KR20190087395A - Ground improvement material for deep sea with deep cement mixing by utilizing siliceous slag binder - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a solidifier for a deep seawater mixing method using silica-based slag fine powder, which comprises: a stabilizer consisting of blast furnace slag and cement; and the silica-based slag fine powder. The solidifier used in the deep seawater mixing method comprises the stabilizer and the silica-based slag fine powder, and thus improves geonasty of an overlapped part during the initial construction using the solidifier, realizes the equal strength performance while lowering the price compared to a conventional solidifier during applying the same to a site in addition to the strength performance, and constitutes a composite of greater than or equal strength at 28 days of material age.

Description

실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재{GROUND IMPROVEMENT MATERIAL FOR DEEP SEA WITH DEEP CEMENT MIXING BY UTILIZING SILICEOUS SLAG BINDER}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a silica-based slag fine powder,

본 발명은 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상 심층혼합공법에 사용되는 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재에 관한 것이다.The present invention relates to a fire-fighting method using a silica-based slag fine powder, and more particularly, to a fire-fighting method using a silica-based slag fine powder used in a deep sea mixing method.

화력 발전소, 제철소 등의 산업 부산물을 활용한 혼합 콘크리트의 제조는 그간 많은 연구를 양산하였고, 활용 범위를 확장하면서 국,내외적으로도 그 활용성이 점차 증대되고 있다. The production of mixed concrete using industrial byproducts such as thermal power plants and steel mills has produced a lot of researches in the past, and its utilization has been gradually increasing both inside and outside of Korea by expanding its application range.

즉, 각종 시멘트 대체재의 개발이 기존 OPC(ordinary Portland Cement; 보통 포틀랜드 시멘트) 혹은 고로슬래그 시멘트의 원가절감 측면 혹은 고성능, 고내구성, 고강도성, 고유동성 등의 콘크리트의 개발로 이어지는 원천 기술이 되면서 이와 관련된 시멘트 대체재의 개발 뿐만 아니라, 시멘트 대체제의 요구 성능의 확보를 가속화 하기 위한 고성능 혼화제, 최적 치환률의 개발에도 관련 분야 종사자들의 관심이 집중되고 있다. In other words, the development of various cement substitutes has become a source technology that leads to the cost reduction of existing OPC (ordinary Portland cement) or blast furnace slag cement or the development of concrete such as high performance, high durability, high strength, In addition to the development of related cement substitutes, interest in related fields has also been focused on the development of high performance admixtures and optimum substitution rate to accelerate securing required performance of cement substitutes.

여기서, 기존에는 각종 산업 폐기물로 치부되다가 최근에 이르러 혼화재로 인정을 받는 것들의 대표적인 예는 고로슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 실리카퓸 등을 들 수 있다.Herein, typical examples of those which have been regarded as industrial wastes in the past and which are recently recognized as admixtures are blast furnace slag fine powder, fly ash, silica fume and the like.

또한, 이러한 고로슬래그 미분말 및 플라이 애쉬의 경우는 국내산 제품에 대한 수요와 공급 등이 유기적으로 절충되고 있으며, 실리카퓸의 경우는 관련 공장 및 대량생산 시설의 미비 등으로 인해 우수한 고품질성에도 불구하고 전량 수입에 의존하고 있고 가격이 고가이므로, 구입비용이 상당하게 소요되는 문제점이 있었다.In the case of blast furnace slag and fly ash, demand and supply of domestic products are compromised organically. In the case of silica fume, due to lack of related factories and mass production facilities, There is a problem in that the purchase cost is considerably high because it is dependent on imports and the price is high.

대한민국 등록특허 제10-1035876호 (2011년05월20일)Korean Patent No. 10-1035876 (May 20, 2011) 대한민국 등록특허 제10-1247707호 (2013년03월25일)Korean Patent No. 10-1247707 (March 25, 2013) 대한민국 공개특허 제10-2013-0142470호 (2013년12월30일)Korean Patent Publication No. 10-2013-0142470 (December 30, 2013)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 종래의 고화재 대비 가격을 저하시키면서도 동등한 강도성능을 구현하는 동시에 강도성능 이외에 현장 적용시 초기 고화재 시공시의 중첩부의 지경성을 개선하고 재령 28일 시점에서 동등한 강도 이상의 복합체를 구성할 수 있는 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a high- And to provide a fire for the deep sea mixing method using a silica-based slag fine powder capable of forming a composite having a strength equal to or higher than the strength at 28 days of age.

