KR100461763B1 - Materials of weak acidic shotcrete admixture - Google Patents
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Abstract
지하 구조물의 건설이나 터널의 시공 현장에서 유기물에 의해 콘크리트의 급결 현상을 유도하기 위한 콘크리트 급결제를 약산성을 가지도록 제조하여 인체 유해성을 제거하고, 환경 침해 요인을 경감시키고, 구조물의 사후 관리의 편의성을 증진시키기 위한 콘크리트 급결제가 개시된다. 본 발명에 따른 약산성의 콘크리트 급결제는 질량비로 황산반토 또는 질산 알루미늄 20∼60%와 물 20∼60%의 범위내에서 일정량 혼합하여 제조된 혼합물에 디에타놀아민(Diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(Triethanolamine)을 질량비로 2∼20%의 범위내에서 일정량 혼합하여 제조함을 특징으로 한다Concrete fasteners are produced to have a weak acidity to induce concrete phenomena by the organic material in the construction of underground structures or tunnels. Disclosed is a concrete fastener for enhancing the viscosity. The weakly acidic concrete fastener according to the present invention is diethanolamine or triethanolamine in a mixture prepared by mixing a predetermined amount in a range of 20 to 60% of alumina sulfate or aluminum nitrate and 20 to 60% of water by mass ratio. Is produced by mixing a predetermined amount in the range of 2 to 20% by mass ratio.
Description
본 발명은 콘크리트 급결제에 관한 것으로, 특히 지하 구조물의 건설이나 터널의 시공 현장에서 유기물에 의해 콘크리트의 급결 현상을 유도하기 위한 콘크리트 급결제를 약산성을 가지도록 제조하여 인체 유해성을 제거하고, 환경 침해 요인을 경감시키고, 구조물의 사후 관리의 편의성을 증진시키기 위한 콘크리트 급결제에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete fastener, in particular to produce a concrete fastener to induce the rapid phenomenon of concrete by the organic matter in the construction of the underground structure or the construction of the tunnel to have a weak acidity to remove the harmful to the human body, invasion of the environment The present invention relates to a concrete fastener to reduce the factors and to improve the convenience of the aftercare of the structure.
일반적으로, 굴착된 표면을 콘크리트로 도포하여 작업시 안전을 위해 사용되는 콘크리트 급결제는 생콘크리트와 급결제를 혼합하여 벽체나 천장 등에 분사시켜 부착할 때 사용된다. 분사되어 부착된 생콘크리트는 수분내에 1차 응결현상이 진행되어야하며 20분 내에 2차 응결현상이 일어나서 벽체나 천장 등에서 탈착현상이 일어나지 않아야 한다.In general, the concrete fastener used for the safety of the work by applying the excavated surface of concrete is used when adhering by mixing the raw concrete and the fastener by spraying on the wall or ceiling. The fresh concrete attached by spraying should undergo the first condensation within a few minutes and the secondary condensation should occur within 20 minutes, so that no desorption occurs on the wall or ceiling.
응결현상이 이와 같이 빠른 시간 내에 진행되어야하는 이유는 분사된 콘크리트가 탈착되는 양이 최소화 되어야하며 분사되어 부착된 후에도 덩어리 떨어짐 현상이 최소화되도록 하기 위함이다.The reason why the condensation should proceed in such a fast time is to minimize the amount of detached sprayed concrete and to minimize the lump fall after spraying and attaching.
그러므로, 콘크리트 급결제는 시멘트가 수화될 때 생성되는 수많은 종류의금속 양이온과 반응하여 응결 현상이 빠르게 진행되어야하며 응결이 일어난 후 강도 증진현상이 진행되어야한다. 그러나, 많은 급결제 제품들이 콘크리트의 초기응결 현상은 쉽게 진행되도록 할 수는 있으나 대부분 장기 강도 증진 현상이 쉽게 나타나지 않는 경우가 많다.Therefore, concrete fasteners should react with numerous kinds of metal cations produced when cement is hydrated, so that the condensation phenomenon should proceed rapidly and the strength enhancement phenomenon should proceed after condensation takes place. However, many fastener products can make the initial condensation of concrete easily, but in many cases, long-term strength enhancement does not easily occur.
