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KR100943096B1 - 제지애시를 이용한 다기능성 결합재 조성물 - Google Patents

제지애시를 이용한 다기능성 결합재 조성물 Download PDF

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KR100943096B1
KR100943096B1 KR20090062478A KR20090062478A KR100943096B1 KR 100943096 B1 KR100943096 B1 KR 100943096B1 KR 20090062478 A KR20090062478 A KR 20090062478A KR 20090062478 A KR20090062478 A KR 20090062478A KR 100943096 B1 KR100943096 B1 KR 100943096B1
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ash
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paper
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김성한
고완상
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장현진
송인선
권수정
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Abstract

본 발명은 제지공장에서 부산물로 발생하는 제지슬러지를 소각 처리한 후 폐기되는 제지애시를 활용한 결합재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제지애시를 단독 혹은 활성화제(반응촉진제)를 첨가하여 시멘트를 대체할 수 있는 바인더 혹은 모르타르로 제조하여 시멘트의 단점인 수축균열이 발생하지 않고 제품의 조기응결시간을 유도하며 건조, 습윤에 따른 체적변화, 동결융해에 대한 저항성 향상과 내산성 등의 성질을 가질 수 있도록 하는 친환경적인 다기능성 결합재 조성물에 관한 것이다.
제지애시, 활성화제, 결합재, 친환경

Description

제지애시를 이용한 다기능성 결합재 조성물{Multifunctional Binder Composition using Paper Ash}
본 발명은 제지공장에서 부산물로 발생하는 제지슬러지를 소각 처리한 후 폐기되는 제지애시를 활용한 결합재 조성물에 관한 것이다.
제지애시는 제지공장에서 부산물로 발생하는 제지슬러지를 소각 처리한 후 폐기되는 것으로, 6257톤/년의 폐기물이 발생되고 있는 실정이다.
시멘트 콘크리트의 강도를 증진시키기 위하여 제지애시를 사용한 특허가 우리나라 공개특허 제10-2003-0056122호에 개시되어 있으나, 상기 특허는 시멘트와 제지애시를 혼합하여 사용하는 것으로, 강도를 증진시키는 효과가 있기는 하나 제지애시의 사용량에 한계가 있으며, 제지애시가 단독으로 구조체를 형성하는 것이 아니다.
본 발명은 시멘트를 사용하는 모르타르조성물을 대체하여 사용하기 위한 것으로, 제지공장에서 부산물로 발생하는 제지슬러지를 소각 처리한 후 폐기되는 제지애시를 기능성 첨가제로 첨가함으로써 속경성, 내화성, 친환경성의 결합재 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 상기 제지애시가 반응되어 지오폴리머를 형성함으로써 시멘트와 같은 강도를 나타내도록 하기 위하여 제지애시와 반응하여 폴리시알레이트 중합체를 형성할 수 있는 활성화제를 동시에 사용하는 결합재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 제지공장에서 부산물로 발생하는 제지슬러지를 소각 처리한 후 폐기되는 제지애시를 활용한 결합재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제지애시를 단독 혹은 활성화제(반응촉진제)를 첨가하여 시멘트를 대체할 수 있는 바인더 혹은 모르타르로 제조하여 시멘트의 단점인 수축균열이 발생하지 않고 제품의 조기응결시간을 유도하며 건조, 습윤에 따른 체적변화, 동결융해에 대한 저항성 향상과 내산성 등의 성질을 가질 수 있도록 하는 친환경적인 다기능성 결합재 조성물에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 제지애시 및 상기 제지애시와 반응하여 CSH 겔(C=CaO, S=SiO2, H=H2O)을 형성하거나 또는 지오폴리머 반응을 유도하여 폴리시알레이트 중합체(Si-O-Al-O)를 형성하는 활성화제를 포함하는 다기능성 결합재 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 중성, 알칼리 활성화제를 선택적으로 이용하여 제지애시의 반응 메커니즘을 달리하여 CSH 겔과 같은 시멘트 수화물을 형성시키거나 지오폴리머 반응을 유도하여 폴리시알레이트를 형성시켜 보통강도에서 고강도까지 발현시킬 수 있다. 또한, 제지애시와 같은 산업 폐기물을 주요 원재료로서 사용하는데 특징이 있다.
