KR102673858B1 - Resource recirculation strength-enhancing solidifying agent composition using carbonated desulfurization by-product raw materials and ground solidification method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄산화 탈황 부산물 원료를 활용한 자원 재순환 강도증진형 고화재 조성물 및 이를 이용한 지반 고화 방법에 관한 것으로서, 시멘트의 사용량을 최소화하고 대신 고로슬래그 미분말을 혼합 사용하되 고로슬래그 미분말의 반응성을 향상시킴으로써 강도를 증진시킬 수 있고 폐 자원을 재활용하여 자원 순환 효과를 높일 수 있는 동시에 육가크롬 등 중금속 용출이 거의 없어 환경친화적인 고화재 조성물 및 이를 이용한 지반 고화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 지반 강화용으로 사용되는 고화재로서 시멘트의 사용을 최소화하고 산업 부산물인 고로 슬래그 미분말과 같은 포졸란 물질을 추가로 사용하되 시멘트에 비해 반응성이 작아 요구 강도가 발현되기 어려운 고로 슬래그 미분말의 단점을 극복하기 위해 화력발전소의 탈황공정에서 발생하는 탈황 부상물을 탄산화시킨 탄산화 탈황 부산물 및 칼슘 수산화물을 혼합 사용함으로써 탄산화로 인한 pH 저하 방지와 이를 통한 고로 슬래그 미분말의 반응성 향상에 의해 강도를 증진시킬 수 있도록 구성함으로써 물리적 특성을 향상시킴과 동시에 자원 재순환을 통한 환경 친화적 기능을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 중금속 용출이 거의 없어 환경친화적인 효과가 있다. The present invention relates to a resource recycling strength-enhancing solidification composition using carbonation desulfurization by-product raw materials and a ground solidification method using the same. By minimizing the amount of cement used and using a mixture of blast furnace slag fine powder instead, by improving the reactivity of the blast furnace slag fine powder. It relates to an environmentally friendly solidification composition that can improve strength and increase the resource circulation effect by recycling waste resources, and at the same time, there is almost no elution of heavy metals such as hexavalent chromium, and a ground solidification method using the same.
According to the present invention, the use of cement as a solidification material used for ground reinforcement is minimized, and pozzolanic materials such as blast furnace slag fine powder, which is an industrial by-product, are additionally used, but the blast furnace slag fine powder is less reactive than cement and is difficult to achieve the required strength. In order to overcome the shortcomings, a mixture of carbonation desulfurization by-products and calcium hydroxide obtained by carbonating desulfurization floating products generated in the desulfurization process of thermal power plants is used to prevent pH decrease due to carbonation and improve strength by improving the reactivity of blast furnace slag fine powder. By configuring it to improve physical properties, it is possible to exercise environmentally friendly functions through resource recycling, and there is almost no elution of heavy metals, making it environmentally friendly.
Description
본 발명은 탄산화 탈황 부산물 원료를 활용한 자원 재순환 강도증진형 고화재 조성물 및 이를 이용한 지반 고화 방법에 관한 것으로서, 시멘트의 사용량을 최소화하고 대신 고로슬래그 미분말을 혼합 사용하되 고로슬래그 미분말의 반응성을 향상시킴으로써 강도를 증진시킬 수 있고 폐 자원을 재활용하여 자원 순환 효과를 높일 수 있는 동시에 육가크롬 등 중금속 용출이 거의 없어 환경친화적인 고화재 조성물 및 이를 이용한 지반 고화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a resource recycling strength-enhancing solidification composition using carbonation desulfurization by-product raw materials and a ground solidification method using the same. By minimizing the amount of cement used and using a mixture of blast furnace slag fine powder instead, by improving the reactivity of the blast furnace slag fine powder. It relates to an environmentally friendly solidification composition that can improve strength and increase the resource circulation effect by recycling waste resources, and at the same time, there is almost no elution of heavy metals such as hexavalent chromium, and a ground solidification method using the same.
현재 국내에서는 서해안, 남해안의 지반 개량 공사 및 하천이나 쓰레기 매립장, 저습지 등의 정비 사업 등 건설 공사가 대규모로 진행 및 계획되고 있으며 사회 기반 시설의 확충과 더불어 구조물의 대형화 및 각종 지하 공간 개발의 필요성으로 인해 지하 굴착 공사도 대규모로 진행 및 계획되고 있다. 특히, 국토가 좁은 국내의 여건을 감안할 때 연해안 개발 및 간척 사업을 통한 국토 확장은 지반 개량 및 안정화 처리가 필수적이라 할 수 있다. Currently, in Korea, large-scale construction works are being carried out and planned, such as ground improvement work on the west coast and south coast, and maintenance projects for rivers, landfills, and swales, etc., due to the need to expand social infrastructure, enlarge structures, and develop various underground spaces. As a result, underground excavation work is being carried out and planned on a large scale. In particular, considering the narrow domestic conditions, ground improvement and stabilization are essential for territorial expansion through coastal development and reclamation projects.
종래의 지반 개량 공법으로는 샌드 드레인 공법이나 샌드 컴팩션 공법 등이 주로 이용되어 왔는데, 이러한 방법들은 시공 후 안정성 확보가 용이하지 못하고 심도 25 m의 연약 지반에서는 적용되기 어려운 면이 있었다. Conventional ground improvement methods such as sand drain method and sand compaction method have been mainly used, but these methods are not easy to secure stability after construction and are difficult to apply in soft ground at a depth of 25 m.
이러한 문제로 인해 최근에는 석회나 시멘트계 화학적 안정제를 첨가하여 현지의 점성토와 기계식 교반 장치로 교반하여 연약한 지반을 개량하는 심층 혼합 처리 공법이 주로 이용되고 있다. Due to this problem, in recent years, a deep mixing treatment method has been mainly used to improve soft ground by adding lime or cement-based chemical stabilizers and agitating local clay soil with a mechanical stirring device.
이러한 심층 혼합 처리 공법은 일종의 화학적 처리 공법으로서 종래의 물리적 공법에 비해 개량 효과가 크고 조기에 큰 강도를 확보할 수 있으며, 저진동, 저소음으로 육상이나 해상에 관계없이 시공이 가능하다는 장점이 있다. This deep mixing treatment method is a type of chemical treatment method that has a greater improvement effect compared to conventional physical methods and can secure greater strength at an early stage. It has the advantage of being low-vibration and low-noise, allowing construction regardless of whether it is on land or at sea.
