KR101801966B1 - A Solidification Agent Comprising Acid-Treated Waste Oyster Shell And Construction Method Using The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 황산처리된 굴패각을 포함하는 고화재에 관한 것으로, 처리하기 어려운 천연 굴패각과 재활용되지 못하고 매립 처리되던 석탄회를 경제적이고 성능이 향상된 물성의 고화재로 사용가능하게 함으로써, 폐기물을 대량 처리하여 환경보전에 기여하면서도, 시멘트와 같은 고가의 원료를 사용하지 않고, 우수한 강도의 고화재를 제공한다.The present invention relates to a fire extinguisher containing sulfuric acid-treated oyster shells, and it is possible to use a natural oyster shell which is difficult to treat, and a coal fly ash which has not been recycled, While contributing to environmental preservation, it does not use expensive raw materials such as cement, and provides high strength fire.
Description
본 발명은 황산처리된 굴패각을 포함하는 고화재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐기물인 굴패각을 고에너지를 소비하는 소성이 아닌 황산 용액으로 처리하고, 이를 친환경 재료인 황토와 적정 비율로 혼합하여 제조된 저가의 고화재 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fire extinguisher containing a sulfuric acid treated oyster shell, and more particularly, to a fire extinguisher containing a sulfuric acid treated oyster shell, and more particularly, to a fire extinguisher containing waste oyster shell by treating the waste oyster shell with a sulfuric acid solution not consuming high energy consuming high energy, And a construction method using the same.
시멘트는 산업의 근대화 과정에서 가장 중요하고 널리 사용되어 온 건설용 구조재료로, 도로, 교량, 터널, 항만, 주택, 건물 등 각종 사회간접자본의 건설에 있어 기본이 되는 재료이다. 이러한 시멘트는 석회석 등을 주원료로 하여 소성과정 즉 클링커 제조시 고온(약 1,500℃)상태에서 제조되는데, 이 과정에서 시멘트 1톤 생산당 0.7~1.0톤의 이산화탄소 가스를 배출하게 된다. 이에 따라 시멘트가 그 동안 건설산업에서 중요한 역할을 해왔음에도 불구하고 최근에는 자연 및 지구환경에 대한 부정적인 재료로 인식되는 경향이 높아지고 있다.Cement is the most important and widely used structural material for construction in the process of modernization of industry, and it is the basic material for construction of various social overhead capital such as roads, bridges, tunnels, harbors, houses and buildings. These cements are produced at the high temperature (about 1,500 ° C) during the firing process, that is, in the production of clinker, using limestone as the main raw material. In this process, carbon dioxide gas of 0.7 ~ 1.0 ton is produced per one ton of cement. Thus, although cement has played an important role in the construction industry in recent years, it has recently become increasingly recognized as a negative material for natural and global environment.
이러한 시멘트 생산량은 국내에서만 해마다 약 6,300만 톤으로, 중국에 이어 두 번째로 높은 이산화탄소를 배출하고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하고, 이산화탄소 발생량을 줄이기 위하여 설비의 효율성을 높이거나, 유연탄 대신 대체연료를 사용하거나, 석탄회 및 고로슬래그 등의 혼합시멘트를 사용하거나 시멘트를 대체하기 위한 물질 개발 연구 등의 다양한 노력이 시도되고 있다.These cement production amounts to about 63 million tons per year in Korea alone, and it is the second highest carbon dioxide emission after China. Various efforts have been made to solve these problems and to improve the efficiency of the facilities to reduce the amount of carbon dioxide generated, to use alternative fuels instead of bituminous coal, to use mixed cement such as fly ash and blast furnace slag, or to develop materials to replace cement It is being tried.
이러한 시멘트 대체물질로, 굴양식업의 부산물인 굴패각을 소성하여 생선된 생석회나 소석회를 플라이애쉬와 석고, 고로슬래그 등과 혼합하여 제조된 고화재가 공지되어 있는 바, 이는 여전히 고온의 소성 과정이 반드시 요구되고 있는 것으로, 고 에너지를 소비하고, 추가 공정비용이 발생할 뿐만 아니라 과량의 이산화탄소가 발생하는 등의 다양한 문제점이 존재한다(특허문헌 1.).As a substitute for such a cement, it is well known that the oyster shell, which is a by-product of the oyster aquaculture, is fired and mixed with fly ash, gypsum and slag, There is a variety of problems such as high energy consumption, extra processing cost, and excessive carbon dioxide generation (Patent Document 1).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시멘트를 사용하지 않으면서, 폐기물인 천연 굴패각을 소성과정없이 사용함으로써 생산비용이 절감되며, 우수한 작업성 및 강도의 안정성을 모두 확보할 수 있는 고화재를 제공하는 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a waste ointment which is capable of reducing production costs by using natural oyster waste as a waste without using cement, And provide a fire that can be secured.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 다른 목적은 상기 고화재를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and another object of the present invention is to provide a construction method using the fire.
상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명은 (a) 황산처리된 굴패각 30 내지 50 중량%; (b) 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 5 내지 30 중량%; 및 (c) 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;을 포함하는 고화재를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention relates to a method for producing an oyster shell, comprising: (a) 30 to 50 wt% sulfuric acid treated oyster shell; (b) 5 to 30% by weight of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And (c) 30 to 40 weight percent sodium hydroxide solution.
상기 황산처리된 굴패각은 CaO 함량 40 내지 70 중량%, SO3 함량 10 내지 50 중량%, Na2O 함량 0 내지 10 중량%, SiO2 함량 2 내지 3 중량% 및 MgO 함량 0 내지 10 중량%의 화학성분을 함유하는 것을 특징으로 한다.The sulfated oyster shell has a CaO content of 40 to 70 wt%, an SO 3 content of 10 to 50 wt%, an Na 2 O content of 0 to 10 wt%, a SiO 2 content of 2 to 3 wt% and an MgO content of 0 to 10 wt% Characterized by containing a chemical component.
상기 황산처리된 굴패각은 천연 굴패각을 1 내지 10 N 농도의 황산 용액으로 처리하여 제조된 것을 특징으로 한다.The oyster treated oyster shell is characterized in that the natural oyster shell is treated with a sulfuric acid solution having a concentration of 1 to 10 N.
상기 수산화나트륨 용액은 1 내지 10 N 농도인 것을 특징으로 한다.The sodium hydroxide solution is characterized by a concentration of 1 to 10 N.
상기 다른 목적을 이루기 위하여, 본 발명은 Ⅰ) 천연 굴패각을 황산 용액으로 처리하여 황산처리된 굴패각을 제조하는 단계; Ⅱ) 상기 Ⅰ) 단계의 황산처리된 굴패각과 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 및 수산화나트륨 용액을 혼합하여 고화재를 제조하는 단계; 및 Ⅲ) 상기 Ⅱ) 단계의 고화재를 타설 및 양생하는 단계;를 포함하고, 상기 Ⅱ) 단계에서 상기 고화재는 황산처리된 굴패각 30 내지 50 중량%; 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 5 내지 30 중량%; 및 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;으로 혼합된 것을 특징으로 하는 고화재의 시공방법을 제공한다.To achieve these and other objects, the present invention provides a method for producing oyster shells comprising the steps of: i) treating a natural oyster shell with a sulfuric acid solution to prepare a sulfuric acid treated oyster shell; (II) mixing the oyster treated oyster shell of step (I) with any one selected from the group consisting of loess, fly ash, and a mixture thereof, and sodium hydroxide solution to produce a solid fire; And III) implanting and curing a fire in the step II), wherein in the step II), the fire extinguisher comprises 30 to 50 wt% of a sulfuric acid treated oyster shell; 5 to 30% by weight of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And 30 to 40% by weight of a sodium hydroxide solution.
상기 Ⅲ) 단계는 1 내지 50 ℃에서 10 내지 30일 정도 양생하여, 3.9 ㎏f/㎠, 최대 55 ㎏f/㎠까지 압축강도가 유지되는 고화재를 제조하는 것을 특징으로 한다.The Ⅲ) step is characterized in that for producing the first to the curing at 50 ℃ 10 to 30 days, 3.9 ㎏ f / ㎠, up to 55 ㎏ f / ㎠ the compressive strength is maintained up to high fire.
본 발명에 따르면, 처리하기 어려운 천연 굴패각과 재활용되지 못하고 매립 처리되던 석탄회를 경제적이고 성능이 향상된 물성의 고화재로 사용가능하게 됨으로써, 폐기물을 대량 처리하여 환경보전에 기여하면서도, 시멘트와 같은 고가의 원료를 사용하지 않고, 우수한 강도의 고화재가 제공된다.According to the present invention, it is possible to use natural oyster shell which is difficult to process and coal fly ash which has not been recycled but has been buried in a fire with high economic and performance properties, thereby contributing to environment conservation by treating waste in large quantity, A high-strength fire is provided without using the raw material.
