KR102133152B1 - firming agent for civil enqineering of soft ground using blast furnace slag and fly ash and method for manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a firming agent for civil engineering of soft ground, using fly ash and/or dust and blast furnace slag fine powder and a method for manufacturing thereof. The firming agent for civil engineering includes: blast furnace slag fine powder; other dusts that undergo hydration reaction and pozzolanic reaction with the blast furnace slag fine powder; quicklime (CaCO2) forming C-S-H by performing a hydration reaction and pozzolanic reaction with the blast furnace slag powder; and anhydrous gypsum (CaSO4) reacting with the quicklime (CaCO2) to produce ettringite. Accordingly, the solidification and compressive strength of soft ground are increased, and the curing speed is increased.

Description

비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법{firming agent for civil enqineering of soft ground using blast furnace slag and fly ash and method for manufacturing thereof}Firming agent for civil enqineering of soft ground using blast furnace slag and fly ash and method for manufacturing the method of soft ground civil engineering using fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder

본 발명은 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제(firming agent) 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트를 사용하지 않고 산업폐기물인 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키고 고화강도를 높일 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solidifying agent for soft ground civil engineering using a fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag and a method of manufacturing the same, and more specifically, a fly ash which is an industrial waste without using cement and/or Use of other fine dust and blast furnace slag as the main raw material to promote hardening and solidification of the soft ground and to increase the solidification strength, and/or other solid and solidifying agent for soft ground civil engineering using fine dust and blast furnace slag powder and its manufacturing method It is about.

일반적으로, 해안습지나 뻘, 하천, 호수, 항만 등의 간척지나 준설매립지와 같이 습기가 많은 지역은 대체로 지반이 연약하므로, 이 지역을 개발하여 건축물을 축조하기 위해서는 지반 전체를 견고하게 하여 지반의 침하를 방지하고 지지력을 강화시켜야 한다. 이를 위해 종래에는 고화제를 사용하여 연약지반을 응결 경화시켰다.In general, in wet areas such as coastal wetlands, reclaimed lands such as rivers, rivers, lakes, and ports, or dredged landfills, the ground is generally weak, so in order to develop and build buildings in this area, the entire ground must be solidified. Settlement should be prevented and support should be strengthened. To this end, the soft ground was condensed and cured using a conventional solidifying agent.

고화제(firming agent)는 액상의 물질을 굳어지게 하기 위한 첨가물질로, 연약지반 및 슬러지 등을 고형화시키는 사용된다. 고화제는 연약지반 및 슬러지와 반응하여 물리적, 화학적으로 안정된 경화체를 형성하여 지반을 강화시키고 유해폐기물을 고형화시켜 연약지반 및 슬러지에 함유된 중금속 등이 용출되지 않도록 하여 토양이나 지하수의 오염을 차단하는 역할을 한다.A solidifying agent (firming agent) is an additive for hardening a liquid substance, and is used to solidify soft ground and sludge. The solidifying agent reacts with the soft ground and sludge to form a physically and chemically stable hardened body to strengthen the ground and solidify harmful wastes to prevent the heavy metals contained in the soft ground and sludge from dissolving to prevent contamination of soil or groundwater. Plays a role.

종래에는 시멘트 또는 석회를 주원료 하는 고화제가 개발되어 연약지반 및 슬러지의 강도를 개선하는데 널리 활용되고 있다. 하지만, 고화제의 주원료인 시멘트는 고온에서 소성하여 제조되므로 경제적인 비용이 가중될 뿐만 아니라 육가크롬(Hexavalent chrome) 등과 같은 중금속이 잔존하고 있기 때문에, 시공 후 시멘트로부터 중금속이 용출되어 주변 토양이나 지하수 등을 오염시키는 문제가 있다. 그리고, 고화제의 주원료인 석회는 토양을 강알칼리성으로 변화시키기 때문에 식물의 성장을 저해시키는 문제가 있다. Conventionally, a solidifying agent for cement or lime as a main raw material has been developed and widely used to improve the strength of soft ground and sludge. However, cement, the main raw material of the solidifying agent, is manufactured by firing at a high temperature, which not only adds to economical cost, but also heavy metals such as hexavalent chrome remain. There is a problem of polluting the back. In addition, lime, the main raw material of the solidifying agent, has a problem of inhibiting the growth of plants because it changes the soil to strong alkalinity.

또한, 함수비가 높고 유기물이나 중금속 화합물이 다량 함유되어 있는 토양의 경우에는, 시멘트가 수화과정에서 액상 중의 칼슘 2가 이온과 신속하게 결합되어 고화에 기여하지 않는 석회염을 생성하고, 이 석회염이 시멘트 입자의 표면을 치밀하게 피복하여 수화반응의 지연 또는 정지시킴으로써, 고화 저해현상이 발생된다. 이 고화저해 현상이 발생되면 다량의 시멘트를 사용한다 하더라도 목표로 하는 강도를 발현시키기 어렵게 된다.In addition, in the case of soil having a high water content and containing a large amount of an organic substance or a heavy metal compound, the cement is rapidly combined with calcium divalent ions in the liquid phase during hydration to generate a lime salt that does not contribute to solidification. The surface of the cement particles is densely coated to delay or stop the hydration reaction, thereby inhibiting solidification. When this solidification inhibitory phenomenon occurs, even if a large amount of cement is used, it is difficult to develop target strength.

이러한 이유로 인하여 연약지반 보강용 고화제는, 첫째 연약지반을 응결 경화시키고, 둘째 시멘트에 함유되어 있는 6가 크롬이 용출되지 않도록 하고, 셋째, 함수비가 높고 유기물이나 중금속 화합물이 다량 함유되어 있는 토양의 경우에도 시멘트의 고화 저해현상이 발생되지 않도록 하여야 한다.For this reason, the solidifying agent for reinforcing the soft ground, first condensing and hardening the soft ground, and second, so that the hexavalent chromium contained in the cement does not elute, and third, the soil having a high water content and high amounts of organic or heavy metal compounds. Even in this case, it should be prevented from inhibiting the solidification of cement.

종래에 널리 사용되고 있는 고화제는, 시멘트에 슬래그와 무수석고를 혼합한 고화제('제1 고화제'라 칭함)과, 시멘트에 플라이애시(fly ash) 및 무수석고를 혼합한 고화제('제2 고화제'라 칭함)과, 시멘트에 CSA계 혼합재를 혼합한 고화제('제3 고화제'라 칭함) 등이 있다. The solidifying agent widely used in the prior art is a solidifying agent in which slag and anhydrous gypsum are mixed with cement (referred to as a'first solidifying agent'), and a solidifying agent in which fly ash and anhydrite are mixed with cement (' And a second solidifying agent), and a solidifying agent in which a CSA-based mixture is mixed with cement (referred to as a'third solidifying agent').

종래의 제1 및 제2 고화제는 모두 저렴한 가격으로 재료를 쉽게 구할 수 있고, 재료들의 배합비에 따라 연약지반을 고강도로 경화시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나 제1 및 제2 고화제는 경화에 소요되는 시간이 길고, 수축현상이 커서 그라우팅의 고화제로 사용하기에 다소 부적합하며, 흙 포장용으로 사용하면 크랙발생의 위험이 있다. 뿐만 아니라, 시멘트 등에 함유된 중금속이 용출되지 않도록 이를 고정화하는 효과가 약하다는 문제점이 있다.The conventional first and second solidifying agents both have the advantage of being able to easily obtain a material at an inexpensive price, and to harden the soft ground to high strength depending on the mixing ratio of the materials. However, the first and second solidifying agents have a long time for hardening, a large shrinkage phenomenon, and are somewhat unsuitable for use as a grouting solidifying agent. When used for soil packaging, there is a risk of cracking. In addition, there is a problem in that the effect of fixing it so that heavy metals contained in cement or the like does not elute is weak.

그리고, 종래의 시멘트에 CSA계 혼화재를 혼합한 고화제는 타 혼합물에 비하여 응결에 소요되는 시간이 짧아 작업성과 시공성이 향상되는 장점이 있으나, CSA계 혼화재의 가격이 고가이어서 전체 비용이 상승되는 문제가 있다. 그리고 이 혼합물 역시 수축 현상이 커서 지반용 고화제로 사용하기에는 다소 문제가 있으며, 시멘트에 함유된 중금속이 용출되지 않도록 고정화하는 효과가 약하다는 문제점이 있다. 또한, 함수비가 높은 점토 또는 유기물을 함유하고 있는 연약지반은 점토와 유기물이 시멘트의 수화반응을 방해하여 고화의 진행이 어려운 문제점이 있다. In addition, the solidifying agent in which the CSA-based admixture is mixed with the conventional cement has the advantage of improving workability and workability due to the shorter time required for condensation than other mixtures, but the cost of the CSA-based admixture is high, thereby increasing the overall cost. There is. And this mixture also has a large shrinkage phenomenon, which is somewhat problematic for use as a solidifying agent for the ground, and there is a problem in that the effect of immobilizing the heavy metal contained in cement is not eluted. In addition, the soft ground containing clay or organic matter having a high water content has a problem that it is difficult to proceed with solidification because clay and organic matter interfere with the hydration reaction of cement.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 다양한 고화제들이 개발되었지만, 이들 대부분이 시멘트를 주원료로 하여 다량 투입하기 때문에 경화가 느리고 고화시 수화열이 발생하여 체적변화를 일으킴으로써 균열(crack)이 발생하는 문제점이 여전히 존재하고 있다.In order to solve this problem, various solidifying agents have been developed in the past, but since most of them are large amounts of cement as a main raw material, hardening is slow and hydration heat occurs during solidification, resulting in a volume change that causes cracking. It still exists.