또한, 본 발명은 시멘트의 공극을 치밀화하고 2차 수화반응을 가속화시켜 잠재 수경성을 가속화할 수 있는 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a fire for deep sea mixing using a silica-based slag fine powder capable of accelerating the secondary hydration reaction by densifying the pores of the cement and accelerating the potential hydraulicity.

또한, 본 발명은 실리카계 슬래그 미분말의 치환률별 요구특성 및 목적별 용도에 따라 각기 독립적인 패턴을 제공하고 이의 용도 개선 및 성능향상을 통해 시멘트 대체 치환에 따른 원가를 절감하는 동시에 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용할 수 있는 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides independent patterns according to the required characteristics of the silica-based slag fine powder according to the substitution rate and purpose of each purpose, and improves the use thereof and improves the performance, thereby reducing the cost due to replacement of cement. It is another object of the present invention to provide a fire for deep sea mixing method using silica-based slag fine powder which can be applied to construction and various mixed concrete structures requiring high durability.

또한, 본 발명은 안정재와 실리카계 슬래그 분말에 대한 2차 수화반응의 메커니즘을 구체화하는 동시에 반응성능을 향상시킬 수 있는 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a method for the secondary water-hydration reaction of a stabilizer and a silica-based slag powder, and to provide a silica-based slag fine powder capable of improving the reaction performance, .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해상 심층혼합공법에 사용되는 고화재로서, 고로슬래그와 시멘트로 이루어진 안정재; 및 실리카계 슬래그 미분말;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a fire-fighting method for use in a deep sea mixing method, comprising: a stabilizer made of blast furnace slag and cement; And a silica-based slag fine powder.

본 발명의 상기 안정재는, 전체 100 중량부를 기준해서 95∼97 중량부로 이루어져 있고, 상기 실리카계 슬래그 미분말은, 전체 100 중량부를 기준해서 3∼5 중량부로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.The stabilizer of the present invention is composed of 95 to 97 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount, and the silica-based slag fine powder is composed of 3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the whole.

본 발명의 상기 실리카계 슬래그 미분말은, 페로니켈의 산업부산물인 수재 페로니켈슬래그를 3,800∼26,300㎠/g의 입자사이즈로 미분쇄하고, SiO2의 함유량이 45∼70% 인 것을 특징으로 한다.The silica-based slag according to the present invention, the fine grinding of industrial by-product of ferro nickel granulated slag of a particle size of the ferro-nickel 3,800~26,300㎠ / g and further characterized in that the content of SiO 2 is 45-70%.

본 발명의 상기 안정재는 물과 반응하여 수화생성물을 생성하고, 상기 생성된 수화생성물은 토사중 점토광물과 반응하여 포졸란 반응 화합물을 생성하고, 상기 실리카계 슬래그 분말은, 상기 생성된 포졸란 반응 화합물과 합성반응 및 추가 규산철(iron silicate) 반응의 2차 수화반응을 수행하여 개량토를 형성하는 것을 특징으로 한다.The stabilized material of the present invention reacts with water to produce a hydration product, and the resulting hydration product reacts with the clay minerals in the soil to produce a pozzolanic reaction compound. The silica-based slag powder is reacted with the resulting pozzolanic reaction compound And a second hydration reaction of a synthesis reaction and an additional iron silicate reaction is carried out to form a modified soil.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 해상 심층혼합공법에 사용되는 고화재로서 안정재와 실리카계 슬래그 미분말을 포함함으로써, 종래의 고화재 대비 가격을 저하시키면서도 동등한 강도성능을 구현하는 동시에 강도성능 이외에 현장 적용시 초기 고화재 시공시의 중첩부의 지경성을 개선하고 재령 28일 시점에서 동등한 강도 이상의 복합체를 구성할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention includes a stabilizer and a silica-based slag fine powder which are used in the deep sea mixing method, thereby realizing equivalent strength performance while lowering the price compared to conventional fire-fighting, It provides the effect of improving the surface roughness of the overlapped part at the time of initial fireproofing and composing the composite with equal strength at the age of 28 days.