또한, 본 발명의 황산처리된 굴패각과 황토, 석탄회 또는 이들의 혼합물 및 수산화나트륨을 포함하는 고화재에 의해 시멘트를 완전히 대체할 수 있으므로, 시멘트 제조시 발생되던 다량의 이산화탄소 발생이 줄어들 수 있고, 폐기물이던 천연 굴패각과 석탄회가 재활용되므로 매립지 확보를 위한 경제적 부담뿐만 아니라, 환경문제도 해결될 수 있다.In addition, since the cement can be completely replaced by the oyster treated oyster shell of the present invention and the fires including the loess, fly ash, or a mixture thereof and sodium hydroxide, the generation of a large amount of carbon dioxide, which is generated during the production of the cement, Natural oyster shells and coal ash are recycled, so the environmental burden as well as the economic burden for securing landfill can be solved.
도 1a는 실시예 8의 고화재로부터 제조된 후, 20일 양생과정을 통해 완성된 공시체의 사진이고, 도 1b는 실시예 9의 고화재로부터 제조된 20일 양생과정을 통해 완성된 공시체의 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 고화재를 시공하는 방법을 나타낸 공정도이다.FIG. 1A is a photograph of a specimen completed through 20 days of curing process after being manufactured from a cigarette of Example 8, FIG. 1B is a photograph of a specimen completed through a curing process of 20 days manufactured from the cigarette of Example 9 to be.
2 is a process diagram showing a method for constructing a fire according to the present invention.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
Hereinafter, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 측면은 One aspect of the present invention is
(a) 황산처리된 굴패각 30 내지 50 중량%;(a) 30 to 50% by weight of the oyster treated oyster shell;
(b) 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 5 내지 30 중량%; 및(b) 5 to 30% by weight of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And
(c) 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;을 포함하는 고화재에 관한 것으로, 이는 종래 시멘트를 대체할 수 있다.(c) 30 to 40% by weight of a sodium hydroxide solution, which can replace conventional cement.
특히, 본 발명에 사용되는 천연 굴패각은 수출과 내수시장 및 남해안지역 경제가 큰 비중을 차지하고 있는 굴 양식 산업으로부터 해마다 30만톤 정도가 발생하며, 이 중에서 약 15만톤 가량은 재활용되지 못하고 매립되거나 방치되고 있다. 이를 해결하기 위해 현재 일정부분 비료 및 굴 패묘로 재활용되는 기술이 개발되었으나 재활용의 양적인 한계, 고가의 설비투자비, 복잡한 공정, 높은 에너지 투입 및 매립지 확보 등의 재활용하는데 상당한 문제점을 지니고 있다. 따라서 천연 굴패각의 대량처리를 위한 새로운 저가의 해결방안의 제시가 시급한 실정이다. In particular, the natural oyster shell used in the present invention accounts for about 300,000 tons of oyster cultivation industry each year, which is dominated by exports, the domestic market and the southern coastal economy. Of these, about 150,000 tons are not recycled, have. In order to solve this problem, the technology has been developed to be recycled as fertilizer and oyster seedlings. However, it has considerable problems in terms of quantitative limit of recycling, expensive facility investment, complicated process, high energy input and reclamation of landfill. Therefore, it is urgent to present a new low - cost solution for mass processing of natural oyster shells.
이에, 본 발명은 폐기물인 천연 굴패각을 고 에너지를 요구한 고온의 소성과정이나, 정제과정을 거치지 않고, 간단한 산 처리 공정을 통해, 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물 중에서 어느 하나와 적정비로 혼합하고 고형화를 유도하여 자원화하는데 그 기술적 특징이 있다.Accordingly, the present invention relates to a method of mixing natural oyster waste, which is a waste, with any one of yellow loess, fly ash, and a mixture thereof at a proper ratio through a simple acid treatment process without performing a high temperature baking process or purification process requiring high energy, Which are the technical characteristics of the system.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고화재의 혼합 함량은 상기 (a) 황산처리된 굴패각과 (b) 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물 중 어느 하나가 혼합되어 있는 건조 혼합 고형물에 상기 (c) 수산화나트륨 용액을 가하여 타설에 필요한 유동성 확보와 고화에 필요한 포즐란 반응이 일어나도록 한 것이다. 상기 고화재의 점성에 따라 물을 더 첨가할 수 있다. 다만 이때 과량의 물이 첨가될 경우 오히려 강도가 감소하는 문제가 발생하기 때문에 사용용도에 따라 적정량 첨가하는 것이 중요하다.According to an embodiment of the present invention, the mixed content of the hull is selected from the group consisting of (a) an oyster treated oyster shell, (b) a dry mixed solid in which yellow loam, fly ash, Sodium hydroxide solution is added to ensure fluidity required for casting and to react with fodder required for solidification. Water may be further added depending on the viscosity of the harsh fire. However, when the excess amount of water is added at this time, the strength is reduced rather than the amount. Therefore, it is important to add an appropriate amount depending on the intended use.
상기 황산처리된 굴패각, 황토 및 석탄회는 입자 크기가 모두 10 내지 150 ㎛ 범위 내로 하고, 바람직하게는 10 내지 120 ㎛이며, 이들의 입자 형태는 구형인 것이 바람직한데, 이러한 조건을 만족하면 입자 간 인력 및 마찰력이 감소하여 유동성을 증대하는 효과를 가질 수 있다.The grafts treated with sulfuric acid, yellow loess and fly ash are all preferably in the range of 10 to 150 mu m, preferably 10 to 120 mu m, and their particle shape is preferably spherical. When these conditions are satisfied, And the frictional force is reduced and the fluidity can be increased.
상기 (a) 황산처리된 굴패각은 황산 용액으로 천연 굴패각을 처리하여 제조된 것으로, 상기 천연 굴패각의 주성분이던 CaCO3가 황산의 처리를 통해 아래 화학반응식 1과 같이 CaSO4로 변환되면서, 이를 주성분으로 하는 황산처리된 굴패각을 생성하게 된다.(A) The oyster-treated oyster shell was prepared by treating natural oyster shell with sulfuric acid solution. The CaCO 3, which is the main component of the natural oyster shell, was converted into CaSO 4 through the treatment with sulfuric acid as shown in the following chemical reaction formula 1, To produce a sulfuric acid treated oyster shell.
[화학반응식 1][Chemical reaction formula 1]
CaCO3(S) + H2SO4(aq) → CaSO4(S) + H2O(aq) + CO2↑CaCO 3 (S) + H 2 SO 4 (aq) → CaSO 4 (S) + H 2 O (aq) + CO 2 ↑
구체적으로, 상기 천연 굴패각을 산처리하기 위해 사용되는 황산 용액의 농도는 1 내지 10 N(노르말 농도)일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 10 N일 수 있다.Specifically, the concentration of the sulfuric acid solution used for acid treatment of the natural oyster shell may be 1 to 10 N (normal concentration), and preferably 5 to 10 N.
상기 황산 용액의 농도는 1 내지 10 N일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 10 N일 수 있는데, 황산의 농도가 1N에서 10 N으로 증가할수록 CaCO3가 CaSO4의 성분으로 전환되는 전환율이 증가하고 있음을 후술하는 실험예를 통해 확인할 수 있다. 다만, 황산 용액의 농도가 10 N 이상일 경우 전환율이 완만해지므로, 바람직한 산 용액의 농도는 1 내지 10 N이다.The concentration of the sulfuric acid solution may be 1 to 10 N, preferably 5 to 10 N. As the concentration of sulfuric acid increases from 1 N to 10 N, the conversion of CaCO 3 to CaSO 4 is increased Can be confirmed through an experimental example to be described later. However, when the concentration of the sulfuric acid solution is 10 N or higher, the conversion rate becomes gentle, so that the preferable concentration of the acid solution is 1 to 10 N.
가장 바람직하게는 황산 용액의 농도가 5 내지 10 N일 수 있는데, 왜냐하면 1 N은 CaO의 화학성분보다 SO3의 화학성분이 약 7:1의 비율로 존재하기 때문에 충분한 양의 CaSO4를 확보할 수 없으며 Na2O와 같은 부산물이 존재하기 때문이다. 실험예에서 후술하겠지만 황산 농도가 1 N로 처리된 굴패각을 석탄회와 혼합하여 공시체를 제조할 경우, 10 N의 황산 용액으로 처리한 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체에 비해 약 4 배정도 더 낮다.Most preferably, the concentration of the sulfuric acid solution may be between 5 and 10 N, since 1 N is present at a ratio of about 7: 1 of the chemical composition of SO 3 rather than the chemical composition of CaO, thus ensuring a sufficient amount of CaSO 4 And by-products such as Na 2 O are present. As will be described later in the experimental example, when the oyster shell treated with 1 N sulfuric acid is mixed with coal fly ash, the oyster shell treated with 10 N sulfuric acid solution is about four times lower than that prepared by mixing fly ash with coal fly ash.
다만, 황산 용액의 농도가 5 내지 10 N으로 처리된 황산처리된 굴패각에서도 사용처에 따라 적절히 선택되어 질 수 있는데 5 내지 7 N의 황산 용액으로 처리한 굴패각은 CaO의 화학성분보다 SO3의 화학성분이 약 6:3의 비율로 존재하기는 하고, 수축에 의한 분열을 방지할 수 있는 장기 팽창성에 영향을 미치는 MgO의 화학성분이 존재하지 않아 장기팽창성은 약하나, 초기강도가 10 N의 황산용액으로 처리한 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체보다 2배 정도 우수하다는 장점이 있다.However, the sulfuric acid-treated oyster treated with sulfuric acid solution at a concentration of 5 to 10 N can be appropriately selected depending on the application site. The oyster shell treated with sulfuric acid solution of 5 to 7 N has a chemical composition of SO 3 This is about 6: 3, and there is no chemical component of MgO that affects the long-term expansibility that can prevent the cracking by shrinkage. However, the initial strength is weak with 10 N sulfuric acid solution It is advantageous that the treated oyster shell is about twice as much as the specimen prepared by mixing with fly ash.