대한민국 등록특허 제10-0921334호(등록일자: 2009.10.05.)Republic of Korea Registered Patent No. 10-0921334 (Registration date: 2009.10.05.) 대한민국 등록특허 제10-1194871호(등록일자: 2012.10.19.)Republic of Korea Registered Patent No. 10-1194871 (Registration date: 2012.10.19.)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 산업폐기물인 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 연약지반을 경화 및 고화시키는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.Technical problem to be achieved by the present invention in order to solve the above-mentioned problems is to use non-dust and/or other dust to harden and solidify the soft ground by using industrial waste, fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag as the main raw materials. The purpose is to present a solidifying agent for soft ground civil engineering using blast furnace slag powder and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키고 고화강도를 높여서 빠르게 안정화시킬 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to promote hardening and solidification of the soft ground and to increase the solidification strength to stabilize quickly by scattering ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder that can quickly stabilize and The purpose is to present a method of manufacturing.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고함수율로 고화가 어려운 연악지반, 해안습지, 뻘 등의 지반을 환경 오염 없이 친환경적으로 강화시킬 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is that non-solid ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder capable of strengthening environmentally friendly soils such as soft soils, coastal wetlands, and soils that are difficult to solidify with high water content without environmental pollution. The purpose of the present invention is to suggest a solidifying agent for soft ground civil engineering using and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 시멘트를 전혀 사용하지 않음으로 6가 크롬과 같은 중금속의 용출을 감소시켜 토양 및 지하수의 오염을 최소화시킬 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the dissolution of heavy metals such as hexavalent chromium by using no cement at all, so as to minimize contamination of soil and groundwater and/or other dust and blast furnaces. The purpose of the present invention is to provide a solidifying agent for soft ground civil engineering using a fine slag powder and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말의 주원료에 활성제로 생석회(CaCO2)나 액상소석회를 첨가하여 토양의 함수비(含水比)를 저감하여 수밀성을 향상시키고 경화속도 및 강도를 향상시킬 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the water content of the soil by adding quicklime (CaCO 2 ) or liquid slaked lime as an activator to the main raw material of fly ash and/or other dust and blast furnace slag powder. The purpose of the present invention is to provide a solidifying agent for soft ground civil engineering using a fly ash and/or other fine dust and blast furnace slag powder, which can improve watertightness and improve curing speed and strength, and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 경화재 또는 조강제로 무수석고 또는 탈황석고를 추가로 첨가하여 생석회(CaCO2)와 반응으로 에트링가이트(ettringite)를 생성하여 토양의 간극을 채워서 함수비를 저감하여 수밀성을 향상시키고 경화속도 및 강도를 향상시킬 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention, by adding anhydrous gypsum or desulfurized gypsum as a hardening material or a crude steel, reacts with quicklime (CaCO 2 ) to generate ettringite to fill the gap of the soil, thereby increasing the water content. The purpose of the present invention is to provide a solidifying agent for soft ground civil engineering and its manufacturing method using fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder that can improve water tightness and improve curing speed and strength by reducing.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 자연상태의 흙(황토, 마사토) 또는 현장 토사를 혼합하여 사용함으로써, 주변 환경과 자연스럽게 어울리어 친환경적 생태조성이 가능하고 주변 일체화를 구현할 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to use natural mixture of soil (ocher, masato) or on-site soil, which naturally harmonizes with the surrounding environment to enable eco-friendly ecological formation and fly ash that can realize unified surroundings. And/or other solids and fines for soft ground civil engineering using fine blast furnace slag and its purpose.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 친환경 비소성 무기결합재를 이용하여 강화반응을 유도함으로써, 다량의 수화생성물 생성에 의해 고내구성을 갖는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention, by inducing a reinforcement reaction using an environmentally friendly non-fired inorganic binder, to produce a large amount of hydration products fly ash and / or other dust and blast furnace slag fine powder having high durability. The purpose of the present invention is to suggest a solidifying agent for soft ground civil engineering and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 현장 토사와 건식안료를 사용하여 연약지반의 질감 및 색상을 유지하거나 변경이 가능한 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is for soft ground civil engineering using fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder that can maintain or change the texture and color of the soft ground using field soil and dry pigment. The purpose is to present a solidifying agent and a method for manufacturing the same.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 토질개량제를 사용하여 시공 후 식생이 가능하고 원지반토의 물성을 개량할 수 있는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to use vegetation improver for soft ground civil engineering using fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder that can be vegetation after construction using soil quality improvers and improve the properties of raw alumina. The purpose is to present a topic and a method of manufacturing the same.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 연약지반 토목용 고화제는, 그 밖의 분진(폐기물 분류번호: 51-05-99)과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하며, 연약지반의 종류와 함수량에 따라 혼합비율을 다르게 구성하는 연약지반 토목용 고화제에 있어서, 고로슬래그를 급냉시켜 미분말로 분쇄하며, 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%를 가지며, 2.7 내지 3.2%의 산화 마그네슘(MgO), 1.0 내지 1.4%의 삼산화 황(SO3), 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 1.58 내지 1.64%의 염기도, 2.90 내지 2.94g/㎠의 밀도, 4,000㎠/gr 이상의 비표면적, 97 내지 105%의 플로값 비를 갖는 고로슬래그 미분말; 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 70 내지 95 중량%를 가지며, 상기 고로슬래그 미분말과 수화 반응 및 포졸란 반응을 하는 그 밖의 분진; 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 8 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 4,000㎠/gr 이상의 분말도를 가지며, 상기 고로슬래그 미분말과의 수화 반응 및 포졸란 반응을 통해 C-S-H를 형성하는 생석회(CaCO2); 및 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 3,500 내지 5,000㎠/gr의 분말도를 가지며, 상기 생석회(CaCO2)와 반응하여 에트링가이트(ettringite)를 생성하는 무수석고(CaSO4);로 구성되며, 상기 그 밖의 분진과 상기 고로슬래그 미분말을 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 중에서 하나의 혼합비율로 혼합하고 현장 토사를 혼합하여 사용하여 구성될 수 있다.As a means for solving the above-mentioned technical problem, the softening agent for soft ground civil engineering according to the present invention uses other dust (waste classification number: 51-05-99) and fine blast furnace slag as the main raw material, and the soft ground In the softening agent for civil engineering of soft ground which constitutes the mixing ratio differently according to the type and water content, the blast furnace slag is quenched to pulverize into fine powder, and has 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the solidifying agent, 2.7 to 3.2% Magnesium oxide (MgO), 1.0 to 1.4% of sulfur trioxide (SO 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), including 1.58 to 1.64% of basicity, 2.90 to 2.94 g/ Blast furnace slag powder having a density of cm 2, a specific surface area of 4,000 cm 2 /gr or more, and a flow value ratio of 97 to 105%; 70 to 95% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and other dusts for hydration and pozzolanic reaction with the blast furnace slag fine powder; 4 to 8% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, has a purity of 90% or more and a powder degree of 4,000cm 2 /gr or more, and quicklime forming CSH through hydration reaction with the fine powder of the blast furnace slag and pozzolanic reaction (CaCO 2 ); And 5 to 15% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, has a purity of 90% or more, and a powder level of 3,500 to 5,000cm2/gr, and reacts with the quicklime (CaCO 2 ) to produce ettringite. It is composed of anhydrous gypsum (CaSO 4 ); consisting of, 70-30, 75:25, 80:20, depending on the type and water content of the soft ground or consumer demand for the other dust and the fine blast furnace slag 85:15, 90:10, 95:05 can be configured by mixing at one mixing ratio and mixing on-site soil.

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상기 연약지반 토목용 고화제는, 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 4 중량%를 가지며, 상기 생석회(CaCO2)와 반응하여 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키는 알루민산 칼슘;을 포함하여 구성될 수 있다.The solidifying agent for civil engineering of the soft ground has 2 to 4% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and reacts with the quicklime (CaCO 2 ) to promote hardening and solidification of the soft ground, including calcium aluminate. Can be configured.

또한, 상기 연약지반 토목용 고화제는, 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 8 중량%를 가지며, AlO 함량이 35 내지 45중량%, 분말도가 4,000 내지 7,500㎠/g을 가지며, 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키는 칼슘설포알루미네이트;를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the softening agent for soft ground civil engineering has 2 to 8% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, the AlO content is 35 to 45% by weight, the powder has a 4,000 to 7,500cm 2 /g, the softness It can be configured to include; calcium sulfoaluminate to accelerate the curing and solidification of the ground.

또한, 상기 연약지반 토목용 고화제는, 상기 생석회(CaCO2)의 발열 반응이나 점성에 대하여 유동성을 향상시키고, 토양과 고화제의 혼합성 및 유동성을 증진시키는 유동화제;를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the softening agent for soft ground civil engineering, to improve the fluidity with respect to the exothermic reaction or viscosity of the quicklime (CaCO 2 ), and a fluidizing agent to improve the mixing and fluidity of the soil and solidifying agent; may be configured to include have.

또한, 상기 연약지반 토목용 고화제는, 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 3 중량%를 가지며, 황색 산화철 또는 산화크롬으로 구성되어 연약지반의 색상을 변색시키는 건식안료;를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the solidifying agent for civil engineering of the soft ground has 2 to 3% by weight with respect to 100% by weight of the total solidifying agent, and is composed of yellow iron oxide or chromium oxide, and is a dry pigment that discolors the color of the soft ground. Can be.

또한, 상기 연약지반 토목용 고화제는, 상기 연약지반이 경작지 또는 건물의 조경공간으로 조성될 경우 식물의 생장을 돕도록 개량토질에 양분을 공급하는 토질개량제;를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the solidifying agent for civil engineering of the soft ground, may be configured to include a soil improving agent for supplying nutrients to the improved soil to help the growth of plants when the soft ground is formed as a landscaping space of a cropland or a building.

또한, 상기 연약지반 토목용 고화제는, 상기 고로슬래그 미분말로 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 사용하여 구성될 수 있다.In addition, the softening agent for the soft ground civil engineering may be constituted by using the fine blast furnace slag powder for concrete as the fine blast furnace slag powder.

또한, 상기 연약지반 토목용 고화제는 폐토사, 폐콘크리트, 폐아스팔트콘크리트, 폐벽돌, 폐석재, 비금속광물 자재류를 포함하는 건설폐기물을 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the solidifying agent for soft ground civil engineering can be used by mixing construction wastes including waste soil, waste concrete, waste asphalt concrete, waste brick, waste stone, and non-metallic mineral materials.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 연약지반 토목용 고화제 제조 방법은, 그 밖의 분진(폐기물 분류번호: 51-05-99)과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하며, 연약지반의 종류와 함수량에 따라 혼합비율을 다르게 구성하는 연약지반 토목용 고화제 제조 방법에 있어서, (a) 고로슬래그를 급냉시켜 미분말로 분쇄하며, 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%를 가지며, 2.7 내지 3.2%의 산화 마그네슘(MgO), 1.0 내지 1.4%의 삼산화 황(SO3), 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 1.58 내지 1.64%의 염기도, 2.90 내지 2.94g/㎠의 밀도, 4,000㎠/gr 이상의 비표면적, 97 내지 105%의 플로값 비를 갖는 고로슬래그 미분말을 제조하는 단계; (b) 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 70 내지 95 중량%를 가지며, 상기 고로슬래그 미분말과 수화 반응 및 포졸란 반응을 하는 그 밖의 분진을 제조하는 단계; (c) 상기 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 중에서 하나의 혼합비율로 혼합하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 혼합물에 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 8 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 4,000㎠/gr 이상의 분말도를 갖는 생석회(CaCO2)를 혼합하는 단계; (e) 상기 (d)단계의 혼합물에 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 3,500 내지 5,000㎠/gr의 분말도를 가지는 무수석고(CaSO4)를 혼합하는 단계; 및 (f) 상기 (e)단계의 혼합물에 현장 토사를 혼합하는 단계;로 구성될 수 있다.As a means for solving the above-mentioned technical problem, the method of manufacturing a solidifying agent for soft ground civil engineering according to the present invention uses other dust (waste classification number: 51-05-99) and fine blast furnace slag as the main raw material, and is soft In the method of manufacturing a solidifying agent for soft ground civil engineering which comprises a different mixing ratio according to the type and water content of the ground, (a) blasting the blast furnace slag to pulverize into fine powder, 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the solidifying agent And 2.7 to 3.2% of magnesium oxide (MgO), 1.0 to 1.4% of sulfur trioxide (SO 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and 1.58 to 1.64% of Preparing a blast furnace slag fine powder having a basicity, a density of 2.90 to 2.94 g/cm 2, a specific surface area of 4,000 cm 2 /gr or more, and a flow value ratio of 97 to 105%; (b) having 70 to 95% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and preparing other dusts for hydration and pozzolanic reaction with the blast furnace slag powder; (c) The above other dust and blast furnace slag fine powders can be selected from 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 depending on the type and water content of the soft ground or the consumer's request. Mixing in one mixing ratio; (d) mixing 4 to 8% by weight with respect to 100% by weight of the total solidifying agent in the mixture of step (c), and mixing quicklime (CaCO 2 ) having a purity of 90% or more and a powderiness of 4,000 cm 2 /gr or more. ; (e) Anhydrous gypsum (CaSO 4 ) in the mixture of step (d) having 5 to 15% by weight relative to 100% by weight of the total solidifying agent, and having a purity of 90% or more and a powderiness of 3,500 to 5,000cm 2 /gr. Mixing; And (f) mixing in situ soil with the mixture of step (e).

본 발명에 따르면, 산업폐기물인 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 연약지반의 고화강도를 높이고 경화속도를 빠르게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using the industrial waste fly ash and / or other dust and blast furnace slag fine powder as the main raw material has the effect of increasing the solidification strength of the soft ground and rapidly improving the curing speed.

