KR20200113890A - 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물 - Google Patents

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Abstract

보일러 애시가 혼합된 본 발명의 유동성 조성물은 이산화탄소 포집물 10 ~ 15 중량%; 보일러 애시 30 ~ 40 중량%; 슬래그 40 ~ 50 중량%; 활성화제 4 ~ 7 중량%; 급결제 1 ~ 3 중량%;를 포함하되, 상기 보일러 애시는 연소매체로 석탄과 석회석을 사용하되, 지속적으로 열을 순환시켜 석탄과 석회석을 완전 연소시키는 순환 유동층 보일러에서 생성된 것이다.
본 발명의 조성물은 환경오염을 유발하는 시멘트를 전혀 사용하지 않는 특징이 있다. 본 발명은 조성물의 바인더로 이산화탄소 포집물과 슬래그를 사용한다.
아울러, 슬래그를 바인더로 사용하기 때문에 시멘트를 바인더로 사용하는 기존 고화재 및 지반 개량재의 급격한 강도저하의 문제, 초기 강도발현의 문제를 해결할 수 있다.

Description

보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물{FLOWABLE MATERIAL USING BOILER ASH}
본 발명은 건설분야에 관한 것으로서, 상세하게는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물에 관한 것이다.
지중 매설관, 기초공, 지하구조물은 구조물이 완성된 이후에 일부 구간에 터파기된 흙을 되메워야 한다. 되메우기 구간에 충전되는 흙은 소요 강도를 확보해야 하기 때문에 터파기된 흙을 개량하여 되메우기 하는 경우가 일반적이다.
일반적으로 흙을 개량할 때는 고화제를 사용하는데. 되메우기 공간이 협소한 경우나 다짐장비를 운영하기 곤란한 경우에는 되메우기 된 지반을 다질 수 없기 땐문에 강성확보가 어려웠다. 특히, 고화제에 의해 개량된 흙은 유동성능이 저하되어 되메우기 구간에 완전 충전되지 않는 문제가 있어왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, 터파기된 흙과 함께 혼합되어 유동성이 우수하고, 적은 다짐으로도 다짐 성능이 우수한 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물을 제시한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 보일러 애시가 혼합된 본 발명의 유동성 조성물은 이산화탄소 포집물 10 ~ 15 중량%; 보일러 애시 30 ~ 40 중량%; 슬래그 40 ~ 50 중량%; 활성화제 4 ~ 7 중량%; 급결제 1 ~ 3 중량%;를 포함하되, 상기 보일러 애시는 연소매체로 석탄과 석회석을 사용하되, 지속적으로 열을 순환시켜 석탄과 석회석을 완전 연소시키는 순환 유동층 보일러에서 생성된 것이다.
상기 보일러 애시는 비중이 2.6~2.8 이고, 분말도가 5,800~6800 ㎠/g 인 것이 바람직하다.
상기 보일러 애시는 상기 보일러 애시의 중량을 기준으로, 이산화규소(SiO2) 0.08~0.12 중량부; 알루미나(Al2O3) 0.03~0.06 중량부; 산화칼슘(CaO) 0.4~0.5 중량부; 산화철(Fe2O3) 0.14~0.18 중량부; 산화마그네슘(MgO) 0.002 ~ 0.01 중량부; 삼산화황(SO3) 0.18~0.22 중량부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이산화탄소 포집물은 공장에서 배출되는 배기가스(10)를 수산화나트륨(NaOH)이 용해된 액체(20)에 통과시켜, 상기 배기가스(10)에 포함된 이산화탄소(CO2)가 상기 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 생성된 탄산칼슘(CaCO3)(30)인 것이 바람직하다.
상기 이산화탄소 포집물은 상기 배기가스(10)를 포집하는 포집단계; 상기 배기가스(10)를 상기 액체(20)가 충전된 제1 산기장치(100)에서 처리하는 전처리단계; 상기 전처리단계를 통과한 상기 배기가스(10)를 상기 액체(20)가 충전된 제2 산기장치(200)에서 처리하는 본처리단계;를 포함하는 과정으로 생산된 것이 바람직하다.
상기 전처리단계 및 상기 본처리단계는 상기 배기가스(10)를 미세 버블로 상기 제1 산기장치(100) 및 상기 제2 산기장치(200)에 공급하는 것이 바람직하다.
상기 제1 산기장치(100)와 상기 제2산기장치(200)에는 상기 이산화탄소(CO2)가 상기 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 침전된 상기 탄산칼슘(CaCO3)(30)을 회수하는 탄산칼슘 회수장치(300)가 각각 설치된 것이 바람직하다.
상기 회수장치(300)에 회수된 상기 탄산칼슘(CaCO3)(30)은 탈수장치(400)에서 탈수되고, 건조장치(500)로 이동되어 건조되는 것이 바람직하다.