한편 8 내지 10 N의 황산 용액으로 처리된 굴패각은 Na2O와 같은 부산물은 존재하지 않으면서도 CaO와 SO3의 화학성분 비율이 1:1로 존재하며, MgO 화학성분도 5 내지 10 중량% 포함하고 있어, 초기강도는 5 내지 7 N의 황산 용액으로 처리한 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체보다 상대적으로 낮으나, 장기팽창성을 확보할 수 있다.On the other hand, the oyster shell treated with 8 to 10 N sulfuric acid solution has a chemical composition ratio of CaO and SO 3 of 1: 1 and MgO chemical composition of 5 to 10% by weight even when there is no by-product such as Na 2 O And the initial strength is relatively lower than that of the specimens prepared by mixing the oyster shell treated with the sulfuric acid solution of 5 to 7 N with the fly ash, but the long-term extensibility can be ensured.
특히 상기 1 내지 10 N 황산 용액으로 처리된 굴패각의 XRF 분석을 실시하여 측정된 화학성분은 CaO 함량 40 내지 70 중량%, SO3 함량 10 내지 50 중량%, Na2O 함량 0 내지 10 중량%, SiO2 함량 2 내지 3 중량% 및 MgO 함량 0 내지 10 중량%인 것일 수 있고, 바람직하게는 상기 5 내지 10N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각의 XRF 분석을 실시하여 측정된 화학성분은 CaO 함량 40 내지 65 중량%, SO3 함량 30 내지 50 중량%, Na2O 함량 0 중량%, SiO2 함량 2 내지 3 중량% 및 MgO 함량 0 내지 10 중량%인 것일 수 있는데, 최종 완성된 공시체의 압축강도가 3.5 ㎏f/㎠, 최대 50 ㎏f/㎠이상의 범위를 만족하기 위해서는 CaO 함량 40 내지 65 중량%, SO3 함량 30 내지 50 중량%이면서 Na2O와 같은 부산물은 존재하지 않는 것을 사용해야 한다.In particular, the chemical components measured by the XRF analysis of the oyster shell treated with the 1 to 10 N sulfuric acid solution are 40 to 70% by weight of CaO, 10 to 50% by weight of SO 3 , 0 to 10% by weight of Na 2 O, An SiO 2 content of 2 to 3% by weight and an MgO content of 0 to 10% by weight, and preferably an X-ray analysis of the oyster shell treated with the sulfuric acid solution having the concentration of 5 to 10 N, To 65 wt%, an SO 3 content of 30 to 50 wt%, an Na 2 O content of 0 wt%, a SiO 2 content of 2 to 3 wt% and an MgO content of 0 to 10 wt% It should be used that is 3.5 ㎏ f / ㎠, up to 50 ㎏ f / in order to meet the ㎠ range or more, yet CaO content of 40 to 65% by weight, SO 3 content of 30 to 50% by weight by-products such as Na 2 O is not present.
일반적으로 천연 굴패각은 CaCO3를 주성분으로 하고 있기 때문에 이를 이용하기 위해서는 800 내지 1200 ℃의 고온에서 장시간 소성과정을 통해 CaO로 변환하여, 사용하여야만 하는데, 고 에너지가 소모되며, 과량의 이산화탄소를 배출하는 등의 환경적 경제적인 문제점들이 수반된다.In general, since natural oyster shells are made of CaCO 3 as a main component, they must be converted to CaO through firing at a high temperature of 800 to 1200 ° C. for a long period of time, and they are consumed at high energy, Environmental and economic problems.
따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 인지하고 이를 극복하고자 천연 굴패각을 처리하기 위하여 기존 고온의 소성과정을 황산 처리공정으로 대체함으로써 에너지 절감을 통해 공정비용을 현저히 낮출 수 있다.Therefore, in the present invention, in order to overcome such a problem and overcome this problem, the existing high temperature firing process is replaced with the sulfuric acid treatment process in order to process the natural oyster shell, thereby significantly reducing the process cost through energy saving.
또한 일반적으로 석탄회는 미분탄을 연료로 사용하는 화력발전소 등의 연소 보일러에서 1400 ℃의 고온연소과정에서 배출되는 석탄재로, 연간 600 만톤 발생되며 발생되는 석탄회 중에서 60%가 시멘트 재료로 재활용되고, 나머지 40% 정도는 매립되고 있는 실정이기 때문에 지속적인 연구개발이 필요하다.In general, fly ash is coal ash discharged from a combustion boiler at 1400 ℃ in a combustion boiler such as a thermal power plant that uses pulverized coal as fuel, and 60 million tons of coal ash generated annually is recycled as cement material. % Are landfilled, so continuous research and development is necessary.
이러한 환경오염문제를 야기하는 폐기물 굴패각과 석탄회(coal ash)를 대량처리할 수 있는 방법을 개발하기 위한 연구가 진행되었으나, 앞서 설명한 바와 같이, 천연 굴패각을 토목재료로 대량 소비하기 위해서는 고온(800 내지 1200 ℃)의 소성과정을 통해 소석회 형태로 전환하여야 하기 때문에 높은 에너지 비용과 막대한 공장 건설 비용이 요구되는 문제가 있지만, 본 발명은 이러한 에너지 비용을 훨씬 절감하고 있다.Researches have been conducted to develop a method for mass-treating waste oyster shells and coal ash causing such environmental pollution problems. However, as described above, in order to consume large amount of natural oyster shell as a civil engineering material, 1200 < 0 > C), it requires high energy cost and massive factory construction cost. However, the present invention saves much of the energy cost.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 황산처리된 굴패각과 (b) 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물 중 어느 하나가 혼합되어 있는 건조 혼합 고형물에 상기 (c) 수산화나트륨 용액을 가하면, 우선 아래 화학반응식 2와 같이 황산처리된 굴패각과 수산화나트륨 용액이 반응하여 소석회를 생성하고, 다음 상기 석탄회 또는 황토로부터 제공된 실리카(SiO2) 또는 알루미나(Al2O3)와 화학반응식 3 및 4의 포즐란 반응을 통해 고화물을 형성한다.According to one embodiment of the present invention, when the above-mentioned (c) sodium hydroxide solution is added to the dried mixed solids in which (a) the oyster treated oyster shell and (b) the ocher, the fly ash, As shown in the following chemical reaction formula 2, the sulfuric acid-treated oyster shell reacts with the sodium hydroxide solution to produce hydrated lime. Then silica (SiO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ) provided from the coal fly ash or the alumina It forms a solid cargo through the reaction.
[화학반응식 2][Chemical reaction formula 2]
CaSO4(S) + 2NaOH(aq) ↔ Ca2SO4(ag) + Ca(OH)2(aq) (Aq) Ca 2 SO 4 (ag) + Ca (OH) 2 (aq) CaSO 4 (S) + 2 NaOH
[화학반응식 3][Chemical reaction formula 3]
3Ca(OH)2 + 2SiO2 → 3CaO·2SiO2·3H2O 3Ca (OH) 2 + 2SiO 2 → 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O
[화학반응식 4][Chemical reaction formula 4]
3Ca(OH)2 + Al2O3 → 3CaO·Al2O3·3H2O 3Ca (OH) 2 + Al 2 O 3 → 3CaO · Al 2 O 3 · 3H 2 O
실리카와 알루미나 등의 가용성분이 상기 화학반응식 2를 상기 황산처리된 굴패각으로부터 생성된 Ca(OH)2와 고화되는 상기 화학반응식 3, 4의 반응으로 불용성 화합물 즉, 고화물을 생성하는 고화반응을 포즐란 반응이라 한다.The solubility of silica, alumina, or the like solves the solidification reaction that generates the insoluble compound, that is, solid matter, by the reaction of the chemical reaction equations 3 and 4 in which the chemical reaction formula 2 is solidified with Ca (OH) 2 generated from the sulfuric acid- It is called the reaction.
이와 같은 고화재는 상기 포즐란 반응에 의한 고화현상을 통해 충분한 압축강도를 갖도록 발현되는 등의 화학적 물리적 반응을 통해, 폐기물인 굴패각과 황토 또는 석탄회 또는 이들의 혼합물을 사용하더라도 초기에 우수한 강도를 확보할 수 있다.Such a fire can be obtained by the physical and chemical reactions such as exhibiting sufficient compressive strength through the solidification phenomenon caused by the foil reaction, and even if the waste oyster shell, loess or fly ash or a mixture thereof is used, can do.