그러나, 이러한 심층 혼합 처리 공법에 사용되는 고화재는 포틀랜트시멘트나 슬래그 시멘트를 주로 사용하며 경우에 따라 포졸란 물질을 추가로 혼합하여 사용하는데, 지반 중의 점성토가 유기질을 많이 함유하고 있으므로 이러한 유기질에 의해 시멘트의 수화반응이 방해를 받는다. 즉, 점성토 내의 유기질 성분은 친수성을 가지고 양이온 흡착 능력이 뛰어난 콜로이드 물질로 구성되는데 토양 입자에 흡착하여 시멘트와 토양 입자의 접촉을 방해하므로 시멘트에 의한 지반 개량 효과가 저하되는 문제점이 있다. However, the solidification material used in this deep mixing treatment method is mainly Portland cement or slag cement, and in some cases, pozzolanic materials are additionally mixed. Since the clayey soil in the ground contains a lot of organic matter, these organic substances The hydration reaction of cement is interrupted. In other words, the organic component in the clay soil is composed of a colloidal material that has hydrophilicity and excellent cation adsorption capacity, but it adsorbs to soil particles and prevents contact between cement and soil particles, which reduces the ground improvement effect by cement.
이러한 문제점을 해결하기 위해 포틀랜트 시멘트에 칼슘 설포 알루미네이트계 화합물이나 석고를 다량 첨가하는 방법이 사용되기도 하는데, 상기 물질은 고가의 혼합재이고 그 특성 발휘를 위해서는 다량을 사용해야 하므로 비경제적이며, 제조 과정 중에 이산화탄소를 다량 배출하므로 환경적으로도 문제가 있다. To solve this problem, a method of adding a large amount of calcium sulfoaluminate-based compound or gypsum to Portland cement is sometimes used, but this material is an expensive mixture and needs to be used in large quantities to demonstrate its properties, so it is uneconomical and requires a long manufacturing process. There is also an environmental problem as it emits a large amount of carbon dioxide.
한편, 상기 심층 혼합 처리 공법 중에는 원 지반에 고화재 슬러리를 주입하여 교반 혼합하는 습식 공법이 사용되기도 하는데, 이 공법은 물의 양을 증가시켜 시공성을 좋게 할 수는 있으나 주입되는 물의 양이 많으면 압축 강도가 저하되고 토출되는 슬러지로 인해 2차적 환경 문제를 발생시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 유동성 개선을 위한 혼화재가 첨가되기도 하는데 이는 곧 시공 비용 상승을 야기하므로 경제성이 떨어지는 방법이다. 국내에서는 대부분 원 지반과의 균일한 혼합을 위해 이러한 습식 공법을 적용하고 있는데 위와 같은 문제가 상존하므로 이에 대한 해결이 요망되는 상황이다. Meanwhile, among the deep mixing treatment methods, a wet method of injecting solidified slurry into the original ground and stirring and mixing is sometimes used. This method can improve constructability by increasing the amount of water, but if the amount of water injected is large, the compressive strength decreases. Secondary environmental problems may occur due to deterioration and discharged sludge. To solve this problem, admixtures are added to improve fluidity, but this is a method that is less economical because it causes an increase in construction costs. In Korea, most people apply this wet method for uniform mixing with the original ground, but the above problems still exist, so a solution to this problem is required.
이러한 문제를 해결하기 위한 몇 가지 기술이 제안된 바 있다. Several techniques have been proposed to solve this problem.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1154839호는 고로 슬래그 분말과 시멘트 분말 및 석고 분말에 제올라이트, 실리카, 알루미나 등의 고체산 촉매를 혼합한 연약 지반용 고화재 조성물을 제안한다. 위 특허는 상기 고화재 조성물에 고체산 촉매를 포함함으로써 유동성을 개선하고 압출 강도를 향상시켜 시공성을 확보하고 토출 슬러리의 발생을 감소시키는 동시에 시멘트의 양을 최소화하여 이산화탄소와 6가 크롬의 용출을 최소화할 수 있으며, 시멘트의 수화반응을 저해하는 유기산을 흡착하고 에트린자이트의 생성에 의해 조직을 치밀하게 형성함으로써 우수한 강도가 발현될 수 있다고 설명하고 있다. For example, Republic of Korea Patent No. 10-1154839 proposes a solidifying material composition for soft ground that mixes solid acid catalysts such as zeolite, silica, and alumina with blast furnace slag powder, cement powder, and gypsum powder. The above patent improves fluidity and extrusion strength by including a solid acid catalyst in the solidification composition, thereby securing workability and reducing the generation of discharged slurry, while minimizing the amount of cement to minimize the elution of carbon dioxide and hexavalent chromium. It is explained that excellent strength can be achieved by adsorbing organic acids that inhibit the hydration reaction of cement and forming a dense structure by generating ettringite.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0727654호는 시멘트에 플라이애쉬, 백운모, 무수석고 및 생석회를 혼합하여 이루어진 고화재를 제안하며, 이러한 고화재가 기존의 포틀랜트시멘트계 고화재에 비하여 해성점토, 유기물 함유토, 폐기물 함유토, 고함수율의 연약 지반 등에 적용되어 고화 효과가 우수하다고 설명하고 있다. In addition, Republic of Korea Patent No. 10-0727654 proposes a solidification material made by mixing cement with fly ash, muscovite, anhydrous gypsum, and quicklime, and this solidification material contains decomposition clay and organic matter compared to the existing Portland cement-based solidification material. It is explained that it has excellent solidification effect when applied to soil, waste-containing soil, and soft ground with high moisture content.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0719628호는 염화칼슘, 리그닌술폰산염, 트리폴리산염, 유산제일철, 스테아린산염, 수산화나트륨, 염화마그네슘 및 산화칼슘으로 구성된 고화재 원료를 시멘트와 혼합한 흙 고화재를 제안한다. 이 기술에서는 상기 조성 중 특히 스테아린산염을 포함하는 흙 고화재를 사용한 고화 공법은 신속한 고화 처리가 가능하고 우수한 압축 강도를 발현할 수 있으며, 침하 현상이 발생하지 않는 안전한 지반 고화가 가능하다고 설명하고 있다. In addition, Republic of Korea Patent No. 10-0719628 proposes a soil solidification material that mixes solidification raw materials consisting of calcium chloride, lignin sulfonate, tripolyte, ferrous lactate, stearate, sodium hydroxide, magnesium chloride, and calcium oxide with cement. . In this technology, it is explained that the solidification method using a soil solidification material containing stearate among the above compositions enables rapid solidification, can develop excellent compressive strength, and enables safe ground solidification without subsidence. .
