KR20200113347A - Blast furnace slag stimulant for improving the replacement rate of blast furnace slag powder - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a blast furnace slag stimulant for improving a replacement rate of blast furnace slag fine powder, and more specifically, to a blast furnace slag stimulant for improving a replacement rate of blast furnace slag fine powder, capable of increasing content of blast furnace slag fine powder in blast furnace slag cement to 50 to 60 wt%, increasing initial strength by promoting initial hydration reaction of slag cement, and exhibiting inexpensive and equivalent or higher performance than conventional cement while being eco-friendly, by using circulating fluidized bed boiler ash, an industrial byproduct discharged from thermal power plants using circulating fluidized bed boilers, as a stimulant for blast furnace slag.

Description

고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제{Blast furnace slag stimulant for improving the replacement rate of blast furnace slag powder}Blast furnace slag stimulant for improving the replacement rate of blast furnace slag powder}

본 발명은 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순환유동층 보일러를 사용하는 화력발전소에서 배출되는 산업부산물인 순환유동층 보일러 애시를 고로슬래그의 자극제로서 활용함으로써, 고로슬래그 시멘트에서 고로슬래그 미분말의 함량을 50~60중량%로 높일 수 있고, 슬래그시멘트의 초기 수화반응을 촉진하여 초기강도를 증가시키고, 친환경적이면서도 기존 시멘트 대비 저렴하고 동등 이상의 성능을 발휘할 수 있는 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제에 관한 것이다.The present invention relates to a blast furnace slag stimulating agent for improving the replacement rate of fine blast furnace slag, and more particularly, by utilizing a circulating fluidized bed boiler ash, an industrial by-product discharged from a thermal power plant using a circulating fluidized bed boiler, as a stimulating agent for blast furnace slag, blast furnace slag Blast furnace slag fine powder that can increase the content of blast furnace slag fine powder in cement to 50 to 60% by weight, increases initial strength by promoting the initial hydration reaction of slag cement, and is eco-friendly, yet inexpensive compared to existing cement, and can exhibit the same or better performance. It relates to a blast furnace slag stimulator for improving the substitution rate.

국내 발전소에서 배출되는 부산물의 종류가 다양해지고, 발생량이 증가함에 따라 부산물을 안정적이고 지속적으로 재활용하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 최근 시멘트 산업의 CO2 배출을 줄이기 위해 시멘트를 사용하지 않는 비소성 결합재 개발에 대한 관심이 높아지고 있다.As the kinds of by-products discharged from domestic power plants are diversified and the amount of by-products is increased, research is being conducted to stably and continuously recycle by-products, and recently, a non-fired binder that does not use cement to reduce CO 2 emissions in the cement industry. There is a growing interest in development.

순환유동층 보일러를 이용한 화력발전은 저급 석탄을 연소시키기에 효율이 높아 최근 증가추세에 있다. 그러나 이러한 형태의 보일러는 탈황공정이 석탄의 연소와 함께 이루어지면서 발생되는 플라이애시의 성분에 다량의 CaO가 함유된다. 이에 따라 순환유동층 보일러 석탄재의 활용성이 매우 저조한 실정이다. Thermal power generation using a circulating fluidized bed boiler is on the rise in recent years due to its high efficiency in burning low-grade coal. However, in this type of boiler, a large amount of CaO is contained in the composition of fly ash generated when the desulfurization process is performed with the combustion of coal. Accordingly, the utilization of circulating fluidized bed boiler coal ash is very poor.

고로슬래그는 제철공정의 고로에서 발생되는 것으로, 특성에 따라 시멘트 첨가제, 파쇄골제 등의 성분으로 제한적으로 이용되고 있으며, 최근 건축용 재료, 요업재료 등 다방면으로 활용되고 있다. 그중 고로슬래그는 고로에서 배출되는 슬래그를 급냉하여 만드는데, 고로슬래그를 수쇄슬래그화 시키면 에너지가 높은 상태가 되어 반응성이 높아지는 반면, 고로 수쇄 슬래그 단독으로는 물과 반응하지 않아 수화반응이 거의 일어나지 않는다.Blast furnace slag is generated in the blast furnace of the iron-making process, and is limitedly used as components such as cement additives and crushed aggregates depending on the characteristics, and is recently used in various fields such as building materials and ceramic materials. Among them, blast furnace slag is made by quenching the slag discharged from the blast furnace.If the blast furnace slag is converted into crushed slag, the energy is high and the reactivity increases, whereas the blast furnace slag alone does not react with water, so hydration reaction hardly occurs.

