KR102075070B1 - Mortar composition using limestone powder - Google Patents

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문주혁
정연웅
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Abstract

The present invention relates to a cement-free environmentally-friendly mortar composition and, more specifically, to an environmentally-friendly mortar composition using fine limestone powder, which is capable of using the fine limestone powder, that is a raw material of conventional cement and requires a sintering process, as mortar for a cured body as it is without additional processes and thus, is environmentally-friendly and can save energy. According to the present invention, the environmentally-friendly mortar composition using fine limestone powder as a cement-free environmentally-friendly mortar composition comprises: a binder including the fine limestone powder, silica fume, and barium hydroxide (Ba(OH)_2); and mixing water. A part of Si^-4 ions of the silica fume reacts with Ca^+2 ion generated when calcium carbonate (CaCO_3) of the fine limestone powder is dissolved by barium hydroxide (Ba(OH)_2) such that C-S-H gel is generated. The remaining part of Si^-4 ions of the silica fume reacts with Ba^+2 generated when barium hydroxide (Ba(OH)_2) is dissolved such that B-S-H gel is generated.

Description

석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물{Mortar composition using limestone powder}Environment-friendly mortar composition using fine limestone powder {Mortar composition using limestone powder}

본 발명은 시멘트가 포함되지 않은 친환경 모르타르 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 시멘트의 원재료로서 소성 가공이 필요했던 석회석 미분말을 추가적인 가공 없이 그대로 경화체를 위한 모르타르로 사용할 수 있어 친환경이고 에너지 절감이 가능한 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물에 대한 것이다. The present invention relates to an eco-friendly mortar composition containing no cement, and more specifically, limestone fine powder, which required plastic processing as a raw material of the existing cement, can be used as a mortar for a hardened body without further processing, thereby being environmentally friendly and energy saving. The present invention relates to an environmentally friendly mortar composition using fine limestone powder.

석회석은 탄산칼슘(CaCO3)을 주성분으로 하는 수성암의 일종으로 CaO 성분의 공급 원료 중에서 가장 널리 사용되는 광물이다.Limestone is a kind of aqueous rock based on calcium carbonate (CaCO 3 ) and is the most widely used mineral in the CaO component feedstock.

이러한 석회석은 강원도를 중심으로 전국에 걸쳐 널리 분포되어 있고, 매장량 또한 매우 풍부하다. These limestones are widely distributed throughout the country, especially in Gangwon-do, and are very rich in reserves.

그러나 석회석 미분말 자체는 화학 반응이 매우 저조하고 반응 속도가 늦어, 경화체의 결합재(binder)로 사용하기 어렵다. 이에 따라 콘크리트 제조시 콘크리트의 충전재로 주로 사용되거나 결합재인 시멘트 제조를 위한 원재료로 사용된다.However, the limestone fine powder itself has a very low chemical reaction and a slow reaction rate, making it difficult to use as a binder of a cured product. Accordingly, it is mainly used as a filler for concrete in the manufacture of concrete or as a raw material for manufacturing cement as a binder.

그런데 시멘트 제조시 석회석 미분말을 산화칼슘(CaO)으로 만들기 위해서는 1450℃ 정도 고온의 소성로에서 소성 과정을 거쳐야 한다. However, in order to make the limestone fine powder into calcium oxide (CaO) in the cement manufacturing process, the calcining process must be performed in a kiln at a high temperature of about 1450 ° C.

그러나 이 과정에서 상당량의 이산화탄소를 비롯하여 많은 가스 생성물이 방출된다. 또한, 소성 온도가 높을수록 시멘트 품질이 향상되므로, 고품질의 시멘트를 제조하기 위해 점차 많은 에너지가 소모되는 추세이다.However, this process releases a lot of gaseous products, including significant amounts of carbon dioxide. In addition, since the cement quality is improved as the firing temperature is higher, more energy is consumed to produce high quality cement.

