KR0120942B1 - 고강도 콘크리트의 제조방법 - Google Patents

고강도 콘크리트의 제조방법

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Abstract

[본 발명의 기술분야]
고강도 콘크리트의 제조방법에 관한 것임.
[본 발명이 해결하력고 하는 기술적 과제]
647-1037kg/cm2의 강도를 갖는 고강도 콘크리트의 제조방법을 제공하는 것임.
[본 발명의 요지]
고성능 감수제를 이용하여 물 시멘트비를 낮추고 소요 워커빌리티를 얻으며 플라이애쉬, 마이크로 실리카흄과 같은 혼화재의 사용으로 콘크리트속의 공극을 미세화하여 강도 중진 및 수화열저감 내구성 향상을 도모하므로서 고강도 콘크리트를 제조하는 것임.
[본 발명의 중요한 용도]
고강도 콘크리트의 제조에 이용함.

Description

고강도 콘크리트의 제조방법
본 발명은 콘크리트의 제조방법에 있어서 특히 고강도 콘크리트의 제조방법에 관한 것이다.
현재 고강도 콘크리트의 개발 및 실용화는 건축구조물의 초고층화와 교량의 장대교화, PC 제품의 품질개선 및 프리스트레스 콘크리트의 사용 증가등에 의해 절실히 요구되고 있다. 고강도 콘크리트에 대한 개발은 지난 20여년간에 걸쳐 급속히 발전하여 현재 상당한 강도의 고강도 콘크리트가 생산되고 있으나 그 배합방법이나 물리적 성질에 대한 정확한 정보는 제공되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 점은 감안하여 647-1037kg/cm2의 강도를 갖는 고강도 콘크리트이 제조방법을 제공하고자 하는데 목적이 있는 것이며, 이 목적을 해결하기 위한 방법은, 고성능 감수제를 이용하여 물 시멘트비를 낮추고 소요 워커빌리트(20±2.5, Workability)를 얻으며 플라이애쉬, 마이크로 실리카흄과 같은 혼화재의 사용으로 콘크리트속의 공극을 미세화하여 강도증진 및 수화열저감, 내구성 향상을 도모하므로서 고강도 콘크리트를 제조하는 것에 있다. 본 발명에서 사용하는 재료의 특성은 다음과 같다.
(1) 시멘트
고강도 콘크리트를 제조하기 위하여는 양질의 시멘트를 사용해야 하는 것으로 보통시멘트 1종과 강도발현에 유리한 효과가 있는 조강시멘트 3종을 선택하였다. 시멘트의 물리, 화학적 성질은 표 1,2와 같다.
(2) 굵은 골재
고강도 콘크리트의 경우 콘크리트 압축강도를 위한 최적 최대골재 치수는 13-19m/m정도이고 또한 골재의 종류에 있어서는 골재와 시멘트풀의 부착강도를 증가시키기 위해 둥근골재 보다는 쇄석골재가 고강도 발현에 유리한 관계로 600, 800kg/㎠ 배합에는 19m/m 골재를 사용했으며, 1000kg/㎠ 배합에는 13mm 골재를 적용하였다.
본 시험에 사용된 골재는 충북 중원군 노은면 석산 쇄석골재를 사용하였으며 물성시험 결과는 표 3과 같다.
(3) 잔골재
고강도 콘크리트는 단위 시멘트량이 많은 부배합이므로, 좋은 시공성을 얻기 위해 N050, N0100체를 통과하는 미립분이 적은 잔골재를 사용하였고 또한 조립율이 2.5 이하이면 콘크리트가 점착성이 많아 다짐하기 어려우므로 조립율 3.0정도의 잔골재를 사용하였다. 본 시험에서는 경기도 문산 임진강 모래를 사용했으며 물성시험 결과는 표 4와 같다.
(4) 감수제
고강도 콘크리트의 기본배합은 낮은 물 시멘트비가 적용되므로 적절한 워커빌리티 Workability를 확보하기 위해 고성능 감수제를 사용한다.본 시험에 사용된 감수제는 감수효과가 탁월한 ASTM C494 TYPE F.로 규정된 나르탈린 계통을 사용하였으며 그 성분은 표 5와 같다.
(5) 혼화재료
①플라이애쉬(FLYASH)
플라이애쉬는 그 자체로서 물과 반응하여 경화되는 성질이 없고 물의 존재하에서 수산화칼슘[(Ca(OH)2]과 결합하는 성질을 가지며 그 결과 불용성 경화물질(실리카질화합물)을 다량 생성할 수 있는 잠재성을 가진 재료를 말한다.
그러나, 인공포졸란인 플라이애쉬는 물과 반응하여 용출되는 황산칼슘염, 규산염등에 의햐여 약간의 경화성, 즉 자경성을 나타낸다. 일반적으로 플라이애쉬의 포졸란활성은 포졸란반응을 진행시키는 가용성 실리카와 알루미나의 양에 따라 달라지고 연소온도와 높은 플라이애쉬 일수록 활성은 좋아진다.
플라이애쉬는 시멘트수화에 의해 발생하는 칼슘이온 Ca 과 플라이애쉬에서 용출되는 SiO 나 ALO 이 반응하여 칼슘실리케이트 수화물(CSH)이나 칼슘설퍼 알루미네이트 수화물(CAH)을 생성(포졸란반응)하고 장기간에 걸쳐 고화되어 강도를 발현한다.
플라이애쉬 용출물과 시멘트 수화물과의 화학반응은 다음과 같다.
본 실험에 사용된 플라이애쉬는 서천화력발전소의 무연탄 플라이애쉬를 사용했으며 화학적 시험 결과는 표 6과 같다.
② 실리카흄