구체적으로 상기 다기능성 결합재 조성물은 제지애시 20 ~ 80 중량%, 활성화제 0.01 ~ 20 중량%, 모래 10 ~ 70 중량% 및 나머지는 첨가제로 이루어진다.
상기 첨가제는 수지, 분산제, 소포제, 지연제, 증점제로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.
상기 다기능성 결합재 조성물은 알파형반수석고, 베타형반수석고, 무수석고, 플라이애시, 바텀애시, 슬래그, 석분, 실리카퓸, 메타카올린, 석회석, 점토, 화산재로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 분말을 더 포함할 수 있다.
이하 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 제지애시와 활성화제를 혼합하며, 활성화제로 중성 또는 알칼리성의 활성화제를 단독 또는 혼합하여 사용함에 따라, CSH 겔(C=CaO, S=SiO2, H=H2O)을 형성하거나 무기폴리머(Si-O-Al-O 중합체) 즉, 폴리시알레이트 반응물질을 형성함으로써 시멘트를 사용하지 않고도 우수한 강도를 발현하며, 구조체를 제조할 수 있는 모르타르 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 제지애시는 CaO 30 ~ 60 중량%, SiO2 13 ~ 20 중량%, Al2O3 5 ~ 10 중량%, Fe2O3 5 ~ 6 중량%, MgO 6 ~ 7 중량%를 포함한다. 보다 구체적으로는 CaO 30 ~ 45 중량%, SiO2 13 ~ 20 중량%, Al2O3 5 ~ 10 중량%, Fe2O3 5 ~ 6 중량%, MgO 6 ~ 7 중량%, 기타 15 ~ 17 중량%를 포함한다. 상기 기타는 미량의 원소를 의미하는 것으로, 상기 함량은 미량의 원소의 합을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 제지애시는 상기의 성분과 같이 국내에서 발생하는 F급 플라이애시나 버텀애시와는 달리 자체적으로 수화반응을 일으켜 칼슘 실리케이트 하이드레이트 겔(CSH gel)과 수산화칼슘과 같은 수화물을 생성시켜 강도발현이 가능함을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
그 함량은 전체 결합재 조성물 중 20 ~ 80 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 20 중량% 미만일 경우에는 강도가 약하며, 80 중량%를 초과하는 경우에도 모르타르의 부피가 지나치게 증가되어 단위면적당 압축강도 저하 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 제지애시와 함께 활성화제를 사용하는데 특징이 있으며, 이러한 활성화제는 제지애시와 반응하여 Si-O-Al-O 중합체를 형성하는 촉매제로, 중성촉진제와 알칼리촉진제를 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용하는 것이 바람직하 다. 그 함량은 활성화제(반응촉진제) 0.01 ~ 20 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 0.01 중량% 미만으로 사용하는 경우 반응성이 낮아 Si-O-Al-O 중합체의 형성이 곤란하며, 20 중량%를 초과하여 사용하는 경우 조성물의 비빔 직후 급격한 반응에 의해 가사시간의 확보가 곤란하다.
상기 활성화제는 예를 들어, 중성촉진제로는 pH가 6~9인 구연산칼륨(Potassium citrate), 구연산칼슘(Calcium citrate), 구연산나트륨(Sodium citrate), 말산(Malic acid), 질산칼슘(Calcium nitrate), 말론산(Malonic acid), 글리콜산(Glycolic acid) 또는 이들의 염 등이 사용 가능하다. 또한 알칼리촉진제로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 알칼리 금속 탄산염의 수화물, 알칼리 토금속 탄산염, 알칼리 토금속 탄산염의 수화물, 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬실리케이트 등이 사용 가능하다.
