새로운 무기계 시멘트 첨가물 및 조성물을 개발하는 것에 목적을 둔다. 또한 매립되는 소화약제를 재활용하여 환경 오염을 방지하며 년간 40만대 (2012년 생산량 245만대, 재활용 비 80 %, 폐기율 20 %) 분량의 폐소화기 분말 자원을 재활용하는 효과를 얻고자 한다. 본 발명은 상기 기술한 기술적 과제를 달성하기 위한 것으로서, 폐기물로 처분되는 1종, 2종, 3종, 4종 분말 소화약제를 재활용하거나 재생이용하기 위한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 시멘트 첨가제, 시멘트 혼화재, 시멘트 조성물은 3종 제1인산암모늄(NH4H2PO4)을 주성분으로 하는 폐소화약제를 함유한 것이 특징이며, 여기에 물 및 골재를 함유하는 모르타르 및 콘크리트이다.
상기 시멘트 첨가제는 시멘트에 0.1~3중량%의 3종 폐소화약제, 0.1~2중량% 규산나트륨(Na2SiO3),규산칼륨(K2SiO3), 0.1~2중량% 실리카졸(SiO2 nH2O) 중 어느 하나 이상을 혼합, 0.1~3중량%의 1종 폐 소화약제 탄산수소나트륨(NaHCO3), 2종 폐 소화약제 탄산수소칼슘(KHCO3), 4종 폐 소화약제 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 중 하나 이상을 선택하여 혼합하여 제조한다.
시멘트 혼화재는 시멘트에 1~10중량%의 3종 폐 소화약제, 1~20중량% 실리카흄, 플라이애쉬, 메타카올린, 소성왕겨, 미분말 실리카, 미분말 장석, 벤토나이트, 실리카졸 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합, 1~5중량% 규산나트륨 또는 규산칼륨 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합, 4~15중량%의 산화마그네슘(MgO), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산마그네슘(MgCO3) 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합, 1~5중량%의 1종 폐소화약제 탄산수소나트륨(NaHCO3), 2종 폐소화약제 탄산수소칼슘(KHCO3), 4종 폐소화약제 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 중 하나 이상을 선택하여 혼합하여 제조한다.
시멘트 조성물은 10~45중량%의 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합, 5~80중량%의 3종 폐소화약제, 10~40중량% 규산나트륨, 규산칼륨, 실리카졸, 소성왕겨, 미분말 장석, 벤토나이트, 실리카흄 중 하나 또는 둘 이상을 혼합, 1~20중량%의 1종 폐소화약제 탄산수소나트륨(NaHCO3), 2종 폐소화약제 탄산수소칼슘(KHCO3), 4종 폐소화약제 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 중 하나 이상을 선택하여 혼합, 1~5중량% 유기 또는 무기계 지연제를 혼합, 1~5% 수화반응 촉진제로 NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4(HCOO), NH4(CH3COO), NaH2PO4, Na2SO4, Na(HCOO), Na(CH3COO) 들 중 하나 혹은 둘 이상을 혼합하여 제조한다.
또한 본 발명의 모르타르 또는 콘크리트는 상기 본 발명의 시멘트 첨가제, 혼화재, 조성물을 사용하여 물, 골재 (세골재 및 조골재) 를 함유하여 제조한다.
골시멘트용 인삼염계 시멘트 조성물에 3종 폐소화약제의 활용방법은 정제추출된 제1인산암모늄이 β-3인산칼슘과 같은 아파타이트(Apatite)계 시멘트 및 β-3인산칼슘을 출발원으로 하는 브루사이트(Brushite)계 시멘트, 생체활성유리 (CaO-SiO2-P2O5)계 시멘트에서 경화액으로 재활용이나 재생이용되는 것을 포함한다.
본 발명에 의하면, 폐소화기의 각종 폐소화약제 분말을 시멘트계 원료로 활용하여 일반 시멘트의 초기 강도증진, 지수성, 내구성을 향상 시킬 수 있는 첨가제 제조가 가능하며, 고내구성의 방수성능이 개선된 혼화재료 개발도 가능하다. 또한 긴급보수용으로 사용되는 초속경 특성이 있는 특수 시멘트, 콘크리트 제품도 개발 가능하다. 더 나아가 골시멘트용 인산염계 시멘트 조성물에 경화액으로 활용 가능하다.
도 1은 시중에서 폐기되는 소화기와 이로부터 얻은 3종 분말 폐소화약제를 나타낸 것이다.
도 2는 수거된 3종 분말 폐소화약제의 화학 성분 및 입자형상을 EDS와 SEM으로 분석한 것이다.
도 3은 분말 폐소화약제를 혼합하여 개발한 시멘트 첨가제, 혼화재, 시멘트 조성물을 제시한 것이다.