KRKR 10-185412810-1854128 B1B1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존 시멘트의 원재료로서 소성 가공이 필요했던 석회석 분말을 추가적인 가공 없이 그대로 사용할 수 있어 친환경이고 에너지 절감이 가능한 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide an environmentally friendly mortar composition using limestone fine powder, which can be used as it is without the additional processing of limestone powder, which required plastic processing as a raw material of the existing cement.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 시멘트가 포함되지 않은 친환경 모르타르 조성물에 관한 것으로, 석회석 미분말, 실리카퓸 및 수산화바륨(Ba(OH)2)을 포함하는 결합재; 및 배합수; 로 구성되어, 상기 실리카퓸의 Si4- 이온 중 일부는 석회석 미분말의 탄산칼슘(CaCO3)이 수산화바륨(Ba(OH)2)에 의해 용해되어 생성된 Ca2+ 이온과 반응하여 C-S-H겔이 생성되는 한편, 상기 실리카퓸의 Si4- 이온 중 나머지 일부는 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해되어 생성된 Ba2+ 이온과 반응하여 B-S-H 겔이 생성되는 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물을 제공한다. The present invention according to a preferred embodiment relates to an environment-friendly mortar composition containing no cement, comprising: a binder comprising limestone fine powder, silica fume and barium hydroxide (Ba (OH) 2 ); And formulated water; Some of the Si 4- ions of the silica fume are reacted with Ca 2+ ions produced by dissolving calcium carbonate (CaCO 3 ) of fine limestone powder by barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) to form a CSH gel. On the other hand, the remaining part of the Si 4- ions of the silica fume using the limestone fine powder, characterized in that the BSH gel is produced by reacting with the Ba 2 + ions produced by dissolution of barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) It provides an environment-friendly mortar composition.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 실리카퓸과 수산화바륨은 SiO2와 Ba(OH)2의 몰비가 1:1이 되도록 혼합되는 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides an environmentally friendly mortar composition using fine limestone powder, characterized in that the silica fume and barium hydroxide is mixed so that the molar ratio of SiO 2 and Ba (OH) 2 is 1: 1.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 수산화바륨은 석회석 미분말 100중량부 대비 40중량부 이상인 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides the environment-friendly mortar composition using the limestone fine powder, characterized in that the barium hydroxide is 40 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of the limestone fine powder.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 C급 플라이애쉬가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides an environmentally friendly mortar composition using fine limestone powder, characterized in that it further comprises a C-class fly ash.

본 발명에 따르면 모르타르 조성물의 결합재를 구성하는 석회석 미분말의 탄산칼슘(CaCO3)이 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해된 용액과 만나 탄산바륨(BaCO3)이 생 성되면서 나오는 Ca2+ 이온이 실리카퓸의 Si4- 이온과 결합하여 포졸란 반응에 의해 C-S-H겔을 생성하고, 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해되어 생성된 Ba2+ 이온이 실리카퓸의 Si4- 이온과 반응하여 B-S-H겔을 생성한다. According to the present invention, Ca 2+ which is produced when barium carbonate (BaCO 3 ) is generated when calcium carbonate (CaCO 3 ) of fine limestone powder (CaCO 3 ) constituting a binder of mortar composition meets a solution in which barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) is dissolved. Ions combine with Si 4- ions of silica fume to produce CSH gel by pozzolanic reaction, and Ba 2+ ions generated by dissolving barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) react with Si 4- ions of silica fume To produce a BSH gel.

이에 따라 자체로는 수경성 특성이 없는 석회석 미분말의 탄산칼슘에 별도의 소성 공정 없이 C-S-H 반응과 B-S-H 반응에 의해 경화 특성을 부여할 수 있으므로, 석회석 미분말을 경화체를 위한 모르타르로 사용할 수 있어 친환경적이고 에너지 절감이 가능하다. Accordingly, the calcium carbonate of the limestone fine powder, which does not have hydraulic properties by itself, can be hardened by the CSH reaction and the BSH reaction without a separate firing process. This is possible.

