KR100404330B1 - 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물 - Google Patents
클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 고로슬래그를 주재료로 하고 석고, 소석회, 석회석 및 조경재등의기타 조성물로 된 것으로 백색시멘트의 제조단가를 크게 줄이면서도 높은 강도를 발현할 수 있는 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명, 즉 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 고로슬래그 60∼90중량%와 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 0∼5중량%, 조경제 0∼2중량%를 포함한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 고로슬래그를 주재료로 하고 석고, 소석회, 석회석 및 조경재를 기타의 조성물로 한 것으로 백색시멘트의 제조단가를 크게 줄이면서도 높은 강도를 발현하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 관한 것이다.
클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 제철과정에서 발생하는 슬래그를 이용하여 제조한 것이다. 국내에서 발생하는 슬래그량은 년간 약 1500만톤이며 그 중에서 약 94% 정도가 재활용되고 있는 것으로 알려져 있다.
그러나 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 여러 가지 장점을 가지고 있다. 먼저, 장기강도가 일반 포틀랜트 시멘트와 동등하거나 그 이상으로 발현되며 클링커를 사용하지 않았기 때문에 수화열이 작고 내화학성이 우수하다.
다음으로, 현재 사용되고 있는 백색 포틀랜트 시멘트는 주성분이 실리카, 알루미나 및 석회를 함유하는 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합한 후 용융, 소결의 과정을 거쳐 얻어진 클링커에 적당량의 석고를 첨가하여 분쇄과정을 거쳐 얻어지는데 원재료에 대한 요구가 까다로울 뿐 아니라 제조원가도 높다. 하지만 본 발명에서 제조한 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색 시멘트는 소결과정이 없기 때문에 백색 포틀랜트 시멘트에 비하여 에너지를 크게 절약할 수 있는 동시에 이산화탄소의 배출량을 대폭 줄일 수 있어 지구온난화와 환경오염 방지에 큰 기여를 할 수 있다.
또한 혼합기와 계량기 등의 간단한 설비만 있으면 생산할 수 있기 때문에 생산원가를 현저히 낮출 수 있다. 또한, 경화체의 표면이 흰색이므로 여러 안료에 의한 착색이 양호하여 여러 종류의 컬러시멘트를 제조할 수 있는 백색시멘트의 조건을 만족한다. 따라서 캐스트스톤, 장식재료 및 콘크리트의 2차 제품 등에 광범위하게 사용할 수 있다.
본 발명은 클링커를 사용하지 않고 순전히 산업부산물인 고로슬래그를 주재료로 하여 기타의 조성물에 구입이 용이한 무수석고, 이수석고, 소석회, 석회석 및 조경제를 첨가하므로써 우수한 강도특성과 저렴한 제조단가를 갖는 백색시멘트 조성물을 제공하는것을 기술적 과제로 한다.
도1은 본 발명과 일반 포틀랜트 시멘트, 백색 포틀랜트 시멘트 및 고로슬래그 시멘트와의 압축강도를 비교한 그래프.
본 발명은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트 조성물에 있어서,고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량%을 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량% 외에 조경재 0∼2중량%를 더 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 주요한 특징은 조성물로서 클링커를 사용하지 않고 고로슬래그의 잠재수경성을 소석회, 석고 및 조경재의 첨가에 의하여 발현시키는 것으로써 그 원리로써는 먼저 소석회의 인위적인 첨가에 의해 시멘트의 수화초기에 지속적이고도 높은 PH수치(13.2)를 유지함으로써, 빠른 속도로 고로슬래그의 산성피막을 파괴하여 그 내부에 포위되어 있던 SiO4 2-혹은 Al2O3을 용출시켜 소석회 및 석고와의 반응을 촉진, 고로슬래그의 잠재수경성을 발현시키는 것이다.
여기에 석회석 미분말의 혼입에 의해 초기강도가 증가하게 되는데, 이는 분말도 8700cm2/g 이상의 석회석 미분말이 고로슬래그 백색시멘트의 수화반응에서 생성되는 공극을 충전시켜 밀실도를 증가시킬 뿐만 아니라 그 중의 일부는 에트링가이트 중의 황산염을 치환하여 결정체를 형성하는 동시에 치환된 황산염이 고로슬래그의 반응을 촉진하기 때문이다.
