KR101706721B1 - 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 시멘트 결합재 3~38중량부, 잔골재 20~70중량부, 굵은골재 10~60중량부 및 물 0.1~10중량부을 포함하여 이루어지고, 상기 시멘트 결합재는 포틀랜드 1종~5종 시멘트 20～80중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 1~50 중량부, 무수석고 1~15 중량부, 감수제 0.01~5중량부 및 소포제 0.01~5 중량부을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 시멘트 결합재에 산업 부산물인 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 사용함으로써 산업 부산물의 재활용 측면에서 유용하며, 작업성, 초기 반응성 개선으로 초기 강도 발현 및 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법{High performance cement concrete composition and producing methods using dried materials separated from silicon wafer waste}
본 발명은 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 혼입하여 초기 재령의 압축, 휨, 인장강도, 특히 팽창특성에 의한 균열저감, 내산 및 내염해성을 개선시킴으로써 기존의 시멘트 콘크리트 조성물보다 내구성이 우수한 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 열화 등에 의해 콘크리트에 균열이 발생하면 방수 성능 저하, 철근부식, 내구성 저하, 강도 저하 등으로 치명적인 결함을 초래할 수 있다.
그리고 콘크리트의 균열은 염해, 열화와 같은 외적 환경원인, 설계하중, 소성수축 또는 건조수축과 같은 재료 특성, 배합조건, 시공적인 요인 등의 여러 가지 요인에 의하여 많이 발생한다.
이와 같은 여러 가지 요인에 의해 콘크리트 구조물에 균열이 발생하게 되면 콘크리트 구조물은 하중을 견디지 못하고 붕괴될 수도 있으므로 균열이 발생된 콘크리트 구조물에 대해서는 방수성, 내구성 등을 회복하기 위하여 혹은 구조물의 안정성, 미관성 등을 고려하여 보수가 필요하다.
또한 화학적 부식은 콘크리트가 외부에서 화학적 작용을 받아, 시멘트 경화체를 구성하는 수화 생성물을 변형 혹은 분해하여 결합 능력을 잃어버리는 열화 현상을 총칭한다.
이는 기존의 중성화, 동해, 염해에 의한 열화 현상과 혼동하기 쉬우며, 콘크리트 구조물에 내황산성 보수 모르타르가 아닌 기존의 보수용 모르타르로 타설됨으로써 결국 구조물에 균열 또는 박리 현상 등 성능 저하가 발생되어 내구성이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0529422호 대한민국 등록특허공보 제10-0285994호
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 산업 부산물이고 재료 자체의 내구성이 높은 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 실리카질 혼화재 및 팽창재 대용으로 사용함으로써, 기존의 시멘트 콘크리트 조성물 보다 매우 높은 초기강도 발현, 균열저감 및 내구성 개선 효과를 나타낼 수 있으며, 산업 부산물의 재활용 효과 및 안료대체 효과의 부가적인 효과도 얻을 수 있는 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 시멘트 결합재 3~38중량부, 잔골재 20~70중량부, 굵은골재 10~60중량부 및 물 0.1~10중량부를 포함하여 이루어지고, 상기 시멘트 결합재는 포틀랜드 1종~5종 시멘트 26～80중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 1~50 중량부, 무수석고 또는 반수석고 또는 이수석고 0.1~5 중량부, 감수제 0.01~5중량부 및 소포제 0.01~5 중량부을 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 시멘트 결합재에는 고성능 결합재 1~3 중량부가 더 포함될 수 있다.
또한 상기 시멘트 결합재에는 광미분 0.1~2 중량부가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 의하면, 시멘트 결합재에 산업 부산물인 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 사용함으로써, 초기 반응성 개선으로 높은 초기강도 발현, 균열저감 및 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한 기존 실리카흄보다 우수한 초기강도 발현으로, 대체하여 사용할 수 있으므로 제조단가를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한 고액분리 건조물의 검은색 발현특성을 활용하여 아스팔트와 유사한 색깔의 콘크리트(도시된 도 1 및 2)를 제조함으로써 안료대체 효과 및 산업부산물 재활용의 부가적인 효과도 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 구성하는 폐슬러지 고액분리 건조물을 나타낸 이미지.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 구성하는 폐슬러지 고액분리 건조물 함량에 따른 색도변화를 나타낸 이미지.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 Free-si의 미소반응열 측정결과를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물(이하 '고성능 시멘트 콘크리트 조성물'이라 함)은 시멘트 결합재, 잔골재, 굵은 골재 및 물을 포함한다.