또한, 안정재와 실리카계 슬래그 미분말의 혼합량을 소정의 중량부로 한정함으로써, 시멘트의 공극을 치밀화하고 2차 수화반응을 가속화시켜 잠재 수경성을 가속화할 수 있는 효과를 제공한다.Further, by limiting the mixing amount of the stabilizer and the silica-based slag fine powder to a predetermined weight part, it is possible to accelerate the secondary hydration reaction by accelerating the potential hydraulic stability by densifying the pores of the cement.

또한, 실리카계 슬래그 미분말의 입자사이즈와 SiO2의 함유량을 소정량으로 한정함으로써, 실리카계 슬래그 미분말의 치환률별 요구특성 및 목적별 용도에 따라 각기 독립적인 패턴을 제공하고 이의 용도 개선 및 성능향상을 통해 시멘트 대체 치환에 따른 원가를 절감하는 동시에 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용할 수 있는 효과를 제공한다.Further, by limiting the particle size of the silica-based slag fine powder and the content of SiO 2 to a predetermined amount, it is possible to provide independent patterns according to the required characteristics of the silica-based slag fine powder by the substitution rate and the purposes of each purpose, It is possible to reduce the cost due to substitution of cement substitution and also to apply to concrete construction under various environmental conditions and various mixed concrete structures requiring high durability.

또한, 안정재와의 반응과 실리카계 슬래그 분말와의 반응을 수행하여 개량토를 형성함으로써, 안정재와 실리카계 슬래그 분말에 대한 2차 수화반응의 메커니즘을 구체화하는 동시에 반응성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, by forming the modified soil by performing the reaction with the stabilizer and the silica-based slag powder, the mechanism of the secondary hydration reaction to the stabilizer and the silica-based slag powder is specified and the effect of improving the reaction performance is provided do.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재의 사용량에 따른 평균압축강도를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재의 가성비를 나타내는 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 and FIG. 2 are graphs showing the average compressive strengths according to the amount of the fire for the deep sea mixing method using the silica-based slag fine powder according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the caustic ratios of the fire for the deep sea mixing method using the silica-based slag fine powder according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재의 사용량에 따른 평균압축강도를 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재의 가성비를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 and FIG. 2 are graphs showing average compressive strengths according to the amount of silica fines used in a deep sea mixing method using a silica-based slag fine powder according to an embodiment of the present invention. FIG. This graph is a graph showing the caustic ratios of the fire for the deep sea mixing method using the silica-based slag fine powder.

본 실시예의 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재는, 고로슬래그와 시멘트로 이루어진 안정재와, 실리카계 슬래그 미분말을 포함하여 이루어져, 해상 심층혼합공법에 사용되는 고화재이다.The fire-fighting for the deep sea mixing method using the silica-based slag fine powder of this embodiment is a fire which is used in the deep sea mixing method comprising the blast furnace slag and the cement stabilizer and the silica-based slag fine powder.

안정재는, 고로슬래그와 시멘트로 이루어진 안정부재로서, 전체 100 중량부를 기준해서 95∼97 중량부로 이루어져 있고, 이러한 안정재는 물과 반응하여 수화생성물을 생성하고, 여기에서 생성된 수화생성물은 토사중 점토광물과 반응하여 포졸란 반응 화합물을 생성하게 된다.The stabilizer is a stabilizing member made of blast furnace slag and cement, and is composed of 95 to 97 parts by weight based on 100 parts by weight of the whole. Such a stabilizer reacts with water to generate a hydration product, It reacts with minerals to produce pozzolanic reaction compounds.

실리카계 슬래그 미분말은, 페로니켈의 산업부산물인 수제 페로니켈 슬래그를 3,800∼26,300㎠/g의 입자사이즈로 미분쇄하고, SiO2의 함유량이 45∼70% 인 첨가제로서, 전체 100 중량부를 기준해서 3∼5 중량부로 이루어져 있는 것이 바람직하다.The silica-based slag fine powder is an additive having a SiO 2 content of 45 to 70% as a by-product ferronickel slag, which is an industrial by-product of ferronickel in a particle size of 3,800 to 26,300 cm 2 / g, Preferably 3 to 5 parts by weight.