또한 조경재의 첨가에 의하여 초기강도가 향상되는데 이는 조경재의 인위적첨가에 의해 고로슬래그의 수화촉진작용을 일으키기 때문이다.
(실시예 1)
본 발명, 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트는 표1과 같이 고로슬래그 86중량%, 이수석고와 무수석고 각각 4중량%, 소석회 1중량%, 석회석 4중량%, 조경재 1중량%(물에 용해시켰음)를 함유하고 있다.
표1은 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트의 화학조성비를 나타낸 것이다. 표1에서 OPC는 일반 포틀랜트 시멘트를 나타낸 것이고 BSC는 시판되고 있는 타사의 고로슬래그 시멘트를 나타낸다.
화 학 성 분 (%) | |||||||
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | Ig. loss | |
KS규정(백색시멘트) | - | - | 0.5 | - | 5.0 | 3.0(3.5) | 3.0 |
S사 OPC | 19.90 | 5.81 | 3.00 | 61.59 | 3.85 | 2.41 | 2.69 |
H사 백색시멘트 | 22.23 | 12.27 | 0.28 | 57.13 | 3.67 | 2.51 | 1.91 |
D사 BSC | 26.76 | 10.68 | 1.67 | 52.47 | 4.41 | 2.47 | 0.63 |
본 발명 | 32.55 | 16.07 | 0.29 | 43.48 | 4.49 | 3.09 | 0.23 |
상기와 같은 조성비를 갖는 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트의 성능을 검증하기 위하여, 본 발명에 따른 클링커를 사용하지 않은 고로슬래그 백색시멘트와 보통 포틀랜트 시멘트, 백색 포틀랜트 시멘트 및 현재 시판중인 타사 고로슬래그 시멘트의 경화, 및 압축강도 특성을 실험하였으며 그 결과를 표2와 도1에 나타냈다.
w/c(%) | 주도 | 응결 | 분말도(cm2/g) | 안정도(%) | 압축강도(kg/cm2) | 수화열 | 백색도광전관법 | ||||
초결(분) | 종결(시) | ||||||||||
3 | 7 | 28 | |||||||||
KS규정백색시멘트 | - | - | 60이상 | 10이하 | 3000이상 | 0.80이하 | 130이상 | 200이상 | 290이상 | - | 80이상 |
S사 OPC | 50 | 25.3 | 235 | 6:55 | 3330 | 0.1 | 234 | 279 | 375 | - | 60.20 |
H사백색시멘트 | 50 | 25.8 | 240 | 6:35 | 3870 | 0.21 | 210 | 281 | 369 | - | 86.34 |
D사 BSC | 50 | 26.8 | 295 | 9:05 | 4250 | 0.03 | 161 | 275 | 422 | - | 66.47 |
본 발명 | 50 | 26.4 | 215 | 8:15 | 4800 | 0.32 | 190 | 289 | 388 | - | 87.16 |
본 발명은 클링커를 사용하지 않고 순전히 산업부산물인 고로슬래그를 주재료로 하여 기타의 조성물에 구입이 용이한 무수석고, 이수석고, 소석회, 석회석 및 조경제를 첨가하므로써 우수한 강도특성과 저렴한 제조단가를 갖는 백색시멘트 조성물을 제공하는것을 기술적 과제로 한다.
Claims (3)
- 고로슬래그를 주성분으로 하는 백색시멘트 조성물에 있어서,고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량%을 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 고로슬래그 60∼90중량%, 무수석고 5∼12중량%, 이수석고 5∼12중량%, 소석회 0.5∼2중량%, 석회석 1∼5중량%의 조성물로 된 고로슬래그 백색시멘트 조성물에, 조경재 0∼2중량%를 더 함유하여 된 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 고로슬래그의 분말도가 4500∼9000cm2/g 범위인 것을 특징으로 하는 고로슬래그 백색시멘트 조성물.
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