KR20200013504A - Discoloration indicator for Cement Inspection and inspection method using the same - Google Patents

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KR20200013504A
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acid
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손영준
정연식
임채용
박철
조성형
함은영
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쌍용양회공업(주)
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Abstract

The present invention is a test method of inspecting whether it is cement or material other than the cement before the cement is moved to a storage silo after cement is brought into the scene, and can prevent an accident in which the material is mis-injected into a cement silo if it is determined to be the material other than the cement according to inspection results. The present invention relates to a composition for an indicator discolored by a pH difference, and a test method using the same. A discoloration indicator according to the present invention is a mixture of a discoloration reagent prepared by dissolving 0.1 to 10 wt% of phenolphthalein and others in ethanol or the like and an acidic solution prepared by mixing 0.1 to 10 vol% of hydrochloric acid (HCl) and others with water, wherein the discoloration indicator is prepared by mixing the discoloration reagent with the acidic solution at a volume ratio of 1:0.1-1:10. The cement is discolored within a predetermined time, and the material other than the cement is not discolored when mixing and stirring the discoloration indicator developed in the present invention with cement. Therefore, the method can determining whether it is cement or not in a rapid and simple manner on the spot.

Description

변색 지시약 및 이를 이용한 시멘트 검사방법 {Discoloration indicator for Cement Inspection and inspection method using the same}Discoloration indicator for Cement Inspection and inspection method using the same}

본 발명은 변색 지시약 및 이를 이용한 시멘트 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 pH 차이에 의해 변색되는 지시약을 이용하고, 시멘트 분말과 혼합하여 변색되는 시간으로부터 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지를 신속하게 판단 가능한 검사 방법이며, pH 차이에 의해 변색되는 지시약의 조성물 및 이를 활용한 시험방법에 관한 것이다. 이때, 시멘트는 KS L 5201(포틀랜드 시멘트), KS L 5210(고로슬래그 시멘트), KS L 5211(플라이애시 시멘트) 중에 해당되는 시멘트이다. The present invention relates to a discoloration indicator and a cement inspection method using the same, and more specifically, using an indicator discolored by a pH difference, and quickly determining whether it is cement or a material other than cement from the time of discoloration by mixing with cement powder. It is a possible test method, and relates to a composition of an indicator discolored by a pH difference and a test method using the same. At this time, the cement is a cement corresponding to KS L 5201 (Portland cement), KS L 5210 (blast furnace slag cement), KS L 5211 (fly ash cement).

시멘트는 석회석, 점토, 규석, 철질원료 등을 혼합한 후 약 1,450℃에서 소성하여 얻어진 클링커에 응결 시간 조정용 석고를 일정량 첨가하여 분쇄한 것이다. 이러한, 시멘트의 주요 화합물은 규산3칼슘(3CaO·SiO2), 규산2칼슘(2CaO·SiO2), 알루민산3칼슘(3CaO·Al2O3), 철알루민산4칼슘 (4CaO·Al2O3·Fe2O3)이며, 물과 반응시 규산3칼슘과 규산2칼슘은 규산칼슘 수화물(nCaO·SiO2·mH2O)과 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 생성되며, 경화되면서 강도가 발현된다.The cement is pulverized by adding a certain amount of setting gypsum for adjusting the setting time to a clinker obtained by mixing limestone, clay, silica, iron material and the like and baking at about 1,450 ° C. The main compounds of cement are tricalcium silicate (3CaO · SiO 2 ), dicalcium silicate (2CaO · SiO 2 ), tricalcium aluminate (3CaO · Al 2 O 3 ), tetracalcium iron aluminate (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ), and when reacted with water, tricalcium silicate and dicalcium silicate are formed of calcium silicate hydrate (nCaO · SiO 2 · mH 2 O) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), Intensity is expressed.

이때, 발생되는 수산화칼슘으로 인해 시멘트 경화체 공극수의 수산화이온(OH-) 농도가 높아지면서 pH는 11 이상 발현되게 되며, 철근 콘크리트 구조물내에서 철근 부식을 방지하는 역할을 한다. 이러한 수산화칼슘은 시간의 경과에 따라 공기 중의 이산화탄소(CO2)와 반응하여 탄산칼슘(Ca(CO3))으로 변화하며, 알칼리성을 소실하게 되는데 이를 탄산화라고 부른다.At this time, because of the resulting cured cement pore water calcium hydroxide hydroxide ions (OH -) in a concentration of high pH As it is to be expressed more than 11, and serves to prevent corrosion in a reinforced concrete structure. The calcium hydroxide reacts with carbon dioxide (CO 2 ) in the air over time to change to calcium carbonate (Ca (CO 3 )), and loses alkalinity, which is called carbonation.

