KR20140096397A - The dry mortar using basalt stone powder sludge - Google Patents

Abstract

The present invention relates to dry mortar for construction, and more specifically, to dry mortar exhibiting superior physical functions than conventional cement mortar by recycling stone powder sludge of basalt, which is industrial waste generated in a step of processing basalt stone. The dry mortar using the stone powder sludge of basalt, according to a preferable embodiment of the present invention, recycles the stone powder sludge of basalt, which is classified as industrial waste in a production process and discarded, to have an advantage of solving a problem of basalt processers, giving economic benefits, and increasing the degree of industrial waste recycling in Cheju. In terms of functional aspects according to the present invention, the dry mortar using the stone powder sludge of basalt not only has a superior physical function than the conventional cement mortar because of the dry mortar of the present invention uses the stone powder sludge of basalt instead of sand, but also exhibits excellent far-infrared radiation or negative ion emission, which is one of unique advantages of basalt.

Description

현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈{THE DRY MORTAR USING BASALT STONE POWDER SLUDGE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a dry mortar using basalt stone sludge,

본 발명은 건축용 드라이몰탈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현무암 석재가공과정에서 발생하는 산업폐기물인 현무암 석분 슬러지를 재활용하여 통상적인 시멘트 몰탈보다 우수한 물리적 성능을 나타내는 드라이몰탈에 관한 것이다.
The present invention relates to a dry mortar for construction, and more particularly, to a dry mortar that exhibits superior physical performance to ordinary cement mortar by recycling the basalt stone sludge, which is an industrial waste generated in the process of processing basalt stones.

최근 전세계적으로 환경오염이나 자원고갈이 급속히 진전되면서 환경보전에 대한 관심이 커지고 있는 가운데, 제주도의 현무암 가공산업은 자원채취와 활용도에 있어 한정적일 수밖에 없다는 문제점이 있다. 특히 현무암 가공과정에서 배출되는 미세석분슬러지는 산업폐기물로 분류되어 기업체가 별도의 비용을 투입하여 처리하고 있어 기업의 입장에서는 2중의 지출이 발생하고 있는 실정이다.
Recently, as environmental pollution and depletion of resources have progressed rapidly in the world, interest in environmental preservation is growing, and there is a problem that the basalt processing industry in Jeju Island is limited in resource extraction and utilization. Especially, the fine sludge sludge discharged from the basalt process is classified as industrial waste, and the enterprise incurs extra expenses to process the waste.

따라서 이와 같이 산업폐기물로 분류되어 환경오염을 야기하는 현무암 폐석분을 효과적으로 활용할 수 있는 방안의 모색이 여전히 대두되고 있지만, 아래와 같은 활용현황을 제외하고는 국내외를 막론하고 석분슬러지의 재활용에 관연 연구 또는 실제 적용사례는 미흡한 실정으로 이는 석재산업의 규모도 크기 않아서 나타난 것으로 판단된다.
Therefore, there is still a search for ways to effectively utilize the basalt waste materials that are classified as industrial wastes that cause environmental pollution. However, except for the following applications, researches on recycling of the sludge sludge, Actual application examples are insufficient and it is considered that the stone industry is not large enough.

■ 국내 활용현황■ Domestic Usage Status

- 산성토양 개량재로 활용 : 석분슬러지는 지역적으로 생산되는 석재의 종류에 따라 조금씩 다르지만, 일반적으로 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등이 다량으로 함유되어 있어 산성화된 토양을 중성화하는데 도움을 줄 수 있다. - Application as an acid soil improvement agent: Although the stone sludge differs slightly depending on the type of stone produced locally, it usually contains potassium, calcium, and magnesium, which can help to neutralize the acidified soil.

- 도자기 원료로 활용 : 고구배 자력선별공정에 의해서 규장성분을 추출하여 도자기 원료로 응용한 예가 있으나, 수요가 한정된다. - Application as raw material of ceramics: There is an example of application of ceramics as a raw material of ceramics by extracting sushi component by high gradient magnetic separation process, but demand is limited.

- 건자재 제품개발 : 공시체를 석분, 황토, 시멘트, 모래를 배합비별 단위중량, 흡수율, 강도, 동탄성계수에 대한 연구를 통해 황토와 서군을 첨가할수록 무게가 감소하여 흡수율은 증가하기 때문에 인조판석 및 건축물 내장재로 활용된다. - Development of building materials: The research on the weight, absorption rate, strength and dynamic elastic modulus of the slurry, loess, cement and sand of the specimens, It is used as a building interior material.

- 콘크리트맨홀 또는 하수도관에도 석분슬러지를 일부 활용한 사례가 있으나, 석분슬러지의 사용량이 적고 현재는 석분슬러지 대신 다른 원료로 대체시켜 생산하고 있다.
- There is a case where stone manure sludge is partially used in concrete manhole or sewer pipe. However, the amount of stone sludge is low and now it is produced by replacing stone sludge with other raw material.

■ 국외 활용 현황■ Overseas utilization

- 석분슬러지 재활용에 대한 외국자료는 흔지 않으나, 폐석이나 폐석분을 건설폐기물 처리에 바탕으로 관리하는 경우가 많다. - Foreign materials for recycling of stone sludge are not common, but waste seams and waste segregation are often managed on the basis of construction waste disposal.

- 독일에서는 1900년부터 건설폐기물 가운데, 폐콘크리트를 도로 기층제로 재활용된다. - In Germany, waste concrete has been recycled as a roadbed since 1900.

- 미국의 경우 1970년대부터 폐콘크리트의 재활용에 대한 연구를 시작하였으며, 1990년에는 오염방지법령과 폐기물 처리지침을 통하여 발생억제와 재활용 추진 중이다. - In the US, research on the recycling of waste concrete has been started since the 1970s. In 1990, incineration and recycling are under way through the Pollution Prevention Act and Waste Disposal Guidelines.

- 일본의 경우 1990년 건설폐기물대책 연구회를 설치하여 8개부터 공동으로 재활용법 및 건설부산물 적정처리추진요강을 제정하여 건설부산물의 재활용 추진하고 있다.
- In Japan, the Construction Waste Countermeasures Committee was established in 1990, and eight of them jointly established recycling laws and guidelines for appropriate processing of construction by-products to promote the recycling of construction by-products.

따라서 상기와 같이 산업폐기물로 분류되어 낭비되어지는 석분슬러지를 재활용하여 통상적인 시멘트 몰탈보다 우수한 물리적 성능을 나타내는 드라이몰탈의 개발에 대한 필요성이 여전히 대두되고 있다.
Therefore, there is a continuing need for the development of a dry mortar which recycles stone waste sludge, which is classified as industrial waste and is wasted as described above, to exhibit superior physical performance over conventional cement mortars.

본 발명은 상기와 같은 기업체의 애로점을 해결함과 동시에 건설폐기물이라 할 수 있는 현무암석분슬러지를 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 모색하고, 기업체에는 폐기물을 재활용할 수 있는 기반을 조성함으로써 경제적 이득 부여하며, 특히 제주도에는 산업폐기물의 재활용을 통해 보다 친환경적인 환경을 조성할 수 있도록 현무암 석분슬러지를 활용한 드라이몰탈을 개발하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention solves the problems of the above-mentioned corporation, and finds a way to effectively utilize the basalt stone sludge, which is a construction waste, and provides the enterprise with an economic benefit by creating a base for recycling the waste, In particular, the purpose of Jeju Island is to develop a dry mortar using basalt stone sludge so as to create a more environmentally friendly environment through the recycling of industrial waste.

특히 본 발명에 따른 드라이몰탈은 기존 미장용 시멘트몰탈과 동일 수준 이상의 물리적 성능 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 제습성, 보온성, 차수성, 원적외선방출성 등과 같은 현무암의 화학적 성질과 현무암의 재질을 최대한 근접하게 나타낼 수 있도록 하며, 개발된 현무암몰탈에 대한 화학적 특성을 분석하여 드라이몰탈의 물성변형의 원인을 파악하여 향후 현무암 석분슬러지의 활용방안을 높일 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
In particular, the dry mortar according to the present invention is capable of securing physical performance equal to or higher than that of the conventional cement mortar for cement mortar, and is capable of minimizing the chemical properties of basalt such as dehumidification, warmth, water- The purpose of this study is to analyze the chemical characteristics of the developed basalt mortar and to understand the cause of the deformation of the dry mortar and to increase the utilization of the basalt stone sludge in the future.

상기한 목적을 달성하고 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 현무암 석분슬러지를 이용한 드라이몰탈은 시멘트 조성물과 모래 조성물과 석분 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object and to solve the above-mentioned conventional problems, the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention is characterized by comprising a cement composition, a sand composition and a stone composition.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 석분 조성물은 모래 조성물의 3% 내지 50%로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 석분 조성물은 모래 조성물의 21%로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 석분 조성물은 현무암 절단과정에서 발생하는 현무암 석분 슬러지인 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, the slate composition is comprised of 3% to 50% of the slate composition, wherein the slate composition comprises 21% of the sand composition, And is basalt stone sludge generated in the process.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 시멘트와 모래와 석분을 배합하여 제작되어지는 현무암 석분슬러지를 이용한 드라이몰탈 100중량부에 대하여, 시멘트 조성물 25 중량부, 모래 조성물 59.25중량부 및 석분 조성물 15.75 중량부인 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, 25 parts by weight of a cement composition, 59.25 parts by weight of a sand composition, and 15.75 parts by weight of a limestone composition, based on 100 parts by weight of a dry mortar using basalt stone sludge produced by blending cement, Respectively.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 석분 조성물은 현무암 절단과정에서 발생하는 현무암 석분 슬러지인 것을 특징으로 하며, 상기 시멘트 조성물은 포틀랜드 시멘트 인 것을 특징으로 하며, 상기 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈은 비닐포장 또는 종이포장 되어지는 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, the calcareous composition is basalt stone sludge generated in the basalt trimming process, and the cement composition is Portland cement. The dry mortar using the basalt stone sludge is made of vinyl And is packaged or paper-packaged.

나아가 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 시멘트 조성물 5kg, 모래 조성물 11.85kg, 석분 조성물 3.15kg 으로 이루어지는 시멘트와 모래와 석분을 배합하여 제작되어지는 현무암 석분슬러지를 이용한 드라이몰탈 20kg마다 물 3kg을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
Further, according to another embodiment of the present invention, 3 kg of water is mixed per 20 kg of dry mortar using basalt stone sludge prepared by mixing 5 kg of the cement composition, 11.85 kg of the sand composition, 3.15 kg of the loam composition, Is used.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있으며, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해서 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면부호를 사용하였다.
The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and are specifically described in the detailed description. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

한편 본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terms used in the present application are used merely to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprises, " or " including ", when used herein is intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.

