KR101534217B1 - Cementless concrete of dry type using fly ash, furnace slag and alkali activator of powder type, and method for manufacturing the same - Google Patents

Cementless concrete of dry type using fly ash, furnace slag and alkali activator of powder type, and method for manufacturing the same Download PDF

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류금성
고경택
안기홍
이장화
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Abstract

Provided are dry-type cementless concrete using fly ash, furnace slag, and an powder type alkali activator, and a method for manufacturing the same. According to the present invention, the dry-type cementless concrete uses the fly ash, furnace slag, and powder type alkali activator in order to manufacture the dry-type cementless concrete, which is no slump, to perform a casting, and performs detachment of a steel mold right before curing, thus a problem of attachment with the steel mold can be prevented, and also, the fly ash and the furnace slag having an optimal ratio are applied at the same time as a binder instead of cement which discharges a large quantity of carbon dioxide, and the dry-type cementless concrete having 30 to 40 MPa of compressive strength which has excellent workability and enables to be cured at room temperature can be manufactured. In addition, the dry-type cementless concrete has high chemical resistance, thereby being simply applied to ecological blocks, sewage culverts, or a floor (con-slate) for a pen.

Description

플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법 {CEMENTLESS CONCRETE OF DRY TYPE USING FLY ASH, FURNACE SLAG AND ALKALI ACTIVATOR OF POWDER TYPE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a dry cement concrete using fly ash, a blast furnace slag, and a powder type alkali activator, and a method of manufacturing the same. [0002]

본 발명은 건식 무시멘트 콘크리트에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 시멘트를 사용하지 않는 무시멘트(Cementless) 콘크리트를 형성하기 위해서 플라이애시(Fly ash) 및 고로슬래그(Furnace Slag)로 이루어진 결합재(Binder)와 분말형(Powder Type)의 알칼리 활성화제(Alkali Activator)를 혼합하여 상온에서 양생시키는 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dry cementless concrete, and more particularly, to a cementless concrete which does not use cement, a binder made of fly ash and blast furnace slag, The present invention relates to a dry cement concrete which is cured at room temperature by mixing a powder type alkaline activator and a method for producing the same.

전세계적으로 지구온난화 방지를 위하여 다양한 형태의 노력을 기울이고 있고, 이산화탄소 등 온실가스의 배출량을 큰 폭으로 줄여야 하는 실정에 있다.Globally, various efforts are being made to prevent global warming, and emissions of greenhouse gases such as carbon dioxide must be significantly reduced.

특히, 콘크리트(Concrete) 제조의 근간이 되는 시멘트(Cement) 1 톤을 생산하려면 약 0.9톤의 이산화탄소가 배출되며, 이러한 시멘트 산업은 철강산업과 더불어 주요 이산화탄소 배출 산업이므로 그 해결 방법 및 대체 물질이 제시가 시급히 요구되고 있다. 예를 들면, 국내의 시멘트 생산량은 1년에 약 6,000만 톤으로서, 약 5,400만 톤의 이산화탄소를 배출하고 있다. 이에 대한 타개책의 일환으로 이에 대한 타개책의 일환으로 고로슬래그, 플라이애시와 같은 산업부산물을 이용하여 시멘트를 대체하기 위한 연구가 끊임없이 진행되고 있다.Particularly, to produce 1 ton of cement, which is the basis of concrete production, about 0.9 tons of carbon dioxide is emitted. This cement industry is the major carbon dioxide emission industry along with the steel industry. Is urgently required. For example, domestic cement production is about 60 million tons per year, and it produces about 54 million tons of carbon dioxide. As a countermeasure to this, researches for replacing cement with industrial byproducts such as blast furnace slag and fly ash have been continuously carried out.

특히, 국내외적으로 고로슬래그, 플라이애시 등을 시멘트와 일부 혼합하여 콘크리트에 많이 적용하고 있으나, 이러한 방법으로는 이산화탄소를 획기적으로 저감시키는데 한계가 있다. 예를 들면, 국외에서 중합반응에 의한 알칼리 활성화 시멘트(또는 콘크리트)에 관한 기술로서, 1978년 Davidovits(프랑스)에 의해 카올리나이트 광물질을 이용하고 제올라이트와 유사한 구조를 갖는 메커니즘에 대한 이론이 개념적으로 정립되었지만, 제조상의 문제점 및 경제성 등의 이유로 실용화가 이루어지지 않고 있다.Particularly, blast furnace slag and fly ash are mixed with cement to some extent in domestic and foreign countries. However, this method has a limit to reduce carbon dioxide remarkably. For example, the theory of a mechanism using kaolinite minerals and a structure similar to zeolite by Davidovits (France) in 1978 as a technique for alkaline activated cement (or concrete) by polymerization outside the country has been conceptually established , A problem in manufacturing, and economical efficiency.

최근에 호주, 미국, 일본 및 유럽 등을 중심으로 환경문제의 사회적 이슈화에 결부되어 고로슬래그, 플라이애시 등을 사용한 무시멘트 콘크리트 개발이 이루어졌고, 국내에서도 일부 기술개발이 이루어졌다.Recently, the development of cementless concrete using blast furnace slag, fly ash, etc. has been made in connection with the social issue of environmental problems mainly in Australia, USA, Japan and Europe.

예를 들면, 시멘트를 전혀 사용하지 않고 석탄회만을 사용하여 콘크리트를 제조하는 종래의 기술로서, 60℃ 이상의 고온양생 과정을 통해 석탄회의 유리(Glassy) 피막을 파괴하여 반응을 유도하여 30MPa 이상을 확보할 수 있는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 고온 양생으로 인한 에너지 소비와 이산화탄소 배출 문제가 발생하였다.For example, as a conventional technique for producing concrete using only coal ash without using cement, a glassy film of fly ash is broken through a high-temperature curing process at 60 ° C or higher to induce the reaction to secure a pressure of 30 MPa or more There is a way to be. However, this method has caused problems of energy consumption and carbon dioxide emission due to high temperature curing.

또한, 종래의 기술로서, 20℃ 정도의 상온에서 양생을 실시하는 방법이 있으나, 이 방법은 플라이애시의 유리피막을 파괴하는 반응이 작아 콘크리트의 강도가 대부분 10MPa 이하이기 때문에 교량, 건축물 등 구조물에 적용할 경우, 안전성, 사용성에 문제점이 지적된 바 있다. 하지만, 이와 같이 결합재로서 플라이애시를 단독으로 적용한 무시멘트 콘크리트는 워커빌리티와 슬럼프 손실이 작아 작업성이 유리하다는 장점이 있다.As a conventional technique, there is a method of curing at a room temperature of about 20 캜. However, this method has a problem that since the strength of the concrete is less than 10 MPa due to a small reaction to destroy the glass coating of fly ash, When applied, problems have been pointed out in safety and usability. However, the cemented concrete having fly ash alone as a binder is advantageous in workability because of less workability and slump loss.

또한, 종래의 기술로서, 상온에서 고로슬래그를 단독으로 사용하여 알칼리 활성화제에 의해 수화를 촉진시켜 50MPa 이상의 압축강도를 발현시킬 수 있지만, 급격한 유동성 저하 및 초기 급결 현상 등으로 작업성을 확보하기 어렵고, 수축 등이 크게 발생하여 실용화하는데 문제가 되고 있다. 즉, 고로슬래그를 기반으로 무시멘트 콘크리트를 제조할 경우, 초기 급결이 발생할 수 있고, 이에 따른 급결 제어가 어려우며, 이러한 급결 현상으로 인해 작업성이 저하될 뿐만 아니라 강도 저하가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.Further, as a conventional technique, it is possible to use a blast furnace slag alone at room temperature to accelerate hydration with an alkali activator to develop a compressive strength of 50 MPa or more. However, it is difficult to ensure workability due to rapid fluidity deterioration and initial sharpening phenomenon , Shrinkage, and the like are largely generated, which is a problem in practical use. That is, when the cementless concrete is manufactured on the basis of the blast furnace slag, the initial steepness may occur, and thus the steepness control may be difficult, and the steepness may cause the deterioration of the workability as well as the strength reduction .

또한, 종래의 기술로서, 메타카올린을 사용하는 경우가 있으나, 카올린을 700~800℃로 소성하여 메타카올린을 사용하기 때문에 이 과정에서 이산화탄소를 배출하고 가격도 고가이기 때문에 실용화하는데 문제점이 있었다.In addition, although meta-kaolin is used as a conventional technique, since kaolin is calcined at 700-800 DEG C and meta kaolin is used, carbon dioxide is discharged in this process and the cost is high.

