KR101612615B1 - 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물 - Google Patents
페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101612615B1 KR101612615B1 KR1020140090923A KR20140090923A KR101612615B1 KR 101612615 B1 KR101612615 B1 KR 101612615B1 KR 1020140090923 A KR1020140090923 A KR 1020140090923A KR 20140090923 A KR20140090923 A KR 20140090923A KR 101612615 B1 KR101612615 B1 KR 101612615B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cement
- weight
- product
- industrial
- concrete composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 7
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 claims description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 10
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 229910001341 Crude steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
본 발명은 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 국내 고급 전기강판의 첨가제로 사용되는 고순도 페로실리콘(Fe-Si)을 생산하는 과정에서 발생되는 산업부산물을 활용하여 이를 시멘트 결합재로 치환 적용한 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 콘크리트 조성물의 단위체적에 대하여 물 120~160kg/m3과; 시멘트 330~370kg/m3와; 잔골재 724~764kg/m3와; 굵은골재 906~1306kg/m3; 를 포함하여 구성되고, 상기 시멘트 100중량%에 대하여 페로실리콘 산업부산물 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되어 이루어진다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 콘크리트 조성물의 단위체적에 대하여 물 120~160kg/m3과; 시멘트 330~370kg/m3와; 잔골재 724~764kg/m3와; 굵은골재 906~1306kg/m3; 를 포함하여 구성되고, 상기 시멘트 100중량%에 대하여 페로실리콘 산업부산물 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되어 이루어진다.
Description
본 발명은 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 국내 고급 전기강판의 첨가제로 사용되는 고순도 페로실리콘(Fe-Si)을 생산하는 과정에서 발생되는 산업부산물을 활용하여 이를 시멘트 결합재로 치환 적용한 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
화력 발전소, 제철소 등의 산업 부산물을 활용한 혼합 콘크리트의 제조는 그간 많은 연구를 양산하였고, 활용 범위를 확장하면서 국·내외적으로도 그 활용성이 점차 증대되고 있다. 즉, 각종 시멘트 대체재의 개발이 기존 OPC(ordinary Portland Cement; 보통 포틀랜드 시멘트)의 원가절감 측면 혹은 고성능(고내구성, 고강도성, 고유동성) 콘크리트의 개발로 이어지는 원천 기술이 되면서 이와 관련된 시멘트 대체재의 개발뿐만 아니라, 시멘트 대체제의 조기 강도 확보를 가속화하기 위한 고성능 혼화제, 최적 치환률의 개발에도 관련 분야 종사자들의 관심이 집중되고 있다. 여기서, 기존에는 각종 산업 폐기물로 치부되다가 최근에 이르러 혼화재로써 인정을 받는 것들의 대표적인 예는 고로슬래그미분말, 플라이 애쉬, 실리카퓸 등을 들 수 있으며, 그간 고로슬래그미분말 및 플라이 애쉬의 경우는 국내산 제품에 대한 수요와 공급 등이 유기적으로 절충되고 있으며, 실리카퓸의 경우는 관련 공장 및 대량생산 시설의 미비 등으로 인해 우수한 고품질성에도 불구하고 전량 수입에 의존하고 있는 것이 사실이다. 그러나 최근에 이러한 실리카퓸의 주요 구성 성분을 이루는 페로실리콘 전기로 공장 등이 국내에 설립되면서 이와 관련된 국산화 공급의 길을 모색할 수 있게 되었으나, 이와 관련한 실재적인 성능 평가는 현재까지 전무한 실정이며 따라서 상용화가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 특허등록 제1221031호 "시멘트계 경화체용 초저점도 조성물"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '시멘트와 실리카퓸이 포함된 결합재를 이용하여 페이스트, 모르타르, 콘크리트로 배합하는 시멘트계 경화체용 조성물로서, 상기 실리카퓸은, 지르코니아(ZrO2)가 3중량% 미만 함유하는 한편 BET법(Brunauer Emanett and Teller method)으로 측정된 비표면적이 5~15㎡/g인 것으로, 결합재량의 3~25중량%로 포함되며, 상기 결합재는, 플라이애시, 고로슬래그미분말, 무수석고 중에서 하나 이상의 분체가 더 포함된 것임을 특징으로 하는 시멘트계 경화체용 초저점도 조성물.'을 제안한다.