본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈은 생산과정에서 건설폐기물로 분류되어 폐기되어지던 현무암석분 슬러지를 재활용함으로써, 현무암 가공업체의 애로점을 해결하면서 경제적 이득을 부여하면서 제주도내 산업폐기물의 재활용도를 높일 수 있다는 장점이 있다. 나아가 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈은 성능적인 측면에서 일반 시멘트몰탈보다 모래를 현무암석분 슬러지로 대체한 몰탈의 물리적 성능이 우수할 뿐만 아니라, 현무암 고유의 장점 중 하나인 원적외선 방사능력 또는 음이온 방출량이 매우 크다는 우수한 효과가 있다.
The dry mortar using the basalt stone sludge according to the preferred embodiment of the present invention recycles the basalt stone sludge that has been classified as construction waste in the production process and discarded so as to solve the problems of the basalt processing company, It has the advantage of increasing the recyclability of industrial waste. Furthermore, the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention is superior in terms of the physical performance of the mortar in which the sand is replaced with the basalt stone sludge rather than the general cement mortar in terms of the performance, and the far- There is an excellent effect that the amount of anions emitted is very large.

도 1은 모래와 레미탈의 체가름 분석 비교표
도 2는 석재가공과정 순서도를 도시한 모습
도 3은 석재가공에 대한 실제모습이 사진
도 4는 현무암 석분 슬러지 폐기과정의 순서도
도 5는 현무암 석분 슬러지 폐기과정에 대한 사진
도 6은 석재 및 석분 폐기물 불법매립 적발기사 내용
도 7은 모래의 체가름 실험결과와 시방서의 체가름 기준 비교표
도 8은 슬러지 양에 따른 휨강도와 압축강도의 변화 비교표
도 9는 물-시멘트비에 따른 흐름도 실험 결과 비교 모습
도 10은 시편의 양생모습의 사진
도 11은 데이터 취득용 장비 모습
도 12는 몰탈실험에 사용된 압축강도실험기와 몰탈실험용 Jig 모습
도 13은 휨실험 세팅 모습
도 14는 휨실험모습의 사진
도 15는 재령별 슬러지 함량에 따른 휨인장강도 변화 비교표
도 16은 재령별 슬러지 함량에 따른 압축강도 변화 추이 비교표
도 17은 압축강도 실험 전경과 시편 모습
도 18은 현무암질 석분 슬러지 대체율에 따른 수화생성물의 XRD 패턴
도 19는 현무암질 석분 슬러지 대체율에 따른 재령별 SEM 관찰 사진
도 20은 원적외선 측정장치 개요도
도 21은 원적외선 방사성 실험결과 비교표
도 22는 슬러지 대체율에 따른 음이온 방사량 비교표
도 23은 평판열류계법에 의한 열전도율 측정 방식의 구성 모습FIG. 1 is a graph showing the sieve clearance comparison chart of sand and remittances
Fig. 2 is a view showing a flowchart of a stone processing process
Fig. 3 is a photograph showing the actual state of the stone processing
4 is a flow chart of the basalt stone sludge disposal process
Figure 5 is a photograph of the disposal process of basalt stone sludge
Figure 6 shows the contents of illegal landfilling of stone and lime waste.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the sieving test results of the sand and the sieve-
Fig. 8 is a graph showing changes in flexural strength and compressive strength according to the amount of sludge
FIG. 9 is a flow chart of the water-cement ratio comparison
Figure 10 is a photograph of the curing of the psalm
Fig. 11 shows a data acquisition equipment
Fig. 12 shows the compression strength test machine and mortar test jig used for the mortar test.
Fig. 13 shows the bending test setting
Figure 14 is a photograph of a bending test
Fig. 15 is a graph showing changes in flexural tensile strength according to sludge content by age
FIG. 16 is a graph showing changes in compressive strength according to sludge content by age
FIG. 17 is a view showing the compressive strength test specimen and the specimen
Figure 18 shows the XRD pattern of hydration products according to the substitution ratio of basaltic stone sludge
Fig. 19 is a photograph of SEM observation by age according to the substitution ratio of basalt stone sludge
20 is a schematic diagram of a far-
21 is a graph showing the results of far-
22 is a graph showing the relationship between the sludge replacement rate and the anion-
23 shows a configuration of a thermal conductivity measurement method by a flat plate heat flow method

이하에서는 본 발명의 선호적인 실시예와 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and accompanying drawings.

먼저 드라이몰탈은 일반적으로 레미탈이라고도 불리는데, 시멘트와 잔골재를 일정비율로 섞어서 나온 상품으로서 일정비율의 물만 섞어서 비비면 바로 몰탈로 사용할 수 있는 대표적인 건축용 자재이다.
First, dry mortar is generally called remitar. It is a typical construction material that can be used as a mortar immediately when mixed with a certain amount of water as a commodity that is a mixture of cement and fine aggregate at a certain ratio.

기존 레미탈의 재료적 특성을 파악하기 위한 방법으로 기존 레미탈을 사용하는 것은 레미탈회사마다 배합이 다르게 될 수 있기 때문에, 건축시방서에서 제시하는 미장용 또는 조적용 몰탈의 배합비를 인용한다. 건축시방서는 미장용 몰탈로서 벽, 천정의 초벌바름용 몰탈의 배합은 시멘트:모래 = 1:2의 비율로 배합하고, 바닥바름용 몰탈은 시멘트와 모래의 비율을 1:3으로 배합하도록 하고 있다. 함유수량과 관련해서는 적정질기로 반죽하되, 반죽 후 1시간 30분 이내에 사용하도록 하고 있다. 조적용 몰탈의 배합비는 시멘트:모래의 배합비율을 용적비로 1:3을 적용하도록 하고 있다. 이상의 결과로부터 기존레미탈을 대표하는 기준몰탈의 배합비를 무게비로서 1:3으로 정한다.
The use of existing remit as a method to identify the material properties of existing remitals will cite the blending ratio of the mattress or masonry mortar presented in the architectural specification, since the mix may vary from one remittance company to another. The mortar for the wall and ceiling is mixed with the mortar for cement: sand = 1: 2 and the mortar for flooring is mixed with the ratio of cement to sand in a ratio of 1: 3 . Regarding the content, it is kneaded with an appropriate amount of water, but it is used within 1 hour and 30 minutes after kneading. The mixing ratio of the applied mortar is 1: 3 in terms of volume ratio of cement: sand. Based on the above results, the mixing ratio of the reference mortar representing the existing remit is set to 1: 3 as a weight ratio.

기존 레미탈의 입도분포는 시방서에서는 5mm체로 쳐서 100% 통과하는 것만 사용하며, 적당한 입도분포를 갖도록 명시하고 있는데, 레미탈 배합비에 따른 입도분포와 모래의 입도분포는 도 1에서 비교하고 있고, 0.3mm 체 ~ 1.2mm체의 범위에서는 모래가 많은 부분을 차지하고 있음을 알 수 있다.
The particle size distribution of the existing remitelal is specified to have a proper particle size distribution by using only 5% sieve passing through the specimen in the specification. The particle size distribution and the particle size distribution of the sand according to the mixture ratio of remim are compared in FIG. 1, It can be seen that sand is dominant in the range of sieve ~ 1.2mm sieve.

다음으로 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에서 사용되어지는 현무암 석분 슬러지에 대해서 살펴본다.
Next, the basalt stone sludge used in the dry mortar using the basalt stone sludge according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

■ 현무암 석재 가공과정■ Basalt stone processing

일반적으로 현무암 석재의 가공과정은 다음과 같다. In general, the processing of basalt stone is as follows.

- 석산으로부터의 채석된 원석을 가공공장 부지내로 반입- Transfer the quarried stones from the stones into the processing plant site

- 지게차 등 운반기를 이용하여 공장내부로 이동- Moving inside the factory using forklift and other transport

- 돌을 절단하는데 사용되는 다이아몬드 쏘브레드(둥근톱)을 이용 절단기와 절삭기를 이용하여 2차에 걸쳐 제품 크기에 맞게 원석을 절단- Use a diamond sawblade (round saw) to cut the stone. Cut the stone to fit the size of the product by using a cutting machine and a cutting machine.

- 중간톱과 작은톱, 연삭기 등을 이용하여 가공하는 3차 재단 후 형태가 완성- After the third cutting process using the medium saw, small saw, grinder, etc., the form is completed

- 제품 표면에 수동이나 자동 연마기를 통해 연마작업 및 모따기 과정을 거쳐 수요자가 원하는 완제품으로 완성- The surface of the product is polished and chamfered through manual or automatic polishing machine, and finished with finished products desired by the customer

도 2는 현무암 석재과정을 순서도로 정리한 그림이며, 도 3은 석재가공 각 과정의 실제 모습에 대한 사진이다.
FIG. 2 is a flow chart of the basalt stone process, and FIG. 3 is a photograph of the actual process of the stone processing process.

■ 현무암 ■ Basalt 석분슬러지Stone powder sludge 발생과정과 처리과정 Generation and processing

원석이 입고되어 건자재용 현무암으로 가공되는 과정에서 현무암의 조각들이 발생하는 것과는 별개로 절단과정에서는 미세한 현무암 분말이 다량 발생하는데, 현무암 조각들의 경우, 추가 원하는 크기로 파쇄된 후 콘크리트용 골재 또는 아스팔트용 골재로 활용할 수 있으나, 미세한 석분에 해당하는 슬러지는 대부분이 건설폐기물로 분류되어 폐기처리되는 실정이다.
Apart from the formation of the basalt fragments in the process of being processed into the basalt for the building materials, a large amount of fine basalt powders are generated during the cutting process. In the case of the basalt fragments, after crushing to the desired size and then for concrete aggregate or asphalt It can be used as aggregate, but most of the fine sludge is classified as construction waste and disposed of.

현무암 가공과정에서 발생되는 석분슬러지의 처리과정은 공장의 규모와 여건에 따라 조금씩 달라질 수 있으나, 일반적인 석분슬러지의 발생과정은 다음과 같다. The process of treating the stone sludge generated during the basalt process may vary slightly depending on the size and conditions of the plant, but the process of generating the general stone sludge is as follows.

