KR20200001255A - Geopolymer block composition using molten slag and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

Provided is a method for preparing a geopolymer block, which comprises: mixing molten slag and a foaming agent to produce a geopolymer raw material; adding a complex activator mixed solution to the geopolymer raw material to produce a geopolymer paste; and molding the geopolymer paste to produce a geopolymer molded body. The step of producing the geopolymer molded body comprises the following steps: filling 40-70% of a mold frame by volume with the geopolymer paste; and releasing gas produced in the geopolymer paste filled in the mold frame through an opening formed in the mold frame.

Description

용융 슬래그를 이용한 지오폴리머 블록 조성물 및 이의 제조방법{GEOPOLYMER BLOCK COMPOSITION USING MOLTEN SLAG AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}GEOPOLYMER BLOCK COMPOSITION USING MOLTEN SLAG AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 지오폴리머 블록 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석탄가스화복합발전(IGCC)의 운전과정에서 생성되는 용융 슬래그를 이용하여 ALC 블록 보다 우수한 압축강도, 단열성, 그리고 경량성을 갖는 경량 지오폴리머 블록 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a geopolymer block composition and a method of manufacturing the same, and more particularly, by using molten slag generated during the operation of coal gas combined cycle (IGCC), superior compressive strength, thermal insulation, and light weight than ALC blocks. It relates to a lightweight geopolymer block composition having and a method for producing the same.

석탄가스화복합발전(IGCC, Integrated Gasification Combined Cycle)은 기존의 화력발전소에서 사용되는 석탄을 이용하면서도 화력발전에 비해 발전효율이 높고 배출가스에 함유된 오염물질이 고효율로 제거된 후 배출되기 때문에 환경오염 최소화가 가능한 발전기술이다. 국내의 경우 300 MW급 발전설비가 설치 완료되어 운전중에 있으며, 현재 IGCC 2호기 구축을 위한 논의가 진행되고 있고 향후 환경오염 문제 해결을 위해 기존의 화력발전 대체 설비 구축의 일환으로 지속적인 IGCC 설비 구축이 이루어질 것으로 예상되고 있다. IGCC 설비 운전과정에서는 석탄가스화 반응이 고온/고압조건으로 운전되기 때문에 원료로 사용되는 석탄에 함유된 회분 및 금속성분이 용융되어 슬래그로 배출된다. 현재 국내의 경우 석탄가스화복합발전 설비 운전시 생성된 용융 슬래그의 처리 기술이 전무한 실정이기 때문에 전량 매립 처리하고 있다. 따라서 폐기물 처리를 위한 매립지가 필요하므로 폐기물 처리를 위한 매립지 확보 및 환경오염 문제가 발생하므로 이를 재활용하기 위한 기술이 필요한 실정이다. Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) uses environmentally friendly coal, but has higher generation efficiency than coal-fired power plants and emits pollutants in the exhaust gas after high efficiency. It is a power generation technology that can be minimized. In Korea, 300 MW-class power generation facilities have been installed and are in operation. Currently, discussions are underway to build the IGCC Unit 2, and IGCC facilities will continue to be built as part of the replacement of existing thermal power plants in order to solve the environmental pollution problem. It is expected to come true. In the operation process of the IGCC plant, the coal gasification reaction is operated under high temperature / high pressure conditions, so that ash and metals contained in coal used as raw materials are melted and discharged into slag. Currently, in Korea, since there is no technology for processing molten slag generated during the operation of a coal gas combined cycle power generation facility, all of it is landfilled. Therefore, since landfills are required for waste disposal, there is a need for technology for recycling landfills and environmental pollution problems.

한편, 현재 건축용 자재로 판매되고 있는 ALC 블록은 무기질 소재를 이용하여 제조되므로 불에 타지 않는 내화성을 갖으며, 내부에 70 %정도의 기공이 형성되어 있기 때문에 단열 성능이 우수하고 일반 콘크리트 무게보다 0.25배 정도 낮은 장점이 있다. 사용되는 원료 및 제조방법으로는 규석 또는 규사와 같은 규산질 재료와 생석회, 시멘트, 무수석고, 그리고 발포제를 원료로 사용되며, 이들을 일정비율로 공급한 후 타설하고 사전양생, 절단, 그리고 오토클레이브(Autoclave) 양생과정 등의 순서를 거처 제조된다. 이때 제조과정의 하나인 오토클레이브 양생과정은 180℃, 10 기압조건에서 10~12시간 동안 진행되는 고온고압 증기양생 방법이다. 이 공정에서는 고온/고압 반응기가 사용되므로 설비 크기에 따라 제품 크기에 제한이 있고 운전비용이 많이 들며, 설비 운전에 많은 주의가 필요하기 때문에 제품 가격이 고가인 단점이 있다. On the other hand, ALC blocks, which are currently sold as building materials, are manufactured using inorganic materials, so they have fire resistance that does not burn, and because they have about 70% of pores formed inside, they have excellent insulation performance and 0.25 weight than ordinary concrete. It is about twice as low. The raw materials and manufacturing methods used are siliceous materials such as silica or silica sand and quicklime, cement, anhydrous gypsum and blowing agent as raw materials.They are supplied at a rate and then poured, pre-cured, cut and autoclave. Manufactured in the order of curing process. At this time, the autoclave curing process, which is one of the manufacturing processes, is a high temperature and high pressure steam curing method that is performed at 180 ° C. and 10 atm for 10 to 12 hours. In this process, since a high temperature / high pressure reactor is used, the size of the product is limited depending on the size of the facility, the operating cost is high, and the cost of the product is expensive because much attention is required for the operation of the facility.

본 발명은 석탄가스화 용융슬래그와 구성 성분이 유사한 폐기물 용융슬래그 및 고로 슬래그를 원료로 사용하여 지오폴리머 페이스트(Geopolymer Paste)를 제조한 후 단열기능을 갖으면서도 일정 수준 이상의 압축 강도를 갖은 건축용 불연 단열재를 제조하는 방법을 제공하고자 한다. The present invention manufactures a geopolymer paste using waste molten slag and blast furnace slag similar in composition to coal gasification molten slag, and then provides a non-combustible insulating material having a compressive strength of at least a certain level while having a thermal insulation function. It is intended to provide a method of preparation.