상기 (b) 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있는데, 바람직하게는 석탄회만 첨가되거나 황토만 첨가되거나, 석탄회와 황토의 혼합물이 첨가될 수 있고, 더욱 바람직하게는 황토만 첨가되는 것이다. 왜냐하면 실리카와 알루미나를 충분량 공급하여 포즐란 반응을 유도하는 황토를 공급함에 따라 최종 완성된 공시체의 압축강도가 50 ㎏f/㎠이상 달성할 수 있기 때문이다.(B) loess, fly ash, and mixtures thereof. Preferably, only fly ash is added, only loess is added, or a mixture of fly ash and loess can be added, more preferably, Only yellow soil is added. Because the compressive strength of the final finished specimens according ocher inducing Four jeulran response to the input tray to supply a sufficient amount of silica and alumina because it can achieve more than 50 ㎏ f / ㎠.
또한 최종 완성된 공시체의 압축강도를 10 ㎏f/㎠이상으로 달성하기 위해서는 (a) 황산처리된 굴패각 40 내지 50 중량%; 및 (b) 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 10 내지 30 중량%; 및 (c) 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;으로 혼합되는 것이 바람직하다. 만약 상기 (a) 황산처리된 굴패각을 40 중량% 미만으로 배합하면 초기강도 뿐만 아니라 장기강도 또한 저하되는 문제가 발생되고, 50 중량%를 초과하여 배합하면 황산처리된 굴패각의 주성분인 CaSO4와 석탄회 또는 황토로부터 제공되는 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3) 간의 양론학적 비율이 맞지 않아, 압축강도가 현저히 저하되는 문제가 발생할 수 있다.In order to achieve the compressive strength of the final finished specimens over 10 ㎏ f / ㎠ (a) a sulfuric acid treated oyster shell 40 to 50% by weight; And (b) 10 to 30% by weight of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And (c) 30 to 40% by weight of a sodium hydroxide solution. If the (a) sulfuric acid when mixed with the treated oyster shell to less than 40% by weight, as well as the initial strength is generated a problem that long-term strength also decreases, when blended with more than 50% by weight of the main component of the sulfuric acid-treated oyster shell CaSO 4 and fly ash Or the stoichiometric ratio between silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) provided from the loess is inadequate, so that there is a problem that the compressive strength is significantly lowered.
상기 (b) 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 10 중량% 미만으로 배합하면 초기강도가 현저히 낮아지는 문제가 발생하고, 30 중량% 초과하여 배합하면 상기 황산처리된 굴패각의 함량이 상대적으로 감소하기 때문에 대상 지반의 종류에 따라 강도발현성이 크게 변동되는 문제가 발생할 수 있다.If (b) any one selected from the group consisting of clay, coal ash and mixtures thereof is added in an amount of less than 10% by weight, there arises a problem that the initial strength is significantly lowered, and when it exceeds 30% by weight The content of the sulfuric acid-treated oyster shell is relatively decreased. Therefore, there is a possibility that the intensity manifestation greatly varies depending on the kind of the target soil.
상기 (c) 수산화나트륨 용액을 30 중량% 미만으로 배합하면 상기 황산처리된 굴패각과의 반응속도가 감소하여, 균일하게 고화되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 40 중량%를 초과하여 배합되면 상기 황산처리된 굴패각과의 반응속도만 급격히 증가되며, 과량의 나트륨 이온이 포즐란 반응을 저해하기 때문에 고화재의 압축강도가 낮아지거나, 양생에 소요되는 기간이 과도하게 길어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.If the sodium hydroxide solution (c) is added in an amount of less than 30% by weight, the reaction rate with the sulfuric acid-treated oyster shell may decrease and the solution may not be uniformly solidified. And the excessive sodium ion impairs the reaction of the phosgene. Therefore, the compressive strength of the fire may be lowered, or the period of time required for curing may be excessively long.
다시 말해 본 발명에 따른 고화재는 (a) 황산처리된 굴패각 40 내지 50 중량%; 및 (b) 황토 10 내지 30 중량%; 및 (c) 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;로 혼합하는 것이 가장 바람직한데, 가장 우수한 50 ㎏f/㎠ 이상의 압축강도를 얻을 수 있기 때문이다.In other words, the fireproofing according to the present invention comprises: (a) 40 to 50% by weight sulfurized oyster shell; And (b) 10 to 30% by weight of loess; And (c) 30 to 40% by weight solution of sodium hydroxide; together is most desirable to mix in is because to obtain the most superior than 50 ㎏ f / ㎠ compressive strength.
하기 실험예에 후술하겠지만, 본 발명에 따른 고화재에서 상기 (c) 수산화나트륨 용액 농도는 1 내지 20 N까지 사용이 가능하고, 바람직하게는 압축강도가 1 N 수산화나트륨 용액을 처리하여 제조된 공시체보다 11 배 내지 15 배 더 우수한 5 내지 15 N 수산화나트륨 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 20 N을 초과한 농도의 수산화나트륨 용액을 사용할 경우 과량의 나트륨 이온이 포즐란 반응을 저해하므로 오히려 최종 완성된 공시체의 압축강도가 저하되거나, 양생에 소요되는 기간이 과도하게 길어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.As will be described later in the Experimental Example, the sodium hydroxide solution (c) can be used at a concentration of 1 to 20 N in the solidification according to the present invention, and preferably, a specimen prepared by treating a 1 N sodium hydroxide solution with a compressive strength It is preferable to use a 5 to 15 N sodium hydroxide solution which is 11 to 15 times better than the sodium hydroxide solution. If sodium hydroxide solution is used at a concentration exceeding 20 N, excess sodium ions inhibit the reaction of the phosgene, so that the compression strength of the final finished specimen may be lowered, or the period of time required for curing may become excessively long May occur.
상기 고화재는 뒷채움재로 굴착 복구하는 경우, 1 내지 50 ℃에서, 10 내지 30 일 정도 양생하면 최소 3.9 ㎏f/㎠, 최대 55 ㎏f/㎠까지 압축강도가 유지됨을 확인할 수 있고, 다짐과정이 없어도 유동성이 우수하여 무다짐 공법으로 시공이 가능하다는 장점이 있다.
The high fire When drilling recovered to backfill material, and the compressive strength in the 1 to 50 ℃, when cured for about 10 to 30 days to at least 3.9 ㎏ f / ㎠, up to 55 ㎏ f / ㎠ to determine maintained, compaction process It is advantageous in that it can be constructed by the non-compacting method.
본 발명의 다른 측면은 아래 단계들을 포함하는 고화재를 시공하는 방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for constructing a fire comprising the steps of:
Ⅰ) 천연 굴패각을 황산 용액으로 처리하여 황산처리된 굴패각을 제조하는 단계;(I) treating the natural oyster shell with a sulfuric acid solution to prepare a sulfuric acid treated oyster shell;
Ⅱ) 상기 Ⅰ) 단계의 황산처리된 굴패각과 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 및 수산화나트륨 용액을 혼합하여 고화재를 제조하는 단계; 및(II) mixing the oyster treated oyster shell of step (I) with any one selected from the group consisting of loess, fly ash, and a mixture thereof, and sodium hydroxide solution to produce a fire; And
Ⅲ) 상기 Ⅱ) 단계의 고화재를 타설 및 양생하는 단계;를 포함한다.And (III) placing and curing the fire in step (II).
상기 3 단계를 거쳐 생성된 고화재의 구성요소는 주재료 및 부재료로 구분할 수 있는데, 주재료로는 황산처리된 굴패각; 및 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나가 포함되고, 부재료로는 수산화나트륨 용액이 포함된다.The components of the fire produced through the above three steps can be classified into main ingredients and sub-materials. The main ingredients are oyster shells treated with sulfuric acid; And any one selected from the group consisting of loess, fly ash, and mixtures thereof, and the sub ingredient includes a sodium hydroxide solution.
상기 고화재는 각종 건축 및 토목공사의 뒷채움재나 시멘트 대체물질로 사용될 수 있으며, 이외에도 도로공사의 조기충제, 도로기충제, 각종 복구공사에 사용되는 시멘트 대체재로 이용될 수 있다.The fire can be used as a backfill material for various architectural and civil engineering works and as a substitute for cement. In addition, it can be used as a substitute for cement used for early repayment of road construction, road repellent, and various restoration works.
도 2는 본 발명에 따른 고화재를 시공하는 방법을 나타낸 공정도로, 이를 참조하여 아래에서 보다 구체적으로 설명한다.FIG. 2 is a process diagram illustrating a method for constructing a fire in accordance with the present invention, and will be described in detail below with reference to FIG.
우선, Ⅰ) 천연 굴패각을 황산 용액으로 처리하여 황산처리된 굴패각을 제조하는데, 구체적으로 상기 천연 굴패각은 아무것도 처리하지 않은 굴패각을 의미한다.First, I) treating a natural oyster shell with a sulfuric acid solution to produce an oyster shell treated with sulfuric acid. Specifically, the natural oyster shell refers to an oyster shell without any treatment.
상기 천연 굴패각을 황산으로 처리하기 전, 상기 천연 굴패각을 세척하고 건조한 다음, 입자 크기가 10 내지 150 ㎛ 범위를 갖도록 분쇄하여 입자간 유동성을 확보한다(도 2, 천연 굴패각을 세척 및 분쇄하는 단계).Before the natural oyster shell is treated with sulfuric acid, the natural oyster shell is washed and dried, and then pulverized to have a particle size ranging from 10 to 150 mu m to ensure intermolecular fluidity (Fig. 2, washing and crushing the natural oyster shell) .