- 현무암 절삭과정에서 발생하는 석분슬러지는 기계의 냉각수로 사용되는 물과 혼합되어 현탁액으로 분출- Stoneware sludge generated in the basalt cutting process is mixed with water used as cooling water of the machine,

- 기계하부의 수로와 공장내부에서 외부로 보내지는 수로를 통해 이동- Moves through the channels of the lower part of the machine and the channels that are sent from the inside to the outside of the plant.

- 침전지 (1차, 2차, 3차), 저수조, 중와 및 응집조, 농축 및 침전조를 거침- Settling basin (primary, secondary, tertiary), reservoir, heavy and flocculation tank, concentrated and settling tank

- 탈수과정을 거친 후 석분슬러지로 발생 - After dehydration process, it is produced as sludge sludge.

- 현무암 석분 슬러지가 폐기처리되는 과정을 순서도로 정리하면 도 4와 같으며, 최종적으로는 물, 석분슬러지, 그리고 재사용되는 부분으로 나타낸다. - The process of discarding the basalt stone sludge is shown in the flowchart in FIG. 4, and is finally expressed as water, stone dust sludge, and reused part.

- 상기와 같은 각 단계별 공정은 도 5에서 도시하고 있다.
- Each step of the above steps is shown in FIG.

■ 현무암 ■ Basalt 석분슬러지Stone powder sludge 발생현황 Occurrence

현재 제주도에서 석분슬러지를 처리할 수 있는 면허를 가진 폐기물처리업체는 한군데이며 여기에 집하되는 석분슬러지는 2개의 석재 가공공장에서 나오는 수량이 집하되고 있는 실정이며, 제주도에서 발생되는 석분슬러지양을 현재 정확히 집계하는 것은 현실적으로 어려움이 있다.
Currently, there is a licensed waste disposal company in Jeju Island to handle the sludge sludge, and the sludge sludge collected here is picked up from the two stone processing factories, and the amount of sludge sludge generated in Jeju Island There is a real difficulty in accurately counting.

한편 공장마다 규모가 조금씩 다르지만, 제주도내 석재가공공장이 13개소 정도이므로, 폐기물처리업체에서 입고된 폐기물의 양을 근거로 현무암 석분슬러지의 발생량을 추정하면 아래 표와 같다. 석분슬러지의 발생의 추정은 2003년도부터 조사가 되었으나, 2003년도의 조사는 신뢰성이 없으며, 2004년도와 2005년도의 발생량을 표에서 보는 것과 같이 50%정도가 늘어났다.
On the other hand, since the scale of each factory is slightly different, there are 13 stone processing factories in Jeju Island. Therefore, the estimated amount of basalt stone sludge is estimated based on the amount of waste received from the waste treatment companies. Estimation of the occurrence of stone sludge has been carried out since 2003, but the 2003 survey is unreliable, and the annual production of 2004 and 2005 has increased by 50% as shown in the table.

실제 폐기물처리 업체를 통해 처리되는 석분슬러지는 1년에 약 15,000톤으로 추정되지만, 2005년도 관급자재와 사급자재 생산량을 기준으로 산출한다면 생산량 45,530톤의 40%정도로 약 18,000톤 이상이 발생되는 것으로 추정된다. 언론보도를 통해 불법 매립하다 적발되는 사례가 있는 것으로 보아 사업장마다 음성으로 처리하는 경향이 있어 실제 발생량을 산출하기는 어려움이 있다.
Although the actual amount of stone sludge treated by the actual waste treatment company is estimated to be about 15,000 tons per year, it is estimated that about 18,000 tons or more of the 45,530 tons of production is produced in 2005 based on the production of public and sub- do. It is difficult to calculate the actual amount of incidents because there is a case that illegal landfill is caught through media reports.

■ ■ 석분슬러지의Of stoneware sludge 처리 현황 Processing Status

일반적으로 석분슬러지를 처리하는 방법은 단순 물리적 침전방식과 물리, 화학적처리 방식이 있다. 통상 발생한 슬러지를 콘크리트 침전조를 여러개 만들어 자연 침전시키며 슬러지가 쌓이면 중기(백호우)를 이용하여 슬러지를 퍼내어 구조물 건조장에서 자연건조 및 필터프레스로 여과한 후 폐기물처리업자에게 위탁처리하고 있는 실정이다.
Generally, there are simple physical sedimentation methods and physical and chemical treatment methods for treatment of stone dust sludge. Generally, sludge is made up of several concrete sedimentation tanks, and natural sludge is collected. When sludge is accumulated, sludge is pumped out by using medium scale (white shale), filtered through natural drying and filter press at construction site, and then treated to waste disposal company.

현재 석분슬러지의 처리는 전량 환경처리업자에게 위탁처리하도록 되어 있기 때문에 석재 가공공장에서 환경처리 업자에게 처리비용을 지급하면서도 보관기관을 넘기게 되면 슬러지가 사업장 내부에 쌓이게 되어 가공업체 대표가 구속되는 등 현장에서의 어려움이 상존하고 있는 실정이다. 도 6은 지난 2004년 제주지역에서 발생되었던 폐석분의 불법매립에 대한 언론 보도내용을 나타내고 있다.
At present, all the treatment of the stone sludge is entrusted to the environmental treatment contractor, so that the sludge is accumulated in the workplace when the storage facility is turned over, while the processing cost is paid to the environmental treatment supplier in the stone processing factory. There are problems in the field. Figure 6 shows the press release about the illegal landfill of the waste seizures that occurred in Jeju in 2004.

본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지의 입도분포는 한국산업규격에서 제시하는 표준체망을 이용하여 현무암의 입도분포를 확인한 결과 입자의 직경이 0.002mm보다 작은 부분이 전체의 약 20%정도로 나타나고 있으며, 기존 연구의 결과로부터 현무암의 비중은 2.87 ~ 2.97로서 일반적인 토사의 비중값 (2.65 ~ 2.7)에 비해 큰 것으로 알려져 있으며, 그 성분은 무기질 점토와 유사한 것으로 나타났다.
The particle size distribution of the basalt rock sludge according to the preferred embodiment of the present invention was confirmed by using the standard network proposed by the Korean Industrial Standard and the particle size distribution of the basalt was observed to be about 20% From the results of previous studies, it is known that the specific gravity of basalt is 2.87 ~ 2.97, which is larger than that of general soil (2.65 ~ 2.7), and its composition is similar to inorganic clay.

다음으로 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 사용되는 모래에 대해서 살펴보면, 시방서에서 몰탈에 사용될 수 있는 모래로서의 품질기준을 다음과 같이 규정한다.
Next, referring to the sand used in the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention, the quality standard as sand that can be used for mortar in specifications is defined as follows.

- 절건밀도는 2.4 이상, 흡수율은 4% 이하- Absolute density is 2.4 or more, Absorption rate is 4% or less

- 점토덩어리량 2% 이하- clay mass 2% or less

- 안정성 : 황산염 10% 이하- Stability: Sulfate less than 10%

- 염화물함유량 : 0.1% 이하- Chloride content: not more than 0.1%

- 0.08mm체 통과량 : 5% 이하
- 0.08mm Sieve volume: 5% or less

한편 벽, 천정의 초벌바름용 몰탈의 체가름 기준은 다음과 같다. On the other hand, the standard of the mortar of mortar for wall and ceiling roughing is as follows.

또한 벽, 천정의 정벌바름용 몰탈의 체가름 기준은 다음과 같음.In addition, the mortar for mortar for wall and ceiling sparrows is as follows.

한편 도 7a는 모래와 초벌바름용 몰탈의 체가름기준과 모래의 체가름 결과 비교표이며, 도 7b는 모래와 정벌바름용 몰탈의 체가름기준과 모래의 체가름 결과 비교표이다.
Meanwhile, FIG. 7A is a comparison chart of the sieve-basis of the mortar for the sand and the raw wax, and the sieve of the sand, and FIG. 7B is a comparison chart of the sieve-basis of the mortar for the sand and the sparse wax.

다음으로 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈의 최적 비율을 도출하기 위한 물리적 특성 실험에 대해서 설명한다.
Next, the physical property test for deriving the optimum ratio of the dry mortar using the basalt stone sludge according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

■ 드라이몰탈 물리적 특성 실험 ■ Dry mortar physical property experiment

(1) 배합비 결정(1) Determination of compounding ratio

(가) 기존 유사연구로부터 최적의 근사 배합비 도출(A) Derive optimal approximate formulation ratio from existing similar studies

먼저 기존에 실험되었던 자료들을 토대로 석분슬러지, 시멘트, 모래의 배합비를 결정하였다. 기존 석산에서 배출되는 슬러지를 활용한 드라이몰탈의 연구결과(도 8 참조)를 보면, 슬러지가 포함되는 초기에는 휨강도와 압축강도가 다소 증가하다가 10%를 넘기면서 감소하기 시작하고, 약 20%부터는 오히려 슬러지를 섞지 않은 몰탈의 강도보다 더 낮은 경향을 보여주고 있다.
First, the mixing ratio of stone dust sludge, cement, and sand was determined based on the data that have been previously tested. The results of the study of dry mortar using sludge discharged from existing stalagmites (see FIG. 8) show that the initial brittleness and compressive strength of the sludge increased slightly, but decreased from 10% to 20% Rather than the strength of mortar without mixing sludge.

따라서, 배합비를 슬러지를 전혀 포함하지 않는 0%부터 3%, 6%, 9%, 12% 15%, 21%까지 현무암 석분 슬러지의 양을 점진적으로 증가시키면서 압축강도와 휨인장강도의 변화추이를 관찰하였다.
Therefore, the mixing ratio was gradually increased from 0% to 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, and 21%, which did not include any sludge at all, and the changes in compressive strength and flexural tensile strength Respectively.

실험결과 현무암석분슬러지를 21%까지 증가시키더라도, 압축강도와 휨인장강도가 지속적으로 증가하는 양상을 띠어, 현무암석분의 양을 30%, 40%, 50%까지 증가시키는 배합을 실시하여 추가 실험을 수행하여 슬러지의 포함 정도에 따른 강도의 변화를 살펴보았다.
Experimental results show that compressive strength and flexural tensile strength are continuously increased even when the amount of basalt stone sludge is increased to 21%, and the amount of basalt stone is increased to 30%, 40% and 50% The effect of sludge addition on the strength of the sludge was investigated.