상기 배경기술은 시멘트와 실리카퓸이 포함된 결합재를 이용하고 있으나 지르코니아(ZrO2)의 성분 함유량 규제조건에 맞지 않는 페로실리콘 산업부산물을 사용하지 못할 뿐만 아니라, 고강도 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용이 불가능한 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시멘트 대체 치환에 따른 원가절감 효과, 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 조기 거푸집 탈형 조건에 적용이 가능하며, 고강도 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용이 가능한 효과가 있을 뿐만 아니라, 고순도 Fe-Si 사용에 따른 2차 부산물의 고품질화를 통해 외산 대비 강도 및 내구성능 면에서도 구조물 수명 연장 및 해외와의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 콘크리트 조성물의 단위체적에 대하여 물 120~160kg/m3과; 시멘트 330~370kg/m3와; 잔골재 724~764kg/m3와; 굵은골재 906~1306kg/m3; 를 포함하여 구성되고, 상기 시멘트 100중량%에 대하여 페로실리콘 산업부산물 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 메타카올린, 바텀애쉬, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말 중 어느 하나 또는 둘 이상 선택하여 시멘트 100중량%에 대하여 5~10중량% 추가 치환되는 것을 특징으로 하는 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물은 시멘트 대체 치환에 따른 원가절감 효과, 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 조기 거푸집 탈형 조건에 적용이 가능하며, 고강도 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용이 가능한 효과가 있을 뿐만 아니라, 고순도 Fe-Si 사용에 따른 2차 부산물의 고품질화를 통해 외산 대비 강도 및 내구성능 면에서도 구조물 수명 연장 및 해외와의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 압축강도를 도시한 그래프이다.
도 2는 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 Galvanic 저항값을 도시한 그래프이다.
도 3은 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 Galvanic 전압값을 도시한 그래프이다.
도 1은 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 압축강도를 도시한 그래프이다.
도 2는 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 Galvanic 저항값을 도시한 그래프이다.
도 3은 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 Galvanic 전압값을 도시한 그래프이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 국내 고급 전기강판의 첨가제로 사용되는 고순도 페로실리콘(Fe-Si)을 생산하는 과정에서 발생되는 페로실리콘 산업부산물을 활용하여 이를 시멘트 결합재로 치환 적용한 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물은 콘크리트 조성물의 단위체적에 대하여 물 120~160kg/m3과; 시멘트 330~370kg/m3와; 잔골재 724~764kg/m3와; 굵은골재 906~1306kg/m3; 를 포함하여 구성되며, 상기 시멘트 100중량%에 대하여 페로실리콘 산업부산물 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되도록 한다.
시멘트는 다양한 공지의 시멘트를 사용할 수 있으며, 1종 보통 포틀랜드시멘트, 3종 조강 포틀랜드시멘트 및 1종 조강형 시멘트 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 3종 조강 포틀랜드시멘트를 사용하면 생산시간이 짧아지기 때문에, 생산량을 증가시킬 수 있으며, 1종 조강형 시멘트는 기성제품으로 1종 보통 포틀랜드 시멘트의 분말도를 높여 초기강도를 발현시킬 수 있도록 하고, 무수석고 등의 첨가제를 첨가하여 초기응결속도를 높일 수 있다. 1종 조강형 시멘트를 사용할 경우 저렴한 비용으로 3종 조강 포틀랜드 시멘트와 유사한 조기강도 발현이 가능하다.
페로실리콘 산업부산물이 부분 치환된 시멘트를 포함하는 결합재(binder)는 콘크리트 단위체적에 대하여 330~370㎏/㎥를 포함한다.
상기 결합재는 경제성, 열화 측면 그리고 내부공극의 결여로 인한 수증기압 증가를 방지하는 측면에서 330㎏/㎥미만으로 포함되는 것이 바람직하며, 370㎏/㎥을 초과하여 구성될 경우에는 유동성, 경제성 등이 떨어지기 때문에, 콘크리트 단위체적에 대하여 330~370㎏/㎥를 포함하는 것이 바람직하다.
물은 120 내지 160㎏/㎥의 범위에서 구성되며, 배합수로 쓰이며 수화열 저감을 위한 것이다. 120 미만으로 사용되면, 수화열 [水和熱, heat of hydration] 을 저감시키는 데 효과가 없으며, 160 초과하여 구성되면, 유동성에 문제가 생긴다.
따라서, 물의 함량은 강도 및 유동성 측면에서 최적 범위로 선택적으로 조절할 수 있으며, 콘크리트 단위체적에 대하여 120 내지 160㎏/㎥을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 골재는 일반적으로 콘크리트용으로 알려진 것을 사용할 수 있으며, 잔골재와 굵은골재로 이루어질 수 있다.
잔골재로는 KS F 2526 규격에 준하는 입경 0.15 내지 5.0mm, 절대건조밀도 2.5g/㎤ 이상, 흡수율 3%이하, 안정성 10%이하인 것을 사용할 수 있다.