그러나, 특정한 조건하에서는 수화반응이 급속히 일어나는데, 고로 슬래그의 이러한 특성을 잠재수경성이라 한다. 예를 들면, Ca(OH)2와 같은 알칼리가 존재하는 알칼리 분위기에서는 수화반응이 일어난다. 즉, 황산염이나 소량의 소석회 등이 존재하면 고로 수쇄 슬래그의 유리질의 구조를 파괴시켜 SiO2, Al2O3, CaO, MgO 등의 이온들을 용출시켜 액상 중의 이온의 농도가 증가되면서 지속적으로 고로 수쇄 슬래그 입자를 자극하여 높은 수경성을 나타낸다.However, under certain conditions, the hydration reaction occurs rapidly, and this property of blast furnace slag is called latent hydraulicity. For example, a hydration reaction occurs in an alkaline atmosphere in which an alkali such as Ca(OH) 2 exists. In other words, when sulfate or a small amount of slaked lime is present, the blast furnace crushing destroys the vitreous structure of the slag and elutes ions such as SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, and MgO. It stimulates the slag particles and shows high hydraulic properties.

고로슬래그의 수화반응을 간단히 설명하면, 먼저 고로슬래그가 물과 접한 직후에 Ca2 ++가 용출되고 그 표면에 투과성이 나쁜 부정형의 산화피막이 형성되어지며 피막으로 인해 고로슬래그 입자 속으로 물의 침투 및 고로슬래그 입자로부터의 이온의 용출이 억제되기 때문에 수화반응은 진행되지 않는다.To briefly explain the hydration reaction of blast furnace slag, first, Ca 2 ++ is eluted immediately after the blast furnace slag comes into contact with water, and an amorphous oxide film with poor permeability is formed on the surface of the blast furnace slag. Since the elution of ions from the blast furnace slag particles is suppressed, the hydration reaction does not proceed.

그러나 알칼리 자극제에 의해 고로슬래그 입자에 OH-가 흡착되면 유리구조가 파괴되어 SiO2, Al2O3, CaO, MgO의 용출이 촉진된다. 즉, 고로슬래그 입자의 유리구조를 구성하고 있는 SiO2계의 3차원 망상 구조체의 막 구조가 pH 12 이상의 강알칼리에 의해 절단되면 그 막 구조속에 있는 CaO, MgO, Al2O3 등이 쉽게 용출할 수 있어 반응이 시작되게 되는 것이다.However, when OH - is adsorbed to the blast furnace slag particles by an alkali stimulant, the glass structure is destroyed and the elution of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO and MgO is promoted. In other words, if the film structure of the SiO 2 -based three-dimensional network structure constituting the glass structure of the blast furnace slag particles is cut by a strong alkali of pH 12 or higher, CaO, MgO, Al 2 O 3 in the film structure can be easily eluted. You can start a reaction.

일단 반응이 시작되면 고로슬래그는 자체에서 용출되는 알칼리성분에 의해 높은 pH의 지속이 가능하게 되고, 이 이상의 알칼리 자극제는 불필요하게 된다. 따라서 알칼리 자극제의 양은 초기 수화반응을 일으킬 수 있는 정도만 필요하며 이후의 반응은 고로슬래그 속에 함유되어 있는 CaO와 SiO2가 용출하여 지속적인 수화반응을 하며 C-S-H계의 수화물을 형성하게 되는 것이다. 따라서 이와 같은 수화진행 메커니즘으로 인해 고로슬래그의 잠재수경성은 보통 포틀랜드 시멘트의 수화반응보다 수화 진행속도가 지연되게 되고, 고로슬래그 혼입 경화체의 초기강도 지연을 가져오게 된다.Once the reaction is started, the blast furnace slag can maintain a high pH due to the alkali component that is eluted from itself, and an alkali stimulant more than this becomes unnecessary. Therefore, the amount of the alkali stimulant is only necessary to cause the initial hydration reaction, and the subsequent reaction is that the CaO and SiO 2 contained in the blast furnace slag elute to continue hydration and form CSH-based hydrates. Therefore, due to this hydration progress mechanism, the latent hydraulicity of the blast furnace slag delays the hydration progression speed compared to the hydration reaction of the normal Portland cement, resulting in a delay in the initial strength of the blast furnace slag-incorporated hardened body.

