KR20240047715A - 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 탄산칼슘 및 인산석고를 주원료로 이용함으로써 제조단가가 저렴하고, 산업폐기물인 탄산칼슘 및 인산석고를 활용하여 환경친화적이며 종래 대비 강도 및 내구성이 향상된 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법 {Concrete block composition containing calcium carbonate and manufacturing method thereof}
본 명세서에 개시된 내용은 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시하지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
탄산칼슘의 광물 탄산화 기술은 산업체에서 포집되거나 배출원에서 배출되는 이산화탄소(CO2)를 칼슘, 마그네슘 이온 등의 알칼리토금속이 풍부한 천연광물 또는 산업체에서 배출되는 무기계 순환자원에 속하는 산업부산물과 반응시켜 탄산칼슘(CaCO3) 및 탄산마그네슘(MgCO3) 등의 탄산염광물로 만들어 이산화탄소(CO2)를 안정하게 정화 또는 저장시키는 기술이다. 국내 광물 탄산화 기술의 경우, 최근 온실가스 감축 관련 사회적 이슈로 여러 기관에서 기술개발을 시도하고 있지만, 아직까지 대량 처리후 이산화탄소 전환 탄산화물의 자원화 확보가 된 상용화 기술은 없다. 또한, 인산석고의 경우에는 인광석(Ca3(PO4)2)을 원료로 황산을 반응시켜 인산질 비료를 제조하는 과정에서 부산물로 생성된다. 이러한 인산석고는 시멘트 원료나 석고 제조용으로 부분적으로 재활용되고는 있으나, 그 재활용 비율이 극히 제한적이어서 주위 환경오염을 가중시킴에도 불구하고 방치되고 있는 실정이다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 연구가 절실한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1948240호(2019.02.15)
자원을 재활용하여 경제적이면서도 에너지 사용량과 이산화탄소 발생량을 기존대비 15%이하로 줄일 수 있고 대량 처리할 수 있는 친환경적인 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물은 무시멘트 결합재 28~32중량%, 탄산칼슘 14~16중량%, 인산석고 9~11중량% 및 골재 44~46중량%로 이루어진 혼합물 100중량부와 물 21~23중량부로 이루어진다.
개시된 내용의 다른 실시예에 의하면, 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법은 무시멘트 결합재 28~32중량%, 탄산칼슘 14~16중량%, 인산석고 9~11중량% 및 골재 44~46중량%로 이루어진 혼합물 100중량부와 물 21~23중량부를 혼합기에 투입하여 교반하는 단계, 상기 교반물을 성형틀에 부어 자동진동 성형하는 단계, 상기 자동진동 성형된 성형물을 증기 양생하는 단계, 상기 증기 양생된 성형물을 건조하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물 및 이의 제조방법은 탄산칼슘 및 인산석고를 주원료로 이용함으로써 제조단가가 저럼하고, 산업폐기물인 탄산칼슘 및 인산석고를 활용하여 환경친화적이며 종래 대비 강도 및 내구성이 향상된 이점이 있다.
또한, 시멘트의 사용량을 저감할 수 있어 경제적이면서 제철공장에서 막대한 양의 산업부산물로 나오는 고로슬래그를 분쇄한 미분말과 저가형 활성화제를 혼합함으로서 제조단가를 현저히 낮출 수 있는 이점이 있다.
도 1은 이산화탄소 전환반응기를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 3a 내지 도 3c는 옹벽블록을 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 개시된 내용의 바람직한 실시예의 구성 및 작용 효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물은 탄산칼슘 및 인산석고를 다량 혼입한 콘크리트 2차 제품(벽돌, 블록, 경계석, 수로관, PC암거, 맨홀) 제조 및 해안 방파제 소파블록이나 콘크리트 철도 침목과 같은 관련 있는 제품에도 응용이 가능하다.
탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물은 (1) 무시멘트 결합재, (2) 탄산칼슘, (3) 인산석고 및 (4) 골재로 이루어진 혼합물 100중량부와 물 21~23중량부로 이루어진다.