또한, 대한민국 등록특허 제10-0550340호는 플라이애쉬, 반응제(철분), 고화재 및 시멘트로 이루어진 고화재 조성물과 이를 이용하여 슬러지를 고형화하는 기술에 관하여 개시한다. 이 기술에서는 고화재로 염화나트륨, 염화칼륨, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화알루미늄, 염화제2철, 염화암모늄, 탄소, 구연산, 비이온계 계면활성제 및 황산나트륨을 포함하여 이온교환반응에 의해 슬러지 내의 오염 물질을 제거함으로써 시멘트 및 플라이애쉬의 반응성을 증가시킨다고 설명하고 있다. In addition, Republic of Korea Patent No. 10-0550340 discloses a solidifying material composition consisting of fly ash, a reactive agent (iron powder), a solidifying material, and cement, and a technology for solidifying sludge using the same. In this technology, solidification materials include sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, aluminum chloride, ferric chloride, ammonium chloride, carbon, citric acid, nonionic surfactant, and sodium sulfate to remove contaminants in the sludge through ion exchange reaction. It is explained that by removing it, the reactivity of cement and fly ash increases.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2013-0109688호는 고화촉진제에 현지토와 시멘트를 혼합하여 얻어지는 고화 조성물에 관하여 개시하며, 고화 촉진제로서 생수산화마그네슘, 염화마그네슘, 염화칼슘, 염화칼륨, 염화나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 활성수산화마그네슘 및 히드록시트리카르복실산을 포함하는 조성에 관하여 개시한다. 이 기술에서는 상기 조성을 갖는 고화 촉진제를 사용함으로써 양생시간을 단축시키고 압축 강도 및 투수 계수를 조절할 수 있으며 동절기 동파 방지 등의 내온성 및 내구성과 균열 방지성도 향상될 수 있음을 설명하고 있다. In addition, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0109688 discloses a solidification composition obtained by mixing local soil and cement with a solidification accelerator, and the solidification accelerators include mineral magnesium hydroxide, magnesium chloride, calcium chloride, potassium chloride, sodium chloride, sodium hydroxide, Disclosed is a composition comprising potassium hydroxide, activated magnesium hydroxide, and hydroxytricarboxylic acid. This technology explains that by using a solidification accelerator having the above composition, curing time can be shortened, compressive strength and permeability coefficient can be adjusted, and temperature resistance, durability, and crack prevention, such as prevention of freezing and rupture in winter, can also be improved.
이 밖에 종래의 지반 고화용 고화재로는 시멘트를 베이스로 하여 다양한 포졸란 물질을 추가로 포함하는 방법(대한민국 등록특허 제10-0913268호, 제10-1299163호, 제10-1148916호, 제10-0521848호, 제10-0145637호, 제10-0648461호, 제10-0876222호, 제10-242569호, 제10-1299164호 등), 금속염 등의 촉진제를 추가로 포함하는 방법(대한민국 등록특허 제10-0857916호 등) 등이 제안된 바 있다. In addition, conventional solidification materials for ground solidification include a cement-based method that additionally contains various pozzolanic substances (Korean Patent Nos. 10-0913268, 10-1299163, 10-1148916, 10-0521848). No. 10-0145637, No. 10-0648461, No. 10-0876222, No. 10-242569, No. 10-1299164, etc.), a method further comprising an accelerator such as a metal salt (Republic of Korea Patent No. 10 -0857916, etc.) have been proposed.
이와 같이 기존의 고화재는 시멘트를 베이스로 하는데, 시멘트는 그 성분 중에 육가 크롬이 포함되어 있어 이를 이용해 지반을 개량할 경우에는 개량토에서 6가 크롬이 토양 환경 기준을 넘는 농도로 토양 중에 용출될 수 있는 문제가 있으므로 이를 해결하기 위해서는 고화재 중에 시멘트의 사용량을 최소화할 필요가 있다. In this way, existing solidification materials are based on cement, and cement contains hexavalent chromium among its ingredients. When the ground is improved using this, hexavalent chromium may be leached out of the improved soil into the soil at a concentration exceeding the soil environment standard. There is a potential problem, so in order to solve it, it is necessary to minimize the amount of cement used during solidification.
본 발명은 상기와 같은 상황을 고려하여 도출된 것으로서, 지반 강화용으로 사용되는 고화재로서 시멘트의 사용을 최소화하고 산업 부산물인 고로 슬래그 미분말과 같은 포졸란 물질을 추가로 사용하되 시멘트에 비해 반응성이 작아 요구 강도가 발현되기 어려운 고로 슬래그 미분말의 단점을 극복하기 위해 화력발전소의 탈황공정에서 발생하는 탄산화 탈황 부산물 및 칼슘 수산화물을 혼합 사용함으로써 탄산화로 인한 pH 저하 방지와 이를 통한 고로 슬래그 미분말의 반응성 향상에 의해 강도를 증진시킬 수 있도록 구성함으로써 물리적 특성을 향상시킴과 동시에 자원 재순환을 통한 환경 친화적 기능을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 중금속 용출이 거의 없어 환경친화적인 고화재 및 이를 이용한 지반 고화 기술을 제공하고자 한다. The present invention was developed in consideration of the above situation. It minimizes the use of cement as a solidification material used for ground reinforcement and additionally uses pozzolanic materials such as blast furnace slag fine powder, which is an industrial by-product, but has lower reactivity than cement. In order to overcome the shortcomings of blast furnace slag fine powder, which has difficulty in developing the required strength, a mixture of carbonation desulfurization by-products and calcium hydroxide generated in the desulfurization process of thermal power plants is used to prevent pH decrease due to carbonation and thereby improve the reactivity of blast furnace slag fine powder. By configuring it to increase strength, it not only improves physical properties and exerts environmentally friendly functions through resource recycling, but also provides environmentally friendly solidification materials and ground solidification technology using them as there is almost no elution of heavy metals.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 구현예는In order to achieve the above problem, one embodiment of the present invention is
시멘트 분말 0~10 중량부,0 to 10 parts by weight of cement powder,
고로슬래그 미분말 20~60 중량부,20 to 60 parts by weight of blast furnace slag fine powder,
탄산화된 탈황 부산물 원료 10~30 중량부 및 10 to 30 parts by weight of carbonated desulfurization by-product raw material and
칼슘 수산화물 성분 원료 10~30 중량부를 포함하여 구성되며,It is composed of 10 to 30 parts by weight of calcium hydroxide raw material,
상기 탄산화된 탈황 부산물 원료는 화력발전소의 탈황 공정에서 발생하는 부산물을 탄산화 공정을 통해 CaO와 Ca(OH)2를 CaCO3로 반응시켜 생성된 원료로서, CaCO3가 30중량% 이상 포함된 것을 특징으로 하고, The carbonated desulfurization by-product raw material is a raw material produced by reacting CaO and Ca(OH) 2 with CaCO 3 through a carbonation process of by-products generated in the desulfurization process of a thermal power plant, and is characterized by containing more than 30% by weight of CaCO 3 And,
상기 칼슘 수산화물 성분 원료는 Ca(OH)2가 40중량% 이상 포함된 것을 특징으로 하는 고화재 조성물을 제공한다.The calcium hydroxide raw material provides a solidification composition characterized in that it contains more than 40% by weight of Ca(OH) 2 .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시멘트 분말은 포틀랜트시멘트, 슬래그시멘트, 조강시멘트가 단독 또는 조합으로 사용되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the cement powder is characterized in that Portland cement, slag cement, and early strength cement are used alone or in combination.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고로슬래그 미분말은 비정질 상태이고 염기도가 1.6~2.0이며, 분말도가 3,000~6,000 cm2/g인 것을 특징으로 한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the blast furnace slag fine powder is in an amorphous state, has a basicity of 1.6 to 2.0, and has a fineness of 3,000 to 6,000 cm 2 /g.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄산화된 탈황 부산물 원료는 pH 12~14인 것을 특징으로 한다. Additionally, in one embodiment of the present invention, the carbonated desulfurization by-product raw material has a pH of 12 to 14.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 구현예는In addition, in order to achieve the above problem, another embodiment of the present invention is
본 발명에 따른 상기 고화재 조성물을 사용하여 지반 토양을 고화시키는 것을 특징으로 하는 지반 고화 방법을 제공한다. A ground solidification method is provided, characterized in that ground soil is solidified using the solidification material composition according to the present invention.
