KR830000448B1 - 팽창성 경화재 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 불량한 땅을 개량하는데 사용하는 팽창성 경화재 조성물에 관한 것이다.
좀더 상세히 말하자면, 본 발명은 석고, 용광로 슬랙, 포트랜드형 세멘트를 주성분으로하고, 알루미네이트를 경화촉진제로 하는 팽창성 경화재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 충적토와 매축지들은 클레이(Clay)와 실트(Silt)로 주로 구성되며 토양의 함수량이 대단히 크다. 그렇기 때문에 그런 토양은 대체로 무르고, 따라서 그런 땅을 사용하고저 할 때에는 토질개량을 시키므로서 안정화시켜야만 한다.
종래에는 몇몇 종류의 석회나 포트랜드 세멘트형 안정화 물질이 토질 개선을 위해 쓰였지만, 여러가지 단점들이 해결되지 못한채 남아 있으며, 특히 불량한 땅의 함수량이 클때에는 그 땅의 만족스런 안정화가 이루어질 수 없었다.
석회형의 안정화 물질과 관련해서는, 생석회는 사용중에 열을 발생하므로 작업시 안전도 면에서 좋지 않을 뿐만 아니라 많은 먼지가 열발생 때문에 일게되어 위생상 결점과 함께 환경 공해를 일으키게 된다. 또 어떤 경우에는 유상(milk like)경화재의 슬러리를 불량한 땅에 붓고 그것을 저어 섞어 줌으로서 경화되기도 하지만 일반적인 경우에 어떠한 만족스러운 결과도 얻을 수가 없다.
더우기 포트랜드 세멘트형의 안정화 물질은 비교적 적은 량의 물을 함유하고 있는 토양의 표면을 개량하는데는 적합하지만 수분함량이 많은 불량한 땅에 대해서 아직 만족스럽지가 못하다.
난경성(難硬性)유기물질을 함유하고 있는 슬러리(Sludge)의 경우에는 상기한 안정화 물질에 의한 경화는 어렵게 되거나, 전혀 불가능하게 된다.
또한 그 안정화 물질은 일반적으로 많은 양으로 사용되기 때문에 값이 싸야만 하지만 전기한 안정화물질은 대체로 비싸서 많은 양을 사용하는 것은 경제적으로 불리한 점을 안고 있다.
그렇기 때문에 본 발명의 첫째 목적은 종래의 기술에서의 상기한 바와같은 단점이 없는 개량된 경화재 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 처리하고저 하는 땅에 양호한 초기 경화성과 장기간의 강도를 유지시켜주는 팽창성 경화재 조성물을 제공하려는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 흡수성, 팽창력이 우수하고, 열발생이 낮은 팽창성 경화재 조성물을 제공하려는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 난경성 슬러지등과 같은 많은 물의 함유하고 있는 아주 불량한 땅의 경화에 적절하게 사용되는 팽창성 경화재 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 적은 경비로 많은 양이 생산되는 팽창성 경화재 조성물을 제공하려는데 있다.
본 발명에 따르면, 본 팽창성 경화재 조성물은 석고, 용광로슬랙, 포트랜드형 세멘트를 주성분으로, 그리고 알루미네이트로된 경화촉진제를 갖고 있다.
상기한 주성분의 배합비율은 15-40 wt%의 석고, 25-40 wt%의 용광로슬랙, 30-50wt%의 포트랜드형 세멘트로되어 있다.
상기한 알루미네이트이 혼합비율은 1 내지 10wt%이다. 상기 원료들은 가루로 분쇄해서 서로 섞으며, 이때의 비표면적은 2,500-4,500cm2/g의 범위가 좋다.
당분야에 종사하는 기술자를 위해서 본 발명을 명백히 밝히기 위해 다음에 본 발명에 대한 상세한 기술을 하고져 한다.
본 발명에서 쓰인 알루미네이트는 알루미나세멘트, 알루미늄제품 생산과정에서 알루미늄 금속을 제용해시 백 필터(bag filter)에 의해 수집된 소위 슬러지 파우더(Sludge Powder), 버언트 알루나이트, 알루마이트 슬러지, 보오크 사이트의 용해과정에서 생기는 레드머디 슬랙(redmuddy slag)과 같은 알루미나 성분들을 포함하는 물질이다.
다음 표 1에 그것들의 구성예를 나타낸다.