그리고 본 발명의 고화제는 시멘트를 사용하지 않음으로써, 육가크롬(Hexavalent chrome) 등과 같은 중금속이 용출되어 주변 토양이나 지하수 등을 오염시키는 문제가 없어 친환경적이다.In addition, the solidifying agent of the present invention is eco-friendly because it does not use cement, so that heavy metals such as hexavalent chrome are eluted and there is no problem of polluting surrounding soil or ground water.

또한, 본 발명의 고화제는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말의 주원료에 활성제로 생석회(CaCO2)나 액상소석회를 첨가하여 토양의 함수비를 저감하여 수밀성을 향상시키고 경화속도 및 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention adds quicklime (CaCO 2 ) or liquid slaked lime as an activator to the main raw material of fly ash and/or other dust and blast furnace slag powder, thereby reducing the water content of the soil to improve water tightness and improve curing speed and strength. There is an effect that can be improved.

또한, 본 발명의 고화제는 경화재 또는 조강제로 무수석고 또는 탈황석고를 추가로 첨가하여 생석회(CaCO2)와 반응으로 에트링가이트(ettringite)를 생성하여 토양의 간극을 채워서 함수비를 저감하여 수밀성을 향상시키고 경화속도 및 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention is an addition of anhydrous gypsum or desulfurized gypsum as a curing agent or a crude steel to generate ettringite by reacting with quicklime (CaCO 2 ) to fill the gaps in the soil to reduce water content, thereby improving water tightness. It has the effect of improving and improving the curing speed and strength.

또한, 본 발명의 고화제는 유동성과 토양의 혼합성이 우수하여 자연상태의 흙(황토, 마사토) 또는 현장 토사와 혼합하여 사용이 가능하다. 이로 인해, 주변 환경과 자연스럽게 어울리어 친환경적 생태조성이 가능하고 주변 일체화를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention is excellent in fluidity and mixing property of the soil, and can be mixed with natural soil (ocher, masato) or field soil. Due to this, it is possible to create an eco-friendly ecology by naturally harmonizing with the surrounding environment, and there is an effect of realizing the integration of the surroundings.

또한, 본 발명의 고화제는 친환경 비소성 무기결합재를 이용하여 강화반응을 유도함으로써, 다량의 수화생성물 생성에 의해 고내구성을 갖는 효과가 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention has an effect of having high durability by generating a large amount of hydration products by inducing a strengthening reaction using an eco-friendly non-plastic inorganic binder.

또한, 본 발명의 고화제는 현장 토사와 건식안료를 사용하여 연약지반의 질감 및 색상을 유지하거나 변경이 가능하다. 그리고, 토질개량제를 사용하여 시공 후 식생이 가능하고 원지반토의 물성을 개량할 수 있는 효과가 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention can maintain or change the texture and color of the soft ground by using on-site soil and dry pigment. In addition, vegetation is possible after construction using a soil improving agent, and there is an effect of improving physical properties of the ground alumina.

또한, 본 발명의 고화제는 열전도율이 낮아 쾌적한 자연환경 분위기 조성이 가능하고, 저 알칼리재료의 특성으로 주변 식생환경과 자연 친화력이 높다.In addition, the solidifying agent of the present invention has a low thermal conductivity, so it is possible to create a pleasant natural environment atmosphere, and it has a high natural affinity with the surrounding vegetation environment due to the characteristics of low alkali materials.

또한, 본 발명의 고화제는 기존의 고화제에 비해 경화속도가 빠르고 고화강도가 높기 때문에 안전성, 내구성, 시공성이 매우 우수하다.In addition, the solidifying agent of the present invention is excellent in safety, durability, and workability because the curing rate is faster and the solidifying strength is higher than that of the conventional solidifying agent.

또한, 본 발명의 고화제는 유해물질 용출이 거의 없어 친환경적이고 시멘트 대비 적은 양의 고화제를 사용하여도 기존 대비 동등 이상의 강도 발현이 가능하여 저비용 고효율을 달성할 수 있는 효과가 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention has an effect that it is eco-friendly because there is almost no elution of harmful substances, and even when a small amount of the solidifying agent is used compared to cement, it is possible to develop an intensity equal to or higher than that of the existing one, thereby achieving high efficiency at low cost.

본 발명은 비산재 또는 그 밖의 분진을 이용하여 고화제를 제조함으로써, 해양투기 및 매립에 의한 2차적인 환경오염을 방지하고 토사를 대체하는 자원 재활용의 효과가 있다.The present invention has the effect of preventing secondary environmental pollution caused by ocean dumping and landfilling and recycling of soil by producing a solidifying agent using fly ash or other dust.

본 발명은 CaO가 다량 함유된 순환자원을 이용하여 제조한 친환경 제품으로 기존의 이산화탄소가 다량 발생되는 포틀랜드 시멘트 및 생석회계 고화제보다 친환경적이며, 고흡수성 및 내부발열을 유도하여 건조 및 양생공정이 생량 또는 단축될 수 있는 저에너지 고효율 제품이다.The present invention is an eco-friendly product manufactured using a large amount of CaO-containing circulating resources. It is more environmentally friendly than existing Portland cement and quicklime solidifying agents that generate a large amount of carbon dioxide. Or it is a low energy, high efficiency product that can be shortened.

본 발명은 고함수율로 고화가 어려운 연악지반, 해안습지, 뻘 등의 지반을 환경 오염 없이 친환경적으로 강화시킬 수 있고, 하수슬러지, 준설 슬러지, 음식물 슬러지 등 다양한 고함수 유·무기성 슬러지의 고화에 적용이 가능하다.The present invention can strengthen environmentally friendly grounds such as soft soils, coastal wetlands, and 뻘, which are difficult to solidify with high water content, and to solidify various high-function organic and inorganic sludges such as sewage sludge, dredging sludge, food sludge, etc. It is applicable.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will become apparent to those skilled in the art from the following description.

도 1 및 도 2는 본 발명의 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 대한 시험성적서이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.1 and 2 is a test report for the blast furnace slag fine powder for concrete of the present invention.
3 is a flow chart showing a method for producing a solidifying agent for soft ground civil engineering using fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder according to a preferred embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar parts will be described with reference to like parts throughout the description of the present invention.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific technical content to be carried out in the present invention will be described in detail.

실시예Example

본 발명의 연약지반 토목용 고화제(firming agent)는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하고, 활성화제로 생석회(CaCO2), 경화재로 무수석고 또는 탈황석고를 포함하여 구성될 수 있다. The firming agent for soft ground civil engineering of the present invention comprises fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag as the main raw material, and includes quicklime (CaCO 2 ) as an activator, anhydrous gypsum or desulfurized gypsum as a curing agent. Can be.

상기 비산재(fly ash)는 화력발전소에서 석탄을 연소했을 때 나오는 부산물로서 산업폐기물로 분류된다. 본 발명에서 사용한 비산재는 사업장폐기물 소각시설 비산재(폐기물 분류번호: 51-08-02)를 포함한다. 그리고 상기 그 밖의 분진은 제철, 제강 공정시 발생하거나 슬러지 폐기물을 소각할 때 발생하는 것으로 산업폐기물로 분류되어 있다(폐기물 분류번호: 51-05-99). The fly ash is a by-product of burning coal in a thermal power plant and is classified as industrial waste. Fly ash used in the present invention includes fly ash incineration facilities at business sites (waste classification number: 51-08-02). In addition, the other dusts are generated during the steelmaking and steelmaking processes or when incinerating sludge wastes and are classified as industrial wastes (waste classification number: 51-05-99).

상기 고로슬래그(blast furnace slag) 미분말은 용광로에서 철광석으로부터 선철을 만들 때 생기는 철 이외의 불순물이 모인 고로슬래그를 급냉시켜 미분말화로 분쇄한 것이다.The blast furnace slag fine powder is pulverized by fine powdering by quenching the blast furnace slag in which impurities other than iron generated when iron is made from iron ore in a furnace.

본 발명의 연약지반 토목용 고화제는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하며, 그 혼합비율은 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 다르게 구성될 수 있다. The solidifying agent for civil engineering of the soft ground of the present invention uses fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag as the main raw material, and the mixing ratio thereof may be differently configured according to the type and water content of the soft ground or according to the needs of the consumer. .

예를 들어, 비산재 및/또는 그 밖의 분진 대 고로슬래그 미분말의 혼합비율은, 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 등의 혼합비율로 구성될 수 있다.For example, the mixing ratio of fly ash and/or other dust to blast furnace slag fine powder is 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, depending on the type and water content of the soft ground or the consumer's request. 90:10, 95:05, and the like.

본 발명의 고화제는 토층성분 중의 물질이 고화제와 수화 반응을 통해 수산화칼슘으로 변환되고 다시 탄산화 반응, 포졸란(Pozzolan)반응, 에트링가이트(ettringite; 석회설포알루미네이트, 3CaOAl2O33CaSO432H2O) 반응을 거쳐 토양을 강하게 결집시킨다. 즉, 상기 고화제는 내포된 강산성 분말과 강알카리성 분말의 반응에 의해 강한 발열이 발생되어 연약지반에 포함된 수분을 수증기로 증발시켜 안정화시키고 고화시키는 기능을 갖는다.In the solidifying agent of the present invention, the substance in the soil layer component is converted into calcium hydroxide through a hydration reaction with the solidifying agent, and then carbonized, pozzolan reaction, ettringite (lime sulfoaluminate, 3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H) 2 O) After the reaction, the soil is strongly aggregated. That is, the solidifying agent has a function of stabilizing and solidifying by evaporating the moisture contained in the soft ground into water vapor by generating a strong exotherm by the reaction of the embedded strong acidic powder and strong alkaline powder.

여기서, 포졸란(Pozzolan)이란 활성이 큰 부정형(amorphous)의 실리카(silica, SIO2)를 가지는 미세한 분말이며, 그 자체로는 수경성이 없으나 수분 존재하에 Ca(OH)와 반응하여 C-S-H(calcium silicate hydrate) 결합을 형성할 수 있는 물질을 말한다.Here, pozzolan (Pozzolan) is a fine powder having a large (amorphous) silica (silica, SIO 2 ) having a large activity, it is not hydraulic in itself, but reacts with Ca (OH) in the presence of moisture, CSH (calcium silicate hydrate) ) Refers to a material capable of forming a bond.

본 발명의 고화제는 표면적을 크게 하기 위하여 200 내지 300메쉬 이하의 미세분말로 균질화시켜서 제조될 수 있다. 상기 고화제는 분말의 입자가 작을수록 고화제의 표면적이 증가하여 수분흡수 기능이 향상되는 기능을 갖는다. The solidifying agent of the present invention can be prepared by homogenizing with a fine powder of 200 to 300 mesh or less in order to increase the surface area. The solidifying agent has a function of improving the water absorption function by increasing the surface area of the solidifying agent as the particles of the powder are smaller.

본 발명의 고화제는 연약지반의 흙이나 점토, 뻘 등과 혼합되어 탄산화 반응, 포졸란반응, 에토링가이드 반응을 통해 경화속도와 압축강도를 높이고 수밀성을 향상시킴으로써 토양을 강하게 결집시킬 수 있다. The solidifying agent of the present invention can be mixed with soil, clay, 뻘, etc. of the soft ground to strongly consolidate the soil by increasing the curing rate, compressive strength, and improving water tightness through a carbonation reaction, a pozzolanic reaction, and an etoring guide reaction.

이하, 본 발명의 고화제의 구성요소에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the components of the solidifying agent of the present invention will be described.