(1) 무시멘트 결합재
무시멘트 결합재는 시멘트와 유사한 수화반응 메커니즘을 나타내어 기계적 강도의 향상을 위해 첨가하며, 고로슬래그 미분말 65~70중량%, 플라이애시 5~10중량%, 생석회 5~7중량%, 염화칼슘 2~4중량%, 실리카 4~6중량%, 탈황석고 6~8중량%로 이루어질 수 있다. 무시멘트 결합재는 성분 중 다량의 에트링가이트(Ettringgite)가 생성되는데, 이것의 화학성분은 3CaO·Al2O3·32H2O이다. 예컨대, 이 성분은 다량의 물을 결합수로서 취하여 반응을 촉진시키는 동시에 고화를 용이하게 하는 작용을 하고, 수산화칼슘에 의하여 수화물이 생성되어 탄산칼슘 및 인산석고입자의 고화를 더욱 상승시키게 되며, SiO2, Al2O3 등의 성분이 수산화칼슘과 수화물을 생성하여 포졸란을 활성화시켜 경화를 촉진시키게 된다.
이러한 무시멘트 결합재은 혼합물 전체 중량%에 대해, 28~32중량%로 포함될 수 있는데, 이는 무시멘트 결합재가 28중량% 미만이면, 강도 및 내구성이 저하될 수 있고, 32중량%를 초과하면, 강도 및 내구성은 개선되나 경제성이 떨어질 수 있다.
한편, 고로슬래그 미분말은 용광로에서 선철과 함께 생성되는 용융 슬래그를 급랭시켜 얻은 입상의 수쇄 슬래그를 건조 및 분쇄하여 미분화한 것으로, 잠재수경성을 가지고 있다. 고로슬래그 미분말의 반응성은 일반적으로 염기도 및 유리화율이 높을수록 크며, 비중은 2.90 내지 2.93 범위이고 분말도는 비표면적으로 3,500 내지 4,500㎠/g이 적당하다. 고로슬래그 미분말을 사용함에 따라 표면 활성도가 증가하며 Al2O3의 용출속도가 빨라지게 되어 에트링가이트(Ettringite)의 생성이 촉진되며, C-S-H계 수화물의 겔화를 촉진시키는 것과 동시에 미반응 부분을 감소시키는 효과가 있다. 고로슬래그 미분말은 SiO2 34.5%, Al2O3 11.7%, Fe2O3 0.2%, CaO 44.5%, 및 MgO 4.3%로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 환경에 따라 일부 성분은 변경될 수도 있다.
이러한 고로슬래그 미분말은 무시멘트 결합재의 전체 중량%에 대하여, 65~70중량%로 포함될 수 있는데, 이는 고로슬래그 미분말이 65중량% 미만이면, 강도 및 내구성이 저하될 수 있고, 70중량%를 초과하면, 강도 및 내구성은 개선되나 건조수축이 발생되며 경제성이 떨어질 수 있다.
플라이애시(Fly ash)는 화력발전소 등에서 미분탄을 로(爐)내의 뜨거운 기류 속에 고속으로 주입한 후 1,500±100℃의 고온에서 부유 상태로 순간적 연소시키고 남은 미분체 부산물로 입자가 가벼워 분산되어 날아다니다가 집진기에 의해 포집되는 재를 통칭한다. 플라이애시의 발생 비율은 원탄의 약 13~48%이고, 비중은 1.35이며, 분말도는 5,500~8,200cm2/g이다. 플라이애시는 SiO2 51.5%, Al2O3 26.7%, Fe2O3 7.3%, CaO 5.3%, MgO 1.9%, Na2O 1.5%, 및 TiO2 1.6%로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 환경에 따라 일부 성분은 변경될 수도 있다. 한편, 플라이애시는 그 자체에는 수경성이 없지만 알카리 자극제에 의해 가용성의 규산 등이 시멘트 수화시 생성하는 수산화칼슘과 상온에서 서서히 반응하여 불용성의 안정한 규산칼슘 수화물을 생성한다. 이런 포졸란 광물성분이 함유된 플라이애시는 석회계 염화물들의 이온 응집반응, 포졸란 반응 및 잠재 수경성 반응 등을 통해 소성 공정 없이도 비소성 방식으로 소정의 강도를 확보할 수 있도록 하는 역할을 한다.
이러한 플라이애시는 무시멘트 결합재의 전체 중량%에 대하여, 5~10중량%로 포함될 수 있는데, 이는 플라이애시가 5중량% 미만이면, 포졸란 반응의 감소로 인해 강도증진 효과가 미미할 수 있고, 10중량%를 초과하면, 초기 경화시간이 약간 길며, 다른 성분의 함량이 상대적으로 줄어들게 되므로 바람직하지 못하다.
