KR100591713B1

KR100591713B1 - 분사 콘크리트용 급결 혼화제

Info

Publication number: KR100591713B1
Application number: KR1020040034465A
Authority: KR
Inventors: 조승조; 최명식; 김재영; 신진용
Original assignee: 주식회사 실크로드시앤티
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2006-06-20
Also published as: KR20050108997A

Abstract

본 발명은 분사 콘크리트용 급결 혼화제에 관한 것으로, 전체 알칼리 함량이 1.0중량% 이하인 액상의 분사 콘크리트용 급결 혼화제로서, 하기 화학식 1의 폴리황산규산알루미늄을 주성분으로 하고 비정질 수산화알루미늄을 부성분으로 하여 상기 폴리황산규산알루미늄 및 상기 비정질 수산화알루미늄에 함유된 전체 산화알루미늄의 함량이 6 내지 17중량%의 범위인 분사 콘크리트용 급결 혼화제:

화학식 1

[Al_a(OH)_b(SiO₂)_c(SO₄)_d]N

(상기 식에서 a는 1.0, b는 0.75~2.0, c는 0.0005~0.1, d는 30~1.12이고 N은 전체분자량이 10⁵까지의 범위를 가지는 값이다)를 그 구성으로 하여 액상으로서 우수한 응결 특성 및 초기 강도 특성을 가지고 상안정성이 우수하며 장기 보관이 가능한 효과를 나타낸다.

급결 혼화제, 폴리황산규산알루미늄, 비정질 수산화알루미늄

Description

분사 콘크리트용 급결 혼화제{Accelerating admixtures for shotcrete}

도 1은 본 발명에 사용하는 비정질 수산화알루미늄의 X-선 회절 분석결과를 나타낸 도면이다.

본 발명은 분사 콘크리트용 급결 혼화제에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 분사된 콘크리트의 급결성 및 장기 안정성을 향상시키기 위한 급결 혼화제 및 이러한 혼화제를 함유하는 분사 콘크리트에 관한 것이다.

본 명세서에서 분사 콘크리트란 숏크리트(shotcrete) 혹은 스프레이드 콘크리트(sprayed concrete)라고 불리는 분사용 시멘트 반죽, 모르타르 및 콘크리트를 나타내는 일반적인 용어로 사용된다. 또한 급결 혼화제는 상기 분사 콘크리트에 사용되어지는 첨가제의 일종으로써 시멘트의 수화반응을 촉진시킴으로써 분사 콘크리트의 응결시간(setting time)을 단축시키고 초기강도의 발현을 증진시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

분사 콘크리트는 터널공사 및 지하구조물 공사에서 콘크리트 라이닝 이전 단계에 암반에 분사하여 타설하는 콘크리트로서 그 타설 방법은 크게 건식법 및 습식 법으로 나뉘어진다.

건식법의 경우 콘크리트의 재료 및 분말의 급결혼화제를 미리 혼합한 후 분사하는 과정에서 물을 첨가하는 방식으로 급결 혼화제의 성능을 효과적으로 발휘할 수 있는 장점은 있으나 콘크리트 분사후 손실(이하 리바운드라 칭함) 되는 양이 상대적으로 많으며 분진 발생이 심하여 작업환경을 저해하는 단점이 있다. 이와 같은 건식법이 가지는 문제점을 해결하기 위한 방안으로 습식법이 사용되기 시작하였으며, 습식법은 콘크리트의 재료인 시멘트, 골재, 강섬유, 물 등을 혼합한 후 이를 분사하는 과정에서 급결 혼화제를 첨가하는 방식이다. 습식법은 상기 건식법의 문제점을 어느 정도 해소하였지만 습식법에서 사용되어지는 액상의 급결 혼화제들은 대부분 강알칼리성을 띄고 있어 이로 인한 부식성으로 인해 작업환경이 저해되고 침출수 또는 누출수로 인해 주위환경이 오염되는 등의 잠재적인 문제점이 있었다. 더욱이 습식법에서 사용되어지는 강알칼리성 급결 혼화제는 빠른 응결특성과 초기 강도 증진에는 효과적이기는 하나 장기 강도 발현에 있어서는 매우 취약한 문제를 가지고 있다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 강알칼리성 액상 급결 혼화제를 사용하여 타설한 분사 콘크리트는 재령 28일의 강도가 급결 혼화제를 사용하지 않은 동일 배합의 콘크리트와 비교하여 약 40% 정도의 강도저하 현상을 나타내었다.