먼저, 소각재(cinder)는 소각시설에서 쓰레기가 연소된 뒤 소각로 바닥과 집진장치 등에서 배출되는 재로서 소각회(燒却灰)라고도 한다. 바닥재(bottom ash)와 비산재(fly ash)로 나뉜다. 바닥재는 도시쓰레기 중 불연(不然)성분과 미처 타지 못한 일부 가연(可燃)성분이 소각로 안의 화격자 아래 놓인 잔류물 호퍼로 떨어진 것을 말하고, 비산재는 소각로에서 발생하여 건식 스크러버와 여과식 집진장치에서 걸러진 재를 말하는데, 집진재 또는 플라이애시(fly ash)라고도 한다.First, the incinerator (cinder) is an ash discharged from the incinerator bottom and dust collector after the waste is burned in an incineration facility, and is also called incineration ash. It is divided into bottom ash and fly ash. Flooring refers to the burning of non-combustible and non-burnable combustible components into the residue hopper under the grate inside the incinerator, and fly ash is generated from the incinerator and filtered from dry scrubbers and filtered dust collectors. It is also called dust collecting material or fly ash.

상기 비산재에는 납·카드뮴·아연 등의 중금속과 다이옥신이 들어 있다. 특히 비산재는 마이크로 또는 그 이하 크기의 입자상물질이므로 조심해서 다루지 않으면 날아가 작업자와 주변환경에 해를 끼치게 된다. 전기집진기와 백필터(bag filter)는 보통 99% 이상의 입자상물질 제거효율을 가지므로 진공컨베이어를 이용하여 오염방지시설로부터 제거한 뒤 밀폐용기를 이용하여 최종처분지로 수송해야 한다.The fly ash contains heavy metals such as lead, cadmium, and zinc and dioxins. In particular, fly ash is a particulate matter of micro or less size, and if not handled with care, it will fly and harm the worker and the surrounding environment. Since the electrostatic precipitator and bag filter usually have a removal efficiency of more than 99% of particulate matter, they must be removed from the pollution prevention facility using a vacuum conveyor and transported to a final disposal site using a closed container.

상기 비산재는 다공성이면서 경량이고 흡수성과 가스흡착성이 강한 물질로서, 알루미나(AL2O3), 실리카(SiO2)가 주성분이며, 입자가 둥근 속이빈 구형으로 형성되어 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응하여 포졸란(pozzoian) 반응을 발생시키면서 슬럼프를 개선하여 지반안정에 필요한 소요성능을 발현시키고, 장기강도를 강화시킬 뿐만 아니라 연약지반을 안정화시킨다.The fly ash is a porous, lightweight, and highly absorbent and gas-absorbing material. Alumina (AL 2 O3) and silica (SiO 2 ) are the main components, and the particles are formed into a round hollow sphere with calcium hydroxide (Ca(OH)2). By reacting and generating a pozzoian reaction, the slump is improved to express the required performance required for ground stability, strengthening long-term strength, and stabilizing the soft ground.

상기 비산재는 포졸란 반응에 의한 연약지반 및 슬러지에 함유된 수분을 낮출 수는 없지만, 생석회(CaCO2)가 연약지반 및 슬러지의 수분과 접하면 수화시 발열반응에 의해 소석회되며 상온에서 서서히 반응하여 불용성의 화합물을 만들어 C-S-H(calcium-silicate-hydrate)를 형성하게 된다.The fly ash cannot lower the moisture contained in the soft ground and sludge by the pozzolanic reaction, but when quicklime (CaCO 2 ) comes into contact with the moisture of the soft ground and the sludge, it is calcined by exothermic reaction during hydration and slowly reacts at room temperature to be insoluble. To form a compound of CSH (calcium-silicate-hydrate) to form.

상기 그 밖의 분진은, 비산재를 포함하는 알카리성 분진과, 제철의 제련 공정을 거치면서 발생하는 제철 분진과, 제강 공정상에서 발생하는 제강 분진과, 제지를 생산한 후 슬러지 상태의 폐기물로 소각된 제지 분진과, 하수슬러지의 소각시 발생하는 연소재와 분진을 포함하는 하수슬러지 소각 분진과, 염색슬러지 소각 분진 등을 포함하는 분진 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The other dusts include alkaline dusts containing fly ash, steel dusts generated during the smelting process of steel, steel dusts generated in the steelmaking process, and paper dusts incinerated as waste in sludge after producing paper. And, it may include at least one of sewage sludge incineration dust containing combustion materials and dust generated during incineration of sewage sludge, and dust including incineration dust of dyed sludge.

상기 그 밖의 분진은 상기 비산재와 마찬가지로, 고로슬래그 미분말과의 수화반응 및 포졸란 반응을 통해 강도발현의 역할과 연약지반의 안정화 효과를 갖는다. The other dust, like the fly ash, has a role of strength development and a stabilizing effect of soft ground through hydration reaction with blast furnace slag fine powder and pozzolanic reaction.

상기 비산재 및/또는 그 밖의 분진은 고화제 전체 100 중량%에 대하여 70 내지 95 중량%로 혼합될 수 있다. 이때, 70 중량% 미만에서는 실리카(SiO2)의 부족으로 포졸란 반응의 활성화가 저하되어 연약지반 및 슬러지의 수분을 흡수한 생석회(소석회로 됨)와 완전히 반응되지 않아 불용성의 화합물을 생성할 수 없으며, 반대로 95 중량% 이상이면 과도한 바이더 작용으로 수화반응이나 포졸란 반응의 촉진효과가 지연되어 연약지반의 안정에 필요한 소요성능이 오히여 저하되는 문제가 발생하게 된다. The fly ash and/or other dust may be mixed at 70 to 95% by weight relative to 100% by weight of the total solidifying agent. At this time, when the content is less than 70% by weight, the activation of the pozzolanic reaction is reduced due to the lack of silica (SiO 2 ), and thus it is not completely reacted with the quicklime (which becomes a slaked lime) that absorbs moisture from the soft ground and sludge, so that insoluble compounds cannot be produced. On the contrary, if it is 95% by weight or more, the effect of promoting the hydration reaction or the pozzolanic reaction is delayed due to excessive provider action, resulting in a problem that the required performance required for stabilizing the soft ground is reduced.

따라서 본 발명의 비산재 및/또는 그 밖의 분진은 고화제 전체 100 중량%에 대하여 70 내지 95 중량%로 혼합될 수 있다.Therefore, the fly ash and/or other dust of the present invention may be mixed in an amount of 70 to 95% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent.

본 발명의 고화제는 상기 비산재 및/또는 그 밖의 분진을 혼합하여 사용할 경우 볼베이링 작용을 하여 워커빌리티(workability) 및 장기강도 증진, 건조수축 감소, 수밀성 향상, 수화열 감소 등 여러 측면에서 우수한 특성을 발휘할 수 있다. The solidifying agent of the present invention has excellent properties in various aspects, such as improving workability and long-term strength, reducing dry shrinkage, improving water tightness, and reducing heat of hydration, by acting as a ball bearing when using the fly ash and/or other dust in combination. Can be exercised.

본 발명은 비산재 또는 그 밖의 분진을 이용하여 고화제를 제조함으로써, 해양투기 및 매립에 의한 2차적인 환경오염을 방지하고 토사를 대체하는 자원 재활용의 효과가 있다.The present invention has the effect of preventing secondary environmental pollution caused by ocean dumping and landfilling and recycling of soil by producing a solidifying agent using fly ash or other dust.

계속해서, 본 발명의 연약지반 토목용 고화제는 상기 비산재 및/또는 그 밖의 분진 외에 고로슬래그(blast furnace slag) 미분말을 주원료로 혼합하여 사용하고 있다. Subsequently, the softening agent for the soft ground civil engineering of the present invention is used by mixing blast furnace slag fine powder as the main raw material in addition to the above-mentioned fly ash and/or other dust.

일반적으로, 고로슬래그는 용광로에서 철광석으로부터 선철을 만들 때 생기는 슬래그[鑛滓]로서 철 이외의 불순물이 모인 것이며, 선철 1t당 500∼1,000kg이 나온다. 상기 고로슬래그는 SiO2가 주원료인 철광석을 용광로(고로)에 녹이면 비중이 큰 철은 가라앉고 슬래그는 뜨게 되는데, 이 슬래그를 식힌 후 부셔서 사용한다. 상기 고로슬래그는 CaO, SiO2, Al2O3, MgO 등을 주성분으로 93~98%를 차지하고 소량의 MnO, FeO, TiO2, R2O, S가 섞여 있다. CaO/SiO2의 무게비가 1이상의 것을 염기성슬래그, 1이하의 것을 산성슬래그로 분류한다.In general, blast furnace slag is a slag produced when pig iron is made from iron ore in a furnace, and impurities other than iron are collected, and 500 to 1,000 kg per ton of pig iron comes out. In the blast furnace slag, when the iron ore, the main raw material of SiO2, is dissolved in a furnace (blast furnace), the iron having a high specific gravity sinks and the slag floats. After cooling the slag, it is used. The blast furnace slag accounts for 93-98% of CaO, SiO2, Al2O3, MgO, etc. as a main component, and a small amount of MnO, FeO, TiO2, R2O, S is mixed. CaO/SiO2 weight ratios of 1 or more are classified as basic slag and those of 1 or less are classified as acidic slag.

상기 고로슬래그는 서냉을 시킬 경우 일반 암석과 유사한 특성을 발휘하여 분쇄 후 반 성토재로서 활용이 가능하지만, 고로슬래그 미분말을 급냉시켜 미분말화로 분쇄할 경우 더욱 부가성이 높은 시멘트 대체재로 활용이 가능하다. The blast furnace slag exhibits characteristics similar to ordinary rocks when annealed, so it can be used as a semi-finished material after crushing. However, when blasting blast furnace slag fine powder to pulverize it into fine powder, it can be used as a cement replacement material with higher added value.

따라서 본 발명의 고화제는 미분말화 한 고로슬래그(이하, '고로슬래그 미분말'이라고 함)를 사용하여 구성하였다. 예를 들어, 본 발명의 고로슬래그 미분말은 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 포함하여 구성될 수 있다.Therefore, the solidifying agent of the present invention was constructed by using pulverized blast furnace slag (hereinafter referred to as'blast furnace slag fine powder'). For example, the blast furnace slag fine powder of the present invention may include a blast furnace slag fine powder for concrete.

도 1 및 도 2는 본 발명의 콘크리트용 고로슬래그 미분말에 대한 시험성적서이다. 시험성적서의 시험방법 및 시험결과는 다음과 같다.1 and 2 is a test report for the blast furnace slag fine powder for concrete of the present invention. The test method and test results of the test report are as follows.

가) 시험방법 A) Test method

(1) KS F 2563 : 2009(1) KS F 2563: 2009

(2) KS F 2563 : 2009(준용)(2) KS F 2563: 2009 (Junyong)

(3) KS L 5110 : 2001(3) KS L 5110: 2001

(4) KS L 5106 : 2009(4) KS L 5106: 2009

(5) KS F 2563 : 2009(5) KS F 2563: 2009

나) 시험결과B) Test result

Figure 112020038370816-pat00001
Figure 112020038370816-pat00001

상기 고로슬래그 미분말은, 2.9%의 산화 마그네슘(MgO), 1.2%의 삼산화 황(SO3), 0.005%의 염화물 이온이 포함되어 있고, 1.61%의 염기도, 2.92g/㎠의 밀도, 4,210㎠/gr의 비표면적, 101%의 플로값 비를 갖는다. The blast furnace slag fine powder contains 2.9% magnesium oxide (MgO), 1.2% sulfur trioxide (SO 3 ), 0.005% chloride ion, 1.61% basicity, 2.92 g/cm 2 density, 4,210 cm 2 / It has a specific surface area of gr and a flow value ratio of 101%.