(나) 시공성을 고려한 배합비 결정(B) Determination of compounding ratio considering the workability

몰탈의 시공성을 검증하기 위해 흐름도 테스트를 수행하여 시방서에서 제시하는 흐름도 실험을 수행하였다. 기존 선행연구에서 수행하였던 시멘트와 모래의 비율을 1:4로 배합한 경우가 있었으나, 본 출원인이 시중에서 구한 모래의 입도는 잔골재의 비중이 기존 연구에서 사용하였던 모래보다 상대적으로 크고, 기존 레미탈도 시멘트와 모레의 배합비가 1:3인 것을 참고하여 시멘트와 모레의 비율을 1:3으로 정하였다. 기존 유사연구에서 수행하였던 몰탈의 물-시멘트비는 45%였으나, 본 발명에서는 45%의 물시멘트비로 흐름도 실험을 수행한 결과 시방서 기준인 14cm ~ 15cm에 미달하는 12cm에 불과하였으며, 물-시멘트비를 점진적으로 증가시키면서 흐름도 테스트를 수행한 결과 60%로 배합할 때, 흐름도는 14.5cm가 나와 물-시멘트비를 60%로 결정하였다.
A flow chart test was performed to verify the workability of the mortar. The ratio of cement to sand in the previous study was 1: 4. However, the particle size of sand obtained from the present applicant was larger than the sand used in the previous study, The ratio of cement to mud is 1: 3, and the ratio of cement to mud is 1: 3. The water-cement ratio of the mortar used in the previous studies was 45%. However, in the present invention, the water-cement ratio was only 12 cm, which was below the specification standard of 14 to 15 cm as a result of the flow test conducted at 45% water cement ratio. , The flow rate was 14.5 cm and the water-cement ratio was determined as 60%.

석분이 21%가 들어가는 경우에 흐름도 시험 결과는 15.5cm로 시방서 기준을 만족시키지 못하였기 때문에 물시멘트비율을 55%로 줄여 흐름도 실험결과를 14.5cm로 맞추었다. 흐름도를 측정하는 방법은 (1) 각 배합비별로 배합시킨 후 흐름도 측정기에 반을 먼저 채움, (2) 다짐봉으로 25회 다짐, (3) 측정기에 배합된 몰탈을 가득 채움, (4) 다짐봉으로 25회 다짐, (5) 1분단 기다린 후, 측정기 상부의 원통을 들어올려 원통모양의 시험체를 형성시킨, (6) 15초내에 25회 상,하로 진동시켜 몰탈이 퍼지는 양을 측정, (7) 몰탈이 퍼지는 정도가 14cm ~ 15cm가 나와야 올바른 물-시멘트비를 갖고 있는 것으로 간주하였다.
In case of 21% of stalactites, the flow test result was 15.5cm, which did not satisfy the specifications, so the water cement ratio was reduced to 55% and the flow test result was set to 14.5cm. (2) compaction 25 times with a compaction rod, (3) filling the mortar mixed with the measuring instrument, (4) compaction rod (5) After waiting for one minute, lifting the cylinder on the top of the measuring instrument to form a cylindrical test body. (6) Measuring the amount of mortar spreading by vibrating 25 times or less within 15 seconds, (7) ) Mortar was considered to have the correct water - cement ratio when the extent of spreading was 14cm ~ 15cm.

다음의 표는 흐름도실험을 통해 도출된 최종배합비를 중량비로 나타낸 비율과 3000g을 배합할 때 적용할 수 있는 배합비이다.The following table shows the blending ratios that can be applied when combining the ratio of the final blend ratio derived from the flow chart experiment and the blending ratio of 3000 g.

이상으로부터 석분슬러지의 대체율이 50%에 이를 경우, 흐름도 실험결과 나타나는 흐름도는 증가하지만, 실질적으로 배합을 함에 있어 점도가 지나치게 증가하여 몰탈로서는 적절하지 않은 것으로 나타났다(도 9: 물-시멘트비에 따른 흐름도 실험 결과 비교 모습 참조).
From the above, when the substitution rate of the sludge sludge reaches 50%, the flow chart showing the result of the flow rate test is increased, but the viscosity is excessively increased in practically mixing, which is not suitable for mortar (Fig. 9: Experimental results show comparison).

(2) (2) 공시체의Specimen 제작과 양생 Production and Curing

(가) (end) 공시체Specification 제작 making

휨시험 공시체의 크기는 단면 40mm x 40mm, 길이 160mm의 각기둥을 사용하고, 압축시험용 공시체는 휨시험에 사용하는 공시체의 양 절편을 사용하였고, 몰탈의 배합은 실험배합에서 정한 배합비에 따라 배합하였으며, 몰탈의 혼합은 몰탈혼합기를 사용하여 기계반죽에 의해 혼합하였다.
The specimens used for the flexural test were used as the specimens for the flexural test. The mortar was compounded according to the blending ratio specified in the experimental blend, Mixing of the mortar was performed by mechanical dough using a mortar mixer.

(나) 양생(B) Curing

총 시험체의 수는 배합비 별로 8가지이며, 각각의 배합비에 따라 3일, 7일, 14일, 28일에 각각 6개의 실험체를 제작하고, 한 종류의 배합에 대해 휨인장실험용 24개를 제작하였으며, 압축실험용은 휨실험 후 나뉜 공시체로 실험을 수행하였으며, 각각 정해진 배합비에 따라 석분슬러지, 모래, 시멘트를 배합비별 배합하여 공시체를 제작한 후, 각 배합별로 독립된 고무수조에서 양생하였다.
The number of total specimens was 8 for each blend ratio. Six specimens were fabricated on 3, 7, 14, and 28 days, and 24 specimens were fabricated for each specimen. For the compression test, experiments were carried out on specimens separated by flexural test. Stone specimens were prepared by mixing stone sludge, sand and cement according to the prescribed mixing ratios. Each specimen was cured in a separate rubber tank.

양생을 함에 있어 양생중인 시험체의 표면 위에 물로 적신 헝겊을 덮어놓고 수분을 계속해서 공급해줌으로서 수중양생 및 습기를 유지하는 효과를 주었으며, 급격한 일교차로 인해 야간에 기온이 떨어지면서 시편에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 양생수조 주변에 전기난로로 보온을 하여 양생시 발생할 수 있는 문제를 최대한 억제하였다.
In the course of curing, the surface of the curing specimen was covered with a cloth dampened with water, and water was continuously supplied to keep the curing and moisture in the water. The effect of the temperature on the specimen In order to prevent this problem, it was kept warm with an electric heater around the curing tank to minimize the problems that may occur during curing.

실험시기는 초기 3일과 7일 사이에 강도의 약 70%이상이 발현하므로, 양생기간에 따른 물리적 성질의 변화를 파악하기 위함이고, 28일은 콘크리트의 설계강도를 평가하는 시기로서 몰탈 또는 콘크리트의 강도가 거의 일정하게 유지되는 시점으로서 의미가 있어 선택하였다(도 10: 시편의 양생모습 사진 참조).
The experimental period was about 70% or more of the strength between the initial 3 and 7 days, so the change of the physical properties according to the curing period was evaluated. The 28th day was the time to evaluate the design strength of the concrete. (Fig. 10: photograph of the curing condition of the psalm).

(3) 계측 및 실험장치(3) Measuring and testing equipment

몰탈의 물리적 특성 실험은 최대강도를 기준으로 판단하고, 강성과 변형률 등은 큰 의미가 없으므로 최대강도만을 측정하였으며, 파괴특성상 휨인장강도는 피괴강도가 낮을 뿐만 아니라 파괴양상도 순간적인 취성파괴의 형태를 띠게 되므로, 정확한 최대 하중값을 얻기 위해 100Hz의 속도로 데이터를 취득하였으며, 압축강도는 상대적으로 하중이 크고 취성이 비교적 약하므로 10Hz의 속도로 데이터를 취득하였다(도 11: 데이터 취득용 장비 사진 참조).
The physical properties of the mortar were determined based on the maximum strength, and the maximum strength was measured only because the stiffness and the strain were not significant. On the fracture characteristics, the flexural tensile strength was not only low in the strength of bending, The data was acquired at a speed of 100 Hz in order to obtain an accurate maximum load value and the data was acquired at a speed of 10 Hz because the compressive strength was relatively large and the brittleness was relatively weak (Fig. 11: Reference).

데이터를 취득하기 위해 제주대학교 건축공학전공에서 보유하고 있는 8채널규모의 국내 라디안사가 제작한 정적, 동적 데이티 취득장비를 사용하였으며, 기존 압축강도시험기와 몰탈의 휨과 압축강도실험을 하기 위해 중간매개가 되는 Jig사이에 100kN용량의 로드셀을 설치하여 하중을 측정하였다(도 12: 몰탈실험에 사용된 압축강도실험기와 몰탈실험용 Jig 모습 참조).
To acquire the data, static and dynamic data acquisition equipment manufactured by domestic radian of 8 channel scale, which is possessed by Jeju National University, was used. In order to test the bending and compressive strength of the existing compressive strength tester and mortar, A load cell having a capacity of 100 kN was installed between the mediating jig and the load was measured (see Fig. 12: Compressive strength test machine used for mortar test and mortar test jig).

(4) 휨강도 실험(4) Bending strength test

(가) 실험방법(A) Experimental method

실험체의 크기는 가로x세로x높이가 40mm x 40mm x 160mm의 정사각 기둥의 형태이며, 휨실험을 수행하기 위한 세팅은 도 13과 같다.
The size of the test specimen is in the form of a square column of 40 mm x 40 mm x 160 mm in width x height x height, and the setting for performing the bending test is shown in Fig.

실험결과의 일관성을 유지하기 위해, 모든 실험체의 강도실험 시점은 타설시각을 기준으로 3일강도실험은 1시간, 7일강도실험은 3시간, 28일 강도실험은 12시간 이내에 실험을 수행하였으며, 모든 시험체는 표면이 건조상태가 되도록 물기를 닦고, 시험기의 지지블록에 접촉할 면에 붙어 있는 모래알이나 다른 부착물을 제거하여 실험하였다. 당초 콘크리트용 몰드의 압축강도 실험용 압축시험기로 시편에 대한 실험을 수행하기에 시험기가 지나치게 작아 데이터 취득도 곤란한 상황이었으며, 이에 기존 압축시험기와 시편사이에 힘을 효과적으로 측정하고, 실험의 정밀도를 높이기 위해 기존 압축강도시험기와 시편사이의 Jig를 설치하여 실험하였다.
In order to maintain the consistency of the test results, experiments were carried out within 3 hours, 7 hours, and 28 days of strength test, All specimens were tested by wiping the surface to dryness and removing sand or other deposits on the surface to be contacted with the support block of the tester. It was difficult to obtain data because the tester was too small to perform the test on the specimen with the compressive strength tester for the compressive strength test of the mold for concrete. In order to effectively measure the force between the conventional compression tester and the specimen, Experiments were conducted by installing a jig between a conventional compressive strength tester and a specimen.