본 발명은 조성물의 바인더로 슬래그와 이산화탄소 포집물을 사용하기 때문에 시멘트를 사용하지 않는 친환경 조성물이다.
아울러, 초기강도와 장기강도를 유지하면서 유동성을 확보하여 다짐이 어려운 현장에도 적용이 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이산화탄소 포집물 생산과정 모식도.
본 발명에 의한 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 첨부표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물에 관하여 상세히 설명한다.
보일러 애시가 혼합된 본 발명의 유동성 조성물은 이산화탄소 포집물 10 ~ 15 중량%; 보일러 애시 30 ~ 40 중량%; 슬래그 40 ~ 50 중량%; 활성화제 4 ~ 7 중량%; 급결제 1 ~ 3 중량%;를 포함하되, 상기 보일러 애시는 연소매체로 석탄과 석회석을 사용하되, 지속적으로 열을 순환시켜 석탄과 석회석을 완전 연소시키는 순환 유동층 보일러에서 생성된 것이다.
본 발명의 조성물은 환경오염을 유발하는 시멘트를 전혀 사용하지 않는 특징이 있다. 본 발명은 조성물의 바인더로 보일러 애시와 이산화탄소 포집물을 사용한다.
아울러, 본 발명은 보일러 애시와 이산화탄소 포집물을 바인더로 사용하기 때문에 시멘트를 바인더로 사용하는 기존 고화재 및 지반 개량재 보다 환경친화적인 조성물이고, 기존 애시를 사용한 기존 고화재 및 지반 개량재 보다 급격한 강도저하의 문제, 초기 강도발현의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에 혼합되는 보일러 애시는 비중이 2.6~2.8 이고, 분말도가 5,800~6800 ㎠/g 인 것이 바람직하다.
일반적으로 생산되는 애시는 비중 2.4이고, 분말도가 4,000~4,500 ㎠/g 이다. 그러나 본원발명에 혼합되는 보일러 애시는 비중이 2.6~2.8 이고, 분말도가 5,800~6800 ㎠/g 로서, 유동성이 우수하고 반응성능이 우수한 장점이 있다.
또한, 본원발명의 보일러 애시는 보일러 애시의 중량을 기준으로, 이산화규소(SiO2) 0.08~0.12 중량부; 알루미나(Al2O3) 0.03~0.06 중량부; 산화칼슘(CaO) 0.4~0.5 중량부; 산화철(Fe2O3) 0.14~0.18 중량부; 산화마그네슘(MgO) 0.002 ~ 0.01 중량부; 삼산화황(SO3) 0.18~0.22 중량부;를 포함하는데 이는 일반 애시의 구성성분과는 차이가 있다.
아래 표 1은 일반 애시와 본원발명에 사용된 보일러 애시의 구성성분비이다.
SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 MgO SO3
일반 애시 63.60 21.30 4.66 4.68 0.83 1.13
보일러 애시 10.60 4.08 44.50 16.44 0.53 20.80
표 1에서와 같이 본 발명에 혼합되는 보일러 애시는 생석회(CaO)의 성분이 기존 애시보다 10배 많다. 이로 인해 조성물의 유동성과 강도발현이 향상된다.
이산화탄소 포집물은 공장에서 배출되는 배기가스(10)를 수산화나트륨(NaOH)이 용해된 액체(20)에 통과시켜, 배기가스(10)에 포함된 이산화탄소(CO2)가 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 생성된 탄산칼슘(CaCO3)(30)인 것이 바람직하다.
이 경우, 이산화탄소 포집물은 배기가스(10)를 포집하는 포집단계; 배기가스(10)를 액체(20)가 충전된 제1 산기장치(100)에서 처리하는 전처리단계; 전처리단계를 통과한 배기가스(10)를 액체(20)가 충전된 제2 산기장치(200)에서 처리하는 본처리단계;를 포함하는 과정으로 생산되는데, 전처리단계 및 본처리단계에서 공급되는 배기가스(10)는 미세 버블로 제1 산기장치(100) 및 제2 산기장치(200)에 공급된다.
공장 또는 발전소에서 배출되는 배기가스는 10~15%의 이산화탄소(CO2)를 포함하고 있다. 이 배기가스(10)는 제1 산기장치(100) 및 제2 산기장치(200)를 거치면서 배기가스(10)에 혼합된 이산화탄소(CO2)가 탄산칼슘(30)으로 생산된다.
고체상태로 생산된 탄산칼슘(30)은 제1 산기장치(100)와 제2 산기장치(200)의 바닥면에 침전되는데, 이를 회수하기 위해 제1 산기장치(100)와 제2산기장치(200)에는 탄산칼슘 회수장치(300)가 각각 설치된다.
회수장치(300)로 회수된 탄산칼슘(CaCO3)(30)은 다시 탈수장치(400)로 이송되어 탈수되고, 탈수장치(400)에서 처리된 탄산칼슘(CaCO3)(30)은 다시 건조장치(500)로 이송되어 건조되어 진다.
10 : 배기가스 20 : 액체
30 : 탄산칼슘 100 : 제1 산기장치
200 : 제2 산기장치 300 : 회수장치
400 : 탈수장치 500 : 건조장치

