KR20230094434A - 유동성 채움재 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 유동성 채움재는 0 중량부 내지 10 중량부인 시멘트; 20 중량부 내지 40 중량부인 고로슬래그; 30 중량부 내지 70 중량부인 우드펠릿 플라이애시; 및 10 중량부 내지 20 중량부인 CaSO4;를 포함한다.
Description
본 발명은 유동성 채움재에 관한 것으로 보다 상세하게는 저강도 유동성 채움재(CLSM)에 관한 것이다.
본 발명은 과제 결과물로서 과제정보는 다음과 같다.
1. 세부과제번호 : 제2020-현장(영동)-01호
2. 시행부처 : 남동발전
3. 연구관리전문기관 : 남동발전
4. 사업명 : 현장기술연구개발과제
5. 과제명 : 우드펠릿플라이애쉬를 이용한 무시멘트 기반 지반 고화재 개발
6. 주관기관 : 공주대학교 산학협력단
7. 연구기간 : 2020-04-01 ~ 2021-09-30
8. 산단과제번호 : 1차년도 2020-0388-01 / 2차년도 2021-1035-01
유동성 채움재는 1964년 미국에서 처음 소개되어 현재는 많은 국가에서 다양한 부분의 채움재로 널리 사용되고 있으며, 전통적인 토질 압착 방식에 비해 현장 작업 및 장비 요구 사항이 적고, 건설 속도가 빠르며 접근이 제한되거나 제한된 지역에서도 사용이 가능한 장점을 가지고 있다.
미국 콘크리트협회(ACI, American Concrete Institue)에서는 굴착유무와 방법에 따라 유동성 채움재의 강도, 범위, 시험방법 등을 제안하고 있으며, 일본에서는 적용대상에 따른 품질기준과 시공방법을 제시하고 있다.
유동성 채움재는 상대적으로 강도가 낮은 재료로 설계되므로 혼합물에 사용되는 재료의 품질 요구 사항이 낮으며, 대안적인 재료 및 골재로 다양한 산업부산물 및 폐기물, 리싸이클링 재료 등을 안전하면서도 유효하게 경제적으로 이용할 수 있다.
유동성 채움재는 고유동성, 경화성, 자기충전성 등의 우수한 성능을 조절하여 적용할 수 있기 때문에 협소한 공간으로 다짐 작업이 어려운 건설현장 등의 되메우기 및 뒷채움 재료로 이용하면 대단히 효과적이며, 건축 및 토목분야에서의 광범위한 적용이 가능하다.
한편, 친환경 연료로서의 우드펠릿(wood pellet) 발전은 목재 가공 공정에서 발생하는 건조된 목재를 분쇄 후 압축하여 만든 것으로 기존의 연료로 활용되고 있는 무연탄 및 유연탄에 비해 연소 시 낮은 대기오염물질을 발생시키는 특성을 보인다.
우드펠릿 발전은 석탄 화력발전에 비하여 연소율이 높아 연료 중량의 약 2% 정도 플라이애시로 발생되며, 앞으로 우드펠릿 발전량의 증가에 따라 우드펠릿 애시의 발생량도 증가할 것으로 판단된다.
우드펠릿 플라이애시는 지속적으로 발생하고 있음에도 불구하고, 현재까지 우드펠릿 플라이애시에 대한 활용 기술의 개발은 미진한 실정이다. 따라서 우드펠릿 플라이애시를 처리하기 위해 외부 업체에 공급하거나 회처리장에서 매립하고 있는 실정으로 외부 업체에 공급할 경우에는 관련 경비 지원이 필요하며, 사내에 매립할 경우에도 회처리장을 활용하여야 하므로 비용이 발생하게 된다. 더군다나 사내 회처리장이 포화상태에 다다르고 있기 때문에 신속하게 우드펠릿 플라이애시의 활용 기술개발이 필요한 실정이다.
따라서 우드펠릿 플라이애시를 활용한 유동성 채움재에 대한 요구가 증대되고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유동성 채움재는 우드펠릿 플라이애시를 활용하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 0 중량부 내지 10 중량부인 시멘트; 20 중량부 내지 40 중량부인 고로슬래그; 30 중량부 내지 70 중량부인 우드펠릿 플라이애시; 및 10 중량부 내지 20 중량부인 CaSO4;를 포함하는 유동성 채움재가 제공된다.