도 4는 분말 폐소화약제를 이용한 시멘트 경화실험 및 개발 결과 물로서 (a) 보수 모르타르 제조, (b) 물을 첨가하여 보수 모르타를 혼합, (c)완성된 보수 모르타를 경화체를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명인 3종 폐소화약제을 기초로한 시멘트 조성물, 모르타르 및 콘크리트 제조에 관하여 설명한다. 적절한 실시 예에 근거하여 설명하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 시멘트 조성물로 사용된 3종 폐소화약제는 폐소화기로부터 회수된 주성분이 제1인산암모늄(NH4H2PO4) 인 원료이다. 국내에서 생산되는 대부분의 소화기는 ABC형이며 주 소화약제는 제1인산암모늄이 75 ~ 97%를 차지하고 있으며, 인산암모늄 불용해분 5 % 이하, 물의 용해분 20 % 이하, 3 %이하의 방습가공제, 1 %이하의 수분을 포함하고 있다.
표 1은 본 발명에서 사용된 3종 폐소화약제 분말의 화학성분을 주사전자현미경의 EDS 화학분석을 통해 확인 한 결과이다. 도 1은 본 발명에 사용된 폐소화기와 3종 폐소화약제 분말의 사진을 보여준다. 도 2는 이러한 3종 폐소화약제의 주사전자현미경을 이용한 EDS 화학분설결과와 분말입자의 크기 및 형상을 보여준다. 실험결과 미량원소로 존재하는 불순성분은 S > Fe > Al > Si > Mg 등 있는 것을 확인했다. (표 1. 참조)
폐소화기로부터 회수된 3종 폐소화약제 분말의 화학 성분
화학원소 무게비 (%)
N 13.70
O 48.02
Mg 0.82
Al 1.60
Si 1.53
P 28.24
S 3.56
Fe 2.52
합계 100%
본 발명에서 시멘트 조성물이라 함은 크게 시멘트 첨가제, 시멘트 혼화재, 시멘트 조성물 3가지를 의미한다.
시멘트 첨가제는 일반 포틀랜드 시멘트 대비 5%이하로 첨가되지만 시멘트의 응결지연, 경화촉진, 물리적, 화학적 특성을 변형시킬 수 있는 양으로, 상기 시멘트 첨가제는 시멘트에 0.1~3중량%의 3종 폐소화약제, 0.1~2중량% 규산나트륨(Na2SiO3), 규산칼륨(K2SiO3), 0.1~2중량% 실리카졸(SiO2 nH2O) 중 어느 하나 이상을 혼합, 0.1~3중량%의 1종 폐소화약제 탄산수소나트륨(NaHCO3), 2종 폐소화약제 탄산수소칼슘(KHCO3), 4종 폐소화약제 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 중 하나 이상을 선택하여 혼합하여 제조한다.
규산나트륨, 규산칼륨, 실리카졸은 폐소화약제의 불순물 Fe, Al, Si, Mg 염들을 시멘트 수화물에서 응집시켜 경화시키는 역할을 한다. 또한, 시멘트계 성분의 칼슘이온, 폐소화약제의 인산이온들과도 반응하여 칼슘실리케이트, 인산칼슘 화합물을 형성, 시멘트 경화체를 치밀하게 하여 기공율을 줄여주어는 효과 및 투수성능을 낮게 하여 지수효과를 향상시키는 효과가 있다. 또한 1종, 2종, 4종 폐기물에서 탄산기와 반응하여 경화를 촉진시키는 효과를 발휘할 수 있으며, 4종 폐기물에 함유된 요소의 경우는 시멘트의 수화 반응속도도 조절할 수 있다.
시멘트 혼화재는 포틀랜드 시멘트 대비 최대 5~30%까지 치환 첨가할 수 있으며, 시멘트 콘크리트 경화체에 고작업성, 고내구성, 고기능성을 부여하기 위해 혼합하여 제조한다. 본 발명에서 시멘트 혼화재료는 시멘트에 1~10중량%의 3종 폐소화약제, 1~20중량% 실리카흄, 플라이애쉬, 메타카올린, 소성왕겨, 미분말 실리카, 미분말 장석, 벤토나이트, 실리카졸 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합, 1~5중량% 규산나트륨 또는 규산칼륨 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합, 4~15중량%의 산화마그네슘(MgO), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산마그네슘(MgCO3) 중 어느 하나 이상을 선택하여 혼합, 1~5중량%의 1종 폐소화약제 탄산수소나트륨(NaHCO3), 2종 폐소화약제 탄산수소칼슘(KHCO3), 4종 폐소화약제 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 중 하나 이상을 선택하여 혼합하여 제조한다.
