KR20200095075A - 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법과 시멘트 조성물 - Google Patents

바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법과 시멘트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바텀애시와 플라이애시를 조합한 고로 슬래그 수경성 시멘트의 초기강도 개선제 및 시멘트 조성물, 슬래그 시멘트의 제조방법에 관한 것이다.
바텀애시와 고로 수재슬래그의 조합분쇄에 의해 분쇄물의 분쇄율을 향상시켜 분쇄물로부터 철성분을 화수한 잔여 분쇄물에 플라이애시를 조합하여 초기강도 개전제를 제조하고 이러한 개선제를 함유하는 슬래그 시멘트 조성물을 제조하는 것으로 이루어진다.
본 발명은 수입에 의존하는 초기강도 개선제인 무수석고를 대체하여 시멘트의 초기강도인 재령 3일, 재령 7일 압축강도를 안정적으로 발현하는 효과를 나타내며, 또 산업폐기물을 이용함으로써 시멘트 제조 시의 비용절감과 동시에 제조과정에서 철(Fe)성분을 수득하여 제강 원료로 유용하게 사용하는 장점을 지니고 있다.

Description

바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법과 시멘트 조성물{Process for the preparation of initialcompression improving agent for cement and cement composition}
본 발명은 바텀애시, 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법 및 시멘트 조성물에 관한 것이며 구체적으로는 바텀애시 및 플라이애시를 이용하여 슬래그 시멘트의 초기강도 증진의 주 원재료인 석고를 대체하여 초기강도를 안정적으로 발현하는 고로 슬래그 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법 및 슬래그 시멘트 조성물에 관한 것이다.
일반적인 콘크리트의 제조에 있어서, 플라이애시, 고로슬래그 미분말 등은 경제적인 문제, 수화열의 억제 등의 이유로 인하여 널리 사용되고 있으며, 특히 플라이애시의 경우 90년대 중반부터 대부분 시멘트 클링커 원료 및 시멘트 혼합재로서 그 사용이 증가하고 있으나, 상대적으로 순환유동층 보일러에서 발생되는 플라이애시(Fly Ash)와 함께 발생하는 바탐애시(Bottom Ash)는 사용분야가 한정되어 재활용률이 극히 낮은 상태이며, 상기 바텀애시는 현재 대부분 매립 처분되어 심각한 환경오염을 야기하고 있는 실정이다.
위에서 언급한 시멘트 제조시에 플라이애시, 슬래그를 사용함으로써 경제적인 면과, 수화열의 감소 등의 효과를 얻을 수 있지만, 초기강도가 낮은 단점이 있으므로 Ⅱ-불용성 무수석고를 첨가하여 초기강도가 낮은 단점을 보완하고 있으나 Ⅱ-불용성 무수석고는 전량 수입에 의존하고 있으므로 시멘트 제조원가에 영향을 주며, 일부에서는 산업부산물인 인산부산석고를 Ⅱ-불용성 무수석고로 대체 사용하고 있다.
상기한 바텀애시는 플라이애시나 고로슬래그와 같이 많은 양의 유리상(Glass paste)을 포함하고 있지는 않지만 어느 정도 장기강도에 영향을 줄 수 있는 정도의 유리상을 포함하고 있다고 판단되고, Fe2O3(적철계 광물), free-CaO, SO3 등의 성분이 과다 함유되며 SO3를 활용하여 고로 슬래그 시멘트 및 수경성 시멘트 제조시 Ettringite 자극제, Pozzolan 반응 활성제로서 시멘트의 초기강도 증진의 주 원재료 사용할 수 있는 것을 예측할 수 있으나 석고를 대체하여 플라이애시와 바텀애시를 사용하는 시멘트초기강도 개선에 대한 연구는 저조한 수준으로 피악된다.
플라이애쉬 ,바텀애시와 관련된 선행기술 내지 시멘트 초기강도 개선과 관련된 선행기술로 예를 들면 특허문헌1에 시멘트 18.0wt%이상 22.5wt%이하, 혼화재 2.0wt%이상 2.5wt%이하, 모래 40wt%이하, 바텀에쉬 37.5wt%이상 80.0wt%이하인 조성물에 혼합수량을 상기 조성물의 50wt%이상 70wt%이하의 비율로 배합하여 성형한 것을 특징으로 하는 콘크리트제품을 개시하고 있고, 특허문헌2에 (a) 바텀애시 25 ~ 50 중량% 및 플라이애시 50 ~ 75 중량%를 포함하는 애시혼합물 10 ~ 30 중량%; (b) 고로슬래그 미분말 30 ~ 50 중량%; 및 (c) 포틀랜드 시멘트 30-40 중량%를 포함하며, 상기 애시혼합물이 애시혼합물 단위부피(m3)당 50 ~ 150KJ/s의 물리적 에너지를 가한 조건에서 30 ~ 120분 동안 진동밀로 분쇄된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 결합재 조성물을 개시하고 있다.