상기 시멘트가 0 중량부인 경우, 상기 고로슬래그는 20 중량부 내지 40 중량부이고, 상기 우드펠릿 플라이애시는 40 중량부 내지 70 중량부이고, 상기 CaSO4는 10 중량부 내지 20 중량부일 수 있다.
상기 시멘트 0 중량부, 상기 고로슬래그 20 중량부 내지 40 중량부, 상기 우드펠릿 플라이애시 40 중량부 내지 70 중량부, 그리고, 상기 CaSO4는 10 중량부 내지 20 중량부의 무시멘트 배합물의 경우, 2.0MPa 내지 3.0MPa의 압축 강도를 제공할 수 있다.
상기 시멘트, 상기 고로슬래그, 상기 우드펠릿 플라이애시 및 상기 CaSO4로 이루어진 제1 무시멘트 배합물과 제2 무시멘트 배합물의 경우, 상기 제1 무시멘트 배합물 및 상기 제2 무시멘트 배합물과, 상기 제1 무시멘트 배합물 및 상기 제2 무시멘트 배합물과 섞이는 물의 비가 서로 동일할 경우, 상기 우드펠릿 플라이애시의 함량이 클수록 유동성이 작아질 수 있다.
상기 무시멘트 배합물의 경우, 상기 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증가하고, 상기 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도는 낮아질 수 있다.
상기 시멘트 0 중량부 초과 10 중량부 이하, 상기 고로슬래그 20 중량부 내지 40 중량부, 상기 우드펠릿 플라이애시 30 중량부 내지 60 중량부, 및 상기 CaSO4 10 중량부 내지 20 중량부인 저시멘트 배합물의 경우, 3.0MPa 내지 10.7MPa의 압축 강도를 제공할 수 있다.
상기 시멘트, 상기 고로슬래그, 상기 우드펠릿 플라이애시 및 상기 CaSO4로 이루어진 제1 저시멘트 배합물과 제2 저시멘트 배합물의 경우, 상기 제1 저시멘트 배합물 및 상기 제2 저시멘트 배합물과, 상기 제1 저시멘트 배합물 및 상기 제2 저시멘트 배합물에 섞이는 물의 비가 서로 동일할 경우, 상기 우드펠릿 플라이애시의 함량이 클수록 유동성이 작아질 수 있다.
상기 저시멘트 배합물의 경우, 상기 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증가하고, 상기 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도는 낮아질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유동성 채움재는 우드펠릿 플라이애시를 활용하여 건축물 뒷채움용 및 공동 채움용 유동성 채움재를 제공할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실험배합물들의 플로우(flow) 측정결과를 나타낸다.
도 2는 실험배합물들의 플로우(flow) 측정사진을 나타낸다.
도 3은 실험배합물들의 블리딩(bleeding) 측정 결과를 나타낸다.
도 4는 실험배합물들의 블리딩(bleeding) 측정사진을 나타낸다.
도 5는 실험배합물들의 압축강도 실험결과를 나타낸다.
도 2는 실험배합물들의 플로우(flow) 측정사진을 나타낸다.
도 3은 실험배합물들의 블리딩(bleeding) 측정 결과를 나타낸다.
도 4는 실험배합물들의 블리딩(bleeding) 측정사진을 나타낸다.
도 5는 실험배합물들의 압축강도 실험결과를 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 출원인은 우드펠릿 플라이애시를 유동성 채움재의 재료로서 활용이 가능한 가에 대하여 검토하고자 표 1과 같은 실험계획을 수립하였다.
| Factors | Levels | Test items | |
| Fresh | Hardened | ||
| Cement content | Non cement Low cement |
* Flow * Bleeding |
* Compressive strength |
| Type of binder | OPC, Slag, Woodash, CaSO4 | ||
| 바인더의 함량 | Cement 0 ~ 10중량부 GGBS 20 ~ 40중량부 WA 30 ~ 70중량부 CaSO4 10 ~ 20중량부 |
||
조기강도 확보를 위해 주 바인더로 선정한 고로슬래그의 반응성을 높이기 위하여 석고를 사용하였다. 고로슬래그는 알칼리 자극제 이외에 SO3-와 같은 황산염 자극에도 영향을 받아 포졸란 반응으로 강도를 증진한다.