보통의 애시는 물과 접촉하면 미량의 CaO 성분이 우선적으로 용출하고 표면이 SiO2, Al2O3 성분으로 가득 찬 비정질 생성층이 형성되어 반응의 진행을 저해하며 이러한 불투수성의 산성피막은 강알칼리에 의해 피막을 파괴하여야만 반응이 계속 진행 된다. 그러나 본 발명에서 이용되는 제지애시는 CaO 성분이 약 30~45 중량% 정도 포함되어 있으므로 용출된 다량의 CaO가 pH를 상승시켜 SiO2, Al2O3 성분을 자체적으로 자극하여 칼슘 실리케이트 하이드레이트 겔(CSH gel)과 같은 수화물을 장시간에 걸쳐 형성시켜 강도를 발현한다.
상기의 중성, 알칼리 활성화제는 단독 혹은 혼합 사용되어 상기의 반응을 촉진시켜 제지애시 모르타르의 조기강도 및 고강도를 발현시킨다.
또한 알칼리 활성화제 사용 시 두 가지 종류의 반응 메커니즘이 발생한다. 첫째, 실리코 알루미네이트의 용해 반응이 일어나는데, 이는 겔 형성 및 중축합반응과 동시에 진행하여 결과적으로 폴리시알레이트(polysialate)라고 하는 중합체 Si-O-Al-O 결합이 형성된다. 폴리시알레이트의 형성으로 제지애시 모르타르의 응결 및 강도발전이 이루어진다. 둘째로, 제지애시의 잠재적인 수경(hydraulic) 성질로 CaO 및 SiO2는 물과 반응하여 시멘트의 특질을 지닌 CSH 겔(C=CaO, S=SiO2, H=H2O)을 형성한다. CSH 겔의 형성은 초기 단계에서 응결시간을 가속시키고 추후 단계에서 강도 발전에 기여한다.
상기 모래는 모르타르에서 충전재의 역할을 담당하며, 치수(입경) 제한은 없다. 함량은 바람직하게는 결합재 조성물 전체 함량 중 10 ~ 70 중량% 범위로 사용한다. 10 중량% 미만일 경우에는 경화체의 수축을 억제하는 효과가 미미하여 건조수축량이 증대될 우려가 있으며, 비경제적이다. 70 중량% 초과일 경우에는 충전재량이 과도해져 유동성 및 시공성이 저하된다.
또한, 상기 모래의 함량 중 1 ~ 50 중량%를 운모석, 장석, 맥반석, 게르마늄, 세리사이트, 일라이트, 천매암, 황토, 제올라이트, 펄라이트, 질석으로 이루어진 군으로부터 단독 또는 2종 이상 선택된 분말로 대체하여 사용할 수 있다.
상기 모래의 일부를 대신하여 첨가되는 운모석, 장석, 맥반석, 게르마늄, 세 리사이트, 일라이트, 천매암, 황토는 음이온의 방출로 인해 면역력 향상, 정신안정, 생리기능 향상 등의 효과가 있고, 원적외선이 다량 방출되어 세포의 활성화, 혈액정화, 피로회복 등의 효과를 볼 수 있으며, 건조시의 강도를 향상시키고 균열을 방지하는 기능을 하게 된다. 또한 제올라이트, 펄라이트, 질석은 탈취, 단열, 보온, 내화 등의 기능을 부가한다.
또한, 상기 결합재 조성물은 첨가제로 수지, 분산제, 소포제, 지연제, 증점제로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 수지 0.1~5 중량%, 분산제 0.1~10 중량%, 소포제 0.01~3 중량%, 지연제 0.01~10 중량%, 증점제 0.01~3 중량%가 더 포함될 수 있다.