또한, 본 발명에서는 제조 공정시 운전 압력이 상압이고 건조 운전 온도가 70~90℃로 낮아 제품 생산비를 절감할 수 있고 시멘트를 대체할 수 있는 건축 자재를 제조하는 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a method of manufacturing a building material that can reduce the production cost and replace the cement as the operating pressure is normal pressure during the manufacturing process and the drying operation temperature is 70 ~ 90 ℃ low.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 용융 슬래그 및 발포제를 혼합하여 지오폴리머 원료를 생성하는 단계; 상기 지오폴리머 원료에 복합 활성화제 혼합용액을 첨가하여 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계; 및 상기 지오폴리머 페이스트를 성형하여 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계는, 상기 지오폴리머 페이스트를 성형틀의 부피의 40 내지 70% 충진하는 단계; 및 상기 성형틀에 충진된 상기 지오폴리머 페이스트에서 생성된 기체를 상기 성형틀에 형성된 개구부를 통해 배출시키는 단계를 포함하는, 지오폴리머 블록 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention comprises the steps of mixing the molten slag and blowing agent to produce a geopolymer raw material; Adding a complex activator mixed solution to the geopolymer raw material to produce a geopolymer paste; And molding the geopolymer paste to produce a geopolymer molded article, wherein the producing of the geopolymer molded article comprises: filling the geopolymer paste by 40 to 70% of a volume of a mold; And discharging the gas generated from the geopolymer paste filled in the mold through the opening formed in the mold.

상기 발포제는 상기 지오폴리머 원료를 기준으로 0.10 내지 0.50 중량%을 포함하는 것이 바람직하다. The blowing agent preferably contains 0.10 to 0.50 wt% based on the geopolymer raw material.

상기 발포제는 폐실리콘 슬러지 분말을 포함하는 것이 바람직하다. The blowing agent preferably comprises waste silicon sludge powder.

상기 복합 활성화제 혼합용액은 알칼리 활성화제 대 물유리의 중량비가 1:1인 것이 바람직하다. The complex activator mixed solution preferably has a weight ratio of alkali activator to water glass of 1: 1.

상기 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계는, 상기 지오폴리머 페이스트에 액상 시료 내 물 함유량/고상 중량비가 20 내지 30 중량%가 되도록 물을 공급한 후 고르게 반죽하는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.The step of producing the geopolymer paste, preferably further comprises the step of kneading evenly after supplying the water to the water content / solid weight ratio in the liquid sample to 20 to 30% by weight to the geopolymer paste.

상기 지오폴리머 원료를 생성하는 단계 이전에 상기 용융 슬래그의 평균 입자 크기는 80 ~ 120 ㎛가 되도록 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the step of pulverizing the molten slag to 80 ~ 120 ㎛ before the step of producing the geopolymer raw material.

상기 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계는, 상기 지오폴리머 페이스트가 충진된 상기 성형틀을 70 내지 90℃로 운전되는 건조기에서 24시간 동안 고온 건조하는 단계; 및 상기 고온 건조된 성형틀을 상온 조건에서 3일 동안 상온 양생하는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. The producing of the geopolymer molded body may include: drying the mold filled with the geopolymer paste at a high temperature for 24 hours in a dryer operated at 70 to 90 ° C .; And it is preferable to further comprise the step of room temperature curing for 3 days at room temperature conditions the high temperature dried mold.

본 발명의 다른 실시예는 상기 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법에 의해 생성된 지오폴리머 블록 조성물을 제공한다. Another embodiment of the present invention provides a geopolymer block composition produced by the method of preparing the geopolymer block composition.

Hydroxycancrinite(Na8Al6Si6O24(OH, CO3)2·2H2O)를 포함하는 것이 바람직하다. It is preferred to include Hydroxycancrinite (Na 8 Al 6 Si 6 O 24 (OH, CO 3 ) 2 .2H 2 O).

본 발명의 또 다른 실시예는 지오폴리머 블록 조성물을 포함하는 지오폴리머 블록을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a geopolymer block comprising a geopolymer block composition.

본 발명에 따른 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법에 의할 때, IGCC 플랜트에서 배출되어 폐기해야 하는 IGCC 용융슬래그, 폐기물 용융슬래그, 그리고 고로 슬래그 등을 건축자재 제조 원료로의 사용이 가능하므로 환경 보호의 효과가 있다.According to the method for producing a geopolymer block composition according to the present invention, IGCC molten slag, waste molten slag, and blast furnace slag, which should be discharged from the IGCC plant and disposed of, can be used as raw materials for construction materials. It works.

또한, 현재 ALC 블록 제조 원료로 사용되는 시멘트를 대체할 수 있고 폐기물을 제품 생산에 사용하기 때문에 환경보호 및 원가를 절감할 수 있다. In addition, it is possible to replace the cement currently used as a raw material for ALC block manufacturing, and to use waste in the production of products, thereby reducing environmental protection and cost.

또한, 기존 ALC 공정의 경우에는 고온(180℃)/고압(10 bar) 반응 운전이 필요하지만 본 발명에서는 운전 압력이 상압이고 건조 운전 온도는 70~90℃로 낮기 때문에 제품 생산비 절감이 가능한 장점이 있다. In addition, the conventional ALC process requires a high temperature (180 ° C.) / High pressure (10 bar) reaction operation, but in the present invention, since the operating pressure is normal pressure and the drying operation temperature is low as 70 to 90 ° C., the product production cost can be reduced. have.