이와 같은 실험 계획은 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용으로의 활용가능성을 보고자 하는 것으로 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용 채움재의 성능 규정의 다음의 표 2와 같다.
| 구 분 | 일반 복구 | 평가 방법 | |
| 구조물 뒷채움 | 공동 채움 | ||
| 유동성(mm) | 200 이상 | 200 이상 | ASTM D 6103 |
| 블리딩률(%) | 1 미만 | 3 미만 | KS F 2433 |
| 일축압축강도 (4시간, MPa) |
- | - | KS F 2405 |
| 일축압축강도 (1일, MPa) |
- | - | KS F 2405 |
| 일축압축강도 (28일, MPa) |
0.3 이상 | 0.3 이상 | KS F 2405 |
| V-lot 유하시간(초) | 55 이내 | KS F 2432 | |
구조물 뒷채움용이란 구조물을 세우는 지면이 경사진 경우, 구조물 뒤의 비는 부분을 채우는 채움재를 의미할 수 있다. 공동 채움용이란 싱크홀과 같은 공동을 채우는 채움재를 의미할 수 있다.
표 3에서와 같이 실험배합물을 설계하여 실험배합물들이 구조물 뒷채움 및 공동채움용 채움재의 기준을 만족할 수 있는지를 실험하였다.
| ID | Weight (g) | SUM | ||||||
| W | Binder | |||||||
| Sum | C | GGBS | WA | CaSO4 | ||||
| 1 | C0G20W70S10 | 3000 | 3000.0 | 0.0 | 600.0 | 2100.0 | 300.0 | 6000.0 |
| 2 | C0G30W60S10 | 2700 | 3000.0 | 0.0 | 900.0 | 1800.0 | 300.0 | 5700.0 |
| 3 | C0G40W50S10 | 2500 | 3000.0 | 0.0 | 1200.0 | 1500.0 | 300.0 | 5500.0 |
| 4 | C0G20W60S20 | 2500 | 3000.0 | 0.0 | 600.0 | 1800.0 | 600.0 | 5500.0 |
| 5 | C00G30W50S20 | 2500 | 3000.0 | 0.0 | 900.0 | 1500.0 | 600.0 | 5500.0 |
| 6 | C00G40W40S20 | 2500 | 3000.0 | 0.0 | 1200.0 | 1200.0 | 600.0 | 5500.0 |
| 7 | C10G20W60S10 | 2900 | 3000.0 | 300.0 | 600.0 | 1800.0 | 300.0 | 5900.0 |
| 8 | C10G30W50S10 | 2500 | 3000.0 | 300.0 | 900.0 | 1500.0 | 300.0 | 5500.0 |
| 9 | C10G40W40S10 | 2500 | 3000.0 | 300.0 | 1200.0 | 1200.0 | 300.0 | 5500.0 |
| 10 | C10G20W50S20 | 2500 | 3000.0 | 300.0 | 600.0 | 1500.0 | 600.0 | 5500.0 |
| 11 | C10G30W40S20 | 2500 | 3000.0 | 300.0 | 900.0 | 1200.0 | 600.0 | 5500.0 |
| 12 | C10G40W30S20 | 2500 | 3000.0 | 300.0 | 1200.0 | 900.0 | 600.0 | 5500.0 |
표 3에서 ID는 실험배합물을 의미하며, 실험배합물의 C, G, W 및 S는 각각 시멘트, 고로슬래그, 우드펠릿 플라이애시, 탈황석고(CaSO4)를 나타낸다.
실험배합물의 숫자는 해당 성분의 중량부를 나타낸다. 예를 들어 C0G20W70S10는 시멘트 0중량부, 고로슬래그 20 중량부, 우드펠릿 플라이애시 70 중량부 및 탈황석고 10 중량부로 이루어진 실험배합물을 나타낸다.
항목 ID의 우측에 있는 항목 W는 실험배합물에 섞이는 물을 나타낸다. 실험배합물의 플로우가 200mm 이상이 되도록 단위수량(單位水量)이 조절되었다.
바인더의 C, GGBS, WA, 및 CaSO4는 각각 시멘트, 고로슬래그, 우드펠릿 플라이애시 및 탈황석고를 나타낸다.