또한, 종래의 기술로서, 고로슬래그를 단독으로 사용하고 강알칼리성을 가진 NaOH, KOH 등의 액상형 알칼리 활성화제를 사용하여 무시멘트 콘크리트를 제조하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법에 의한 콘크리트는 상온에서도 50MPa 정도의 압축강도가 발현되나, 급격한 유동성 저하 및 초기 급결 현상 등으로 작업성을 확보하기 어렵고, 수축 등이 크게 발생하는 등 실용화하는데 문제가 되고 있다.Further, as a conventional technique, there is a method of producing cement concrete by using a blast furnace slag alone and using a liquid alkaline activator such as NaOH, KOH or the like having strong alkalinity. However, the concrete by this method exhibits a compressive strength of about 50 MPa even at room temperature, but it is difficult to ensure workability due to a sudden drop in fluidity and an initial sharpening phenomenon, and shrinkage and the like are largely generated.

한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1014866호에는 "무시멘트 알칼리 활성 조적 제품"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허번호 제10-908498호에는 "무시멘트 알카리 활성 벽돌"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있으나, 급결 등의 문제로 인해 조적 제품에 한정적으로 적용하고 있다.On the other hand, as a prior art, Korean Patent Registration No. 10-1014866 discloses an invention entitled "Cementic Alkali Activated Coarse Product ", Korean Registered Patent No. 10-908498 discloses" cement- Has been disclosed, but it is limitedly applied to an artificial product due to problems such as sharpness.

또한, 대한민국 등록특허번호 제10-1014868호에는 "무시멘트 마그네슘계 알칼리 활성결합재, 상기 결합재를 포함하는 무시멘트 마그네슘계 알칼리 활성 모르터, 콘크리트 및 콘크리트 2차제품"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 활성화제로 마그네슘 및 수산화칼슘을 적용하여 급결을 방지하고, 강도와 안전성을 확보하고 있는 것이 특징이지만, 활성화제 제조시 분말과 분말의 혼합에 의해 활성화제를 제조함에 따라 균질성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.Korean Patent No. 10-1014868 discloses an invention entitled "Cementum Magnesium Alkali Active Binder, Cemented Magnesium Alkali-Activated Mortar Containing the Binder, Concrete and Concrete Secondary Product" Magnesium and calcium hydroxide are used to prevent sudden breakage and ensure strength and safety. However, there is a problem that homogeneity may be lowered when an activator is prepared by mixing powder and powder in the production of an activator .

기타 관련 특허들의 경우, 대부분 액상형 활성화제를 개시하고 있는 바, 예를 들면, 알칼리 활성화제 액상형인 NaOH 수용액과 3종 물유리(규산소다)를 개시하고 있으며, 이들은 액상형에 비해 조성 변경이 어렵고 액상화 과정에서 사용자가 위험에 노출될 수 있다는 문제점이 있으며, 또한, 급결 방지를 제어할 수 없다는 문제점이 있다.Other related patents disclose most liquid type activators, for example, an aqueous solution of NaOH in the form of an alkaline activator and a three-kind water glass (sodium silicate), which are more difficult to change in composition than the liquid phase, There is a problem in that the user may be exposed to danger, and further, there is a problem in that the prevention of sudden stop can not be controlled.

한편, 일반적으로 무시멘트 콘크리트의 경우, 고로 슬래그를 사용하여 상온에서 양생시키는 콘크리트와 플라이애시를 사용하여 고온으로 양생하여 사용되는 경우가 보편적으로 알려져 있으며, 이에 사용된 액상형 알칼리 혼성화제는 결합재의 종류에 따라 수산화나트륨(NaOH) 및 규산나트륨의 혼합비를 조정하여 사용하고 있다. 이러한 액상형 알칼리 활성화제의 사용은 콘크리트를 강알칼리 환경으로 만들게 되고, 경우에 따라 고성능 감수제가 강알칼리 환경에서 작업 성능을 제대로 발현하지 못하게 되는 문제점이 있다.Generally, in the case of cementless concrete, it is commonly known that cement is cured at a high temperature by using concrete and fly ash cured at room temperature by using blast furnace slag, and the liquid type alkali- , The mixing ratio of sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate is adjusted. The use of such a liquid type alkali activator causes the concrete to become a strong alkaline environment, and in some cases, the high performance water reducing agent fails to properly manifest the working performance in a strong alkaline environment.

도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 기술에 따른 플라이애시 무시멘트 콘크리트 및 고로슬래그 무시멘트 콘크리트의 압축강도를 예시하는 도면들이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 플라이애시 무시멘트 콘크리트 및 고로슬래그 무시멘트 콘크리트의 시공성을 비교 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 종래의 기술에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 액상형 알칼리 활성화제를 혼합한 습식 무시멘트 콘크리트의 문제점을 설명하기 위한 사진이다.FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating compressive strengths of fly ash cement concrete and blast furnace slag cement concrete according to conventional techniques, respectively. FIG. 2 is a graph showing compressive strength of fly ash cement concrete and blast furnace slag cement And FIG. 3 is a photograph for explaining a problem of a wet cement concrete in which fly ash, blast furnace slag and a liquid type alkali activator are mixed according to a conventional technique.

종래의 기술에 따른 플라이애시 기반 무시멘트 콘크리트는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 플라이애시의 구형입자로 인해 볼베어링 효과로 우수한 시공성 확보와 콘크리트를 대체할 수 있는 역학적 성능은 확보할 수 있으나, 반응성이 낮으므로 많은 양의 알칼리 활성화제와 고온의 양생을 필요로 한다는 문제점이 있다.As shown in FIG. 1A, the fly ash-based cement concrete according to the prior art can secure excellent workability by the ball bearing effect due to the spherical particles of the fly ash and can secure the mechanical performance capable of replacing the concrete, There is a problem that a large amount of an alkali activating agent and a high temperature curing are required.

종래의 기술에 따른 고로슬래그 기반 무시멘트 콘크리트는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 반응성이 우수하여 상온양생으로도 강도를 확보할 수 있으나, 굳지 않은 상태에서 알칼리 활성화제로 인하여 급격히 반응함에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 시공성이 급격히 저하될 수 있고, 시공성 확보가 어렵다는 문제점이 있다.As shown in FIG. 1B, the blast-furnace slag-based cement concrete according to the prior art has excellent reactivity and can secure strength even at room temperature curing. However, as the concrete reacts rapidly due to the alkali activating agent in a non- As shown in Fig. 2, there is a problem that the workability can be drastically lowered and the workability is difficult to secure.

종래의 기술에 따른 플라이애시와 고로슬래그를 혼합한 무시멘트 콘크리트의 경우, 상온양생 및 우수한 역학적 성능은 확보할 수 있으나, 습식 형태로 제작할 경우, 액상형 알칼리 활성화제와 강재 거푸집과의 반응성 등으로 인해, 도 3에서 도면부호 A로 도시된 바와 같이, 강재 거푸집의 탈형이 원활하게 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.In the case of cementitious concrete mixed with fly ash and blast furnace slag according to the prior art, it is possible to obtain room temperature curing and excellent mechanical performance. However, when the cement is produced in a wet form, due to the reactivity between the liquid type alkali activator and the steel formwork , There is a problem that demolding of the steel formwork can not be performed smoothly as shown by a reference symbol A in Fig.

구체적으로, 습식 타입의 무시멘트 콘크리트를 타설할 경우, 일반 시멘트 사용 콘크리트와 달리 강재 거푸집과의 반응성으로 인해서 일체식 거푸집을 사용한 경우 탈형이 어렵고, 또한, 액상형 알칼리 활성화제의 사용으로 인해 경화되지 않은 콘크리트에서의 강알칼리 환경으로 이형제, 고성능 감수제 등 화학혼화제 기능을 하지 못하게 되는 등의 문제점이 있다.Specifically, when cementless concrete of wet type is laid, it is difficult to demould when the integral formwork is used due to the reactivity with the steel formwork, unlike the concrete using the general cement. Further, since the use of the liquid type alkali activating agent There is a problem that the environment of strong alkali in concrete is not able to function as a chemical admixture such as a release agent and a high-performance water reducing agent.