또 특허문헌3에 바텀애시, 알칼리성 무기질재료 및 규산염으로 구성되며, 상기 바텀애시와 나머지 알칼리성 무기질재료 및 규산염은 중량비로 70:30 ~ 80:20인 것을 특징으로 하고, 상기 알칼리성 무기질재료와 상기 규산염은 중량비로 75:25 내지 25:75인 것을 특징으로 하며, 상기 바텀애시는 분쇄장치를 이용하여 물리적으로 유리질 피막을 파괴시켜 활성화시킴을 특징으로 하고, 그 분말도가 3,000 ~ 4,500㎠/g인 것을 특징으로 하되, 상기 알칼리성 무기질 재료는 6 내지 16M 범위의 탄화칼슘(CaC2) 및 수산화나트륨(NaOH)의 혼합물로서 상기 알카리성 무기질재료는 수산화나트륨 100중량부 대비 탄화칼슘은 0을 초과하고 100중량부 이하인 것을 특징으로 하고, 상기 규산염은 SiO2와 Na2O의 몰비가 1.0 내지 3.4인 규산나트륨인 것을 특징으로 하는 바텀애시를 포함하는 비소성 결합재를 개시하고 있으나 상기 선행기술들은 플라이애시 및 배텀애시를 시멘트와 혼합하여 사용하고있으나 초기강도 내지 석고를대체한 초기강도 개선에 대해서는 어떠한 언급도 없다.
본 발명의 발명자는 바텀애시를 고로 슬래그와 함께 처리하고 플라이애시를 순차 배합하여 시멘트 제조시 석고를 대체하여 시멘트의 초기강도 발현이 개선되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
KR 10-0364911 B KR 10-1312562 B KR 10-1339332 B
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 고로 슬래그와 바텀애쉬의 조합된 처리와 플라이애시의 순차 조합에 의해 시멘트의 초기강도 증진의 주 원재료 인 석고 대체 재료로 개발함과 아울러, 과다 함유되어 있는 Fe2O3 계열 광물을 분쇄기의 분급기를 이용 분리한 철을 제강 원료로 재활용하는 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법 및 시멘트 조성물의 제공에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 순환유동층 보일러에서 수집되는 플라이애시 및 바텀애시를 이용하면서 그 특성인 free CaO, 반응성 CaO 등의 성분에 의해 수경성 시멘트의 내구성에 악 영향을 주는 부작용을 해결하여 초기강도인 재령 3일, 재령 7일 압축강도를 안정적으로 발현할 수 있는 고로수재 슬래그 시멘트 개선제의 제조방법 및 고로 슬래그 시멘트 조성물의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 목적달성을 위한 과제의 해결수단으로 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법은 a). 원상태의 바텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시와 원상태의 고로 수재슬래그를 조합하고 미분쇄하여 제1분쇄물을 얻는 제1단계, b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 얻는 제2단계 및 c) 제2단계에서 얻은 제2분쇄물에 플라이애시를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계로 이루어진다.
본 발명에 따른 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 슬래그 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법의 일 실시 형태로는 a). 원상태의 바텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시 100중량부와 원상태의 고로 수재슬래그 5 ~ 10중량부를 조합하고 미분쇄하여 제1분쇄물을 얻는 제1단계, b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물를 얻는 제2단계 및 c) 제2단계에서 얻은 제2분쇄물 100중량부에 대하여 플라이애시 30 ~ 35중량부를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 목적달성을 위한 과제의 해결수단으로 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 슬래그 시멘트 조성물의 제조방법은 a). 원상태의 바텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시와 원상태의 고로 수재슬래그 5 ~ 10중량부를 조합하여 미분쇄하여 제1분쇄물 얻는 제1단계, b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 얻는 제2단계, c). 제2단계에서 얻은 제2분쇄물에 플라이애시 30 ~ 35중량%를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계 및 d) 상기 제 3단계의 개선제를 시멘트 총중량에 대하여 2 ~ 15중량% 조성되도록 하여 시멘트 조성물을 얻는 제4단계로이루어진다.