따라서 새로운 분사 콘크리트용 급결 혼화제의 개발이 요구되었고 이러한 요구에 따른 급결 혼화제는 주로 알칼리성분이 배제된 형태였다. 기존 알칼리성 급결 혼화제의 경우 알칼리성분이 대략 20중량% 수준인 반면 새로 개발된 급결 혼화제는 이들 성분의 함량이 1% 이내로 매우 낮기 때문에 알칼리-프리 급결 혼화제로 불리 운다. 이와 같은 알칼리-프리 급결 혼화제는 강알칼리 성분의 최소화에 따라 작업환경을 개선시키고 환경 오염의 위험성을 획기적으로 줄일 수 있는 장점을 가진다. 또한 알칼리-프리 급결 혼화제를 사용하는 경우 기존 급결 혼화제를 사용할 때에 비해 콘크리트 중의 골재와 알칼리 성분이 반응하여 콘크리트의 내구성을 열화시킬 수 있는 알칼리-골재 반응의 위험성을 현저하게 감소시켜 주는 장점이 있다.

더욱이 기존의 급결 혼화제는 수화반응 초기에 강알칼리성 환경을 제공하여 시멘트 광물의 수화를 촉진하기에 초기 응결은 상당히 빠르지만 장기 강도가 크게 저하되는 단점이 있었는데 알칼리-프리 급결 혼화제는 보통의 콘크리트와 비교해 더 높은 수준 내지는 거의 유사한 강도를 나타낸다.

그러나 이와 같은 알칼리-프리 급결 혼화제는 완전한 액상이 아닌 현탁액 혹은 슬러리 형태이기 때문에 타설시 콘크리트와의 균일한 혼합이 어렵고 또한 장기 보관시 상분리 현상에 의한 안정성 저하와 같은 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 우수한 응결 특성 및 초기 강도 특성을 가지고 상안정성이 우수하여 장기 보관이 가능하며 인체 및 환경에 무해한 분사 콘크리트용 급결 혼화제를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

또한 상기 급결 혼화제를 유효성분으로 포함하는 분사 콘크리트를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분사 콘크리트용 급결 혼화제는 전체 알칼리함량이 1.0중량% 이하인 액상의 분사 콘크리트 급결 혼화제로서, 하기 화학식의 폴리황산규산알루미늄을 주성분으로 하고 비정질 수산화알루미늄을 부성분으로 하여 상기 폴리황산규산알루미늄과 비정질 수산화알루미늄의 총 산화알루미늄의 함량이 6 내지 17중량%의 범위인 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분사 콘크리트는 전체 알칼리함량이 1.0중량% 이하이고 액상이며 하기 화학식의 폴리황산규산알루미늄을 주성분으로 하고 비정질 수산화알루미늄을 부성분으로 하여 상기 폴리황산규산알루미늄과 비정질 수산화알루미늄의 총 산화알루미늄의 함량이 6 내지 17중량%의 범위인 급결 혼화제를 그 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 폴리황산규산알루미늄은 하기 화학식을 가지는 수용액 형태의 것으로서 산화알루미늄의 함량이 8.0중량% 이상이면 특별한 제한없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 어느 것이나 사용가능하다.

[화학식]

[Al_a(OH)_b(SiO₂)_c(SO₄)_d]N

(상기 식에서 a는 1.0, b는 0.75~2.0, c는 0.0005~0.1, d는 30~1.12이고 N은 전체분자량이 10⁵까지의 범위를 가지는 값이다)

본 발명에 사용되는 비정질 수산화알루미늄은 X-선 회절분석에서 도 1과 같은 할로우(halo) 형태의 피크를 보여주는 것이라면 특별한 제한없이 어느 것이나 사용가능하다. 상기 비정질 수산화알루미늄은 일반적인 수산화알루미늄에 비해 뛰어난 반응성을 가지고 있기에 콘크리트 중의 수산화칼슘과 반응하여 칼슘알루미늄 수화물의 생성을 촉진시켜 종래의 급결 혼화제 중의 수산화칼슘이 가지는 강도 발현의 특성이 좋지 못하고 각종 화학물질의 침투에 취약한 문제점을 개선시키는 작용을 한다. 즉, 본 발명에 사용되는 비정질 수산화칼슘은 우수한 반응성으로 인해 수화 초기부터 콘크리트 중의 수산화칼슘과 반응하여 수산화칼슘 결정의 거대화를 억제하고 이들을 고르게 분포하게 함으로써 분사용 콘크리트가 알칼리성을 유지하면서도 수산화칼슘에 의한 물성저하를 억제시키는 것이다.