또한, 성형과 동시에 가열 및 건조 공정이 가능하여 제조 시간을 단축시키고 성형 형태 제어가 용이하다.In addition, the heating and drying process can be performed simultaneously with the molding to shorten the manufacturing time and to control the shape of the molding.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬래그를 이용한 지오폴리머 블록의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2(a) 또는 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬래그의 XRD(X-ray Diffraction) 및 XRF 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀에서 성형된 성형체 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 지오폴리머 성형체의 기공 분포 형상 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지오폴리머 페이스트의 충진량에 따른 압축강도 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지오폴리머 페이스트의 충진량에 따른 비중 측정 결과를 나타낸 것이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a geopolymer block using molten slag according to an embodiment of the present invention.
2 (a) or 2 (b) shows the results of X-ray diffraction (XRD) and XRF analysis of the molten slag according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a picture of the mold according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a picture of the molded body molded in the mold according to an embodiment of the present invention.
5 is a pore distribution shape photograph of a geopolymer molded article prepared according to an embodiment of the present invention.
6 shows the compressive strength measurement results according to the filling amount of the geopolymer paste according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows the specific gravity measurement results according to the filling amount of the geopolymer paste according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terms and words used herein are terms selected in consideration of functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary according to the intention or custom of the invention. Therefore, the terminology used in the embodiments to be described later, according to the definition when specifically defined in the present specification, if there is no specific definition should be interpreted as meaning generally recognized by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬래그를 이용한 지오폴리머 블록의 제조 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2(a) 또는 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬래그의 XRD(X-ray Diffraction) 및 XRF 분석 결과를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀 사진이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀에서 성형된 성형체 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 지오폴리머 성형체의 기공 분포 형상 사진이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지오폴리머 페이스트의 충진량에 따른 압축강도 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지오폴리머 페이스트의 충진량에 따른 비중 측정 결과를 나타낸 것이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a geopolymer block using molten slag according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) or 2 (b) shows an XRD (of molten slag) according to an embodiment of the present invention. X-ray Diffraction) and XRF analysis results are shown, Figure 3 is a molding picture according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a molding picture formed in a molding die according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a pore distribution shape photograph of the geopolymer molded article prepared according to an embodiment of the present invention, Figure 6 shows the compressive strength measurement results according to the filling amount of the geopolymer paste according to an embodiment of the present invention, Figure 7 Shows the specific gravity measurement results according to the filling amount of the geopolymer paste according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬래그를 이용한 지오폴리머 블록을 제조하기 위해 먼저 용융 슬래그를 세척 및 건조한다. 상기 용융 슬래그는 철강 제조공정에서 철의 원료인 철광석 등으로부터 철을 분리하고 남은 암석성분을 지칭하며, 예를 들어, 철광석, 코크스, 석회석 등을 고로(용광로)에서 용융 시 약 1500℃ 이상의 쇳물과 함께 광물성분이 용해되어 발생된 것을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 슬래그는 석탄가스화복합발전에서 배출된 것을 지칭할 수 있다. 석탄화력발전설비에서 배출되는 플라이 애쉬(fly ash)를 포함하는 대부분의 석탄회는 결정상을 이루고 있지만, 석탄가스화복합발전에서 배출되는 용융슬래그는 비정질 형태를 가지고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 석탄가스화복합발전에서 배출되는 용융 슬래그는 실리카(SiO2) 및 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하며, 산화나트륨(Na2O), 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe2O3), 산화마그네슘(MgO) 등이 소량 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, in order to manufacture a geopolymer block using molten slag according to an embodiment of the present invention, the molten slag is first washed and dried. The molten slag refers to a rock component remaining after iron is separated from iron ore, which is a raw material of iron in a steel manufacturing process. For example, when molten iron ore, coke, limestone, etc. are melted in a blast furnace (blast furnace), It may refer to that generated by melting the mineral component together. For example, the molten slag may refer to discharged from coal gasification combined cycle power generation. Most coal ashes, including fly ash from coal-fired power plants, are crystalline, but the molten slag from coal gasification combined cycle is amorphous. As shown in FIG. 2, the molten slag discharged from the coal gasification combined cycle power generation is composed mainly of silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ), and sodium oxide (Na 2 O) and calcium oxide (CaO). Iron oxide (Fe 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO) and the like may be included in a small amount.

한편, 지오폴리머(Geopolymer)는 Al-Si가 주 성분인 광물에 NaOH 또는 KOH와 같은 알칼리 활성화제를 혼합할 경우 화학적 반응이 일어나 중합체인 Si-O-Al-O 결합이 이루어지는 특성이 있으며, 알칼리 활성화제 농도 및 첨가제 혼합, 그리고 제조 공정에 따라 결합재의 물성과 재료적 특성이 다르기 때문에 이를 적절히 제어하면 원하는 용도 및 기능을 갖는 제품 제조가 가능하다. 상기 용융 슬래그의 경우에는 주성분이 Si과 Al이다. 따라서 Si와 Al이 주성분인 용융 슬래그에 알칼리 활성화제와 혼합하는 과정을 통해서 지오폴리머 페이스트 제조가 가능하다.On the other hand, the geopolymer (Geopolymer) has a characteristic that a chemical reaction occurs when the alkali activator such as NaOH or KOH is mixed with minerals Al-Si is the main component, the Si-O-Al-O bond as a polymer, alkali Since the physical properties and material properties of the binder are different according to the activator concentration, the additive mixture, and the manufacturing process, proper control of the binder enables the production of a product having a desired use and function. In the case of the molten slag, the main components are Si and Al. Therefore, the geopolymer paste can be manufactured by mixing Si and Al with an alkali activator in the molten slag.

따라서, 본 발명에서는 석탄가스화 복합발전에서 배출되는 비정질 형태의 용용 슬래그를 활용하여 후술하는 제조방법에 의해 ALC블록 보다 우수한 압축강도, 단열성, 그리고 경량성을 갖는 경량 지오폴리머 블록을 제조하고자 한다.Therefore, the present invention is to produce a lightweight geopolymer block having superior compressive strength, heat insulation, and light weight than the ALC block by the manufacturing method described below by utilizing the molten amorphous slag discharged from the coal gasification combined cycle.

상기 용융 슬래그를 세척수로 세척한 후, 용융 슬래그 내 수분이 10 % 이내가 되도록 건조 공정(S100)을 수행한다. 이때, 상기 용융 슬래그 내 수분 함량이 10%를 초과하는 경우 성형 특성이 저하되고, 후술하는 지오폴리머 블록을 생성하는 단계에서 지오폴리머 원료와 복합 활성화제 혼합용액의 비율 제어가 어려울 수 있다.After washing the molten slag with washing water, a drying process (S100) is performed so that the moisture in the molten slag is within 10%. At this time, when the moisture content in the molten slag exceeds 10%, the molding properties are lowered, and it may be difficult to control the ratio of the geopolymer raw material and the mixed activator mixed solution in the step of generating the geopolymer block described later.