생석회(CaO)는 산화칼슘이라고도 하고, 순수한 것은 입방정의 백색 결정으로 녹는점은 2570℃이며 백색 분말상태이다. 생석회의 입도는 150mesh 이상의 것으로, 고로슬래그 미분말 내부의 피막을 자극을 주어 실리카 성분을 용출시켜 수화반응을 통해 강도를 향상시키고 잠재수경성을 촉진시키는 자극제로서 이온 응집반응 및 포졸란 반응을 수행하는 역할을 한다.
이러한 생석회는 무시멘트 결합재의 전체 중량%에 대하여, 5~7중량%로 포함될 수 있는데, 이는 생석회가 5중량% 미만이면, 강도 효과가 미미할 수 있고, 7중량%를 초과이면, 과다한 팽창으로 균열을 야기할 수 있다.
염화칼슘(CaCl2)은 염소와 칼슘이 반응하여 만들어진 이온성 화합물로, 다른 조성과 함께 혼합된 혼합물에 가소성을 부여하여 수화물 반응을 촉진함으로써 초기에 경화하는데 기여할 수 있다. 특히, 이수화물의 염화칼슘 및 무수물의 염화칼슘은 조해성(deliquescence)이 강하여 수분을 잘 흡수한다.
이러한 염화칼슘는 무시멘트 결합재의 전체 중량%에 대하여, 2~4중량%로 포함될 수 있는데, 이는 염화칼슘이 2중량% 미만이면, 초기 경화가 어려울 수 있고, 4중량%를 초과하면, 내수성이 떨어질 수 있다.
실리카 미분말은 SiO2 함량이 99.3% 수준의 실라카 제조공정에서 생산되는 중간 품위의 실리카이고, 비중은 2.66이며, 평균입경이 10.4㎛ 수준으로 보통 포틀랜드 시멘트의 평균 입경(17~20㎛)보다 우수하다. 이와 같은 특성으로 인해 시멘트계 수화물의 최밀 충전과 규산칼슘(Calcium Silicate) 광물의 수화물(CSH, Calcium Silicate Hydrates)을 활성화 하는데 도움을 주어 강도 증진에 효과가 있으며, 채움재, 그라우트재, 속경성 시멘트계 등 고강도 혼합재 역할을 한다. 실리카 미분말은 SiO2 99.3%, Al2O3 0.15%, Fe2O3 0.01%, MgO 0.02%, Na2O 0.05%, 및 Others 0.08%로 구성될 수 있으며, 이때 Ig. Loss는 0.13%일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 환경에 따라 일부 성상은 변경될 수도 있다.
이러한 실리카 미분말은 무시멘트 결합재의 전체 중량%에 대하여, 4~6중량%로 포함될 수 있는데, 이는 실리카 미분말이 4중량% 미만이면, 높은 압축강도 발현이 어려울 수 있고, 6중량%를 초과하면, 경화가 빠르게 일어나 물성 및 내구성이 떨어질 수 있다.
탈황석고는 석유 정제과정의 탈황과정에서 생산되는 것으로, 조기강도를 촉진하고, 내구성을 증가시키기 위하여 사용하는 것으로 포졸란 반응이 충분히 수행될 수 있도록 첨가한다 본 실시예에서는 고온에서 건조 및 분쇄한 분말상태를 사용하였으며, 탈황석고는 CaO 57.25%, SiO2 1.26%, MgO 3.15%, Fe2O3 0.83%, Al2O3 0.73%, 및 SO3 24.2%로 구성될 수 있으며, 이때 Ig. Loss는 14~16%일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 환경에 따라 일부 성분은 변경될 수도 있다
이러한 탈황석고는 무시멘트 결합재의 전체 중량%에 대하여, 6~8중량%로 포함될 수 있는데, 이는 탈황석고가 6중량% 미만이면, 포졸란 반응이 충분히 수행될 수 없고, 8중량%를 초과하면, 경화가 빠르게 일어나 물성 및 내수성이 떨어질 수 있다.