콘크리트 구조물이 탄산화 되어, 알칼리성을 소실하면, 철근 주변의 부동태 피막이 파괴되어 철근 부식이 촉진된다. 이러한 탄산화 진행 속도를 평가하기 위해 KS F 2596(콘크리트 탄산화 깊이 측정방법)을 따르며, 콘크리트에 페놀프탈레인(phenolphthalein) 1% 지시약을 분무하여 평가한다. 페놀프탈레인 지시약은 pH 8~10 정도에 적색으로 변색되는 특징이 있다. 콘크리트에 페놀프탈레인 용액을 분무하여, 적색으로 변색되는 부분은 탄산화 되지 않은 부분, 적색으로 변색되지 않은 부분은 탄산화된 부분으로 평가할 수 있다. When the concrete structure is carbonated and loses its alkalinity, the passivation film around the reinforcing bar is destroyed, which promotes reinforcing steel corrosion. To evaluate the rate of carbonation progress, KS F 2596 (Concrete Carbonation Depth Determination Method) is followed, and the concrete is evaluated by spraying 1% indicator of phenolphthalein on the concrete. Phenolphthalein indicators are characterized by discoloration in red at pH 8-10. By spraying the phenolphthalein solution on the concrete, the red discolored portion can be evaluated as the uncarbonated portion and the red discolored portion.

페놀프탈레인 같은 변색 지시약을 이용한 건설분야에서의 특허는 대부분 콘크리트 분야이다. 국내 등록 특허 1005641020000(2006.03.20)는 탄산화 깊이를 보다 정확하게 측정하기 위해 다양한 지시약을 이용하고, 종합적으로 산출하는 방법에 관한 내용이다. 국내 등록 특허 1017471920000(2017.06.08), 1017099550000(2017.02.20), 1016764900000(2016.11.09)는 콘크리트 시편을 채취 하면서 동시에 탄산화 깊이 측정을 할 수 있는 시험장치에 관한 내용이다. 국내 등록 특허 1018480670000(2018.04.05)는 콘크리트가 탄산화된 영역에 대하여 정량적으로 산출하는 방법에 관한 내용이다.Most patents in the field of construction using discoloration indicators such as phenolphthalein are in the concrete field. Korean Patent No. 1005641020000 (2006.03.20) relates to a method of using a variety of indicators and comprehensively calculate the carbonation depth more accurately. Domestic registered patents 1017471920000 (2017.06.08), 1017099550000 (2017.02.20), 1016764900000 (2016.11.09) refer to a test apparatus that can measure the carbonation depth while taking concrete specimens. Domestic registered patent 1018480670000 (2018.04.05) relates to a method for quantitatively calculating the area where the concrete is carbonated.

페놀프탈레인 같이 pH에 의해 변색되는 지시약을 이용하여, 시멘트 분말을 검사하는 방법으로 등록된 특허는 없다. 시멘트는 레미콘, 콘크리트 2차 제품, 고화재, 주입재 등 다양한 건설재료로 활용되며, 시멘트가 현장으로 반입되어, 저장 사일로로 옮겨질 때, 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지의 확인이 필요하다. 시멘트 이외의 재료인 플라이애시 및 고로슬래그 미분말이 시멘트 저장 사일로에 오투입 되는 사고가 발생할 수 있기 때문이다. 고로슬래그 미분말은 백색의 색상을 가지고 있어서 육안으로 시멘트와 구별이 가능 하지만, 플라이애시는 시멘트와 유사한 색상을 가지고 있어서 육안으로 구별이 불가능 하다. 따라서, 시멘트 이외의 재료가 시멘트 사일로에 오투입 되는 것을 예방하기 위해 시멘트 여부를 신속하게 판별할 수 있는 검사 방법이 필요하다.There is no patent registered as a method for testing cement powders using indicators that discolor with pH, such as phenolphthalein. Cement is used as a variety of construction materials such as ready-mixed concrete, concrete secondary products, solidified materials, injection materials, etc. When cement is brought to the site and transferred to a storage silo, it is necessary to confirm whether it is cement or a non-cement material. This is because fly ash and blast furnace slag fine powders other than cement can be misinjected into cement storage silos. The blast furnace slag powder has a white color and can be distinguished from cement by the naked eye. However, fly ash has a color similar to that of cement and cannot be distinguished by the naked eye. Therefore, there is a need for an inspection method that can quickly determine whether cement is used to prevent misinjection of materials other than cement into cement silos.

(1) KR 10-0564102 B(1) KR 10-0564102 B (2) KR 10-1747192 B(2) KR 10-1747192 B (3) KR 10-1709955 B(3) KR 10-1709955 B (4) KR 10-1676490 B(4) KR 10-1676490 B (5) KR 10-1848067 B(5) KR 10-1848067 B

본 발명은 상기와 같은 요구에 대응하기 위하여 시멘트 분말 검사를 위한 변색 지시약 및 시험방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a discoloration indicator and test method for testing cement powder in order to meet the above requirements.