본 발명에서 선택하는 상기 원상태의 바텀애시(Bottom Ash-Original)는 순환유동층 보일러에서 발생한 그대로의 바텀에시를 의미하여, 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시(Bottom Ash-Hydration)는 순환유동층 보일러에서 발생하는 원상태의 바텀애시(Bottom Ash-Original)를 물로 수화시킨 후 100℃에서 건조시킨 수화상태의 바텀애시이다.
본 발명의 상기 원상태의 고로 수재 슬래그는 제철공정의 고로(용광로)에서 발생하는 용융슬래그에 고압의 물을 분사하여 급냉에 의해 모래상태로 유리질화시킨 것으로 분쇄하지 않은 상태의 것이다.
상기 플라이애시(Fly Ash)는 순환유동층 보일러에서 발생하는 플라이애시이며, 본 발명의 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 혼합시멘트 또는 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 미분말 고로 수재슬래그 50 ~ 90중량부로 조성된 고로 수재슬래그 시멘트로 이루어진다.
본 발명에 따른 바텀애시와 플라이애시를 조합한 수경성 시멘트의 초기강도 개선제는 수입에 의존하는 초기강도 개선제인 무수석고를 대체하여 시멘트의 초기강도인 재령 3일, 재령 7일 압축강도를 안정적으로 발현하는 효과를 나타낸다.
또 산업폐기물을 이용함으로써 시멘트 제조 시의 비용절감과 동시에 제조과정에서 철(Fe)성분을 수득하여 제강 원료로 유용하게 사용하는 장점을 지니고 있다.
이하에서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 실시예 및 시험예에 의해 구체적으로 설명하기로 하겠으나, 하기에서 설명하는 실시예에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 슬래그 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법은 a). 원상태의 바텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시 100중량부와 원상태의 고로 수재슬래그 5 ~ 10중량부를 조합하고 미분쇄하여 제1분쇄물을 얻는 제1단계, b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 얻는 제2단계 및 c) 제2단계에서 얻은 제2분쇄물 100중량부에 대하여 플라이애시 30 ~ 35중량부를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계로 이루어진다.
본 발명에서 선택 사용하는 상기 원상태의 바텀애시는 순환유동층 보일러에서 발생하는 가는 모래입자 크기의 바텀애시(Circulating Fluidized Bed Combustor Bottom Ash-Original)이며, 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시는 원상태의 Bottom Ash를 물로 수화시킨 후 100℃에서 건조시킨 수화상태의 바텀애시(Circulating Fluidized Bed Combustor Bottom Ash-Hydration)이다.
본 발명에 따는 바텀애쉬는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시가 바람직하며, 상기 순환유동층 보일러에서 발생하는 원상태의 Bottom Ash를 예로 들면, 국내 SS사에서 생산된 Bottom Ash로 화학조성을 아래 [표 1]에 나타내었다.
성분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 LOI
조성(%) 12.57 5.96 9.62 35.49 6.10 28.11 1.04
상기 원상태의 고로 수재슬래그(A)(Blast Furnace Slag)는 제철공정의 고로(용광로)에서 발생하는 용융슬래그에 고압의 물을 분사하여 급냉에 의해 모래상태로 유리질화시킨 것으로 분쇄하지 않은 상태의 것이며, 국내 POSCO 광양제철소에서 생산된 원재료로 건조기를 이용 수분을 1%이하로 건조한 고로 수재슬래그를 예로 들 수 있으며, 그 화학조성을 아래 [표 2]에 나타내었다.
성분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 LOI
조성(%) 35.21 15.32 0.51 43.30 3.77 0.44 0.15
본 발명에 따른 상기 제1단계는 원상태의 바텀애시 또는 수화상태의 바텀애시와 원상태의 고로 수재슬래그를 조합하여 분쇄하는 공정이며, 가는 모래입자 크기의 원상태의 바텀애시 또는 수화상태의 바텀애시와 다소 질긴 성질(인성)을 지닌 원상태의 고로 수재슬래그를 조합하여 분쇄하는 것에 의해 동일한 분쇄조건에서 각각 단독으로 분쇄하는 것에 비하여 보다 향상된 분말도의 제1분쇄물을 얻을 수 있으므로 제1분쇄물로부터 분급에 의한 철성분의 분리에 향상된 효과를 나타낸다.