양생 후 완성된 공시체를 소규모의 압축강도 시험기에 가로로 놓은 후, 공시체의 중앙부위에 배치하였으며, 압축시험용 Jig를 기존 압축강도 시험기의 중앙부위에 위치시킨 후 기존의 압축강도시험기에 하중을 가하였다.
After completion of curing, the finished specimen was laid horizontally in a small-scale compressive strength tester and placed at the center of the specimen. The jig for compressive test was placed at the center of the existing compressive strength tester and the load was applied to the existing compressive strength tester .

도 14와 같은 실험세팅을 통해 기존 압축강도시험기가 하중을 부여하면, 이 하중은 중간 매개가 되는 Jig를 통해 실험체로 전달되어 시편에 하중을 가하게 되며, 휨강도 시험 시 지점간 거리는 100mm이며, 시편을 성형하였을 때 측면의 중앙에 매초 5010kN의 하중속도로 재하하여 실시하여 최대하중을 구하였다.
14, the load is applied to the test specimen through the intermediate jig, and the load is applied to the specimen. When the bending strength test is performed, the distance between the points is 100 mm. When the specimen The maximum load was obtained by loading at the center of the side with a load speed of 5010 kN per second.

(나) (I) 강도식Strength expression 유도 Judo

콘크리트 또는 몰탈은 인장강도를 직접 측정하기 곤란하므로, 할열인장강도 실험 또는 휨인장강도 실험과 같이 간접적인 방법으로 인장강도를 산출하는 경우가 많다. 휨실험을 통해 산축된 하중(P)로부터 몰탈의 인장강도를 산출하는 과정은 다음과 같은 응력, 모멘트, 단면성질로부터 재료역학적인 기본식을 바탕으로 구할 수 있다.
Since it is difficult to directly measure the tensile strength of concrete or mortar, tensile strength is often calculated indirectly, such as long strength test or bending tensile strength test. The process of calculating the tensile strength of the mortar from the load (P) that has been subjected to the bending test can be obtained from the following material stresses, moments, and cross-sectional properties, based on the material mechanics formula.

-

-

- 여기서,

는 단면의 중립축으로부터

만큼 떨어진 위치에서 부재의 축응력, - here,

From the neutral axis of the cross section

The axial force of the member at the position spaced apart from the center,

는 부재의 중립축으로부터 응력을 구하고자 하는 위치까지의 거리

Is the distance from the neutral axis of the member to the position where the stress is to be obtained

은 부재에 작용하는 휨모멘트

The bending moment acting on the silver member

는 부재의 단면2차모멘트

Is the moment of inertia of the member

한편 시편의 단면은 40mm x 40mm이므로 가력하중으로부터 다음과 같이 인장응력을 구할 수 있다. On the other hand, since the cross section of the specimen is 40mm x 40mm, the following tensile stress can be obtained from the force load.

(다) 실험결과(C) Results of experiments

석분슬러지와 혼합체의 휨강도를 측정하기 위하여 3일, 7일, 14일, 28일 간격으로 각각의 배합비별 공시체들을 수중양생, 휨 강도 시험으로부터 구한 인장강도는 아래 표 및 도 15와 같다. 즉 슬러지 포함하는 비율이 21%에 이를 때까지 인장강도는 지속적으로 증가하는 경향을 띠었으며, 이후에는 슬러지를 추가로 배합하더라도 28일 강도에는 큰 차이가 없었으며, 오히려 조기강도는 더욱 저하하는 경향을 나타내었다. In order to measure the bending strength of the stone sludge and the mixture, the tensile strengths obtained from the underwater curing and bending strength tests of the specimens with the mixing ratios at the intervals of 3 days, 7 days, 14 days and 28 days are shown in the following table and FIG. In other words, the tensile strength tended to increase continuously until the sludge-containing ratio reached 21%. Thereafter, there was no significant difference in the strength on the 28th day even after the addition of sludge was further added. Respectively.

(5) 압축 강도 시험(5) Compressive strength test

(가) 실험방법(A) Experimental method

휨강도실험 시 두 개로 나뉜 시편 가운데 하나를 몰탈실험 Jig에 부착된 압축강도 실험용 지판에 맞추어 눕힌 상태로 아래 도표와 같은 절차에 따라 압축강도 실험을 수행하였다. 몰탈 압축강도 실험용 Jig의 가압판의 크기는 40mm x 40mm이고, 휨압축실험에서 분리된 시편 또한 40mm x 40mm x 80mm 크기이므로, 실제 압축강도를 산출하기 위한 면적은 40mm x 40mm이다.
In the bending strength test, one of the two specimens was laid down on the backing plate attached to the mortar test jig, and the compressive strength test was performed according to the following procedure. Mortar Compressive Strength The size of the pressure plate of the test jig is 40mm x 40mm, and the specimen separated in the flexural compression test is also 40mm x 40mm x 80mm, so the area for calculating the actual compressive strength is 40mm x 40mm.

(나) (I) 강도식Strength expression 유도 Judo

압축강도 실험결과 나타난 하중을 아래의 식과 같이 수정하여 압축강도로 나타난다. Compressive Strength The load shown in the test results is modified as shown in the following equation, and it is expressed as compressive strength.

(다) 실험결과(C) Results of experiments

석분슬러지와 모래, 시멘트를 배합비별로 제작하고 수중양생 시킨 후, 3일, 7일, 14일, 28일에 압축강도 실험을 수행하였다. 아래 표와 도 16은 각 배합비별, 재령별 6개씩 실험한 공시체 가운데, 가장 높은 것과 가장 낮은 강도를 제외한 실험결과를 평균한 값을 정리한 것이다. 도 17은 압축강도 실험 전경과 시편의 모습을 도시하고 있다. Sand and sludge, sand and cement were prepared and cured under water, and then the compressive strength test was carried out at 3, 7, 14 and 28 days. The table below and Figure 16 summarize the average of the experimental results except for the highest and lowest strength among the specimens tested for each compounding ratio and for each age. Fig. 17 shows the front view of the compressive strength test and the specimen.

■ 드라이몰탈의 성분분석
■ Component analysis of dry mortar

사회적인 환경보호와 폐자원의 재활용에 대한 커다란 관심도에 힘입어 관련업계에서는 국내의 각 건축용 석판재 생산시 발생되는 막대한 양의 폐석 및 석재 슬러지의 재활용 공정에 대한 활발한 연구를 진행하고 있으나 뚜렷한 해결책을 제시하지 못하고 있는 상황이라 콘크리트 제품에 석재슬러지를 다각도로 재활용하지 못하고 있는 실정이다. 특히, 석분슬러지의 재활용 연구는 대부분 육지의 일반적인 석재의 가공에서 발생되는 석분슬러지에 국한되고 있는 실정이며, 제주도에서 발생되는 현무암질의 석분슬러지의 재활용에 대한 연구는 아주 미미한 실정이다. 이러한 점을 석재슬러지의 재활용 측면에서 건축재용 콘크리트 제품에 적용하는 다각적인 연구가 검토되고 있다.
Thanks to the great interest in social environment protection and recycling of waste resources, the related industry is actively researching the recycling process of waste sludge and stone sludge which are generated in the production of each building slab material in Korea, but it shows a clear solution It is not possible to recycle stone sludge to concrete products in various angles. In particular, the research on recycling of the sludge sludge is limited to the sludge generated from the processing of the common stone in the land, and the study on the recycling of the basaltic sludge produced in Jeju Island is very limited. This point has been investigated in various aspects of applying concrete products for building materials in terms of recycling stone sludge.

(가) 일반석재의 (A) of general stone 화학조성상Chemical composition 특징  Characteristic

일반적인 석재의 화학조성은 아래 표와 같이 석재 슬러지는 SiO2 성분이 72.1%, Al2O3 성분이 16.7% 및 CaO 성분이 1.5%로서 보통 포틀랜드 시멘트의 화학 성분과 비슷하지만, 수화반응에 영향을 미치는 CaO의 성분이 매우 적은 것이 특징이다. 이러한 이유로 일반 석재 슬러지를 시멘트 대체재로 사용할 경우 석재 슬러지의 대체율이 증가할수록 시험체의 물성 뿐만 아니라 28일 압축강도가 저하되는 문제가 발생한다. As shown in the table below, the chemical composition of the typical stone is similar to the chemical composition of portland cement, but the composition of CaO, which affects the hydration reaction, is 72.1% for SiO2, 16.7% for Al2O3 and 1.5% This feature is very small. For this reason, the use of general stone sludge as a substitute for cement increases the substitution ratio of stone sludge.

(나) 현무암의 (B) of basalt 화학조성상Chemical composition 특징  Characteristic

제주산 현무암질 석분 슬러지의 경우 지역마다 다소 차이는 발생할 수 있으나, 김기영(2006)의 연구에 의하면 아래 표와 같이 실리카성분인 SiO2 성분이 약 52.6%, Al2O3 성분이 14.6% 및 CaO 성분이 8.3%로서 그 화학조성의 성분 함량이 일반 석재 슬러지의 화학조성의 성분 함량과 다소 상이하다. 또한 현무암질 석분 슬러지의 감열감량(Ig.loss)의 함량도 일반 석재 슬러지 및 시멘트 보다 낮은 것이 특징이다.
As shown in the table below, the silica component, SiO2 component, Al2O3 component, and CaO component were found to be about 52.6%, 14.6%, and 8.3%, respectively, in the case of basaltic silica sludge from Jeju Island, , The compositional content of the chemical composition is somewhat different from that of the chemical composition of general stone sludge. Also, the content of Ig.loss of basalt stone sludge is lower than that of general stone sludge and cement.