또한 본 발명은 현장에 반입되는 시멘트 분말에 대하여, 소량의 시멘트 분말에 대하여 소정 시간 내에 변색되는지 여부로 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지 판단 가능한 시험방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a test method capable of determining whether a cement or a material other than cement is discolored within a predetermined time with respect to a small amount of cement powder brought into the field.

또한 본 발명은 시멘트 이외의 재료에 포함된 유리CaO(free CaO) 성분에 반응하여 변색되지 않는 변색 지시약 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a discoloration indicator composition that does not discolor in response to free CaO (free CaO) components contained in materials other than cement.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 페놀프탈레인(Phenolphthalein), 티몰프탈레인(Thymolphthalein), 니트라민(Nitramine) 및 트리니트로벤젠(Trinitrobenzene)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 0.1~10 중량%로 에탄올(Ethanol), 벤젠(Benzene), 헥산(Hexane), 클로로포름(Chloroform), 에테르(ether), 디클로로메탄(Dichloromethane), 테트라하이드로푸란(Tetrahydrofuran), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 메탄올(Methanol), 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol), 물, 디메틸술폭시드(Dimethyl sulfoxide), 다이메틸폼아마이드(Dimethylformamide), 아세토니트릴(Acetonitrile)에 용해한 변색 시약; 및 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4), 인산(mP2O5·nH2O), 탄산(H2CO3) 및 아세트산(C2H4O2)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 0.1~10 체적%로 물과 혼합한 산성용액의 혼합물이고, 상기 변색 시약과 산성 용액은 1:0.1~1:10 용적비로 혼합된 것을 특징으로 하는 시멘트 변색 지시약을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention, phenolphthalein (Phenolphthalein), thymolphthalein (Thymolphthalein), nitramine (Nitramine) and trinitrobenzene (Trinitrobenzene) at least one selected from the group 0.1 to 10% by weight of ethanol Ethanol, Benzene, Hexane, Chloroform, Ether, Dichloromethane, Tetrahydrofuran, Tetrahydrofuran, Ethyl acetate, Methanol, Iso Discoloration reagent dissolved in propyl alcohol (Isopropyl alcohol), water, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, acetonitrile; And hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (mP 2 O 5 nH 2 O), carbonic acid (H 2 CO 3 ) and acetic acid (C 2 H 4 O 2 ) At least one selected from the group consisting of 0.1 ~ 10% by volume of a mixed solution of the acid solution with water, the discoloring reagent and the acid solution is a cement discoloration indicator, characterized in that mixed in a volume ratio of 1: 0.1 ~ 1:10 to provide.

또한, 본 발명은 전술한 변색 지시약을 시료에 혼합하여 변색 여부에 따라 시멘트 여부를 판별하는 시멘트 시험 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a cement test method for determining whether or not cement according to the color change by mixing the color change indicator described above with a sample.

본 발명에 따르면, pH 차이에 의해 변색되는 지시약의 특성을 활용하고, 시멘트 이외의 재료와는 반응하지 않도록 지시약 조성물의 비율을 다르게 하여, 시멘트 분말과 반응시켜 변색되는 것으로부터 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지 판단 가능한 시험 방법을 제공한다.According to the present invention, by utilizing the properties of the indicator discolored by the pH difference, by varying the ratio of the indicator composition so as not to react with materials other than cement, by reacting with the cement powder discolored from cement or other materials other than cement Provide a test method that can determine cognition

본 발명은 기본적으로 시멘트가 현장에 반입되어 저장 사일로로 옮겨지기 전에 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지를 검사하는 시험방법이며, 검사 결과 시멘트 이외의 재료로 판별된 경우 시멘트 사일로로 오투입 되는 것을 예방할 수 있다. 시멘트와 함께 혼화재로 많이 사용되는 플라이애시는 육안으로 시멘트와 구별하기 불가능하다. 플라이애시는 일부 유리CaO 성분을 함유하는 경우가 있으며, 이러한 경우 pH가 높아져서 일반적으로 콘크리트 탄산화 깊이 측정에 사용되는 페놀프탈레인 1% 용액으로는 시멘트와 동일하게 적색으로 변색되어 구별이 불가능하다. 이러한 과제를 해결하기 위해 변색 시약과 상기의 산성 용액을 적절하게 혼합하여 플라이애시의 유리CaO 성분에는 변색 지시약이 반응하지 않고, 시멘트에만 반응하도록 조절하는 것이 가능하다.The present invention is basically a test method for checking whether cement is a material other than cement before it is brought to the site and transferred to a storage silo, and when it is determined that the material is other than cement, it is possible to prevent misinput into the cement silo. have. Fly ash, which is often used as admixture with cement, is indistinguishable from cement. Fly ash may contain some free CaO component. In this case, the pH is increased so that the 1% solution of phenolphthalein, which is generally used for measuring concrete carbonation depth, is discolored in the same color as cement and is indistinguishable. In order to solve this problem, it is possible to appropriately mix the discoloration reagent and the acidic solution so that the discoloration indicator does not react with the free CaO component of the fly ash, but can be adjusted to react only with cement.

