KR910002580B1 - 내화성 경량건축재료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내화성 경량건축재료의 제조방법

본 발명은 내화성 경량건축재료의 제조방법에 관한 것이다.

플라이 애쉬(fly ash)는 종래부터 시멘트의 혼입재등으로서 유효하게 이용되고 있으나 현재 연간 1200만 내지 1300만톤이나 생성되고 있어 더욱 한층 유효이용이 요망되고 있다.

또 한편 페이퍼 슬러지 소각재(燒却灰)는 플라이 애쉬와 유사한 조성을 가지고 있으며 연간 3만 내지 4만톤이 발생하고 있으나 그 태반은 이용되지 않고 투기(投棄)되고 있으며 그 폐기장소가 문제로 되고 있다.

본 발명자들은 플라이 애쉬의 건축재료로서의 유효이용의 증가 및 페이퍼 슬러지 소각재의 건축재료로서의 유효 이용을 도모하기 위하여 예의검토한 결과 플라이 애쉬 및 페이퍼 슬러지 소각재에 광산(鑛酸)을 가하여 교반하므로써 플라이 애쉬 및 페이퍼 슬러지 소각재를 팽윤 처리하여 이것에 시멘트등의 슬러리 경화제를 첨가, 혼련하면 경량성 및 내화성이 풍부하고 또한 가공이 용이한 경화제가 얻어지는것을 알아내었다.

본 발명은 상기 발견에 의거하여 이루어진것으로서 플라이 애쉬 및/또는 페이퍼 슬러지 소각재를 광산으로 팽윤처리하여 슬러리를 만들고 이 슬러리에 슬러리 경화제를 첨가, 혼련시킨후, 이 혼합물을 성형하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 내화성 경량건축재료의 제조방법을 제공하는 것이다.

다음에 본 발명의 내화성 경량건축재료의 제조방법을 그 실시형태에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시에 있어서는 먼저 플라이 애쉬 또는 페이퍼 슬러지 소각재를 미리 광산 및 물과 교반혼합 하거나 또는 소정량의 물로 희석한 광산과 교반혼합하므로써 팽윤처리하여 슬러리 농도가 5 내지 30%의 슬러리를 만든다.

상기 광산으로서는 질산 염산 바람직하기는 1 내지 5% 농도의 희석된 황산을 사용할수가 있으며 그 사용량은 상기 슬러리의 pH를 1.0 내지 8.0, 바람직하게는 6.8 내지 7.2 정도로 하는 양이다. 상기 슬러리의 pH가 상기 범위보다 낮으면 후술하는 슬러리와 슬러리 경화제를 혼련한 경우에 이 혼련물의 pH가 9이하로 되어 경화체의 강도가 충분히 발현되지 않으며 또 상기 슬러리의 pH가 상기 범위보다 높으면, 광산의양이 지나치게 적기때문에 광산에 의한 충분한 처리를 할수가 없다.

또 팽융처리의 처리시간을 길게하던가 또는 처리온도를 높이하면 목적으로 하는 경화체(건축재료)의 부피비중이 낮게되어 처리시간을 짧게하거나 또는 처리온도를 낮게하면 부피비중이 높아지나 경화체의 강도등의 점때문에 통상 처리시간은 l0분 내지 24시간정도가 적당하며 처리온도는 상온내지 80℃ 정도가 적당하다.

다음에 플라이 애쉬 및/또는 페이퍼 슬러지 소각재를 광산으로 팽윤처리하여 작성한 슬러리에 슬러리 경화제를 첨가, 혼련한다.

상기 슬러리 경화제로서는 예컨대 시멘트, 소석회, 생석회, 슬랙, 물유리, 가성소오다, 석고등을 들수가 있으며 단독으로 사용해도 좋으나 바람직하기는 2종이상을 병용한다.

상기 슬러리 경화제의 첨가량은 상기 슬러리 경화제의 종류에 의해서도 상이하지만 통상 슬러리 l00부(중량부, 이하 동일함)에 대하여 5 내지 40부정도가 적당하다. 2종이상 병용할 경우의 특히 바람직한 조성으로서는 예컨대 시멘트 30±10부, 슬랙 30±10부 및 소석회 10±5부를 들수있다.

또 슬러리와 슬러리 경화제와의 혼련물에 무기질섬유 또는 유기질섬유를 첨가, 혼련할수가 있으며 이에 의해서 본 발명의 목적물인 내화성 경량건축재료의 강도를 더욱 높일수가 있다.

상기 무기질섬유로서는 석면, 유리섬유, 암면섬유등을 들수있으며 또 상기 유기질섬유로서는 펄프, 헌종이, 나일론, 비닐론등을 들수 있다. 이들 섬유의 첨가량은 슬러리 100부에 대하여 20 내지 40부정도가 적당하다.

본 발명에 있어서 성형체로서 보오드류를 얻으려고 할 경우에는 상기 무기질섬유 또는 상기 유기질섬유를 첨가하는것이 바람직하고, 또 성형체로서 울타리용 불록등의 블록을 얻으려고 할 경우에는 상기 섬유대신에 모래, 자갈등을 혼입시킬수도 있다.