상기 분쇄된 굴패각 분말을 황산 용액으로 처리할 수 있다.The pulverized oyster shell powder can be treated with a sulfuric acid solution.
상기 천연 굴패각을 황산 용액으로 처리하여 제조되는 과정을 통해, 상기 천연 굴패각의 주성분이던 CaCO3가 황산의 처리를 통해 아래 화학반응식 1과 같이 CaSO4로 변환되면서, 이를 주성분으로 하는 황산처리된 굴패각이 생성되게 된다(도 2, Ⅰ) 황산처리된 굴패각을 제조하는 단계).Through the process of treating the natural oyster shell with a sulfuric acid solution, CaCO 3, which is the main component of the natural oyster shell, is converted into CaSO 4 through the treatment with sulfuric acid as shown in the following chemical reaction formula 1, and a sulfuric acid- (Fig. 2, I) step of producing the oyster treated oyster shell).
[화학반응식 1][Chemical reaction formula 1]
CaCO3(S) + H2SO4(aq) → CaSO4(S) + H2O(aq) + CO2↑CaCO 3 (S) + H 2 SO 4 (aq) → CaSO 4 (S) + H 2 O (aq) + CO 2 ↑
상기 황산 용액의 농도는 1 내지 10 N일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 10 N일 수 있는데, 황산의 농도가 1N에서 10 N으로 증가할수록 CaCO3가 CaSO4의 성분으로 전환되는 전환율이 증가하고 있음을 후술하는 실험예를 통해 확인할 수 있다. 다만, 황산 용액의 농도가 10 N 이상일 경우 전환율이 완만해지므로, 바람직한 황산 용액의 농도는 1 내지 10 N이다.The concentration of the sulfuric acid solution may be 1 to 10 N, preferably 5 to 10 N. As the concentration of sulfuric acid increases from 1 N to 10 N, the conversion of CaCO 3 to CaSO 4 is increased Can be confirmed through an experimental example to be described later. However, when the concentration of the sulfuric acid solution is 10 N or more, the conversion rate is gentle, and therefore, the preferable concentration of the sulfuric acid solution is 1 to 10 N.
가장 바람직하게는 황산 용액의 농도가 5 내지 10 N일 수 있는데, 왜냐하면 1 N은 CaO의 화학성분보다 SO3의 화학성분이 약 7:1의 비율로 존재하기 때문에 충분한 양의 CaSO4를 확보할 수 없으며 Na2O와 같은 부산물이 존재하기 때문이다. 실험예에서 후술하겠지만 황산 농도가 1 N로 처리된 굴패각을 석탄회와 혼합하여 공시체를 제조할 경우, 10 N의 황산 용액으로 처리한 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체에 비해 약 4 배정도 더 낮다.Most preferably, the concentration of the sulfuric acid solution may be between 5 and 10 N, since 1 N is present at a ratio of about 7: 1 of the chemical composition of SO 3 rather than the chemical composition of CaO, thus ensuring a sufficient amount of CaSO 4 And by-products such as Na 2 O are present. As will be described later in the experimental example, when the oyster shell treated with 1 N sulfuric acid is mixed with coal fly ash, the oyster shell treated with 10 N sulfuric acid solution is about four times lower than that prepared by mixing fly ash with coal fly ash.
다만, 황산 용액의 농도가 5 내지 10 N으로 처리된 황산처리된 굴패각에서도 사용처에 따라 적절히 선택되어 질 수 있는데 5 내지 7 N의 황산 용액으로 처리한 굴패각은 CaO의 화학성분보다 SO3의 화학성분이 약 6:3의 비율로 존재하기는 하고, 수축에 의한 분열을 방지할 수 있는 장기 팽창성에 영향을 미치는 MgO의 화학성분이 존재하지 않아 장기팽창성은 약하나, 초기강도가 10 N의 황산용액으로 처리한 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체보다 2배 정도 우수하다는 장점이 있다.However, the sulfuric acid-treated oyster treated with sulfuric acid solution at a concentration of 5 to 10 N can be appropriately selected depending on the application site. The oyster shell treated with sulfuric acid solution of 5 to 7 N has a chemical composition of SO 3 This is about 6: 3, and there is no chemical component of MgO that affects the long-term expansibility that can prevent the cracking by shrinkage. However, the initial strength is weak with 10 N sulfuric acid solution It is advantageous that the treated oyster shell is about twice as much as the specimen prepared by mixing with fly ash.
한편 8 내지 10 N의 황산 용액으로 처리된 굴패각은 Na2O와 같은 부산물은 존재하지 않으면서도 CaO와 SO3의 화학성분 비율이 1:1로 존재하며, MgO 화학성분도 5 내지 10 중량% 포함하고 있어, 초기강도는 5 내지 7 N의 황산 용액으로 처리한 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체보다 상대적으로 낮으나, 장기팽창성을 확보할 수 있다.On the other hand, the oyster shell treated with 8 to 10 N sulfuric acid solution has a chemical composition ratio of CaO and SO 3 of 1: 1 and MgO chemical composition of 5 to 10% by weight even when there is no by-product such as Na 2 O And the initial strength is relatively lower than that of the specimens prepared by mixing the oyster shell treated with the sulfuric acid solution of 5 to 7 N with the fly ash, but the long-term extensibility can be ensured.
800 내지 1200 ℃의 고온에서 장시간 소성과정을 통해 처리된 굴패각은, 제조과정에 고 에너지가 소모되며, 과량의 이산화탄소를 배출하는 등의 환경적 경제적인 문제점들이 존재한다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 인지하고 이를 극복하기 위해 상술한 바와 같이 천연 굴패각을 산처리공정으로 처리함으로써 공정비용을 낮추고, 저에너지로 생성하므로 경제적으로 효율적이다.Oyster shells treated at a high temperature of 800 to 1200 DEG C for a long period of time have environmental and economical problems such as high energy consumption in the manufacturing process and excessive carbon dioxide emission. In the present invention, in order to overcome such a problem and to overcome this problem, the present invention is economically efficient because the natural oyster shell is treated with an acid treatment process to lower the process cost and generate low energy as described above.
이후, Ⅱ) 상기 Ⅰ) 단계의 황산처리된 굴패각과 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 및 수산화나트륨 용액을 혼합하여 고화재를 제조한다(도 2, Ⅱ) 고화재를 제조하는 단계). 구체적으로 상기 황산처리된 굴패각과 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물 중 어느 하나가 혼합되어 있는 건조 혼합 고형물에 상기 수산화나트륨 용액을 가하면, 아래 화학반응식 2와 같이 황산처리된 굴패각과 수산화나트륨 용액이 반응하여 소석회를 생성하고, 다음 상기 석탄회 또는 황토로부터 제공된 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3)의 화학반응식 3, 4의 포즐란 반응으로 인해 고화물을 형성한다.Thereafter, (II) a sulphate-treated oyster shell of the above step (I) and any one selected from the group consisting of loess, fly ash, and a mixture thereof and a sodium hydroxide solution are mixed to produce a fire (FIG. 2, Manufacturing step). Specifically, when the sodium hydroxide solution is added to the dry mixed solids in which the oyster-treated oyster shell, yellow loam, fly ash, or a mixture thereof is mixed, the sulfated oyster treated with sodium hydroxide solution reacts with the sodium hydroxide solution Hydrated lime is formed and solidified by the fosilan reaction of the chemical reaction formulas 3 and 4 of silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) provided from the fly ash or loess.
[화학반응식 2][Chemical reaction formula 2]
CaSO4(S) + 2NaOH(aq) ↔ Ca2SO4(ag) + Ca(OH)2(aq)(Aq) Ca 2 SO 4 (ag) + Ca (OH) 2 (aq) CaSO 4 (S) + 2 NaOH
[화학반응식 3][Chemical reaction formula 3]
3Ca(OH)2 + 2SiO2 → 3CaO·2SiO2·3H2O 3Ca (OH) 2 + 2SiO 2 → 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O
[화학반응식 4][Chemical reaction formula 4]
3Ca(OH)2 + Al2O3 → 3CaO·Al2O3·3H2O 3Ca (OH) 2 + Al 2 O 3 → 3CaO · Al 2 O 3 · 3H 2 O
상기 Ⅱ) 단계 이전에 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어 군으로부터 선택되는 어느 하나 역시, 세척하고 건조한 후, 입자 크기가 10 내지 150 ㎛, 바람직하게는 10 내지 120 ㎛가 되도록 분쇄하는 과정을 수행할 수 있다(도 2, 황토 또는 석탄회 또는 이들의 혼합물을 세척 및 분쇄하는 단계).Before step (II), any one selected from the group consisting of loess, fly ash, and mixtures thereof is washed and dried, and thereafter pulverized to have a particle size of 10 to 150 μm, preferably 10 to 120 μm (FIG. 2, washing and crushing loess or fly ash or a mixture thereof).