도 1은 페놀프탈레인 1% 용액에 의한 시료의 변색 결과를 촬영한 사진이다.
도 2는 변색시약으로 페놀프탈레인을 이용한 개발품인 변색지시약의 시험방법을 보여주는 사진이다.
도 3은 동일한 변색 지시약을 사용하여 플라이애시와 시멘트의 변색 상태가 달라진 예를 예시적으로 보여주는 사진이다.
Figure 1 is a photograph of the discoloration results of the sample by the phenolphthalein 1% solution.
Figure 2 is a photograph showing the test method of the discoloration indicator reagent developed using phenolphthalein as the discoloration reagent.
3 is a photograph showing an example in which the discoloration state of the fly ash and cement is changed using the same discoloration indicator.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

페놀프탈레인 1% 용액과 같은 종래의 변색 지시약은 시멘트뿐만 아니라 유리CaO를 포함하는 플라이애시에도 반응한다. 따라서, 페놀프탈레인 1% 용액은 시멘트와 플라이애시(유리 CaO 포함)에 동일하게 변색되어 두가지 재료를 구별할 수 없다. Conventional discoloration indicators, such as 1% solution of phenolphthalein, react to fly ash containing free CaO as well as cement. Thus, the 1% solution of phenolphthalein is discolored equally in cement and fly ash (including free CaO), making it impossible to distinguish between the two materials.

KS L 5405(플라이애시)에서 플라이애시 1~4종에 허용되는 유리CaO 성분은 2.5% 이하이다. 유리CaO 성분은 물과 반응하여, 수산화칼슘을 생성하고, 이 때 수산화이온이 용출되면서 용액의 pH가 상승하고, 페놀프탈레인 1% 용액은 이에 반응하여 변색된다. In KS L 5405 (Fly Ash), the free Ca content of 1 to 4 fly ashes is 2.5% or less. The free CaO component reacts with water to produce calcium hydroxide, at which time the pH of the solution rises as the hydroxide ions elute, and the phenolphthalein 1% solution discolors in response.

표 1은 시멘트, 플라이애쉬 1 및 플라이애쉬 2 시료를 구성하는 화학성분을 나타낸 표이다.Table 1 is a table showing the chemical components constituting the cement, fly ash 1 and fly ash 2 samples.

구분division 화학성분(%, by XRF)Chemical composition (%, by XRF) SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO SO3 SO 3 K2OK 2 O Na2ONa 2 O LOILOI 유리CaOFree CaO 시멘트cement 19.3219.32 5.815.81 2.842.84 61.8261.82 3.763.76 2.542.54 0.840.84 0.2040.204 2.822.82 1.231.23 플라이애시1Fly Ash 1 53.753.7 25.225.2 5.635.63 4.514.51 1.971.97 0.340.34 1.131.13 0.390.39 4.034.03 00 플라이애시2Fly Ash 2 50.750.7 17.317.3 7.877.87 10.110.1 3.493.49 2.032.03 1.411.41 1.701.70 3.173.17 2.102.10

콘크리트 탄산화 깊이 측정시 사용되는 종래의 페놀프탈레인 1% 용액 3ml를 표 1의 시료 15g과 반응시킬 때의 색상 변화는 도 1과 같다. 시험은 시멘트와 유리CaO 성분 함량이 다른 2종의 플라이애시(플라이애시1은 유리CaO 0%, 플라이애시2는 유리CaO 2.1% 포함)에 대하여 실시하였다.The color change when reacting 3 ml of the conventional phenolphthalein 1% solution used for measuring the concrete carbonation depth with 15 g of the sample of Table 1 is shown in FIG. The test was carried out on two types of fly ash with different cement and free CaO content (Fly ash 1 contains 0% of free CaO and fly ash 2 contains 2.1% of free CaO).

도 1에서 (a)는 분말 상태, (b)는 반응 1분 경과, (c)는 반응 5분 경과 후 촬영한 사진이며, 좌측부터 시멘트, 플라이애시1, 플라이애시2 순서이다.In FIG. 1, (a) is a powder state, (b) is a photograph taken after 1 minute of reaction, and (c) is 5 minutes of reaction, in order of cement, fly ash 1, and fly ash 2 from the left.