그러나 고로 슬래그의 잠재수경성을 자극시켜 수화 반응을 촉진시키게 되면 고로슬래그 입자에 OH-가 흡착되면서 유리구조가 파괴되어 SiO2, CaO, MgO, Al2O3의 용출이 촉진되고 반응이 시작되면서 자체 속에서 용출되는 알칼리성분에 의해 높은 pH가 지속하게 된다. 이렇게 고로슬래그의 잠재수경성을 자극시키는 재료를 알칼리 자극제라고 하는데, 알칼리 자극제는 고로 슬래그의 유리 구조를 형성하는 SiO4의 망목 구조를 절단하는 역할을 하여 물에서 용해를 진행시켜 슬래그 중에 함유된 CaO 와 SiO2가 용출되고 포틀랜드 시멘트와 동일한 수화 반응이 일어나 C-S-H계의 수화물이 생성되어 경화 현상이 일어나게 된다.However, if the hydration reaction is promoted by stimulating the latent hydraulicity of the blast furnace slag, the glass structure is destroyed as OH - is adsorbed to the blast furnace slag particles, and the elution of SiO 2 , CaO, MgO, Al 2 O 3 is promoted, and the reaction begins. The high pH is maintained by the alkaline component eluting from the inside. The material that stimulates the latent hydraulicity of the blast furnace slag is called an alkali stimulating agent, and the alkali stimulating agent serves to cut the network structure of SiO 4 that forms the glass structure of the blast furnace slag and proceeds dissolution in water to prevent CaO contained in the slag and SiO 2 is eluted and a hydration reaction similar to that of Portland cement occurs, producing CSH-based hydrates, causing a hardening phenomenon.

한편, 화력 발전소에서 발생하는 석탄회는 발전소의 보일러 타입에 따라 크게는 연소효율이 우수한 고발열량 유연탄을 사용하는 미분탄 보일러에서 나오는 석탄회와 연소효율이 낮은 저발열량 유연탄을 사용하는 순환유동층 보일러에서 나오는 석탄회로 분류될 수 있다.On the other hand, coal ash from thermal power plants is largely from coal ash from pulverized coal boilers using high-calorie bituminous coal with excellent combustion efficiency and coal circuit from circulating fluidized bed boilers using low-calorie bituminous coal with low combustion efficiency. Can be classified.

현재 국내에는 미분탄 보일러를 사용하는 발전소가 대부분이나 고발열량 유연탄이 고갈되면서 점점 그 가격이 올라가 저가인 저발열량 유연탄을 사용하는 순환유동층 보일러가 대안으로 제시되고 있는 시점이다.Currently, in Korea, most power plants using pulverized coal boilers are used, but as the high-calorific bituminous coal is depleted, the price of bituminous coal with high calorific value has risen gradually, and a circulating fluidized bed boiler using low-cost bituminous coal is being proposed as an alternative.

이러한 저발열량 유연탄을 사용하는 유동층 보일러에서 발생하는 순환순환유동층 보일러 애시는 노내 탈황 방식의 공정에서 발생되며, 탈황공정에서 생성되는 CaO분말과 SO3가 시멘트의 수화반응에 영향을 미치는 중요한 성분으로 작용하기 때문에 순환유동층 보일러 애시를 고로슬래그의 잠재수경성을 자극할 수 있는 자극제로 활용할 수 있도록 물리적 특성에 연구와 실험이 필요한 실정이다.The circulating circulating fluidized bed boiler ash generated in a fluidized bed boiler using such low-calorie bituminous coal is generated in the furnace desulfurization process, and CaO powder and SO 3 generated in the desulfurization process act as important components affecting the hydration of cement Therefore, research and experiments on physical properties are required so that circulating fluidized bed boiler ash can be used as a stimulator that can stimulate the latent hydraulicity of blast furnace slag.