상기 고로슬래그 미분말은 2.7 내지 3.2%의 산화 마그네슘(MgO)을 포함하고, 1.0 내지 1.4%의 삼산화 황(SO3), 0.003% 내지 0.007의 염화물 이온을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 1.58 내지 1.64%의 염기도와, 2.90 내지 2.94g/㎠의 밀도와, 4,000㎠/gr 이상의 비표면적, 97 내지 105%의 플로값 비를 가질 수 있다. The fine blast furnace slag may include 2.7 to 3.2% magnesium oxide (MgO), 1.0 to 1.4% sulfur trioxide (SO 3 ), and 0.003% to 0.007 chloride ions. And, it may have a basicity of 1.58 to 1.64%, a density of 2.90 to 2.94 g/cm 2, a specific surface area of 4,000 cm 2 /gr or more, and a flow value ratio of 97 to 105%.

여기서, 상기 고로슬래그 미분말의 비표면적은 4,000㎠/gr 이상을 갖는 것이 바람직하며, 비표면적이 4,000㎠/gr 이하의 경우에는 강도증진의 효과가 떨어지고 잠재수경성의 속도가 크게 저하된다. Here, it is preferable that the specific surface area of the blast furnace slag fine powder is 4,000 cm 2 /gr or more, and when the specific surface area is 4,000 cm 2 /gr or less, the effect of strength enhancement decreases and the rate of latent hydraulicity is greatly reduced.

상기 고로슬래그 미분말의 활성화 지수는 재령 7일에 76%, 재령 28일에 90%, 재령 91일에 109%를 나타내고 있다.The activation index of the blast furnace slag powder was 76% on the 7th day, 90% on the 28th day, and 109% on the 91st day.

상기 고로슬래그 미분말에는 CaO가 다량으로 함유되어있기 때문에(고로슬래그의 40% 이상), 상온에서 CaO 성분이 물과 반응하여 Ca(OH)2로 변환되어 생성된 OH-와 SO2- 성분이 고로슬래그 미분말의 비결정질 피막을 파괴하여 Ca2+, Al3+ 등의 용출이 용이하게 되고, 용출 이온들이 CaO-SiO2-H2O계 수화물 및 에트링가이트 등을 생성하게 됨으로써 수화체 내부의 조직을 치밀화하여 경화체의 압축강도를 향상시킬 수 있다.Since the blast furnace slag fine powder contains a large amount of CaO (more than 40% of the blast furnace slag), the OH - and SO 2- components generated by converting CaO components to Ca(OH) 2 by reacting with water at room temperature are blast furnaces. The structure of the inside of the hydration body is formed by breaking the amorphous film of the slag fine powder to facilitate the elution of Ca 2+ , Al 3+, etc., and the elution ions generate CaO-SiO 2 -H 2 O-based hydrate and ettringite. By compacting, the compressive strength of the cured body can be improved.

상기 고로슬래그 미분말은 고화제의 작업성을 개선하고 잠재수경성 반응에 의한 장기강도 증진 및 공극 충전의 효과가 있고, 에트링가이트(ettringite; 석회설포알루미네이트, 3CaOAl2O33CaSO432H2O)의 생성을 도우며, 중금속의 고정화, 안정화에 기여한다. The blast furnace slag powder improves the workability of the solidifying agent and has the effect of enhancing long-term strength and latent filling by latent hydraulic reaction, etringite (lime sulfo aluminate, 3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O) Helps to produce and contributes to the immobilization and stabilization of heavy metals.

본 발명의 고로슬래그 미분말은 고화제 전체 100 중량%를 기준으로 5 내지 30 중량%로 구성될 수 있다. 이때, 상기 고로슬래그 미분말의 사용량을 5중량% 미만으로 구성될 경우 수화반응이나 포졸란 반응이 충분하지 않아 조기강도 발현이 저하되고 압축강도가 저하하는 문제를 초래하고, 30중량% 이상으로 사용하는 경우 수화반응이나 포졸란 반응의 촉진효과가 지연되어 조기강도 발현이 저하된다. The blast furnace slag fine powder of the present invention may be composed of 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent. At this time, when the amount of the blast furnace slag fine powder is composed of less than 5% by weight, the hydration reaction or the pozzolanic reaction is insufficient, resulting in a decrease in premature strength expression and a decrease in compressive strength, and when used in an amount of 30% by weight or more. The accelerated effect of hydration reaction or pozzolanic reaction is delayed, and the early strength expression is reduced.

상기 고로슬래그 미분말과 비산재(그 밖의 분진)는 포졸란 반응 물질인 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 다량 함유하고 있으며, 수화 반응에서 에트링가이트(ettringite)를 효과적으로 생성하는 삼산화유황(SO3)도 다량 함유하고 있기 때문에 수화 반응이나 포졸란 반응을 지속적으로 촉진하여 고화된 지반의 안정된 강도를 유지시킬 수 있다.The blast furnace slag fine powder and fly ash (other dusts) contain a large amount of pozzolanic reactants, silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which effectively produce ettringite in the hydration reaction. Since it contains a large amount of sulfur trioxide (SO 3 ), it is possible to maintain the stable strength of the solidified ground by continuously promoting the hydration reaction or the pozzolanic reaction.

본 발명의 고화제는 비산재(그 밖의 분진)와 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하고 생석회(quick lime; CaCO2)나 액상소석회를 활성화제로 첨가하여 구성될 수 있다. 상기 생석회(CaO)나 액상소석회를 추가할 경우, 토양의 함수비(含水比)가 저감되고 수밀성이 향상되며 경화속도 및 압축강도를 높일 수 있는 효과를 발휘한다.The solidifying agent of the present invention may be configured by using fly ash (other dust) and fine blast furnace slag as the main raw materials and adding quick lime (CaCO 2 ) or liquid lime to the activator. When the quicklime (CaO) or liquid slaked lime is added, the water content of the soil is reduced, water tightness is improved, and the effect of increasing the curing rate and compressive strength is exhibited.

상기 생석회(CaCO2)는 상기 고로슬래그 미분말과 화학적으로 반응하여 강도가 우수한 경화체를 형성시킨다. 예를 들어, 상기 생석회(CaCO2)는 상기 고로슬래그 미분말의 수화 반응에 필요한 알카리성을 부여하는 자극제로서, 연약지반에 포함되어 있는 수분을 흡수하여 상기 고로슬래그 미분말과의 포졸란 반응에 의한 수화반응의 가속화에 따라 초기 압축강도를 증가시키고 지반을 안정화시키게 된다.The quicklime (CaCO 2 ) chemically reacts with the fine powder of the blast furnace slag to form a hardened body having excellent strength. For example, the quicklime (CaCO 2 ) is a stimulant that imparts alkalinity required for the hydration reaction of the blast furnace slag fine powder, absorbs moisture contained in the soft ground, and absorbs moisture contained in the soft blast furnace slag to form a hydration reaction by the pozzolanic reaction with the fine powder. Acceleration increases the initial compressive strength and stabilizes the ground.

상기 생석회(CaCO2)는 순도 90% 이상이며 분말도 4,000㎠/gr 이상으로 이루어질 수 있다. 그 이유는 상기 생석회(CaCO2)는 물과 접하면 수화시 발열반응에 의한 수분감소와 팽창에 의한 슬러지의 공기 연행으로 양생을 원활하게 수행하기 때문이다.The quicklime (CaCO 2 ) has a purity of 90% or more and a powder may be 4,000 cm 2 /gr or more. The reason is that the quick lime (CaCO 2 ) is smoothly cured by air entrainment of sludge due to moisture reduction and expansion due to an exothermic reaction when hydrated when in contact with water.

상기 생석회(CaCO2)(또는 소석회)는 무수석고(CaSO4)와 반응하여 에트링가이트(ettringite)를 생성하므로, 상기 생석회(CaCO2)의 사용량은 상기 무수석고(CaSO4)의 양에 의해 결정될 수 있다. Since the quicklime (CaCO 2 ) (or slaked lime) reacts with anhydrous gypsum (CaSO 4 ) to produce ettringite, the amount of quicklime (CaCO 2 ) used depends on the amount of the anhydrous gypsum (CaSO 4 ). Can be determined.

상기 생석회(CaCO2)는 포졸란 반응의 촉진 및 활성화에 영향을 주어 조성물의 물성을 개선시키고, 장기적으로 탄산칼슘을 발생시킴으로써, 알루민산 칼슘과 탄산칼슘의 반응을 통해 토립자를 응집고결시키도록 상기 고로슬래그 미분말과 비산재에 혼합된다. 상기 생석회(CaCO2)는 상기 고로슬래그 미분말 및 비산재와 혼합되어 수분을 갖는 토립자와 혼합될 경우, 수분에 의해 수화하여 수산화칼슘으로 변하면서 수분을 고화시키고, 수경성을 갖는 실리케이트(Silicate)나 알루미네이트(Aluminate)를 생성하여 포졸란 반응을 발생시킬 뿐만 아니라 CSH겔(calcium silicate hydrate gel)을 생성하여 연약지반의 함수율을 저하시킨다. The quicklime (CaCO 2 ) affects the promotion and activation of the pozzolanic reaction to improve the physical properties of the composition, and by generating calcium carbonate in the long term, the blast furnace to coagulate and solidify the granules through the reaction of calcium aluminate and calcium carbonate. It is mixed with fine slag powder and fly ash. When the quicklime (CaCO 2 ) is mixed with the blast furnace slag fine powder and fly ash and mixed with granules having moisture, it is hydrated by moisture to solidify moisture while changing to calcium hydroxide, and a silicate or aluminate having hydraulic properties (Silicate) or aluminate ( Aluminate) to generate a pozzolanic reaction, as well as CSH gel (calcium silicate hydrate gel) to reduce the water content of the soft ground.

상기 생석회(CaCO2)는 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 8 중량%를 가질 수 있다. 이때, 상기 생석회(CaCO2)가 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 중량% 미만으로 혼합될 경우 함량부족으로 포졸란 반응을 원활하게 유도하지 못할 뿐만아니라 상기 고로슬래그 미분말 및 비산재를 충분히 응집하지 못하고, 8 중량%를 초과할 경우 포졸란 반응에 과도한 영향을 미쳐서 충분한 고화를 방해하여 고화시간이 오래 걸기게 된다. The quicklime (CaCO 2 ) may have 4 to 8% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent. At this time, when the quicklime (CaCO 2 ) is mixed to less than 4% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, it is not only capable of inducing a pozzolanic reaction smoothly due to insufficient content, but also fails to sufficiently aggregate the blast furnace slag fine powder and fly ash, When it exceeds 8% by weight, the pozzolanic reaction is excessively affected, and thus sufficient solidification is prevented, which takes a long time to solidify.

또한, 본 발명의 고화제는 비산재 및/또는 그 밖의 분진, 고로슬래그 미분말, 생석회(CaCO2)에 알루민산 칼슘을 혼합하여 구성될 수 있다. 상기 알루민산 칼슘은 형식적으로 알루민산의 염으로 여겨지는 조성 CaAl2O4, Ca3Al2O6 등의 화합물로서 산에 용해된다. 상기 알루민산 칼슘은 응집작용을 발생시키는 역할을 하며, 상기 생석회(CaCO2)와 반응하면서 조성물에 급결성 또는 팽창성을 제공하고 토립자를 응집 고결함으로써 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키고, 고화된 연약지반의 강도를 강화 및 안정화시킨다.In addition, the solidifying agent of the present invention may be composed of a mixture of calcium aluminate in fly ash and/or other dust, blast furnace slag fine powder, and quicklime (CaCO 2 ). The calcium aluminate is dissolved in an acid as a compound of a composition CaAl2O4, Ca3Al2O6, which is formally regarded as a salt of aluminate. The calcium aluminate serves to generate agglomeration, and reacts with the quicklime (CaCO 2 ) to provide rapid or expansive properties to the composition and promote solidification and solidification of the soft ground by coagulating and solidifying particles, and solidified soft Strengthens and stabilizes the strength of the ground.