대한민국 등록특허번호 제10-1014866호(출원일: 2009년 6월 26일), 발명의 명칭: "무시멘트 알칼리 활성 조적 제품"Korean Patent No. 10-1014866 filed on June 26, 2009, entitled "Cementless Alkali Activated Coarse Product" 대한민국 등록특허번호 제10-908498호(출원일: 2008년 3월 3일), 발명의 명칭: "무시멘트 알카리 활성 벽돌"Korean Patent No. 10-908498 filed on Mar. 3, 2008, entitled "Cement-free alkaline activated brick" 대한민국 등록특허번호 제10-1014868호(출원일: 2009년 11월 26일), 발명의 명칭: "무시멘트 마그네슘계 알칼리 활성결합재, 상기 결합재를 포함하는 무시멘트 마그네슘계 알칼리 활성 모르터, 콘크리트 및 콘크리트 2차제품"The present invention relates to a cement-based magnesium-based active binder, a cement-based magnesium-based active mortar containing the binder, a concrete and a concrete 2 (Japanese Patent Application No. 10-1014868 filed on November 26, 2009) Tea products " 대한민국 등록특허번호 제10-1018009호(출원일: 2008년 10월 2일), 발명의 명칭: "결합재로 폐유리 미분말과 플라이애쉬를 이용한 무시멘트 콘크리트의 제조방법"Korean Patent No. 10-1018009 filed on October 2, 2008, entitled "Method for manufacturing cementless concrete using waste glass fine powder and fly ash as binder" 대한민국 등록특허번호 제10-1018008호(출원일: 2008년 8월 22일), 발명의 명칭: "플라이애쉬와 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트의 제조방법"Korean Patent No. 10-1018008 filed on Aug. 22, 2008, entitled "Method of manufacturing cement concrete using fly ash and blast furnace slag" 대한민국 등록특허번호 제10-1147985호(출원일: 2010년 2월 12일), 발명의 명칭: "고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 및 그 제조방법"Korean Patent No. 10-1147985 filed on Feb. 12, 2010, entitled "Cementless concrete using blast furnace slag and its manufacturing method" 대한민국 등록특허번호 제10-1121724호(출원일: 2009년 9월 2일), 발명의 명칭: "고로슬래그, 분말형 규산나트륨, 탈황석고를 포함하는 결합재를 이용하는 무시멘트 콘크리트 조성물 및 무시멘트 콘크리트의 제조방법"Korean Patent No. 10-1121724 filed on September 2, 2009, entitled "Cementless concrete composition using a binder including blast furnace slag, powdery sodium silicate, desulfurization gypsum, and cementitious concrete Manufacturing method " 대한민국 등록특허번호 제10-1137717호(출원일: 2009년 12월 14일), 발명의 명칭: "석분을 포함하는 상온 강도발현 콘크리트 조성물 제조방법"Korean Patent No. 10-1137717 filed on Dec. 14, 2009, entitled "Method for producing concrete composition exhibiting room temperature strength including stones"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 사용하여 노슬럼프인 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 제작하여 타설을 실시하고, 경화되기 전에 바로 강재 거푸집의 탈형을 실시함으로써 강재 거푸집과의 부착에 대한 문제점을 방지할 수 있는, 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cementless concrete of a dry type which is a non-slump type by using fly ash, blast furnace slag and powdery alkali activator, It is intended to provide a dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator, which can prevent the problem of adhesion with a steel formwork by demolding the steel form, and a method of manufacturing the same.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 분말형 알칼리 활성화제를 사용함으로써 시공성에 영향을 주지 않고 중합반응에 필요한 알칼리 활성화제를 투입할 수 있고, 노슬럼프 형태를 유지하기 위해 배합수로 조절함으로써 노슬럼프를 요구하는 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 용이하게 제조할 수 있고, 일정한 역학적 성능을 유지시킬 수 있는, 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an alkaline activator capable of injecting an alkali activator necessary for a polymerization reaction without affecting the workability by using a powdery alkaline activator, Provided is a dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powder type alkali activator which can easily produce dry type cement concrete requiring a slump and can maintain a constant mechanical performance, and a manufacturing method thereof .

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 이산화탄소를 다량으로 배출하는 시멘트 대신에 결합재로서 적정비율의 플라이애시와 고로슬래그를 동시에 적용하고, 작업성이 우수하고 상온양생이 가능한 압축강도 30~40MPa급의 건식 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있는, 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing carbon dioxide which is capable of simultaneously applying fly ash and blast furnace slag as a binder in place of cement for discharging a large amount of carbon dioxide and having a compressive strength of 30 to 40 MPa The present invention is to provide a dry cement concrete using the fly ash, blast furnace slag and powder type alkali activator capable of producing the dry cement concrete of the present invention.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 건식 무시멘트 콘크리트가 높은 화학저항성을 가짐으로써, 생태호안블럭, 하수암거 또는 축사 바닥판(콘슬라트)에 용이하게 적용할 수 있는, 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a dry cement concrete which has a high chemical resistance and which can be easily applied to an ecological shore block, a sewage culvert or a housing bottom plate (kon slat), a fly ash, Slag and powder type alkaline activator, and a method of manufacturing the same.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는, 플라이애시(Fly Ash) 및 고로슬래그(Furnace Slag)가 혼합된 20~30중량%의 결합재(Binder); 1~2중량%의 분말형 알칼리 활성화제(Powder Type Alkali Activator); 23~25중량%의 잔골재; 40~45중량%의 굵은골재(Coarse Aggregate): 및 6~8중량%의 배합수를 포함하되, 상기 결합재, 분말형 알칼리 활성화제, 잔골재, 굵은골재 및 배합수를 배합 교반하여 노슬럼프인 건식(Dry Type) 무시멘트 페이스트를 5~90℃의 온도에서 기건양생(Air Dry Curing)시켜 형성하고, 상기 무시멘트 페이스트를 강재 거푸집에 타설하여 소정 형상을 형성하며, 상기 무시멘트 페이스트와 상기 강재 거푸집의 접촉 시간이 최소화되도록 상기 무시멘트 페이스트의 타설 직후에 상기 강재 거푸집을 탈형하고, 탈형된 상기 무시멘트 페이스트를 상온에서 양생시키는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-mentioned technical object, the dry cement concrete using the fly ash, blast furnace slag and powdery alkali activator according to the present invention is characterized in that a mixture of fly ash and blast furnace slag 20 to 30% by weight of binder; 1 to 2% by weight of Powder Type Alkali Activator; 23 to 25% by weight of fine aggregate; Wherein the binder, the powdery alkaline activator, the fine aggregate, the coarse aggregate and the compounding water are mixed and stirred to form a non-slaked dry-type coarse aggregate, wherein the coarse aggregate comprises 40 to 45 wt% of Coarse Aggregate and 6 to 8 wt% (Dry Type) A cement paste is formed by air dry curing at a temperature of 5 to 90 占 폚. The cement paste is placed on a steel form to form a predetermined shape. The cement paste and the steel mold The cement paste is demolded immediately after the cement paste is placed so that the contact time of the cement paste is minimized, and the demoulded cement paste is cured at room temperature.

여기서, 상기 결합재는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖는 플라이애시 및 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 갖는 고로슬래그의 혼합비가 90:10~30:70의 중량%로 구성되며, 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴되는 것을 특징으로 한다.Wherein the binder has a blend ratio of fly ash having a degree of powder of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and blast furnace slag having a degree of powder of 3,000 to 5,000 cm 2 / g of 90:10 to 30:70 by weight, Characterized in that the glass coating of the fly ash is broken at a temperature of 5 to 90 캜 by the hydration reaction and the polymerization reaction of the blast furnace slag.

여기서, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비는 작업성 및 초기강도에 따라 조정되며, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비가 50:50의 중량%인 경우 상기 건식 무시멘트 콘크리트가 30~40MPa의 고강도를 가질 수 있다.Here, the mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag is adjusted according to workability and initial strength. When the blending ratio of the fly ash and the blast furnace slag is 50:50 by weight, the dry cement concrete has a high strength of 30 to 40 MPa Lt; / RTI >

여기서, 상기 분말형 알칼리 활성화제는 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 중량비가 1인 분말형 알칼리 활성화제일 수 있다.Here, the powdery alkali activator may be a powdery alkali activator in which the weight ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ) is 1.

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한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법은, a) 플라이애시 및 고로슬래그가 혼합된 20~30중량%의 결합재를 생성하는 단계; b) 상기 결합재에 1~2중량%의 분말형 알칼리 활성화제를 첨가하는 단계; c) 23~25중량%의 잔골재, 40~45중량%의 굵은골재 및 6~8중량%의 배합수를 배합 및 교반하여 무시멘트 콘크리트 페이스트를 형성하는 단계; d) 강재 거푸집에 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트를 타설하여 소정 형상을 형성하는 단계; e) 상기 무시멘트 페이스트와 상기 강재 거푸집의 접촉 시간이 최소화되도록 상기 무시멘트 페이스트의 타설 직후에 상기 강재 거푸집을 탈형하는 단계; 및 f) 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트를 상온에서 양생하여 노슬럼프인 건식(Dry Type) 무시멘트 콘크리트를 5~90℃의 온도에서 기건양생(Air Dry Curing)시켜 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.In another aspect of the present invention, there is provided a method for producing dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator, comprising the steps of: a) mixing fly ash and blast furnace slag with 20 To 30% by weight of a binder; b) adding 1 to 2% by weight of the powdery alkali activator to the binder; c) 23 to 25% by weight of fine aggregate, 40 to 45% by weight of coarse aggregate, and 6 to 8% by weight of blended water are mixed and stirred to form a cement concrete paste; d) forming a predetermined shape by placing the cement concrete paste on a steel mold; d) demolding the steel mold immediately after the cement paste is inserted so that the contact time between the cement paste and the steel mold is minimized; And f) cementing the cemented cement paste at room temperature to form a dry slag cemented concrete, which is a no slump, by air curing at a temperature of 5 to 90 ° C.