결국 현무암질 석분 슬러지의 경우, 콘크리트 강도에 영향을 미치는 CaO 성분이 포틀랜드 시멘트보다는 적지만, 수화반응에 영향을 미쳐 시멘트 대체재로서 몰탈의 강도를 유지시킬 수 있을 것으로 판단되며, 따라서, 잔골재 대체재로서 현무암질 석분 슬러지의 활용 가능성을 판단하기 위해 시멘트 대체율에 따른 드라이몰탈의 수화반응성을 XRD 및 SEM을 통해 분석한다.
As a result, in the case of basalt stone sludge, the CaO component affecting the concrete strength is less than that of Portland cement, but it affects the hydration reaction and it is considered that the strength of mortar can be maintained as a substitute for cement. Therefore, The hydration reactivity of dry mortar according to cement substitution rate is analyzed through XRD and SEM to determine the possibility of using vaginal stone sludge.

(1) (One) XRDXRD 분석 analysis

현무암질 석분 슬러지는 반응성 산화물인 SiO2, Al2O3 그리고 Fe2O3을 다량 함유하고 있으며, 반응성 산화물의 수화반응에 의해 수화생성물인 C-S-H gel 및 CAH를 확인할 수 있다.
Basalt rock sludge contains a large amount of reactive oxides such as SiO2, Al2O3 and Fe2O3, and hydration products of reactive oxides, CSH gel and CAH, can be identified.

도 18을 참고하면, 현무암질 석분 슬러지의 대체율이 증가할수록 C-S-H의 강도는 감소하였으나, 대체율 3%와 21%는 유사한 강도를 보이고 있으며, 또한 재령 28일에서는 CAH가 관찰되고 있으며, CAH의 강도는 현무암질 석분 슬러지의 대체율 50%에서 가장 큰 피크를 보이고 있다. 전체적으로 시멘트의 대체재로서 현무암질 석분 슬러지는 SiO2, Al2O3 그리고 Fe2O3의 반응성 산화물의 수화반응 및 그 수화생성물에 의해 최소한 현무암질 석분 슬러지를 사용한 몰탈의 강도를 저하시키지 않는 것으로 판단되며, XRD의 분석 결과 현무암질 석분 슬러지의 최대 대체율 약 21%정도에서 몰탈의 강도저하 없이 충분한 시멘트의 역할을 할 수 있다.
Referring to FIG. 18, as the substitution rate of the basaltic stone-based sludge increased, the strength of the CSH decreased, but the substitution rate of 3% and 21% showed similar strength, and CAH was observed at 28 days of age. The highest peak of 50% replacement ratio of basalt stone sludge is shown. As a whole, it is considered that the basaltic stone sludge as a substitute for cement does not decrease the strength of the mortar using basalt stone sludge by the hydration reaction of the reactive oxides of SiO2, Al2O3 and Fe2O3 and its hydration products. As a result of XRD analysis, The maximum substitution rate of vinegar sludge is about 21% and it can play a role of sufficient cement without decreasing the strength of mortar.

(2) (2) SEMSEM 분석 analysis

현무암질 석분 슬러지의 대체율에 따른 재령별 수화생성물을 확인하기 위해 XRD 시료와 동일한 시료 및 재령에 대해 도 19와 같이 SEM을 통해 수화생성물을 관찰하였다.
Hydration products were observed by SEM as shown in Fig. 19 for the same samples and ages as the XRD samples in order to confirm hydration products by age at the substitution ratio of basaltic stone sludge.

SEM 관찰에서 보듯이, 석분 슬러지 대체율 3%, 21%, 그리고 50% 모두에서 수화생성물을 관찰할 수 있었으며, 특히 초기 재령(3일)에서 현무암질 석분 슬러지의 대체율이 증가할수록 수화반응 생성물인 Ettringite가 상대적으로 적게 생성된 것을 확인 할 수 있었다. 이는 현무암 석분 슬러지의 경우 보통포틀랜드시멘트의 주성분인 CaO의 함량보다 적기 때문에 초기 수화반응성이 작아 Ettringite의 생성이 적은 것으로 보이며, 전체적으로 현무암질 석분 슬러지의 경우 보통포틀랜드시멘트 대비 CaO의 함량이 적어 수화생성물의 생성량은 저조할 수 있으나, 석분슬러지 대체율 21%정도에서는 XRD 및 SEM 결과를 종합해 볼 때 보통포틀랜드 시멘트의 수화반응 생성물과 비슷한 강도의 수화물과 동일한 수화물을 생성하는 것으로 판단된다.
As the SEM observations showed, hydration products could be observed in all 3%, 21%, and 50% substitution rates of the sludge sludge. Especially in the early ages (3 days), the substitution rate of basaltic stone sludge increased, Was relatively small. In the case of basalt stone sludge, it is less than the content of CaO, which is the main component of portland cement, so that the initial hydration reactivity is small and the formation of Ettringite is low. Overall, in the case of basalt stone sludge, CaO content is low compared to portland cement. Generally, it is considered that the XRD and SEM results show that the hydration reaction product of hydration reaction product of portland cement is the same as the hydrate of hydration reaction product.

결국 현무암질 석분 슬러지는 보통포틀랜드시멘트와 유사한 화학성분을 함유하고 있으며, 보통 석분 슬러지보다 CaO의 함량이 6배 정도 많은 것으로 확인되었으며, 또한 XRD 및 SEM 관찰 결과, 보통포틀랜드 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수화물과 동일한 수화물이 생성되었으며, 석분 슬러지의 대체율이 증가함에 따라 수화생성물의 큰 차이는 없었지만, 현무암 석분 슬러지 대체율 50%의 경우 C-S-H gel 생성물이 다소 적게 생성되는 것으로 XRD 측정결과 확인되었으며, 이는 SEM 촬영에서도 확인되었다. XRD 및 SEM의 결과를 바탕으로, 몰탈의 강도저하를 최소화함과 동시에 경제성을 고려할 때 현무암질 석분 슬러지의 대체율을 약 21% 정도가 적정하다.
Finally, basalt stone sludge usually contains chemical components similar to Portland cement, and it has been found that the content of CaO is about 6 times higher than that of stone sludge, and XRD and SEM observations show that it is usually produced in the hydration reaction of portland cement The hydration product was the same as that of hydrate, and there was no significant difference in hydration product as the substitution rate of the sludge sludge increased. However, XRD measurement showed that the CSH gel product was slightly generated at 50% replacement ratio of basalt stone sludge, . Based on the results of XRD and SEM, the substitution rate of basalt stone sludge is about 21% in consideration of economical efficiency while minimizing the decrease of mortar strength.

다음으로 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 대한 원적외선 방사성 실험, 음이온 방사량 실험, 단열성능 실험에 대한 실험방법 및 결과에 대해서 살펴본다.
Next, the far-infrared radiation experiment, the anion radiation amount test, the test method and the result of the insulation performance test for the dry mortar using the basalt rock sludge according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

■ 원적외선 방사성 실험 ■ Far infrared radiation experiment

원적외선은 가시광선보다 파장이 길어 눈에 보이지 않으며, 절대온도로 0도 이상의 온도를 갖는 모든 물체에서 방사된다. 원적외선은 가시광선에 비해 가안 열작용이 있고 적외선을 받는 물질은 물질을 구성하는 원자들의 운동에 의해 온도를 상승시키는 효과가 있어서 열선으로 명명되기도 한다. 원적외선의 특성은 반사, 복사, 침투 및 공명 흡수효과를 갖고 있으나, 측정시료의 최종 원적외선의 효과분석은 열복사의 효율을 평가하는 것이므로 복사의 특성이 우수하도록 제품설계가 선행되어야 하고, 이를 위해서는 반사, 투과특성을 최소화해야한다.
Far infrared rays are emitted from all objects that have a wavelength longer than visible light and are invisible to the naked eye and have a temperature of more than 0 degrees in absolute temperature. Far infrared rays have a solar thermal effect compared to visible light, and materials receiving infrared rays are called heat rays because they have an effect of raising the temperature by the movement of atoms constituting the material. The characteristics of the far-infrared ray have reflection, radiation, penetration and resonance absorption effect, but analysis of the effect of the final far-infrared ray of the measurement sample evaluates the efficiency of thermal radiation. Therefore, product design should be preceded, Transmission characteristics should be minimized.

(1) 실험방법(1) Experimental method

원적외선 방사율의 측정방법은 흑체로의 온도가 40C일 때 원적외선 양을 측정하고 시료 가열로에 장착된 시료의 표면온도가 흑체로와 동일한 온도가 되었을 때, 원적외선 양을 측정하여 방사율을 구한다. The far infrared ray emissivity is measured by measuring the amount of far infrared ray when the temperature of the blackbody is 40C and when the surface temperature of the sample mounted on the sample heater reaches the same temperature as the black body, the emissivity is obtained by measuring the amount of far infrared rays.

한편 도 20은 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 대한원적외선을 측정하기 위한 장치의 개요도를 도시하고 있다.
Meanwhile, FIG. 20 shows a schematic view of an apparatus for measuring far-infrared rays on dry mortar using basalt stone sludge according to the present invention.

(2) 실험결과(2) Experimental results

원적외선 방사율과 원적외선 방사에너지 모두 유사한 추이를 보여주고 있다. 슬러지를 포함하지 않은 일반몰탈(I-0)의 원적외선 방사율은 0.921이었으나, 이후 슬러지를 포함하는 초기 (I-3과 I-6)에는 원적외선 방사율이 다소 떨어지다가 슬러지를 9% 포함하는 I-9부터는 0.925부터 시작하여 I-21에서는 0.933까지 크게 증가하고, 21%를 넘기면서 원적외선 방사율은 거의 증가하지 않았다(도 21a 참조).
Both far-infrared emissivity and far-infrared radiation energy show similar trends. The far-infrared emissivity of the general mortar (I-0) without sludge was 0.921, but thereafter the I-9 containing 9% sludge was slightly lower in the initial (I-3 and I-6) (Fig. 21A), the far-infrared ray emissivity did not substantially increase with the increase from 2125 to 0.933.