대한민국 공개특허 제10-2018-0017837호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0017837 대한민국 공개특허 제10-2016-0053387호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0053387 대한민국 공개특허 제10-2016-0047101호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0047101 대한민국 공개특허 제10-2014-0008060호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0008060

본 발명은, 이와 같은 종래기술의 문제점들을 극복하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 순환유동층 보일러를 사용하는 화력발전소에서 배출되는 산업부산물인 순환유동층 보일러 애시를 고로슬래그의 자극제로서 활용함으로써, 고로슬래그 시멘트에서 고로슬래그 미분말의 함량을 50~60중량%로 높일 수 있고, 슬래그시멘트의 초기 수화반응을 촉진하여 초기강도를 증가시키고, 친환경적이면서도 기존 시멘트 대비 저렴하고 동등 이상의 성능을 발휘할 수 있는 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제를 제공하는 것이다.The present invention is to overcome the problems of the prior art, and an object of the present invention is to utilize the circulating fluidized bed boiler ash, which is an industrial by-product discharged from a thermal power plant using a circulating fluidized bed boiler, as a stimulating agent for blast furnace slag. Blast furnace slag fine powder that can increase the content of blast furnace slag fine powder in cement to 50 to 60% by weight, increases initial strength by promoting the initial hydration reaction of slag cement, and is eco-friendly, yet inexpensive compared to existing cement, and can exhibit the same or better performance. It is to provide a blast furnace slag stimulator for improving the substitution rate.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제는 고로슬래그 미분말의 수화반응을 촉진시키도록 고로슬래그 시멘트에 첨가되는 자극제로서, 순환유동층 보일러 애시를 활용하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the blast furnace slag stimulating agent for improving the replacement rate of the blast furnace slag fine powder according to the present invention is a stimulating agent added to the blast furnace slag cement to accelerate the hydration reaction of the blast furnace slag fine powder, and a circulating fluidized bed boiler ash is used. To do.

또한, 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말 치환율이 향상된 고로슬래그 시멘트는 고로슬래그 미분말 50~60중량부와; 보통 포틀랜드 시멘트 25~40중량부와; 고로슬래그 미분말의 자극제인 순환유동층 보일러 애시 10~15중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the blast furnace slag cement having improved blast furnace slag powder substitution rate according to the present invention includes 50 to 60 parts by weight of the blast furnace slag fine powder; Usually, 25 to 40 parts by weight of Portland cement; It characterized in that it contains; 10 to 15 parts by weight of circulating fluidized bed boiler ash, which is a stimulating agent for fine blast furnace slag powder.

또한, 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말 치환율이 향상된 고로슬래그 시멘트에 있어서, 순환유동층 보일러 애시는 바텀 애시 및 플라이 애시 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, in the blast furnace slag cement having an improved blast furnace slag powder replacement rate according to the present invention, the circulating fluidized bed boiler ash is characterized in that it is any one of bottom ash and fly ash.