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본 발명에 따르면, 플라이애시와 고로슬래그를 혼합한 무시멘트 콘크리트를 노슬럼프인 건식 타입으로 제작함으로써, 시공성 및 역학적 성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 강재 거푸집과의 접촉 시간을 최소화시킴으로써 매끈한 표면을 가진 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있다.According to the present invention, by making the cemented concrete of fly ash and blast furnace slag mixed into a non-slump dry type, not only the workability and mechanical performance can be secured but also the contact time with the steel formwork is minimized, Cement concrete can be manufactured.

본 발명에 따르면, 분말형 알칼리 활성화제를 사용함으로써 시공성에 영향을 주지 않고 중합반응에 필요한 알칼리 활성화제를 투입할 수 있고, 노슬럼프 형태를 유지하기 위해 배합수로 조절함으로써 노슬럼프를 요구하는 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 용이하게 제조할 수 있고, 일정한 역학적 성능을 유지시킬 수 있다.According to the present invention, by using the powdery alkaline activator, the alkali activator necessary for the polymerization reaction can be introduced without affecting the workability, and the alkaline activator required for the non-slump Type non-cemented concrete can be easily manufactured, and a constant mechanical performance can be maintained.

본 발명에 따르면, 이산화탄소를 다량으로 배출하는 시멘트 대신에 결합재로서 적정비율의 플라이애시와 고로슬래그를 동시에 적용하고, 작업성이 우수하고 상온양생이 가능한 압축강도 30~40MPa급의 건식 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있다.According to the present invention, dry cement concrete having a compressive strength of 30 to 40 MPa, which is excellent in workability and can be cured at room temperature, is applied at a suitable ratio of fly ash and blast furnace slag as a binder in place of cement which discharges a large amount of carbon dioxide Can be manufactured.

본 발명에 따르면, 건식 무시멘트 콘크리트가 높은 화학저항성을 가짐으로써, 생태호안블럭, 하수암거 또는 축사 바닥판(콘슬라트)에 용이하게 적용할 수 있다.According to the present invention, the dry cement concrete has high chemical resistance, so that it can be easily applied to an ecological shore block, a sewer culvert or a housing bottom plate (konstal).

도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 기술에 따른 플라이애시 무시멘트 콘크리트 및 고로슬래그 무시멘트 콘크리트의 압축강도를 예시하는 도면들이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 플라이애시 무시멘트 콘크리트 및 고로슬래그 무시멘트 콘크리트의 시공성을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 액상형 알칼리 활성화제를 혼합한 습식 무시멘트 콘크리트의 문제점을 설명하기 위한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 조성을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트를 종래의 기술에 따른 보통 포틀랜트 시멘트(OPC)와 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 조성물을 제조하는 것을 나타내는 사진들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 압축강도 성능평가를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 환경 친화성 평가를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 염해 및 동결융해 저항성 평가를 나타내는 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 화학저항성 및 건조수축 평가를 나타내는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 12a 및 도 12b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트로 제조되는 콘슬라트를 나타내는 도면들이다.
도 13a 내지 도 13c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트로 콘슬라트를 제조하는 것을 나타내는 도면들이다.FIGS. 1A and 1B are views illustrating compressive strengths of fly ash cement concrete and blast furnace slag cement concrete, respectively, according to conventional techniques.
FIG. 2 is a view for comparing the workability of the fly ash cement concrete and the blast furnace slag cement concrete according to the prior art.
3 is a photograph for explaining a problem of a wet cement concrete in which fly ash, blast furnace slag and a liquid type alkali activator are mixed according to a conventional technique.
4 is a view illustrating the composition of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention, in comparison with a conventional portland cement (OPC) according to the prior art.
6A and 6B are photographs showing the preparation of a dry cement concrete composition using fly ash, blast furnace slag, and a powdery alkali activator according to an embodiment of the present invention, respectively.
7 is a graph showing compressive strength performance evaluation of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing an environmental compatibility evaluation of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.
9A and 9B are views showing the evaluation of resistance to salt and freeze-thaw resistance of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator, respectively, according to an embodiment of the present invention.
10A and 10B are views showing chemical resistance and drying shrinkage evaluation of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdery alkali activator, respectively, according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.
12A and 12B are views showing a concrete slat made of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention, respectively.
13A to 13C are views showing the production of konaslast using dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator according to the embodiment of the present invention, respectively.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

먼저, 선행기술로서, 본 발명의 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1018008호에는 "플라이애쉬와 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트의 제조방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다.As a prior art, Korean Patent Registration No. 10-1018008, filed and registered by the applicant of the present invention, discloses an invention entitled " a method for producing cement concrete using fly ash and blast furnace slag " , Which is incorporated herein by reference.

전술한 바와 같이, 플라이애시와 고로슬래그를 혼합한 무시멘트 콘크리트의 경우, 상온양생 및 우수한 역학적 성능은 확보할 수 있으나, 습식 형태로 제작할 경우, 액상형 알칼리 활성화제와 강재 거푸집과의 반응성 등으로 인해 강재 거푸집의 탈형이 원활하게 이루어지지 않는다는 문제점이 있고, 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 및 그 제조 방법은 이를 해결하기 위한 것이다.As described above, in the case of cementitious concrete mixed with fly ash and blast furnace slag, the curing at room temperature and excellent mechanical performance can be secured. However, when the concrete is produced in a wet form, due to the reactivity between the liquid type alkali activator and the steel formwork There is a problem that deformation of the steel formwork is not smoothly performed. The dry cement concrete using the fly ash, the blast furnace slag, and the powdery alkali activator according to the embodiment of the present invention and the manufacturing method thereof are solved.

구체적으로, 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 제작하기 위해 콘크리트를 타설한 직후에 바로 강재 거푸집의 탈형을 실시하기 때문에 제조하고자 하는 형태를 유지하기 위해서는 노슬럼프 상태를 유지하는 것이 중요하다. 일반 시멘트 콘크리트는 노슬럼프를 유지하기 위해 골재가 함유하고 있는 수분량을 고려하여 배합수를 줄이면 된다. 그러나 무시멘트 콘크리트는 일반 시멘트 콘크리트와 달리 액상형 알칼리 활성화제로 슬럼프를 조절하기 때문에 골재가 함유하고 있는 수분량에 따라 액상형 알칼리 활성화제의 양이 달라진다. 이렇게 알칼리 활성화제의 양이 달라지면 무시멘트 콘크리트의 역학적 특성은 매우 달라지는 특징이 있다. 이렇게 액상형 활성화제의 양으로 노슬럼프 상태를 조절하게 되면 무시멘트 콘크리트의 역학적 성능에 절대적으로 영향을 미치는 활성화제의 양이 달라지므로 역학적 성능이 크게 달라질 수 있다.In particular, it is important to maintain the no slump state in order to maintain the desired shape because the steel form is demolished immediately after concrete is poured in order to produce dry type cementless concrete. In general cement concrete, in order to maintain the no slump, it is sufficient to reduce the number of formulations considering the amount of water contained in the aggregate. However, unlike cement concrete, cement concrete is controlled by a liquid type alkali activator, so the amount of the liquid type alkali activator varies depending on the amount of water contained in the aggregate. When the amount of alkali activator is changed, the mechanical properties of cement concrete are very different. When the slump state is controlled by the amount of the liquid activator, the dynamic performance of the cement concrete can be greatly changed because the amount of the activator that absolutely affects the mechanical performance of the cement concrete is changed.

따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 액상형 알칼리 활성화제가 아니라 분말형 알칼리 활성화제를 사용함으로써 시공성에 영향을 주지 않고 중합반응에 필요한 알칼리 활성화제를 용이하게 투입할 수 있고, 또한, 노슬럼프 형태를 유지하기 위해 배합수로 조절함으로써 노슬럼프를 요구하는 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 용이하게 제조할 수 있고, 또한, 일정한 역학적 성능을 유지시킬 수 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, the use of the powdery alkali activator instead of the liquid type alkali activator makes it possible to easily inject the alkali activator necessary for the polymerization reaction without affecting the workability, It is possible to easily produce a dry type cementless concrete requiring a no slump and also to maintain a constant mechanical performance.