본 발명에서는 상기 폴리황산규산알루미늄 및 비정질 수산화알루미늄을 그 성분들을 산화알루미늄(Al₂O₃)으로 환산하였을 때 산화알루미늄의 함량이 6 내지 17중량%가 되도록 사용한다. 상기 범위를 벗어나는 경우 분사 콘크리트용 급결 혼화제로서의 적절한 성능을 발휘하지 못한다. 여기서 폴리황산규산알루미늄은 산화알루미늄(Al₂O₃)으로 환산하였을 때 산화알루미늄의 함량을 7중량%까지 사용한다. 폴리황산규산알루미늄을 7중량% 이상 사용하는 경우 수산화알루미늄 및 기타 성분의 사용량이 제한되어 급결성이 떨어지게 된다. 비정질 수산화알루미늄은 산화알루미늄(Al₂O₃)으로 환산하였을 때 산화알루미늄 함량을 2 내지 10중량%의 범위로 사용한다. 사용량이 2중량%미만이면 최종 제품의 급결성이 저하되고 10중량%를 초과하면 과도한 기포 발생 및 과포화상태가 발생하여 제품의 상안정성이 크게 저하된다. 또한 작업의 효율성 및 취급상의 편리성을 위해서는 산화알루미늄의 함량을 9 내지 15중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 필요에 따라서는 산화알루미늄의 함량을 증가시키기 위해 황산알루미늄을 사용할 수 있다. 이때의 사용량은 본 발명에서 사용되는 산화알루미늄의 함량, 즉 상기 폴리황산규산알루미늄 및 비정질 수산화알루미늄의 산화알루미늄의 양으로 환산하였을 때의 산화알루미늄의 함량을 기준으로 결정되며 산화알루미늄(Al₂O₃)으로 환산하였을 때 산화알루미늄 함량이 6중량%이내의 범위이다. 6중량%를 초과하는 경우 폴리황산규산알루미늄에 의한 상안정성 개선효과가 현저히 감소하게 된다.

또한 본 발명에 따른 급결 혼화제는 타설시 리바운드 및 분진의 발생을 억제하고 원활한 작업성을 확보하기 위하여 유기산을 포함할 수 있다. 이와 같은 유기산은 비정질 수산화알루미늄의 용해를 증진시켜 최종 산물의 액상화를 촉진시키고, 최종 산물의 투명성 및 안정성을 증진시키기에 타설시 리바운드 및 분진의 발생을 억제하여 작업성을 증진시키는 것이다. 상기 유기산은 말산, 말레산, 인산, 개미산, 플루오르산, 옥살산 및 이들의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용한다. 이때 유기산은 전체 급결 혼화제의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 10.0 중량%의 범위로 사용한다. 유기산의 사용량이 0.5중량%미만인 경우 수산화알루미늄의 원활한 용해가 이루어지지 않으며, 10.0중량%를 초과하는 경우 최종 제품의 산성화에 의한 역효과가 발생할 수 있다. 또한, 이와 같은 유기산은 전체 급결 혼화제의 총 중량을 기준으로 3.0 내지 10.0 중량% 사용하는 것이 그 효과면에서 바람직하다. 또한 상기 유기산의 염은 나트륨과 칼륨과 같은 강알칼리성 염은 제외하고 칼슘 및 알루미늄 염을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 강알칼리성의 염을 사용하는 경우 급결 혼화제 전체의 강알칼리 양을 증가시키는 결과를 초래하기 때문이다.

또한 본 발명에 따른 분사 콘크리트용 급결 혼화제는 최종 산물의 안정성을 개선하기 위해 상안정화제를 포함할 수 있으며 0.1 내지 2.0중량%의 범위로 사용한다. 상안정화제로는 폴리카르복실산으로부터 유도된 계면활성제를 사용할 수 있으 며 이 계면활성제는 pH가 6.0이상 10.0이하이고 분자량은 20,000 내지 200,000인 것을 사용한다.