상기 알루민산 칼슘은 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 4 중량%로 혼합될 수 있다. 이때, 상기 알루민산 칼슘이 2 중량% 미만으로 혼합될 경우 원하는 응집고결 작용을 기대할 수 없고, 4 중량%를 초과할 경우 제조원가를 상승시키고 안정화를 오히려 방해하게 된다. The calcium aluminate may be mixed in an amount of 2 to 4% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent. At this time, when the calcium aluminate is mixed in an amount of less than 2% by weight, a desired coagulation and solidifying action cannot be expected, and when it exceeds 4% by weight, manufacturing cost is increased and stabilization is rather impaired.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 경화촉진 역할을 하는 경화제로, AlO 함량이 35 내지 45중량%, 분말도가 4,000 내지 7,500㎠/g인 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfur Aluminate)를 사용하여 구성될 수 있다. 상기 칼슘설포알루미네이트는 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 8 중량%로 혼합될 수 있다. 이때, 상기 칼슘설포알루미네이트가 2 중량% 미만으로 혼합될 경우 경화촉진 부족으로 고화제의 성능발현이 어렵고, 8 중량%를 초과할 경우 초기 급결로 인해 포졸란반응물질의 반응 저하를 초래하여 물리성능 확보를 어렵게 한다.In addition, the solidifying agent according to the present invention is a curing agent that serves to promote curing, and the AlO content is 35 to 45% by weight, and the powder is composed of 4,000 to 7,500 cm 2 /g of calcium sulfaluminate (Calcium Sulfur Aluminate). Can. The calcium sulfoaluminate may be mixed in an amount of 2 to 8% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent. At this time, when the calcium sulfoaluminate is mixed to less than 2% by weight, it is difficult to express the performance of the solidifying agent due to lack of hardening acceleration, and when it exceeds 8% by weight, physical reaction is caused by a decrease in the reaction of the pozzolanic reactant due to initial rapidity Makes it difficult to secure.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 생석회(CaCO2)의 발열 반응이나 점성에 대하여 유동성을 향상시키고, 토양과 고화제의 혼합성 및 유동성을 증진시키기 위하여 유동화제를 추가로 혼합할 수 있다. 상기 유동화제는 본 발명의 고화제의 기본적인 성질이 변하지 않는 범위 내에서 소량 투입되며, 나프탈린 설폰산계 화합물, 폴라카르본산계 화합물 등을 사용할 수 있다.In addition, the solidifying agent according to the present invention may further mix the fluidizing agent in order to improve the fluidity with respect to the exothermic reaction or viscosity of quicklime (CaCO 2 ), and to improve the mixing and fluidity of the soil and the solidifying agent. The fluidizing agent is added in a small amount within a range in which the basic properties of the solidifying agent of the present invention are not changed, and a naphthaline sulfonic acid-based compound, a polycarboxylic acid-based compound, or the like can be used.

또한, 본 발명의 고화제는 비산재 및/또는 그 밖의 분진, 고로슬래그 미분말, 생석회(CaCO2)에 경화재(또는 조강제)로 무수석고(anhydrous gypsum) 또는 탈황석고를 추가로 첨가하여 구성될 수 있다. 이때, 무수석고 또는 탈황석고를 추가로 첨가하면, 생석회(CaCO2)와 반응으로 에트링가이트(ettringite; 석회설포알루미네이트, 3CaOAl2O33CaSO432H2O)를 생성하여 토양의 간극을 채워서 함수비를 저감하여 수밀성을 향상시키고 경화속도 및 압축강도를 향상시킬 수 있다.In addition, the solidifying agent of the present invention may be configured by additionally adding anhydrous gypsum or desulfurized gypsum as a curing material (or coarse) to fly ash and/or other dust, blast furnace slag fine powder, and quicklime (CaCO 2 ). have. At this time, when anhydrous gypsum or desulfurized gypsum is additionally added, ettringite (lime sulfo aluminate, 3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O) is reacted with quicklime (CaCO 2 ) to fill the gap of the soil. By reducing the water content, water tightness can be improved and curing speed and compressive strength can be improved.

상기 비산재 및/또는 그 밖의 분진, 고로슬래그 미분말, 생석회(CaCO2)는 입자표면에 치밀한 불투수성 피막인 유리질 피막이 형성되어 있어 자체적으로 반응성(수경성)이 없다. 따라서 자극제로 무수석고를 첨가하여 초기강도 향상 및 잠재 수경성에 의한 장기강도 활성화를 촉진한다. The fly ash and/or other dust, blast furnace slag fine powder, and quicklime (CaCO 2 ) are formed with a glassy film, which is a dense impermeable film on the particle surface, and thus is not reactive (hydroponic) itself. Therefore, anhydrous gypsum is added as a stimulant to promote initial strength enhancement and long-term strength activation due to latent hydraulics.

상기 경화재로 사용된 무수석고 또는 탈황석고는 일정한 분말도를 갖게 되므로 반응성이 증대되고, 생석회(CaCO2) 및 물과의 반응으로 에트링가이트(ettringite)의 생성을 촉진하게 된다. 이때, 에트링가이트(ettringite)가 수화 반응을 일으키면서 감수 효과 및 미세입자의 공극 충진으로 조직이 치밀화되어 초기강도를 증가시키고 수화를 촉진시켜 고착시키게 된다.The anhydrous gypsum or desulfurized gypsum used as the curing material has a certain degree of powder, thereby increasing reactivity and promoting the production of ettringite by reaction with quicklime (CaCO 2 ) and water. At this time, ettringite (ettringite) causes a hydration reaction, and the tissue is densified due to the water-reducing effect and pore filling of the fine particles, thereby increasing the initial strength and promoting hydration to fix it.

상기 무수석고(CaSO4)는 성분 조성이 용이하고 불순물이 적은 화학석고로서, Ⅱ형 무수석고를 사용하여 구성될 수 있다.The anhydrous gypsum (CaSO 4 ) is a chemical gypsum with easy composition and low impurities, and may be composed of type II anhydrite.

상기 무수석고(CaSO4)는 상기 생석회(CaCO2)(또는 소석회)와 반응하여 에트링가이트(ettringite)를 생성하므로, 상기 무수석고(CaSO4)의 사용량은 상기 생석회(CaCO2)의 양에 의해 결정될 수 있다. Since the anhydrous gypsum (CaSO 4 ) reacts with the quicklime (CaCO 2 ) (or slaked lime) to produce ettringite, the amount of the anhydrous gypsum (CaSO 4 ) used depends on the amount of the quicklime (CaCO 2 ). It can be determined by.

상기 무수석고(CaSO4)는 순도 90% 이상이고, 3,500 내지 5,000㎠/gr의 분말도를 가지며, 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%로 구성될 수 있다. 이는 상기 무수석고(CaSO4)가 5 중량% 미만이면 응결시간이 늦어지기 때문에 주입된 고화재가 간극수에 희석될 위험성이 높고, 반대로 15 중량%를 초과할 경우에는 고화제가 급격하게 경화되는 문제점이 있다. 그리고, 상기 무수석고(CaSO4)의 순도가 90% 미만일 경우에는 초기강도 및 장기강도가 저하되는 문제가 발생한다.The anhydrous gypsum (CaSO 4 ) has a purity of 90% or more, has a powder degree of 3,500 to 5,000 cm 2 /gr, and may be composed of 5 to 15% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent. This is because when the anhydrous gypsum (CaSO 4 ) is less than 5% by weight, the setting time is slow, so the risk of the injected solidified material being diluted in the pore water is high, and when it exceeds 15% by weight, the solidifying agent is rapidly cured. There is this. In addition, when the purity of the anhydrous gypsum (CaSO 4 ) is less than 90%, a problem occurs in that initial strength and long-term strength are lowered.

상기 탈황석고는 석유 정제과정이나 열병합발전소 및 화력발전소에서 부수적으로 생성되는 것으로 탈황과정을 거쳐 생산되며, 상기 무수석고의 대용으로 사용이 가능하다. 따라서 상기 탈황석고는 상기 무수석고(CaSO4)와 마찬가지로, 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 탈황석고의 사용량이 5 중량% 미만일 경우 에트링자이트의 생성이 저하되고 황산염에 의한 고로슬래그 미분말의 초기 수화촉진에 대한 자극 효과도 떨어지며, 15 중량%를 초과하는 경우에는 초기 급속한 반응으로 유동성 및 작업서이 저하되는 문제가 있다.The desulfurized gypsum is produced by desulfurization process as a by-product of the oil refining process or cogeneration plant and thermal power plant, and can be used as a substitute for the anhydrous gypsum. Therefore, the desulfurized gypsum is preferably made of 5 to 15% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, similar to the anhydrous gypsum (CaSO 4 ). At this time, when the amount of desulfurized gypsum used is less than 5% by weight, the production of ettringite decreases, and the stimulation effect on the initial hydration promotion of the fine blast furnace slag powder by sulfate is also reduced, and when it exceeds 15% by weight, the initial rapid reaction There is a problem that fluidity and workbook are deteriorated.

상술한 바와 같이, 본 발명의 고화제에 포함된 비산재 및/또는 그 밖의 분진, 고로슬래그 미분말, 생석회(CaCO2), 무수석고 또는 탈황석고는 연약지반과의 교반시 포졸란 반응을 발생시켜 경화반응 진행에 도움을 준다.As described above, the fly ash and/or other dust contained in the solidifying agent of the present invention, blast furnace slag fine powder, quicklime (CaCO 2 ), anhydrous gypsum or desulfurized gypsum generates a pozzolanic reaction upon stirring with soft ground to cure the reaction. Help progress.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 경작지 또는 건물의 조경공간으로 연약지반이 활용될 경우 식물의 생장을 돕도록 개량토질에 양분을 공급하는 토질개량제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 토질개량제는 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 10 중량%로 혼합되는 소성 칼슘과, 포졸란 화산토에 의해 수득되어 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 6 내지 8 중량%로 혼합되는 규산질 미네랄을 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the solidifying agent according to the present invention may further include a soil improving agent that supplies nutrients to the improved soil to help the growth of plants when the soft ground is used as a landscaping space of a farmland or a building. The soil improving agent is calcined calcium mixed at 5 to 10% by weight relative to 100% by weight of the total solidifying agent, and silicate mineral obtained by pozzolanic volcanic soil and mixed at 6 to 8% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent It may be configured to include.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 연약지반의 색상을 변색시키는 건식안료를 추가로 포함할 수 있다. 상기 건식안료는 무기안료에 주로 사용되는 황색 산화철 또는 산화크롬으로 구성될 수 있으며, 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 3 중량%로 혼합될 수 있다. 이때, 상기 건식안료가 2 중량% 미만으로 혼합될 경우 색상발현이 어렵고, 3 중량%를 초과할 경우 경제성이 저하된다. In addition, the solidifying agent according to the present invention may further include a dry pigment that discolors the color of the soft ground. The dry pigment may be composed of yellow iron oxide or chromium oxide mainly used for inorganic pigments, and may be mixed in an amount of 2 to 3% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent. At this time, when the dry pigment is mixed to less than 2% by weight, color expression is difficult, and when it exceeds 3% by weight, economic efficiency is deteriorated.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 연약지반, 불량토 지반을 개량하기 위해 건설폐기물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 건설폐기물은 폐토사, 폐콘크리트, 폐아스팔트콘크리트, 폐벽돌, 폐기와, 폐석재, 기타 비금속광물 자재류 등을 포함한다. In addition, the solidifying agent according to the present invention may be used by mixing construction wastes to improve soft ground and bad soil. The construction waste includes waste soil, waste concrete, waste asphalt concrete, waste brick, waste, waste stone, and other non-metallic mineral materials.