(2) 탄산칼슘
탄산칼슘은 건설용으로 많이 사용되고, Calcite, Aragonite, Vaterite의 3가지 결정구조를 가지며, 골재 내부 수분이 빠져나간 자리에 공극을 매우는 충진재 역할을 하여 강도 증진 효과에 기여한다. 탄산칼슘은 CaCO3 92.8%, MgO 2.73%, SiO2 1.41%, Fe2O3 0.26%, Al2O3 0.38%, Na2O 0.08%, K2O 0.18%로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 탄산칼슘은 제철소, 발전소, 폐기물 소각시설, 하수 슬러리 처리시설로부터 배출되는 이산화탄소(CO2)와 생석회 또는 산업부산물의 광물탄산화 반응을 통해 포집된 이산화탄소(CO2) 포집물, 굴패각 분말 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 이산화탄소 포집물과 굴패각 분말을 혼합하여 사용하는 경우 1~10: 1중량비로 혼합 사용하는 것이 바람직하다.
이산화탄소 포집물은 3,000~4,000cm2/g의 분말도를 가질 수 있고, 상기 산업부산물은 산화칼슘(CaO)을 다량으로 포함하고 있는 제강슬래그, 폐콘크리트 미분 또는 생활 폐기물 소각재일 수 있으며, pH조절을 목적으로 산과 암모늄염을 용제로 추가하여 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
굴패각 분말은 굴패각에 존재하는 염분 및 오염물질을 물로 제거하고, 분쇄기를 이용하여 직경 5mm 이하로 1차 분쇄한 후 500~550℃의 온도에서 90~95분 동안 건조하고, 3,000~4,000cm2/g의 분말도를 가지도록 2차 분쇄하여 제조된 것일 수 있다.
이러한 탄산칼슘은 조성물 전체 중량%에 대하여, 14~16중량% 포함될 수 있는데, 이는 14중량% 미만이면, 내식성 및 충진율이 떨어질 수 있고, 16중량%를 초과하면, 내구성이 미흡해지는 문제가 발생될 수 있다.
한편, 상기 이산화탄소와 산화칼슘의 직접 반응은 이산화탄소 전환 반응기에 의해 실시될 수 있다. 도 1을 참조하면, 이산화탄소 전환반응기(100)는 발전소, 폐기물 소각시설, 하수 슬러지 처리시설에서 회수된 이산화탄소를 포함하는 배가스를 저장하는 가스저장부(10), 산화칼슘을 구비하고 상기 가스저장부(10)로부터 공급되는 배가스와 반응하여 탄산칼슘을 생성하는 반응부(20), 상기 반응부(20)에서 생성된 탄산칼슘을 포집하는 포집부(30) 및 상기 반응부(20)에서 미반응 된 이산화탄소를 회수하는 회수부(40)를 포함하고, 상기 회수부(40)에 회수된 이산화탄소는 상기 가스저장부(10)로 보내 재사용될 수 있다. 예컨대, 도면에는 부호로 표시하지 않았지만 상기 반응부(20)는 배가스가 유입되는 유입구, 생성된 탄산칼슘이 배출되는 제1 배출구 및 미반응된 이산화탄소가 배출되는 제2 배출구를 포함하고, 상기 유입구는 제1 배출구 및 제2 배출구보다 하부측에 위치될 수 있다.
(3) 인산석고
인산석고는 인광석(Ca3(PO4)2)과 황산반응을 통해 제조된 부산물 즉, 인산질 비료를 제조하는 과정 중에 생산된 부산물일 수 있다. 이러한 인산석고는 시멘트 원료나 석고 제조용으로 부분적으로 재활용되고는 있으나, 그 재활용 비율이 극히 제한적이어서 주위 환경오염을 가중시킴에도 불구하고 방치되고 있는 실정이다. 또한, 인산석고는 인산을 습식공법으로 제조하는 과정에서 부산물로 얻어지는데 습식인산의 제조공정은 황산에 인광석을 분해시켜 액상의 인산과 고체 상태의 석고를 얻는다.
인산석고는 정제하여 시멘트의 응결지연제 용도 등의 제조 원료로 일부 사용되고 있으나, 대량처리기술은 아직 없으며 대량 소비할 수 있는 재활용 기술이 절실히 필요한 실정이다. 따라서, 인산석고의 건조 및 분쇄공정만 거치면 제품에 직접적인 이용이 가능하며, 인산석고의 대량처리가 가능하기 때문에 대폭적인 원가절감을 할 수 있으며 분말도는 3,000~3,500cm2/g 정도 일 수 있다.