본 발명에서 제안하고 있는 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제에 의하면, 순환유동층 보일러를 사용하는 화력발전소에서 배출되는 산업부산물인 순환유동층 보일러 애시를 고로슬래그의 자극제로서 활용함으로써, 고로슬래그 시멘트에서 고로슬래그 미분말의 함량을 50~60중량%로 높일 수 있고, 슬래그시멘트의 초기 수화반응을 촉진하여 초기강도를 증가시키고, 친환경적이면서도 기존 시멘트 대비 저렴하고 동등 이상의 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.According to the blast furnace slag stimulating agent for improving the replacement rate of blast furnace slag powder proposed in the present invention, the circulating fluidized bed boiler ash, which is an industrial by-product discharged from a thermal power plant using a circulating fluidized bed boiler, is used as a stimulating agent for blast furnace slag. The content of the blast furnace slag fine powder can be increased to 50 to 60% by weight, the initial strength is increased by promoting the initial hydration reaction of the slag cement, and it is eco-friendly, yet inexpensive compared to the existing cement, and has the effect of exhibiting the same or better performance.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 순환유동층 보일러 애시에 함유된 Free CaO 함량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 순환유동층 보일러 애시에 대한 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the content of Free CaO contained in the circulating fluidized bed boiler ash.
2 is a graph showing the results of XRD analysis of the circulating fluidized bed boiler ash.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or precedents of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본 발명에 따른 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제는 화력발전소에서 배출되는 산업부산물인 순환유동층 보일러 애시를 사용하는데, 이러한 순환유동층 보일러 애쉬는 아래 표 1과 같이 분말도가 대단히 높은 재료로 지반주입재 재료로서 사용도 가능하며, 도 1에서 확인할 수 있듯이 기존의 미분탄 플라이애시와는 달리 Free CaO가 8%정도 포함되어 자경성의 특성도 가지고 있다.The blast furnace slag stimulating agent for improving the replacement rate of blast furnace slag powder according to the present invention uses circulating fluidized bed boiler ash, which is an industrial by-product discharged from thermal power plants, and such circulating fluidized bed boiler ash is made of a material with very high powder as shown in Table 1 below. It can also be used as an injection material, and as can be seen in FIG. 1, unlike the conventional pulverized fly ash, it contains about 8% of Free CaO, so it has a self-hardening property.

시험항목Test Items KS기준KS standard 시험값Test value 수분함량(%)Moisture content (%) 1.0% 이하1.0% or less 0.80.8 겉보기 비중Apparent specific gravity -- 0.650.65 밀도(g/㎤)Density (g/cm3) 1.95 이상1.95 or higher 2.842.84 분말도(㎠/g)Powder degree (㎠/g) 2,500 이상 2,500 or more 7,5427,542 플로우값 비(%)Flow value ratio (%) 85이상
(플라이애시 3종 기준)
85 or more
(Based on 3 types of fly ash)
8787
28일 활성도지수(%)28-day activity index (%) 80 이상
(플라이애시 3종 기준)
80 or more
(Based on 3 types of fly ash)
9595

도 2를 참조하면 순환유동층 보일러 애시에는 CaSO4, SiO2, CaO 그리고, Fe 성분이 포함된 Ca2(Fe(Fea3b)O5)와 Fe2MgO4의 피크가 확인되었다.Referring to FIG. 2, peaks of CaSO 4 , SiO 2 , CaO and Ca 2 (Fe(Fe a 3 b )O 5 ) and Fe 2 MgO 4 containing Fe components were observed in the circulation fluidized bed boiler ash.

이러한 분석결과로 보아, 순환유동층 보일러 애시에는 다량의 SiO2와 CaO 성분, 그리고, SO3성분 등이 포함된 것을 알 수 있다.From these analysis results, it can be seen that the circulating fluidized bed boiler ash contains a large amount of SiO 2 and CaO components, and SO 3 components.

순환유동층 보일러 애시에 대하여 XRF 분석을 하여 다른 재료의 화학성분과 비교한 자료는 아래 표 2와 같다.The data compared with the chemical composition of other materials by XRF analysis of the circulating fluidized bed boiler ash are shown in Table 2 below.

CaOCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO SO3 SO 3 K2OK 2 O Na2ONa 2 O OPCOPC 62.062.0 22.422.4 5.85.8 4.34.3 3.23.2 2.42.4 0.60.6 0.10.1 고로슬래그 Blast Furnace Slag 48.648.6 31.731.7 13.113.1 0.390.39 4.24.2 0.540.54 0.4060.406 0.0190.019 플라이애시Fly ash 3.83.8 58.458.4 21.321.3 5.135.13 1.261.26 0.00.0 1.581.58 1.631.63 유동층보일러 애쉬Fluid Bed Boiler Ash 22.322.3 31.631.6 16.516.5 18.518.5 7.427.42 3.643.64 0.910.91 0.1530.153