상기 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있는데, 바람직하게는 석탄회만 첨가되거나 황토만 첨가되거나, 석탄회와 황토의 혼합물이 첨가될 수 있고, 더욱 바람직하게는 황토만 첨가되는 것이다. 왜냐하면 실리카와 알루미나를 충분량 공급하여 포즐란 반응을 유도하는 황토를 공급함에 따라 최종 완성된 공시체의 압축강도가 50 ㎏f/㎠이상 달성할 수 있기 때문이다.It may be any one selected from the group consisting of loess, coal fly ash, and mixtures thereof. Preferably, only fly ash is added, only yellow loam is added, or a mixture of fly ash and loess can be added, . Because the compressive strength of the final finished specimens according ocher inducing Four jeulran response to the input tray to supply a sufficient amount of silica and alumina because it can achieve more than 50 ㎏ f / ㎠.
또한 최종 완성된 공시체의 압축강도를 10 ㎏f/㎠이상으로 달성하기 위해서는 황산처리된 굴패각 40 내지 50 중량%; 및 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 10 내지 30 중량%; 및 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;으로 혼합되는 것이 바람직하다.In addition to the final compressive strength of the finished specimen to achieve more than 10 ㎏ f / ㎠ the sulfate process oyster shell 40 to 50% by weight; And 10 to 30 wt.% Of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And 30 to 40% by weight of a sodium hydroxide solution.
만약 상기 황산처리된 굴패각을 40 중량% 미만으로 배합하면 초기강도 뿐만 아니라 장기강도 또한 저하되는 문제가 발생되고, 50 중량%를 초과하여 배합하면 양론학적으로 황산처리된 굴패각의 주성분인 CaSO4와 석탄회 또는 황토로부터 제공되는 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3) 간의 비율이 맞지 않아, 압축강도가 현저히 저하되는 문제가 발생할 수 있다.If the sulfuric acid treated oyster shell is blended at less than 40 wt%, the initial strength as well as the long-term strength are lowered. If the oyster shell is added in an amount exceeding 50 wt%, oxalic acid-treated oyster shell, CaSO 4 , Or the ratio of silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) provided from the loess is not matched, so that there is a problem that the compressive strength is significantly lowered.
상기 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 10 중량% 미만으로 배합하면 초기강도가 현저히 낮아지는 문제가 발생하고, 30 중량% 초과하여 배합하면 상기 황산처리된 굴패각의 함량이 상대적으로 감소하기 때문에 대상 지반의 종류에 따라 강도발현성이 크게 변동되는 문제가 발생할 수 있다.If the content of any one selected from the group consisting of clay, coal ash and mixtures thereof is less than 10% by weight, there is a problem that the initial strength is significantly lowered. When the content exceeds 30% by weight, Since the content of sulfuric acid treated oyster shells is relatively reduced, there is a possibility that the intensity manifestation fluctuates greatly depending on the kind of the target soil.
상기 수산화나트륨 용액을 30 중량% 미만으로 배합하면 상기 황산처리된 굴패각과의 반응속도가 감소하여, 균일하게 고화되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 40 중량%를 초과하여 배합되면 상기 황산처리된 굴패각과의 반응속도만 급격히 증가되며, 과량의 나트륨 이온이 존재하여 포즐란 반응을 저해하기 때문에 압축강도가 낮아지거나, 양생에 소요되는 기간이 과도하게 길어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.If the sodium hydroxide solution is added in an amount of less than 30% by weight, the rate of reaction with the sulfuric acid-treated oyster shell may decrease, resulting in a problem of not being solidified uniformly. If the sodium hydroxide solution is added in an amount exceeding 40% by weight, And the excessive sodium ion is present to inhibit the phosgene reaction, so that the compressive strength may be lowered, or the period required for curing may be excessively long.
다시 말해 본 발명에 따른 고화재는 황산처리된 굴패각 40 내지 50 중량%; 및 황토 10 내지 30 중량%; 및 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;로 혼합하는 것이 가장 바람직한데, 가장 우수한 50 ㎏f/㎠ 이상의 압축강도를 얻을 수 있기 때문이다.In other words, the fireproofing according to the present invention comprises 40 to 50% by weight of the sulfuric acid treated oyster shell; And 10 to 30% by weight of loess; And a solution of sodium hydroxide of 30 to 40% by weight; together is most desirable to mix in is because to obtain the most superior than 50 ㎏ f / ㎠ compressive strength.
하기 실험예에 후술하겠지만, 본 발명에 따른 고화재에서 상기 수산화나트륨 용액 농도는 1 내지 20 N까지 사용이 가능하고, 바람직하게는 압축강도가 1 N 수산화나트륨 용액을 처리하여 제조된 공시체보다 11배 내지 15 배 더 우수한 5 내지 15 N 수산화나트륨 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 20 N을 초과한 농도의 수산화나트륨 용액을 사용할 경우 과량의 나트륨 이온에 의해 포즐란 반응을 저해하므로 오히려 최종 완성된 공시체의 압축강도가 저하되거나, 양생에 소요되는 기간이 과도하게 길어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.As will be described later in the Experimental Example, the sodium hydroxide solution concentration can be used in the range of 1 to 20 N in the fire according to the present invention, and preferably the compression strength is eleven times greater than the specimen prepared by treating with 1 N sodium hydroxide solution To 15 times better, 5 to 15 N sodium hydroxide solution is preferably used. If sodium hydroxide solution at a concentration exceeding 20 N is used, the excessive sodium ion impairs the fosilan reaction. Therefore, the compression strength of the final finished specimen is lowered and the period of time required for curing is excessively long Problems can arise.
마지막으로 Ⅲ) 상기 Ⅱ) 단계의 고화재를 타설 및 양생한다. 상기 Ⅱ) 단계에서 제조된 고화재를 타설한 후, 1 내지 50 ℃에서, 10 내지 30 일 정도 양생하면 최소 3.9 ㎏f/㎠, 최대 55 ㎏f/㎠까지 압축강도가 유지됨을 확인할 수 있다.Finally, Ⅲ) Putting and curing the fire in Ⅱ). After the user placing a solidifying prepared in Ⅱ) step, 1 to 50 ℃, a compressive strength to determine the retained when cured for about 10 to 30 days to at least 3.9 ㎏ f / ㎠, up to 55 ㎏ f / ㎠.
또한, 본 발명의 고화재 시공방법에 있어서, 상기 Ⅱ) 단계로 고화재를 제조하여 1 내지 10일 이내에 운송이 가능하도록 긴급 공사용으로 사용하거나, 작업물량을 저장가능한 포트(port)(저장시설, 저장동) 또는 연속 와류형 믹서 이용하여 고화재를 생산하여 사용하거나, 배치식 고화처리를 위한 고정식 믹서를 이용하여 사용할 수 있다.Also, in the high-fire construction method of the present invention, it is possible to use a port (storage facility, storage facility, etc.) Or a continuous vortex type mixer, or using a stationary mixer for batchwise solidification processing.
도 1a는 실시예 8의 고화재로부터 제조된 20일 양생과정을 통해 완성된 공시체의 사진이고, 도 1b는 실시예 9의 고화재로부터 제조된 20일 양생과정을 통해 완성된 공시체의 사진으로, 두 실시예(실시예 8 및 9)로부터 제조된 공시체는 모두 균열없이 고 강도로 유지되고 있음을 확인할 수 있다.
FIG. 1A is a photograph of a specimen completed through a 20-day curing process manufactured from the fire in Example 8, FIG. 1B is a photograph of a specimen completed through a 20-day curing process manufactured from a fire in Example 9, It can be seen that all of the specimens prepared from the two examples (Examples 8 and 9) are maintained at high strength without cracking.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but the scope and content of the present invention can not be construed to be limited or limited by the following Examples. 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 of the present invention as set forth in the following claims. It is natural that it belongs to the claims.
또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
In addition, the experimental results presented below only show representative experimental results of the embodiments and the comparative examples, and the respective effects of various embodiments of the present invention which are not explicitly described below will be specifically described in the corresponding part.
제조예Manufacturing example 1 내지 3. 황산처리된 1 to 3. Sulfuric acid-treated 굴패각Oyster shell
천연 굴패각은 경남 통영 소재의 ㈜해강으로부터 입수한 것을 건조로에 넣고 90 ℃에서 건조한 후, 이를 분쇄하고, 분쇄된 천연 굴패각을 125 mesh 이하의 채에 통과시켜 선별하여 천연 굴패각 분말을 제조하였다. 상기 천연 굴패각 분말 600 g과 1 내지 10 N 황산 900 g을 혼합하고 12 시간 반응시킨 다음 여과를 통해 회수하고 이를 건조로에 넣고 90 ℃에서 건조하여 황산처리된 굴패각 분말을 제조하였다.The natural oyster shells were obtained from Haegang, Gyeongnam, Tongyoung, and dried at 90 ℃. The natural oyster shells were pulverized and passed through 125 mesh or less to prepare natural oyster shell powder. 600 g of the natural oyster shell powder and 900 g of 1 to 10 N sulfuric acid were mixed and reacted for 12 hours, and then recovered through filtration. The resulting oyster shell was dried at 90 ° C to prepare oyster powder treated with sulfuric acid.
구체적인 혼합비 및 최종 수득된 황산처리된 굴패각 분말의 중량을 표 1에 정리하였다.The specific mixing ratio and the weight of the finally obtained sulfuric acid-treated oyster shell powder are summarized in Table 1.