또 본 발명에 있어서 상기 혼련물에 다시 금속염화물을 첨가 혼련할수가 있으며 금속염화물을 첨가, 혼련하면, 칼슘실리케이트 수화겔의 결정화도를 촉진하는등의 효과가 있다. 상기 금속염화물로서는 BaC1₂, MnC1₂, KCl등을 들수 있으며 그 첨가량은 상기 혼련물의 전고형분에 대하여 0.1 내지 5.0중량%이다.

또 페이퍼 슬러지 소각재를 사용할 경우는 상기 혼련물에 상기 혼련물의 전고형분에 대하여 2 내지 10중량% 정도의 규산질(규석)을 첨가하는것이 바람직하다.

이어서 상기와 같이 상기 슬러리에 상기 슬러리 경화제 및 필요에 따라 그외의 첨가제를 가하고 그것들을 혼련한 혼련물을 보오드상, 블록상등의 소망의 형상, 크기로 성형한다.

이 성형방법으로서는 초조기(抄适機), 여과가압성형기, 또는 압출성형기를 사용하여 성형하는 방법 및 형틀에 흘려넣어서 성형하는 방법등을 들수있다.

또 본 발명의 목적물을 발포체로서 얻을수도 있으며 그 경우에는 상기 혼련물에 금속 알루미늄분말등의 발포제를 0.05 내지 0.5중량% 가하여 발포시겨 이것을 형틀에 흘려 넣어서 보오드상, 블록상등의 소망의 형상, 크기로 성형한다.

상기 발포제로서 금속알루미늄분말을 사용할 경우에는 그의 첨가량은 상기 혼련물의 전고형분에 대하여 0.1 내지 0.5중량% 정도가 적당하다. 상기 금속알루미늄분말은 상기 슬러리 경화제와 반응하여 수소가스를 발생시키는 기포작용이 있다.

또 상기 발포제로서는 금속알루미늄 분말이외에 통상의 표면활성제계의 것도 사용할수 있으며 그 첨가량은 상기 혼련물의 전고형분에 대하여 0.05 내지 0.2중량% 정도가 적당하다. 상기 표면활성제는 발포를 일으키는 동시에 거품을 안정화시켜 거품의 크기를 규정짓는 작용이 있다.

그런후 상기 성형방법에 의해 성형한 성형체 또는 발포성형체를 자연양생 또는 저압 또는 고압증기양생을 하여 경화시키므로써 경화체, 즉 본 발명에 따르는 내화성 경량건축재료를 얻을수가 있다.

상기 저압 또는 고압의 증기양생은 증기압력 1 내지 5kg/㎠, 온도 60 내지 140℃에서 8 내지 15시간정도 행하는 것이 적당하다.

본 발명의 내화성 경량건축재료의 제조방법에 있어서의 팽윤처리등에 따른 반응기구에 대하여 예컨대 플라이 애쉬를 황산으로 팽윤처리한 경우에 대하여 설명하면, 플라이 애쉬와 황산을 교반혼합하므로써 플라이 애쉬의 조성중의 SiO₂가 활성화하고 또 플라이 애쉬의 조성중의 CaO는 CaSO₄로 되고, Al₂O₃는 Al₂(SO₄)₃으로 되던가 또는 그의 일부는 Al(OH)₃으로 되어 플라이 애쉬의 슬러리가 작성되고 이 슬러리에 슬러리경화제를 첨가, 혼련하면 더욱 반응이 진행하여 칼슘술포네이트 수화물, 칼슘 알루미늄네이트 수화물 및 활성화한 SiO₂에 의해 칼슘실리케이트 수화물이 생성하여 경화체가 형성되는것이라고 추축된다.

상기와 같이해서 얻어지는 본 발명에 따르는 건축재료에는 그의 경화제에 통상의 방법으로 엠보스가공을 시행할수가 있다. 이 엠보스가공은 본 발명에서는 시멘트의 사용비율이 적기때문에 성형후 성형체를 수일 양생한후라도 용이하게 행할수가 있다.

위에서 설명한 바와같이 본 발명의 제조방법은 플라이 애쉬 및/또는 페이퍼 슬러지 소각재를 광산에 의해 팽윤처리하여 사용하는 것으로 플라이 애쉬를 광산으로 팽윤처리하므로서 플라이 애쉬의 유효이용을 한층높일 수 있는 건축재료의 제조를 가능케하고 또 페이퍼 슬러지 소각재를 광산으로 팽윤처리하므로써 종래는 그 태반이 투기되고 있었던 페이퍼슬러지 소각재를 건축재료의 원료로서 사용하는 것을 가능케 한것이며 더우기 본 발명의 제조방법에 의해서 얻어지는 건축재료는 경량이며 내화성이 뛰어나고 더우기 성형체를 수일 양생한후에라도 엠보스가공을 용이하게 시행할수가 있는 것으로 건축재료로서의 이용범위가 넓은것등과 더불어 다대한 효과를 올리는 것이다.