혼화재료로서 광물계 규산질계 원료인 실리카흄, 플라이애쉬, 메타카올린, 소성왕겨, 미분말 실리카, 미분말 장석, 벤토나이트, 실리카졸 등의 원료는 시멘트 경화체내에서 칼슘 성분과 반응하여 칼슘 알루미노 실리케이트 형성하게 되는데 이러한 알루미노 실리케이트 원료는 알칼리 촉진제인 규산나트륨 또는 규산칼륨과 반응하여 수화활성을 촉진시키며, 불순물인 Al3 +, SO4 2 - 이온들과 응집효과를 일으켜 경화를 촉진시킨다. 또한 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘은 Mg2 +이온과 CO3 2- 이온을 방출시키며, Mg2 +이온은 3종 폐소화약제의 제1인산암모늄(NH4H2PO4)과 반응하여 급결 성능을 발휘하여 초기 압축강도를 증진시키는 효과를 낼 수 있다. 또한 1종, 2종, 4종 폐소약제로부터의 용출되는 CO3 2 - 이온은 상기 언급한 것과 같이 규산나트륨, 규산칼륨, 실리카졸 원료와 반응하여 시멘트 경화를 촉진시키는 역할을 한다.
시멘트 조성물은 일반 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않고, 배합비 전체가 하나의 초속경 특성이 있는 특수 시멘트를 제조하는 것이다. 10~45중량%의 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합, 5~80중량%의 3종 폐소화약제, 10~40중량% 규산나트륨, 규산칼륨, 실리카졸, 소성왕겨, 미분말 장석, 벤토나이트, 실리카흄 중 하나 또는 둘 이상을 혼합, 1~20중량%의 1종 폐소화약제 탄산수소나트륨(NaHCO3), 2종 폐소화약제 탄산수소칼슘(KHCO3), 4종 폐소화약제 탄산수소칼륨 +요소 [KHCO3 + (NH2)2CO] 중 하나 이상을 선택하여 혼합, 1~5중량% 유기 또는 무기계 지연제를 혼합, 1~5% 수화반응 촉진제로 NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4(HCOO), NH4(CH3COO), NaH2PO4, Na2SO4, Na(HCOO), Na(CH3COO) 들 중 하나 혹은 둘 이상을 혼합하여 제조한다.
3종 폐소화약제를 이용한 마그네시아 실리케이트 인삼염계 시멘트 조성물은 초속경 특성을 가지며, 동절기 영하의 기온에서도 타설 시 양생 초기 급속한 발열반응에 통해 동해를 방지할 수 있는 특수 시멘트 조성물이다. 특히 빠른 시간내에 강도 발현을 가능하며 소량의 물에 의해서도 시멘트 양생이 가능한 장점을 가지고 있다.
본 발명에서의 모르타르 및 콘크리트는 상기 제안된 시멘트 첨가제, 혼화재, 조성물을 이용하여 제조하는 모르타르 및 콘크리트이다. 모르타르 및 콘크리트에 사용되는 시멘트는 상기 설명한 재료들과 포틀랜드 시멘트나 기타 혼합 시멘트 등을 특별히 제한 없이 혼합하여 사용할 수 있다. 포틀랜드 시멘트로서는 저열 포틀랜드 시멘트, 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 초조강 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 내황산염 포틀랜드 시멘트, 내황산염 포틀랜드 시멘트 등을 사용할 수도 있다. 또한 혼합 시멘트로서는 고로 슬래그 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트 등을 사용할 수도 있다. 모르타르는 이러한 여러 시멘트 조성물에 세골재만을 첨가하여 제조한 것이며, 콘크리트는 세골재와 조골재를 모두 첨가하여 제조한 것을 의미한다. 세골재로는 강모래, 바다모래, 산모래 등을 사용할 수 있으며, 조골재로서는 강자갈, 바다자갈, 산자갈, 쇄석, 슬래그 쇄석 등을 사용할 수 있다. 또한 세골재와 조골재는 일반적인 분류 (체가름 방법)에 의해 구별 한다.
골시멘트용 인삼염계 시멘트 조성물에 3종 폐소화약제의 활용방법은 정제추출과정이 반드시 필요하다. 이후 정제된 제1인산암모늄을 β-3인산칼슘과 같은 아파타이트(Apatite)계 시멘트 및 β-3인산칼슘을 출발원으로 하는 브루사이트(Brushite)계 시멘트, 생체활성유리 (CaO-SiO2-P2O5)계 시멘트에서 경화액으로 제조한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 본 실시예는 가장 바람직한 실시형태를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위함이며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(1) 시멘트 첨가제
KS L 5105 시멘트 모르타르 압축강도 시험법에 따라 공시체를 제조하였다. 시멘트 : 표준사 : 물 = 1: 2.14 : 0.4 의 비로 정하였으며, KS F 2476에 따라 플로어 테이블을 이용하여 유동성을 측정하였다. 시멘트 첨가제는 최대 5%로 하였으며, 3종폐소화약제 (3%), 규산나트륨과 실리카졸 혼합물(1%), 1종, 2종, 4종 폐소화약제 혼합물(1%)로 하여 모르타르를 제조하였다. 표 2는 각각의 실험결과를 배합비와 함께 정리하여 나타낸 것이다. 플로우 값은 모두 규격치를 만족했으며, 1일 압축강도 결과도 시멘트 첨가제를 혼합한 경우가 우수한 것을 알 수 있었다.
일반 모르타르 제조