플라이애시와 시멘트의 색상은 산지에 따라 다양하며, 분말은 상호간 육안으로 구분하기 어려움을 알 수 있다. The color of fly ash and cement varies depending on the production area, and it can be seen that the powders are difficult to distinguish with each other.

페놀프탈레인 1% 용액과 반응 시 1분 경과 후에는 시멘트 및 유리CaO 성분이 높은 플라이애시2가 적색으로 변색되기 시작한다. 5분 경과 후에는 시멘트 및 플라이애시2가 적색으로 변하여 구별이 불가능하며, 유리CaO 성분이 낮은 플라이애시1은 색상 변화가 없다. 각 분말은 페놀프탈레인 1% 용액에 포함된 물과 반응하여, 수산화칼슘을 생성하고, 수산화이온이 용출되어 나오면서 pH가 상승하게 되어 적색으로 변색된다. pH 상승 속도는 각 재료에 포함되어 생성되는 수산화칼슘의 양과 수산화이온이 용출되어 나오는 속도와 관계가 있다. After one minute of reaction with a 1% solution of phenolphthalein, fly ash 2, which is high in cement and free CaO, begins to turn red. After 5 minutes, cement and fly ash 2 turn red and cannot be distinguished, and fly ash 1 having a low free CaO component has no color change. Each powder reacts with water contained in a 1% solution of phenolphthalein to produce calcium hydroxide, and as the hydroxide ions are eluted, the pH rises to red. The rate of pH rise is related to the amount of calcium hydroxide produced in each material and the rate at which the hydroxide ions are eluted.

이와 같이, 종래의 콘크리트 탄산화 시험에 사용되는 페놀프탈레인 1% 용액으로는 시멘트와 유리CaO를 함유한 플라이애시의 구별이 불가능하다.As described above, the phenolphthalein 1% solution used in the conventional concrete carbonation test cannot distinguish between cement and fly ash containing free CaO.

본 발명은 플라이애시 유리CaO KS규격 2.5% 이하의 범위에서 생성되는 수산화칼슘의 양과 수산화이온 용출 속도를 고려하여, 이를 적정 비율의 산성용액으로 중화시켜 이러한 문제점을 해결하고자 한다. The present invention is to solve this problem by considering the amount of calcium hydroxide and the hydroxide ion dissolution rate generated in the fly ash free CaO KS standard of 2.5% or less, neutralizing it with an appropriate ratio of acid solution.

이를 위하여, 본 발명은 페놀프탈레인(Phenolphthalein), 티몰프탈레인(Thymolphthalein), 니트라민(Nitramine) 및 트리니트로벤젠(Trinitrobenzene)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 0.1~10 중량%로 에탄올(Ethanol), 벤젠(Benzene), 헥산(Hexane), 클로로포름(Chloroform), 에테르(ether), 디클로로메탄(Dichloromethane), 테트라하이드로푸란(Tetrahydrofuran), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 메탄올(Methanol), 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol), 물, 디메틸술폭시드(Dimethyl sulfoxide), 다이메틸폼아마이드(Dimethylformamide), 아세토니트릴(Acetonitrile)에 용해한 변색 시약; 및 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4), 인산(mP2O5·nH2O), 탄산(H2CO3) 및 아세트산(C2H4O2)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 0.1~10 체적%로 물과 혼합한 산성용액의 혼합물로서,To this end, the present invention is 0.1 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of phenolphthalein (Phenolphthalein), thymolphthalein (Thymolphthalein), nitramine (Nitramine) and trinitrobenzene (Ethanol), benzene (Benzene), Hexane, Chloroform, Ether, Dichloromethane, Tetrahydrofuran, Tetrahydrofuran, Ethyl acetate, Methanol, Isopropyl alcohol ), A discoloration reagent dissolved in water, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and acetonitrile; And hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (mP 2 O 5 nH 2 O), carbonic acid (H 2 CO 3 ) and acetic acid (C 2 H 4 O 2 ) At least one selected from the group consisting of 0.1 to 10% by volume of a mixture of acidic solution mixed with water,

상기 변색 시약과 산성 용액은 1:0.1~1:10 용적비로 혼합된 것을 특징으로 하는 시멘트 변색 지시약을 제공한다. The discoloration reagent and the acidic solution provides a cement discoloration indicator, characterized in that the mixture in 1: 0.1 ~ 1:10 volume ratio.

(실시예 1)(Example 1)

본 발명의 시멘트 변색 지시약 중 산성용액의 산 농도에 따른 변색시간의 변화를 측정하였다. The change of discoloration time according to the acid concentration of the acid solution in the cement discoloration indicator of the present invention was measured.