Claims (8)

  1. 이산화탄소 포집물 10 ~ 15 중량%;
    보일러 애시 30 ~ 40 중량%;
    슬래그 40 ~ 50 중량%;
    활성화제 4 ~ 7 중량%;
    급결제 1 ~ 3 중량%;를 포함하되,
    상기 보일러 애시는
    연소매체로 석탄과 석회석을 사용하되, 지속적으로 열을 순환시켜 석탄과 석회석을 완전 연소시키는 순환 유동층 보일러에서 생성된 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보일러 애시는 비중이 2.6~2.8 이고, 분말도가 5,800~6800 ㎠/g 인 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보일러 애시는 상기 보일러 애시의 중량을 기준으로,
    이산화규소(SiO2) 0.08~0.12 중량부;
    알루미나(Al2O3) 0.03~0.06 중량부;
    산화칼슘(CaO) 0.4~0.5 중량부;
    산화철(Fe2O3) 0.14~0.18 중량부;
    산화마그네슘(MgO) 0.002 ~ 0.01 중량부;
    삼산화황(SO3) 0.18~0.22 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이산화탄소 포집물은
    공장에서 배출되는 배기가스(10)를 수산화나트륨(NaOH)이 용해된 액체(20)에 통과시켜,
    상기 배기가스(10)에 포함된 이산화탄소(CO2)가 상기 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 생성된 탄산칼슘(CaCO3)(30)인 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이산화탄소 포집물은
    상기 배기가스(10)를 포집하는 포집단계;
    상기 배기가스(10)를 상기 액체(20)가 충전된 제1 산기장치(100)에서 처리하는 전처리단계;
    상기 전처리단계를 통과한 상기 배기가스(10)를 상기 액체(20)가 충전된 제2 산기장치(200)에서 처리하는 본처리단계;를 포함하는 과정으로 생산된 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전처리단계 및 상기 본처리단계는
    상기 배기가스(10)를 미세 버블로 상기 제1 산기장치(100) 및 상기 제2 산기장치(200)에 공급하는 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산기장치(100)와 상기 제2산기장치(200)에는
    상기 이산화탄소(CO2)가 상기 수산화나트륨(NaOH)과 반응하여 침전된 상기 탄산칼슘(CaCO3)(30)을 회수하는 탄산칼슘 회수장치(300)가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회수장치(300)에 회수된 상기 탄산칼슘(CaCO3)(30)은 탈수장치(400)에서 탈수되고, 건조장치(500)로 이동되어 건조되는 것을 특징으로 하는 보일러 애시가 혼합된 유동성 조성물.
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