[표 1]
본 발명의 팽창성 경화과정에 있어서는, 포트랜드 세멘트의 수화작용에 의한 강도증진이 물론 중요한 것이지만, 가장 독특한 포트랜드형 세멘트의 알칼리 자극 작용에 의해 석고와 용광로 슬랙과 알루미네이트 사이의 반응에서 많은 양의 난용성(難溶性)수화물인 에트린자이트(ett-ringite)(3Cao. Al2O3. 3CaSO4. 32H2O)가 생성된다는 것이다.
에트린자이트의 화학구조식으로부터 이해되는 바와같이 이 에트린자이트가 생성될 때에 많은 물이 내포되게되어 생성물은 커다란 팽창력을 나타낸다.
그렇기 때문에 에트린자이트가 많은 물을 포함하고 있는 땅속에 형성되었을때 많은 물이 에트린자이트속으로 결합되고 그 결과 팽창된다.
그 때문에 에트린자이트는 불량한 땅을 경화하는데 매우 효과적이다. 동시에 용광로 슬랙의 수경(水硬)성질은 포트랜드 세멘트의 알칼리 자극작용에 의해 개량되며 그래서 장기간의 강도유지가 나타난다. 또 알루미네이트는 경화촉진재로 가해진다. 그것은 빠른 경화가 요구될 때 및 땅이 경화되기 어려울때에 매우 효과적이다.
본 발명의 팽창성 경화재에 사용되는 석고, 용광로 슬래과 포트랜드형 세멘트는 낮은 가격으로 많은 양이 경제적으로 생산될 수 있다.
특히 화학석고와 제철소에서 나온 용광로 슬랙을 사용하므로써 팽창성 경화재의 생산은 보다 경제적이고 이롭게된다.
상기 원료들을 사용하여 경화상태, 팽창성, 경제적인 효과 등을 여러가지 실제 실험들을 통해 연구하였으며 그 결과, 상기 한정한 바와같은 원료들의 배합비율이 최적함을 발견하였다.
얻어진 경도의 면에서, 본 발명의 팽창성 경화재의 입자크기는 가능한한 작게 하는 것이 좋다.
그렇지만 분말 물질이 너무 미세할 때는 초기의 수화작용에서 경화가 과도하게 진행되어 장기간에 걸친 부피 팽창은 기대할 수 없게되며, 그것은 팽창성이라는 면에서 좋지 않다. 즉 분말 입자 크기의 정도는 실험결과로부터 4,500cm2/g이상인 것이 알맞는 것으로 생각된다.
본 발명의 팽창성 경화재의 물속에서의 팽창은 포트랜드형 세멘트의 팽창보다 10-20배가량 크다.
다음에 본 발명의 팽창성 경화재의 특징과 효과를 몇가지 예를 참고로해서 기술하고져 한다.
[실시예 1]
일본 오오사까에 있는 키즈가와의 슬러지(함수량 : 90%)에 대해서 본 발명의 팽창성 경화재와 다른 경화재를 사용해서 행한 경화비교시험 결과를 다음 표 3에 나타낸다. 이 시험에서는 슬러지 1m3당 100kg의 각 경화재를 사용했다. 그 경화재를 키즈가와의 슬러지에 넣고 프로펠러 믹서를 사용해서 3분동안 함께 섞였다.
그런후에 그 혼합물을 직경이 5cm인 폴리비닐클로라이드 관에 넣고 봉인했다. 이렇게 준비된 시험 표본을 20℃의 온도에서 경화했다. 강도를 측정하려할 때마다 그 관 껍질을 벗겨서 그속의 경화된 표본을 길이 10cm정도의 막대 모양으로 절단하여 실험에 사용했다. (다음실시예들에서도 이와같은 방법으로 시험편을 만들었다.)
표 3에 나타낸 본 발명의 경화재의 화합비율을 다음 표 2에 나타냈다.
[표 2]
주 :*1…알루미나 세멘트 사용
*2…건조 알미늄 슬러지 사용
[표 3]
주 :*…경화안됨.
표 3에서 알수 있는 바와같이 본 발명의 팽창성 경화재의 경화 거동은 다른 경화재의 그것보다 월등하다.
[실시예 2]
일본 시가현에 있는 하찌만 보리강(江)의 슬러지(함수량 : 11.6%)에 대해서 본 발명의 팽창성 경화재와 다른 경화재를 사용해서 행한 경화 비교시험 결과를 다음 표 5에 나타낸다.
각 슬러지 1m2마다 경화재량은 100kg으로 했다.
표 5에 나타낸 경화재의 배합비율은 다음 표 4에 나타냈다.