이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트에 대해 설명하고, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
Hereinafter, referring to FIGS. 4 to 10, a dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and a powdery alkali activator according to an embodiment of the present invention will be described, A method of manufacturing dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention will be described.

[플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트][Dry Cementless Concrete Using Fly Ash, Blast Furnace Slag and Powder Type Alkali Activating Agent]

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 조성을 예시하는 도면이다.4 is a view illustrating the composition of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는, 플라이애시(Fly Ash) 및 고로슬래그(Furnace Slag)가 혼합된 20~30중량%의 결합재(Binder); 1~2중량%의 분말형 알칼리 활성화제(Powder Type Alkali Activator); 23~25중량%의 잔골재; 40~45중량%의 굵은골재(Coarse Aggregate): 및 6~8중량%의 배합수를 포함한다.4, the dry cement concrete using the fly ash, the blast furnace slag, and the powdery alkali activator according to the embodiment of the present invention is a cement mortar concrete comprising 20 to 50% by weight of fly ash and blast furnace slag, 30% by weight of binder; 1 to 2% by weight of Powder Type Alkali Activator; 23 to 25% by weight of fine aggregate; 40 to 45% by weight of coarse aggregate, and 6 to 8% by weight of blended water.

결합재는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖는 플라이애시 및 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 갖는 고로슬래그의 혼합비가 90:10~30:70의 중량%로 구성되고, 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴된다. 예를 들면, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비는 작업성 및 초기강도에 따라 조정될 수 있으며, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비가 50:50의 중량%인 경우, 상기 건식 무시멘트 콘크리트가 30~40MPa의 고강도를 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 건식 무시멘트 콘크리트는, 시멘트를 첨가하지 않고 이를 대신하여 결합재로서 적정 비율의 플라이애시와 고로슬래그를 사용한다.The binder is composed of fly ash having a degree of powder of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and blast furnace slag having a degree of powder of 3,000 to 5,000 cm 2 / g in a weight ratio of 90:10 to 30:70, The glass coating of the fly ash is destroyed at a temperature of 5 to 90 DEG C by the hydration reaction and the polymerization reaction. For example, the mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag may be adjusted according to workability and initial strength. When the blending ratio of the fly ash and the blast furnace slag is 50: 50 wt%, the dry non- It can have a high strength of 40 MPa. That is, the dry cement concrete according to the embodiment of the present invention uses fly ash and blast furnace slag in appropriate proportions as a binder instead of adding cement.

구체적으로, 상기 플라이애시의 분말도가 2,000㎠/g미만인 경우 및 고로슬래그의 분말도가 3,000㎠/g 미만인 경우, 반응성이 작아 강도 발현에 불리하고, 또한, 상기 플라이애시의 분말도가 4,000㎠/g를 초과하는 경우 및 고로슬래그의 분말도가 5,000㎠/g를 초과하는 경우, 반응성이 크지만, 화력발전소 또는 제철소에 발생하는 분말도보다 커져 미분말시키거나 분급을 해야 하기 때문에 경제성이 저하될 수 있기 때문이다.Specifically, when the powdery degree of the fly ash is less than 2,000 cm 2 / g and the powdery degree of the blast furnace slag is less than 3,000 cm 2 / g, the reactivity is so small that the strength of the fly ash is disadvantageously deteriorated. / g and the powdery degree of the blast furnace slag exceeds 5,000 cm2 / g, the reactivity is great, but the powder generated in the thermal power plant or the steel mill becomes larger than the powder, It is because.

또한, 상기 플라이애시와 고로슬래그의 혼합비는, 예를 들면, 90:10~30:70의 중량%로 배합될 수 있는데, 플라이애시가 중량%를 초과(고로슬래그가 10중량% 미만)하는 경우, 작업성이 확보되나 상온양생에 의해 압축강도가 상당히 낮아지는 문제가 있고, 상기 플라이애시이 30중량% 미만(고로슬래그가 70중량%를 초과)인 경우, 압축강도를 고강도로 확보할 수 있으나, 작업성이 확보되지 않는 문제가 있기 때문이다. 이와 같이 상기 플라이애시와 고로슬래그의 혼합비를 조정하여 작업성 및 초기강도 등을 조정할 수 있으며, 30~40MPa 정도의 고강도 콘크리트를 제조하기 위해서는 플라이애시와 고로슬래그를 1:1 정도의 비율, 즉, 50:50중량%로 혼합하는 것이 가장 효율적이다. 즉, 플라이애시와 고로슬래그의 혼합비율에 따라 유동성 및 강도를 사용자의 요구에 맞게 손쉽게 조정 가능한 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있다.The mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag may be, for example, in the range of 90:10 to 30:70 by weight. When the fly ash is more than 10% by weight (the blast furnace slag is less than 10% by weight) , But the compressive strength is significantly lowered by room temperature curing. When the fly ash content is less than 30% by weight (blast furnace slag is more than 70% by weight), the compressive strength can be secured at high strength, There is a problem that workability is not ensured. In order to adjust the mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag, the workability and the initial strength can be adjusted. In order to produce the high strength concrete of about 30 to 40 MPa, the fly ash and the blast furnace slag are mixed at a ratio of about 1: 50% by weight and 50% by weight are most effective. That is, it is possible to manufacture cementless concrete which can easily adjust the fluidity and strength according to the user's demand according to the mixing ratio of fly ash and blast furnace slag.

또한, 상기 결합재는 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~40℃의 상온에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴된다. 즉, 상기 플라이애시를 사용한 경우, 유리(glassy) 피막이 형성되어 있기 때문에 이러한 유리 피막을 파괴시켜 상기 플라이애시의 반응을 촉진시키기 위해서는 pH 13 이상의 매우 높은 알칼리 환경이나 고온양생 또는 기타 방법 등이 필요하다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 고로슬래그의 구성성분 중에 SiO2, Al2O3, 특히 CaO(일반적으로 고로슬래그는 40% 이상 함유)이 다량으로 함유되어있기 때문에 상온에서 수화반응 및 중합반응을 하여 플라이애시의 유리피막이 파괴되어 다량의 플라이애시가 혼합되어 있더라도 상온에서 중합반응이 발생하여 강도가 크게 발현될 수 있다.Further, the glass material of the fly ash is destroyed at a room temperature of 5 to 40 ° C by the hydration reaction and the polymerization reaction of the blast furnace slag. That is, when the fly ash is used, a glassy coating is formed. Therefore, in order to accelerate the reaction of the fly ash by destroying the glass coating, a very high alkali environment of pH 13 or higher, a high temperature curing or other method is required . However, since a large amount of SiO 2 , Al 2 O 3 , particularly CaO (generally containing blast furnace slag at 40% or more) is contained in the constituents of the blast furnace slag according to the embodiment of the present invention, the hydration reaction and the polymerization reaction So that even if a large amount of fly ash is mixed with the glass coating of the fly ash, polymerization reaction occurs at room temperature and the strength can be largely expressed.

분말형 알칼리 활성화제는 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 중량비가 1인 분말형 알칼리 활성화제일 수 있다. 일반적으로 무시멘트 콘크리트 제조시에는 알칼리 활성화제의 사용은 반드시 필요하나, 종래의 기술에 따른 NaOH 또는 KOH와 같은 액상형 알칼리 활성화제의 경우 강재 거푸집의 탈형 시에 문제가 발생하지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 알칼리 활성화제로서 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 중량비가 1인 분말형 알칼리 활성화제를 사용하고, 타설 직후에 탈형할 수 있도록 건식으로 제작함으로써 이를 해결할 수 있다.The powdery alkali activator may be a powdery alkali activator in which the weight ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ) is 1. Generally, it is necessary to use an alkali activator in the manufacture of cement concrete. However, in the case of a liquid type alkali activator such as NaOH or KOH according to the conventional art, a problem occurs when demolding a steel formwork, A powdery alkali activator having a weight ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ) of 1 is used as the alkali activator and the dry type alkali solution is dry-formed so that it can be demolded immediately after casting.