본 발명에 따른 급결 혼화제는 시멘트의 수화반응을 촉진하는 메카니즘인 에트링자이트(3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O) 생성과 관련이 있다. 일반적으로 시멘트는 5% 정도의 이수석고를 포함하고 있어 이 이수석고가 칼슘알루미네이트와 반응하여 에트링자이트를 생성하고 그 결과 유도기를 가진다. 그러나 본 발명에 따른 급결 혼화제를 포함하는 경우 시멘트는 수화초기부터 다량의 미세한 에트링자이트가 생성되고 이와 동시에 치밀한 구조를 형성하면서 종래의 시멘트와는 달리 유도기 생성 단계를 거치지 않고 바로 응결 및 경화가 일어나기에 급결성을 나타내는 것이다. 즉, 본 발명에 따르면 에트링자이트 생성에 필요한 황산염이 종래의 이수석고에 의해 공급되어지는 것과는 달리 폴리황산규산알루미늄에 의해(황산알루미늄을 사용하는 경우 황산알루미늄과 함께) 제공되어지는 것이다. 따라서 상대적으로 안정한 화합물인 이수석고가 서서히 시멘트 페이스트 중으로 황산염을 공급하는 것과는 달리 본 발명에 따른 급결 혼화제는 액상의 황산염이기에 수화 초기부터 다량의 황산염을 공급하여 물과 접촉시 다량의 에트링자이트의 생성이 가능하게 된다. 또한 본 발명에서는 액상제품으로써 용해된 황산염이 고르게 분포하기 때문에 에트링자이트가 다량 생성됨에도 불구하고 부분적으로 거대한 결정을 형성하는 것이 아니라 작은 결정 형태로 형성되기에 치밀한 구조를 형성하게 된다. 게다가 본 발명에 따른 급결 혼화제를 사용하는 경우, 풍부한 황산염의 존재로 인해 에트링자이트가 모노설페이트 형태로 전이되지 않은 상태로 존재하고 또한 각 입자사이의 공극을 칼슘실리케이트수화물의 추가적인 수화생성물이 채워주므로 장기 재령에 있어서 매우 치밀한 구조를 가지게 된다. 그 결과 장기 재령에 있어서의 강도 증진 효과가 종래의 급결 혼화제보다 뛰어나고 강도 저하 현상이 나타나지 않거나 나타나더라도 매우 적은 범위에 국한되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 분사 콘크리트용 급결 혼화제는 시멘트 중량을 기준으로 5 내지 10중량%를 사용한다. 그 양이 상기 범위를 벗어나는 경우, 적절한 급결성이 수득되지 않는다.

본 발명에서 시멘트는 특별한 제한은 없고 현재 국내에서 시판 중인 모든 일반 포틀랜드 시멘트가 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 목적 범위내에서 경화조정제, AE제제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 증점제, 보수제, 방수제, 발포제, 기포제, 착색제 등을 본 발명에 따른 급결 혼화제 또는 분사 물질에 혼합하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명은 실시예를 참고로 하여 보다 상세하게 기재될 것이다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되지는 않는다.

실시예 1

109g의 물을 약 60℃로 유지하면서 폴리카르복실산으로부터 유도된 안정화제인 (주) 실크로드시앤티의 ROADCON-PMEA 300N 15g을 투입하였다. 이 안정화제의 pH값은 6.8이다. 투입된 안정화제를 충분히 용해시킨 후 (주)워테크의 제품명 PASS의 폴리황산규산알루미늄 75g(산화알루미늄 함량 6.0중량%)을 첨가 용해시켰다. 그 후 말산 50g을 첨가한 후 교반하면서 용해시켰다. 그 후 비정질 수산화알루미늄 76g(산화알루미늄 함량 5.0중량%)을 첨가한 후 30분에서 2시간 정도 교반하였다. 그 결과 불투명의 액상 혼화제를 얻었다.

실시예 2

116g의 물을 약 60℃로 유지하면서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 폴리카르복실산으로부터 유도된 안정화제인 (주) 실크로드시앤티의 ROADCON-PMEA 300N 15g을 투입하였다. 투입된 안정화제를 충분히 용해시킨 후 (주)워테크의 제품명 PASS의 폴리황산규산알루미늄 375g(산화알루미늄 함량 3.0중량%)을 첨가 용해시켰다. 그 후 말산 옥살산 60g을 첨가한 후 교반하면서 용해시켰다. 그 후 산화알루미늄의 함량이 17%인 공업용 황산알루미늄 294g(산화알루미늄 함량 5.0)을 첨가하여 완전히 용해시켰다. 황산알루미늄이 완전히 용해된 후 개미산 40g을 첨가하였다. 그 후 비정질 수산화알루미늄 100g(산화알루미늄 함량 6.5중량%)을 첨가한 후 30분에서 2시간 정도 교반하였다. 그 결과 반투명의 액상 혼화제를 얻었다.