인산석고의 pH는 2.8~3.0로 산성을 띠고, 성분은 CaO 41.14%, SO3 54.15%, MgO 0.14%, SiO2 1.52%, P2O5 0.38%, Na2O 0.39%, F 1.77%, SrO 0.11%, Fe2O3 0.08%, K2O 0.02%, Al2O3 0.23%, MoO3 0.004%로 구성될 수 있다.
이러한 인산석고는 조성물 전체 중량%에 대하여, 9~11중량% 포함될 수 있는데, 이는 9중량% 미만이면, 포졸란 반응 및 충진율이 떨어질 수 있고, 11중량%를 초과하면, 경화가 빠르게 일어나 물성 및 내수성이 떨어질 수 있다.
(4) 골재
골재는 기계적 강도 향상을 위해 첨가하며, 자연골재, 인공골재, 부순골재, 순환골재 등을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 구형 또는 입방체를 유지하는 직경 1~13mm를 갖는 골재를 사용하였다.
이러한 골재는 조성물 전체 중량%에 대하여, 44~46중량% 포함될 수 있는데, 이는 44중량% 미만이면, 기계적 강도가 저하될 수 있고, 46중량%를 초과하면, 무게가 무거워질 수 있으므로 바람직하지 못하다.
도 2는 본 명세서에 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2를 참조하면, 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법은 무시멘트 결합재 28~32중량%, 탄산칼슘 14~16중량%, 인산석고 9~11중량% 및 골재 44~46중량%로 이루어진 혼합물 100중량부와 물 21~23중량부를 혼합기에 투입하여 교반하는 단계(S10), 상기 교반물을 성형틀에 부어 자동진동 성형하는 단계(S20), 상기 자동진동 성형된 성형물을 증기 양생하는 단계(S30), 상기 증기 양생된 성형물을 건조하는 단계(S40)를 포함한다.
상기 S10단계에서 상기 무시멘트 결합재는 고로슬래그 미분말 65~70중량%, 플라이애시 5~10중량%, 생석회 5~7중량%, 염화칼슘 2~4중량%, 실리카 4~6중량%, 탈황석고 6~8중량%로 이루어질 수 있으며, 성분 및 함량 제한 사유에 대해서는 상기에서 자세히 설명하였으므로 생략하기로 한다.
상기 S20단계에서 성형은 진동 및 가압 조건에서 6~8초 동안 실시될 수 있고, 상기 S30단계에서 증기 양생은 60~65℃ 저온에서 8~10시간 동안 실시될 수 있다. 상기 S40단계에서 건조는 20~30℃에서 3~5일 동안 자연건조로 실시될 수 있다.
<실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2>
하기 표 1에 기재된 무시멘트 결합재의 조성 및 함량을 각각 팬믹스 혼합기에 투입하고 6~8분 동안 정밀 혼합하였다. 제조된 무시멘트 결합재와 탄산칼슘, 인산석고 및 골재를 혼합기에서 4~6분 동안 건식 정밀 혼합한 혼합물을 물과 함께 팬믹스 혼합기에서 4~6분 동안 습식 혼합한 후, 콘크리트블록 몰드 성형 틀에 넣고 6~8초 동안 진동 및 가압을 주어 자동 진동 성형하였다. 그리고 성형물을 습윤 양생실 60~65℃, 8~10시간 정도 저온에서 증기 양생한 후 상온에서 3~5일 정도 자연 건조하여 도 3에 도시된 형태의 보통 옹벽 블록을 제조하였다.
구 분 중량% 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
무시멘트 결합재 고로슬래그 미분말 69 32 30 28 24 36
플라이애시 9
생석회 6
염화칼슘 3
실리카 6
탈황석고 7
탄산칼슘(이산화탄소 포집물) 14 15 16 18 12
인산석고 9 10 11 13 7
골재(13mm) 45 45 45 45 45
물 22L
<실험예 1. 물리적 특성 평가>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 물리적 특성을 확인하기 위하여 콘크리트 호안 및 옹벽블록 표준(SPS-KCIC0001-0703:2020) 시험방법에 따라 압축강도 및 흡수율을 각각 측정하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 KS 기준
압축강도(MPa) 33.5 31.7 29.6 24.2 38.6 28 이상
흡수율(%) 5.9 6.3 6.7 8.2 5.5 7 이하
표 2를 참조하면, 무시멘트 결합재의 함량이 낮고, 탄산칼슘 및 인산석고 함량이 높은 비교예 1의 경우에는 압축강도가 낮고 흡수율이 높은 경향이 나타난 바 원하는 물성 구현에는 어려움이 있으며, 무시멘트 결합재의 함량이 높고, 탄산칼슘 및 인산석고 함량이 낮은 비교예 2의 경우에는 압축강도가 높고 흡수율도 낮게 나타난 바 원하는 물성 구현에는 어려움이 없으나 경제성이 떨어지는 것을 알 수 있었다.