한편, 유해물질이 함유된 산업폐기물은 본 발명의 고화제 및 석회 등으로 안정하게 고형화 처리를 하고 2차 환경오염을 원천적으로 봉쇄하여 연약지반의 성토재로 재사용한다.On the other hand, industrial wastes containing harmful substances are stably solidified with the solidifying agent and lime of the present invention, and are fundamentally sealed off secondary environmental pollution and reused as the soil material for soft ground.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 자연상태의 흙(황토, 마사토 등) 또는 현장토사를 원재로 하여, 친환경 비소성 무기결합재를 이용하여 강화반응을 유도함으로써 다량의 수화생성물이 생성되어 고내구성을 갖도록 구성될 수 있다.In addition, the solidifying agent according to the present invention uses natural soil (ocher, masato, etc.) or field soil as a raw material, and induces a reinforcement reaction using an eco-friendly non-plastic inorganic binder, thereby generating a large amount of hydration products, thereby creating high durability. It can be configured to have.

또한, 본 발명에 의한 고화제는 크랙 방지를 위해 소량의 첨가물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 크랙방지용 특수보강재를 사용하여 내구 성능을 개선할 수 있다.In addition, the solidifying agent according to the present invention may use a small amount of additives to prevent cracking. For example, it is possible to improve durability performance by using a special reinforcement material for preventing cracks.

본 발명의 고화제는 포졸란(pozzoian) 반응성으로 인하여 수화생성물인 Ca(OH)2가 비산재의 가용성 실리카 및 알루미나와 반응하여 규산석회 및 알루인산심석회 등의 수화물을 생성하므로 장기간에 걸쳐 강도가 증가하여 60일이 지나면 일반 콘크리트 보다 높은 강도를 보인다. 그리고, 유동성 개선으로 인한 사용 물양의 감소로 인해 적은 물양으로도 동일한 슬럼프(slump)를 유지하므로서 블리딩 현상 감소 및 내구성 향상 효과가 있다. 또한, 수화에 의해 생성되는 수산화칼슘이 포졸란 반응으로 소비되고 불용성염으로 변화하기 때문에 내산성이 향상되고, 연약지반의 조직을 치밀하게 하여 수밀성을 높이기 때문에 황산염의 침식 저항에도 강하다.The solidifying agent of the present invention increases the strength over a long period of time because of the pozzoian reactivity, the hydration product Ca(OH)2 reacts with soluble silica and alumina of fly ash to produce hydrates such as lime silicate and deep aluminate lime. Therefore, after 60 days, it shows higher strength than ordinary concrete. In addition, due to a decrease in the amount of used water due to improved fluidity, the same slump is maintained even with a small amount of water, thereby reducing bleeding and improving durability. In addition, since the calcium hydroxide produced by hydration is consumed in the pozzolanic reaction and changed into an insoluble salt, the acid resistance is improved, and the water resistance is enhanced by compacting the structure of the soft ground, thereby increasing the resistance to erosion of sulfate salts.

한편, 본 발명의 고화제는 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트에 의한 고화체에 비하여 우수한 강도발현을 나타낸다. 이는 본 발명의 고화제를 구성하는 비산재 및/또는 그 밖의 분진, 고로슬래그 미분말, 활성화제(생석회(CaCO2)), 경화재(무수석고 또는 탈황석고)가 이상적인 혼합비로 구성되어 주입시부터 시작하여 장기 재령기간까지 상호 유기적으로 작용하기 때문이다. 이에 대한 압축강도는 아래의 표 1과 같다.On the other hand, the solidifying agent of the present invention shows superior strength expression compared to the solidified body formed by Portland cement and slag cement. It is composed of an ideal mixing ratio of fly ash and/or other dust, blast furnace slag fine powder, activator (quicklime (CaCO 2 )), and hardener (anhydrous gypsum or desulfurized gypsum) constituting the solidifying agent of the present invention. This is because they interact organically until the long-term age. The compressive strength for this is shown in Table 1 below.

Figure 112020038370816-pat00002
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본 발명에 의한 고화제는 토양을 오염시키는 건설폐기물의 발생량을 감소시킬 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 강도발현이 우수하므로 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트에 대하여 60%정도의 사용량만으로도 동일한 강도발현을 나타내기 때문이다. 따라서 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트에 비하여 최대 40%정도 사용량을 절감할 수 있고 시공비를 절감할 수 있다.The solidifying agent according to the present invention can reduce the amount of construction waste contaminating the soil. This is because, as described above, since the strength is excellent, the same strength is expressed by using only about 60% of the Portland cement and the slag cement. Therefore, it is possible to reduce the usage by up to 40% compared to Portland cement and slag cement and to reduce the construction cost.

본 발명의 고화제는 우수한 주입특성을 가진다. 이는 활성화제의 생석회(CaCO2), 경화재(무수석고 또는 탈황석고)의 적절한 함량으로 인해 분산 및 교반성능이 향상되었기 때문이다. The solidifying agent of the present invention has excellent injection characteristics. This is because the dispersion and stirring performance is improved due to the appropriate content of quicklime (CaCO 2 ) and hardener (anhydrous gypsum or desulfurized gypsum) of the activator.

따라서 현장에서 지반에 주입하여 간극수와 혼합되어 슬러리로 될 때, 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트를 사용할 때보다 간극수와의 혼합비가 낮아도 상관이 없으므로 강도발현에 유리하다. 이에 대한 분산 및 교반성능은 아래의 표 2와 같다.Therefore, when it is injected into the ground in the field and mixed with the pore water to form a slurry, it does not matter if the mixing ratio of the pore water is lower than when using Portland cement and slag cement, so it is advantageous for strength development. Dispersion and stirring performance for this are shown in Table 2 below.

Figure 112020038370816-pat00003
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본 발명의 고화제는 환경오염을 일으키는 수용성 6가크롬의 용출농도가 거의 검출되지 않았다. 이는 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하고 시멘트를 사용하지 않음으로써, 6가크롬의 함유량이 낮기 때문이다. 따라서 지반에 대한 환경오염을 최소화 함으로써, 건축 및 토목공사로 인한 환경오염을 줄일 수 있다. 이에 대한 6가크롬 용출농도는 아래의 표 3과 같다.In the solidifying agent of the present invention, the elution concentration of water-soluble hexavalent chromium causing environmental pollution was hardly detected. This is because the content of hexavalent chromium is low by using fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag as the main raw material and not using cement. Therefore, by minimizing environmental pollution on the ground, it is possible to reduce environmental pollution due to construction and civil engineering work. The elution concentration of hexavalent chromium is shown in Table 3 below.

Figure 112020038370816-pat00004
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본 발명에 의한 고화제는 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트에 의한 고화체에 비하여 치밀한 구조를 가지므로 동일한 강도에서도 투수계수가 낮아 우수한 차수성을 발휘한다. 그리고 본 발명에 의한 고화제는 천연해수를 5배로 농축시킨 인공해수에 양생시킨 후 무구속 상태의 모르터바 팽창율 시험결과, 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트에 비해 팽창율이 낮아 해수에 대한 우수한 안정성을 발휘한다.The solidifying agent according to the present invention has a denser structure than the solidified body formed by Portland cement and slag cement, and thus exhibits excellent water repellency at a low water permeability coefficient even at the same strength. In addition, the solidifying agent according to the present invention shows excellent stability against seawater due to its low expansion rate compared to Portland cement and slag cement, after curing in artificial seawater in which natural seawater is concentrated to 5 times, resulting in an unconstrained mortar expansion rate.

그리고 본 발명의 고화재는 폐기물 등을 고화처리할 때 포틀랜드시멘트와 슬래그시멘트를 사용할 때보다 카드뮴(Cd), 6가크롬(Cr), 납(Pb), 비소(As), 구리(Cu), 수은(Hg) 등과 같은 유해물질의 용출량이 감소된다. 따라서 환경오염을 줄일 수 있다. 이에 대한 유해물질의 용출량은 아래의 표 4와 같다.And the solidified material of the present invention is a cadmium (Cd), hexavalent chromium (Cr), lead (Pb), arsenic (As), copper (Cu), than when using Portland cement and slag cement when solidifying wastes, etc. The dissolution of harmful substances such as mercury (Hg) is reduced. Therefore, environmental pollution can be reduced. Table 4 below shows the dissolution of harmful substances.

Figure 112020038370816-pat00005
Figure 112020038370816-pat00005

본 발명에 의한 고화제는 무해한 원료를 사용하기 때문에 환경면에서 안전하게 시공할 수 있으며, 산업폐기물을 원료로 하기 때문에 재활용 차원에서 사회적, 경제적인 상승 효과가 크다. 그리고, 종래의 화학응고재 혼합설비가 필요없고 포크레인 등의 범용 중기로 작업이 가능하고, 고화 후 토양의 기능을 가지므로 식생이 가능하며, 고화시간이 빠르고 초기에 개량토로서 유효하게 적용할 수 있다.Since the solidifying agent according to the present invention uses harmless raw materials, it can be safely installed in the environment, and since industrial waste is used as a raw material, it has a great social and economic synergy effect in terms of recycling. And, there is no need for a conventional chemical coagulant mixing facility, it can work with a general purpose medium such as a fork crane, and has a soil function after solidification, so that vegetation is possible, it has a fast solidification time and can be effectively applied as an improved soil in the early stages. have.

연약지반 토목용 고화제 제조 방법의 예Example of method for manufacturing solidifying agent for soft ground civil engineering

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flow chart showing a method for producing a solidifying agent for soft ground civil engineering using fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 제조 방법은 다음과 같다.Referring to FIG. 3, a method for manufacturing a solidifying agent for soft ground civil engineering using fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag according to the present invention is as follows.

먼저, 고로슬래그 미분말을 제조한다(단계 S110). First, a blast furnace slag fine powder is produced (step S110).

이때, 상기 고로슬래그 미분말은 2.7 내지 3.2%의 산화 마그네슘(MgO), 1.0 내지 1.4%의 삼산화 황(SO3), 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 1.58 내지 1.64%의 염기도, 2.90 내지 2.94g/㎠의 밀도, 4,000㎠/gr 이상의 비표면적, 97 내지 105%의 플로값 비를 갖도록 제조한다.At this time, the blast furnace slag fine powder contains 2.7 to 3.2% magnesium oxide (MgO), 1.0 to 1.4% sulfur trioxide (SO 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 1.58 It is prepared to have a basicity of 1.64%, a density of 2.90-2.94 g/cm2, a specific surface area of 4,000 cm2/gr or more, and a flow value ratio of 97-105%.

그 다음, 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 상기 고로슬래그 미분말을 혼합한다(단계 S120). 이때, 비산재 및/또는 그 밖의 분진 대 고로슬래그 미분말의 혼합비율은 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 등으로 구성될 수 있다.Then, the blast furnace slag fine powder is mixed with fly ash and/or other dust (step S120). At this time, the mixing ratio of fly ash and/or other dust to blast furnace slag fine powder is 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10 depending on the type and water content of the soft ground or the demand of the consumer. , 95:05, and the like.

그 다음, 상기 비산재 또는 분진과 상기 고로슬래그 미분말의 혼합물에 생석회(CaCO2)를 혼합한다(단계 S130).Then, quicklime (CaCO 2 ) is mixed with the mixture of the fly ash or dust and the blast furnace slag fine powder (step S130 ).

여기서, 상기 생석회(CaCO2)는 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 8 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 4,000㎠/gr 이상의 분말도를 갖는다.Here, the quicklime (CaCO 2 ) has 4 to 8% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and has a purity of 90% or more and a powderiness of 4,000cm 2 /gr or more.

마지막으로, 상기 비산재 또는 분진과 상기 고로슬래그 미분말 및 상기 생석회(CaCO2)의 혼합물에 무수석고(CaSO4) 또는 탈황석고를 혼합한다(단계 S140).Finally, anhydrous gypsum (CaSO 4 ) or desulfurized gypsum is mixed with a mixture of the fly ash or dust, the blast furnace slag fine powder, and the quicklime (CaCO 2 ) (step S140 ).