상기 결합재, 분말형 알칼리 활성화제, 잔골재, 굵은골재 및 배합수를 배합 교반하여 노슬럼프인 건식(Dry Type) 무시멘트 페이스트를 형성하고, 상기 무시멘트 페이스트를 강재 거푸집에 타설하며, 타설 직후에 상기 강재 거푸집을 탈형하여 상온에서 양생시킨다. 이때, 건식 무시멘트 페이스트는 5~90℃의 온도에서 기건양생(Air Dry Curing)시킨다. 즉, 양생온도가 강도에 미치는 영향은 온도가 높을수록 강도가 증가하기 때문에 5℃ 이상에서 양생을 실시하는 것이 강도 측면에서 우수하기 때문이며, 40℃는 여름철 최대 온도이기 때문이다. 또한, 2차제품 생산시 고강도를 요구할 경우, 고온에서 양생을 실시할 수도 있다. 예를 들면, 양생온도가 강도에 미치는 영향은 온도가 높을수록 강도가 증가하나, 5℃에서 양생을 실시하더라도 재령 3일 강도가 21MPa 정도, 재령 28일 강도가 30MPa 정도로 상당히 고강도 콘크리트 제조가 가능한 것으로 나타났으며, 플라이애시와 고로슬래그를 혼합하여 사용한 건식 무시멘트 콘크리트는 봄, 여름, 가을, 겨울 4계절 모두 적용이 가능한 것으로 판단된다.The dry cement paste of the present invention is prepared by mixing and stirring the binder, the powdery alkali activator, the fine aggregate, the coarse aggregate, and the compounding water to form a non-slump dry cement paste. The cement paste is poured into the steel formwork, The steel mold is demolded and cured at room temperature. At this time, the dry cement paste is air dried cured at a temperature of 5 to 90 ° C. That is, the effect of the curing temperature on the strength is due to the fact that the curing is performed at a temperature of 5 ° C or more because the strength is increased as the temperature is higher, and 40 ° C is the maximum temperature in the summer. In addition, when high strength is required in the production of secondary products, curing can be carried out at a high temperature. For example, the effect of the curing temperature on the strength increases with increasing temperature. However, even if curing is carried out at 5 ° C, it is possible to manufacture high strength concrete with a strength of about 21 MPa at 3 days of age and 30 MPa at 28 days of age Dry cement concrete with a mixture of fly ash and blast furnace slag can be applied to all four seasons in spring, summer, autumn and winter.

또한, 상기 강재 거푸집은 상기 건식 무시멘트 콘크리트 페이스트를 타설한 직후에 탈형함으로써, 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트와 상기 강재 거푸집의 접촉 시간을 최소화하여 매끈한 표면을 가진 무시멘트 콘크리트가 제조될 수 있다.In addition, the steel formwork is demolded immediately after the dry cement concrete paste is poured, so that the contact time between the cement concrete paste and the steel formwork is minimized, so that the cemented concrete having a smooth surface can be manufactured.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트를 종래의 기술에 따른 보통 포틀랜트 시멘트(OPC)와 비교하여 설명하기 위한 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트를 제조하는 것을 나타내는 사진들로서, 도 6a는 배합원료를 교반하는 것을 나타내고, 도 6b는 건식 무시멘트 콘크리트 페이스트를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 5 is a view for explaining dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdery alkali activator according to an embodiment of the present invention in comparison with ordinary portland cement (OPC) according to the related art , Figures 6a and 6b are photographs showing the production of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator, respectively, according to an embodiment of the present invention, , And FIG. 6B shows a dry cement concrete paste.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는, 도 5에 도시된 바와 같이, 플라이애시 및 고로슬래그를 결합재로 사용하고, Na2O/SiO2의 비가 1인 분말형 알칼리 활성화제를 사용하여 제조하고, 또한, 비교예의 콘크리트는 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 결합재로 사용하여 제조하였다.As shown in FIG. 5, the dry cement concrete using the fly ash, the blast furnace slag and the powdery alkali activator according to the embodiment of the present invention is characterized in that fly ash and blast furnace slag are used as binders and Na 2 O / SiO 2 2 , and the concrete of the comparative example was usually prepared by using Portland cement (OPC) as a binder.

또한, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는 건식이기 때문에 배합수를 비교예와 비교하면 상당히 적게 사용하며, 또한, 배합원료로서, 잔골재는 육상모래를 사용하고, 굵은골재는 19mm 굵은골재를 사용하며, 이때, 20℃의 온도와 65±10%의 습도에서 공시체를 제작하여 압축강도, 수축, 동결융해, 염해, 화학저항성, 용출 등의 평가 항목에 대해 평가를 실시하였다.6A and 6B, since the dry cement concrete using the fly ash, the blast furnace slag and the powdery alkali activator according to the embodiment of the present invention is dry, In this case, specimens are manufactured at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65 ± 10%, and the compressive strength, shrinkage and shrinkage of the aggregates are measured. , Freezing and thawing, salting, chemical resistance, leaching, etc. were evaluated.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 압축강도 성능평가를 나타내는 도면이다.Meanwhile, FIG. 7 is a graph showing compressive strength performance evaluation of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는, 도 7에 도시된 바와 같이, 재령 3일에서 21MPa를 나타내고, 재령 28일에서 31MPa의 강도를 발현함으로써, 작업성과 압축강도가 종래의 기술에 따른 OPC 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다. 이에 따라 30MPa~40MPa급 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있다.As shown in FIG. 7, the dry cement concrete using the fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator according to the embodiment of the present invention exhibited a strength of 21 MPa at the age of 3 days and a strength of 31 MPa at the age of 28 days , The workability and compressive strength were similar to those of the conventional OPC concrete. Accordingly, cementless concrete of 30 MPa to 40 MPa class can be manufactured.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 환경 친화성 평가를 나타내는 도면이다.Meanwhile, FIG. 8 is a graph showing the environmental compatibility evaluation of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트에 대해, 무시멘트 콘크리트의 환경친화성 평가를 위해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 6대 중금속 용출 시험을 실시하였다. 이때, 폐기물 공정시험기준 및 APHA Standard Methods 2012에 의해 금속 용출 시험을 실시한 결과, 본 발명의 실시예에 따른 건식 무시멘트 콘크리트의 경우, 환경친화성이 우수한 것으로 나타났다.In order to evaluate the environmental compatibility of cementless concrete with dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdery alkali activator according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, Test. At this time, as a result of the metal dissolution test by the waste process test standard and the APHA Standard Methods 2012, the dry cement concrete according to the embodiment of the present invention showed excellent environmental compatibility.

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 염해 및 동결융해 저항성 평가를 나타내는 도면들이다.9A and 9B are views showing the evaluation of resistance to salt and freeze-thaw resistance of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator, respectively, according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트에 대해 염해 및 동결융해 저항성을 평가하였다.The dryness and freeze-thaw resistance of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to the present invention were evaluated.

이때, 염해 저항성은 φ100x50mm 시편을 제작하여 28일 동안 20℃의 기건 상태(65±5%의 습도)에서 기건양생시킨 다음에, ASTM C 1202에 준하여 전기적 촉진시험으로 평가하였다. 그 결과로서, 도 9a에 도시된 바와 같이, 염소이온확산계수는 무시멘트 콘크리트가 종래의 기술에 따른 OPC(보통 포틀랜트 시멘트)의 1/10 수준으로서, 염소이온에 대한 침투저항성이 우수한 것으로 밝혀졌다.At this time, the resistance to salt resistance was evaluated by electrical acceleration test according to ASTM C 1202 after preparing a specimen with a diameter of 100x50 mm, curing the specimen at a temperature of 20 ° C (humidity of 65 ± 5%) for 28 days. As a result, as shown in FIG. 9A, the chlorine ion diffusion coefficient is found to be one tenth of that of OPC (ordinary portland cement) according to the conventional technique, and that cemented concrete is excellent in penetration resistance against chlorine ions lost.

또한, 동결융해 시험은 100x100x400m의 각주 시험체를 제작하여 28일 동안 20℃의 기건 상태(65±5%의 습도)에서 양생시킨 다음에 온도범위를 +4℃ ~ -18℃로 하고, 1사이클 시간은 2시간 40분으로 하여 300사이클까지 시험을 수행하여 상대동탄성계수를 측정하였다. 결국, 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 건식 무시멘트 콘크리트의 동결융해는 88%이고, 종래의 기술에 따른 OPC가 70%로 분석되었다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는 고내구성 콘크리트 품질기준 80%를 만족하는 것으로 나타났다.In the freezing and thawing test, a test piece of 100 x 100 x 400 m was prepared and cured at a temperature of 20 ° C (humidity of 65 ± 5%) for 28 days. Then, the temperature range was set to + 4 ° C to -18 ° C, Was tested for up to 300 cycles at 2 hours and 40 minutes, and the relative dynamic modulus was measured. As a result, as shown in FIG. 9B, the freezing and thawing of the dry cement concrete according to the embodiment of the present invention is 88%, and the OPC according to the conventional technique is analyzed to be 70%. Accordingly, dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to the present invention satisfied 80% of high durability concrete quality standard.

한편, 도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트의 화학저항성 및 건조수축 평가를 나타내는 도면들이다.10A and 10B are views showing chemical resistance and drying shrinkage evaluation of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator according to the embodiment of the present invention, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트에 대해 화학저항성 및 건조수축을 평가한 결과, 도 10a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 건식 무시멘트 콘크리트가 종래의 기술에 따른 OPC 콘크리트 대비 화학저항성이 우수한 것으로 나타났다.As a result of evaluating chemical resistance and drying shrinkage of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdery alkaline activator according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10A, The dry cementless concrete was superior to the conventional OPC concrete in chemical resistance.