표 2를 참조하면 순환유동층 보일러 애시는 OPC(보통 포틀랜드 시멘트)나 고로슬래그에 비하면 CaO성분은 다소 적지만, 기존의 미분탄 플라이애시보다 월등히 많은 CaO 함량을 가지고 있어, 국내 플라이애시 규격에 맞지는 않지만, 미국의 C급 플라이애시에 해당하는 애시라 할 수 있다.Referring to Table 2, the circulating fluidized bed boiler ash has a little less CaO content than OPC (normal Portland cement) or blast furnace slag, but has a significantly higher CaO content than conventional pulverized fly ash, so it does not meet the domestic fly ash standard. , It can be said to be an ash equivalent to the C-class fly ash of the United States.

또한, Fe2O3가 다른 재료에 비해 월등히 많이 함유되어있는 것이 특징이며, 이러한 특징으로 인해 재료의 색깔은 다소 갈색을 띄고 있다.In addition, Fe 2 O 3 is characterized by containing much more than other materials, and due to this characteristic, the color of the material is somewhat brown.

이러한 재료적인 특성으로 인하여 순환유동층 보일러 애시를 고로슬래그의 자극재로 활용하여 고로슬래그의 사용량을 증대하고자 한다.Due to these material characteristics, it is intended to increase the amount of blast furnace slag used by using circulating fluidized bed boiler ash as a stimulating material for blast furnace slag.

이하에서는 고로슬래그 시멘트에 순환유동층 보일러 애시를 첨가하여 물리적 시험을 하였다.Hereinafter, a physical test was performed by adding circulating fluidized bed boiler ash to blast furnace slag cement.

순환유동층 보일러 애시를 첨가하였을 때 고로슬래그 시멘트 중의 슬래그 사용량 증대를 확인하기 위하여 고로슬래그 시멘트에 순환유동층 보일러 애시를 적정량 대체한 아래 실시예 1, 2의 고로슬래그 시멘트를 이용하여 공시체를 제작하였다. 그리고 공시체 제작시 시멘트 페이스트의 배합비는 시멘트 대비 물비 = 65%로 하였고, 양생조건은 항온항습(22℃, Rh 95%)로 하였다.In order to confirm the increase in the amount of slag in the blast furnace slag cement when the circulating fluidized bed boiler ash was added, a specimen was prepared using the blast furnace slag cements of Examples 1 and 2 below, in which an appropriate amount of the circulating fluidized bed boiler ash was replaced with the blast furnace slag cement. And when making the specimen, the mixing ratio of the cement paste was made to be water to cement ratio = 65%, and the curing condition was constant temperature and humidity (22℃, Rh 95%).

실시예 1, 2의 고로슬래그 시멘트와, 대조군인 비교예 1의 고로슬래그 시멘트의 조성비는 아래와 같다.The composition ratio of the blast furnace slag cement of Examples 1 and 2 and the blast furnace slag cement of Comparative Example 1 as a control are as follows.

고로슬래그 미분말 50중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 40중량부, 순환유동층 보일러 애시 10중량부의 조성비로 이루어진 고로슬래그 시멘트Blast furnace slag cement consisting of 50 parts by weight of blast furnace slag powder, 40 parts by weight of normal Portland cement, and 10 parts by weight of circulating fluidized bed boiler ash

고로슬래그 미분말 60중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 25중량부, 순환유동층 보일러 애시 15중량부의 조성비로 이루어진 고로슬래그 시멘트Blast furnace slag cement consisting of 60 parts by weight of blast furnace slag fine powder, 25 parts by weight of normal Portland cement, and 15 parts by weight of circulating fluidized bed boiler ash

[비교예 1][Comparative Example 1]

고로슬래그 미분말 40중량부, 보통 포틀랜드 시멘트 60중량부의 조성비로 이루어진 고로슬래그 시멘트Blast furnace slag cement consisting of 40 parts by weight of blast furnace slag fine powder and 60 parts by weight of normal Portland cement

[[ 시험예Test example 1]유동성 및 길이변화율을 측정 시험 1] Flowability and length change rate measurement test

시멘트 페이스트를 제조하여 유동성 및 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과는 아래 표 3 및 표 4와 같다.A cement paste was prepared and the fluidity and length change rate were measured, and the results are shown in Tables 3 and 4 below.