도 1은 실험에 사용된 실리카퓸 및 석회석 미분말의 입도를 나타내는 그래프.
도 2는 상온 양생시 시험체별 압축 시험 결과를 나타내는 그래프.
도 3은 고온 양생시 시험체별 압축 시험 결과를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명 친환경 모르타르 조성물에 의해 생성된 경화체의 조성을 검증하기 위해 SEM EDS 분석을 실시한 EDS 분석 위치를 나타내는 사진.
도 5는 60CC 시험체의 SEM EDS 분석 결과를 나타내는 그래프.1 is a graph showing the particle size of the silica fume and limestone fine powder used in the experiment.
Figure 2 is a graph showing the compression test results for each test body at room temperature curing.
Figure 3 is a graph showing the compression test results for each test body at high temperature curing.
Figure 4 is a photograph showing the position of EDS analysis subjected to SEM EDS analysis to verify the composition of the cured product produced by the environment-friendly mortar composition of the present invention.
5 is a graph showing the results of SEM EDS analysis of a 60CC test body.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 1은 실험에 사용된 실리카퓸 및 석회석 미분말의 입도를 나타내는 그래프이고, 도 2는 상온 양생시 시험체별 압축 시험 결과를 나타내는 그래프이며, 도 3은 고온 양생시 시험체별 압축 시험 결과를 나타내는 그래프이다. 그리고 도 4는 본 발명 친환경 모르타르 조성물에 의해 생성된 경화체의 조성을 검증하기 위해 SEM EDS 분석을 실시한 EDS 분석 위치를 나타내는 사진이고, 도 5는 60CC 시험체의 SEM EDS 분석 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the particle size of the silica fume and limestone fine powder used in the experiment, Figure 2 is a graph showing the compression test results for each test body at room temperature curing, Figure 3 is a graph showing the compression test results for each test body at high temperature curing . And Figure 4 is a photograph showing the EDS analysis position of the SEM EDS analysis to verify the composition of the cured product produced by the eco-friendly mortar composition of the present invention, Figure 5 is a graph showing the SEM EDS analysis results of the 60CC test body.

본 발명 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물은 시멘트가 포함되지 않은 친환경 모르타르 조성물에 관한 것으로, 석회석 미분말, 실리카퓸 및 수산화바륨(Ba(OH)2)을 포함하는 결합재; 및 배합수; 로 구성되어, 상기 실리카퓸의 Si4- 이온 중 일부는 석회석 미분말의 탄산칼슘(CaCO3)이 수산화바륨(Ba(OH)2)에 의해 용해되어 생성된 Ca2+ 이온과 반응하여 C-S-H겔이 생성되는 한편, 상기 실리카퓸의 Si4- 이온 중 나머지 일부는 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해되어 생성된 Ba2+ 이온과 반응하여 B-S-H 겔이 생성되는 것을 특징으로 한다.Environmentally friendly mortar composition using a fine limestone powder of the present invention relates to an environmentally friendly mortar composition containing no cement, comprising: a binder comprising limestone fine powder, silica fume and barium hydroxide (Ba (OH) 2 ); And formulated water; Some of the Si 4- ions of the silica fume are reacted with Ca 2+ ions produced by dissolving calcium carbonate (CaCO 3 ) of fine limestone powder by barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) to form a CSH gel. On the other hand, the remaining portion of the Si 4- ions of the silica fume is characterized in that the BSH gel is produced by reaction with Ba 2+ ions generated by dissolution of barium hydroxide (Ba (OH) 2 ).

본 발명은 기존 시멘트의 원재료로서 소성 가공이 필요했던 석회석 분말을 추가적인 가공 없이 그대로 사용할 수 있어 친환경적이고 에너지 절감이 가능한 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an environmentally friendly mortar composition using limestone fine powder that can be used as it is without the additional processing, the limestone powder that was required for plastic processing as raw materials of the existing cement.

상기 결합재는 석회석 미분말, 실리카퓸 및 수산화바륨(Ba(OH)2)을 포함한다. The binder comprises fine limestone powder, silica fume and barium hydroxide (Ba (OH) 2 ).

상기 석회석 미분말의 탄산칼슘(CaCO3)이 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해된 용액과 만나면, 탄산칼슘(CaCO3)이 부분적으로 용해되어 탄산칼슘(CaCO3)보다 화학적으로 훨씬 안정한 탄산바륨(BaCO3)이 생성되면서 Ca2+ 이온이 나오게 된다.When the calcium carbonate powder (CaCO 3 ) of the limestone fine powder meets a solution in which barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) is dissolved, the calcium carbonate (CaCO 3 ) is partially dissolved so that the carbonic acid is more chemically stable than the calcium carbonate (CaCO 3 ). As barium (BaCO 3 ) is produced, Ca 2+ ions are released.