이러한 실리카계 슬래그 분말은, 안정재에 의해 생성된 포졸란 반응 화합물과 합성반응 및 추가 규산철(iron silicate; Fe2SiO4) 반응의 2차 수화반응을 수행하여 개량토를 형성하게 된다.This silica-based slag powder is subjected to a synthesis reaction with a pozzolanic reaction compound produced by a stabilizer and a secondary hydration reaction of an additional iron silicate (Fe 2 SiO 4 ) reaction to form a modified soil.

이와 같이, 철강 산업의 부산물로서 제4의 재료로 등장한 페로니켈 슬래그는 원래 페로니켈의 철강 제조 부산물로써 페로니켈 자체는 스테인리스강 제작을 위한 주 원료로 가장 많이 사용되고 있으며, 이의 부산물인 페로니켈 슬래그 내 니켈계의 스테인리스강은 내열, 내식성, 내산성, 내마모성 등이 우수하고 가공성이 양호할 뿐만 아니라 인체에 무해한 친환경 소재로서 일반 가정에서 사용하는 식기, 주방용품 등에서 사용되어지고 있는 실정이다.As a by-product of the steel industry, ferronickel slag, which is a fourth material, is a by-product of ferronickel steel manufacture. Ferronickel itself is most frequently used as a main raw material for manufacturing stainless steel, and its ferronickel slag Nickel-based stainless steel is excellent in heat resistance, corrosion resistance, acid resistance, abrasion resistance, and processability, and is an environmentally friendly material harmless to the human body, and is used in kitchen utensils and kitchen utensils used in general households.

페로니켈의 생산 주요공정은 원료처리, 건조, 예비환원, 용융환원(전기로 공정), 정련 및 주조 공정을 거치게 되며, 최종적으로 약 20% 정도의 니켈과 80% 정도의 철이 함유된 페로니켈을 생산하게 되는데 페로니켈슬래그는 바로 페로니켈 생산과정 중 전기로 공정의 중간단계에서 발생하게 되는 수제형 부산물을 지칭한다.Ferronickel production The main processes are raw material disposal, drying, pre-reduction, melting reduction (electric furnace process), refining and casting processes. Finally, ferronickel containing about 20% nickel and about 80% Ferronickel slag refers to a water-based by-product that occurs during the mid-stage of the furnace process during the production of ferronickel.

이러한 페로니켈 슬래그는 페로니켈을 생산하기 위해 원료로 사용된 니켈광석, 유연탄 등이 고온에서 용융되어 페로니켈과 분리된 후 얻어진 유용한 자원이다. 페로니켈슬래그는 물리적, 화학적 성질이 우수한 친환경적 자원으로 콘크리트용 골재, 주물사, 연마재, 사문암 대체재 등의 천연자원 대체재로 활용되어 자원과 환경 보전에 기여하고 있다. Such ferronickel slag is a useful resource obtained after nickel ore or bituminous coal used as a raw material for producing ferronickel is melted at high temperature and separated from ferronickel. Ferronickel slag is an eco-friendly resource with excellent physical and chemical properties. It is used as a substitute for natural resources such as concrete aggregate, foundry sand, abrasives, and serpentine substitutes, contributing to resource and environmental conservation.

페로니켈 슬래그는 용융슬래그가 자연 공냉에 의해 생산된 프라임 스톤과 물을 분사하여 급속 냉각되어 생산된 프라임 샌드로 분류된다. 이러한 프라임 스톤의 경우는 용융슬래그가 자연 공냉에 의해 서서히 냉각시켜 자갈 형태로 생산한 제품이며 성토재, 노반재, 아스팔트용 골재, 사문암 대체재 등 토목용 골재로 사용시 다짐율이 우수한 것으로 나타나 있다.Ferronickel slag is classified as a prime sand produced by rapidly cooling molten slag by spraying water with prime stone produced by natural air cooling. In the case of prime stone, molten slag is cooled gradually by natural air cooling and is produced in gravel form. It shows excellent compaction ratio when used as aggregate for civil engineering such as embankment, roadbed, asphalt aggregate, and serpentine substitute.

특히, 프라임 샌드의 경우는 용융슬래그에 물을 분사하여 모래 형태로 생산한 제품을 일컫는데 천연모래 이상으로 우수한 특성을 가지고 있어서 콘크리트용 모래로 사용이 가능하다. Especially, in the case of prime sand, water is sprayed into molten slag to produce sand, which is superior to natural sand and can be used as concrete for sand.