아래 표 3은 시멘트 페이스트의 유동성 측정 결과를 나타낸 것이다.Table 3 below shows the results of measuring the flowability of the cement paste.

플로우치Flowch 비교예 1Comparative Example 1 190190 실시예 1Example 1 185185 실시예 2Example 2 180180

표 3의 시험결과를 참조하면, 순환유동층 보일러 애시를 사용하면 유동성은 다소 저하하는 것을 알 수가 있다.Referring to the test results in Table 3, it can be seen that the fluidity slightly decreases when the circulating fluidized bed boiler ash is used.

이는 기존의 미분탄 플라이애시가 구형의 형상을 가지고 있는 반면에 순환유동층 보일러 애시는 형상이 구형이 아니기 때문에 다소 유동성이 떨어진 것으로 판단된다.This is judged to be somewhat inferior in fluidity because the conventional pulverized fly ash has a spherical shape, whereas the circulation fluidized bed boiler ash is not spherical in shape.

아래 표 4는 시멘트 페이스트의 길이변화율 측정 결과를 나타낸 것이다.Table 4 below shows the measurement results of the length change rate of the cement paste.

28일 길이변화율28-day length change rate 비교예 1Comparative Example 1 -0.12%-0.12% 실시예 1Example 1 -0.07%-0.07% 실시예 2Example 2 -0.08%-0.08%

표 4를 참조하면 길이변화율을 측정한 결과, 고로슬래그 시멘트만을 사용한 비교예 1의 배합은 28일 길이변화율이 0.12%로 나타났으나, 순환유동층 보일러 애시를 혼합한 실시예 1, 2의 공시체는 길이변화율이 이보다는 적게 나타나, 순환유동층 보일러 애시를 사용하게 되면 다소 수축효과가 나타난다는 것을 알 수 있었다.Referring to Table 4, as a result of measuring the length change rate, the mixture of Comparative Example 1 using only blast furnace slag cement showed a length change rate of 0.12% on 28 days, but the specimens of Examples 1 and 2 mixed with circulating fluidized bed boiler ash were The length change rate was less than this, and it was found that the shrinkage effect appeared somewhat when the circulating fluidized bed boiler ash was used.

구분division 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 3일3 days 7일7 days 28일28 days 비교예 1Comparative Example 1 7.77.7 11.811.8 24.724.7 실시예 1Example 1 7.67.6 12.412.4 25.325.3 실시예 2Example 2 7.57.5 11.711.7 25.125.1

표 5의 시험결과를 참조하면, 기존 고로슬래그 시멘트에 유동층보일러 애시를 첨가한 실시예 1, 2의 경우, 전 재령에 걸쳐 압축강도 발현은 크게 차이가 없었다.Referring to the test results in Table 5, in the case of Examples 1 and 2 in which the fluidized bed boiler ash was added to the existing blast furnace slag cement, there was no significant difference in the expression of compressive strength over all ages.

비교예 1에 비해 고로슬래그 함량을 높이고 시멘트 함량은 줄인 실시예 1, 2의 경우 압축 강도 등의 물리적 특성 저하가 없다는 것을 확인할 수 있었다.In the case of Examples 1 and 2 in which the blast furnace slag content was increased and the cement content was decreased compared to Comparative Example 1, it was confirmed that there was no decrease in physical properties such as compressive strength.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention described above is merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, it will be appreciated that the present invention is not limited to the form mentioned in the detailed description above. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims. In addition, the present invention is to be understood as including the spirit of the present invention as defined by the appended claims and all modifications, equivalents and substitutes within the scope thereof.