[표 4]
주 :*3…알루미나세멘트사용
*4…알루미나세멘트사용
*5…건조알루미늄슬러지사용
*6…건조알루미늄슬러지사용
*7…태운알루나이트사용
[표 5]
표 5에서 알수 있는 바와같이 물을 많이 함유하고 있을 때는 경화가 일반적으로 지연된다 할지라도 본 발명의 팽창성 경화재에 경화촉진재를 첨가하는 것은 매우 효과적이다.
더욱이 경화재량의 증가로해서 경화속도가 더욱 빨라질 수 있기 때문에 함수량이 클때나 빠른 경화를 필요로 할때에는 경화재 사용량을 증가시키면 좋을 것이다.
그런 경우에 본 발명의 팽창성 경화재는 값싼 물질들로 만들어지기 때문에 그 이점이 더욱 현저하게 된다.
[실시예 3]
경화시험을 이탄(peat)함유 유기물 토양(일본 아오모리현 하찌노에의 토양, 함수율 : 44.0%, 유기물 함유물 : 42%, pH : 5.00)을 사용해서 실시하여 결과를 다음표 6에 나타낸다.
[표 6]
전술한 표 6에서 알 수 있는 바와같이 보통 포트랜드 세멘트의 경화는 천천히 이루어지고 강도증가가 별로 좋지 않다. 한편 본 발명 조성물의 하나인 ESC-3의 경우에는 강도가 시일경과에 따라 점점 커지고 역시 본 발명조성물의 하나인 ESC-3-RS3의 경우에는 강도도 점차 커지고 초기 강도도 또한 높다.
[실시예 4]
일본 시마네 현에 있는 우찌우마 양어장의 슬러지(함수량 : 42%)는 많은 실트클레이(Silt clay)를 함유하고 있는 점성 토양이다. 이 슬러지에 각 경화재를 100kg/m3의 율로 가하고, 경화된 슬러지 포함조성물의 강도 및 추출액의 pH값을 측정하여 그 결과를 다음 표 7에 나타낸다.
[표 7]
pH값 측정시에는, 경화된 슬러지를 분쇄하여, 그 가루를 물과 함께 추출하고, 그 추출액에 대해서 pH를 측정했다.
본 발명의 팽창성 경화재의 pH값이 낮다는 사실은 원자재의 배합비율로 추측할 수 있다.
더욱이 그 경화체의 경도가 크기 때문에 물에 의한 고화된 슬러지의 용해가 거의 일어나지 않아 다른 경화재와 비교해볼때 pH값은 아주 낮다.
이러한 사실은 환경 보존이라는 면에서 매우 이로운 점을 갖는다.
[실시예 5]
본 발명의 팽창성 경화재의 팽창성을 시험해서 결과를 다음 표 8에 나타낸다.
[표 8]
측정은 JIS(Japanese Industrial Standards) A1129-1975 "모르타르(Mortar)와 콘크리트의 길이변화에 대한 시험방법"의 비교측정기법에 의해 수행되었다. 그 시험에서 모래로 실티 샌드(siltysand)가 쓰였고, 모래/경화재의 비는 2였고, 물/경화재의 비는 65%였다.
물속에서 경화되는 동안의 팽창이 최초 길이에 대해서 꺼내자마자 측정되었다. 포트랜드형 세멘트와 비교해서 본 발명의 팽창성 경화재의 팽창은 매우 크기 때문에 나쁜 땅은 정상적인 땅에 의해 둘러싸이므로서 밀도높게 경화될 수 있고, 경화된 땅의 강도는 매우 향상된다.
Claims (1)
- 주성분인 15-40wt%의 석고와 ; 25-40wt%의 용광로슬랙과 ; 30-50wt%의 포오틀랜드 세멘트와 ; 알루미나 세멘트, 알루미늄금속의 재용해에서 얻어지는 알루미늄 슬러지, 태운 알루나이트, 알루마이트 슬러지, 보오크사이트의 용해 과정에서 발생하는 레드머디 슬랙으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10wt%알루미네이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창력을 갖는 경화재 조성물.
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| KR1019790003095A KR830000448B1 (ko) | 1979-09-10 | 1979-09-10 | 팽창성 경화재 조성물 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100301744B1 (ko) * | 1999-03-22 | 2001-09-22 | 박해윤 | 팽창성 경화재 조성물을 이용한 지중매설관의 시공방법 |
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1979
- 1979-09-10 KR KR1019790003095A patent/KR830000448B1/ko active
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| KR100301744B1 (ko) * | 1999-03-22 | 2001-09-22 | 박해윤 | 팽창성 경화재 조성물을 이용한 지중매설관의 시공방법 |
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