본 발명에 따른 지반 강화용 고화재는 시멘트의 사용을 최소화하고 산업 부산물인 고로 슬래그 미분말과 같은 포졸란 물질을 추가로 사용하되 시멘트에 비해 반응성이 작아 요구 강도가 발현되기 어려운 고로 슬래그 미분말의 단점을 극복하기 위해 화력발전소의 탈황공정에서 발생하는 탄산화 탈황 부산물 및 칼슘 수산화물을 혼합 사용함으로써 탄산화로 인한 pH 저하 방지와 이를 통한 고로 슬래그 미분말의 반응성 향상에 의해 강도를 증진시킬 수 있도록 구성함으로써 물리적 특성을 향상시킴과 동시에 자원 재순환을 통한 환경 친화적 기능을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 중금속 용출이 거의 없어 환경친화적인 효과가 있다. The solidification material for ground reinforcement according to the present invention minimizes the use of cement and additionally uses pozzolanic materials such as blast furnace slag fine powder, which is an industrial by-product, but overcomes the disadvantages of blast furnace slag fine powder, which is less reactive than cement and has difficulty developing the required strength. In order to achieve this, the carbonation desulfurization by-product and calcium hydroxide generated in the desulfurization process of a thermal power plant are mixed to prevent a decrease in pH due to carbonation, and the strength is improved by improving the reactivity of the blast furnace slag fine powder, thereby improving the physical properties. At the same time, it not only has an environmentally friendly function through resource recycling, but also has an environmentally friendly effect as there is almost no elution of heavy metals.
또한, 본 발명에 따른 지반 강화용 고화재는 제조가 쉽고 고함수비의 점토 성분과 시멘트 성분과의 결합을 강화하고 고화를 촉진하기 때문에 신속한 고화 처리가 가능하며 압축 강도도 표준일반시방서의 압축 강도 기준을 만족할 정도의 우수한 압축 강도 결과를 보인다. 따라서 본 발명에 따른 고화재를 사용할 경우 연약 지반 상에 구조물의 구축과 이용을 보다 용이하게 할 수 있고, 지반 처리와 골재 수급이 어려운 지역의 각종 지반 공사가 원활히 진행될 수 있으며, 각종 산업 폐기물과 쓰레기 매립으로 인해 발행하는 침출수가 토양과 지하수로 침투하는 것을 차단하는 효과도 있다.In addition, the solidification material for ground reinforcement according to the present invention is easy to manufacture, strengthens the bond between the high water content ratio clay component and the cement component and promotes solidification, so rapid solidification is possible, and the compressive strength is also based on the compressive strength of the standard general specifications. It shows excellent compressive strength results that satisfy the requirements. Therefore, when using the solidification material according to the present invention, it is possible to more easily construct and use structures on soft ground, various ground constructions in areas where ground treatment and aggregate supply are difficult can proceed smoothly, and various industrial wastes and wastes. It also has the effect of preventing leachate from landfill from penetrating into the soil and groundwater.
또한, 본 발명에 따른 지반 강화용 고화재는 원 지반과의 결합력이 우수하여 재료 분리가 일어나지 않고 내구성 및 균열 방지 효과가 우수하며 혹한기 동파 방지 효과도 우수하다. In addition, the solidifying material for ground reinforcement according to the present invention has excellent bonding power with the original ground, prevents material separation, has excellent durability and crack prevention effects, and is also excellent in preventing freezes and bursts in cold weather.
도 1은 일반 탈황 부산물과 본 발명에 따른 탄산화된 탈황 부산물의 광물조성을 나타낸 XRD 측정결과이다. Figure 1 is an XRD measurement result showing the mineral composition of a general desulfurization by-product and a carbonated desulfurization by-product according to the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다.Hereinafter, specific details for implementing the present invention will be described.
본 발명에 따른 지반 고화용 고화재 조성물은 하기의 조성으로 구성된다. 즉,The solidification material composition for ground solidification according to the present invention consists of the following composition. in other words,
시멘트 분말 0~10 중량부, 고로슬래그 미분말 20~60 중량부, 탄산화된 탈황 부산물 원료 10~30 중량부 및 칼슘 수산화물 성분 원료 10~30 중량부를 포함하여 구성된다. It is composed of 0 to 10 parts by weight of cement powder, 20 to 60 parts by weight of fine blast furnace slag powder, 10 to 30 parts by weight of carbonated desulfurization by-product raw material, and 10 to 30 parts by weight of calcium hydroxide component raw material.
이때, 탄산화된 탈황 부산물 원료는 화력발전소의 탈황 공정에서 발생하는 부산물을 탄산화 공정을 통해 CaO와 Ca(OH)2를 CaCO3로 반응시켜 생성된 원료로서, CaCO3가 30중량% 이상 포함된 것을 특징으로 하고, 상기 칼슘 수산화물 성분 원료는 Ca(OH)2가 40중량% 이상 포함된 것을 특징으로 한다. At this time, the carbonated desulfurization by-product raw material is a raw material produced by reacting CaO and Ca(OH) 2 with CaCO 3 through the carbonation process of the by-product generated in the desulfurization process of a thermal power plant, and contains more than 30% by weight of CaCO 3 . Characteristically, the calcium hydroxide raw material is characterized in that it contains more than 40% by weight of Ca(OH) 2 .