여기에 반응성이 좋은 실리카퓸이 혼합되면, 용해된 Ca2+ 이온이 규산질 광물혼화재인 실리카퓸의 Si4- 이온과 결합하여 포졸란 반응에 의해 CaO-SiO2-H2O의 C-S-H겔(칼슘실리케이트 수화물)이 생성된다.When the highly reactive silica fumes are mixed, the dissolved Ca 2+ ions are combined with Si 4 ions of silica fume, which is a siliceous mineral admixture, to form a CSH gel (calcium silicate) of CaO-SiO 2 -H 2 O by pozzolanic reaction. Hydrate) is produced.

한편, 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해되어 생성된 Ba2+ 이온이 실리카퓸의 Si4- 이온과 반응하여 B-S-H겔을 생성한다.Meanwhile, Ba 2+ ions generated by dissolving barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) are reacted with Si 4- ions of silica fume to generate a BSH gel.

즉, 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해되어 생성된 Ba2+ 이온의 일부는 CO3 2- 이온과 결합하여 탄산바륨(BaCO3)을 생성하고, 나머지 일부는 Si4- 이온과 반응하여 B-S-H겔을 생성한다.That is, some of Ba 2+ ions generated by dissolving barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) are combined with CO 3 2− ions to form barium carbonate (BaCO 3 ), and the other part reacts with Si 4- ions. To produce a BSH gel.

이러한 C-S-H 반응과 B-S-H 반응은 모두 모르타르 조성물의 강도 발현에 기여한다. Both the C-S-H and B-S-H reactions contribute to the strength development of the mortar composition.

본 발명에서는 자체로는 수경성 특성이 없는 석회석 미분말의 탄산칼슘에 별도의 소성 공정 없이 경화 특성을 부여한다는 것이 핵심이다. 이러한 경화 특성에 의하여 석회석 미분말을 경화체를 위한 모르타르로 사용할 수 있다. In the present invention, the key is to give the calcium carbonate of the limestone fine powder which does not have hydraulic properties by itself, without providing a separate firing process. Due to these curing properties, fine limestone powders can be used as mortar for hardening bodies.

상기 실리카퓸과 수산화바륨은 SiO2와 Ba(OH)2의 몰비가 1:1이 되도록 혼합될 수 있다. The silica fume and barium hydroxide may be mixed so that the molar ratio of SiO 2 and Ba (OH) 2 is 1: 1.

전술한 바와 같이, 상기 수산화바륨의 Ba2+ 이온 중 일부는 탄산칼슘의 CO3 2- 이온과 결합하여 탄산칼슘으로부터 Ca2+ 이온을 생성한다. 이때 생성된 Ca2+ 이온은 Si4- 이온과 결합하여 C-S-H겔을 생성한다.As described above, some of the Ba 2+ ions of the barium hydroxide combine with the CO 3 2− ions of the calcium carbonate to generate Ca 2+ ions from the calcium carbonate. Ca 2+ ions generated at this time are combined with Si 4- ions to generate CSH gel.

한편, 수산화바륨의 Ba2+ 이온 중 나머지 일부는 Si4- 이온과 직접 결합하여 B-S-H겔을 형성한다. Meanwhile, some of the Ba 2+ ions of barium hydroxide directly bond with Si 4- ions to form a BSH gel.

이에 결과적으로 Ba2+ 이온과 Si4- 이온은 1:1의 몰비로 소요되게 된다.As a result, Ba 2+ ions and Si 4- ions are required at a molar ratio of 1: 1.

따라서 Si4- 이온과 Ba2+ 이온을 각각 생성하는 SiO2와 Ba(OH)2는 몰비가 1:1이 되도록 혼합하는 것이 가장 경제적이다.Therefore, it is most economical to mix SiO 2 and Ba (OH) 2 which generate Si 4 -ions and Ba 2+ ions so that the molar ratio is 1: 1.

상기 수산화바륨은 석회석 미분말 100중량부 대비 40중량부 이상이 되도록 구성할 수 있다. The barium hydroxide may be configured to be 40 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of fine limestone powder.