본 발명의 상기 제2단계는 제1단계에서 얻은 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분의 분리 및 제2분쇄물을 얻는 공정이며, 상기 설명한 바와 같이 모래입자 크기의 원상태의 바텀애시 또는 수화상태의 바텀애시와 다소 질긴 성질(인성)을 지닌 원상태의 고로 수재슬래그를 조합하여 분쇄하는 것에 의해 동일한 분쇄조건에서 각각 단독으로 분쇄하는 것에 비하여 보다 향상된 분말도의 제1분쇄물를 얻는 것에 의해 분급에 의해 높은 수율로 철성분을 분리 회수할 수 있다.
상기 제2단계의 제1분쇄물의 분급은 본 발명의 기술분야에서 알려진 통상의 분급기를 이용하여 이루어지며, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자이면 쉽게 채용할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 또 통상의 밀(mill)-설비 분급기를 이용하여 본 발명에 따른 제1단계 및 제2단계를 수행하여 철성분과 제2분쇄물을 수득하는 것이 가능하다.
본 발명의 상기 제3단계는 제1단계의 제1분쇄물로부터 철성분을 분리한 제2분쇄물에 플라이애시를 배합하여 개선제를 얻는 공정이며 상기 플라이애시(Fly Ash)는 순환유동층 보일러에서 발생하는 플라이애시이며, 예를 들면, 국내 SS사에서 생산된 제품으로 그 화학조성 및 분말도를 아래 [표 3]에 나타내었다.
성분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 LOI 분말도(cm2/g)
조성(%) 25.61 12.69 14.46 27.18 8.01 9.18 1.20 6260
그리고 본 발명에 따른 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트 조성물의 제조방법은 a). 원상태의 바텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시 100중량부와 원상태의 고로 수재슬래그 5 ~ 10중량부를 조합하고 미분쇄하여 제1분쇄물을 얻는 제1단계, b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 얻는 제2단계 및 c). 제2단계에서 얻은 제2분쇄물 100중량부에 대하여 플라이애시 30 ~ 35중량부를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계 및 d). 상기 제3단계의 개선제를 시멘트 총중량에 대하여 2 ~ 15중량% 조성되도록 하여 시멘트 조성물을 얻는 제4단계로 이루어진다.
상기 본 발명의 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트 조성물의 제조방법에서 제1단계 내지 제3단계는 상기 본 발명의 개선제 제조방법과 동일하며 상기 제4단계의 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 혼합시멘트 또는 포틀랜드 100중량부에 대하여 미분말 고로 수재슬래그 50 ~ 90중량부로 조성된 고로 수재슬래그 시멘트가 선택된다.
본 발명의 상기 4단계의 시멘트는 포틀랜드 100중량부에 대하여 미분말 고로 수재슬래그 50 ~ 90중량부로 조성된 고로 수재슬래그 시멘트가 바람직하며, 상기 제4단계의 고로 수재 슬래그를 예로 들면, 국내 D사의 제품으로 그 화학조성 및 분말도를 아래 [표 4]에 나타내었다
성분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 LOI 분말도(cm2/g)
조성(%) 35.29 15.40 0.41 43.65 3.65 0.47 0.12 4400
이하에서는 <실시예> 및 <시험예>를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
<실시예 1>
- 바텀애시와 고로슬래그 조합한 제1분쇄물 제조 ; 제1단계
상기 국내 SS사에서 생산된 가는 모래입자 크기의 원상태의 바텀애시 950g과 상기 POSCO 광양제철소에서 생산된 원재료로 건조기를 이용 수분을 1%이하로 건조한 원상태의 고로 수재슬래그 50g을 분쇄 일지수 시험기(볼밀)를 이용하여 5,000회 회전시켜 제1분쇄물을 얻었다.
- 철성분 분리회수 및 개선제 제조; 제 2단계 및 제3단계
상기에서 얻은 제1분쇄물을 분급기에 의해 철성분을 분리하고 남은 제2분쇄물 100중량부에 대하여 상기 국내 SS사에서 생산된 플라이애시 34중량부를 배합하여 개선제를 조제하였다.
<실시예 2>
수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시를 사용하는 것을 제외하고는 상기 <실시예 1>과 동일한 방법으로 개선제를 조제하였다.