상기 건조 공정이 수행된 용융 슬래그에 분쇄 공정(S200)을 수행할 수 있다. 상기 용융 슬래그 시료의 초기 형상은 형태가 불균일하여, 이후 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계에서 복합 활성화제 혼합용액과 균일한 혼합이 어려울 수 있다. 따라서, 상기 복합 활성화제 혼합용액과의 반응성을 향상시키고 후술하는 지오폴리머 페이스트 생성 단계에서 지오폴리머 원료와 상기 복합 활성화제 혼합용액의 성분비율을 용이하게 제어하기 위해 상기 용융 슬래그의 평균 입자 크기는 80 ~ 120 ㎛ 범위가 되도록 분쇄할 수 있다. 상기 용융 슬래그의 평균 지름이 80 ㎛ 미만인 경우 이후 상기 용융 슬래그의 반죽이 어려울 수 있고, 120 ㎛ 초과인 경우 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계에서 복합 활성화제 혼합용액과 균일한 혼합이 어려울 수 있고, 제조된 지오폴리머 반응 진행속도 저하 및 최종 조성물의 압축강도가 열악해질 수 있다.The grinding process (S200) may be performed on the molten slag in which the drying process is performed. Since the initial shape of the molten slag sample is non-uniform, it may be difficult to uniformly mix with the complex activator mixed solution in the step of producing the geopolymer paste. Therefore, in order to improve the reactivity with the complex activator mixed solution and to easily control the component ratio of the geopolymer raw material and the complex activator mixed solution in the geopolymer paste generation step described later, the average particle size of the molten slag is 80 It may be ground to a range of ˜120 μm. If the average diameter of the molten slag is less than 80 ㎛ then it may be difficult to knead the molten slag, if more than 120 ㎛ may be difficult to uniformly mixed with the composite activator mixed solution in the step of producing a geopolymer paste, Reduced geopolymer reaction rate and poor compressive strength of the final composition.

다음으로, 상기 분쇄가 완료된 미립자 형태의 용융 슬래그에 발포제를 혼합하여 지오폴리머 원료를 생성(S300)할 수 있다. 상기 발포제는 지오폴리머의 다공성 형성을 향상시키기 위한 것으로, 예를 들어, 폐실리콘 슬러지(Si-sludge) 분말을 포함할 수 있다. 상기 폐실리콘 슬러지는 다양한 실리콘 산업 중 실리콘을 웨이퍼 형태로 절삭 또는 연마하는 과정에서 발생하는 것으로, 연간 21,000톤 이상 발생하여 이들 슬러지의 재활용 기술이 요구되는 상황이므로, 상기 폐실리콘 슬러지를 발포제로 사용하여 폐기물 재활용 효과를 기대할 수 있다. 한편, 상기 폐실리콘 슬러지는 미량의 알루미나만을 포함하는 불순물이 거의 없는 실리카를 적용할 수 있다.Next, a geopolymer raw material may be produced by mixing a blowing agent in the molten slag in the form of fine particles, which are pulverized (S300). The blowing agent is for improving the porous formation of the geopolymer, and may include, for example, waste silicon sludge (Si-sludge) powder. The waste silicon sludge is generated in the process of cutting or polishing silicon in the form of wafers in various silicon industries, and the waste silicon sludge is used as a foaming agent because it generates more than 21,000 tons per year and requires recycling technology of these sludges. Waste recycling effects can be expected. On the other hand, the waste silicon sludge may be applied to a silica containing little impurities containing only a small amount of alumina.

본 발명의 제조 방법에 따라 제조될 지오폴리머 블록은 발포제에 의한 기공 형상을 작고 균일하게 유지하면서도 ALC 블록에서 요구되는 압축강도, 단열 성능 그리고 비중이 일정 수준으로 유지되도록 제어가 필요하다. 즉, 일정수준의 압축강도 및 단열 성능을 갖은 경량 지오폴리머 블록 제조를 위해서는 기공이 고르게 분포되어야 한다. 기공 분포가 불균일할 경우에는 블록의 압축강도가 저하되거나 단열이 고르게 이루어지지 않게 되며, 이로 인해서 제품 품질 균일화가 불가능하게 된다. 따라서 지오폴리머 블록 내부의 기공형상 제어는 매우 중요하다. The geopolymer block to be manufactured according to the manufacturing method of the present invention needs to be controlled so that the compressive strength, thermal insulation performance and specific gravity required in the ALC block are maintained at a certain level while maintaining a small and uniform pore shape by the blowing agent. That is, to manufacture a lightweight geopolymer block having a certain level of compressive strength and insulation performance, pores should be evenly distributed. If the pore distribution is uneven, the compressive strength of the block is reduced or the insulation is not evenly made, which makes it impossible to uniformize the product quality. Therefore, pore shape control inside the geopolymer block is very important.

지오폴리머 블록 제조 공정에서 발포제를 이용한 내부 기공형성은 하기 화학식 1에 나타낸 바와 같이 화학 반응에 의한 수소 기체 생성에 의한 것이며, 지오폴리머 페이스트 제조 후 약 40분 동안 수소 생성이 연속적으로 이루어진다. 상기 폐실리콘 슬러지 발포제는 하기 화학식 1에 나타낸 반응을 통해 수소 기체를 생성함으로써 다기공이 형성된 지오폴리머 블록을 제조할 수 있다. Internal pore formation using a blowing agent in the geopolymer block manufacturing process is due to the generation of hydrogen gas by a chemical reaction, as shown in the following formula (1), the hydrogen is produced continuously for about 40 minutes after the production of the geopolymer paste. The waste silicon sludge blowing agent may produce a geopolymer block having a multi-pore by generating hydrogen gas through a reaction shown in the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 +2H2 Si + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

즉, 발포제로 사용한 Si 성분과 NaOH의 반응으로 수소 기체가 발생하여 기공이 생성되므로, 상기 발포제가 일정 함량 이상으로 포함되는 경우 지오폴리머의 기계적 강도가 저하되어 지오폴리머 조성물의 내구성이 열악해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 발포제는 지오폴리머 원료를 기준으로 0.10 내지 0.50 중량%로 포함될 수 있다.That is, since the hydrogen gas is generated by the reaction of the Si component used as the blowing agent with NaOH, pores are generated, when the blowing agent is contained in a predetermined amount or more, the mechanical strength of the geopolymer is lowered and the durability of the geopolymer composition is poor. have. Therefore, the blowing agent may be included in 0.10 to 0.50% by weight based on the geopolymer raw material.