먼저, 본 발명에서 상기 시멘트 분말은 그 종류에 제한되지 않으며, 구체적으로는 일반 포틀랜트시멘트, 슬래그시멘트, 조강시멘트 등이 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다. First, in the present invention, the cement powder is not limited to its type, and specifically, general Portland cement, slag cement, early strength cement, etc. can be used alone or in combination.
본 발명에서 상기 시멘트 분말은 전체 고화재 조성물 중에 0~10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1~8 중량부의 범위에서 포함될 수 있다. 상기 시멘트 분말이 10 중량부를 넘어서면 중금속 용출을 줄이고자 하는 본 발명의 효과가 발휘되기 어려우므로 10 중량부를 초과하지 않는 것이 바람직하다. In the present invention, the cement powder is preferably included in the total solidifying material composition in the range of 0 to 10 parts by weight, and more preferably in the range of 0.1 to 8 parts by weight. If the cement powder exceeds 10 parts by weight, it is difficult to achieve the effect of the present invention to reduce heavy metal elution, so it is preferable that it does not exceed 10 parts by weight.
본 발명에서 상기 고로슬래그 미분말은 비정질 상태이고 염기도가 1.6~2.0인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상기 고로슬래그 미분말은 볼밀, 롤러밀, 진동밀 등의 분쇄장치를 이용하여 분쇄된 것으로서 분말도가 3,000~6,000 cm2/g인 것을 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to use the blast furnace slag fine powder in an amorphous state and with a basicity of 1.6 to 2.0. In addition, the blast furnace slag fine powder is pulverized using a grinding device such as a ball mill, roller mill, or vibrating mill, and is preferably used with a fineness of 3,000 to 6,000 cm 2 /g.
본 발명에서 상기 고로슬래그 분말은 전체 고화재 조성물 중에 20~60 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25~55 중량부의 범위에서 포함될 수 있다. 상기 시멘트 분말이 20 중량부보다 적으면 에트린자이트의 생성이 적고 장기 강도 발현이 저하될 수 있으며, 60 중량부를 초과하면 초기 반응성 저하 및 응결 지연 등으로 초기 강도 확보가 되지 않을 수 있으므로 상기 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. In the present invention, the blast furnace slag powder is preferably included in the total solidifying material composition in the range of 20 to 60 parts by weight, and more preferably in the range of 25 to 55 parts by weight. If the cement powder is less than 20 parts by weight, the production of ettringite may be low and long-term strength development may be reduced, and if it exceeds 60 parts by weight, initial strength may not be secured due to lowered initial reactivity and delayed setting, etc., so within the above range It is preferable to use in.
본 발명에서 상기 탄산화된 탈환 부산물 원료는 화력 발전소의 탈황(황제거) 공정에서 발생하는 부산물을 탄산화 공정을 통해 CaO와 Ca(OH)2를 CaCO3로 반응시켜 생성된 원료이며, 내부에 CaCO3(calcite)가 30중량% 이상 포함된 것을 특징으로 한다. In the present invention, the carbonated desulfurization by-product raw material is a raw material produced by reacting CaO and Ca(OH) 2 with CaCO 3 through a carbonation process of a by-product generated in the desulfurization (sulfur removal) process of a thermal power plant, and contains CaCO 3 inside. It is characterized by containing more than 30% by weight of (calcite).
상기 탄산화 공정은 고온의 이산화탄소 가스를 압력 하에 주입하여 반응시키는 것으로서 탈황 공정에서 발생하는 부산물 중에 포함되어 있는 CaO를 수분과 반응시켜 1차로 Ca(OH)2를 생성하고 이를 다시 고온의 이산화탄소 주입 공정에 의해 CaCO3를 생성한다. 또한, 상기 탈황 공정에서 발생하는 부산물 중에는 CaO 외에 Ca(OH)2도 포함되어 있는데, 이는 고온의 이산화탄소 주입 공정에 의해 CaCO3를 생성한다. The carbonation process involves injecting and reacting high-temperature carbon dioxide gas under pressure. CaO contained in the by-products from the desulfurization process reacts with moisture to first produce Ca(OH) 2 and then injected into the high-temperature carbon dioxide injection process. CaCO 3 is produced by In addition, by-products generated in the desulfurization process include Ca(OH) 2 in addition to CaO, which produces CaCO 3 through a high-temperature carbon dioxide injection process.
상기 탈황 공정에서 발생하는 부산물은 탄산화 공정을 통하여 CaCO3(calcite)가 30% 이상 포함되는데, 이는 광물분석법(XRD분석법)에 의해 분석될 수 있다. The by-product generated in the desulfurization process contains more than 30% CaCO 3 (calcite) through the carbonation process, which can be analyzed by mineral analysis (XRD analysis).
본 발명에서 상기 탄산화 공정을 통해 CaO와 Ca(OH)2를 CaCO3로 반응시키면 이산화탄소를 포집하게 되는 결과가 되므로 탄소세를 지불하지 않고 오히려 탄소를 줄임에 따른 혜택을 받을 수 있게 되는 효과가 있다. In the present invention, reacting CaO and Ca(OH) 2 to CaCO 3 through the carbonation process results in carbon dioxide being captured, so there is an effect of being able to receive the benefit of reducing carbon rather than paying a carbon tax.
더불어, 탈황 공정에서 발생하는 부산물 중에 포함된 CaO와 Ca(OH)2는 pH 12 이상의 강알칼리 성분이며 이는 고로슬래그 미분말의 자극제로서 반응성이 다소 약한 고로슬래그 미분말의 반응성을 향상시키는 역할을 한다. In addition, CaO and Ca(OH) 2 contained in the by-products generated in the desulfurization process are strong alkaline components with a pH of 12 or higher, which are stimulants of blast furnace slag fine powder and play a role in improving the reactivity of blast furnace slag fine powder, which has somewhat weak reactivity.
이와 같이 화력발전소의 탈황 공정에서 발생하는 부산물을 탄산화 공정을 수행함으로써 탄소를 줄이는 효과가 있는 동시에 상기 부산물에 잔류하는 CaO와 Ca(OH)2 성분에 의해 고화재의 강알칼리성을 유지할 수 있고 이것이 고로슬래그 미분말의 자극제로서 반응성을 향상시킬 수 있게 되는 두가지 효과를 얻을 수 있다. In this way, by performing a carbonation process on the by-products generated in the desulfurization process of thermal power plants, there is an effect of reducing carbon, and at the same time, the strong alkalinity of the solidification material can be maintained by the CaO and Ca(OH) 2 components remaining in the by-products. As a stimulant for slag fine powder, two effects can be obtained that can improve the reactivity.