Claims (3)

고로슬래그 미분말의 수화반응을 촉진시키도록 고로슬래그 시멘트에 첨가되는 자극제로서, 순환유동층 보일러 애시를 활용하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말 치환율 향상을 위한 고로슬래그 자극제.
As a stimulating agent added to the blast furnace slag cement to accelerate the hydration reaction of the blast furnace slag powder, a blast furnace slag stimulator for improving the replacement rate of fine blast furnace slag powder, characterized by using a circulating fluidized bed boiler ash.
고로슬래그 미분말 50~60중량부와;
보통 포틀랜드 시멘트 25~40중량부와;
고로슬래그 미분말의 자극제인 순환유동층 보일러 애시 10~15중량부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말 치환율이 향상된 고로슬래그 시멘트.
50 to 60 parts by weight of blast furnace slag fine powder;
Usually, 25 to 40 parts by weight of Portland cement;
10 to 15 parts by weight of circulating fluidized bed boiler ash, which is a stimulant for fine blast furnace slag powder;
A blast furnace slag cement having an improved blast furnace slag powder replacement rate, comprising: a.
제2항에 있어서,
상기 순환유동층 보일러 애시는 바텀 애시 및 플라이 애시 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말 치환율이 향상된 고로슬래그 시멘트.
The method of claim 2,
The circulating fluidized bed boiler ash is a blast furnace slag cement having improved blast furnace slag fine powder replacement rate, characterized in that any one of bottom ash and fly ash.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102649805B1 (en) * 2022-11-14 2024-03-21 (주)에스피에스엔에이 Active Blast Furnace Slag Fine Powder Containing Slag Stimulanting Materials

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130048482A (en) * 2011-11-02 2013-05-10 (주)건설표준시험원 Binder composition for concrete comprising bottom ash
KR20140008060A (en) 2012-07-10 2014-01-21 한일시멘트 (주) The composite of non-cement based on blast furnace slag and fly ash, manufacturing method of dry mortar using the it
KR101607394B1 (en) * 2014-10-06 2016-03-30 현대건설주식회사 Geopolymer based on blast furnace slag using ash of circulating fluidized bed boiler and method for manufacturing thereof
KR20160047101A (en) 2014-10-22 2016-05-02 주식회사 대웅 Binder composition
KR20160053387A (en) 2014-11-04 2016-05-13 (주)에스엠테크 Cementless promotion-type admixture, and cementless composition comprising it
KR20170106746A (en) * 2016-03-14 2017-09-22 유한회사 삼학콘크리트 Composition of non-cement type unsintered inorganic binder using circulation resorce
KR20180017837A (en) 2016-08-11 2018-02-21 문경주 Composition agent
KR101882270B1 (en) * 2017-11-09 2018-07-26 고려에프에이(주) Eco-friendly and low carbon Mortar
KR20190002895A (en) * 2017-06-30 2019-01-09 주식회사 대웅 Binder composition for replacement of cement using circulation resources

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130048482A (en) * 2011-11-02 2013-05-10 (주)건설표준시험원 Binder composition for concrete comprising bottom ash
KR20140008060A (en) 2012-07-10 2014-01-21 한일시멘트 (주) The composite of non-cement based on blast furnace slag and fly ash, manufacturing method of dry mortar using the it
KR101607394B1 (en) * 2014-10-06 2016-03-30 현대건설주식회사 Geopolymer based on blast furnace slag using ash of circulating fluidized bed boiler and method for manufacturing thereof
KR20160047101A (en) 2014-10-22 2016-05-02 주식회사 대웅 Binder composition
KR20160053387A (en) 2014-11-04 2016-05-13 (주)에스엠테크 Cementless promotion-type admixture, and cementless composition comprising it
KR20170106746A (en) * 2016-03-14 2017-09-22 유한회사 삼학콘크리트 Composition of non-cement type unsintered inorganic binder using circulation resorce
KR20180017837A (en) 2016-08-11 2018-02-21 문경주 Composition agent
KR20190002895A (en) * 2017-06-30 2019-01-09 주식회사 대웅 Binder composition for replacement of cement using circulation resources
KR101882270B1 (en) * 2017-11-09 2018-07-26 고려에프에이(주) Eco-friendly and low carbon Mortar

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102649805B1 (en) * 2022-11-14 2024-03-21 (주)에스피에스엔에이 Active Blast Furnace Slag Fine Powder Containing Slag Stimulanting Materials

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