높은 유동성과 낮은 블리딩, 목표강도 발현을 위하여 물과 바인더의 비율 W/B는 설정을 하지 않고 배합시 목표 플로우를 만족할 수 있도록 단위수량(單位水量)을 조정하였다. 단위수량은 1 m3 의 단위 체적을 채우기 위하여 채움재와 섞이는 물의 양을 나타낸다.
양생방법은 기건양생으로 설정하였다. 측정항목으로는 굳지않은 성상에서 플로우와 블리딩, 경화성상에서는 압축강도를 측정하였다.
본 발명의 채움재에 포함된 석고는 발전부산물인 탈황석고를 이용하였으며 탈황석고는 CaSO4인 무수석고 상태의 재료로서 물과 접촉시 활발한 반응성으로 초기 겔화 및 빠른 초기응결을 기대할 수 있다. 또한, SO3- 함량이 풍부하여 고로슬래그 강도증진에 도움이 된다.
실험배합물의 시멘트는 국내 A사에서 시판되는 1종 보통포틀랜드시멘트를 사용하였고, 그 물리·화학적적 특성은 [표 4]와 같으나 본 발명의 채움재가 이에 한정되는 것은 아니다.
| Density (g/cm3) |
Blaine (cm2/g) |
Setting time | Chemical component (%) | LSF | ||||||||
| Start (min) |
Finish (min) |
LOI | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | |||
| 3.15 | 3,240 | 290 | 380 | 0.35 | 21.88 | 5.02 | 3.66 | 64.18 | 2.01 | 1.83 | 0.92 | 90.4 |
고로슬래그는 선철공정 중 부산물로 생성되는 2종 고로슬래그로 U사 제품으로 비표면적(blaine)은 7,400 ㎠/g을 사용하였으며, 그 물리·화학적적 특성은 [표 5]와 같으나 본 발명의 채움재가 이에 한정되는 것은 아니다.
| Blaine (cm2/g) |
Density (g/cm3) |
Chemical component (%) | LOI | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | SO3 | K2O | |||
| 3,300 | 2.85 | 33.4 | 15.8 | 0.6 | 41.8 | 5.3 | 0.3 | 1.5 | 0.3 | 1.0 |
우드펠릿 플라이애시는 남동발전 영동화력에서 발생되는 것을 사용하였으며 밀도 2.31g/㎤, 분말도 3,350㎠/g인 제품을 사용하였으며 그 특성은 [표 6]과 같으나 본 발명의 채움재가 이에 한정되는 것은 아니다.
| Blaine (cm2/g) |
Density (g/cm3) |
Chemical component (%) | LOI | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | SO3 | K2O | |||
| 3,350 | 2.31 | 23.25 | 6.6 | 3.81 | 27.8 | 3.21 | 3.47 | 8.4 | 16.64 | 6.82 |
탈황석고는 중부발전 보령화력에서 발생되는 것을 사용하였으며 밀도 2.31g/㎤, 분말도 3,350㎠/g인 제품을 사용하였으며 그 특성은 [표 7]과 같으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
| Blaine (cm2/g) |
Density (g/cm3) |
Chemical component (%) | LOI | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | P2O5 | SO3 | K2O | |||
| 4,350 | 2.82 | 4.11 | 1.16 | 0.42 | 58.99 | 3.46 | 0.05 | 30.71 | 0.32 | 0.78 |
도 1은 실험배합물들의 플로우(flow) 측정결과를 나타내고, 도 2는 실험배합물들의 플로우(flow) 측정사진을 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 표 3의 실험배합물들은 고성능 감수제와 같은 화학 혼화제 첨가없이 단위수량(單位水量)만을 조절하여 목표 플로우 200㎜ 이상을 만족하도록 배합수를 조절하였다. 각 실험배합물별 단위수량 변화에 따라 물과 바인더의 비(W/B)가 93% 내지 111% 정도 변화할 경우 목표 플로우를 만족하는 결과를 나타냈다.
1번 내지 12번의 실험배합물의 플로우는 목표 플로우인 200 mm를 모두 넘어서고 있다. 이 때 우드펠릿 플라이애시 사용량이 많은 실험배합물의 플로우는 저하하는 경향을 나타냈고, 탈황석고 10% 첨가한 시료보다 20% 첨가한 시료가 요구되는 단위수량이 더 많은 결과를 보였다.