다음에 본 발명의 실시예를 표시하였다.

실시예 1

플라이 애쉬 50중량부에 대하여 희황산 500중량부(농도 l.0%)를 첨가하여 약 1시간 교반하였다. 상기 슬러리에 시멘트 16중량부, 슬랙 l4중량부, 소석회 4중량부, 석면 12중량부 및 헌종이 4중량부를 첨가하여 수성슬러리를 만들었다. 그후 환망식(丸網式) 초조기에 의해 생매트의 원판을 만들어 2 내지 4주간 양생경화하여 910×1820×6mm의 본 발명에 관한 내화성 경량건축재료(제품)를 얻었다. 상기 제품의 기계적강도는 벤딩 강도(세로방향) 150kg/㎠, (가로방향) 95kg/㎠이었다. 또 부피 밀도는 0.95이었다.

실시예 2

실시예 1에 있어서 슬러리에 다시 시멘트등의 첨가와 동시에 BaCl₂0.5중량%를 가하는 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 제품을 얻었다. 상기 제품의 기계적 강도는 (세로방향) 170kg/㎠, (가로방향) 110kg/㎠였다. 또 부피밀도는 0.95였다.

실시예 3

페이퍼 슬러지 소각재 50중량부에 대하여 희황산 500중량부(농도 1.0%)를 첨가하여 약 l시간 교반하였다. 상기 슬러리에 시멘트 15중량부, 슬랙 15중량부, 소석회 5중량부, 석면 3중량부 및 헌종이 12중량부를 첨가하여 수성슬러리를 만들었다. 그후 환망식 초조기에 의해 생매트의 원판을 만들어 2 내지 4주간 양생경화하여 910×1820×6mm의 본 발명에 관한 내화성 경량건축재료(제품)을 얻었다. 상기 제품의 기계적강도는 벤딩강도(세로방향) 160kg/㎠, (가로방향) 105kg/㎠였다. 또 부피 밀도는 0.70이였다.

실시예 4

실시예 3에 있어서 슬러리에 다시 시멘트등의 첨가와 동시에 BaCl₂0.5중량%를 가하는 이외는 실시예 3과 동일하게 해서 제품을 만들었다. 상기 제품의 기계적 강도는(세로방향) 175kg/㎠, (횡방향) 115kg/㎠였다. 또 부피밀도는 0.70이었다.

실시예 5

플라이 애쉬 50중량부에 대하여 희황산 70중량부(농도 4.7%)를 첨가하여 약 1시간 교반하였다. 상기 슬러리에 시멘트 16중량부, 슬랙 14중량부, 소석회 4중량부, 석면 12중량부 및 헌종이 4중량부를 첨가하여 수성 슬러리를 만들었다. 그후 환망식 초조기에 의해 생매트의 원판을 만들어 2 내지 4주간 양생경화하여 910×1820×6mm의 본 발명에 관한 내화성 경량건축재료(제품)을 얻었다. 상기 제품의 기계적강도는 실시예 1의 제품의 강도와 거의 동일하였다.

실시예 6

플라이 애쉬 100중량부에 대하여 희황산 100중량부(농도 1.0%)를 첨가하여 약 1시간 교반하여 황산처리 플라이 애쉬 슬러리를 만들었다. 이어서 이 슬러리를 사용하여 다음에 표시하는 배합조성에 의해 발포체를 성형하고 양생경화하여 다음표에 표시한 물성을 가진 본 발명에 관한 내화성 경량건축재료(제품)를 얻었다.

실시예 7

페이퍼 슬러지 소각제 100중량부에 대하여 희황산 100중량부(농도 1.0%)를 첨가하여 약 1시간 교반하고 황산처리 페이퍼 슬러지 소각재 슬러리를 만들었다. 이어서 이 슬러리를 사용하여 다음에 표시한 배합조성에 의해 발포체를 성형하여 양생경화하고 다음표에 표시한 물성을 가진 본 발명에 관한 내화성 경량건축재료(제품)을 얻었다.

표

Claims (5)

1. 플라이 에쉬 및/또는 페이퍼 슬러지 소각재을 광산(鑛酸)으로 팽윤처리하여 슬러리를 만들고 이 슬러러에 슬러리 경화제를 첨가, 혼련시킨후 혼련물을 성형하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 내화성 경량건축재료의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 혼련물에 다시 상기 혼련물의 전고형분에 대하여 금속염화물 0.1 내지 5.0중량%를 첨가, 혼련하는 것을 특징으로 하는 내화성 경량건축재료의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 혼련물에 다시 무기질섬유 및/또는 유기질섬유를 첨가, 혼련하는 것을 특징으로 하는 내화성 경량건축재료의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 팽윤처리의 처리시간 및/또는 처리온도를 변화시켜서 건축재료의 부피비중을 조정하는 것을 특징으로 하는 내화성 경량건축재료의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 혼련물에 그 성형전에 발포제를 첨가하여 이 혼련물을 발포혼련물로하는 것을 특징으로 하는 내화성 경량건축재료의 제조방법.