구분

보통
시멘트
시멘트 첨가제 (5%)
주문진 표준사

물

고성능 감수제

플로우
(mm)

1일
압축강도
(N/ mm 2 )
3종 폐소화약제 규산나트륨 + 실리카졸 1종 폐소화약제
+2종 폐소 화약제
+4종 폐소화약제
실시예1 855 27 9 9 1926 360 1.25% 118 18.5
비교예1 900 - 1926 360 1.0% 120 14.5
(2) 시멘트 혼화재
KS F 2477 보수용 폴리머 시멘트 모르타르 압축강도 시험방법에 따라 공시체를 제조하였다. 시멘트 혼화재는 최대 20%로 하였으며, 3종폐소화약제 (7%), 미분말 장석과 메타카올린 혼합물 (5%), 규산나트륨과 규산칼륨 혼합물 (3%), 산화마그네슘과 탄산마그네슘 혼합물 (3%), 1종, 2종, 4종 폐소화약제 혼합물 (2%)로 하여 모르타르를 제조하였다. 표 3은 각각의 실험결과를 배합비와 함께 정리하여 나타낸 것이다. 플로우 값은 모두 규격치를 만족했으며, 1일 압축강도 결과도 시멘트 혼화재를 시용한 경우가 강도 발현이 우수한 것을 알 수 있었다.
보수 모르타르 제조
구분