실시예 3

107g의 물을 약 60℃로 유지하면서 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 폴리카르복실산으로부터 유도된 안정화제인 (주) 실크로드시앤티의 ROADCON-PMEA 300N 15g을 투입하였다. 투입된 안정화제를 충분히 용해시킨 후 (주)워테크의 제품명 PASS의 폴리황산규산알루미늄 625㎏(산화알루미늄 함량 5.0중량%)을 첨가한 후 교반하면서 충분히 용해시켰다. 그 후 산화알루미늄의 함량이 17%인 공업용 황산알루 미늄 117g(산화알루미늄 함량 2.0중량%)을 첨가하여 완전히 용해시켰다. 황산알루미늄이 완전히 용해된 후 말레인산 60g을 첨가하였다. 그 후 비정질 수산화알루미늄 76g(산화알루미늄 함량 5.0중량%)을 첨가한 후 30분에서 2시간 정도 교반하였다. 그 결과 반투명의 액상 혼화제를 얻었다.

상기 실시예에서 얻어진 급결 혼화제의 성능을 평가하기 위하여 상기 각각의 실시예에 따른 급결 혼화제의 물성(점도, pH)을 측정하였다. 물성을 측정하기 위하여 상기 각 실시예에서 얻은 급결혼화제를 물과 1:1로 혼합한 다음 온도를 20±1℃로 유지하면서 pH측정기(모델명:오리온 250A)를 사용하여 pH를 측정하고 브룩필드(BrookField)사의 엘브이디브이 II+(LVDV II+) 스핀들 넘버 에스62(spindle No. S62)를 사용하여 점도를 측정하였다. 그 결과는 표 1로 나타내었다. 한편, 비교를 위하여 종래의 알칼리프리 급결제인 (주) 실크로드시앤티의 ROADCON-LF1000 (비교예 1) 및 종래의 강알칼리성 급결제인 (주) 실크로드 시앤티의 ROADCON-LA (비교예 2)의 물성도 측정하였다.

	pH	점도(cP)
실시예 1	3.23	60
실시예 2	2.68	70
실시예 3	3.04	80
비교예 1	2.40	420
비교예 2	13.2	180

또한, 상기 실시예에서 얻어진 급결 혼화제의 응결특성을 평가하기 위하여 ASTM C 1102에 준하여 W/C가 0.28이 되도록 페이스트를 제작(시멘트 200g, 물 56g, 유동화제 2g)한 후 각 실시예에서 얻은 급결 혼화제 14g을 투입한 후 길모아침을 사용하여 응결시간을 측정하였다. 각 급결 혼화제에 대하여 응결시간을 3회 측정한 후 그 평균값으로 응결시간을 결정하였다. 또한 비교를 위하여 종래의 알칼리프리 급결제인 (주) 실크로드시앤티의 ROADCON-LF1000 (비교예 1) 및 종래의 강알칼리성 급결제인 (주) 실크로드 시앤티의 ROADCON-LA(비교예 2)의 응결시간도 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 표 2에 나타내었다.

	초결 응결시간 (분:초)	종결 응결시간 (분:초)
실시예 1	3:10	6:40
실시예 2	2:10	5:20
실시예 3	2:15	5:40
비교예 1	3:20	7:20
비교예 2	2:30	6:30

또한, 본 발명에 따른 급결 혼화제의 압축강도를 평가하기 위하여 시멘트 1200g, 주문진 표준사 2940g, 물 582g, 유동화제 12g을 배합한 모르타르에 각 실시예에서 얻은 급결 혼화제 84g을 첨가한 후 이를 KS L 5015 "수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법"에 준하여 압축강도를 측정하였으며, 재령별로 공시체 3개에 대하여 압축강도를 측정한 다음 그 평균값을 재령별 압축강도값으로 하였다. 또한 비교를 위하여 종래의 알칼리프리 급결제인 (주) 실크로드시앤티의 ROADCON-LF1000 (비교예 1) 및 종래의 강알칼리성 급결제인 (주) 실크로드 시앤티의 ROADCON-LA(비교예 2) 그리고 급결혼화제를 사용하지 않은 모르타르(비교예 3)의 압축강도도 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 표 3에 나타내었다.