그리고 상기 시멘트 결합재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 3~38중량부 함유되며, 상기 잔골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20~70중량부 함유되고, 상기 굵은골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 10~60중량부 함유되며, 상기 물은 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 0.1~10중량부 함유되는 것이 바람직하다.
골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5㎜ 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5㎜ 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분한다.
여기서 상기 잔골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20～70중량부가 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 10～60중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 시멘트 결합재는 포틀랜드 1종~5종 시멘트 26～80중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 1~50 중량부, 무수석고 또는 반수석고 또는 이수석고 0.1~5 중량부, 감수제 0.01~5중량부 및 소포제 0.01~5 중량부를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 시멘트 결합재에는 고성능 결합재 1~3 중량부가 더 포함될 수 있다.
또한 상기 시멘트 결합재에는 광미분 0.1~2 중량부가 더 포함될 수 있다.
여기서 상기 시멘트 결합재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 3~38중량부가 함유되는 것이 바람직하다. .
이를 좀더 보충설명하면, 상기 시멘트 결합재의 함량이 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 38중량부를 초과하면 작업성, 강도 및 내구성은 개선되나 건조수축 및 경제성이 떨어질 수 있고, 상기 시멘트 결합재의 함량이 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 3중량부 미만이면 건조수축은 적어지나 강도 및 내구성이 저하될 수 있기 때문이다.
다음으로 상기 시멘트 결합재의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
상기 시멘트는 KS에 규정된 보통 포틀랜드 1종~5종 시멘트 또는 슬래그시멘트를 사용할 수 있다.
상기 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물은 표1에 표시된 화학조성과 같이 SiO2가 함유되어 가용성 Ca(OH)2가 불용성 CSH로 전환되는 포졸란 반응특성(반응식1)을 나타낼 뿐 아니라, 미반응 실리콘금속(free-Si)이 함유되어 수소가스를 발생시키는 초기 팽창반응(반응식2)을 나타내기 때문에, 균열저감, 내구성 증진효과를 나타낼 뿐만 아니라, 실리콘 금속의 반응은 발열반응(도시된 도 3)으로써 시멘트 수화반응을 촉진시켜 높은 초기강도 발현을 유도하고, 석고 사용 시 응결지연에 따른 부작용을 해결하는 기능이 있다.
폐슬러지 고액분리 건조물 화학조성(1300℃ 열처리조건)
온도 SiC free-C SiO2 free-Si
1300℃ 85.7 trace 5.94 8.12
반응식 1 : mSiO2 + nCa(OH)2 → nCaOmSiO2nH2O
반응식 2 : free-Si + 2H2O → SiO2 + 2H2 ↑
그리고 상기 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물은 시멘트 결합재에 대하여 1~50중량부가 함유되는 것이 바람직하다.
이를 좀 더 보충설명하면, 상기 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물의 함량이 1중량부 미만일 경우에는 조성물의 초기 반응성이 저하되어 초기강도 발현, 건조수축 방지효과 및 내구성 개선효과가 저하될 수 있고, 상기 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물의 함량이 50중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 초기 강도 및 내구성은 개선되나 수화열이 높아져 과팽창 및 균열이 우려될 수 있기 때문이다.
상기 석고(CaSO4)는 시멘트 중의 성분, 특히 C3A(3CaOAl2O3)과 반응하여 침상형구조인 에트린 자이트(AFt상, C3A3CaSO432H2O)를 생성하여 시멘트의 조직을 치밀하게 하여 내구성 증진 및 강도증진 효과를 나타낸다.