굵은골재로는 KS F 2526 규격에 준하는 입경 2.5 내지 25mm, 절대조건밀도 2.5g/㎤이상, 흡수율 3%이하, 안정성 10%이하, 마모율 40% 이하인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어 잔골재는 콘크리트 단위체적에 대하여 724 내지 764㎏/㎥을 포함하며, 상기 잔골재는 유동성 및 재료분리저감 측면에서 상기 함량 범위로 한정하는 것이 타당하다.
또한 굵은골재는 콘크리트 단위체적에 대하여, 906 내지 1306㎏/㎥를 포함하는 것이 유동성 및 재료분리저감 측면에서 바람직할 것이다.
페로실리콘 산업부산물은 상기 시멘트 100중량%에 대하여 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되어 시멘트와 함께 결합재로서의 작용을 한다.
페로실리콘 산업부산물의 치환 비율에 따라서 콘크리트에 미치는 성질이 달라지기 때문에, 사용하는 목적 및 원하는 강도 등 여러 조건에 맞추어 혼합비율을 맞추어 구성하도록 한다. 페로실리콘 산업부산물의 시멘트와의 치환율을 크게하거나 분말도를 크게 하면, 치밀한 콘크리트가 얻어지고, 수밀성, 염분차폐성 등이 향상된다.
페로실리콘 산업부산물을 5중량% 이하로 구성될 경우에는 유동성이 좋지 않게 되고, 10중량% 이상 구성될 경우에는 목적한 강도가 나오지 않기 때문에 시멘트 100중량%에 대하여 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되는 것이 바람직하다.
부가적으로 페로실리콘(ferro-silicon)은 강에 Si를 첨가하기 위하여 사용된다. Fe-Si 중간 합금이다. 규석과 설강(屑剛)과 탄소 등을 전기로에서 녹여 만든다. 규소의 양은 12~75%이며, 15, 50, 75, 85, 90의 5등급이 있다. 30% Si의 것은 68% Fe 이외에 소량의 Mn과 C 또 불순물로서 P 및 S를 약간 함유한다. Si는 Fe와 화합물을 만든다. Fe 중에 고용하고 있다. Si가 30% 이상되면 합금은 취약하여 가루가 되기 쉽다.
따라서 페로실리콘 산업부산물은 실리카퓸이 다량 포함되어 있으며, 실리카퓸은 실리콘 제조 시 발생하는 초미립자의 규소 부산물을 전기집진장치에 의해서 얻어지는 혼화재로 초고강도 콘크리트 제조에 사용된다. 실리카퓸은 분말도 0.1㎛ 이상의 초미립자(시멘트 입자의 약 1/25)로 형성되어 있어, 콘크리트에 사용시 시멘트 입자사이의 공극을 채워 고강도 고내구성을 얻을 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 발명은 시멘트 비중은 3.15, 잔골재의 단위중량 2.6~2.7 g/cm3, 굵은골재의 단위중량 2.7~2.9 g/cm3, 골재 최대치수는 25mm, 잔골재의 조립률은 2.7~3.0 인 것이 바람직하다.
또한, 시멘트 100중량%에 대하여 혼화제를 추가로 치환하여 사용하도록 할 수도 있다.
즉, 메타카올린, 바텀애쉬, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말 중 어느 하나를 추가로 치환하거나, 선택적으로 둘 또는 그 이상을 혼합하여 시멘트 100 중량%에 대하여 5~10중량% 추가 치환되도록 한다.
혼화제는 5중량% 이하로 구성될 경우에는 유동성이 좋지 않게 되고, 10중량% 이상 구성될 경우에는 목적한 강도가 나오지 않기 때문에 시멘트 100중량%에 대하여 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되는 것이 바람직하다.
메타카올린은 시멘트 입자 및 골재 사이의 공극을 충전시켜 치밀한 조직을 갖게 해주며, 시멘트의 수화반응에 의해서 생성되는 수산화칼슘을 강도발현에 보다 우수한 특성을 갖는 규산칼슘 수화물로 전이시켜 골재 하부의 결함부를 감소시키고 골재와의 부착력을 증대시켜 고강도 발현이 가능하게 한다.
바텀애쉬, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말은 일반적은 콘크리트 조성물의 혼화제로 사용되며, 콘크리트 조성물의 유동성 증가 및 시멘트와 골재의 공극을 충전하여 강도를 증진하는 목적으로 사용된다.
이하, 비교예와 실시예의 콘크리트의 압축강도와 갈바닉 부식저항성 및 갈바닉 voltage 측정 실험을 하였다.