상기 석회석 미분말 대비 수산화바륨의 성분비가 지나치게 적은 경우, 수산화바륨에 의해 탄산칼슘에서 융해되어 나오는 Ca2+ 이온의 양이 적어 C-H-S겔 생성량이 적다. 그리고 대부분의 탄산칼슘은 화학적 반응에 참여하지 않고 미반응 충전재로만 남게 된다. 아울러 수산화바륨의 양 자체가 적으므로, B-S-H겔 역시 생성량이 적어 강도 발현이 미흡하다. When the content ratio of barium hydroxide to the limestone fine powder is too small, the amount of Ca 2+ ions that are dissolved in calcium carbonate by barium hydroxide is small, resulting in less CHS gel production. And most calcium carbonate does not participate in chemical reactions and only remains as unreacted filler. In addition, since the amount of barium hydroxide itself is small, the amount of BSH gel is also small and the strength is insufficient.

따라서 벽돌이나 블록 등의 건설용 2차 제품에 사용 가능한 강도를 발현하기 위해서는 수산화바륨이 석회석 미분말 100중량부 대비 40중량부 이상 포함되는 것이 바람직하다.Therefore, in order to express the strength that can be used in the construction secondary products, such as bricks and blocks, it is preferable that the barium hydroxide is contained 40 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of fine limestone powder.

한편, 석회석 미분말 대비 수산화바륨의 성분비가 지나치게 클 경우, Ca2+ 이온의 용출량이 늘어 화학 반응이 더 잘 이루어진다. 그러나 이 경우 모르타르 배합시 워커빌리티(workability)가 급격히 떨어질 수 있다.On the other hand, when the composition ratio of the barium hydroxide to the limestone fine powder is too large, the elution amount of Ca 2+ ions increases, the chemical reaction is better. However, in this case, workability may drop sharply when mortar is mixed.

그뿐만 아니라 수산화바륨과 실리카퓸은 석회석 미분말에 비해 상대적으로 고가의 제품이기 때문에, 석회석 미분말 대비 수산화바륨이나 실리카퓸의 성분비를 크게 할 경우 비경제적이다.In addition, since barium hydroxide and silica fume are relatively expensive products compared to limestone fine powder, it is uneconomical to increase the component ratio of barium hydroxide or silica fume to fine limestone powder.

따라서 모르타르의 워커빌리티와 경제성을 고려하여 수산화바륨은 석회석 미분말 100중량부 대비 60중량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.Therefore, the barium hydroxide is more preferably 60 parts by weight or less relative to 100 parts by weight of fine limestone powder in consideration of the mortar's workability and economic feasibility.

본 발명에 의한 친환경 모르타르 조성물의 압축 강도를 확인하기 위하여 다음과 같이 실험을 진행하였다. In order to confirm the compressive strength of the environment-friendly mortar composition according to the present invention was carried out as follows.

<실험><Experiment>

실험에 사용된 원재료의 특성은 아래 [표 1] 과 같다. The properties of the raw materials used in the experiment are shown in Table 1 below.

XRF results(wt.%)XRF results (wt.%) Rietveld quantification(wt.%)Rietveld quantification (wt.%) FormulaFormula Silica fumeSilica fume CC powderCC powder MineralsMinerals Silica fumeSilica fume CC powderCC powder SiO2 SiO 2 97.097.0 -- Calcite
(CaCO3)Calcite
(CaCO 3 ) -- 96.996.9 K2OK 2 O 0.80.8 -- Dolomite
(CaMg(CO3)2)Dolomite
(CaMg (CO 3 ) 2 ) 0.20.2 3.13.1 Al2O3 Al 2 O 3 0.70.7 -- SiCSiC 0.30.3 -- MgOMgO 0.40.4 1.81.8 AmorphousAmorphous 99.699.6 -- CaOCaO 0.30.3 57.657.6 Na2ONa 2 O 0.30.3 -- SO3 SO 3 0.20.2 -- Fe2O3 Fe 2 O 3 0.10.1 0.10.1 LOILOI 0.20.2 40.340.3

도 1에는 실험에 사용된 실리카퓸 및 석회석 미분말의 입도가 나타난다. Figure 1 shows the particle size of the silica fume and limestone fine powder used in the experiment.