종래에는 콘크리트 급결제로 알루미늄산 나트륨 염이나 실리콘산 나트륨 염을 주로 사용하였다. 이들 물질은 모두 강한 염기성을 나타낸다. 따라서 이런 물질을 이용하여 터널이나 기타 밀폐된 공간에서 작업하면 인체에 묻거나 호흡기 등으로 흡입될 가능성이 크다. 강한 염기성의 물질은 인체와 비누화 반응을 일으켜 심각한 해를 입힐 수도 있다.Conventionally, sodium aluminate salts or sodium silicate salts were mainly used as concrete fasteners. All of these materials show strong basicity. As a result, working in tunnels or other confined spaces with these materials is likely to cause contact with the human body or inhalation into the respiratory system. Strongly basic substances can cause saponification with the body and cause serious harm.
한편, 뿌림칠로 급결제가 혼합된 콘크리트를 부착시킬 때 콘크리트 내에 있는 굵은 골재나 잔골재 등이 일부 탈착될 수 있다. 이렇게 굵은 골재나 잔골재가 상대적으로 적게 부착된 콘크리트 내에는 시멘트의 분율이 커지는 결과가 된다. 시멘트는 자체로서 강한 염기성을 나타내므로 일부 골재가 알칼리 반응이 진행될 수 있다면 알칼리 골재 반응이 쉽게 진행되어 콘크리트 강도에 심각한 영향을 줄 수 있다. 더군다나 여기에 급결제가 강한 염기성인 경우 이와 같은 알칼리 골재 반응이 촉진될 수 있다. 국내에서 채취되는 골재 중에는 이와 같은 알칼리 골재 반응이 진행되어 구조물 자체에 심각한 영향을 준 경우가 드물지만 해외에서 채취되는 골재 중에는 반듯이 이런 알칼리 골재 반응을 거쳐 타설하도록 명문화 된 경우가 적지 않다. 이런 이유로 콘크리트 급결제가 중성 혹은 약산성의 성질을 갖도록 하는 것은 인체에 대한 안전성 문제나 구조물의 안전을 위해 매우 중요한 문제이다. 또한 알루미늄산 나트륨 염이나 실리콘산 나트륨 염으로 만들어진 급결제는 물과 오랜 시간 접촉되어 있을 때 용해되어 유출되므로써 구조물 근처의 하수구나 배수구의 막힘현상을 유발하기도 한다. 따라서 이와 같은 강한 염기성 물질의 사용은 환경이나 구조물의 사후 관리 측면에서도 매우 큰 문제점을 가지고 있다.On the other hand, when affixing the concrete mixed with a fastener in sprinkling, the coarse aggregate or fine aggregate in the concrete may be partially detached. In concrete where coarse aggregate or fine aggregate is attached relatively less, the fraction of cement becomes larger. Cement itself shows strong basicity, so if some aggregates can proceed with alkali reactions, alkali aggregate reactions can easily proceed and seriously affect concrete strength. Furthermore, such alkaline aggregate reactions can be promoted if the fastener is strongly basic. In the aggregate collected in Korea, such an alkali aggregate reaction is rarely seriously affected on the structure itself, but in the aggregate collected from overseas, it is rarely prescribed to place it through this alkaline aggregate reaction. For this reason, it is very important for the safety of the human body or for the safety of structures to make concrete fasteners have a neutral or weakly acidic property. In addition, a quickener made of sodium aluminate salt or sodium silicate salt may dissolve and leak when it is in contact with water for a long time, causing clogging of sewers and drains near the structure. Therefore, the use of such a strong basic material has a very big problem in terms of post-management of the environment or structure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 종래의 강한 염기성의 알루미늄산 나트륨 염이나 실리콘산 나트륨 염계의 콘크리트 급결제에서 나타나는 인체 유해성을 제거하고, 종래의 강한 염기성의 알루미늄산 나트륨 염이나 실리콘산 나트륨 염계의 콘크리트 급결제에서 나타나는 알칼리 골재 반응이 진행되지 않도록 하며, 종래의 알루미늄산 나트륨 염이나 실리콘산 나트륨 염계의 콘크리트 급결제에서 발생하는 타설면에서 수분이나 지하수 등에 의해 용해, 용출 되어 배수구나 하수구의 막힘 현상을 방지하는 콘크리트 급결제를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, and removes the harmful effects of the human body appearing in the conventional strong basic sodium aluminate salt or sodium silicate salt concrete, and the conventional strong basic sodium aluminate salt And alkali aggregate reactions that occur in concrete fasteners of sodium silicate salts are not allowed to proceed, and are dissolved and eluted by water or ground water on the pour surface generated by conventional sodium aluminate salts or sodium silicate salts concrete fasteners. The purpose is to provide concrete fasteners that prevent clogging of drains or sewers.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은,The present invention for performing such an object,
질량비로 황산반토 또는 질산 알루미늄 20∼60%와 물 20∼60%의 범위내에서 일정량 혼합하여 제조된 혼합물에 디에타놀아민(Diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(Triethanolamine)을 질량비로 2∼20%의 범위내에서 일정량 혼합하여 제조함을 특징으로 한다. .Diethanolamine or triethanolamine in a mass ratio of 2 to 20% by mass in a mixture prepared by mixing a predetermined amount in a range of 20 to 60% of alumina sulfate or aluminum nitrate with 20 to 60% of water by mass ratio Characterized in that it is prepared by mixing a certain amount. .