우드펠릿 풀라이애시 사용량이 증가할 경우 굳지않은 성상에서 유동성 변화폭이 큰 것으로 관찰되었다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이 동일 W/B를 가진 실험배합물의 유동성이 목표 플로우는 만족하지만 플로우 값의 차이가 확연히 들어나는 것을 알 수 있다.
예를 들어, W/B가 104%인 4번 내지 6번, 그리고 10번 내지 12번의 실험배합물의 경우, 실험배합물과 혼합되는 물의 양은 동일하고, 우드펠릿 플라이애시의 함량이 적은 4번과 10번의 실험배합물의 플로우가 5번, 6번, 11번 및 12번의 실험배합물의 플로우보다 크게 작음을 알 수 있다.
이는 일정량의 단위수량 첨가시 유동성 변화가 큰 것을 나타내는 것으로 Lab 테스트가 아닌 현장적용시 이러한 점을 감안하여 단위수량과 W/B를 결정하여야 할 것으로 판단된다.
도 3은 실험배합물들의 블리딩(bleeding) 측정 결과를 나타낸다. 또한, 도 4는 실험배합물들의 블리딩(bleeding) 측정사진을 나타낸다.
일반적으로 유동성 채움재는 높은 유동성과 높은 단위수량으로 인하여 블리딩에 대한 주위를 요한다. 본 발명을 위한 실험배합물들은 고성능감수제와 같은 화학 혼화제 첨가없이 단위수량만을 조절하여 목표 플로우 200㎜ 이상을 구현할 수 있다.
이를 위하여 물과 바이더의 비 W/B를 93% 내지 111% 수준으로 단위수량을 조절하여 모든 실험배합물들의 블리딩 결과는 표 2에서 요구하는 1% 이하를 만족하는 것으로 나타났다. 즉, 구조물 뒷채움용 채움재는 1% 미만의 블리딩률을 충족해야 하고, 공동 채움용 채움재는 3%미만의 블리딩률을 충족해야 한다. 도 3에 도시된 바와 같이 모든 실험배합물들이 1% 미만의 블리딩률을 충족함을 알 수 있다.
도 5는 실험배합물들의 압축강도 실험결과를 나타낸다.
표 2에 기재된 바와 같이, 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용 채움재는 28일 압축 강도가 0.3 MPa 이상이어야 한다. 도 5의 실험결과, 모든 실험배합물의 28일 후 2MPa 내지 10.7MPa의 강도 발현을 나타냈다.
모든 실험배합물에서 양생일수가 증가함에 따라 강도가 증진하였으며, 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증진하였으며, 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도 발현은 낮아지는 결과를 나타냈다.
무시멘트 실험배합물(표 2의 1번 내지 6번 실험배합물) 보다는 저시멘트 실험배합물(표 2의 7번 내지 12번 실험배합물)의 강도증진이 더 활발하였다.
시멘트 10중량부, 고로슬래그 40중량부, 우드펠릿 플라이애시 30중량부, 탈황석고 20중량부로 이루어진 12번 실험배합물이 10.7MPa이었으며, 시멘트 10중량부, 고로슬래그 40중량부, 우드펠릿 플라이애시 40중량부, 탈황석고 10중량부로 이루어진 9번 실험배합물의 강도 7.3MPa보다 약 3MPa 이상 강도발현이 증진되는 결과를 나타냈다.
이상에서 설명된 바와 같이, 표 3의 1번 내지 12번 실험배합물들이 표 2의 유동성, 블리딩률 및 28일 압축강도에 대한 규격을 만족하여 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용 채움재로 사용가능하다는 것을 알 수 있다.
즉, 표 1 및 표 3에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 유동성 채움재는 0 중량부 내지 10 중량부인 시멘트, 20 중량부 내지 40 중량부인 고로슬래그, 30 중량부 내지 70 중량부인 우드펠릿 플라이애시 및 10 중량부 내지 20 중량부인 CaSO4를 포함하여 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용으로 사용될 수 있다.
또한 표 3의 1번 내지 6번 실험배합물과 같이 시멘트가 0 중량부인 경우, 상기 고로슬래그는 20 중량부 내지 40 중량부이고, 상기 우드펠릿 플라이애시는 40 중량부 내지 70 중량부이고, 상기 CaSO4는 10 중량부 내지 20 중량부인 유동성 채움재가 제공될 수 있다.