기존 타 실험결과에서 도출된 결과와 비교할 때, 기능성 건조시멘트 몰탈, 건조시멘트 몰탈, 옥첨가 몰탈, 알카리이온수 몰탈의 원적외선 방사율은 각각 0.908, 0.915, 0.918, 0.907로서 본 실험에서 도출된 값보다 다 낮은 것으로 나타났으며, 기존 실험결과를 살펴보면, 기존 시멘트몰탈에 특별한 조치를 취한 몰탈의 경우에도 원적외선 방사율의 증가는 미미했으나, 본 실험에서는 현무암 석분슬러지를 함유함으로써 기존 몰탈보다 원적외선 방출량은 0.012증가하여, 옥첨가 또는 이온수처리 몰탈보다 원적외선 방사능력은 크게 증가함을 알 수 있다(도 21b 참조). 한편 슬러지 함량이 21%를 넘어서는 시료의 경우, 원적외선 방사에너지와 원적외선 방사량의 증가추세는 미미하였다.
The far infrared emissivities of functional dry cement mortar, dry cement mortar, jade add mortar and alkaline ionized water mortar were 0.908, 0.915, 0.918 and 0.907, respectively, which were lower than those obtained from the present experiment In the present experiment, the amount of far infrared ray emission increased by 0.012 compared with that of existing mortar by containing basalt stone sludge in this experiment, The far infrared ray radiation ability is greatly increased as compared with the addition of the oxides or the ionized water treatment mortar (see FIG. 21B). On the other hand, in the case of the samples with the sludge content exceeding 21%, the increasing trend of the far infrared ray radiation amount and the far infrared ray radiation amount was insignificant.

따라서, 시멘트몰탈제작 시 골재량의 21%를 현무암석분으로 대체할 경우, 원적외선 방사량 및 원적외선 방사에너지량은 기존 시멘트몰탈의 방사율 0.921보다 1.3% 증가한 0.933까지 증가하였다. 이와같은 원적외선방사율의 증가량은 기존 타 재료를 함유한 시멘트 몰탈의 원적외선 방사율 증가량보다 훨씬 큰 수치로서, 현무암석분을 시멘트몰탈에 배합하는 것만으로도 원적외선 방사량에 긍정적인 영향을 미침을 보여주고 있다.
Therefore, when 21% of the aggregate is replaced with basaltic stone, the amount of far - infrared radiation and far - infrared radiation increased to 0.933, 1.3% higher than the emissivity of 0.921 of the existing cement mortar. The increase in the far-infrared emissivity is much larger than the increase in the far-infrared emissivity of the cement mortar containing the other materials. The combination of the basalt stone with the cement mortar positively affects the far-infrared radiation dose.

■ 음이온 방사량 실험■ Anion emission experiment

(가) 실험방법(A) Experimental method

본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 대한 시험방법은 한국건설생활환경연구소의 KICM-FIR-1042에 따랐으며, 실험대상은 물리적 실험을 수행한 모든 배합(I-0, I-3, I-6, I-9, I-12, I-15, I-18, I-21, I-30, I-40)을 대상으로 하였다.
The test method for dry mortar using basalt stone sludge according to the preferred embodiment of the present invention was in accordance with KICM-FIR-1042 of the Korea Institute of Construction & Environment, and the test objects were all the formulations (I-0 , I-3, I-6, I-9, I-12, I-15, I-18, I-21, I-30 and I-40.

전하입자 측정장치를 이용하여, 21C3C, 습도 55%15%, R.H.는 75/cc 조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온수로 표시하였고, 음이온을 측정하기 위한 장비는 일본에서 제작한 DEMPA Ion Tester로서 측정범위는 1 ~ 100만 (개/cc), 이동도는 0.4

, 시료흡입량은 60

의 성능을 갖춘 측정장비이다.
The measurement was carried out using 21C3C, humidity 55% 15% and RH 75 / cc using a charge particle measuring device. Anion released from the measurement object was measured and expressed as ionized water per unit volume. Equipment for measuring anion was Japan DEMPA Ion Tester, manufactured by Mitsubishi Electric Corporation, has a measurement range of 1 to 1,000,000 (pieces / cc) and a mobility of 0.4

, The sample intake amount is 60

Performance measurement equipment.

(2) 실험결과(2) Experimental results

슬러지를 포함하지 않은 일반 몰탈의 음이온 방사량은 76개/

이고, 초기 3%의 슬러지를 배합한 시료에서는 음이온 방사량이 85개/

까지 급격하게 증가하였다가, 6%, 9%, 12%까지 83개/

과 85개/

사이에 분포하였으며, 15%일 때 다시 감소한 후 증가하는 양상을 보였다(도 22 참조). 슬러지가 포함된 모든 시료는 슬러지가 포함되지 않은 시료보다 음이온 방사량이 큰 것으로 나타났으나, 슬러지 포함량에 따른 음이온 방사량의 증가의 추세는 명확히 나타나지 않았으나, 슬러지가 함유된 몰탈의 음이온 방사량이 현무암 자체에서 발생하는 음이온 방사량 (81개/

)보다 큰 원인은, 현무암 자체로 음이온방사량을 실험하였으나, 몰탈 시료는 표면에 잔존하는 슬러지가 음이온 방사량에 영향을 끼쳐서 현무암의 음이온 방사량보다도 높게 나타난 것으로 보인다.
The amount of negative ions emitted from the general mortar containing no sludge was 76 /

. In the samples containing the initial 3% sludge, the anion emission amount was 85 /

, And increased to 6%, 9%, and 12% to 83 /

And 85 /

(15%), and then increased again (see FIG. 22). Although all the samples containing sludge showed higher anion emission than samples without sludge, the tendency of increasing the anion emission by the sludge content was not clear, but the anion emission of the mortar containing sludge was higher than that of the basalt (81 /

), But the mortar sample showed higher sludge remaining on the surface than the anion emission of basalt, because it affects the anion emission rate.

따라서, 드라이몰탈에서 모래가 차지하는 부분을 현무암 석분슬러지로 일부 대체한 결과, 석분의 함량과 음이온 방사량 사이의 일관된 상관성을 파악할 수는 없었으나, 석분 슬러지를 함유하고 있지 않은 몰탈보다 음이온 발생량이 다소 증가함을 확인할 수 있었다.
Therefore, as a result of partial substitution of sand with sandstone in dry mortar, we could not find a consistent correlation between the content of minerals and the amount of minus ions, but the amount of minus ions was slightly higher than that of mortar containing no sludge sludge .

■ 단열성능 실험■ Insulation performance experiment

(가) 실험, 방법(A) Experiment, method

본 발명의 선호적인 실시예에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 대한 단열성능 실험은 한국건설생활기술연구소에 의뢰하여 한국기술표준의 KS L 9016 : 2010에 따라 수행되었다.
The insulation performance test of dry mortar using basalt stone sludge according to the preferred embodiment of the present invention was carried out according to KS L 9016: 2010 of the Korean technical standard commissioned by Korea Institute of Construction Technology.

실험편의 크기는 가로 x 세로 x 두께 = 300mm x 300mm x 30mm 의 크기이며, 열전도율 측정은 평판열류계법을 사용하였다. 시험체를 통과하는 열류량을 열류계를 사용하여 측정하고, 그때의 시험체 온도 차를 측정하여 열전도율을 구하는 방법으로 시험체와 거의 동등한 치수와 열전도율을 갖는 고정판이 필요하였다. 열전도율을 측정하기 위해 도 23과 같이 고열판, 저열판, 고열원, 저열원, 온도측정기, 열류측정기 등이 필요하며, 고열판 및 저열판은 정사각형으로, 전열성이 좋은 금속판으로 그 시험체와 접하는 면은 도장 또는 보호시트에 의해 방사율을 0.8 이상으로 조정하였다. 온도 분포의 산포는 유효측정영역에서 정상상태에서의 시험체 양 표면온도 차의 1% 이하, 전체적으로는 3% 이하여야 한다.
The size of the test piece was measured as width x length x thickness = 300mm x 300mm x 30mm and the thermal conductivity was measured by the plate heat flow method. A fixing plate having dimensions and thermal conductivity almost equal to those of the test body was required by measuring the heat flow rate through the test body by using a heat flow meter and measuring the temperature difference of the test body at that time to obtain the thermal conductivity. In order to measure the thermal conductivity, a hot plate, a low heat plate, a high heat source, a low heat source, a temperature measuring instrument, a heat flow meter, and the like are required as shown in FIG. 23. The high heat plate and the low heat plate are square, The surface was adjusted to emissivity of 0.8 or more by painting or protective sheet. The distribution of the temperature distribution shall be less than 1% of the surface temperature difference between the test specimens in the steady state, and not more than 3% of the total, in the effective measurement area.

열류계의 감도계수는 다음과 같다. The sensitivity coefficient of the thermal system is as follows.

(나) 측정방법(B) Measurement method

시험체의 양표면에 유효측정영역 1곳 이상의 온도측정개수의 열전대 온도측정 접점을 설치하고, 전체를 고정한다. 시험체 주위를 충분히 단열한 후, 항온조에 수용하여 온도유지한다. 시험체 양면에 10C이상의 온도 차 부여하는데, 이때 각 표면 온도는 각각 면에 설치한 열전대가 표시하는 온도의 산술평균값이다. 10 ~ 30분 간격으로 열류계의 출력 및 시험체의 표면온도 측정한다. 정상상태에서 30분 간격으로 측정한 3곳의 측정값에서 위 식에 따라 산출한 값의 최대값과 최소값이 평균값에 대하여 1%이상 차이가 없는 것이 확인되면 측정 종료한다. 측정종료 후 시험체의 이상유무 확인한다.
At least one thermocouple temperature measurement contact of the effective measurement area is installed on both surfaces of the specimen, and the whole is fixed. After sufficient heat insulation around the specimen, it is housed in a thermostatic chamber and maintained at a temperature. On both sides of the specimen, a temperature difference of at least 10 ° C is applied, where each surface temperature is an arithmetic mean value of the temperature indicated by the thermocouple installed on the surface. Measure the output of the heating system and the surface temperature of the test body at intervals of 10 to 30 minutes. If it is confirmed that the maximum value and the minimum value of the values calculated according to the above formula are not different by more than 1% with respect to the average value in the three measurement values measured at the intervals of 30 minutes in the steady state, the measurement is terminated. After completion of the measurement, check whether there is an abnormality in the test body.

열전도율는 다음의 식에 따라 산출한다. The thermal conductivity is calculated according to the following formula.

(3) 실험결과(3) Experimental results

물리적 특성실험 결과로부터 가장 우수한 품질을 보여준 I-21 (슬러지를 21% 함유한 몰탈)과 I-0 (슬러지를 포함하지 않는 몰탈)에 대해 단열실험을 수행하였다. 아래 표와 같이 I-0 몰탈의 경우 0.66 W/(mK), I-21은 0.596 W/(mK)로서 슬러지를 함유한 몰탈의 열전도율이 다소 떨어져 단열 성능이 다소 있을 것으로 판단되었다. 그러나, 두 경우 모두 열전도율 시험기의 측정범위 (0.005 ~ 0.43 W/(mK))를 벗어남에 따라 단열재로서는 통상적인 단열효과만을 갖추는 것으로 나타났다.
Physical properties Insulation tests were performed on I-21 (mortar containing 21% sludge) and I-0 (mortar not containing sludge) which showed the best quality from the test results. As shown in the table below, the thermal conductivity of mortar containing sludge is somewhat lower than that of I-0 mortar and 0.96 W / (mK) and I-21 is 0.596 W / (mK), respectively. However, in both cases, it was found that the thermal insulation of the thermal insulation was only insulated by the thermal insulation of the thermal conductivity meter (0.005 ~ 0.43 W / (mK)).