표 1에 나타난 바와 같이, 황산처리하기 전과 후의 천연 굴패각 중량의 차이를 나타내는데, 이는 천연 굴패각을 황산으로 처리함으로써, 화학반응식 1과 같이 상기 천연 굴패각의 주성분이던 CaCO3가 CaSO4로 변환되면서, 이를 주성분으로 하는 황산처리된 굴패각이 생성되고 있음을 의미한다.As shown in Table 1, represent the difference in handling of sulfuric acid before and after natural oyster shell weight, which as by treatment of the natural oyster shell with sulfuric acid, the CaCO which was a main component of the natural oyster shell 3 as shown in chemical equation 1, converted into CaSO 4, it Which means that the oyster-treated oyster shell as the main component is being produced.
[화학반응식 1][Chemical reaction formula 1]
CaCO3(S) + H2SO4(aq) → CaSO4(S) + H2O(aq) + CO2↑
CaCO 3 (S) + H 2 SO 4 (aq) → CaSO 4 (S) + H 2 O (aq) + CO 2 ↑
제조예Manufacturing example 4. 4. 석탄회Coal fly ash (coal ash)(coal ash)
경남 삼천포 소재 화력발전소의 석탄회 매립지에서 채취한 석탄회(coal ash)를 90 ℃에서 12 시간 건조하고 125 mesh 채에 통과시켜 선별하였다.
The coal ash collected at the fly ash landfill site of the thermal power plant in Samchonpo, Kyungnam Province was dried at 90 ℃ for 12 hours and passed through 125 mesh to select.
제조예Manufacturing example 5. 황토 5. Yellow soil
황토(clay)는 경남 산청에서 채취한 것으로 90 ℃에서 12 시간 건조하고 125 mesh 채에 통과시켜 선별하였다.
Clay was collected from Kyungnam Sancheong, dried at 90 ℃ for 12 hours and passed through 125 mesh.
실시예Example 1 내지 13. 1 to 13. 고화재로만Only in the fire 제조된 Manufactured 공시체Specification 제조. Produce.
제조예 1 내지 제조예 3으로부터 제조된 황산처리된 굴패각, 제조예 4로부터 제조된 석탄회 및 제조예 5로부터 제조된 황토를 수산화나트륨 용액에 첨가하여 고속 교반기를 이용하여 교반한 후, 몰드에 넣어 20 ℃ 수조에서 20 일간 양생하여 지름 5 ㎝, 표면적 19.6 ㎠의 원기둥형 공시체를 제조하였다.The oyster treated oyster shell prepared in Preparation Examples 1 to 3, the fly ash prepared in Preparation Example 4 and the yellow loess prepared in Preparation Example 5 were added to the sodium hydroxide solution, stirred using a high speed stirrer, A cylindrical specimen with a diameter of 5 ㎝ and a surface area of 19.6 ㎠ was prepared by curing in a water bath for 20 days.
이때, 상기 석탄회, 황산처리된 굴패각, 황토 및 수산화나트륨의 혼합 중량%는 아래 표 2에 나타내었다.At this time, the mixing weight percent of the fly ash, the oyster treated with sulfuric acid, the yellow soil and the sodium hydroxide is shown in Table 2 below.
(중량%)Coal fly ash
(weight%)
(중량%)ocher
(weight%)
실험예Experimental Example 1. 황산처리된 1. Sulfuric acid treated 굴패각의Oyster 성분 분석 Component analysis
황산 용액의 농도에 따른 황산처리된 굴패각의 전환율 및 화학성분 변화를 확인하기 위하여 제조예 1 내지 3으로부터 제조된 황산처리된 굴패각과 아무것도 처리하지 않은 천연 굴패각의 성분을 XRF 분석을 실시하여 화학성분을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.In order to confirm the conversion and chemical composition change of the oyster treated oyster shell according to the concentration of the sulfuric acid solution, the components of the oyster treated oyster shells prepared in Production Examples 1 to 3 and the natural oyster shells not subjected to any treatment were subjected to XRF analysis, Respectively. The results are shown in Table 3 below.
화학성분을 분석한 결과인 표 3에 따르면, SO3의 증가는 천연 굴패각의 주성분이였던 CaCO3가 CaSO4로 전환되면서 CaO에 SO3기가 결합되었음을 나타내는 것이므로, 황산의 농도가 1 N에서 10 N으로 증가할수록 CaCO3가 CaSO4의 성분으로 전환되는 전환율이 증가하고 있음을 확인할 수 있다. 다만, 황산 용액의 농도가 10N 이상일 경우 전환율이 완만해지고 있음을 알 수 있으므로, 바람직한 황산 용액의 농도는 1 내지 10 N이다.According to the results of Table 3, analysis of the chemical composition, the increase in SO 3 is because it indicates that the SO 3 group is bonded to CaO as a main component was the CaCO 3 in the natural oyster shell converted into CaSO 4, the concentration of sulfuric acid at 1 N 10 N , The conversion of CaCO 3 to CaSO 4 is increased. However, when the concentration of the sulfuric acid solution is 10 N or more, it is found that the conversion rate is gentle, so that the preferable concentration of the sulfuric acid solution is 1 to 10 N.
가장 바람직하게는 황산 용액의 농도가 5 내지 10 N일 수 있는데, 왜냐하면 1 N은 CaO의 화학성분보다 SO3의 화학성분이 약 7:1의 비율로 존재하기 때문에 충분한 양의 CaSO4를 확보할 수 없으며 Na2O와 같은 부산물이 존재하기 때문이다. 후술하겠지만 1 N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각(제조예 1)을 석탄회와 혼합하여 공시체를 제조할 경우 10 N 농도의 황산용액으로 처리된 굴패각(제조예 3)을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체에 비해 약 4 배정도 더 낮다는 것을 확인하였다.Most preferably, the concentration of the sulfuric acid solution may be between 5 and 10 N, since 1 N is present at a ratio of about 7: 1 of the chemical composition of SO 3 rather than the chemical composition of CaO, thus ensuring a sufficient amount of CaSO 4 And by-products such as Na 2 O are present. As will be described later, when an oyster shell treated with a 1 N sulfuric acid solution (Preparation Example 1) is mixed with coal fly ash to prepare a specimen, an oyster shell treated with a 10 N sulfuric acid solution (Preparation Example 3) Which is about four times lower than that of
다만, 5 내지 10 N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각에서도 사용처에 따라 적절히 선택되어 질 수 있는데 5 내지 7 N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각(제조예 2)은 CaO의 화학성분보다 SO3의 화학성분이 약 6:3의 비율로 존재하기는 하고, 수축에 의한 분열을 방지할 수 있는 장기 팽창성에 영향을 미치는 MgO의 화학성분이 존재하지 않아 장기팽창성은 약하나, 초기강도가 10 N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각(제조예 3)을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체보다 2배 정도 우수하다는 장점이 있다.However, from 5 to 10 in the oyster shell treated with a sulfuric acid solution of the N concentration may be properly selected in accordance with Where Used 5 to 7 the oyster shell treated with a sulfuric acid solution of the N concentration (Preparation 2) SO more chemical components of CaO 3 The chemical composition is present at a ratio of about 6: 3, and the long-term expansibility is weak due to the absence of the chemical component of MgO which affects the long-term expandability which can prevent the decomposition by shrinkage. However, The oyster shell treated with sulfuric acid solution (Preparation Example 3) is twice as excellent as the specimen prepared by mixing with fly ash.
한편 8 내지 10 N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각(제조예 3)은 Na2O와 같은 부산물은 존재하지 않으면서도 CaO와 SO3의 화학성분 비율이 1:1로 존재하며, MgO 화학성분도 5 내지 10 중량% 포함하고 있어, 초기강도는 5 내지 7 N 농도의 황산 용액으로 처리된 굴패각을 석탄회와 혼합하여 제조된 공시체보다 상대적으로 낮으나, 장기팽창성을 확보할 수 있다.
The 8 to 10 N with oyster shell treated with a sulfuric acid solution having a concentration of (Production Example 3) by-product is even CaO and the first chemical composition ratio of SO 3 is not present, such as Na 2 O: exists as a 1, MgO chemical ingredients 5 To 10% by weight, and the initial strength is relatively lower than that of the specimen prepared by mixing the oyster shell treated with the sulfuric acid solution having the concentration of 5 to 7 N and the fly ash, but the long-term expansibility can be ensured.
실험예Experimental Example 2. 2. 고화재로만Only in the fire 제조된 Manufactured 공시체의Specimen 압축강도 비교(1) Comparison of compressive strength (1)
실시예 6 내지 10으로부터 제조된 고화재로만 제조된 공시체 각각의 압축강도를 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.The compressive strengths of the specimens prepared from Examples 6 to 10 are shown in Table 4 below.
