KR100314792B1 - 고강도 콘크리트조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 고강도 콘크리트조성물은 모래대신에 아토마이징처리된 제강슬래그가 시맨트 및 자갈과 혼합되므로 시멘트와의 친화력이 우수하여 시멘트입자와의 간극이 발생되지 않아 강도가 우수하고 모래를 대체할 수 있게되어 시공비용이 저렴하게되고 무분별한 모래채취에 따른 자연훼손을 방지하고 환경공해의 원인이 되는 제강슬래그를 재처리하여 활용하므로서 폐자원의 재활용이 가능하다.
Description
본 발명은 고강도 콘크리트조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 모래대신에 아토마이징처리된 구형의 제강슬래그가 시멘트 및 자갈과 혼합되어 시멘트와의 결합력이 향상되게 되므로 압축강도, 전단강도 및 인장강도가 현저하게 향상된 고강도 콘크리트조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 산화칼슘이 주성분인 석회석원료, 실리카성분을 함유하는 점토질원료, 산화알루미늄을 함유하는 규산질원료등이 혼합된 것을 소성하여 클링커로 제조한 후 이를 분쇄하여 제조되는 시멘트를 이를 모래와 혼합사용하여 콘크리트 구조물을 성형할 경우 콘크리트 구조물은 시멘트입자와 모래사이의 간극이 발생되어 외력이 가해질 경우 이 간극사이로 크랙이 발생되게 일정강도 이상의 힘을 받을 수 없으며. 점점 고층화, 대형화되어 가는 현대 건축물에서는 보다 더 큰 하중을 감당할 수 있는 콘크리트의 출현이 요망되고 있으며, 이러한 콘크리트의 강도를 증대하기 위한 막대한 시간과 비용을 들여가면서 많은 시도와 연구가 수행되고 있으나 지금까지도 만족할 만한 성과가 없다는 문제점이 있다 또한 콘크리트 조성시 사용되는 모래는 채취되는 양이 감소되어 점점더 그 가격이 높아지고 있어 건축비의커다란 상승요인이 되고 있으나 이를 대체할 다른 자원이 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시멘트와의 친화력이 우수하여 압축, 전단 및 인장강도가 우수한 고강도의 콘크리트를 실현할 수 있으면서도 모래를 대체할 수 있게되어 시공비용이 저렴하게 되는 고강도 콘크리트조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은 무분별한 모래채취에 따른 자연훼손을 방지하고 환경공해의 원인이 되는 제강슬래그를 재처리하여 활용하므로서 폐자원의 재활용이 가능한 고강도 콘크리트조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은 아토마이징 처리되어 스피넬구조를 갖는 제강슬레그의 일정량을 모래대신에 시멘트 및 자갈과 혼합시켜 사용되므로 제강슬래그와 시멘트와의 친화력이 우수하게 되어 시멘트와 일체로 결합되게 되므로서 압축 및 전단강도가 우수하게 되며 저렴한 비용으로 제조되는 제강슬래그를 사용하게 되므로서 저렴하게 시공되는 것이 가능한 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 조성물에 의하여 달성된다,
본 발명에 따른 고강도 콘크리트 조성물을 이하에 상세히 기술되는 실시예들에 의하여 그 특징 및 장점들을 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서 사용되는 제강슬래그는 아토마이징 처리가 되어 2CaOFe₂O₃형의 안정한 복합산화물인 스피넬이 일어나기 때문에 유리와 같은 결정구조를 가지므로 시멘트와 친화력이 있어 수밀성이 우수하게 되는 것이다. 원래 스피넬이라는 것은 첨정석인 MgAL₂O₄를 말하며, 이러한 결정구조물의 결정이 최초로 이루어졌기 때문에 일컬어지고 있다. 이러한 결정체는 천연적으로도 많으나 인공적으로도 얼마든지 만들수가 있으며 이들의 성질은 대체적으로 경도가 5.5 - 8 로서, 유리같은 광택을 가지고 있고 굴절율이 높다. 이들중 또한 색이 없고 투명한 것은 보석으로 사용될 정도로 견고하며 점차 내풍화성이 강한 광물로 되므로 시멘트와도 거의 동등한 성분을 가지므로 시멘트와 친화력이 우수하며 유리와 같은 성질이 일어나 시멘트와 제강슬래그 사이에 간극이 없이 일체로 결합응고되므로 크랙의 발생이 방지되어 강도가 현저하게 상승되는 것이다.