이후, 상기 지오폴리머 원료에 복합 활성화제 혼합용액을 첨가하여 지오폴리머 페이스트를 생성(S400)할 수 있다. 상기 복합 활성화제 혼합용액은 석탄가스화복합발전(IGCC)의 운전과정에서 생성되는 용융 슬래그를 원료로 하는 지오폴리머 생성 반응을 유도할 수 있다. Thereafter, a complex activator mixed solution may be added to the geopolymer raw material to generate a geopolymer paste (S400). The complex activator mixed solution may induce a geopolymer formation reaction using molten slag generated during the operation of coal gasification combined cycle (IGCC).

지오폴리머의 중합과정은 고알칼리 상태에서 Al-Si 광물에 화학적 반응이 일어나서 중합체인 Si-O-Al-O 결합이 이루어지며, 알칼리 활성화제 농도 및 제조 공정에 따라 결합재의 물성과 재료적 특성이 달라질 수 있다. 이러한 지오폴리머 반응 특성을 응용하여 지오폴리머 블록을 제조하기 위해서는 적정량의 알칼리 활성화제 공급, 우수처리 기능 향상을 위한 첨가제 공급, 성형 최적 조건을 갖기 위한 고형물과 수분 비율 제어가 필요하다.In the polymerization process of geopolymer, chemical reaction of Al-Si mineral occurs in high alkali state, and thus Si-O-Al-O bond, which is a polymer, is formed, and physical properties and material properties of the binder are different depending on alkali activator concentration and manufacturing process. Can vary. In order to manufacture the geopolymer block by applying such geopolymer reaction characteristics, it is necessary to supply an appropriate amount of alkali activator, supply of additives for improving the treatment performance, and control of solids and moisture ratio to have optimum molding conditions.

이때, 상기 복합 활성화제 혼합용액은 알칼리 활성화제 및 규소화합물을 포함할 수 있다. 석탄가스화복합발전(IGCC)의 운전과정에서 생성되는 용융 슬래그는 자체적으로 지오폴리머 반응을 할 수 없기 때문에, 유리질 피막을 깨고 지오폴리머 반응에 관여하는 Si4 +, Al3 + 이온을 용출시켜 반응을 일으킬 수 있는 강알칼리 활성화제를 사용하는데, OH- 의 농도가 높을수록 SiO2-Al2O3 유리질 결합을 빨리 분해시키고 많은 양의 반응 이온들을 생성하게 된다. 따라서, 알칼리 이온 농도가 높은 경우, 알칼리 활성화제가 상기 용융 슬래그의 반응물질 분해를 촉진시켜 높은 강도를 갖는 지오폴리머를 제조할 수 있고, 그 결과 제조된 지오폴리머 조성물의 내구성을 향상시킬 수 있다.In this case, the complex activator mixed solution may include an alkali activator and a silicon compound. Since molten slag produced during the operation of coal gasification combined cycle (IGCC) cannot undergo a geopolymer reaction on its own, the reaction is carried out by breaking the glass film and eluting Si 4 + and Al 3 + ions involved in the geopolymer reaction. uses a strong alkaline activator, which can cause, OH - is higher the concentration of the decomposed 2 -Al 2 O 3 glass bonded quickly SiO and produce large quantities of a reactive ion. Therefore, when the alkali ion concentration is high, the alkali activator may promote the decomposition of the reactant of the molten slag to produce a geopolymer having a high strength, and as a result, it is possible to improve the durability of the produced geopolymer composition.

상기 알칼리 활성화제로서 상기 용융 슬래그와 반응(포졸란 반응)하여 수경성을 갖는 실리케이트나 알루미네이트 등의 성분을 생성하도록 하는 수용성 알칼리수산화물이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 증류수에 수산화나트륨(NaOH)이 혼합된 용액으로 농도 10~15M의 알칼리 활성화제 용액이 사용될 수 있다. 상기 알칼리 활성화제 용액은 상온에서 증류수에 수산화나트륨을 적정 농도로 혼합하여 준비할 수 있다.The alkali activator is not particularly limited as long as it is a water-soluble alkali hydroxide which reacts with the molten slag (pozzolanic reaction) to produce components such as silicate and aluminate having hydraulic properties. For example, an alkali activator solution having a concentration of 10-15 M may be used as a solution in which sodium hydroxide (NaOH) is mixed with distilled water. The alkali activator solution may be prepared by mixing sodium hydroxide in a suitable concentration in distilled water at room temperature.

상기 규소화합물은 상기 복합 활성화제 혼합용액으로부터 상기 지오폴리머 원료로 규소가 공급 가능한 것으로, 규소원소를 포함하는 수소화물, 산화물, 실록산, 실록센, 할로겐화물, 붕소화물, 탄화물, 질화물, 금속산화물 등을 포함할 수 있다.The silicon compound may be silicon supplied from the mixed activator mixed solution to the geopolymer raw material, and may include hydrides, oxides, siloxanes, siloxanes, halides, borides, carbides, nitrides, metal oxides, and the like containing silicon elements. It may include.

예를 들어, 상기 규소화합물은 물유리(Sodium Silicate, Na2SiO3)를 포함할 수 있다. 상기 물유리는 하기 화학식 2에 나타낸 반응과 같이, 상기 지오폴리머 원료에서 용출되는 Si 이외에도 추가적인 Si 공급이 가능하게 한다. 따라서, 상기 물유리의 첨가로 지오폴리머 블록의 압축강도를 향상시키면서 작업성이 크게 저하되지 않도록 제어가 가능하다. 또한, 상기 물유리는 상기 물유리의 가수분해 반응으로 인한 OH- 기의 증가로 알칼리도가 상승하여 Si4 +, Al3 + 이온의 용출 정도를 더욱 향상시킴으로써, 제조된 지오폴리머 블록의 내구성을 향상시킬 수 있다.For example, the silicon compound may include water glass (Sodium Silicate, Na 2 SiO 3 ). The water glass enables additional Si supply in addition to Si eluted from the geopolymer raw material, such as the reaction shown in Formula 2 below. Therefore, the addition of the water glass can be controlled so as not to significantly reduce the workability while improving the compressive strength of the geopolymer block. In addition, the water glass may increase the alkalinity due to the increase of the OH- group due to the hydrolysis reaction of the water glass to further improve the dissolution of Si 4 + , Al 3 + ions, thereby improving the durability of the manufactured geopolymer block. have.