또한, 탄산화된 탈황 부산물 원료는 CaSO4성분을 포함하고 있는데 이것은 고로슬래그 미분말의 황산염 자극제 역할을 수행한다.In addition, the carbonated desulfurization by-product raw material contains CaSO 4 component, which acts as a sulfate stimulant for the blast furnace slag fine powder.
본 발명에서 상기 칼슘 수산화물 성분 원료는 소석회를 사용할 수 있으며, 이는 Ca(OH)2를 40중량% 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, slaked lime can be used as the calcium hydroxide raw material, which contains more than 40% by weight of Ca(OH) 2 .
상기 탄산화된 탈황 부산물 원료는 탄산화로 인해 고로 슬래그 미분말을 자극하는 효과가 일부 부족할 수 있는데, 상기 칼슘 수산화물 성분 원료를 혼합함으로써 고로 슬래그 미분말을 자극하는 효과가 상승 작용을 함으로써 반응성을 향상시킬 수 있고 이에 따라 시멘트의 사용량을 최소화할 수 있게 된다. The carbonated desulfurization by-product raw material may lack some of the effect of stimulating the blast furnace slag fine powder due to carbonation. However, by mixing the calcium hydroxide component raw material, the effect of stimulating the blast furnace slag fine powder has a synergistic effect, thereby improving reactivity. Accordingly, the amount of cement used can be minimized.
통상 고로슬래그 미분말에 물을 투입하면, 표면에 불투성 피막을 형성하게 되어 내부의 Ca2+, Al3+ 등의 용출이 이루어지지 않는다. 그러나 탄산화된 탈황 부산물 원료와 칼슘 수산화물 성분 원료를 투입하면, 이에 함유된 CaSO4, CaO, Ca(OH)2 성분이 물과 반응하여 생성된 OH-와 SO4 2- 성분이 고로슬래그 미분말의 비결정질 피막을 파괴하여 Ca2+, Al3+ 등의 용출이 용이하게 도와준다. 그리고 용출된 이온들은 CaO-SiO2-H2O계 수화물을 생성함으로써 경화체 내부 조직을 치밀화하여 압축강도를 발현하고 향상시킬 수 있다.Normally, when water is added to fine powder of blast furnace slag, an impermeable film is formed on the surface, preventing elution of internal Ca 2+ , Al 3+ , etc. However, when carbonated desulfurization by-product raw materials and calcium hydroxide raw materials are added, the CaSO 4 , CaO, and Ca(OH) 2 components contained therein react with water, and the generated OH - and SO 4 2- components are amorphous in the blast furnace slag fine powder. By destroying the film, it facilitates the elution of Ca 2+ , Al 3+ , etc. And the eluted ions can densify the internal structure of the cured body by creating CaO-SiO 2 -H 2 O-based hydrates to develop and improve compressive strength.
상기와 같이 얻어지는 본 발명에 따른 고화재 조성물은 고화시키고자 하는 토양, 예를 들어 연약 지반 토양의 함수율과 목표로 하는 압축강도에 따라 토양에 적절한 함량으로 혼합함으로써 지반 토양을 고화시킨다. 즉, 토양의 함수율이 높거나 목표로 하는 압축강도가 큰 경우에 고화재 조성물의 양을 증량하여 사용할 수 있다. The solidifying material composition according to the present invention obtained as described above solidifies the ground soil by mixing it in an appropriate amount according to the water content of the soil to be solidified, for example, soft ground soil and the target compressive strength. In other words, when the water content of the soil is high or the target compressive strength is high, the amount of the solidification composition can be increased and used.
본 발명에서 사용되는 상기 고화재 조성물의 사용량은 지반 흙 100 중량부를 기준으로 1~20 중량부의 범위로 혼합 사용될 수 있다. 상기 고화재 조성물의 사용량이 1 중량부 미만이면 고화 효과가 떨어질 수 있고 20 중량부를 초과하면 강도가 더 이상 증가하기 어렵고 제조 비용만 증가하므로 상기 범위에서 혼합 사용되는 것이 바람직하다. The amount of the solidification composition used in the present invention may be mixed and used in the range of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of ground soil. If the amount of the solidifying composition used is less than 1 part by weight, the solidification effect may be reduced, and if it exceeds 20 parts by weight, it is difficult to increase the strength further and only the manufacturing cost increases, so it is preferable to mix and use within the above range.
본 발명에 따른 상기 고화재 조성물을 사용한 지반 고화 방법은 구체적으로 다음의 순서로 이루어질 수 있다. The ground solidification method using the solidification material composition according to the present invention can be specifically carried out in the following order.
즉, 먼저 고화시키고자 하는 지반 토양과 상기 본 발명에 따른 고화재 조성물을 혼합하고, 상기 지반 토양과 고화재 조성물의 혼합물을 교반한 다음, 상기 혼합 및 교반된 혼합물을 가압 및 고결하는 단계를 포함하여 구성된다. That is, it includes the steps of first mixing the ground soil to be solidified with the solidifying material composition according to the present invention, stirring the mixture of the ground soil and the solidifying material composition, and then pressurizing and solidifying the mixed and stirred mixture. It is composed by:
여기에서, 상기 지반이라 함은 충분한 지지력이 없는 지반으로서 구성토는 부드럽고 압축성이 큰 점토, 실트 또는 이탄 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 지반에 건조물을 구축하면 지반이 파괴되거나 압밀 침하가 일어나는 문제가 발생한다. 이러한 지반은 보통 고함수비를 가지며 유기질이 많이 포함되어 있는 것이 특징인데, 일반 포틀랜트시멘트 등을 다량 사용할 경우에는 육가 크롬 등 유해 중금속이 많이 포함될 수 있는 문제점이 있다. Here, the ground refers to ground without sufficient bearing capacity, and the constituent soil may include soft, highly compressible clay, silt, or peat. If a building is built on such ground, problems such as destruction of the ground or consolidation and settlement may occur. Such ground usually has a high water content ratio and is characterized by containing a lot of organic matter, but when using a large amount of ordinary Portland cement, there is a problem that it may contain a lot of harmful heavy metals such as hexavalent chromium.
본 발명에 따른 지반 고화 방법은 먼저 지반 토양과 상기 본 발명에 따른 고화재 조성물을 적당한 비율로 혼합한다. 이 때 혼합 비율은 요구 물성 등에 따라 달라질 수 있으나 토양 100 중량부를 기준으로 고화재 조성물이 1 ~ 30 중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. In the ground solidification method according to the present invention, ground soil and the solidification material composition according to the present invention are first mixed in an appropriate ratio. At this time, the mixing ratio may vary depending on the required physical properties, etc., but it is preferable that the solidification composition is mixed at a ratio of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of soil.