<비교예 1>
상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>의 제1단계 분쇄에 대한 비교를 위하여 상기 고로 슬래그를 단독으로 하여 상기 <실시예 1>과 동일한 분쇄조건에서 분쇄하여 분쇄물을 얻었다
<시험예 1>
상기 <실시예 1> 및 <실시예 2> 각각의 제1분쇄물 및 <비교예 1>의 분쇄물의 시료에 대한 화학조성 및 KS L 5106(공기투과장치에 의한 포틀랜드 시멘트의 분말도 시험방법)에 의해 측정한 분말도를 아래 [표 5]에 나타내었다.
구분 조성성분(%) LOI(%) 분말도 (cm2/g)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3
실시예 1 13.74 6.47 9.02 35.92 6.17 26.50 1.07 7460
실시예 2 13.26 6.25 8.67 34.56 5.93 25.44 4.76 7050
비교예 1 35.21 15.32 0.51 43.30 3.77 0.44 0.15 3800
상기 [표 5]에 나타낸 바와같이 바텀애시와 슬래그를 조합하여 분쇄한 분쇄물이 슬래그 단독 분쇄한 <비교예 1>에 비하여 분말도가 높게 나타난 것을 알 수 있으며 이에 따라 분급에 의한 철성분을 분리 회수율도 향상될 것을 예측할 수 있다.
<시험예 2>
조합분쇄 및 단독분쇄에 대한 분쇄수율 및 분철발생의 비교 시험을 위하여 아래 [표 6]에 나타낸 조성비율로 배합한 각 배합물 1000g을 분쇄 일지수 시험기(볼밀)를 이용하여 5,000회 회전시켜 분쇄한 분쇄물로부터 30g을 시료로 채취하여 KS L 5112 45㎛(325mesh)분말도 측정체를 이용하여 분쇄수율(%) 및 분철발생비(%)을 측정하고 그 결과를 아래 [표 6]에 나타내었다.
구분 잔사량(g) 분쇄수율(%) 분철발생비(%)
Bottom Ash(%) 고로슬래그(%)
- 100 4.31 85.6 0.23
100 - 8.51 71.6 12.7
원상태 95 5 9.14 74.25 12.11
수화상태 95 5 7.54 74.87 11.85
상기 [표 6]에 나타낸 바와 같이 고로 수재 슬래그 단독 분쇄는 분철발생이 미미한 수준이고, Fe가 많이 함유되어 있는 바텀애시는 단독 분쇄보다는 고로 수재 슬래그와 혼합에 의한 조합분쇄가 분쇄수율 및 분철 발생비가 향상되는 것을 알 수 있다.
<실시예 3> 및 <실시예 4>
- 수재 슬래그 시멘트 조성물 제조
포틀랜드 시멘트 49중량부, 상기 고로 수재 슬래그는 국내 D사의 미분말 고로 슬래그 43중량부 및 상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>에서 조제한 각각의 개선제 8중량부를 균일하게 배합하여 수재 슬래그 시멘트 조성물 제조하였다.
<비교예 2>
비교를 위하여 포틀랜드 시멘트 49중량부와 D사의 미분말 고로 슬래그(B) 49중량부 및 아래 [표 7]에 나타낸 바와 같은 천연무수석고 2중량부를 배합한 수재 슬래그 시멘트 조성물을 제조하였다.
성분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 LOI 분말도 (cm2/g)
조성(%) 1.84 Tr Tr 39.82 Tr 55.70 1.10 3900
<시험예 3>
상기 <실시예 1>, <실시예 2> 및 <비교예 2>에서 제조한 슬래그 시멘트를 시료로 하여 화학조성 및 분말도를 측정하고 그 결과를 이래 [표 8]에 나타내었다.
성분 화학조성(%) LOI(%) 분말도(cm2/g)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3
실시예 3 26.38 9.74 2.53 52.00 3.85 3.17 1.14 4300
실시예 4 26.35 9.73 2.51 51.92 3.83 3.11 1.37 4310
비교예 2 27.22 10.03 1.72 52.71 3.57 2.53 1.10 4000
상기 [표 8]에 나타낸 바와 같이 본 발명의 고로슬래그 시멘트 조성물의 화학분석결과 SO3 함량 3.17%, 3.11%로, 초기강도 개선을 위하여 배합하는 천연무수석를 배합한 <비교예 2>의 SO3 함량 2.53% 보다 높은 것으로 나타났으며, 분말도도 <비교예 2>의 4000cm2/g 대비 4300 ~ 4310cm2/g으로 높은 것을 알 수 있다.