또한, 중금속 용출시험를 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 무시멘트 결합재 및 개발품에 대해공인시험을 시행 하였으며, 시험방법은 국립환경과학원 고시 제2021-95호(2021.12.17.)기준에 의해 시행 하였고, 시험결과 기준에 만족하는 독성이 없는 것으로 알 수 있으며, 그 결과는 다음의 표 3과 표 4에 나타내었다.
시험항목 단위 기준 결과치 시험방법
납 mg/L 3 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
구리 mg/L 3 이하 0.017 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
비소 mg/L 1.5 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
수은 mg/L 0.005 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
시안 mg/L 1 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
6가크롬 mg/L 1.5 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
카드뮴 mg/L 0.3 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
시험항목 단위 기준 결과치 시험방법
납 mg/L 3 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
구리 mg/L 3 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
비소 mg/L 1.5 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
수은 mg/L 0.005 이하 0.0022 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
시안 mg/L 1 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
6가크롬 mg/L 1.5 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
카드뮴 mg/L 0.3 이하 불검출 국립환경과학원 고시 제
2021-95호(2021.12.17.)
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (10)

  1. 무시멘트 결합재 28~32중량%, 탄산칼슘 14~16중량%, 인산석고 9~11중량% 및 골재 44~46중량%로 이루어진 혼합물 100중량부;와
    물 21~23중량부;로 이루어진 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무시멘트 결합재는 고로슬래그 미분말 65~70중량%, 플라이애시 5~10중량%, 생석회 5~7중량%, 염화칼슘 2~4중량%, 실리카 4~6중량%, 탈황석고 6~8중량%로 이루어지는 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄산칼슘은 제철소, 발전소, 폐기물 소각시설, 하수 슬러지 처리시설로부터 배출되는 이산화탄소와 생석회 또는 산업부산물의 광물 탄산화 반응을 통해 포집된 이산화탄소 포집물, 굴패각 분말 또는 이들의 혼합물인 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이산화탄소 포집물은 분말도가 3,000~4,000cm2/g이고,
    상기 굴패각 분말은 굴패각에 존재하는 염분 및 오염물질을 물로 제거하고, 분쇄기를 이용하여 직경 5mm 이하로 1차 분쇄한 후 500~550℃의 온도에서 90~95분 동안 건조하고, 3,000~4,000cm2/g의 분말도를 가지도록 2차 분쇄하여 제조된 것인 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인산석고는 인광석과 황산 반응을 통해 제조된 부산물이되, pH는 2.8~3.0이고, 분말도는 3,000~3,500cm2/g인 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록 조성물.
  6. 무시멘트 결합재 28~32중량%, 탄산칼슘 14~16중량%, 인산석고 9~11중량% 및 골재 44~46중량%로 이루어진 혼합물 100중량부;와 물 21~23중량부를 혼합기에 투입하여 교반하는 단계;
    상기 교반물을 성형틀에 부어 자동진동 성형하는 단계;
    상기 자동진동 성형된 성형물을 증기 양생하는 단계;
    상기 증기 양생된 성형물을 건조하는 단계;를 포함하는 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무시멘트 결합재는 고로슬래그 미분말 65~70중량%, 플라이애시 5~10중량%, 생석회 5~7중량%, 염화칼슘 2~4중량%, 실리카 4~6중량%, 탈황석고 6~8중량%로 이루어지는 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 성형은 진동 및 가압 조건에서 6~8초 동안 실시되는 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 증기 양생은 60~65℃에서 8~10시간 동안 실시되는 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 건조는 20~30℃에서 3~5일 동안 실시되는 탄산칼슘을 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법.
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