여기서, 상기 무수석고(CaSO4) 또는 탈황석고는 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 3,500 내지 5,000㎠/gr의 분말도를 갖는다.Here, the anhydrous gypsum (CaSO 4 ) or desulfurized gypsum has 5 to 15% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and has a purity of 90% or more and a powderiness of 3,500 to 5,000cm 2 /gr.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법은, 산업폐기물인 비산재(그 밖의 분진)와 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하여 연약지반의 고화 및 압축강도를 높이고 경화속도를 빠르게 향상시킬 수 있으며, 시멘트를 전혀 사용하지 않음으로 육가크롬(Hexavalent chrome) 등과 같은 중금속이 용출되어 주변 토양이나 지하수 등을 오염시키는 문제를 발생하지 않음으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.As described above, according to the present invention, a solidifying agent for soft ground civil engineering using the fly ash and/or other dust and fine blast furnace slag powder and a method of manufacturing the same are used as industrial raw materials, fly ash (other dust) and blast furnace slag fine powder. It can be used to increase the solidification and compressive strength of the soft ground and to rapidly improve the curing speed, and heavy metals such as hexavalent chrome are eluted by using no cement, causing contamination of surrounding soil or ground water. By not, the technical problem of the present invention can be solved.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed to solve the technical problem, and those skilled in the art to which the present invention pertains (the skilled person) various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention This will be possible, and such modifications and changes should be regarded as belonging to the following claims.

본 발명에 의한 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법은, 해안습지나 뻘, 하천, 호수, 항만 인접지역 또는 준설매립지와 같이 습기가 많은 지역의 연약지반을 응결 경화시는데 사용될 수 있고, 그 밖에 전원주택지, 하천제방길, 농로, 임도, 공원, 아파트 등의 연약 지반을 응결 경화시는데 사용될 수 있다.The solidifying agent for soft ground civil engineering using the fly ash and/or other dust and blast furnace slag fine powder according to the present invention and a method for manufacturing the same, in a wet area such as a coastal wetland, a river, a river, a lake, a port adjacent area or a dredging landfill It can be used to harden the soft ground of condensation. In addition, it can be used to harden the soft ground of rural houses, river banks, farm roads, forest roads, parks, and apartments.

Claims (5)

그 밖의 분진(폐기물 분류번호: 51-05-99)과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하며, 연약지반의 종류와 함수량에 따라 혼합비율을 다르게 구성하는 연약지반 토목용 고화제에 있어서,
고로슬래그를 급냉시켜 미분말로 분쇄하며, 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%를 가지며, 2.7 내지 3.2%의 산화 마그네슘(MgO), 1.0 내지 1.4%의 삼산화 황(SO3), 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 1.58 내지 1.64%의 염기도, 2.90 내지 2.94g/㎠의 밀도, 4,000㎠/gr 이상의 비표면적, 97 내지 105%의 플로값 비를 갖는 고로슬래그 미분말;
상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 70 내지 95 중량%를 가지며, 상기 고로슬래그 미분말과 수화 반응 및 포졸란 반응을 하는 그 밖의 분진;
상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 8 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 4,000㎠/gr 이상의 분말도를 가지며, 상기 고로슬래그 미분말과의 수화 반응 및 포졸란 반응을 통해 C-S-H를 형성하는 생석회(CaCO2); 및
상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 3,500 내지 5,000㎠/gr의 분말도를 가지며, 상기 생석회(CaCO2)와 반응하여 에트링가이트(ettringite)를 생성하는 무수석고(CaSO4);로 구성되며,
상기 그 밖의 분진과 상기 고로슬래그 미분말을 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 중에서 하나의 혼합비율로 혼합하고 현장 토사를 혼합하여 사용하는,
연약지반 토목용 고화제.
In other solids (waste classification number: 51-05-99) and fine powder of blast furnace slag as the main raw material, in the softening agent for civil engineering of soft ground, which makes up the mixing ratio differently according to the type and water content of the soft ground,
The blast furnace slag is quenched and pulverized into fine powder, having 5 to 30% by weight relative to 100% by weight of the total solidifying agent, 2.7 to 3.2% magnesium oxide (MgO), 1.0 to 1.4% sulfur trioxide (SO 3 ), and dioxide Containing silicon (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), basicity of 1.58 to 1.64%, density of 2.90 to 2.94 g/cm 2, specific surface area of 4,000 cm 2 /gr or more, flow value ratio of 97 to 105% Blast furnace slag fine powder having;
70 to 95% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and other dusts for hydration and pozzolanic reaction with the blast furnace slag fine powder;
4 to 8% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, has a purity of 90% or more and a powder degree of 4,000cm 2 /gr or more, and quicklime forming CSH through hydration reaction with the fine powder of the blast furnace slag and pozzolanic reaction (CaCO 2 ); And
5 to 15% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, has a purity of 90% or more and a powder of 3,500 to 5,000cm 2 /gr, and reacts with the quicklime (CaCO 2 ) to produce ettringite. It is composed of anhydrous gypsum (CaSO 4 );
The other dust and the blast furnace slag fine powder may be one of 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 depending on the type and water content of the soft ground or the consumer's request. Mixed at a mixing ratio and mixed with on-site soil,
Solidifying agent for soft ground civil engineering.
제 1 항에 있어서,
상기 연약지반 토목용 고화제는,
상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 4 중량%를 가지며, 상기 생석회(CaCO2)와 반응하여 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키는 알루민산 칼슘;
상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 8 중량%를 가지며, Al2O3 함량이 35 내지 45중량%, 분말도가 4,000 내지 7,500㎠/g을 가지며, 연약지반의 경화 및 고화를 촉진시키는 칼슘설포알루미네이트; 및
상기 생석회(CaCO2)의 발열 반응이나 점성에 대하여 유동성을 향상시키고, 토양과 고화제의 혼합성 및 유동성을 증진시키는 유동화제;
를 더 포함하는 연약지반 토목용 고화제.
According to claim 1,
The softening agent for soft ground civil engineering,
Calcium aluminate having 2 to 4% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, and reacting with the quicklime (CaCO 2 ) to promote hardening and solidification of the soft ground;
It has 2 to 8% by weight relative to the total 100% by weight of the solidifying agent, the Al 2 O 3 content is 35 to 45% by weight, the powder has a 4,000 to 7,500cm 2 /g, and promotes hardening and solidification of the soft ground Calcium sulfoaluminate; And
A fluidizing agent that improves fluidity with respect to the exothermic reaction or viscosity of the quicklime (CaCO 2 ), and improves the mixing and fluidity of the soil and the solidifying agent;
Solidifying agent for soft ground civil engineering further comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 연약지반 토목용 고화제는,
상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 3 중량%를 가지며, 황색 산화철 또는 산화크롬으로 구성되어 연약지반의 색상을 변색시키는 건식안료; 및
상기 연약지반이 경작지 또는 건물의 조경공간으로 조성될 경우 식물의 생장을 돕도록 개량토질에 양분을 공급하는 토질개량제;를 더 포함하며,
상기 고로슬래그 미분말로 콘크리트용 고로슬래그 미분말을 사용하는,
연약지반 토목용 고화제.
According to claim 1,
The softening agent for soft ground civil engineering,
A dry pigment having 2 to 3% by weight based on 100% by weight of the solidifying agent, and composed of yellow iron oxide or chromium oxide to discolor the color of the soft ground; And
It further includes a soil improving agent that supplies nutrients to the improved soil to help the growth of plants when the soft ground is formed as a landscaping space of a cropland or a building;
Using the blast furnace slag fine powder for concrete as the blast furnace slag fine powder,
Solidifying agent for soft ground civil engineering.
제 1 항에 있어서,
상기 연약지반 토목용 고화제는,
폐토사, 폐콘크리트, 폐아스팔트콘크리트, 폐벽돌, 폐석재, 비금속광물 자재류를 포함하는 건설폐기물을 혼합하여 사용하는
연약지반 토목용 고화제.
According to claim 1,
The softening agent for soft ground civil engineering,
Used for mixing construction waste including waste soil, waste concrete, waste asphalt concrete, waste brick, waste stone, and non-metallic mineral materials
Solidifying agent for soft ground civil engineering.
그 밖의 분진(폐기물 분류번호: 51-05-99)과 고로슬래그 미분말을 주원료로 사용하며, 연약지반의 종류와 함수량에 따라 혼합비율을 다르게 구성하는 연약지반 토목용 고화제 제조 방법에 있어서,
(a) 고로슬래그를 급냉시켜 미분말로 분쇄하며, 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%를 가지며, 2.7 내지 3.2%의 산화 마그네슘(MgO), 1.0 내지 1.4%의 삼산화 황(SO3), 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 1.58 내지 1.64%의 염기도, 2.90 내지 2.94g/㎠의 밀도, 4,000㎠/gr 이상의 비표면적, 97 내지 105%의 플로값 비를 갖는 고로슬래그 미분말을 제조하는 단계;
(b) 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 70 내지 95 중량%를 가지며, 상기 고로슬래그 미분말과 수화 반응 및 포졸란 반응을 하는 그 밖의 분진을 제조하는 단계;
(c) 상기 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 연약지반의 종류와 함수량에 따라 또는 소비자의 요구에 따라 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 중에서 하나의 혼합비율로 혼합하는 단계;
(d) 상기 (c)단계의 혼합물에 고화제 전체 100 중량%에 대하여 4 내지 8 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 4,000㎠/gr 이상의 분말도를 갖는 생석회(CaCO2)를 혼합하는 단계;
(e) 상기 (d)단계의 혼합물에 상기 고화제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 15 중량%를 가지고, 90% 이상의 순도와 3,500 내지 5,000㎠/gr의 분말도를 가지는 무수석고(CaSO4)를 혼합하는 단계; 및
(f) 상기 (e)단계의 혼합물에 현장 토사를 혼합하는 단계;
로 구성된 연약지반 토목용 고화제 제조 방법.In other dust (waste classification number: 51-05-99) and blast furnace slag fine powder as a main raw material, and in the method of manufacturing a solidifying agent for soft ground civil engineering which constitutes a different mixing ratio according to the type and water content of the soft ground,
(a) The blast furnace slag is quenched and pulverized into fine powder, having 5 to 30% by weight relative to 100% by weight of the total solidifying agent, 2.7 to 3.2% magnesium oxide (MgO), and 1.0 to 1.4% sulfur trioxide (SO 3) ), silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), basicity of 1.58 to 1.64%, density of 2.90 to 2.94 g/cm 2, specific surface area of 4,000 cm 2 /gr or higher, 97 to 105% Preparing a blast furnace slag fine powder having a flow value ratio;
(b) having 70 to 95% by weight based on 100% by weight of the total solidifying agent, and preparing other dusts for hydration and pozzolanic reaction with the blast furnace slag powder;
(c) The above other dust and blast furnace slag fine powders can be selected from 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10, 95:05 depending on the type and water content of the soft ground or the consumer's request. Mixing in one mixing ratio;
(d) mixing 4 to 8% by weight with respect to 100% by weight of the total solidifying agent in the mixture of step (c), and mixing quicklime (CaCO 2 ) having a purity of 90% or more and a powderiness of 4,000 cm 2 /gr or more. ;
(e) Anhydrous gypsum (CaSO 4 ) in the mixture of step (d) having 5 to 15% by weight relative to 100% by weight of the total solidifying agent, and having a purity of 90% or more and a powderiness of 3,500 to 5,000cm 2 /gr. Mixing; And
(f) mixing in situ soil with the mixture of step (e);
Method of manufacturing a solidifying agent for soft ground civil engineering consisting of.
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