[화학식 2][Formula 2]

Na2O·nSiO2 + (2n+1)H2O → 2NaOH + nSi(OH)4 Na 2 O · nSiO 2 + (2n + 1) H 2 O → 2NaOH + nSi (OH) 4

이때, 상기 복합 활성화제 혼합용액은 알칼리 활성화제 대 물유리의 중량비가 1:1인 것이 바람직하다. 상기 물유리 함량이 증가할수록 제조된 지오폴리머 조성물의 압축강도가 향상될 수 있으나, 상기 물 유리 함량이 75 중량%를 초과하는 경우 작업성이 저하되어 이후 지오폴리머 성형체를 원활하게 제조할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 또한 물유리 함량이 지나치게 높은 경우 제조된 지오폴리머 페이스트의 결정성이 낮아지게 되어 제조된 지오폴리머 조성물의 내구성이 열악해질 수 있다.In this case, the composite activator mixture solution is preferably a weight ratio of the alkali activator to water glass of 1: 1. As the water glass content increases, the compressive strength of the manufactured geopolymer composition may be improved. However, when the water glass content exceeds 75% by weight, workability is deteriorated. Therefore, the geopolymer molded body may not be smoothly manufactured. May occur. In addition, when the water glass content is too high, the crystallinity of the prepared geopolymer paste may be lowered, resulting in poor durability of the prepared geopolymer composition.

상기 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계에서, 상기 지오폴리머 페이스트의 액상 시료 내 물 함유량/고상 중량비를 제어하여 반응 이온을 증가시켜 반응 효율을 향상시키는 동시에 성형성을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 지오폴리머 원료에 알칼리 활성제 및 물유리를 혼합할 때, 상기 복합 활성화제 혼합용액 내 물 함유량(액상)/지오폴리머 원료(고상)의 중량비는 20 내지 30 중량%가 되도록 물을 공급하여 고르게 혼합 또는 반죽을 할 수 있다. 상기 액상/고상 중량비가 20 중량% 미만인 경우, 이후 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계에서 지오폴리머 페이스트의 유동성이 저하되어 성형틀 내부에 고르게 분포되지 않게 되며, 30 중량% 초과인 경우 잉여 반응액이 여과재를 통과하여 성형틀 외부로 배출될 수 있다.In the step of producing the geopolymer paste, by controlling the water content / solid weight ratio in the liquid sample of the geopolymer paste to increase the reaction ions can improve the reaction efficiency and improve the moldability. That is, when the alkali activator and the water glass are mixed with the geopolymer raw material, the weight ratio of the water content (liquid phase) / geopolymer raw material (solid phase) in the composite activator mixed solution is evenly supplied by supplying water such that the weight ratio is 20 to 30% by weight. You can mix or knead it. When the liquid / solid weight ratio is less than 20% by weight, the fluidity of the geopolymer paste is lowered in the step of producing the geopolymer molded body so that it is not evenly distributed in the mold, and when the excess reaction liquid is more than 30% by weight, the filter medium It can be discharged to the outside of the mold by passing through.

다음으로, 지오폴리머 성형체를 생성 공정(S500)을 수행하기 위해, 상기 지오폴리머 페이스트의 액상/고상 중량비로 제어하고 반죽 공정을 수행한 후, 이를 성형틀에 충진한다. 발포제에 의해 기체 생성과정에서 지오폴리머 페이스트가 부풀어 오르므로, 지오폴리머 페이스트를 성형틀 부피의 약 40 내지 70% 충진한다. 이때, 상기 발포체에 의해 생성된 수소 기체를 고르게 분포시킴과 동시에 기체 체류 및 편류에 의해 거대 기공 또는 불규칙한 기공이 형성되지 않도록 하기 위해서 성형틀은 기체 배출이 고르게 배출되도록 구성되어야 한다. 즉, 성형틀은 발포제에 의해 생성된 수소 기체를 지오폴리머 블록 내부에 균일한 기공 형상을 목적으로 성형틀에 수소 기체 배출구를 구성하여야 한다. Next, in order to perform the geopolymer molded product generation step (S500), after controlling the liquid / solid weight ratio of the geopolymer paste and performing a kneading process, it is filled in a mold. Since the geopolymer paste is swollen during gas generation by the blowing agent, the geopolymer paste is filled with about 40 to 70% of the mold volume. At this time, in order to evenly distribute the hydrogen gas generated by the foam and to prevent the formation of large pores or irregular pores by gas retention and drift, the mold should be configured to discharge the gas evenly. In other words, the mold should be configured to form a hydrogen gas outlet in the mold for the purpose of uniform pore shape of the hydrogen gas generated by the blowing agent inside the geopolymer block.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 성형틀(10)은 건축자재 용도에 따라 다양한 형태일 수 있으며, 예컨대, 육면체 형태일 경우, 육면체의 각 면(11)에는 다수의 개구부(12)가 형성되어 지오폴리머 블록에서 배출되는 기체가 육방향(상/하, 좌/우, 앞/뒤)으로 고르게 분산 배출되도록 할 수 있다. 성형틀(10)의 각 육면체 내벽에는 섬유재질의 부착물, 예컨대 부직포(13) 등의 덮개가 마련되어 성형틀 내부에서 부풀어 오르는 지오폴리머 페이스트가 누출되지 않고 다져질 수 있도록 한다. 부직포(13)는 일회성으로 사용되어 성형이 완료된 후 제거될 수 있고, 암울 또는 미네랄울과 같은 세라믹 재질을 사용하는 경우 최종 제품에 포함될 수 있다.That is, as shown in Figure 3, the molding die 10 may be a variety of forms according to the building material use, for example, in the form of a hexahedron, a plurality of openings 12 are formed in each surface 11 of the hexahedron The gas discharged from the geopolymer block can be evenly distributed and discharged in the six directions (up / down, left / right, front / back). Each hexahedral inner wall of the mold 10 is provided with a cover of fibrous material, for example, a nonwoven fabric 13, so that the swelling geopolymer paste can be compacted without leaking. The nonwoven fabric 13 may be used as a one-time and removed after the molding is completed, and may be included in the final product when using a ceramic material such as dark wool or mineral wool.