그러나, 과량의 석고는 시멘트의 응결을 지연하여 초기 반응을 억제하기 때문에 포틀랜드 시멘트 조건하에서는 사용량에 한계를 갖는 단점이 있으나, 상기 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물의 높은 초기 반응성으로 인하여 석고의 응결지연 효과를 상쇄시켜 기존 시멘트에 비해 많은 양의 석고를 사용할 수 있으며, 이는 초기강도 및 장기강도 증진뿐 아니라, 조직의 치밀화로 고내구성의 콘크리트가 가능하게 한다.
그리고 상기 석고는 시멘트 결합재에 1~15 중량부가 함유되는 것이 바람직하다.
이를 좀 더 보충설명하면, 상기 석고의 함량이 1 중량부 미만일 경우 초기의 에트린자이트의 생성이 적어져 치밀한 조직형성이 어렵고, 15 중량부를 초과할 경우에는 과량의 에트린자이트 생성에 의한 팽창균열 및 응결지연을 유발할 수 있다.
상기 감수제는 시멘트 모르타르 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다.
그리고 상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계, 아미노슬폰산계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다.
여기서 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카르본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머 결합재와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다.
따라서, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하고, 시멘트 결합재에 0.01～5 중량부가 함유되는 것이 바람직하다.
상기 소포제는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 상기 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물의 초기 수소형성 반응에 의해 발생하는 거대기포를 미세기포로 전환시킴과 아울러 적절한 공기를 함유하게 하여 동결융해 저항성을 높이기 위한 목적으로 사용한다.
그리고 상기 소포제는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수도 있음을 밝힌다.
여기서 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등을 사용할 수 있고, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등을 사용할 수 있으며, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등을 사용할 수 있고, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등을 사용할 수 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등을 사용할 수 있다.
상기 소포제는 상기 성능 개선제에 대하여 0.01~5 중량부가 함유되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 시멘트 결합재에는 용도와 목적 등에 따라 고성능 결합재 1~3중량부, 광미분 0.1~2 중량부가 선택적으로 더 포함될 수 있다.
먼저 상기 고성능 결합재는 폴리카르복실산(polycarboxylic acid) 용액 22.99~25.67 중량부, 셀룰로오스 분말 22.99~25.67 중량부, 그리고 수산화알루미늄(Al(OH)3) 22.99~25.67 중량부로 이루어지고, 내구성 및 강도를 발현하면서 입자간 결속력을 강화시키는 역할을 하게 된다.
상기 광미분은 도로의 마찰을 증가시키기 위해 첨가되는 것으로 0.3mm 이하의 입결을 갖는 규사가 바람직하다.
여기서 상기 광미분을 0.1~2 중량부로 한정한 것은 광미분 0.1 중량부 이하일 경우에는 마찰증가효과가 미비하고, 2 중량부 이상일 경우에는 전체 혼합물의 결합력을 저하시키기 때문인 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.
시멘트 결합재, 잔골재 및 굵은골재를 일정 비율로 혼합하여 강제 믹서에 교반한다. 상기 시멘트 결합재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 3~38중량부가 함유되게 혼합하고, 상기 잔골재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20~70중량부가 함유되게 혼합하며, 상기 굵은골재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 10~60중량부가 함유되게 혼합하는 것이 바람직하다.
시멘트 결합재, 잔골재 및 굵은골재가 혼합된 혼합물에 물을 일정 비율로 추가로 혼합하여 1~10분간 교반한다. 상기 물은 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 0.1~10중량부가 함유되게 혼합하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명 따른 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시 예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
시멘트 결합재 18중량부, 잔골재 40중량부, 굵은골재 35중량부를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량부를 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 85중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 5중량부, 무수석고 5중량부, 감수제 1중량부, 소포제 1중량부, 고성능 결합재 2 중량부를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2>
시멘트 결합재 18중량부, 잔골재 40중량부, 굵은골재 35중량부를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량부를 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 81중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 9중량부, 무수석고 5중량부, 감수제 1중량부, 소포제 1중량부, 고성능 결합재 2 중량부를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 3>
시멘트 결합재 18중량부, 잔골재 40중량부, 굵은골재 35중량부를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량부를 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 71중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 19중량부, 무수석고 5중량부, 감수제 1중량부, 소포제 1중량부, 고성능 결합재 2 중량부 및 광미분 1 중량부를 혼합하여 사용하였다.