본 발명에서 사용되는 제강슬래그는 전로에서 제강과정중 다량이 발생되며 전로에서 용융된 용융상태인 1000℃ 이상의 제강슬래그를 냉각기류내를 통과시키므로서 아토마이징처리를 수행하므로 분사기류내를 통과한 제강슬래그는 2CaOFe₂O₃형의 안정한 복합산화물인 스피넬 구조를 갖는 무수히 많은 구형상으로 성형되는 것이다. 이와같이 제조된 아토마이징 처리된 제강슬래그는 입경이 0.1mm∼10mm로 다양한 크기로 성형된다.
상기 제강슬래그는 CaO 42∼63 Wt%, Fe₂O₃22∼35Wt%, SiO₂9∼11 Wt%, MgO 6∼9Wt%, FeO S3의 화학조성을 갖으며 경도는 500∼700 HV 이다.
본 발명에서 사용되는 시멘트는 점토와 석회석의 배합물을 로터리 킬른으로 소성하여 얻어진 클링커를 미세하게 분쇄한 다음 소량의 석회를 배합하여 만든 가장 일반적인 시멘트가 사용되었으나, 다른 성분을 갖는 시멘트에 공히 사용하는 것이 가능하다
본 발명에 따른 고강도 콘크리트조성물은 아토마이징 처리된 제강슬래그 30∼50Wt%, 자갈 30∼50Wt%, 시멘트 10∼20Wt% 의 조성비로 조성되나, 필요에 따라서는 제강슬래그와 모래를 혼합사용하는 것도 가능하다.
이상과 같은 조성비를 갖는 고강도 콘크리트조성물은 제강슬래그와 시멘트가 일체화되므로 조직이 극히 치밀하고 강도 및 경도가 우수하고 투수성이 거의 없는 조직을 갖게된다.
본 발명은 더욱 분명하게 하기 위하여 실시예를 들어 물성에 따른 효과를 나타내면 다음과 같다.
<실시예 1>
중량비로 아토마이징처리된 제강슬래그 40%, 자갈 40%, 시멘트 20%를 균일하게 혼합하고, 이 혼합물에 대하여 물 30%를 첨가하여 콘크리트를 7일간 양생하였다.
이와같이 양생된 콘크리트는 강도가 종래의 콘크리트보다 약 2배이상의 강도를 갖게 되었다.
<실시예 2>
중량비로 아토마이징처리된 제강슬래그 30%, 모래 20%, 자갈 30%, 시멘트 20%를 균일하게 혼합하고 이 혼합물에 대하여 물 30%를 첨가하여 콘크리트를 7일간 양생하였다.
이와같이 양생된 콘크리트는 7일 강도가 172kgf/cm²이고 28일강도는200kgf/cm²으로서 종래의 콘크리트에 비하여 1.7 배정도의 강도를 갖는다.
이상과 같이 본 발명에 따른 고강도 콘크리트조성물은 모래대신에 아토마이징처리된 제강슬래그가 시맨트 및 자갈과 혼합되므로 시멘트와의 친화력이 우수하여 시멘트입자와의 간극이 발생되지 않아 강도가 우수하고 모래를 대체할 수 있게되어 시공비용이 저렴하게되고 무분별한 모래채취에 따른 자연훼손을 방지하고 환경공해의 원인이 되는 제강슬래그를 재처리하여 활용하므로서 폐자원의 재활용이 가능하다.
Claims (1)
- 콘크리트조성물에 있어서,아토마이징처리된 제강슬래그가 30∼50Wt%, 자갈 30∼50Wt%, 시멘트 10∼20 Wt% 로 구성되고, 상기 아토마이징처리된 제강슬래그 30∼50 Wt%는 중량비로 제강슬래그대 모래가 10∼90Wt% : 90∼10Wt%로 혼합사용되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트조성물.
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