본 발명에서 수지는 결합재의 인장강도, 휨강도, 내구성, 내마모성을 증진시키고, 유동성 증가, 재료분리에 대한 저항성 증대, 우수한 점착력에 의한 부착력 증대, 방수력 증대 등을 위하여 더 첨가될 수 있다. 상기 첨가되는 수지는 불용성 수지계로는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 유리섬유, 실리카계 섬유 등을 사용할 수 있고, 수용성 수지계로는 폴리아크릴산(나트륨), 폴리메타크릴산(나트륨), 폴리말레인산(나트륨), 아크릴산-말레인산 공중합물의 나트륨염 등의 불포화 카복실산 중합물; 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 또는 이의 코폴리머; 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 카복시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등의 비이온성 셀룰로오스에테르류; 효모글루칸이나 크산탄 검, β-1,3 글루칸류(직쇄상, 분지쇄상의 어느 것이든 좋다) 등의 미생물 발효에 의해 제조되는 다당류; 폴리아 크릴아미드; 폴리비닐알콜; 전분; 전분인산에스테르; 알긴산나트륨; 젤라틴; 분자중에 아미노기를 갖는 아크릴산의 코폴리머 및 그 4급 화합물과 EVA계, NR(Natural Rubber)계, NBR(Natural Rubber-Butadien Rubber), SBR(Styrene-ButadienRubber), 폴리비닐아세테이트계 수지와 같은 라텍스계 고분자 분말 수지가 있다.
상기 분산제는 모르타르의 입자표면에 흡착하여 입자표면에 전하를 주어 입자들끼리 상호 반력을 일으키므로, 응집된 입자를 분산시켜 유동을 증가시켜 감수효과로 인한 강도 증진이 가능하게 한다. 상기 분산제로서는 통상의 감수제를 사용할 수 있다. 예를 들어 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트 또는 폴리카복실레이트계 감수제로 이루어진 군으로부터 단독 또는 둘 이상 혼합사용이 가능하다. 본 조성물에 있어서 분산제의 함량은 0.1~10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.1 중량% 미만으로 사용하는 경우 상기 성능발현이 이루어지지 않으며, 10 중량%를 초과하는 경우 과다 사용으로 인해 모르타르 점성이 저하하여 재료분리가 발생되는 단점을 지닌다.
상기 소포제는 모르타르 내의 거대 기공을 제거하여 모르타르의 강도와 외관을 좋게 하기 위하여 사용된다. 소포제로는 등유, 유동 파라핀 등과 같은 광유계 소포제; 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제; 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 지방산계 소포제; 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울레이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제; 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌 지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌솔비탄지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬(아릴)에테르황산에스테르염류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류, (폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제; 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제; 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제; 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제; 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제; 디메틸실리콘유, 실리콘 페이스트, 실리콘 에멀젼, 유기변성폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산), 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다. 본 조성물에 있어서 소포제는 0.01~3 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 0.01 중량% 미만으로 사용하는 경우 교반 시 발생되는 기포를 제거하는 성능이 현저하게 낮아지며, 3 중량%를 초과하는 경우 조성물의 강도를 저하시키는 단점이 있다.
상기 지연제는 제지애시 또는 제지애시를 일부 대체하는 석고분말의 수화속도를 조정하여 일정기간 작업성을 확보할 목적으로 첨가될 수 있다. 지연제로는 붕산과 붕사(Borax), 붕산나트륨, 붕산칼륨과 같은 붕산염류, 글루콘산, 시트릭산, 타타릭산, 글루코헵톤산, 아라본산, 사과산 또는 구연산 및 이들의 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 암모늄, 트리에탄올아민 등의 무기염 또는 유기염 등의 옥시카복실산; 글루코오스, 프럭토오스, 갈락토오스, 사카로오스, 크실로오스, 아비토오스, 리포오즈, 이성화당 등의 단당류나, 2당, 3당 등의 올리고당, 또는 덱스트린 등의 올리고당, 또는 덱스트란 등의 다당류, 이들을 포함하는 당밀류 등의 당류; 솔비톨 등의 당알콜; 규불화 마그네슘; 인산 및 그의 염 또는 붕산 에스테르류; 아미노카복실산과 그의 염; 알칼리 가용 단백질; 푸민산; 탄닌산; 페놀; 글리세린 등의 다가알콜; 아미노트리(메틸렌포폰산), 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산) 및 이들의 알칼리 금속염, 알칼리토류 금속염 등의 포스폰산 및 그 유도체 등을 사용할 수 있다.