표 1에서와 같이, 비교예에서는 페로실리콘 산업부산물을 시멘트에 치환하지 않았고, 실시예에서는 산업부산물의 치환율을 시멘트 100중량%에 대하여 각각 5중량%와 10중량%로 구성하였다.
|
|
단위 재료량(㎏/㎥) | ||||
| 물 | 결합재 (시멘트+산업부산물) |
잔골재 | 굵은골재 | 산업부산물 치환량 | |
| 비교예 1 | 150 | 350 | 730 | 1100 | 0중량% |
| 실시예 1 | 150 | 350 | 730 | 1100 | 5중량% |
| 실시예 2 | 150 | 350 | 730 | 1100 | 10중량% |
도 1은 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 압축강도를 도시한 그래프이다.
도 1에서와 같이, 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 일반콘크리트 대비 재령 7, 14 및 28일에 따른 압축강도 경시변화 그래프이며, 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트가 일반 콘크리트에 비하여 확연히 강도 성능이 상승되고 있는 것을 확인할 수 있다.
갈바닉 부식 저항성 평가의 경우에는 Voltmeter의 +-단자 사이에 10KΩ의 저항을 연결하였고, 전해질의 경우는 실제 바닷물을 이용하여 Circuit을 형성하였으며, Mesh의 경우는 스테인레스 메쉬를 이용하여 이종재료간의 전위차를 측정하였다.
도 2는 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 Galvanic 저항값을 도시한 그래프이다.
도 2에서와 같이, 페로실리콘 산업부산물 치환 배합에 따른 Galvanic 저항값을 측정하였는데, 그림에서와 같이 페로실리콘 산업부산물이 치환되지 않은 기존 보통포틀랜드시멘트의 불안정한 편차범위와는 달리 치환률이 증가할수록 더욱 안정적인 Circuit을 형성하고 있음을 확인이 가능하며, 이는 내구 저항성이 더욱 안전한 것을 나타낸다.
도 3은 페로실리콘 산업 부산물을 치환 적용한 혼합 콘크리트의 Galvanic 전압값을 도시한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 페로실리콘 산업부산물 치환 배합에 따른 Galvanic 전압값을 측정하였는데, Galvanic 전압값의 경우는 보통포틀랜드시멘트만 사용한 배합이나 페로실리콘 산업부산물 치환한 배합이나 큰 편차를 보이지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 다시 말해 재령 23일까지 시편내의 철근이 부식되지 않아서 부식 임계치에 도달할 만큼의 부식전위를 나타내지 않고 있으므로, 전압 측면에서의 부식 저항성은 큰 편차를 나타내고 있지 않는 것이다.
상기와 같은 실험을 통하여 본 발명의 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물은 결합재로 기존 OPC(보통 포트랜드 시멘트)만을 사용한 콘크리트와 대비하여 시간에 따른 월등한 강도성능과 내구 부식저항성능을 가지게 됨으로써, 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 조기 거푸집 탈형 조건에 적용이 가능하며, 고강도 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용이 가능하다.
상기와 같은 본 발명의 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물은 시멘트 대체 치환에 따른 원가절감 효과, 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 조기 거푸집 탈형 조건에 적용이 가능하며, 고강도 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용이 가능한 효과가 있을 뿐만 아니라, 고순도 Fe-Si 사용에 따른 2차 부산물의 고품질화를 통해 외산 대비 강도 및 내구성능 면에서도 구조물 수명 연장 및 해외와의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
Claims (2)
- 콘크리트 조성물의 단위체적에 대하여,
물 120~160kg/m3과; 시멘트 330~370kg/m3와; 잔골재 724~764kg/m3와; 굵은골재 906~1306kg/m3; 를 포함하여 구성되고,
상기 시멘트 100중량%에 대하여 페로실리콘 산업부산물 5중량% 내지 10중량% 치환하여 첨가되며,
시멘트 비중은 3.15, 잔골재의 단위중량 2.6~2.7 g/cm3, 굵은골재의 단위중량 2.7~2.9 g/cm3, 골재 최대치수는 25mm, 잔골재의 조립률은 2.7~3.0 인 것을 특징으로 하는 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물. - 청구항 1에 있어서,
메타카올린, 바텀애쉬, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말 중 어느 하나 또는 둘 이상 선택하여 시멘트 100중량%에 대하여 5~10중량% 추가 치환되는 것을 특징으로 하는 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140090923A KR101612615B1 (ko) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140090923A KR101612615B1 (ko) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160010085A KR20160010085A (ko) | 2016-01-27 |
| KR101612615B1 true KR101612615B1 (ko) | 2016-04-14 |
Family
ID=55309409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140090923A Active KR101612615B1 (ko) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101612615B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102709083B1 (ko) * | 2024-04-12 | 2024-09-26 | 주식회사 코센 | 조강 콘크리트 조성물 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101856380B1 (ko) * | 2016-11-14 | 2018-05-09 | 주식회사 포스코건설 | 액상 활성화제를 이용하여 콘크리트용 실리카계 슬래그의 치환율을 높인 콘크리트 조성물 |