또한, 본 발명에서는 종래의 해상심층 고화재의 특성과의 비교문헌 분석, 기존 페로니켈 슬래그 분말이 적용된 분야에서의 비교문헌 분석등을 통해 다양한 지표에 대한 차별성 및 수월성을 나타내며, 그 내용은 아래와 같다.In addition, the present invention shows differentiability and excellence in various indices through analysis of comparative literature with the characteristics of conventional deep sea fire and comparative literature analysis in the field where conventional ferronickel slag powder is applied, and the contents are as follows .

첫번째로 페로니켈 슬래그의 밀분쇄를 통한 실리카계 슬래그 미분말의 원재료 품질규정하고, 두번째로 실리카계 슬래그 미분말을 해상 심층 고화재로 사용한 경우에 대한 성능검증을 나타낸다.First, the raw material quality of the silica-based slag fine powder through the milling of the ferronickel slag is defined. Secondly, the performance test is performed in the case where the silica-based slag fine powder is used as the deep sea fire layer.

세번째로 지경시멘트라는 현장에서 해당 심층 고화재 적용시 태풍이나 폭우 등과 같은 급작스런 환경조건에 대해 시공이음의 발생, 중첩구간 발생에 대한 간섭 해결 등에 대해 저항하기 위한 초기 강도 지연 효과 입증, 이와 동시에 28일 강도시점에서의 강도 상승을 통해 소요의 설계기준 강도를 만족시키는 부분에 대한 현장 교반 성능 효과에 대한 우월한 성능의 검증결과를 나타낸다.Third, in the case of the deep-seated cement, it is proved that the initial strength delay effect is resisting to the occurrence of construction joining and the interference solution to the occurrence of the overlapping zone in sudden environmental conditions such as typhoons and heavy rains, And shows the result of the superior performance test of the field stir performance effect on the portion satisfying the required design standard strength through the increase in the strength at the time of the strength.

네번째로 본 발명에 대한 2차 수화 변형 메커니즘에 대한 이론 메커니즘 및 실측 계측에 대한 자료를 나타내고, 다섯번째로 본 발명인 사질토 제시 혼합 배합표 및 시험결과 및 가성비(가격 대비 성능비)의 결과 등에 관한 시험 결과를 제시한다. Fourth, the data on the theoretical mechanism and the actual measurement of the secondary hydration mechanism according to the present invention are shown. Fifthly, the results of the test on the results of the sandy soil presentation mixing blend table and the test results and the caustic ratios .

마지막으로 실리카계 슬래그 미분말의 혼합 사용에 따른 외산 대비 가격, 강도 및 내구성능 측면에서도 구조물 수명 연장 및 해외와의 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.Lastly, it can be expected that the life of the structure and the competitiveness with foreign countries can be improved in terms of price, strength and durability performance compared with the foreign acid by mixing silica - based slag fine powder.

이를 통해, 일반 건축물 뿐만 아니라 도로, 교량, 댐, 방파제, 선석, 해저 터널, 차량기지 등과 같은 각종 사회기반시설물, 각종 발전소 구조물에도 활용범위를 넓혀서 기존 고착화된 건자재 부분의 가격 경쟁력 인하 및 건설 고부가가치 산업으로서의 이미지를 재고하게 된다.This will expand the scope of application to various social infrastructures such as roads, bridges, dams, breakwaters, berths, submarine tunnels, vehicle bases, and various power station structures as well as general buildings, thereby reducing price competitiveness of existing fixed construction materials, The image as an industry is reconsidered.

우선, 페로니켈 슬래그의 밀분쇄를 통한 실리카계 슬래그 미분말의 품질에 관련하여 다음의 표 1에 나타낸 바와 같이, 기존의 일반시멘트(OPC; Ordinary Portland Cement), 고로 슬래그 미분말(GGBS; ground granulated blast slag), 플라이애쉬(PFA; Pulverised Fly Ash), 실리카퓸(SF; Silica Fume) 등과 다른 화학적 구성 성분에 대한 차이점이 나타나게 된다.First, regarding the quality of the silica-based slag fine powder through the milling of the ferronickel slag, as shown in the following Table 1, the conventional ordinary cement (OPC), ground granulated blast slag (GGBS) ), Pulverized fly ash (PFA), silica fume (SF), and other chemical components.