보통시멘트
시멘트 혼화제 (20%) 주문진 표준사
물
고성능 감수제

플로우( mm )
1일
압축
강도
(N/
mm 2 )
3종 폐 소화약제 미분말장석 + 메타카올린 규산나트륨 + 규산칼륨 산화마 그네슘 +탄산마그네슘 1종+2종+3종 폐소화약제
실시예2 560 49 35 21 21 14 300 300 1.25% 120 28
비교예2 700 - - - - - 300 300 1.0% 115 18
(3) 시멘트 조성물
KS F 2477 보수용 폴리머 시멘트 모르타르 압축강도 시험방법에 따라 공시체를 제조하였다. 시멘트 조성물은 최대 100%로 하였으며, 비교용으로는 급결 시멘트를 사용하였다. 3종폐소화약제 (60%), 미분말 장석과 실리카흄 혼합물 (10%), 규산나트륨과 규산칼륨 혼합물 (5%), 산화마그네슘과 탄산마그네슘 혼합물 (20%), 1종, 2종, 4종 폐소화약제 혼합물 (5%)로 하여 모르타르를 제조하였다. 표 4는 각각의 실험결과를 배합비와 함께 정리하여 나타낸 것이다. 플로우 값은 모두 규격치를 만족했으며, 1일 압축강도 또한 다량의 폐소화약제를 혼합물로 시용한 경우가 강도 발현이 우수한 것을 알 수 있었다.
초속경 보수 모르타르 제조
구분 급결
시멘트 		시멘트 조성물 (100%) 주문진
표준사 		물 지연제 플로우
( mm ) 		1일
압축
강도
(N/
mm 2 )
3종폐 소화약제 미분말 장석
+
실리
카흄 		규산나트 륨
+
규산칼륨 		산화마그 네슘
+
탄산마그 네슘 		1종 폐소화약제 +
2종 폐소화약제 +
3종 폐소화약제
실시예3 - 420 70 35 140 35 300 350 2% 123 23
비교예3 700 - - - - - 300 350 1.5% 120 14
(4) 콘크리트
표 5에서 보여주는 것과 같이 폐소화약제를 혼합한 콘크리트에 대해서 유동성, 압축강도 시험을 하였다. 표 5에서 보여주는 것과 상기 폐소화약제를 혼합하여 제조한 경우 기존 콘크리트에 비하여 유동성, 압축강도가 모두 향상 된 것을 알 수 있었다. 표 중에 단위를 명기하고 있는 것을 제외하고는 모두 kg/m3이다. 고성능 감수제는 폴리카르복실산계를 사용하였다.
일반콘크리트
결합재 (B) 고성능
감수제
(B x %) 		세골재 조골재 물 슬럼프
( cm ) 		1일
압축강도
(N/ mm 2 )
시멘트 폐소화약제
혼화재
실시예4 345 25 0.9 809 920 175 14.5 12
비교예4 370 - 0.8 809 920 175 14.0 9

Claims (9)

  1. 폐기되는 분말소화기에서 발생하는 1종, 2종, 3종, 4종 폐소화약제를 직접 시멘트에 첨가하는 것을 특징하는 시멘트 혼화재.
  2. 폐기되는 제3종 분말소화기에서 발생된 제1인산암모늄을 함유한 소화약제에서 제1인산암모늄을 정제하여 시멘트에 첨가하는 것을 특징하는 하는 시멘트 혼화재.
  3. 제1항과 제2항에 규산나트퓸, 규산칼슘 및 실리카졸을 함유하는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화재.
  4. 제3항에 기재된 시멘트 조성물에 실리카흄, 플라이애쉬, 메타카올린, 소성왕겨, 미분말 실리카, 미분말 장석, 벤토나이트를 혼합한 시멘트 조성물
  5. 제3항과 제4항에 기재된 시멘트 조성물에 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘을 혼합한 시멘트 조성물
  6. 제5항에 있어 감수제를 추가로 하는 것을 특징으로 하는 시멘트 조성물.
  7. 제5항에 있어 기재된 시멘트 조성물과 물, 골재를 함유하는 것을 특징으로 하는 모르타르 및 콘크리트.
  8. 제5항에 배합 첨가물에 대한 조성으로 마그네시아와 제1인산암모늄에 대한 수화반응 촉진제로서 NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4(HCOO), NH4(CH3COO), NaH2PO4, Na2SO4, Na(HCOO), Na(CH3COO)의 사용한 시멘트 조성물.
  9. ABC형 3종 폐소화분말에서 정제추출된 제1인산암모늄이 β-3인산칼슘과 같은 아파타이트(Apatite)계 시멘트 및 β-3인산칼슘을 출발원으로 하는 브루사이트계 시멘트, 생체활성유리(CaO-SiO2-P2O5)계 시멘트에서 경화액으로 사용되는 경우.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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