이밖에도 본 발명의 결합재 조성물은 알파형반수석고, 베타형반수석고, 무수석고, 플라이애시, 바텀애시, 슬래그, 석분, 실리카퓸, 메타카올린, 석회석, 점토, 화산재로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 분말을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 분말성분은 제지애시의 함량 중 1 ~ 50 중량%범위에서 대체하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 알파형 반수석고는 천연이수석고나 부산물로 발생되는 배연탈황이수석고 또는 인산이수석고로부터 100 ~ 150℃의 온도 조건에서 가압수증기법 혹은 가압수열법으로 합성되어 얻어지며 재료 분리, 블리딩, 침하(Plastic shrinkage)현상이 없이 안정된 무수축성과 일반 시멘트 조성물에 비해 5 ~ 10배가량 우수한 초기강도 발현 및 안정적인 장기 강도 유지 성능을 발현할 수 있고, 물비 제어에 의해 응결(가사) 시간 조절이 가능할 뿐만 아니라 높은 초기 유동성 확보를 통해 불규칙한 형상을 갖는 단면에서 작업성이 매우 우수하다. 또한 기존의 시멘트 조성물과는 달리 알칼리도가 높지 않기 때문에 중성화에 대한 우려가 적고 일정 수준의 내구 공극 확보에 의한 건습 반복 작용 및 동결융해 작용으로부터 안 정적인 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 베타형 반수석고는 천연이수석고나 부산물로 발생되는 배연탈황이수석고 또는 인산이수석고로부터 단순소성, 상압수용액법, 마이크로웨이브법을 이용하여 제조되며 알파형 반수석고에 비하여 혼수량이 많아 강도는 떨어지지만 제지애시 결합재의 무수축성에 기여할 수 있다. 상기의 무수석고는 천연과 산업부산물이 사용되고 제지애시 수화물과 장기적으로 반응하여 에트링가이트를 생성시켜 장기강도증진에 기여한다.
본 발명은 폐기물로 발생하는 제지애시를 활용하여 시멘트를 대체할 수 있는 바인더 또는 다기능성 결합재의 제조가 가능하므로, 폐기물의 재활용이 가능하여 친환경 결합재의 제조가 가능하다.
또한 본 발명은 제지애시와 활성화제의 반응에 따라 강도가 우수한 구조체를 제조할 수 있으며, 수축에 의한 균열이 발생하지 않아 추가적인 보수비용이 절감될 수 있다.
본 발명에 따른 결합재 조성물은 시멘트를 사용하는 모르타르 조성물을 대체하여 사용할 수 있는 친환경을 모르타르 조성물로, 하수시설, 화학공장, 식품공장 등 내산성이 요구되는 시설물의 보수 모르타르, 도로터널, 지하철, 철도터널 등 급속시공 및 친환경성이 요구되는 시설물의 보수 결합재 등으로 유용하게 사용할 수 있다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발 명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에서 시멘트는 1종 보통포틀랜트시멘트(성신양회/천마표)를 사용하였다. 제지애시는 청원군 소재의 D제지공장에서 발생한 제지슬러지를 900℃에서 소성한 제품을 사용하였으며, 그 성분은 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 플라이애시는 (주)삼표에서 구입한 F급 플라이애시(분말도 4,000급)를 사용하였다. 알파형 반수석고는 (주)유성테크의 알파100을 사용하였고, 모래(표준사)는 (주)유성테크의 5호사 및 6호사를 혼합(5호사 : 6호사 = 7 : 3) 사용하였다. 활성화제로서 중성활성화제로는 영천환경화학(주)의 구연산칼륨(화학식 C6H5K3O·H2O)을 사용하였고, 알칼리성 활성화제는 한양케미칼사의 가성가리(화학식 KOH, 순도 95%) 제품을 사용하였다. 지연제는 (주)케미콘의 PLAST RETARD를 사용하였다.
[표 1] (단위 :중량%)
Figure 112009041805023-pat00001
본 발명의 모르타르 조성물을 하기 표 2에 정리하였다.