	1일 (kgf/㎠)	3일(kgf/㎠)	7일(kgf/㎠)
실시예 1	108	232	328
실시예 2	129	244	337
실시예 3	121	230	329
비교예 1	115	219	315
비교예 2	105	185	223
비교예 3	85	195	310

위의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 급결 혼화제는 시판중인 종래의 알칼리프리 급결제와 비교하여 1/4정도의 점도를 가지면서 pH값에서는 종래의 알칼리프리 급결제에 비해 높은 2.60이상의 값을 가지고 있다. 이러한 낮은 점성으로 인하여 본 발명에 따른 급결 혼화제는 숏크리트 타설시 콘크리트와 급결 혼화제의 혼합 특성을 크게 개선시킨다. 또한 액상이기 때문에 종래의 현탁액 제품이 가지는 상분리와 같은 안정성을 저해하는 문제점을 크게 감소시키는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 급결 혼화제를 포함하는 모르타르는 응결특성 및 압축강도 특성이 종래의 강알칼리성 급결제보다 우수할 뿐만 아니라 시판중인 알칼리프리 액상 급결제보다도 뛰어났다. 특히 급결제를 사용하지 않는 동일 배합의 모르타르와 비교하여도 높은 압축강도 특성을 나타내었다. 더욱이 종래의 강알칼리성 액상 급결제를 사용하여 제작한 모르타르의 압축강도는 초기 재령에서는 양호한 강도발현을 나타내지만 재령 3일 이후부터는 급결제를 사용하지 않는 모르타르보다 낮은 강도를 보이고 재령이 경과할 수록 강조 저하의 폭이 매우 커지는 것으로 나타났다. 이와 같이 본 발명에 따른 급결 혼화제를 포함하는 모르타르는 재령 초기 뿐만 아니라 지속적으로 높은 강도발현 특성을 나타내었다.

본 발명에 따른 분사 콘크리트용 급결 혼화제는 액상으로서 우수한 응결 특 성 및 초기 강도 특성을 가지고 상안정성이 우수하며 장기 보관이 가능하고, 또한 이 급결 혼화제를 유효성분으로 포함하는 분사 콘크리트는 급결성 및 장기 안정성이 향상되는 효과를 나타낸다.

Claims

전체 알칼리 함량이 1.0중량% 이하인 액상의 분사 콘크리트용 급결 혼화제로서, 하기 화학식 1의 폴리황산규산알루미늄을 주성분으로 하고 비정질 수산화알루미늄을 부성분으로 하여 상기 폴리황산규산알루미늄 및 상기 비정질 수산화알루미늄에서 위 성분들을 산화알루미늄(Al₂O₃)으로 환산하였을 때 산화알루미늄의 함량이 6 내지 17중량%의 범위인 분사 콘크리트용 급결 혼화제:

화학식 1

[Al_a(OH)_b(SiO₂)_c(SO₄)_d]N

(상기 식에서 a는 1.0, b는 0.75~2.0, c는 0.0005~0.1, d는 30~1.12이고 N은 전체분자량이 10⁵까지의 범위를 가지는 값이다).
제1항에 있어서,

상기 폴리황산규산알루미늄은 산화알루미늄으로 환산하였을 때 산화알루미늄의 함량이 7중량%이하인 분사 콘크리트용 급결 혼화제.
제1항에 있어서,

상기 비정질 수산화알루미늄은 산화알루미늄으로 환산하였을 때 산화알루미늄의 함량이 2 내지 10중량%인 분사 콘크리트용 급결 혼화제 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 급결 혼화제가 황산알루미늄을 더 포함하고, 이때 황산알루미늄의 양은 전체 산화알루미늄의 함량을 기준으로 황산알루미늄을 산화알루미늄으로 환산하였을 때 산화알루미늄의 함량이 6중량% 이하인 분사 콘크리트용 급결 혼화제.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

말산, 말레산, 인산, 개미산, 플루오르산, 옥살산 및 이들의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 유기산을 전체 급결 혼화제의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 10중량%의 양으로 더 포함하는 분사 콘크리트용 급결 혼화제.
제5항에 있어서, 상기 유기산의 염은 칼슘 또는 알루미늄 염인 분사 콘크리트용 급결 혼화제.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리카르복실산으로부터 유도된 pH 6.0이상 10.0이하이고 분자량이 20,000 내지 200,000인 상안정화제를 전체 급결 혼화제 중량을 기준으로 0.1 내지 2.0중량% 더 포함하는 분사 콘크리트용 급결 혼화제.
제1항에 따른 분사 콘크리트용 급결 혼화제를 유효성분으로서 포함하는 분사 콘크리트.