구분division CaOCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 MgOMgO OPCOPC 61.461.4 20.520.5 6.46.4 3.03.0 GGBSGGBS 33.533.5 44.244.2 14.014.0 4.94.9 PFAPFA 4.24.2 55.055.0 21.121.1 1.21.2 SFSF 0.60.6 96.796.7 0.30.3 0.20.2 실리카계 슬래그미분말Silica-based slag fine powder 2.12.1 62.862.8 1.91.9 24.724.7

또한, 본 발명에서 일반 시멘트와 3종의 페로니켈 슬래그(FNS(Low), FNS(Medium), FNS(High))의 비표면적(분말도:cm2/g)에 대한 변수를 통해 결합재로서의 기초물성에 대한 비교평가는 표 2에 표시낸 바와 같이 나타나게 된다.Further, in the present invention, the basis of the binder as a binder is determined through the parameters of the specific surface area (powder degree: cm 2 / g) of the general cement and three types of ferronickel slag (FNS (Low), FNS (Medium) and FNS The comparative evaluation of the properties is shown in Table 2.


%

%
분말도
(cm2/g)
Powder figure
(cm < 2 > / g)
비중
(g/cm3)
importance
(g / cm 3)
강열감량
(%)
Weight loss
(%)
Cl-
(%)
Cl -
(%)
Cr6+
(mg/kg)
Cr 6+
(mg / kg)
SO3 SO 3
OPCOPC 3,7123,712 3.103.10 2.432.43 0.0170.017 77 2.232.23 FNS(L)FNS (L) 4,6664,666 3.053.05 0.000.00 0.0240.024 00 0.530.53 FNS(M)FNS (M) 8,6008,600 3.023.02 0.000.00 0.0200.020 00 0.290.29 FNS(H)FNS (H) 26,30026,300 3.023.02 0.010.01 0.0290.029 00 0.260.26

또한, 본 실시예의 실리카계 슬래그 미분말을 해상 심층 고화재로 사용한 경우에 대한 성능검증에 대해 설명을 하기 위해 각종 기본 물성시험에 대한 내용이 아래와 같이 나타나게 된다. Further, in order to explain the performance verification of the silica-based slag fine powder of the present invention in the case of using as a deep sea fire layer in the sea surface, various basic physical property tests are shown as follows.

이하, 표 3은 현장 사질토의 기본 물성시험결과이다.Table 3 shows the results of the basic physical property test of the on-site sandy soil.

Figure pat00001
Figure pat00001

이하, 표 4는 배합조건이다.Table 4 below shows mixing conditions.

Figure pat00002
Figure pat00002

이하, 표 5는 배합을 위한 재료량 산출이다.Table 5 below shows the calculation of the amount of material for compounding.

대상토 구분Target classification 대상토
함수비(%)
Target Sat
Water content (%)
대상토량
(kg/m3)
Target soil volume
(kg / m 3 )
결합재량
(B)(kg/m3)
Binding discretion
(B) (kg / m 3 )
사용수(해수)
(kg/m3)
Usage (sea water)
(kg / m 3 )
W/BW / B
모래sand 3030 20132013 210210 147147 7070 3030 20132013 230230 161161 7070 3030 20132013 250250 175175 7070 3030 20132013 280280 196196 7070 3030 20132013 300300 210210 7070 모래sand 3030 20132013 210210 168168 8080 3030 20132013 230230 184184 8080 3030 20132013 250250 200200 8080 3030 20132013 280280 224224 8080 3030 20132013 300300 240240 8080

이하, 표 6은 배합표에 따른 각재료의 산출량이다. (공시체 5cm * 10cm, 9개 제작조건)Table 6 below shows the output of each material according to the formulation table. (Specimen 5cm * 10cm, 9 pieces)

Figure pat00003
Figure pat00003

다음은 재료의 혼합 및 공시체의 제작 및 양생에 대한 시험예로서, 결합재 및 사용수의 계량은 저울 용량 4kg, 감도 0.01을 사용하였고, 대상토의 계량은 저울 30kg, 감도 1g을 사용하였다. As a test example for the mixing of materials and preparation and curing of the specimens, the weighing of binders and used water was carried out using a balance capacity of 4 kg and a sensitivity of 0.01, and a weighing scale of 30 kg and a sensitivity of 1 g were used.