<시험예 4>
시멘트 압축강도 시험을 위하여 KS L 5105(수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법)에 따라 상기 <실시예 3>, <실시예 4> 및 <비교예 2>의 슬래그 시멘트 조성물의 W/C비율을 50%로 고정하여 시험체를 각각 제작한 다음, 각각의 시험체를 항온·항습기(온도 20℃, 습도95%)에 24시간 보관 후 양생수조(20℃ 조건)에서 양생 후, 3일, 7일, 28일 각 재령별로 압축강도를 측정하였으며, 그 결과를 아래 [표 9]에 나타내었다.
구분 압축강도(N/mm2)
3일 7일 28일
강도 % 강도 % 강도 %
실시예 3 18.75 103.71 30.91 99.23 56.31 90.30
실시에 4 18.98 104.98 30.96 99.39 56.49 90.59
비교예 2 18.08 100 31.15 100 62.36 100
상기 [표 9]에 나타낸 바와같이 <실시예 3> 및 <실시예 4>의 초기강도 재령 3일에서 천연석고 배합 시멘트의 초기강도를 능가하는 강도발현을 보이고 있으며, 이는 고로 수재 슬래그와의 반응시 Pozzolan 반응보다는 황산염에 의한 Ettringite의 수화생성이 활발히 진행됨으로서 초기 압축강도발현이 증가되는 것으로 판단되고, 재령 7일에서도 초기강도 발명율 99.23%, 99.39%로 대등한 수준을 보이는 점에서 본 발명의 개선제가 시멘트 초기강도 발현에 있어서 천연석고를 대체할 수 있는 것을 확인할 수가 있다.

Claims (9)

  1. a). 원상태의 비텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시와 원상태의 고로 수재슬래그를 조합하고 미분쇄하여 제1분쇄물을 얻는 제1단계,
    b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 얻는 제2단계 및
    c) 제2단계에서 얻은 제2분쇄물 100중량부에 대하여 플라이애시 30~ 35중량부를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 제1단계는 원상태 바텀애시 또는 수화상태의 바텀애시 100중량부와 원상태의 고로 수재슬래그 5 ~ 10중량부를 조합하여 미분쇄하는 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 제 1단계의 원상태의 고로 수재슬래그는 제철공정의 고로에서 발생하는 용융슬래그에 고압의 물을 분사하여 급냉에 의해 모래상태로 유리질화시킨 것으로 분쇄하지 않은 상태의 고로 수재 슬래그인 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 제2단계에서 분리된 철성분은 제강원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법.
  5. a). 원상태의 바텀애시 또는 수화시켜 건조한 수화상태의 바텀애시와 원상태의 고로 수재슬래그를 조합하고 미분쇄하여 제1분쇄물을 얻는 제1단계,
    b). 제1단계의 제1분쇄물을 분급에 의해 철성분(Fe)과 분쇄물을 분리하여 철성분(Fe)과 제2분쇄물을 얻는 제2단계,
    c). 제2단계에서 얻은 제2분쇄물 100중량부에 대하여 플라이애시 30 ~ 35중량부를 배합하여 개선제를 얻는 제3단계 및
    d). 상기 제 3단계의 개선제를 시멘트 총중량에 대하여 2 ~ 15중량% 조성되도록 하여 시멘트 조성물을 얻는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트 조성물의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 제1단계는 원상태의 바텀애시 또는 수화상태의 바텀애시 100중량부와 원상태의 고로 수재슬래그 5 ~ 10중량부를 조합하여 미분쇄하는 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트 조성물의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 제 1단계의 원상태의 고로 수재슬래그(A)는 제철공정의 고로에서 발생하는 용융슬래그에 고압의 물을 분사하여 급냉에 의해 모래상태로 유리질화시킨 것으로 분쇄하지 않은 상태의 고로 수재 슬래그인 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트 조성물의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 제2단계에서 분리된 철성분은 제강원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트의 초기강도 개선제의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 제4단계의 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 혼합시멘트 또는 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 미분말 고로 수재슬래그 50 ~ 90중량부로 조성된 고로 수재슬래그 시멘트인 것을 특징으로 하는 바텀애시 및 플라이애시를 이용한 시멘트 조성물의 제조방법.
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