변색 시약으로는 페놀프탈레인 1중량% 용액을 사용하였고, 산성용액으로는 HCl 0 ~ 6체적% 용액을 사용하였으며, 변색 시약과 산성 용액은 혼합비(체적비) 1:1로 혼합하였다. 이 때, 시멘트 또는 플라이애쉬 시료 5g에 대하여 혼합된 변색 지시약 15 ml를 사용하여 변색시간의 변화를 측정하였다.As a discoloration reagent, a 1% by weight solution of phenolphthalein was used, and an HCl 0 to 6% by volume solution was used. The discoloring reagent and the acid solution were mixed at a mixing ratio (volume ratio) of 1: 1. At this time, the change of color change time was measured using 15 ml of color change indicators mixed with 5 g of cement or fly ash samples.

아래 표 2는 본 발명의 시멘트 변색 지시약 중 산성용액 함량 비율별 변색시간을 나타내고 있다. 표 2에서 플라이애시3~5는 플라이애시2에 유리CaO를 별도로 첨가하여 제조한 시료이다.Table 2 below shows the discoloration time according to the acid solution content ratio of the cement discoloration indicator of the present invention. In Table 2, fly ash 3 to 5 are samples prepared by separately adding free CaO to fly ash 2.

구분division 유리
CaO
Glass
CaO
변색 시간Discoloration time
변색시약 1.0%
산성용액 0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 1.0%
Acid solution 0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 1.0%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 1.0%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 1.0%
산성용액 6.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 1.0%
Acid solution 6.0%
(Mixed ratio 1: 1)
시멘트cement 1.23%1.23% 30초30 seconds 5분5 minutes 9분9 minutes 플라이애시1Fly Ash 1 0%0% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시2Fly Ash 2 2.1%2.1% 1분1 minute 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시3Fly Ash 3 2.5%2.5% 55초55 seconds 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시4Fly Ash 4 5.0%5.0% 30초30 seconds 30분30 minutes 57분57 minutes 플라이애시5Fly Ash 5 10.0%10.0% 14초14 sec 8분8 minutes 15분15 minutes

실험은 각 시료 5g에 변색 지시약(변색 시약, 산성용액의 혼합용액) 15ml를 넣고, 교반한 후 시료가 변색되는 시간을 측정하였다. 산성용액이 0%인 경우 플라이애시 유리CaO KS규격(2.5% 이하)을 만족하는 플라이애시2~3과 KS규격을 만족하지 못하는 플라이애시4~5까지 모두 변색되는 것으로 나타났다. 본 발명에서 제시하는 방법으로 산성용액 함량을 조절한 산성용액 3.0%, 6.0%인 경우에는 플라이애시 유리CaO KS규격(2.5% 이하)을 초과하는 플라이애시4~5의 시료만 변색되었다.In the experiment, 15 ml of a discoloration indicator (a discoloration reagent, a mixed solution of an acid solution) was added to 5 g of each sample, and the time of discoloration of the sample was measured after stirring. When the acidic solution was 0%, both the fly ash glass CaO KS standards (2.5% or less) fly ash 2 to 3 and the fly ash 4 to 5 that does not meet the KS standards were discolored. In the case of 3.0% and 6.0% of the acidic solution in which the acidic solution content was adjusted by the method of the present invention, only the samples of fly ashes 4 to 5 exceeding the fly ash free CaO KS standard (2.5% or less) were discolored.

(실시예 2)(Example 2)

본 발명의 변색 지시약은 산성 용액과 혼합되는 변색 시약의 농도를 조절하여, 시료의 변색 시간을 적절하게 조절하는 것이 가능하다. 표 3은 변색시약의 농도를 달리하여 변색 시간을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 실시예 1과 마찬가지로, 시료 5g에 대하여 변색 지시약 15 ml를 사용하였다. The discoloration indicator of this invention can adjust the discoloration time of a sample suitably by adjusting the density | concentration of the discoloration reagent mixed with an acidic solution. Table 3 is a graph showing the results of measuring the discoloration time by changing the concentration of the discoloration reagent. As in Example 1, 15 ml of color change indicator was used for 5 g of the sample.

표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 변색 시약의 농도를 증가하면 변색 시간은 단축된다.As can be seen from Table 3, increasing the concentration of the discoloration reagent shortens the discoloration time.

본 발명에서 제시하는 방법으로 변색시약 함량을 적절히 조절하면 변색시간을 단축시키고, 플라이애시 유리CaO KS규격을 만족하는 플라이애시2~3은 변색되지 않도록 조절하는 것이 가능하다.By properly adjusting the discoloration reagent content by the method proposed in the present invention, it is possible to shorten the discoloration time, and control the fly ashes 2 to 3 that satisfy the fly ash free CaO KS standard so as not to discolor.