또한, 모래 혼합재료는 시험용 몰드(지름 5cm×높이 10cm)에 채우고 다짐봉으로 다진 후 표면을 평활하게 하고, 비닐로 밀봉하였다. 표면마무리는 시멘트 페이스트로 캡핑하였다. The sand mixed material was filled in a test mold (diameter 5 cm × height 10 cm), chopped with a compaction rod, and then the surface was smoothed and sealed with vinyl. The surface finish was capped with cement paste.

다음에는 상기 제작된 공시체는 습윤양생(20±3℃, 습도 95% 이상)을 소정의 재령까지 양생하였다.Next, the prepared specimen was cured by wet curing (20 3C, humidity 95% or higher) until a predetermined age.

이하, 표 7은 재령별 압축 평균압축강도(MPa)이다.Table 7 below shows the compressive average compressive strength (MPa) by age.

Figure pat00004
Figure pat00004

또한, 지경시멘트라는 현장에서 해당 심층 고화재 적용시 급작스런 환경하중에 대해 시공이음의 발생 등에 대해 저항하기 위한 초기 강도 지연 효과가 있을 뿐만 아니라 28일 강도시점에서의 강도 상승을 통해 소요의 설계기준 강도를 만족시키는 부분에 대한 현장 교반 성능 효과에 대한 성능검증결과가 표 7에 나타나 있다.In addition, there is an initial strength retarding effect to resist the occurrence of construction joints against sudden environmental load when the deep fire is applied in the site of the bridge cement, and the strength at the 28 day strength point is increased, Table 7 shows the results of the performance verification of the field stirring performance effect for the portion satisfying the condition

기존의 안정재로서 보통시멘트 및 고로슬래그 2종이 사용되고 있으며, 이러한 초기재령에서 급속 강도발현으로 실제 현장 시공시 중첩시공이 곤란한 리스크 보유하게 된다.As conventional stabilizers, two types of cement and blast furnace slag are usually used. In this early age, rapid strength development causes a risk of difficulty of superposition in actual field construction.

또한, 이와 같이 지경시멘트를 적용하는 목적은, 기상이나 해상에 의한 대기및 휴지 후에도 확실한 기설지반의 절삭 및 중첩시공이 가능하고, 관입시 배출을 채용함으로써 중첩부의 신뢰도를 향상시키고, 초기강도 발현을 억제할 수 있게 된다.The purpose of applying the ground cement as above is that it is possible to perform cutting and superposing of the ground in a reliable manner even after the atmosphere and the rest by the weather or the sea and by adopting the discharge at the time of penetration, the reliability of the overlapped portion is improved, .

따라서, 본 발명의 실리카계 슬래그 미분말을 활용한 혼합시멘트는, 장기 강도 증진에 따른 중기 재령하에서 지반의 안정도를 증대시킬 수 있고, 일반시멘트 대비 내염해성의 증진 및 내화학 침식성의 증진에 따른 건전내구수명을 증진시킬 수 있게 된다.Therefore, the mixed cement using the silica-based slag fine powder of the present invention can increase the stability of the ground under the medium-term period due to the enhancement of the long-term strength and can improve the stability of the soil compared with general cement and improve the chemical durability The life can be improved.

또한, 지경시멘트형 해상심층 고화재를 실내에서 실험한 결과로서, 7일 및 14일에는 초기강도를 억제시키고, 28일의 강도에서는 상회하는 결과를 확보하게 되고, 해상 시공시 필연적인 시공의 리스크인 중첩부의 신뢰도를 향상시켜 연속시공이 가능하게 된다.In addition, as a result of indoor deep-fire cement-type deep sea fire test, the initial strength is suppressed on the 7th and 14th days, the result is obtained above the strength of 28 days, and the risk of inevitable construction The reliability of the overlapping portion can be improved and continuous construction becomes possible.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 해상 심층혼합공법에 사용되는 고화재로서 안정재와 실리카계 슬래그 미분말을 포함함으로써, 종래의 고화재 대비 가격을 저하시키면서도 동등한 강도성능을 구현하는 동시에 강도성능 이외에 현장 적용시 초기 고화재 시공시의 중첩부의 지경성을 개선하고 재령 28일 시점에서 동등한 강도 이상의 복합체를 구성할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, since the stabilizer and the silica-based slag fine powder are used as the fire retardant used in the deep sea mixing method of the present invention, it is possible to realize the equivalent strength performance while lowering the price compared to conventional fire fighting, It provides the effect of improving the surface roughness of the overlapped part at the time of initial fireproofing and composing the composite with equal strength at the age of 28 days.