지오폴리머 페이스트를 성형틀에 충진 한 후, 70 내지 90℃로 운전되는 건조기에서 24시간 동안 고온 건조를 수행하며, 그 다음 상온 조건에서 상온 양생을 약 3일간 진행한다. After filling the geopolymer paste into the mold, high temperature drying is performed for 24 hours in a drier operating at 70 to 90 ° C., and then room temperature curing is performed at room temperature for about 3 days.

상기와 같은 제조 방법을 거쳐 성형된 지오폴리머 성형체 즉, 지오폴리머 블록(14)은 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기공 형상이 작고 균일하게 유지되어, 건축용 불연 단열재인 ALC 블록에서 요구되는 압축강도, 단열 성능 그리고 일정 수준의 비중을 유지할 수 있다. As shown in FIGS. 4 to 5, the geopolymer molded body formed through the above manufacturing method, that is, the geopolymer block 14, has a small and uniform pore shape, which is required in an ALC block that is a non-combustible insulating material for construction. It can maintain compressive strength, insulation performance and a certain level of specific gravity.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 지오폴리머 블록 조성물은 전술한 제조방법에 의해 제조될 수 있다.On the other hand, the geopolymer block composition according to an embodiment of the present invention may be prepared by the above-described manufacturing method.

이때, 상기 지오폴리머 조성물은 Hydroxycancrinite(Na8Al6Si6O24(OH, CO3)2·2H2O)를 포함할 수 있다. 상기 Hydroxycancrinite는 전술한 지오폴리머 형성 과정에서 생성될 수 있으며, 결정질을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 석탄가스화 복합발전에서 배출되는 용용 슬래그는 비정질 형태인 것으로, 지오폴리머 형성 공정을 수행한 결과 결정질인 상기 Hydroxycancrinite 가 생성됨으로써, 제조된 다공성 지오폴리머 조성물의 내구성이 향상될 수 있다.At this time, the geopolymer composition may include Hydroxycancrinite (Na 8 Al 6 Si 6 O 24 (OH, CO 3 ) 2 · 2H 2 O). The Hydroxycancrinite may be produced in the above-described geopolymer formation process and may include crystalline. As described above, the molten slag discharged from the coal gasification complex power generation is in an amorphous form, and the hydroxycancrinite, which is crystalline as a result of the geopolymer forming process, is generated, so that durability of the manufactured porous geopolymer composition may be improved.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

실시예Example 1: 지오폴리머 페이스트  1: geopolymer paste 충진량에To fill 따른 압축강도 및 비중의 변화 측정 Measurement of changes in compressive strength and specific gravity

제조예Production Example 1  One

가스화 석탄 슬래그를 세척수로 세척한 후, 용융 슬래그 내 수분이 10 % 이내가 되도록 건조 공정을 수행하였다. 이후, 상기 건조 공정이 수행된 용융 슬래그는 평균 80 내지 120 ㎛의 크기가 되도록 분쇄 공정을 수행하였다.After washing the gasified coal slag with washing water, a drying process was performed such that moisture in the molten slag was within 10%. Thereafter, the molten slag in which the drying process was performed was subjected to a crushing process to have an average size of 80 to 120 ㎛.

그 다음, 분쇄된 미립자 형태의 용융 슬래그에 발포제로서 실리콘 슬러지를 공급하되, 실리콘 슬러지는 0.10 내지 0.50 중량%가 포함되도록 제어하였다.Then, silicon sludge was supplied as a blowing agent to the molten slag in the form of pulverized particulates, but the silicon sludge was controlled to contain 0.10 to 0.50 wt%.

이때, 복합 활성화제 혼합용액은 알칼리 활성화제(NaOH 수용액 10~15 mol) 및 물유리(SiO2 28.4%, Na2O 9.4%)를 혼합하여 제조하되, 상기 알칼리 활성화제와 물유리는 1:1 비율이 되도록 공급한 다음, 액상/고상(W/S) 비율이 20 내지 30 중량%가 되도록 추가로 물을 공급한 후 고르게 반죽하였다. In this case, the mixed activator mixed solution is prepared by mixing an alkali activator (10-15 mol NaOH aqueous solution) and water glass (28.4% SiO 2 , 9.4% Na 2 O), the alkali activator and water glass in a 1: 1 ratio After supplying so that the liquid / solid (W / S) ratio of 20 to 30% by weight of additional water was supplied and then kneaded evenly.

그 다음, 반죽된 지오폴리머 페이스트를 성형틀의 부피에 30%, 65%, 80% 충진하고, 70~90℃의 건조기에서 24시간 고온 건조한 후 상온에서 3일 동안 상온 양생하였다. Then, the kneaded geopolymer paste was filled with 30%, 65%, and 80% in the volume of the mold, and dried at 70-90 ° C. for 24 hours at high temperature, and then cured at room temperature for 3 days.

실험예Experimental Example 1 One

상기 실시예 1에 따라, 성형틀에 지오폴리머 페이스트 충진량에 따른 압축강도 측정 결과를 도 6에 나타내었다.According to Example 1, the compressive strength measurement results according to the filling amount of the geopolymer paste in the molding die is shown in FIG.

이때, 상기 압축강도는 universal testing machine(UTM-900NH Series DAEKYUNG, Korea)을 이용하여 5 cm/min의 헤드 속도로 3~5개 시편을 측정하여 평균값으로 나타내었다.In this case, the compressive strength was measured by using a universal testing machine (UTM-900NH Series DAEKYUNG, Korea) and measured 3 to 5 specimens at a head speed of 5 cm / min as an average value.