한편, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
상술한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 물성과 비교하기 위하여, 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 시멘트 콘크리트 조성물을 비교예 1 내지 비교예 3으로서 제시한다.
<비교예 1>
시멘트 결합재 18중량부, 잔골재 40중량부, 굵은골재 35중량부를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량부을 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 85중량부, 실리카흄 8중량부, 무수석고 5중량부, 감수제 1중량부 및 소포제 1중량부를 혼합하여 사용하였다.
<비교예 2>
시멘트 결합재 18중량부, 잔골재 40중량부, 굵은골재 35중량부를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량부을 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 81중량부, 실리카흄 12중량부, 무수석고 5중량부, 감수제 1중량부 및 소포제 1중량부를 혼합하여 사용하였다.
<비교예 3>
시멘트 결합재 18중량부, 잔골재 40중량부, 굵은골재 35중량부를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량부을 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 71중량부, 실리카흄 22중량부, 무수석고 5중량부, 감수제 1중량부 및 소포제 1중량부를 혼합하여 사용하였다.
한편, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
이하, 상술한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물의 물성을 비교평가하기 위한 시험결과에 관하여 설명한다.
<시험예 1>
아래의 표 1은 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물의 강도를 시험한 결과이다.
각각 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법), KS F 2408(콘크리트의 휨강도 시험방법), KS F 2423(콘크리트의 인장강도 시험방법)의 기준에 의거 시험을 실시하였다. 상기 시험체는 기건양생 7일을 기준으로 하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
강도
(kgf/㎠)		 휨 69 72 75 65 66 63
압축 446 487 516 440 445 425
인장 30 35 37 26 27 25
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 조성물(실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3)의 휨, 압축, 인장강도가 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조한 시멘트 콘크리트 조성물보다 월등히 높았다.
즉, 본 발명에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예에 따라 제조한 시멘트 콘크리트 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
길이변화율 (%) 0.04 0.03 0.02 0.1 0.07 0.05
표 3에서와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
아래의 표 3은 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여, KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 나타낸 것이다.
동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
아래의 표 4는 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
내구성 지수 91 93 94 89 90 91
표 4에서와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2476(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 4에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다. 흡수율이 낮을수록 조직이 치밀함을 나타낸다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
흡수율(%) 1.5 1.2 1.0 2.0 1.6 1.4
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2476에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
염화물 이온 침투 깊이(㎜) 1.1 0.9 0.4 2.0 1.1 0.7
위의 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
상기에서 설명한 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3의 시험체에 대하여 KS F 2476에 규정한 방법에 따라 중성화 침투깊이의 측정결과를 표 7에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
중성화 깊이(mm) 0.4 0.3 0.2 0.6 0.5 0.4
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예들보다 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 8에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
중량변화율
(%)		 염산 -1.4 -1.2 -1.0 -2.2 -1.8 -1.4
황산 -0.3 -0.3 0.2 -0.6 -0.5 -0.1
수산화나트륨 +0.6 +0.9 +1.4 0 +0.3 +0.5
위의 표 8에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 시멘트 결합재 3~38중량부, 잔골재 20~70중량부, 굵은골재 10~60중량부 및 물 0.1~10중량부를 포함하여 이루어지고,
    상기 시멘트 결합재는 포틀랜드 1종~5종시멘트 26～80중량부, 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물 1~50 중량부, 무수석고 1~15 중량부, 감수제 0.01~5중량부 및 소포제 0.01~5 중량부, 고성능 결합재 1~3 중량부를 포함하여 이루어지고,
    상기 고성능 결합재는 폴리카르복실산(polycarboxylic acid) 용액 22.99~25.67 중량부, 셀룰로오스 분말 22.99~25.67 중량부, 그리고 수산화알루미늄(Al(OH)3) 22.99~25.67 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 결합재에는 광미분 0.1~2 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 태양광 실리콘 웨이퍼 폐슬러지 고액분리 건조물을 이용한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물.
  4. 삭제
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