이어서 상기 토양과 고화재 조성물을 교반하는데, 균일하게 혼합할 수 있는 일반적인 장비를 사용할 수 있으며, 예를 들어 8도 각도의 4열 다중 스크류를 구비한 교반기를 사용하여 500~700 RPM의 속도로 회전하면서 골고루 교반시킬 수 있다. 이 때 교반장치에 분쇄 장치(예, 롤밀)를 구비하여 토양 입자를 미세 입자화한 상태에서 혼합 및 교반을 실시할 수도 있다. 이와 같이 혼합 및 교반한 후에 교반 토양을 1~5 톤의 압력으로 가압하고 고결화시킴으로써 지반의 고화 작업이 마무리될 수 있다. Next, the soil and the solidification composition are stirred. General equipment that can be mixed uniformly can be used, for example, a stirrer equipped with four rows of multiple screws at an 8 degree angle is used to rotate at a speed of 500 to 700 RPM. You can stir it evenly while doing so. At this time, mixing and stirring may be performed while the soil particles are reduced to fine particles by equipping the stirring device with a grinding device (e.g., roll mill). After mixing and stirring in this way, the ground solidification work can be completed by pressurizing and solidifying the stirred soil with a pressure of 1 to 5 tons.
이하에서는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described so that those skilled in the art can more easily implement the present invention.
표 1은 일반 탈황 부산물과 본 발명에 따른 탄산화된 탈황 부산물의 화학성분을 분석한 결과를 나타낸 것이다. Table 1 shows the results of analyzing the chemical composition of general desulfurization by-products and carbonated desulfurization by-products according to the present invention.
도 1은 일반 탈황 부산물과 본 발명에 따른 탄산화된 탈황 부산물의 광물조성을 나타낸 XRD 측정결과이다. Figure 1 is an XRD measurement result showing the mineral composition of a general desulfurization by-product and a carbonated desulfurization by-product according to the present invention.
표 2는 일반 탈황 부산물과 본 발명에 따른 탄산화된 탈황 부산물의 광물상을 정량분석을 측정한 XRD-Rietveld 분석결과이다.Table 2 shows the XRD-Rietveld analysis results of quantitative analysis of the mineral phases of general desulfurization by-products and carbonated desulfurization by-products according to the present invention.
<실시예 1> <Example 1>
1종 보통포틀랜트 시멘트 10중량부, 비표면적이 4,230cm2/g인 고로수쇄 슬래그 미분말 50중량부, 탄산화된 탈황 부산물 원료 30중량부, 칼슘 수산화물 성분 원료 10중량부를 투입한 후 혼합을 실시하였다.10 parts by weight of type 1 ordinary Portland cement, 50 parts by weight of blast furnace slag fine powder with a specific surface area of 4,230 cm 2 /g, 30 parts by weight of carbonated desulfurization by-product raw material, and 10 parts by weight of calcium hydroxide component raw material were added and mixed. .
<비교예 1> <Comparative Example 1>
1종 보통포틀랜트 시멘트 10중량부, 비표면적이 4,230cm2/g인 고로수쇄 슬래그 미분말 50중량부, 일반 탈황 부산물 원료 30중량부, 칼슘 수산화물 성분 원료 10중량부를 투입한 후 혼합을 실시하였다.10 parts by weight of type 1 ordinary Portland cement, 50 parts by weight of blast furnace slag fine powder with a specific surface area of 4,230 cm 2 /g, 30 parts by weight of general desulfurization by-product raw materials, and 10 parts by weight of calcium hydroxide component raw materials were added and mixed.
표 3의 비율에 따라 고화제와 현장 토양을 혼합하였다. The solidifying agent and field soil were mixed according to the ratios in Table 3.
(%)W/B
(%)
(kg/m3)Solidifying agent addition amount
(kg/ m3 )
(kg/m3)On-site soil
(kg/ m3 )
<공시체의 시험방법 및 결과><Test method and results of specimen>
압축강도시험은 KS F 2328 흙 시멘트의 압축강도 시험방법, KS F 2329 흙 시멘트의 압축 및 휨 강도 시험용 공시체를 제작하는 방법에 의해 실시하였다. 재령 3일, 7일, 28일 양생 후 일축 압축강도를 측정하여, 그 결과를 표 4 및 표 5에 나타내었다.The compressive strength test was conducted using the KS F 2328 compressive strength test method for soil cement and the KS F 2329 method for producing specimens for compressive and flexural strength testing of soil cement. Uniaxial compressive strength was measured after curing for 3, 7, and 28 days, and the results are shown in Tables 4 and 5.
표 4의 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 탄산화된 탈황 부산물 원료를 사용한 배합의 실시예 1은 일반 탈황 부산물 원료를 사용한 배합의 비교예 1에 비해 3, 7, 28일 재령에서 일반 탈황 부산물 원료를 사용한 배합의 값을 상회하는 결과를 나타내었다.As can be seen from the results in Table 4, Example 1 of the blend using carbonated desulfurization by-product raw materials compared to Comparative Example 1 of the blend using general desulfurization by-product raw materials at 3, 7, and 28 days of age. The result exceeded the value of the combination using .
표 5의 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 탄산화된 탈황 부산물 원료를 사용한 배합의 실시예 1은 일반 탈황 부산물 원료를 사용한 배합의 비교예 1에 비해 3, 7, 28일 재령에서 일반 탈황 부산물 원료를 사용한 배합의 값을 상회하는 결과를 나타내었다.As can be seen from the results in Table 5, Example 1 of the blend using carbonated desulfurization by-product raw materials compared to Comparative Example 1 of the blend using general desulfurization by-product raw materials at 3, 7, and 28 days of age. The result exceeded the value of the combination using .
따라서 본 발명의 탄산화된 탈황 부산물 원료를 활용한 강도증진형 고화재 조성물은 일반 탈황 부산물을 능가하는 성능 발휘가 가능함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the strength-enhancing solidification composition using the carbonated desulfurization by-product raw material of the present invention is capable of performing better than general desulfurization by-products.
<중금속 용출 실험><Heavy metal elution experiment>
중금속 용출시험은 실시예 1에 따른 재료를 28일 압축강도 측정 후 일부를 채취하여 표 6의 시험법에 의거하여 실시하였다. 중금속 용출 시험 결과를 하기 표 7에 나타내었다.The heavy metal elution test was conducted according to the test method in Table 6 by collecting a portion of the material according to Example 1 after measuring the compressive strength for 28 days. The results of the heavy metal elution test are shown in Table 7 below.
표 7의 중금속 용출 실험결과를 보면 본 발명의 탄산화된 탈황 부산물 원료를 활용한 고화제 조성물은 모든 중금속이 불검출됨을 확인할 수 있다.Looking at the heavy metal elution test results in Table 7, it can be seen that all heavy metals are not detected in the solidifying agent composition using the carbonated desulfurization by-product raw material of the present invention.