따라서 일반몰탈보다 슬러지를 함유하면, 어느 정도 열전도율이 저하되기는 하지만, 단열재로서는 통상적인 실험결과만을 보여주었다. 기존 현무암의 경우, 현무암 내부에 분포된 무수한 공극이 열전도율을 떨어뜨리는 효과가 있으나, 현무암 슬러지로 몰탈을 만들면 공극이 모두 사라지기 때문에 단열효과의 측면에서는 통상적인 효과만을 보여주는 것으로 판단되었다.
Therefore, when the sludge is contained in a mortar rather than a general mortar, thermal conductivity is lowered to a certain extent, but only usual experimental results are shown as a heat insulating material. In the case of the existing basalt, the innumerable pores distributed within the basalt have the effect of lowering the thermal conductivity. However, when the basalt sludge is used as the mortar, all voids disappear.

상기한 실험결과를 통해서 확인한 결과, 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 있어서 슬러지 대체율이 21%에 이를 때까지 휨인장강도는 지속적으로 증가하였으며, 이후에는 슬러지를 추가로 배합하더라도 28일 강도에는 큰 차이가 없었고, 오히려 조기강도가 저하되는 현상이 나타났다. 또한 슬러지 대체율이 21%에 이르렀을 때까지 압축강도가 증가하였으며, 그 이후에는 슬러지 대체에 따른 증가효과는 나타나지 않았으며, 현무암질 석분 슬러지는 보통 포틀랜드시멘트와 유사한 화학성분을 함유하고 있으며, 보통 석분슬러지보다 Cao의 함량이 6배정도 많은 것으로 확인되었다.
As a result of the above test results, the bending tensile strength of the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention was continuously increased until the sludge replacement ratio reached 21%. After that, even if the sludge was further added, There was no significant difference in strength, but the early strength was lowered. In addition, the compressive strength increased until the sludge replacement rate reached 21%, and thereafter, the increase effect of sludge replacement was not observed. Basalt stone sludge usually contains chemical components similar to Portland cement, It was confirmed that the content of Cao was 6 times larger than that of sludge.

한편 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 있어서 XRD 및 SEM 결과를 바탕으로 몰탈의 강도 저하를 최소화함과 동시에 경제성을 고려할 때, 현무암 석분슬러지의 대체율을 21%로 했을 때 가장 적절한 것으로 나타났으며, 현무암석분의 대체율이 증가할수록 원적외선 방사율은 지속적으로 증가하였는데, 이는 기존 타재료를 함유한 시멘트 몰탈의 원적외선 방사율의 증가추세보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. 또한 드라이몰탈에서 모래가 차지하는 부분을 현무암 석분슬러지로 일부 대체한 결과 석분의 함량과 음이온 방사량 사이에 일관된 상관관계를 찾을 수는 없었으나, 일반시멘트몰탈보다는 음이온 발생량이 다소 증가함을 확인할 수 있었다.
Based on the XRD and SEM results of the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention, it is most appropriate when the substitution ratio of the basalt stone sludge is 21% considering the economical efficiency of the mortar and the reduction of the strength of the mortar. As the substitution rate of basalt rocks increased, the far infrared ray emissivity increased steadily, indicating that the far infrared ray emissivity of cement mortar containing other materials was much higher than the increase. It was also found that the amount of sand produced in dry mortar was partially replaced with basalt stone sludge, but there was no consistent correlation between the amount of anion and the amount of abundant minerals.

따라서 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈의 제작 및 보관 방법과 관련하여, 배합비율을 준수하여 완전건조상태로 재료들을 배합하도록 하며, 배합된 재료를 규격에 따라 밀봉하되 방습처리를 완벽하게 해야한다.
Accordingly, with respect to the production and storage method of dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention, the materials are blended in a completely dried state in accordance with the blending ratio, and the blended materials are sealed according to the standard, Should be.

이때 본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈에 사용되는 재료는 시멘트 조성물과 모래 조성물과 석분 조성물로 이루어지는 것이 선호되며, 상기 시멘트 조성물은 시중에 판매되는 포틀랜드 시멘트인 것이 선호되며, 모래조성물은 시중에 판매되는 일반모래로서 가급적 입도가 기준에서 제시하는 입도분포 범위이내에 들도록 해야 하며, 석분 조성물은 석재 가공공장에서 현무암 절단과정에서 발생하는 석분슬러지를 사용하는 것이 선호된다.
At this time, it is preferable that the material used for the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention is composed of a cement composition, a sand composition and a stone composition, and the cement composition is preferably Portland cement sold on the market, , It is preferable that the grain size should be within the range of the grain size suggested in the standard. It is preferred that the stone composition is used in the stone processing factory using the stone sludge generated in the basalt cutting process.

본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈의 제작방법은 배합비율이 시멘트 : 모래 : 석분 = 5kg : 11.85kg : 3.15kg로 이루어지는 것이 선호되며, 20kg 단위 포장으로서 규격봉투(또는 포대) 사용되어지며, 드라이몰탈을 제작시에는 재료를 가능한 한 최대로 건조처리한 후 배합하고, 방습처리후 규격봉투에 밀봉하여 포장되어지는 것이 선호된다.
The method of producing the dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention preferably has a blending ratio of cement: sand: ston = 5kg: 11.85kg: 3.15kg, and a standard bag (or bag) is used as a 20kg unit package , It is preferred that the dry mortar is produced by drying the material as much as possible, then blended, sealed and sealed in a standard envelope after the moisture proof treatment.

본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈의 보관방법은 드라이몰탈은 특성상 물과 접촉하면 금방 굳어 버리기 때문에 물과의 접촉은 절대 금하며, 그 사용방법은 20kg들이 1포와 물 3kg을 섞은 후, 충분히 시멘트의 수화반응이 발생하도록 배합하여 사용하도록 하며, 이때, 물은 오염되지 않은 물이어야 한다.
The dry mortar according to the present invention is stored in a dry mortar according to the present invention because contact with water is absolutely forbidden since the dry mortar tends to solidify when it comes into contact with water by nature, and the method of use is to mix 1 kg of 20 kg and 3 kg of water, It should be used in combination so that hydration reaction of cement occurs. At this time, water should be uncontaminated water.

본 발명에 따른 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈은 포장후 보존성능을 확인하여, 최대한 보존성능이 우수한 포장재질을 찾기 위해 두가지 형태로 포장하는 것이 선호되는데, 일반 화학비료를 포장하는 용도로 적용되는 투명 비닐포대에 포장하거나, 시멘트를 포장하는 포대와 동일한 재질을 사용하는 것이 선호된다. 상기 두가지 형태에 대한 포장 및 인쇄비용은 거의 비슷한 수준이다.
The dry mortar using the basalt stone sludge according to the present invention is preferable to be packaged in two forms in order to find the packing material having the maximum preservation performance by confirming the preservation performance after packaging. It is preferable to pack in a plastic bag or use the same material as the bag that packs the cement. The packaging and printing costs for both types are nearly similar.

상기에서 기술된 구성과 효과를 가진 본 발명은 다양한 방법으로 변형이 가능하며, 상기에서 기술된 내용은 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형과 수정이 가능하며, 본 발명이 속한 분야의 당업자에게 자명한 변형은 다음의 특허청구범위 범위 내에 포함되어진다.The present invention having the above-described constitutions and effects can be modified in various ways, and the above description is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope thereof.

Claims (9)

현무암 석분슬러지를 이용한 드라이몰탈에 있어서, 시멘트 조성물과 모래 조성물과 석분 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈A dry mortar using basalt stone sludge, characterized by comprising a cement composition, a sand composition and a rock composition, 제 1 항에 있어서, 상기 석분 조성물은 모래 조성물의 3% 내지 50%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈[3] The method of claim 1, wherein the calcareous composition comprises 3% to 50% of the sand composition. 제 2 항에 있어서, 상기 석분 조성물은 모래 조성물의 21%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈[3] The method of claim 2, wherein the calcareous composition comprises 21% of the sand composition. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 석분 조성물은 현무암 절단과정에서 발생하는 현무암 석분 슬러지인 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the calcareous composition is basalt stone sludge generated in a basalt trimming process. 시멘트와 모래와 석분을 배합하여 제작되어지는 현무암 석분슬러지를 이용한 드라이몰탈 100중량부에 대하여, 시멘트 조성물 25 중량부, 모래 조성물 59.25중량부 및 석분 조성물 15.75 중량부인 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈Characterized in that the cement composition comprises 25 parts by weight of the cement composition, 59.25 parts by weight of the sand composition and 15.75 parts by weight of the clay composition, based on 100 parts by weight of the dry mortar using the basalt stone dirt sludge prepared by blending cement, Dry mortar 제 5 항에 있어서, 상기 석분 조성물은 현무암 절단과정에서 발생하는 현무암 석분 슬러지인 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈[7] The method of claim 5, wherein the calcareous composition is basalt stone sludge generated in the basalt trimming process. 제 6 항에 있어서, 상기 시멘트 조성물은 포틀랜드 시멘트 인 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈The dry mortar according to claim 6, wherein the cement composition is Portland cement. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈은 비닐포장 또는 종이포장 되어지는 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈The dry mortar according to any one of claims 5 to 7, wherein the dry mortar using the basalt stone sludge is packaged in a plastic or paper bag. 시멘트 조성물 5kg, 모래 조성물 11.85kg, 석분 조성물 3.15kg 으로 이루어지는 시멘트와 모래와 석분을 배합하여 제작되어지는 현무암 석분슬러지를 이용한 드라이몰탈 20kg마다 물 3kg을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 현무암 석분 슬러지를 이용한 드라이몰탈 사용방법A cement composition consisting of 5 kg of a cement composition, 11.85 kg of a sand composition, 3.15 kg of a limestone composition, and 3 kg of water per 20 kg of dry mortar using basalt stone sludge prepared by blending sand and limestone. How to use dry mortar

Images