즉, 본 발명은 시멘트로 인한 환경 오염을 방지하고 우드펠릿 플라이애시의 활용을 늘릴 수 있는 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용 무시멘트 유동성 채움재를 제공할 수 있다.
상기 시멘트 0 중량부, 상기 고로슬래그 20 중량부 내지 40 중량부, 상기 우드펠릿 플라이애시 40 중량부 내지 70 중량부, 그리고, 상기 CaSO4는 10 중량부 내지 20 중량부의 무시멘트 배합물의 경우, 2.0MPa 내지 3.0MPa의 압축 강도를 제공할 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 1번 내지 6번의 무시멘트 실험배합물은 2.0MPa 내지 3.0MPa 사이의 28일 압축 강도를 제공하여 구조물 뒷채움용 및 공동 채움용 무시멘트 유동성 채움재로서 사용될 수 있다.
상기 시멘트, 상기 고로슬래그, 상기 우드펠릿 플라이애시 및 상기 CaSO4로 이루어진 제1 무시멘트 배합물과 제2 무시멘트 배합물의 경우, 상기 제1 무시멘트 배합물 및 상기 제2 무시멘트 배합물과, 상기 제1 무시멘트 배합물 및 상기 제2 무시멘트 배합물과 섞이는 물의 비(W/B)가 서로 동일할 경우, 상기 우드펠릿 플라이애시의 함량이 클수록 유동성이 작아질 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 표 3의 4번 내지 6번 실험배합물의 경우, W/B가 104%로 동일하고, 우드펠릿 플라이애시의 함량이 가장 큰 4번 실험배합물이 유동성이 가장 작음을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 유동성 채움재는 우드펠릿 플라이애시의 함량에 따라 작업자나 소비자가 요구하는 유동성을 충족시킬 수 있다.
이와 같은 무시멘트 배합물의 경우, 상기 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증가하고, 상기 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도는 낮아질 수 있다.
예를 들어, 표 3 및 도 5의 1번 내지 3번 실험배합물과, 4번 내지 6번 실험배합물과 같이, 고로슬래그의 함량 증가에 따라 28일 압축 강도가 증가하고, 우드펠릿 플라이애시의 함량 증가에 따라 28일 압축 강도가 낮아짐을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 유동성 채움재는 고로슬래그 및 우드펠릿 플라이애시의 함량에 따라 작업자나 소비자가 요구하는 압축강도를 충족시킬 수 있다.
한편, 상기 시멘트 0 중량부 초과 10 중량부 이하, 상기 고로슬래그 20 중량부 내지 40 중량부, 상기 우드펠릿 플라이애시 30 중량부 내지 60 중량부, 및 상기 CaSO4 10 중량부 내지 20 중량부인 저시멘트 배합물의 경우, 3.0MPa 내지 10.7MPa의 압축 강도를 제공할 수 있다.
예를 들어, 표 3 및 도 5의 6번 내지 12번 실험배합물과 같이 저시멘트 배합물이 3.0MPa 내지 10.7MPa의 압축 강도를 제공할 수 있다. 이와 같은 압축 강도는 앞서 설명된 무시멘트 배합물의 2.0MPa 내지 3.0MPa에 비하여 상대적으로 크므로 높은 압축 강도를 원하는 소비자나 작업자의 요구를 충족시킬 수 있다.
또한, 상기 시멘트, 상기 고로슬래그, 상기 우드펠릿 플라이애시 및 상기 CaSO4로 이루어진 제1 저시멘트 배합물과 제2 저시멘트 배합물의 경우, 상기 제1 저시멘트 배합물 및 상기 제2 저시멘트 배합물과, 상기 제1 저시멘트 배합물 및 상기 제2 저시멘트 배합물에 섞이는 물의 비(W/B)가 서로 동일할 경우, 상기 우드펠릿 플라이애시의 함량이 클수록 유동성이 작아질 수 있다.
예를 들어, 표 3 및 도 1의 10번 내지 12번 실험배합물의 경우, W/B가 104%로 동일하며, 이들 중 우드펠릿 플라이애시의 함량이 가장 큰 10번 실험배합물이 가장 작은 유동성을 제공함을 알 수 있다.