이상의 실험 결과로부터, 본 발명에 따른 지반 강화용 고화재는 시멘트의 사용을 최소화할 수 있고, 대신 산업 부산물인 고로 슬래그 미분말을 사용하되, 화력발전소의 탈황공정에서 발생하는 탈황 부산물을 탄산화시킨 탄산화 탈황 부산물과 칼슘 수산화물을 혼합 사용함으로써 탄산화로 인한 pH 저하 방지와 이를 통한 고로 슬래그 미분말의 반응성 향상에 의해 강도를 증진시킬 수 있으며, 또한 자원 재순환을 통한 환경 친화적 기능을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 중금속 용출이 거의 없어 환경친화적임을 확인할 수 있다. From the above experimental results, according to the present invention Solidifying materials for ground strengthening can minimize the use of cement, and instead use blast furnace slag fine powder, an industrial by-product, and carbonation by mixing carbonation desulfurization by-products and calcium hydroxide, which are carbonated desulfurization by-products generated in the desulfurization process of thermal power plants. Strength can be improved by preventing a decrease in pH and thereby improving the reactivity of blast furnace slag fine powder. In addition, it can exert an environmentally friendly function through resource recycling, and it can be confirmed that it is environmentally friendly as there is almost no elution of heavy metals.
Claims (5)
고로슬래그 미분말 20~60 중량부,
탄산화된 탈황 부산물 원료 10~30 중량부 및
칼슘 수산화물 성분 원료 10~30 중량부를 포함하여 구성되며,
상기 탄산화된 탈황 부산물 원료는 화력발전소의 탈황 공정에서 발생하는 부산물을 탄산화 공정을 통해 CaO와 Ca(OH)2를 CaCO3로 반응시켜 생성된 원료로서, CaCO3가 30중량% 이상 포함된 것을 특징으로 하고,
상기 칼슘 수산화물 성분 원료는 Ca(OH)2가 40중량% 이상 포함된 것을 특징으로 하는 고화재 조성물로서,
상기 탄산화 공정은 이산화탄소 가스를 압력 하에 주입하여 반응시키는 것으로서 화력발전소의 탈황 공정에서 발생하는 부산물 중에 포함되어 있는 CaO를 수분과 반응시켜 1차로 Ca(OH)2를 생성하고 이를 다시 이산화탄소 주입 공정에 의해 CaCO3를 생성하는 것으로서, 상기 화력발전소의 탈황 공정에서 발생하는 부산물 중에는 CaO 외에 Ca(OH)2도 포함되어 있으며, 이들을 이산화탄소 주입 공정에 의해 생성한 생성한 CaCO3에는 XRD분석법에 의해 분석한 calcite가 30% 이상 포함되는 것을 특징으로 하며,
상기 탄산화된 탈황 부산물 원료는 CaSO4성분을 포함하고,
상기 탄산화된 탈황 부산물 원료가 탄산화로 인해 고로 슬래그 미분말을 자극하는 효과가 부족함에 따라 상기 칼슘 수산화물 성분 원료를 혼합함으로써 고로 슬래그 미분말을 자극하는 효과가 상승 작용을 일으키도록 하는 것을 특징으로 하며,
상기 탄산화된 탈황 부산물 원료는 pH 12~14인 것을 특징으로 하는 고화재 조성물.
0 to 10 parts by weight of cement powder,
20 to 60 parts by weight of blast furnace slag fine powder,
10 to 30 parts by weight of carbonated desulfurization by-product raw material and
It is composed of 10 to 30 parts by weight of calcium hydroxide raw material,
The carbonated desulfurization by-product raw material is a raw material produced by reacting CaO and Ca(OH) 2 with CaCO 3 through a carbonation process of by-products generated in the desulfurization process of a thermal power plant, and is characterized by containing more than 30% by weight of CaCO 3 And,
The calcium hydroxide raw material is a solidification composition characterized in that it contains more than 40% by weight of Ca(OH) 2 ,
The carbonation process involves reacting carbon dioxide gas by injecting it under pressure. CaO contained in the by-products generated in the desulfurization process of a thermal power plant reacts with moisture to first produce Ca(OH) 2 , which is then converted into carbon dioxide through the carbon dioxide injection process. CaCO 3 is produced, and the by-products generated in the desulfurization process of the thermal power plant include Ca(OH) 2 in addition to CaO, and the CaCO 3 produced through the carbon dioxide injection process includes calcite analyzed by XRD analysis. Characterized by containing more than 30% of
The carbonated desulfurization by-product raw material includes CaSO 4 component,
As the carbonated desulfurization by-product raw material lacks the effect of stimulating the blast furnace slag fine powder due to carbonation, the calcium hydroxide component raw material is mixed to produce a synergistic effect of stimulating the blast furnace slag fine powder,
A solidification composition, characterized in that the carbonated desulfurization by-product raw material has a pH of 12 to 14.
상기 시멘트 분말은 포틀랜트시멘트, 슬래그시멘트, 조강시멘트가 단독 또는 조합으로 사용되는 것을 특징으로 하는 고화재 조성물.
In claim 1,
The cement powder is a solidification composition, characterized in that Portland cement, slag cement, and early strength cement are used alone or in combination.
상기 고로슬래그 미분말은 비정질 상태이고 염기도가 1.6~2.0이며, 분말도가 3,000~6,000 cm2/g인 것을 특징으로 하는 고화재 조성물.
In claim 1,
A solidified fire composition, characterized in that the blast furnace slag fine powder is in an amorphous state, has a basicity of 1.6 to 2.0, and has a fineness of 3,000 to 6,000 cm 2 /g.
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| KR1020230157368A KR102673858B1 (en) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | Resource recirculation strength-enhancing solidifying agent composition using carbonated desulfurization by-product raw materials and ground solidification method using the same |
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| Country | Link |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150114771A (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-13 | 주영에스티에스(주) | Stabilizer composition of industrial wastes modified utilizing the carbonation for soft ground |
| KR102062879B1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-01-06 | 한일콘(주) | Soil pavement road construction and soft ground improvement method using Soilcone |
| KR102141914B1 (en) * | 2020-04-17 | 2020-08-07 | 주식회사 대광소재 | Eco-friendly solidification agent composition for solidifying weak ground and method for solidifying weak ground using the same |
| KR20210071458A (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-16 | 주식회사 대웅 | Weak foundation treatment method |
| KR20230093962A (en) * | 2021-12-20 | 2023-06-27 | 문경주 | Binder composition using carbonated gypsum |
-
2023
- 2023-11-14 KR KR1020230157368A patent/KR102673858B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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