도 6를 참조하면, 지오폴리머 페이스트 충진량이 30%인 경우보다 지오폴리머 페이스트 충진량이 80%인 경우 압축강도가 두배 이상 높게 나타났다. 즉, 지오폴리머 페이스트 충진량이 30%인 경우 압축 강도는 약 6.5 MPa이고, 충진량이 65%인 경우 압축 강도는 약 8.5 MPa이고, 충진량이 80%인 경우는 압축 강도는 약 13 MPa이다.Referring to FIG. 6, the compressive strength of the geopolymer paste filling amount was 80% or more than twice that of the geopolymer paste filling amount was 30%. That is, when the filling amount of the geopolymer paste is 30%, the compressive strength is about 6.5 MPa, when the filling amount is 65%, the compressive strength is about 8.5 MPa, and when the filling amount is 80%, the compressive strength is about 13 MPa.

한편, 상기 실시예 1에 따라, 지오폴리머 페이스트 충진량에 따른 비중 측정 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7를 참조하면, 지오폴리머 페이스트 충진량이 30% 또는 60%인 경우 비중(겉보기 밀도)은 약 0.7g/cm3이나, 지오폴리머 페이스트 충진량이 80%인 경우 비중은 약 0.8g/cm3이다.Meanwhile, according to Example 1, specific gravity measurement results according to the filling amount of the geopolymer paste are shown in FIG. 7. Referring to FIG. 7, the specific gravity (apparent density) is about 0.7 g / cm 3 when the geopolymer paste filling amount is 30% or 60%, and the specific gravity is about 0.8 g / cm 3 when the geopolymer paste filling amount is 80%. .

본 발명의 지오폴리머 블록의 경우 압축강도가 7 MPa 이상이고, 비중은 0.7g/cm3인 것을 동시에 만족해야 하므로, 지오폴리머 페이스트 충진량은 30 내지 70인 것이 바람직한 것으로 확인할 수 있다.In the case of the geopolymer block of the present invention, the compressive strength must be at least 7 MPa and the specific gravity is 0.7 g / cm 3. Therefore, the filling amount of the geopolymer paste is preferably 30 to 70.

Claims (10)

용융 슬래그 및 발포제를 혼합하여 지오폴리머 원료를 생성하는 단계;
상기 지오폴리머 원료에 복합 활성화제 혼합용액을 첨가하여 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계; 및
상기 지오폴리머 페이스트를 성형하여 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계는,
상기 지오폴리머 페이스트를 성형틀의 부피의 40 내지 70% 충진하는 단계; 및
상기 성형틀에 충진된 상기 지오폴리머 페이스트에서 생성된 기체를 상기 성형틀에 형성된 개구부를 통해 배출시키는 단계를 포함하는, 지오폴리머 블록 제조방법.
Mixing the molten slag and blowing agent to produce a geopolymer raw material;
Adding a complex activator mixed solution to the geopolymer raw material to produce a geopolymer paste; And
Molding the geopolymer paste to produce a geopolymer molded body,
Generating the geopolymer molded article,
Filling the geopolymer paste 40 to 70% of the volume of the mold; And
And discharging the gas generated from the geopolymer paste filled in the mold through the opening formed in the mold.
청구항 1에 있어서,
상기 발포제는 상기 지오폴리머 원료를 기준으로 0.10 내지 0.50 중량%로 포함하는, 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The blowing agent comprises from 0.10 to 0.50% by weight based on the geopolymer raw material, the method of producing a geopolymer block composition.
청구항 1에 있어서,
상기 발포제는 폐실리콘 슬러지 분말을 포함하는, 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The blowing agent comprises a waste silicon sludge powder, method of producing a geopolymer block composition.
청구항 1에 있어서,
상기 복합 활성화제 혼합용액은 알칼리 활성화제 대 물유리의 중량비가 1:1인, 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein said composite activator mixed solution has a weight ratio of alkali activator to water glass of 1: 1.
청구항 1에 있어서,
상기 지오폴리머 페이스트를 생성하는 단계는,
상기 지오폴리머 페이스트에 액상 시료 내 물 함유량/고상 중량비가 20 내지 30 중량%가 되도록 물을 공급한 후 고르게 반죽하는 단계를 추가로 포함하는, 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of producing the geopolymer paste,
The geopolymer paste further comprises the step of supplying water to the water content / solid phase weight ratio in the liquid sample to 20 to 30% by weight and kneading evenly, the method of producing a geopolymer block composition.
청구항 1에 있어서,
상기 지오폴리머 원료를 생성하는 단계 이전에 상기 용융 슬래그의 평균 입자 크기는 80 ~ 120 ㎛가 되도록 분쇄하는 단계를 더 포함하는, 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Before the step of producing the geopolymer raw material further comprises the step of grinding the molten slag so that the average particle size of 80 ~ 120 ㎛, geopolymer block composition manufacturing method.
청구항 1에 있어서,
상기 지오폴리머 성형체를 생성하는 단계는,
상기 지오폴리머 페이스트가 충진된 상기 성형틀을 70 내지 90℃로 운전되는 건조기에서 24시간 동안 고온 건조하는 단계; 및
상기 고온 건조된 성형틀을 상온 조건에서 3일 동안 상온 양생하는 단계를 추가로 포함하는, 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Generating the geopolymer molded article,
Drying the mold filled with the geopolymer paste at a high temperature for 24 hours in a dryer operated at 70 to 90 ° C .; And
Further comprising the step of curing the high temperature dried mold in room temperature for 3 days at room temperature, method of manufacturing a geopolymer block composition.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 따른 지오폴리머 블록 조성물의 제조방법에 의해 생성된, 지오폴리머 블록 조성물.
A geopolymer block composition produced by a method of preparing a geopolymer block composition according to any one of claims 1 to 7.
청구항 8에 있어서,
Hydroxycancrinite(Na8Al6Si6O24(OH, CO3)2·2H2O)를 포함하는, 지오폴리머 블록 조성물.
The method according to claim 8,
A geopolymer block composition comprising Hydroxycancrinite (Na 8 Al 6 Si 6 O 24 (OH, CO 3 ) 2 .2H 2 O).
청구항 8에 따른 지오폴리머 블록 조성물을 포함하는, 지오폴리머 블록.A geopolymer block comprising the geopolymer block composition according to claim 8.
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