| KR101965958B1 (ko) * | 2017-07-05 | 2019-04-04 | 주식회사 포스코건설 | 실리카계 슬래그 미분말을 이용하여 내화학성을 증진한 조립식 pc박스용 콘크리트 조성물 |
| KR102005328B1 (ko) * | 2017-09-18 | 2019-07-30 | 주식회사 포스코건설 | 실리카계 슬래그 미분말을 이용한 프리캐스트 콘크리트 방음벽 기초 구조물의 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010006662A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Mitsubishi Materials Corp | 高耐久性コンクリート組成物及び高耐久性コンクリートの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101221031B1 (ko) | 2010-10-01 | 2013-01-10 | 삼성물산 주식회사 | 시멘트계 경화체용 초저점도 조성물 |
-
2014
- 2014-07-18 KR KR1020140090923A patent/KR101612615B1/ko active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010006662A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Mitsubishi Materials Corp | 高耐久性コンクリート組成物及び高耐久性コンクリートの製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102709083B1 (ko) * | 2024-04-12 | 2024-09-26 | 주식회사 코센 | 조강 콘크리트 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160010085A (ko) | 2016-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101247707B1 (ko) | 페로니켈 슬래그를 포함하는 시멘트, 모르타르 및 콘크리트용 혼합재 | |
| EP2435380B1 (en) | Concrete compositions | |
| JP5310193B2 (ja) | セメント組成物の製造方法 | |
| JP5791927B2 (ja) | 高活性セメントクリンカの製造方法 | |
| JP5626420B2 (ja) | セメント組成物 | |
| KR101612615B1 (ko) | 페로실리콘 산업부산물 혼합 콘크리트 조성물 | |
| KR20120066769A (ko) | 페로니켈슬래그를 사용한 고강도 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR101992802B1 (ko) | 나노 실리카 졸을 이용한 친환경 시멘트 복합재료의 제조방법 | |
| KR101965958B1 (ko) | 실리카계 슬래그 미분말을 이용하여 내화학성을 증진한 조립식 pc박스용 콘크리트 조성물 | |
| JP2016183057A (ja) | セメント組成物 | |
| CN104649599A (zh) | 一种利用固体废弃物制备的早强充填凝胶材料 | |
| JP2009227574A (ja) | セメント組成物及びその製造方法 | |
| JP2015187068A (ja) | セメント混和材及びセメント組成物 | |
| KR20200083082A (ko) | 무기계 재생재료를 이용한 저탄소형 수경성 결합재의 제조방법 | |
| KR101365974B1 (ko) | 고점도 콘크리트용 혼화제 | |
| KR101750011B1 (ko) | 폴리실리콘 슬러지 건조 분말을 포함하는 콘크리트 결합재 조성물 | |
| JP2010001196A (ja) | セメント組成物 | |
| KR102535232B1 (ko) | 고강도 결합재 조성물 및 이를 구비하는 증기양생 콘크리트 조성물 | |
| KR101440301B1 (ko) | 포졸란 반응을 유도하는 고령토 또는 백토를 이용한 무독성 친환경 무기바인더 및 이의 제조방법 | |
| KR20170118581A (ko) | 염화칼슘이 첨가된 고로슬래그 기반의 무시멘트 결합재 | |
| KR101725283B1 (ko) | 실리카계 더스트 혼합물을 포함하는 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트의 제조방법 | |
| JP2016005994A (ja) | ジオポリマー組成物およびそれを用いたモルタルまたはコンクリートもしくはコンクリート２次製品 | |
| KR100441640B1 (ko) | 산업부산물을 이용한 콘크리트용 분말혼화재 | |
| KR20130094968A (ko) | 경소돌로마이트 함유 무시멘트 알칼리 활성 결합재 | |
| Ulubeyli et al. | Ceramic wastes usage as alternative aggregate in mortar and concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20140718 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20150819 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20160219 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20160407 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20160407 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190408 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190408 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210406 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220407 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240404 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20250407 Start annual number: 10 End annual number: 10 |