또한, 건조수축은 100x100x400㎜ 각주 시험체를 제작하여 기건 상태(20±2℃의 온도 및 65±5%의 습도)에 노출시킨 다음에, KS F 2424에 준하여 재령 91일까지 측정하였다. 결국, 도 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 건식 무시멘트 콘크리트의 건조수축은 450㎛ OPC와 유사한 것으로 나타났다.Dry shrinkage was measured by a 100x100x400 mm test specimen after exposure to the dry condition (temperature of 20 ± 2 ° C and humidity of 65 ± 5%) and then to 91 days of age according to KS F 2424. As a result, as shown in FIG. 10B, the dry shrinkage of the dry cement concrete according to the embodiment of the present invention was found to be similar to that of 450 μm OPC.

본 발명의 실시예에 따르면, 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 사용하여 노슬럼프인 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 제작하여 타설을 실시하고, 경화되기 전에 바로 강재 거푸집의 탈형을 실시함으로써 강재 거푸집과의 부착에 대한 문제점을 방지할 수 있고, 또한, 분말형 알칼리 활성화제를 사용함으로써 시공성에 영향을 주지 않고 중합반응에 필요한 알칼리 활성화제를 투입할 수 있고, 노슬럼프 형태를 유지하기 위해 배합수로 조절함으로써 노슬럼프를 요구하는 건식 타입의 무시멘트 콘크리트를 용이하게 제조할 수 있고, 일정한 역학적 성능을 유지시킬 수 있다. 또한, 이산화탄소를 다량으로 배출하는 시멘트 대신에 결합재로서 적정비율의 플라이애시와 고로슬래그를 동시에 적용하고, 작업성이 우수하고 상온양생이 가능한 압축강도 30~40MPa급의 건식 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있으며, 또한, 건식 무시멘트 콘크리트가 높은 화학저항성을 가짐으로써, 생태호안블럭, 하수암거 또는 축사 바닥판(콘슬라트)에 용이하게 적용할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, dry type cementless concrete which is a slump type is manufactured by using fly ash, blast furnace slag and powder type alkali activating agent, and the concrete is immediately cast before the cementing The use of the powdery alkali activator makes it possible to inject the alkali activator necessary for the polymerization reaction without affecting the workability and to keep the slurry form It is possible to easily produce a dry type cementless concrete requiring no slump by controlling the mixing amount, and to maintain a constant mechanical performance. It is also possible to produce dry cement concrete with a compressive strength of 30 to 40 MPa, which is excellent in workability and can be cured at room temperature, by applying a proper ratio of fly ash and blast furnace slag as a binder in place of cement which discharges a large amount of carbon dioxide Also, since dry cement concrete has high chemical resistance, it can be easily applied to ecological shore blocks, sewage culverts or house bottom slabs (konstalts).

[건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법][Manufacturing Method of Dry Cementless Concrete]

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법을 나타내는 동작흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법은, 먼저, 플라이애시 및 고로슬래그가 혼합된 20~30중량%의 결합재를 생성한다(S110). 여기서, 상기 결합재는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖는 플라이애시 및 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 갖는 고로슬래그의 혼합비가 90:10~30:70의 중량%로 구성되며, 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴된다. 예를 들면, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비는 작업성 및 초기강도에 따라 조정되며, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비가 50:50의 중량%인 경우 상기 건식 무시멘트 콘크리트가 30~40MPa의 고강도를 가질 수 있다.Referring to FIG. 11, a method for manufacturing dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention comprises firstly mixing 20 to 30% by weight of fly ash and blast furnace slag (S110). Wherein the binder has a blend ratio of fly ash having a degree of powder of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and blast furnace slag having a degree of powder of 3,000 to 5,000 cm 2 / g of 90:10 to 30:70 by weight, The glass coating of the fly ash is destroyed at a temperature of 5 to 90 DEG C by the hydration reaction and the polymerization reaction of the blast furnace slag. For example, the mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag is adjusted according to workability and initial strength, and when the mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag is 50: 50 wt%, the dry non- It can have high strength.

다음으로, 상기 결합재에 1~2중량%의 분말형 알칼리 활성화제를 첨가한다(S120). 여기서, 상기 분말형 알칼리 활성화제는 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 중량비가 1인 분말형 알칼리 활성화제일 수 있다.Next, 1 to 2% by weight of a powdery alkali activator is added to the binder (S120). Here, the powdery alkali activator may be a powdery alkali activator in which the weight ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ) is 1.

다음으로, 23~25중량%의 잔골재, 40~45중량%의 굵은골재 및 6~8중량%의 배합수를 배합 및 교반하여 무시멘트 콘크리트 페이스트 형성한다(S130).Next, 23 to 25% by weight of the fine aggregate, 40 to 45% by weight of the coarse aggregate and 6 to 8% by weight of the mixing water are mixed and stirred to form a cement concrete paste (S130).

다음으로, 강재 거푸집에 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트를 타설한다(S140).Next, the cementless concrete paste is poured into the steel mold (S140).

다음으로, 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트 타설 직후에 상기 강재 거푸집을 탈형한다(S150). 이에 따라 상기 강재 거푸집은 상기 무시멘트 페이스트를 타설한 직후에 탈형함으로써, 상기 무시멘트 페이스트와 상기 강재 거푸집의 접촉 시간을 최소화하여 매끈한 표면을 가진 무시멘트 콘크리트가 제조될 수 있다.Next, immediately after the cementless concrete paste has been cast, the steel formwork is demolded (S150). Accordingly, the steel formwork is demoulded immediately after the cement paste is poured, thereby minimizing the contact time between the cement paste and the steel formwork, and thus the cemented concrete having a smooth surface can be manufactured.

다음으로, 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트를, 예를 들면, 5~90℃의 온도로 기건양생하여 노슬럼프인 건식 무시멘트 콘크리트를 형성한다(S160). 이에 따라 상기 제조된 건식 무시멘트 콘크리트는 높은 화학저항성을 갖고, 생태호안블럭, 하수암거 또는 축사 바닥판(콘슬라트)으로 사용될 수 있다.Next, the cementless concrete paste is cured and cured at a temperature of, for example, 5 to 90 ° C to form a dry slag cement concrete (S160). The dry cement concrete thus prepared has high chemical resistance and can be used as an ecological shore block, a sewage culvert or a housing bottom plate (konstal).

한편, 도 12a 및 도 12b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트로 제조되는 콘슬라트를 나타내는 도면들로서, 도 12a는 콘슬라트 형상을 나타내고, 도 12b는 콘슬라트가 설치된 축사를 나타낸다.12A and 12B are views showing a concrete slat made of dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention, FIG. 12A is a cross- And Fig. 12B shows the housing where the konstal is installed.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는 콘슬라트(돈사바닥재)에 적용할 수 있다.Dry cementless concrete using fly ash, blast furnace slag, and powdered alkali activator according to an embodiment of the present invention can be applied to concrete slag (python flooring).

예를 들면, 도 12a에 도시된 바와 같이, 1.2m x 2.4m x 0.1m의 콘슬라트를 제조하여, 도 12b에 도시된 바와 같은 축사에 적용하였다. 즉, 건비빔 방식으로 배합하고, 진동다짐으로 성형하여 30MPa의 압축강도를 갖는 공시체를 제작하였다.For example, as shown in Fig. 12A, a 1.2m x 2.4m x 0.1m conglomerate was prepared and applied to the housing as shown in Fig. 12b. That is, it was compounded in a dry beam method and molded by vibration compaction to produce a specimen having a compressive strength of 30 MPa.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트는, 화학저항성이 우수한 건식 무시멘트 콘크리트를 활용하여 가축의 배설물에 대한 내구성 확보할 수 있고, 또한, 배설물의 배출 및 청소가 용이하며 축사위생에 도움을 주는 돈사의 바닥재로 적합하게 사용할 수 있다.The dry cement concrete using the fly ash, the blast furnace slag and the powdery alkali activator according to the embodiment of the present invention can ensure the durability against excrement of livestock by utilizing the dry cement concrete having excellent chemical resistance, It is easy to discharge and clean the excrement, and it can be used as the flooring of the pilgrimage to help the house sanitation.

도 13a 내지 도 13c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트로 콘슬라트를 제조하는 것을 나타내는 도면들이다.13A to 13C are views showing the production of konaslast using dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator according to the embodiment of the present invention, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트를 사용하여, 도 13a에 도시된 바와 같이, 콘슬라트를 제작할 수 있고, 또한, 도 13b에 도시된 바와 같이, 건식 무시멘트 콘크리트를 제조할 수 있고, 또한, 도 13c에 도시된 바와 같이, 예비실험 공시체를 제작할 수 있다.13A, a concrete slate can be manufactured using dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdery alkali activator according to an embodiment of the present invention, and as shown in FIG. 13B As shown in FIG. 13C, a dry cement concrete can be produced, and a preliminary test specimen can be produced as shown in FIG. 13C.