상기 저시멘트 배합물의 경우, 상기 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증가하고, 상기 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도는 낮아질 수 있다.
예를 들어, 표 3 및 도 5의 7번 내지 9번 실험배합물과, 10번 내지 12번 실험배합물과 같이, 고로슬래그의 함량 증가에 따라 28일 압축 강도가 증가하고, 우드펠릿 플라이애시의 함량 증가에 따라 28일 압축 강도가 낮아짐을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 유동성 채움재는 고로슬래그 및 우드펠릿 플라이애시의 함량에 따라 작업자나 소비자가 요구하는 압축강도를 충족시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
Claims (8)
- 0 중량부 내지 10 중량부인 시멘트;
20 중량부 내지 40 중량부인 고로슬래그;
30 중량부 내지 70 중량부인 우드펠릿 플라이애시; 및
10 중량부 내지 20 중량부인 CaSO4;
를 포함하는 유동성 채움재. - 제1항에 있어서,
상기 시멘트가 0 중량부인 경우,
상기 고로슬래그는 20 중량부 내지 40 중량부이고,
상기 우드펠릿 플라이애시는 40 중량부 내지 70 중량부이고,
상기 CaSO4는 10 중량부 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 유동성 채움재. - 제2항에 있어서,
상기 시멘트 0 중량부, 상기 고로슬래그 20 중량부 내지 40 중량부, 상기 우드펠릿 플라이애시 40 중량부 내지 70 중량부, 그리고, 상기 CaSO4는 10 중량부 내지 20 중량부의 무시멘트 배합물의 경우, 2.0MPa 내지 3.0MPa의 압축 강도를 제공하는 것을 특징으로 하는 유동성 채움재. - 제3항에 있어서,
상기 시멘트, 상기 고로슬래그, 상기 우드펠릿 플라이애시 및 상기 CaSO4로 이루어진 제1 무시멘트 배합물과 제2 무시멘트 배합물의 경우,
상기 제1 무시멘트 배합물 및 상기 제2 무시멘트 배합물과, 상기 제1 무시멘트 배합물 및 상기 제2 무시멘트 배합물과 섞이는 물의 비가 서로 동일할 경우, 상기 우드펠릿 플라이애시의 함량이 클수록 유동성이 작아지는 것을 특징으로 하는 유동성 채움재. - 제3항에 있어서,
상기 무시멘트 배합물의 경우, 상기 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증가하고, 상기 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도는 낮아지는 것을 특징으로 하는 유동성 채움재. - 제1항에 있어서,
상기 시멘트 0 중량부 초과 10 중량부 이하, 상기 고로슬래그 20 중량부 내지 40 중량부, 상기 우드펠릿 플라이애시 30 중량부 내지 60 중량부, 및 상기 CaSO4 10 중량부 내지 20 중량부인 저시멘트 배합물의 경우, 3.0MPa 내지 10.7MPa의 압축 강도를 제공하는 것을 특징으로 하는 유동성 채움재. - 제6항에 있어서,
상기 시멘트, 상기 고로슬래그, 상기 우드펠릿 플라이애시 및 상기 CaSO4로 이루어진 제1 저시멘트 배합물과 제2 저시멘트 배합물의 경우,
상기 제1 저시멘트 배합물 및 상기 제2 저시멘트 배합물과, 상기 제1 저시멘트 배합물 및 상기 제2 저시멘트 배합물에 섞이는 물의 비가 서로 동일할 경우, 상기 우드펠릿 플라이애시의 함량이 클수록 유동성이 작아지는 것을 특징으로 하는 유동성 채움재. - 제6항에 있어서,
상기 저시멘트 배합물의 경우, 상기 고로슬래그의 함량이 증가할수록 강도는 증가하고, 상기 우드펠릿 플라이애시 함량이 증가할수록 강도는 낮아지는 것을 특징으로 하는 유동성 채움재.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117185768A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-12-08 | 中煤地质(湖南)环境科技有限责任公司 | 一种矿洞封堵材料及其制备方法和应用 |
| CN117185768B (zh) * | 2023-09-11 | 2024-04-12 | 中煤地质(湖南)环境科技有限责任公司 | 一种矿洞封堵材料及其制备方法和应用 |
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