구분division 유리
CaO
Glass
CaO
변색 시간Discoloration time
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 1.0%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 1.0%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 1.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 1.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
시멘트cement 1.23%1.23% 5.5분5.5 minutes 5분5 minutes 4분4 minutes 플라이애시1Fly Ash 1 0%0% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시2Fly Ash 2 2.1%2.1% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시3Fly Ash 3 2.5%2.5% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시4Fly Ash 4 5.0%5.0% 40분40 minutes 30분30 minutes 20분20 minutes 플라이애시5Fly Ash 5 10.0%10.0% 11분11 minutes 8분8 minutes 4분4 minutes

(실시예 3) (Example 3)

본 발명에서는 변색 시약과 산성용액을 혼합한 변색지시약의 사용량을 조절하여 변색 시간을 조절하는 것이 가능하다. In the present invention, it is possible to control the discoloration time by adjusting the amount of discoloration indicator mixed with the discoloration reagent and acid solution.

표 4는 변색지시약 사용량에 따른 변색 시간을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 변색지시약 사용량 증가시 변색 시간은 증가함을 알 수 있다. 변색지시약 사용량 증가시 변색지시약 속에 혼합되어 있는 산성용액 양이 증가하고, 시료에서 용출되는 알칼리를 중화시켜, pH 상승을 억제하여 변색 시간이 지연된다. 본 발명에서 제시하고 있는 변색지시약의 사용량을 조절하면 변색 시간 및 플라이애시 유리CaO 함량별 변색 범위 조절이 가능하다. Table 4 is a graph showing the results of measuring the discoloration time according to the color change indicator usage. It can be seen that the discoloration time increases when the discoloration indicator is used. When the amount of discoloration indicator is increased, the amount of acid solution mixed in the discoloration indicator increases, neutralizing alkali eluted from the sample, suppressing the increase of pH, and delaying discoloration time. By controlling the amount of discoloration indicators proposed in the present invention, it is possible to control the discoloration range for each discoloration time and fly ash free CaO content.

구분division 유리
CaO
Glass
CaO
변색 시간Discoloration time
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
시료 5g
변색지시약 35ml
5 g of sample
Discoloration Indicator 35ml
시료 5g
변색지시약 25ml
5 g of sample
Discoloration Indicator 25ml
시료 5g
변색지시약 15ml
5 g of sample
Discoloration Indicator 15ml
시멘트cement 1.23%1.23% 17분17 minutes 11분11 minutes 5.5분5.5 minutes 플라이애시1Fly Ash 1 0%0% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시2Fly Ash 2 2.1%2.1% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시3Fly Ash 3 2.5%2.5% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시4Fly Ash 4 5.0%5.0% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 40분40 minutes 플라이애시5Fly Ash 5 10.0%10.0% 45분45 minutes 25분25 minutes 11분11 minutes

(실시예 4)(Example 4)

본 발명에서 제시하고 있는 변색 시약과 산성용액의 혼합비(체적비)를 조정하여 변색 시간을 조절하는 것이 가능하다. 표 5는 변색시약 및 산성용액 혼합비별 변색시간을 나타낸 것이다. 시료 5g에 대하여 변색 지시약 15 ml를 사용하였다.It is possible to control the discoloration time by adjusting the mixing ratio (volume ratio) of the discoloring reagent and the acid solution proposed in the present invention. Table 5 shows the discoloration time by mixing ratio of discoloration reagent and acid solution. For 5 g of sample, 15 ml of color change indicator was used.

산성용액의 혼합비가 증가하면 변색시간은 지연되는 것으로 나타났다. 변색지시약 중 산성용액의 혼합비를 증가시키면, 시료에서 용출되는 알칼리를 중화시켜, pH 상승을 억제하여 변색 시간이 지연된다. 본 발명에서 제시하고 있는 변색시약과 산성용액의 혼합비를 조절하면 변색 시간을 조절하는 것이 가능하다. The discoloration time was delayed when the mixing ratio of the acid solution was increased. Increasing the mixing ratio of the acid solution in the color change indicator neutralizes the alkali eluted from the sample, inhibits the increase in pH, and delays the color change time. It is possible to control the discoloration time by controlling the mixing ratio of the discoloration reagent and acid solution proposed in the present invention.

구분division 유리
CaO
Glass
CaO
변색 시간Discoloration time
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:0.5)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixing ratio 1: 0.5)
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1)
변색시약 0.5%
산성용액 3.0%
(혼합비 1:1.5)
Discoloration reagent 0.5%
Acid solution 3.0%
(Mixed ratio 1: 1.5)
시멘트cement 1.23%1.23% 3분3 minutes 5.5분5.5 minutes 8분8 minutes 플라이애시1Fly Ash 1 0%0% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시2Fly Ash 2 2.1%2.1% 미반응Unreacted 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시3Fly Ash 3 2.5%2.5% 68분68 minutes 미반응Unreacted 미반응Unreacted 플라이애시4Fly Ash 4 5.0%5.0% 35분35 minutes 40분40 minutes 60분60 minutes 플라이애시5Fly Ash 5 10.0%10.0% 10분10 minutes 11분11 minutes 15분15 minutes

(실시예 5)(Example 5)

본 발명에서 제시하고 있는 변색 시약과 산성용액의 혼합비를 적절하게 조정한 변색지시약을 이용하여 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지를 신속하게 평가할 수 있다. It is possible to quickly evaluate whether it is a cement or a material other than cement by using a color change indicator suitably adjusted in the mixing ratio of the color change reagent and the acid solution proposed in the present invention.