이때, 건식 무시멘트 콘크리트의 압축강도는 31.5MPa, 탄성계수는 22.0GPa, 쪼갬인장강도는 2.2MPa로 나타나서, 건식 무시멘트 콘크리트를 활용한 2차제품을 용이하게 제작할 수 있다. At this time, the compressive strength of the dry cement concrete is 31.5 MPa, the elastic modulus is 22.0 GPa, and the splice tensile strength is 2.2 MPa, so that a secondary product using dry cement concrete can be easily manufactured.

이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 무시멘트 콘크리트 제작시 건식 타입으로 타설 직후에 바로 강재 거푸집의 탈형이 가능하므로 거푸집이 붙는 문제점을 해결 할 수 있다. 또한, 건식 무시멘트 콘크리트를 활용한 시작품 제작 및 현장적용 결과, 생태연못에서 유해물질 용출 및 어류폐사는 없었으며, 생태호안블럭에 식생이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 화학저항성이 매우 우수하여 생태연못, 생태호안블럭, 하수암거 또는 축사 바닥판으로 등으로 매우 효과적으로 적용할 수 있다.At this time, according to the embodiment of the present invention, when the cement concrete is manufactured, it is dry type, and the steel form can be demolded immediately after the casting. Also, as a result of the prototyping and field application using dry cement concrete, there were no toxic substances leaching and fish mortality in the ecological pond, and it was confirmed that vegetation was possible in the ecological shore block. Also, it has very good chemical resistance and can be applied very effectively as an ecological pond, an ecological shore block, a sewage culvert or a housing bottom plate.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

Claims (13)

플라이애시(Fly Ash) 및 고로슬래그(Furnace Slag)가 혼합된 20~30중량%의 결합재(Binder);
1~2중량%의 분말형 알칼리 활성화제(Powder Type Alkali Activator);
23~25중량%의 잔골재;
40~45중량%의 굵은골재(Coarse Aggregate): 및
6~8중량%의 배합수
를 포함하되,
상기 결합재, 분말형 알칼리 활성화제, 잔골재, 굵은골재 및 배합수를 배합 교반하여 노슬럼프인 건식(Dry Type) 무시멘트 페이스트를 5~90℃의 온도에서 기건양생(Air Dry Curing)시켜 형성하고,
상기 무시멘트 페이스트를 강재 거푸집에 타설하여 소정 형상을 형성하며, 상기 무시멘트 페이스트와 상기 강재 거푸집의 접촉 시간이 최소화되도록 상기 무시멘트 페이스트의 타설 직후에 상기 강재 거푸집을 탈형하고, 탈형된 상기 무시멘트 페이스트를 상온에서 양생시키는 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트.20 to 30% by weight binder material mixed with fly ash and furnace slag;
1 to 2% by weight of Powder Type Alkali Activator;
23 to 25% by weight of fine aggregate;
40 to 45% by weight of Coarse Aggregate: and
6 to 8% by weight of water
, ≪ / RTI &
The dry cement paste is formed by air dry curing at a temperature of 5 to 90 ° C by mixing and stirring the binder, the powdery alkali activator, the fine aggregate, the coarse aggregate,
The cement paste is inserted into the steel mold to form a predetermined shape and the steel mold is demolded immediately after the cement paste is inserted so that the contact time between the cement paste and the steel mold is minimized, Dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdery alkaline activator, characterized in that the paste is cured at room temperature. 제1항에 있어서,
상기 결합재는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖는 플라이애시 및 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 갖는 고로슬래그의 혼합비는 90:10~30:70의 중량%로 구성되며, 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴되는 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트.The method according to claim 1,
The binder has a blend ratio of fly ash having a degree of powder of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and blast furnace slag having a degree of powder of 3,000 to 5,000 cm 2 / g in a weight ratio of 90:10 to 30:70, Characterized in that the glass coating of the fly ash is broken at a temperature of 5 to 90 占 폚 by hydration reaction and polymerization reaction of the fly ash, the blast furnace slag and the powdery alkaline activator. 제2항에 있어서,
상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비는 작업성 및 초기강도에 따라 조정되며, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비가 50:50의 중량%인 경우, 상기 건식 무시멘트 콘크리트가 30~40MPa의 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트.3. The method of claim 2,
The mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag is adjusted according to workability and initial strength. When the blending ratio of the fly ash and the blast furnace slag is 50:50 by weight, the dry cement concrete has a high strength of 30 to 40 MPa Characterized in that the dry cemented concrete is obtained by using fly ash, blast furnace slag and powdered alkaline activator. 제1항에 있어서,
상기 분말형 알칼리 활성화제는 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 중량비가 1인 분말형 알칼리 활성화제인 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트..The method according to claim 1,
Wherein the powdery alkaline activator is a powdery alkaline activator having a weight ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ) of 1, wherein the dry alkaline activator is a dry alkaline activator Mention concrete .. 삭제delete 삭제delete a) 플라이애시 및 고로슬래그가 혼합된 20~30중량%의 결합재를 생성하는 단계;
b) 상기 결합재에 1~2중량%의 분말형 알칼리 활성화제를 첨가하는 단계;
c) 23~25중량%의 잔골재, 40~45중량%의 굵은골재 및 6~8중량%의 배합수를 배합 및 교반하여 무시멘트 콘크리트 페이스트를 형성하는 단계;
d) 강재 거푸집에 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트를 타설하여 소정 형상을 형성하는 단계;
e) 상기 무시멘트 페이스트와 상기 강재 거푸집의 접촉 시간이 최소화되도록 상기 무시멘트 페이스트의 타설 직후에 상기 강재 거푸집을 탈형하는 단계; 및
f) 상기 무시멘트 콘크리트 페이스트를 상온에서 양생하여 노슬럼프인 건식(Dry Type) 무시멘트 콘크리트를 5~90℃의 온도에서 기건양생(Air Dry Curing)시켜 형성하는 단계
를 포함하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법.a) producing 20 to 30% by weight of a binder mixed with fly ash and blast furnace slag;
b) adding 1 to 2% by weight of the powdery alkali activator to the binder;
c) 23 to 25% by weight of fine aggregate, 40 to 45% by weight of coarse aggregate, and 6 to 8% by weight of blended water are mixed and stirred to form a cement concrete paste;
d) forming a predetermined shape by placing the cement concrete paste on a steel mold;
d) demolding the steel mold immediately after the cement paste is inserted so that the contact time between the cement paste and the steel mold is minimized; And
f) cementing the cemented cement paste at room temperature to form a dry slate cementless concrete by air curing at a temperature of 5 to 90 ° C
A method for producing dry cement concrete using fly ash, blast furnace slag and powdered alkali activator. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 a) 단계의 결합재는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖는 플라이애시 및 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 갖는 고로슬래그의 혼합비가 90:10~30:70의 중량%로 구성되며, 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴되는 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법.8. The method of claim 7,
The binder of step a) is composed of fly ash having a degree of powder of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and blast furnace slag having a degree of powder of 3,000 to 5,000 cm 2 / g in a weight ratio of 90:10 to 30:70 , The glass coating of the fly ash is broken at a temperature of 5 to 90 ° C by the hydration reaction and the polymerization reaction of the blast furnace slag, and the dry cement concrete using the fly ash, blast furnace slag and powder type alkali activator . 제9항에 있어서,
상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비는 작업성 및 초기강도에 따라 조정되며, 상기 플라이애시 및 고로슬래그의 혼합비가 50:50의 중량%인 경우, 상기 건식 무시멘트 콘크리트가 30~40MPa의 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법.10. The method of claim 9,
The mixing ratio of the fly ash and the blast furnace slag is adjusted according to workability and initial strength. When the blending ratio of the fly ash and the blast furnace slag is 50:50 by weight, the dry cement concrete has a high strength of 30 to 40 MPa Wherein the dry cement concrete is prepared by using fly ash, blast furnace slag and powdered alkaline activator. 제7항에 있어서,
상기 b) 단계의 분말형 알칼리 활성화제는 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 중량비가 1인 분말형 알칼리 활성화제인 것을 특징으로 하는 플라이애시, 고로슬래그 및 분말형 알칼리 활성화제를 이용한 건식 무시멘트 콘크리트 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the powdery alkali activator in step b) is a powdery alkali activator in which the weight ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ) is 1, the blast furnace slag and the powdery alkali activator A Method of Manufacturing Dry Cementless Concrete Using. 삭제delete 삭제delete
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