석탄회, 반응자극제, 물유리 및 보강용 신소재를 활용한다기능 자원순환형 해양생태 친화 콘크리트의 제조방법

출원번호 : 10-2007-0125951 (출원일: 2007-12-06)

등록번호 : 10-0837809 (등록일: 2008-06-05)

특허권자 : 충남대학교산학협력단

요약 : 본 발명은 근래 국내산업 및 경제규모의 비약적인 성장과 더불어 전력소비량의 급증 및 화력발전소의 전력생산 의존도의 증가로 매년 발생량이 증가하고 있어 그 처리방안의 모색이 절실한 실정인 석탄회를 고부가가치의 해양생태 친화 콘크리트용 사용재료(결합재, 잔골재 및 굵은골재)로 유효 재활용하고, 석탄회의 실리카용해 속도 증진과 알칼리 활성화를 위한 반응자극제, 물유리 및 고기능 신소재를 석탄회 활용 콘크리트의 혼화재료 및 보강재로 사용함으로서 석탄회의 유효 활용량을 극대화 시키며, 이러한 석탄회를 대량 활용한 콘크리트를 최근 지구 온난화 현상과 무분별한 개발 및 각종 오염 등에 의해 훼손 및 파괴된 연안 환경을 복원시키기 위한 해양생태 친화형 콘크리트 구조물(인공해양목장 조성을 위한 어초·어소블록, 해양림 및 인공해양산맥 구축을 위한 해조블록, 연안시설의 보호 및 해양생태계와 육상생태계의 단절초래 문제 개선을 위한 해양생태 소파블록 및 옹벽구조물)에 적용시킴으로서 폐자원의 재활용을 통한 환경보전, 천연자원의 고갈방지 및 연안 해역 생태계를 활성화 시키는 석탄회, 반응자극제, 물유리 및 보강용 신소재를 활용한 다기능 자원순환형 해양생태 친화 콘크리트의 제조방법에 관한 것이다.

대표청구항 : 혼합시멘트로서 밀도 2.8∼3.3g/cm3, 분말도 3,000∼4,500cm2/g, 오토클레이브 팽창도 0.2% 이하, 염기도 1.4이상이며, 주성분이 CaO 40∼47질량%, SiO2 33∼37질량%, Al2O3 15∼18질량%, MgO 3∼5질량%, Fe2O3 0.5∼3질량%, SO3 0.1∼3질량%인 고로슬래그 미분말의 함량이 5∼70질량%인 고로슬래그시멘트나; 밀도 3.05∼3.2g/cm3, 분말도 2,800∼3,600cm2/g, 오토클레이브 팽창도 0.8%이하이고 주성분이 CaO 60∼67질량%, SiO2 19∼26질량%, Al2O3 5∼8질량%, Fe2O3 3∼6질량%, MgO 2∼5질량%, SO3 1.5∼3.5질량%, Ig.loss 2∼3질량%인 보통포틀랜드시멘트;를 사용하고 산업폐기물의 유효활용을 위한 시멘트 대체재료로서 입도 범위가 1∼500㎛이고, 밀도 1.9∼2.4g/cm3, 블레인방법에 의한 비표면적 2,800∼5,400cm2/g, 45㎛체잔분 40%이하, 화학적 주요성분이 SiO2 58∼68질량%, Al2O3 24∼30질량%, Fe2O3 5∼8질량%, CaO 2∼4질량%, MgO 0.5∼2질량%, Na2O 0.3∼1.5질량%인 석탄회 미분말을 시멘트 대체비(질량비)로 1.0∼80.0질량% 혼입·사용하고, 석탄회 미분말의 반응촉진 및 활성화를 위한 반응자극제로서 백색분말형태이며, 순도가 96% 이상인 NaOH나 또는 순도 97.5% 이상인 NaCl을 시멘트와 석탄회 미분말의 혼합물에 대한 질량비로 0.02∼10질량% 첨가하여 사용하고, 시멘트와 석탄회 미분말의 알칼리 활성화를 통한 콘크리트 경화체의 소요강도 확보 및 강도증진을 위하여 밀도 1.38∼2.0g/cm3, 물불용분 0.2%이하, 몰비가 2.0∼3.4, pH 12∼13인 액상의 물유리를 시멘트와 석탄회 미분말의 혼합물에 대한 질량비로 0.05∼25질량% 첨가하여 사용하고, 굵은골재는 입도범위가 5∼45mm이며, 밀도 2.40∼2.95g/cm3, 단위용적질량 1,500∼1,850kg/m3, 흡수율 0.2∼3.0%, 실적률 50.0∼67.0%인 부순돌 또는 밀도 2.20∼2.75g/cm3, 단위용적질량 1,200∼1,700kg/m3, 흡수율 0.8∼4.5%, 실적률 46.0∼65.0%인 석탄회 굵은골재를 부순돌에 대한 대체비(용적비)로 0.5∼100Vol.% 혼입·사용하고, 잔골재는 입도범위가 5mm이하이며, 밀도 2.2∼2.8g/cm3, 흡수율 0.3∼3.0%, 단위용적질량 1,400∼1,750kg/m3인 모래 또는 밀도 2.0∼2.6g/cm3, 단위용적질량 1,200∼1,450kg/m3, 흡수율이 0.5∼4.5%인 석탄회 잔골재를 모래에 대한 대체비(용적비)로 0.2∼75Vol.% 혼입·사용하며, 콘크리트의 강도 및 내구성능 증진을 위한 보강용 혼화재로서, 고형분 함량이 46∼50질량%, 밀도 1.1∼1.3g/cm3, pH 9∼10, 점도가 25∼80mPa·s인 액상의 아크릴 에멀젼계 폴리머 분산제를 시멘트와 석탄회 미분말의 혼합물에 대한 대체비(질량비)로 1.0∼20질량% 혼입하여 사용하거나, 밀도 2.0∼2.5g/cm3, 분말도 240,000∼300,000cm2/g이고 화학적 주요성분이 SiO2 90∼94질량%, Fe2O3 2.0∼5.0질량%, Al2O3 1.5∼3.0질량%, CaO 0.3∼1.8질량%, etc. 2.0∼4.0질량%인 실리카퓸을 시멘트와 석탄회 미분말의 혼합물에 대한 대체비(질량비)로 1.0∼30질량% 혼입하여 사용하고, 콘크리트의 워커빌리티 향상, 강도개선 및 내동해성 개선을 위한 콘크리트용 혼화제로서 고성능 유동화제 또는 고성능 AE감수제를 결합재에 대한 질량비로 0.2∼2.5질량% 첨가하여 사용하고, 물-결합재비를 35∼55%, 공기량을 3.0∼6.0%, 단위 결합재량(콘크리트 1M3당 결합재량)을 300∼520kg, 콘크리트 1M3당 전체골재의 절대용적이 55∼80%, 잔골재율을 40∼60%로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 다기능 자원순환형 해양생태 친화 콘크리트의 제조방법.

상세링크 : http://newsd.wips.co.kr/wipslink/api/dkrdshtm.wips?skey=3508042000589