상기 실리카퓸과 석회석 미분말의 입도는 부피 가중 입도 분포의 중위인 Dv(50)으로 표현하였을 때, 각각 0.59㎛와 4.32㎛이다.The particle size of the silica fume and the limestone fine powder is 0.59 μm and 4.32 μm, respectively, when expressed by Dv (50), which is the median of the volume-weighted particle size distribution.

[표 2] 는 시험체별 모르타르 조성물의 배합비를 나타낸다.Table 2 shows the compounding ratios of the mortar compositions for each test body.


구분division 결합재Binder
배합수Formulation water 석회석 미분말Limestone Fine Powder 실리카퓸Silica fume Ba(OH)Ba (OH) 22 90CC90CC 90.090.0 3.53.5 6.56.5 40.040.0 80CC80CC 80.080.0 7.07.0 13.013.0 40.040.0 70CC70CC 70.070.0 10.510.5 19.519.5 40.040.0 60CC60CC 60.060.0 14.014.0 26.026.0 40.040.0

시험체별 석회석 미분말은 전체 결합재의 중량비 90%에서 60%의 수준으로 결정하였다.Limestone fine powder for each test body was determined at a level of 90% to 60% by weight of the total binder.

모든 시험체에 대해 SiO2와 Ba(OH)2 몰비가 1:1이 되도록 실리카퓸과 수산화바륨의 중량비를 1:1.86으로 투입하였고, 물결합재비는 0.4로 고정하였다.The weight ratio of silica fume and barium hydroxide was added at 1: 1.86 so that the molar ratio of SiO 2 and Ba (OH) 2 was 1: 1 for all test specimens, and the water binder ratio was fixed at 0.4.

그리고 각각의 시험체에 대해 상온(23℃)과 고온(60℃)에서 28일간 양생을 실시하였다.And each test body was cured for 28 days at normal temperature (23 degreeC) and high temperature (60 degreeC).

도 2와 도 3에는 상온 양생과 고온 양생시 시험체별 압축 시험 결과가 각각 도시된다. 도 3에서 'H'는 고온 양생된 시험체를 의미한다. 2 and 3 show the compression test results for each test body at room temperature curing and high temperature curing, respectively. 'H' in Figure 3 refers to the high temperature cured test specimen.

시멘트계 모르타르의 최대 강도는 고온 양생의 경우가 상온 양생에 비해 높게 나오는 것이 일반적이다.The maximum strength of the cement mortar is generally higher in the case of high temperature curing than in room temperature curing.

본 발명 친환경 모르타르 조성물을 이용한 경우, 고온 양생을 하더라도 조기 강도 발현의 효과가 다소 존재하기는 하나 그 효과가 크지는 않고, 최대강도는 상온 양생과 차이가 없음을 확인할 수 있다.In the case of using the environment-friendly mortar composition of the present invention, even if the high temperature curing, although the effect of the early strength expression is somewhat present, the effect is not great, it can be seen that the maximum strength is not different from room temperature curing.

특히, 60CC 시험체는 상온 양생만으로도 12MPa 수준의 압축강도가 발현되므로, 벽돌, 블록 등 건설용 2차 제품용 모르타르로 활용 가능하다는 것을 알 수 있다. In particular, the test specimen of 60CC has a compressive strength of 12MPa level even at room temperature curing, and thus can be used as a mortar for secondary products for construction such as brick and block.

도 4에는 본 발명 친환경 모르타르 조성물에 의해 생성된 경화체의 조성을 검증하기 위해 SEM EDS 분석을 실시한 EDS 분석 위치가 나타난다. 그리고 도 5에는 60CC 시험체의 SEM EDS 분석 결과가 나타난다. Figure 4 shows the position of the EDS analysis performed the SEM EDS analysis to verify the composition of the cured product produced by the environment-friendly mortar composition of the present invention. 5 shows the SEM EDS analysis of the 60CC test specimen.

C-S-H겔은 화학적 조성이 균일하지 않기 때문에, SEM EDS 분석을 통해 화학적 조성의 미세 구조를 분석하였다.Since the C-S-H gel is not uniform in chemical composition, the microstructure of the chemical composition was analyzed by SEM EDS analysis.