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 콘크리트 급결제에 천연 마그네슘 실리케이트 (Magnesium Silicate)를 질량비로 0.2∼5% 및 글리세린을 질량비로 0.1∼2%의 범위내에서 일정량 혼합하여 제조된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the concrete fastener is prepared by mixing a predetermined amount of natural magnesium silicate (Magnesium Silicate) in a mass ratio of 0.2 to 5% and glycerin in a mass ratio of 0.1 to 2%.
또한, 본 발명에 따르면 콘크리트 급결제에는 포름산 칼슘(Calcium Formate)이 0.1∼10% 범위내에서 첨가되거나, SBR 라텍스가 0.1∼20% 범위내에서 첨가될 수 있다.In addition, according to the present invention, calcium formate may be added in the range of 0.1 to 10% or SBR latex in the range of 0.1 to 20%.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
일반적인 콘크리트 급결제에서 콘크리트의 급격한 응결현상 진행을 시멘트 내에 존재하는 많은 이온과 실리콘산 이온이나 알루미늄산 이온간의 급격한 반응을 이용하였으나, 본 발명에서는 유기물에 의해 급결현상을 유도하여 1차 및 2차의 응결로 콘크리트의 부착을 유발하고 이후 장기적인 강도 유발을 위하여 물과 알루미늄 이온을 혼합하는 방법을 고려하였다.In the concrete concrete fastener, the rapid condensation of concrete was performed using a sudden reaction between many ions and silicon ions or aluminum ions present in the cement. The condensation causes the adhesion of concrete and then the mixing of water and aluminum ions is considered for long-term strength.
물과 알루미늄 이온 이외의 첨가물은 기능성을 높이기 위한 수단으로 사용되었다. 공업용 유기물과 공업용 무기물이 수용액 상태로 혼합될 때 일부 불순물 등에 의해 침전이 생성되고, 생성된 침전이 굳어지는 현상이 발생할 수 있다. 이런 침전형성에 의한 상품성의 저하를 방지하기 위하여 천연 마그네슘 실리케이트(Magnesium Silicate)를 일정비율 첨가하거나, 스타이렌 부타다이엔 라텍스(이하, SBR 라텍스)를 일정비율 첨가하여 이들 침전 물질들이 액상에서 분리되지 않고 부유된 형태로 남아 있을 수 있도록 한다.Additives other than water and aluminum ions were used as a means to enhance functionality. When the industrial organic material and the industrial inorganic material are mixed in an aqueous solution, precipitation may occur due to some impurities, and the resulting precipitation may harden. In order to prevent the deterioration of the marketability due to such precipitation formation, natural magnesium silicate is added in a certain ratio or styrene butadiene latex (hereinafter referred to as SBR latex) is added to prevent these precipitates from being separated from the liquid phase. To remain in a rich form.
여기서, SBR 라텍스는 분리 방지제로도 사용될 수 있으나 콘크리트의 인장 강도를 증진시키는 효과가 있다. 여기에 효과적인 침전분리 방지를 위하여 글리세린을 소량 첨가할 수 있다. 3일 이후의 장기적인 강도 발현이 이루어지도록 포름산 칼슘(Calcium Formate)을 일부 첨가할 수 있다.Here, SBR latex can also be used as a separation inhibitor, but has the effect of enhancing the tensile strength of the concrete. A small amount of glycerin can be added to it for effective precipitation prevention. Some calcium formate (Calcium Formate) may be added to achieve long-term intensity development after 3 days.