[표 2]
Figure 112009041805023-pat00002
상기 조성으로 배합을 한 후, 10리터의 모르타르 믹서를 이용하여 1분간 저속으로 그 다음 2분간 고속으로 비빔하였고, 각각의 몰드에 타설한 후 24시간 후에 타설하여 재령 28일까지 습윤양생(온도 20±3℃, RH 80±10%)을 실시하여 시편을 제작하였다. 또한 조성물의 물성을 다음과 같이 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
- 응결시간 : KS F 4040[단열 모르타르]
- 압축강도 : KS F 4042[콘크리트구조물 보수용 폴리머시멘트모르타르]
- 길이변화율(%) : KS F 4040[단열 모르타르]
- 황산침지 후 질량감소율(%) : 재령 28일간 습윤양생한 시편(φ100×200mm) 에 대하여 10 중량% H2SO4 수용액에 침지하여 28일, 56일, 91일 경과 후 질량변화를 측정하였다. 질량감소율(%) = {(침지 전 중량 - 침지 후 중량)×100 ÷ 침지 전 중량)
- 내화성 : KS F 2257 [건축부재의 내화시험방법]
[표 3]
Figure 112009041805023-pat00003
상기 표에서 보이는 바와 같이, 실시예 1과 2는 시멘트 대신 제지애시와 중성 활성화제 단독 또는 알칼리 활성화제와 혼합 사용함으로써 비교예 1에 비하여 경화속도가 단축되어 초기강도가 증진되고 장기강도가 매우 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 수축율이 저감되어 크랙을 방지할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 3과 실시예 4는 제지애시와 중성 활성화제에 알파형 반수석고를 첨가함으로써 비교예 1과 대비 시 강도와 내화성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 실시예 3은 경화속도가 매우 빠르나 이는 실시예 4처럼 지연제를 사용하여 작업시간을 충분히 확보할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 5는 제지애시에 알칼리성 활성화제를 사용함으로써 비교예 2와 대비 시 지오폴리머 반응을 유도하여 강도와 내산성이 향상됨을 알 수 있었다.
즉, 본 발명의 모르타르 조성물은 활성화제와 첨가제의 종류에 따라 경화시간, 내산성, 내화성 등의 성질을 조정하여 기존의 시멘트계 모르타르가 가지고 있는 단점을 보완할 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (7)

  1. 제지애시와 알파형반수석고의 혼합물 20 ~ 80 중량%, 상기 제지애시와 반응하여 지오폴리머 반응을 유도하여 폴리시알레이트 중합체(Si-O-Al-O)를 형성하는 중성활성화제 또는 중성활성화제와 알칼리성활성화제의 혼합물 0.01 ~ 20 중량%, 모래 10 ~ 70 중량% 및 나머지는 첨가제로 이루어지는 다기능성 결합재 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제지애시는 CaO 30 ~ 60 중량%, SiO2 13 ~ 20 중량%, Al2O3 5 ~ 10 중량%, Fe2O3 5 ~ 6 중량%, MgO 6 ~ 7 중량%를 포함하는 다기능성 결합재 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 중성 활성화제는 구연산칼륨(Potassium citrate), 구연산칼슘(Calcium citrate), 구연산나트륨(Sodium citrate), 말산(Malic acid), 질산칼슘(Calcium nitrate), 말론산(Malonic acid), 글리콜산(Glycolic acid) 또는 이들의 염으로부터 선택되며,
    상기 알칼리 활성화제는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 알칼리 금속 탄산염의 수화물, 알칼리 토금속 탄산염, 알칼리 토금속 탄산염의 수화물, 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬실리케이트에서 선택되는 다기능성 결합재 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 알파형반수석고는 혼합물 중 1 ~ 50 중량% 범위로 사용하는 다기능성 결합재 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가제는 수지, 분산제, 소포제, 지연제, 증점제로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함하는 다기능성 결합재 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다기능성 결합재 조성물은 알파형반수석고, 베타형반수석고, 무수석고, 플라이애시, 바텀애시, 슬래그, 석분, 실리카퓸, 메타카올린, 석회석, 점토, 화산재로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 분말을 더 포함하는 다기능성 결합재 조성물.
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