그 결과 BaCO3의 생성이 확인되었다. 그리고 Ca/Si의 원소비율이 1.03으로 측정되어, 비정질 규산칼슘 수화물(calcium-silicate-hydrates, C-S-H)이 생성되었음을 확인할 수 있었다.As a result, the production of BaCO 3 was confirmed. And the element ratio of Ca / Si was measured to 1.03, it was confirmed that the amorphous calcium silicate hydrate (calcium-silicate-hydrates, CSH) was produced.

즉, 석회석 미분말을 고온에서 소성 가공하지 않고, 수산화바륨과 실리카퓸의 혼합만으로도 석회석 미분말의 탄산칼슘이 능동적으로 화학 반응에 참여함으로써 C-S-H 반응이 일어났다는 것이 실험적으로 입증되었다.That is, it was experimentally proved that C-S-H reaction occurred because calcium carbonate of limestone fine powder actively participated in the chemical reaction without mixing calcined limestone powder at high temperature and only by mixing barium hydroxide and silica fume.

한편, 본 발명 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물에는 C급 플라이애쉬가 더 포함될 수 있다. On the other hand, eco-friendly mortar composition using the limestone fine powder of the present invention may further comprise a C-class fly ash.

상기 C급 플라이애쉬는 20% 정도의 CaO를 함유하고 있어 시멘트 특성을 나타낸다.The C-class fly ash contains about 20% of CaO and thus exhibits cement characteristics.

이에 상기 C급 플라이애쉬가 포함되면 Ba(OH)2가 용해된 용액 하에서 Ca2+ 이온이 나와 C-S-H겔이 추가 생성되므로, 모르타르 강도 발현에 기여할 수 있다.When the C-class fly ash is included, Ca 2+ ions come out under a solution in which Ba (OH) 2 is dissolved, and thus a CSH gel is additionally generated, thereby contributing to the expression of mortar strength.

Claims (4)

시멘트가 포함되지 않은 친환경 모르타르 조성물에 관한 것으로,
석회석 미분말, 실리카퓸 및 수산화바륨(Ba(OH)2)을 포함하는 결합재; 및
배합수; 로 구성되어,
상기 실리카퓸의 Si4- 이온 중 일부는 석회석 미분말의 탄산칼슘(CaCO3)이 수산화바륨(Ba(OH)2)에 의해 용해되어 생성된 Ca2+ 이온과 반응하여 C-S-H겔이 생성되는 한편, 상기 실리카퓸의 Si4- 이온 중 나머지 일부는 수산화바륨(Ba(OH)2)이 용해되어 생성된 Ba2+ 이온과 반응하여 B-S-H 겔이 생성되는 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물.
Regarding the eco-friendly mortar composition containing no cement,
Binders comprising limestone fine powder, silica fume and barium hydroxide (Ba (OH) 2 ); And
Formulated water; Consists of,
Some of the Si 4- ions of the silica fume react with Ca 2+ ions produced by dissolving calcium carbonate (CaCO 3 ) in fine limestone powder by barium hydroxide (Ba (OH) 2 ), while producing a CSH gel. The remaining portion of the Si 4- ions of the silica fume is an environmental mortar composition using a limestone fine powder, characterized in that the BSH gel is produced by reaction with Ba 2+ ions produced by dissolution of barium hydroxide (Ba (OH) 2 ).
제1항에서,
상기 실리카퓸과 수산화바륨은 SiO2와 Ba(OH)2의 몰비가 1:1이 되도록 혼합되는 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물.
In claim 1,
The silica fume and barium hydroxide is environmentally friendly mortar composition using fine limestone powder, characterized in that the molar ratio of SiO 2 and Ba (OH) 2 is mixed to be 1: 1.
제2항에서,
상기 수산화바륨은 석회석 미분말 100중량부 대비 40중량부 이상인 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물.
In claim 2,
The barium hydroxide is an environment-friendly mortar composition using fine limestone powder, characterized in that more than 40 parts by weight compared to 100 parts by weight of limestone fine powder.
제1항에서,
C급 플라이애쉬가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 석회석 미분말을 이용한 친환경 모르타르 조성물.In claim 1,
Eco-friendly mortar composition using fine limestone powder, characterized in that it further comprises a C-class fly ash.
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