실시예Example
본 발명에 따른 콘크리트 급결제는 초기 콘크리트 급결성을 부여하기 위해 디에타놀아민(Diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(Triethanolamine)을 사용하고 초기 콘크리트 급결 현상 이후 강도 증진 효과를 위해 Al+ 이온이 함유된 황산반토(Al2(SO4)3) 또는 질산 알루미늄(Al(NO3)3)과 포름산 칼슘(Calcium Formate)을 물에 용해한다.Concrete fastener according to the present invention uses diethanolamine (Diethanolamine) or triethanolamine (triethanolamine) to give the initial concrete fastness and alumina sulfate containing Al + ions for the strength enhancement effect after the initial concrete fastening phenomenon 2 (SO 4 ) 3 ) or aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ) and calcium formate (Calcium Formate) are dissolved in water.
먼저, pH가 2∼5의 약산성을 가지게 하기 위하여 황산반토(Al2(SO4)3) 또는 질산 알루미늄(Al(NO3)3)과 물(H2O)을 각각 20～60% 범위내에서 혼합한다. 바람직하게는, 질량비로 황산반토(Al2(SO4)3) 또는 질산 알루미늄(Al(NO3)3) 42%를 질량비 42%의 물에 용해 시킨다.First, in order to make the pH have a weak acidity of 2 to 5, alumina sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) or aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ) and water (H 2 O) are in the range of 20 to 60%, respectively. Mix in. Preferably, 42% of alumina sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) or aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ) is dissolved in water at a mass ratio of 42% by mass ratio.
여기에, 질량비로 2～20%의 디에타놀아민(Diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(Triethanolamine) 바람직하게는 10%를 첨가하여 용해시킨다. 이때, 충분히 저어주어 디에타놀아민(Diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(Triethanolamine)이 분리되지 않도록 주의한다.Here, 2 to 20% of diethanolamine or triethanolamine in a mass ratio is preferably added and dissolved in 10%. At this time, be careful not to separate the diethanolamine (Diethanolamine) or triethanolamine (Triethanolamine) by stirring sufficiently.
여기에, 공업용 유기물과 공업용 무기물수용액 상태로 혼합될 때 일부 불순물 등에 의해 침전이 생성되고, 이 침전이 굳어지는 현상의 발생을 방지하기 위하여 장기 보관시 침전을 방지하고, 액체 성분을 다량 함유할 수 있는 천연 마그네슘 실리케이트(Magnesium Silicate)를 질량비로 0.2～5%범위 내에서 바람직하게는 2.2%를 첨가한 후 충분히 혼합하여 혼합물내에서 마그네슘 실리케이트(Magnesium Silicate)가 미세하게 분산되도록 한다.In addition, when mixed in the state of industrial organics and industrial inorganic aqueous solution, precipitates are formed by some impurities and the like, and in order to prevent occurrence of the phenomenon of solidification, the precipitates can be prevented during long-term storage and contain a large amount of liquid components. Natural magnesium silicate (Magnesium Silicate) in a mass ratio of 0.2 to 5% in the range of preferably 2.2% is added and then sufficiently mixed so that the magnesium silicate (Magnesium Silicate) finely dispersed in the mixture.
여기서, 천연 마그네슘 실리케이트(Magnesium Silicate)는 SBR 라텍스로 대용될 수도 있고, SBR 라텍스와 천연 마그네슘 실리케이트(Magnesium Silicate)를 혼용할 수도 있다.Here, natural magnesium silicate may be substituted with SBR latex, or SBR latex may be mixed with natural magnesium silicate.
이와 같이 제조된 액상의 혼합물에 3일 이후의 장기적인 강도 발현이 이루어지도록 포름산 칼슘(Calcium Formate)이 질량비로 0.1～10%범위내에서, 바람직하게는 2% 첨가되거나, .침전 분리 방지를 위하여 글리세린을 질량비로 0.1～2%, 바람직하게는 0.3%첨가한다.The calcium formate (Calcium Formate) is added in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 2%, or glycerin to prevent sedimentation. Is added in a mass ratio of 0.1 to 2%, preferably 0.3%.