도 2는 변색시약으로 페놀프탈레인을 이용한 개발품인 변색지시약의 시험방법을 보여주는 사진이다. 도 2에서 (a)는 시료를 계량하고 투입한 모습, (b)는 시료에 변색지시약을 투입하는 모습, (c)는 변색지시약 투입 후 교반하는 모습, (d)는 반응 결과를 촬영한 사진이다.Figure 2 is a photograph showing the test method of the discoloration indicator reagent developed by using phenolphthalein as the discoloration reagent. In Figure 2 (a) is a state in which the sample is measured and added, (b) is a state of discoloring indicators added to the sample, (c) is a state of stirring after the discoloration indicators added, (d) is a photograph of the reaction results to be.

도 3은 동일한 변색 지시약을 사용하여 플라이애시와 시멘트의 변색 상태가 달라진 예를 예시적으로 보여주는 사진이다. 3 is a photograph showing an example in which the discoloration state of the fly ash and cement is changed using the same discoloration indicator.

도 3의 좌측 사진은 플라이애시, 우측 사진은 시멘트에 대한 사진이다. 시멘트의 경우 붉은색으로 변색되며, 유리CaO KS규격(2.5% 이하)을 만족하는 플라이애시는 변색되지 않고 있다. 본 발명에서 제시하는 변색지시약 및 시험방법에 의해 시멘트가 현장에 반입되어 저장 사일로로 옮겨지기 전 시멘트인지 시멘트 이외의 재료인지 검사할 수 있으며, 검사 결과 시멘트 이외의 재료로 판별된 경우 시멘트 사일로로 오투입 되는 것을 예방할 수 있다.The left photograph of FIG. 3 is a fly ash, and the right photograph is a photograph of cement. Cement discolors red, and fly ash that meets the glass Ca KS standard (2.5% or less) does not discolor. By the discoloration indicator and test method proposed in the present invention, it is possible to inspect whether cement is a material other than cement before it is brought to the site and transferred to a storage silo. It can prevent the input.

Claims (2)

페놀프탈레인(Phenolphthalein), 티몰프탈레인(Thymolphthalein), 니트라민(Nitramine) 및 트리니트로벤젠(Trinitrobenzene)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 0.1~10 중량%로 에탄올(Ethanol), 벤젠(Benzene), 헥산(Hexane), 클로로포름(Chloroform), 에테르(ether), 디클로로메탄(Dichloromethane), 테트라하이드로푸란(Tetrahydrofuran), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 메탄올(Methanol), 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol), 물, 디메틸술폭시드(Dimethyl sulfoxide), 다이메틸폼아마이드(Dimethylformamide), 아세토니트릴(Acetonitrile)에 용해한 변색 시약; 및 염산(HCl), 질산(HNO3), 황산(H2SO4), 인산(mP2O5·nH2O), 탄산(H2CO3) 및 아세트산(C2H4O2)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 0.1~10 체적%로 물과 혼합한 산성용액의 혼합물이고,
상기 변색 시약과 산성 용액은 1:0.1~1:10 용적비로 혼합된 것을 특징으로 하는 시멘트 변색 지시약.
0.1-10% by weight of at least one selected from the group consisting of phenolphthalein, thymolphthalein, nitramine, and trinitrobenzene (ethanol, benzene, hexane ( Hexane, Chloroform, ether, Dichloromethane, Tetrahydrofuran, Ethyl acetate, Methanol, Isopropyl alcohol, Water, Dimethylsulfoxide Discoloration reagents dissolved in seeds (dimethyl sulfoxide), dimethylformamide, and acetonitrile; And hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (mP 2 O 5 nH 2 O), carbonic acid (H 2 CO 3 ) and acetic acid (C 2 H 4 O 2 ) At least one selected from the group consisting of 0.1 ~ 10% by volume of the acid solution mixed with water,
The discoloration reagent and the acid discoloration indicator is a cement discoloration indicator, characterized in that mixed in a volume ratio of 1: 0.1 ~ 1:10.
제1항의 변색지시약을 시료와 혼합하여 시멘트 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시멘트 시험 방법.Cement test method characterized in that it determines the cement by mixing the color change indicator of claim 1.
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