압축강도시험은 압축강도시험분석기(300 KN-LVDT 1000 ㎜, Donga 사, 부산, 한국)을 이용하여 일축압축강도 표준시험법(변형속도를 분당 1.0 ㎜/분(min)로 몰드가 제거된 시료를 파괴시키며 측정)에 의해 측정하였다.The compressive strength test was carried out using the uniaxial compressive strength standard test method (the rate of deformation was 1.0 mm / min (min) per minute) using a compressive strength test analyzer (300 KN-LVDT 1000 mm, Donga, Busan, Korea) ≪ / RTI >
(㎏f/㎠)Initial compressive strength
(㎏ f / ㎠)
표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 6 내지 10 공시체의 일축압축강도를 비교해보면, 고화재만으로 공시체를 제조할 경우, 석탄회 또는 황토만 포함되거나 황토와 석탄회가 동시에 첨가되어도 10 ㎏f/㎠ 이상의 우수한 강도를 나타내나, 황토만 첨가된 경우 50 ㎏f/㎠이상의 현저히 우수한 강도를 갖는 공시체가 제조됨이 확인되었다. As shown in Table 4, Examples 6 to 10 uniaxial compare the compressive strength of the specimens When, in the case to prepare a specimen of only smoke, ash, or contain only loess or ocher and coal ash is be added at the same time more than 10 ㎏ f / ㎠ excellent or it represents the intensity, if only the yellow soil addition were identified prepared a specimen having at least 50 ㎏ f / ㎠ remarkably excellent strength.
이때, 상기 실시예 8 및 9로부터 제조된 고화재를 20일 양생과정을 통해 완성된 공시체 사진을 도 1에 나타내었고, 도 1a는 실시예 8의 사진이며, 도 1b는 실시예 9의 사진이다. 상기 도 1을 통해 두 실시예(실시예 8 및 9)로부터 제조된 공시체는 모두 균열없이 고 강도로 유지되고 있음을 확인할 수 있다.
1 is a photograph of the specimen completed through the 20 days curing process of the fireproof fabric manufactured from Examples 8 and 9, FIG. 1A is a photograph of Example 8, FIG. 1B is a photograph of Example 9 . It can be seen from FIG. 1 that all of the specimens manufactured from the two embodiments (Examples 8 and 9) are maintained at high strength without cracking.
실험예Experimental Example 3. 3. 고화재로만Only in the fire 제조된 Manufactured 공시체의Specimen 압축강도 비교(2) Comparison of compressive strength (2)
수산화나트륨 용액의 농도 또는 혼합비율이 압축강도에 미치는 영향을 확인하고자 실시예 1-6 및 11-13으로부터 제조된 고화재로만 제조된 공시체 각각의 압축강도를 상대적으로 비교하여 아래 표 5에 나타내었는데, 구체적으로 표 5는 실시예 1의 공시체가 갖는 압축강도를 기준으로 실시예 2-6 및 11-13의 공시체가 갖는 압축강도를 상대적으로 나타내었다.In order to confirm the influence of the concentration or mixing ratio of the sodium hydroxide solution on the compressive strength, the compressive strengths of the specimens prepared from Examples 1 to 6 and 11 to 13 are shown in Table 5 below Specifically, Table 5 relatively shows the compressive strengths of the specimens of Examples 2-6 and 11-13 based on the compressive strength of the specimens of Example 1.
압축강도시험은 압축강도시험분석기(300 KN-LVDT 1000 ㎜, Donga 사, 부산, 한국)을 이용하여 일축압축강도 표준시험법(변형속도를 분당 1.0 ㎜/분(min)로 몰드가 제거된 시료를 파괴시키며 측정)에 의해 측정하였다.The compressive strength test was carried out using the uniaxial compressive strength standard test method (the rate of deformation was 1.0 mm / min (min) per minute) using a compressive strength test analyzer (300 KN-LVDT 1000 mm, Donga, Busan, Korea) ≪ / RTI >
(실시예 1 기준)Relative compressive strength
(Based on Example 1)
표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1-6 및 실시예 11-13의 압축강도를 비교한 결과 수산화나트륨 용액의 농도가 10 N과 15 N인 것을 사용하여 제조된 공시체가 상대적으로 가장 압축강도가 높았음이 확인되었는 바, 따라서 10 내지 15 N 수산화나트륨 용액이 가장 바람직함을 알 수 있다.As shown in Table 5, when the compression strengths of Examples 1-6 and 11-13 were compared, it was found that the specimens prepared using sodium hydroxide solution having a concentration of 10 N and 15 N had the most compressive strength It was confirmed that 10 to 15 N sodium hydroxide solution was the most preferable.
다만, 이들 중에서도 실시예 5, 6과 같이 황산처리된 굴패각 제조시 황산 농도가 5 내지 10 N로 처리된 것이 실시예 1보다 11-15배 더 우수한 강도를 갖는다는 것을 확인하였다.Among them, however, it was confirmed that, as in Examples 5 and 6, when the oyster treated with oily acid was treated with sulfuric acid concentration of 5 to 10 N, it had a strength of 11 to 15 times better than that of Example 1.
즉, 수산화나트룸 용액만 10 내지 15 N로 조절할 경우 실시예 1보다 6-8배 높은 강도만 얻을 수 있지만, 황산처리된 굴패각의 제조조건과 동시에 수산화나트륨 용액 농도를 10 내지 15 N로 제어한다면 실시예 1보다 11 내지 15 배 더욱 우수한 강도를 확보할 수 있음을 알 수 있다.That is, when only the sodium hydroxide solution is adjusted to 10 to 15 N, only the strength of 6-8 times higher than that of Example 1 can be obtained. However, if the concentration of the sodium hydroxide solution is controlled to 10 to 15 N simultaneously with the preparation conditions of the sulfuric acid- It can be seen that the strength is 11 to 15 times better than that of the first embodiment.
Claims (6)
(b) 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 5 내지 30 중량%; 및
(c) 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;을 포함하되,
상기 황산처리된 굴패각은 CaO 함량 40 내지 70 중량%, SO3 함량 10 내지 50 중량%, Na2O 함량 0 내지 10 중량%, SiO2 함량 2 내지 3 중량% 및 MgO 함량 0 내지 10 중량%의 화학성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 뒷채움재용 고화재.(a) 30 to 50% by weight of the oyster treated oyster shell;
(b) 5 to 30% by weight of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And
(c) 30 to 40% by weight of a sodium hydroxide solution,
The sulfated oyster shell has a CaO content of 40 to 70 wt%, an SO 3 content of 10 to 50 wt%, an Na 2 O content of 0 to 10 wt%, a SiO 2 content of 2 to 3 wt% and an MgO content of 0 to 10 wt% Characterized in that it contains a chemical component.
상기 황산처리된 굴패각은 천연 굴패각을 1 내지 10 N 농도의 황산 용액으로 처리하여 제조된 것을 특징으로 하는 뒷채움재용 고화재.The method according to claim 1,
Wherein the sulfuric acid-treated oyster shell is produced by treating a natural oyster shell with a sulfuric acid solution having a concentration of 1 to 10 N.
상기 수산화나트륨 용액은 1 내지 10 N 농도인 것을 특징으로 하는 뒷채움재용 고화재.The method according to claim 1,
Wherein the sodium hydroxide solution has a concentration of 1 to 10 N.
Ⅱ) 상기 Ⅰ) 단계의 황산처리된 굴패각과 황토, 석탄회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 및 수산화나트륨 용액을 혼합하여 고화재를 제조하는 단계; 및
Ⅲ) 상기 Ⅱ) 단계의 고화재를 타설 및 양생하는 단계;를 포함하고,
상기 Ⅱ) 단계에서 상기 고화재는 황산처리된 굴패각 30 내지 50 중량%; 황토(clay), 석탄회(coal ash) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 5 내지 30 중량%; 및 수산화나트륨 용액 30 내지 40 중량%;으로 혼합된 것이며,
상기 황산처리된 굴패각은 CaO 함량 40 내지 70 중량%, SO3 함량 10 내지 50 중량%, Na2O 함량 0 내지 10 중량%, SiO2 함량 2 내지 3 중량% 및 MgO 함량 0 내지 10 중량%의 화학성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 뒷채움재용 고화재의 시공방법.(I) treating the natural oyster shell with a sulfuric acid solution to prepare a sulfuric acid treated oyster shell;
(II) mixing the oyster treated oyster shell of step (I) with any one selected from the group consisting of loess, fly ash, and a mixture thereof, and sodium hydroxide solution to produce a fire; And
(III) placing and curing a fire in the step (II)
In the step (II), the hyaluronic acid may contain 30 to 50% by weight of a sulfurated oyster shell; 5 to 30% by weight of any one selected from the group consisting of clay, coal ash, and mixtures thereof; And 30 to 40% by weight of a sodium hydroxide solution;
The sulfated oyster shell has a CaO content of 40 to 70 wt%, an SO 3 content of 10 to 50 wt%, an Na 2 O content of 0 to 10 wt%, a SiO 2 content of 2 to 3 wt% and an MgO content of 0 to 10 wt% A method for constructing a hot fire for a backfill, characterized by containing a chemical component.
상기 Ⅲ) 단계는 1 내지 50 ℃에서 10 내지 30일 정도 양생하여, 3.9 ㎏f/㎠, 최대 55 ㎏f/㎠까지 압축강도가 유지되는 고화재를 제조하는 것을 특징으로 하는 뒷채움재용 고화재의 시공방법.6. The method of claim 5,
The Ⅲ) step is of from 1 to from 50 ℃ 10 to 30 days after curing and, 3.9 ㎏ f / ㎠, backfill, characterized in that for producing a high fire which the compression strength is maintained up to 55 ㎏ f / ㎠ damper and fire Construction method.
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