또한, 혼합물내에서 부유물질의 침전에 의한 분리를 방지하고, 콘크리트의 인장 강도를 증진시키키기 위한 스타이렌 부타다이엔 라텍스(SBR Latex)를 질량비로 0.1～20% 바람직하게는 1.5% 첨가하여 콘크리트 급결제를 완성한다.In addition, styrene butadiene latex (SBR Latex) is added at a mass ratio of 0.1 to 20%, preferably 1.5%, to prevent segregation due to precipitation of suspended solids in the mixture and to enhance the tensile strength of the concrete. Complete the payment.
결과 및 고찰Results and Discussion
완성된 재료는 일반적으로 콘크리트 급결제의 실험에 많이 사용되는 길모아 시험법(Gill More Test)에 의해 시험 관찰되었다. 종래에 사용되었던 강한 염기성의 알루미늄산 나트륨 염계의 급결제가 갖는 1차 응결(초결) 시간이 5분 정도, 2차 응결(종결) 시간이 15분 정도로 나타났으나, 본 발명에 따른 콘크리트 급결제는 1차 응결(초결) 시간이 3분 정도, 2차 응결(종결) 시간이 9분 정도로 나타나 종래 사용되던 급결제에 비해 응결 시간에서 우수함을 보였다.The finished material was tested and observed by the Gill More Test, which is commonly used in the testing of concrete fasteners. Although the first solidification time of the strong basic sodium aluminate salt-based fastener used in the prior art was about 5 minutes and the secondary solidification time was about 15 minutes, the concrete fastener according to the present invention was used. The first settling time was about 3 minutes, and the second settling time was about 9 minutes.
한편 콘크리트 급결제에서 중요시 되는 1일 강도에 있어서도 종래의 급결제가 가지고 있는 강도를 유지하는 것으로 보아 실제 현장 타설에서 문제점이 없는 것으로 나타났다.On the other hand, it was found that there is no problem in the actual site casting since the strength of the conventional fastener is maintained even in the daily strength which is important in the concrete fastener.
특히, pH에 있어서는 종래의 콘크리트 급결제가 11∼13의 높은 pH 값을 나타내므로서 강한 염기성을 나타내는 반면 본 발명에 따른 콘크리트 급결제는 pH가 2∼5를 나타내어 약한 산성임을 보이고 있다.In particular, the pH of the conventional concrete fastener shows a high pH value of 11 to 13, while showing a strong basicity, while the concrete fastener according to the present invention shows a pH of 2 to 5, showing a weak acidity.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 의해서 만들어지는 약산성의 콘크리트 급결제는 황산반토(Al2(SO4)3) 또는 질산 알루미늄(Al(NO3)3), 디에타놀아민(Diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(Triethanolamine), 천연 마그네슘 실리케이트(Magnesium Silicate) 또는 SBR 라텍스, 글리세린, 포름산 칼슘(Calcium Formate)를 이용함으로써, 저렴한 가격으로 콘크리트 급결제를 생산할 수 있는 잇점이 있다.As mentioned above, the weakly acidic concrete quickener made by the present invention is alumina sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) or aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), diethanolamine or triethanol By using ethanol (Triethanolamine), natural magnesium silicate (Sagnesium Silicate) or SBR latex, glycerin, calcium formate (Calcium Formate), there is an advantage that can be produced in a low cost concrete fastener.
또한, 생산되는 약산성의 콘크리트 급결제는 pH가 2～5의 약산성이므로 인체에 무해하며 하수구나 배수구의 막힘 현상이 일어나지 않으므로 환경 친화적인 잇점이 있다. 특히 알칼리 골재반응으로 구조물에 치명적 악영향을 끼칠 수 있는 알칼리 골재반응에 대한 저항성을 갖고 있다.In addition, the weak acidic concrete fastener produced is harmless to the human body because the pH is 2 ~ 5 weak acidity, there is an environmentally friendly advantage because the clogging phenomenon of the sewer or drainage does not occur. In particular, it has resistance to alkali aggregate reaction, which can have a fatal adverse effect on the structure by alkali aggregate reaction.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims You will understand.
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