실리카흄은 시멘트입자 사이에 마이크로필러효과와 조기에 강력포졸란반응을 일으키므로 강도발현이 우수하며 수밀성, 화학저항성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 실리카흄의 콘크리트 강도발현에 중요한 포졸란반응을 본면 C3S와 C2S의 수화반응식은 다음과 같다.
3CaO SiO2. 3H2O＋3Ca(OH)2
2{3CaO. SiO2}＋4H2O3CaO SiO2. 3H2O＋Ca(OH)2
보통포틀랜트시멘트의 경우 30%정도의 유리 생성되는 Ca(OH)2의 양이 실리카흄의 대부분 성분인 SiO2를 결합시켜 2차적으로 규산석회수화물을 만들어 안정화되어 강도발현이 현저하게 이루어진다. 본 시험에서 이용하는 마이크로 실리카흄의 화학 물리적 성질은 표 7과 같다.
상기와 같은 재료를 이용하여 고강도 콘크리트를 제조하는 방법은 다음과 같다.
[실시예 1]
본 실시예에서 고강도 콘크리트를 제조하기 위한 각 재료의 배합비는 다음과 같다.
상기와 같은 배합비로 각 재료를 배합·믹싱하는 방법은, 시멘트와 혼합재인 플라이애쉬와 모래를 믹서에 넣고 30초동안 건비빔을 실시하고 여기에 자갈, 물, 감수제를 추가로 투입하여 콘크리트가 균일하게 될때까지 총 비빔시간을 3분간 실시하였다.
이와 같은 고강도 콘크리트 제조방법으로 얻어진 생콘크리트를 KSF2405에 따라 10-20cm 몰드를 사용하여 압축강도시험용 공시체를 제작하여 수분증발을 막고 24시간 후에 탈형하여 수중양생을 한 다음 압축강도를 시험한 결과는 다음과 같다.
[실시예 2]
본 실시예에서 고강도 콘크리트를 제조하기 위한 각 재료의 배합비는 다음과 같다.
상기와 같은 배합비로 각 재료를 배합 믹싱하여 고강도 콘크리트를 재조하는 방법은 제1실시예에서와 동일하다.
제1실시예와 동일한 방법으로 본 실시예에 따른 고강도 콘크리트를 압축강도 시험한 결과는 다음과 같다.
[실시예 3]
본 실시예에서 고강도 콘크리트를 재조하기 위한 각 재료의 배합비는 다음과 같다.
상기와 같은 배합비로 각 재료를 배합 믹싱하여 고강도 콘크리트를 제조하는 방법은 제1실시예에서와 동일하다.
제1실시예와 동일한 방법으로 본 실시예에 따른 고강도 콘크리트를 압축강도 시험한 결과는 다음과 같다.
상기와 같은 본 발명은 고성능 감수제를 이용하여 물 시멘트비를 낮추고 소요 워커빌리터를 얻으며, 플라이애쉬, 마이크로 실리카흄과 같은 혼화재의 사용으로 콘크리트속의 공극을 미세화하여 강도증진 및 수화열저감 내구성 향상을 도모하므로서 647-1037kg/㎠의 고강도를 갖는 콘크리트를 제조할 수 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 제조하고자 하는 고강도 콘크리트 1m3당 보통시멘트 500-600g에 물 170-190kg과 모래 505-705kg과 최대치수 19mm인 자갈 985-1005kg을 혼합하여 콘크리트를 제조함에 있어서, 플라이애쉬 55-65kg과 시멘트와 플라이애수ㅐ의 총중량에 대하여 1.6-2.0중량%의 감수제를 더 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 제조방법.
  2. 제조하고자 하는 고강도 콘크리트 1m3당 보통시멘트 500-600kg에 물 158-178kg과 모래 605-625kg과 최대치수 19㎜인 자갈 914-1114kg을 혼합하여 콘크리트를 제조함에 있어서, 실리카흄 55-65kg과 시멘트와 실리카흄의 총중량에 대하여 1.8-2.2중량%의 감수제를 더 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 제조방법.
  3. 제조하고자 하는 고강도 콘크리트 1m3당 보통시멘트 500-600kg과 모래 584-604kg과 최대치수 13㎜인 자갈 967-1167kg을 혼합하여 콘크리트를 제조함에 있어서, 실리카흄 55-65kg과 시멘트와 실리카흄의 총중량에 대하여 2.0-2.4중량%의 감수제를 더 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100466528B1 (ko) * 2001-10-12 2005-01-24 이영남 인조 현무암 조성물의 제조방법
KR100624364B1 (ko) * 2001-01-12 2006-09-15 인선이엔티 주식회사 레디믹스트 콘크리트 제조방법
KR100719311B1 (ko) * 2006-02-13 2007-05-18 주식회사 동방 이산화규소를 포함한 레디믹스트 콘크리트 조성물 및모르타르 조성물
KR100912385B1 (ko) * 2007-11-23 2009-08-19 쌍용양회공업(주) 초고강도 콘크리트용 저수축 저발열형시멘트 조성물
KR100947899B1 (ko) * 2008-05-15 2010-03-17 삼성물산 주식회사 고성능 하이볼륨 플라이애쉬 콘크리트 조성물

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