또한, 안정재와 실리카계 슬래그 미분말의 혼합량을 소정의 중량부로 한정함으로써, 시멘트의 공극을 치밀화하고 2차 수화반응을 가속화시켜 잠재 수경성을 가속화할 수 있는 효과를 제공한다.Further, by limiting the mixing amount of the stabilizer and the silica-based slag fine powder to a predetermined weight part, it is possible to accelerate the secondary hydration reaction by accelerating the potential hydraulic stability by densifying the pores of the cement.

또한, 실리카계 슬래그 미분말의 입자사이즈와 SiO2의 함유량을 소정량으로 한정함으로써, 실리카계 슬래그 미분말의 치환률별 요구특성 및 목적별 용도에 따라 각기 독립적인 패턴을 제공하고 이의 용도 개선 및 성능향상을 통해 시멘트 대체 치환에 따른 원가를 절감하는 동시에 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용할 수 있는 효과를 제공한다.Further, by limiting the particle size of the silica-based slag fine powder and the content of SiO 2 to a predetermined amount, it is possible to provide independent patterns according to the required characteristics of the silica-based slag fine powder by the substitution rate and the purposes of each purpose, It is possible to reduce the cost due to substitution of cement substitution and also to apply to concrete construction under various environmental conditions and various mixed concrete structures requiring high durability.

또한, 안정재와의 반응과 실리카계 슬래그 분말와의 반응을 수행하여 개량토를 형성함으로써, 안정재와 실리카계 슬래그 분말에 대한 2차 수화반응의 메커니즘을 구체화하는 동시에 반응성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, by forming the modified soil by performing the reaction with the stabilizer and the silica-based slag powder, the mechanism of the secondary hydration reaction to the stabilizer and the silica-based slag powder is specified and the effect of improving the reaction performance is provided do.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above embodiments are merely illustrative in all respects and should not be construed as limiting.

Claims (1)

해상 심층혼합공법에 사용되는 고화재로서,
고로슬래그와 시멘트로 이루어진 안정재; 및
실리카계 슬래그 미분말;을 포함하고,
상기 안정재는, 전체 100 중량부를 기준해서 95∼97 중량부로 이루어져 있고,
상기 실리카계 슬래그 미분말은, 전체 100 중량부를 기준해서 3∼5 중량부로 이루어져 있고,
상기 시멘트는 지경성 시멘트로 이루어져 있고,
상기 실리카계 슬래그 미분말은, 페로니켈의 산업부산물인 수재 페로니켈 슬래그를 3,800∼26,300㎠/g의 입자사이즈로 미분쇄하고, SiO2의 함유량이 60∼70% 이고,
상기 안정재는 물과 반응하여 수화생성물을 생성하고,
상기 생성된 수화생성물은 토사중 점토광물과 반응하여 포졸란 반응 화합물을 생성하고,
상기 실리카계 슬래그 미분말은, 상기 생성된 포졸란 반응 화합물과 합성반응 및 추가 규산철(iron silicate; Fe2SiO4) 반응의 2차 수화반응을 수행하여 개량토를 형성하는 것을 특징으로 하는 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 해상 심층혼합공법용 고화재.
As a solid fire used in deep sea mixing method,
Stabilizers made of blast furnace slag and cement; And
Silica-based slag fine powder,
The stabilizer is composed of 95 to 97 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount,
The silica-based slag fine powder is composed of 3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount,
The cement is made of a ground cement,
The silica-based slag fine powder, and milling the granulated industrial by-product of ferro nickel slag, ferro-nickel in a particle size of 3,800~26,300㎠ / g, and a content of 60-70% SiO 2,
The stabilizer reacts with water to produce a hydration product,
The hydration product is reacted with clay minerals in the soil to produce a pozzolanic reaction compound,
Wherein the silica-based slag fine powder is subjected to a secondary hydration reaction of the resulting pozzolanic reaction compound with a synthetic reaction and an additional iron silicate (Fe 2 SiO 4 ) reaction to form a modified soil, Fire - fighting for deep sea mixing method using fine powder.
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