KR100655260B1 - Water proof admixtures for concrete and mortar - Google Patents

Water proof admixtures for concrete and mortar Download PDF

Info

Publication number
KR100655260B1
KR100655260B1 KR20050065019A KR20050065019A KR100655260B1 KR 100655260 B1 KR100655260 B1 KR 100655260B1 KR 20050065019 A KR20050065019 A KR 20050065019A KR 20050065019 A KR20050065019 A KR 20050065019A KR 100655260 B1 KR100655260 B1 KR 100655260B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
concrete
waterproofing material
weight
mortar
silica fume
Prior art date
Application number
KR20050065019A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤윤모
김재영
Original Assignee
주식회사 대한아이엠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 대한아이엠 filed Critical 주식회사 대한아이엠
Priority to KR20050065019A priority Critical patent/KR100655260B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100655260B1 publication Critical patent/KR100655260B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/14Minerals of vulcanic origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • C04B14/062Microsilica, e.g. colloïdal silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/36Inorganic materials not provided for in groups C04B14/022 and C04B14/04 - C04B14/34
    • C04B14/365Gypsum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/28Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

Provided are waterproof admixtures for concrete and mortar, which increase waterproof performance of concrete, impart proper expandability to concrete to inhibit formation of cracks, and are improved in seawater resistance, salt resistance, and freezing and thawing resistance. The waterproof admixtures for concrete and mortar comprise 10-60wt% of natural inorganic mineral consisting of tuff, volcanic ash, and perlite and comprising amorphous silica, philipsite, and sodium calcium aluminum silicate as elements, 10-30wt% of silica fume, 10-40wt% of fly ash or blast furnace slag fine powder, 5-25wt% of sulfates, and further 0.5-3.5wt% of water-soluble anionic surfactant. The silica fume has a silicon oxide content of 80% or more and is amorphous.

Description

콘크리트 및 모르타르용 구체 방수재{WATER PROOF ADMIXTURES FOR CONCRETE AND MORTAR}Concrete waterproofing materials for concrete and mortars {WATER PROOF ADMIXTURES FOR CONCRETE AND MORTAR}

도 1은 본 발명에 사용하는 천연무기광물의 X-선 회절 분석결과를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of natural inorganic minerals used in the present invention.

도 2는 인공 포졸란 물질인 플라이 애쉬의 X-선 회절 분석결과를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of fly ash, an artificial pozzolanic material.

본 발명은 콘크리트용 구체 방수재에 대한 것으로, 보다 자세히는 콘크리트 제조시 사용되는 재료(시멘트, 자갈, 모래, 물, 콘크리트용 혼화제)와 함께 첨가되어, 최종 생성물인 콘크리트 경화체의 수밀성(水密性)을 향상시키며, 콘크리트의 열화를 가져오는 각종 화학성분에 대한 저항성을 개선시키고, 건조수축을 감소시켜 콘크리트 구조체의 균열 생성을 억제시키는 콘크리트용 구체 방수재에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete waterproofing material for concrete, and more specifically, it is added together with materials (cement, gravel, sand, water, concrete admixtures) used in the manufacture of concrete, thereby improving the watertightness of the final product of the cured concrete. It improves, improves the resistance to various chemical components that lead to the deterioration of concrete, and relates to a concrete waterproof material for concrete to suppress the formation of cracks in the concrete structure by reducing dry shrinkage.

콘크리트 및 모르타르는 제조공정 및 타설 공정에 요구되는 품질 및 작업성을 확보하기 위해서, 시멘트의 경화에 필요한 혼합 수량 이외의 과량의 물을 사용 하게 되는데, 콘크리트에 사용된 과량의 혼합수로 인하여 콘크리트는 다량의 공극을 가지게 된다. 또한 콘크리트 구조체는 외부 환경에 따라 다양한 물리적, 화학적 조건에 노출되기 때문에 지속적으로 균열이 발생할 뿐만 아니라 열화가 진행되어 내구성이 크게 감소하게 된다. In order to secure the quality and workability required for the manufacturing process and casting process, concrete and mortar use excess water other than the mixing quantity necessary for the hardening of the cement. It will have a large amount of voids. In addition, since the concrete structure is exposed to various physical and chemical conditions depending on the external environment, not only the crack is continuously generated, but also the deterioration progresses and the durability is greatly reduced.

콘크리트 구조물에 생성된 균열은 방수성을 현저하게 감소시키며, 콘크리트 외부에서 내부로 각종 화학 물질의 이동을 촉진하여 콘크리트의 내구성을 크게 저하시키게 된다.The cracks generated in the concrete structure significantly reduce the waterproofness and promote the movement of various chemicals from the outside to the inside, thereby greatly reducing the durability of the concrete.

콘크리트 구조물이 가지는 이러한 문제점을 보완하기 위하여 현재 사용되는 콘크리트 구조물에는 다양한 방식의 방수 시공을 실시하고 있으나, 콘크리트 표면에 방수층을 형성하는 일반적인 방법으로는 콘크리트 구조체가 처한 다양한 외부환경에서 항상 만족할 만한 성과를 나타낼 수 없는 실정이다. In order to make up for the problems of concrete structures, concrete structures that are currently used have various waterproof construction methods.However, as a general method of forming a waterproof layer on the concrete surface, the concrete structures are always satisfactory in various external environments. It cannot be represented.

따라서 단지 콘크리트 표면의 방수성능을 개선하는 것보다는, 콘크리트 구조체 전체의 수밀성을 향상시킴으로써 콘크리트 자체의 방수성능을 향상시키는 것이 바람직하며, 이와 동시에 콘크리트의 건조수축을 억제하여 균열의 생성을 억제하는 것이 보다 효과적이다. 뿐만 아니라 상기의 목적을 달성하기 위해서는 콘크리트에 사용되는 다양한 재료(플라이애쉬, 고로수쇄슬래그 미분말, 실리카흄, 메타카올린, 콘크리트용 화학혼화제 등)에 방수재를 포함시키더라도 콘크리트 자체의 성능이 저하되지 않도록 해야 한다.Therefore, rather than merely improving the waterproof performance of the concrete surface, it is desirable to improve the waterproof performance of the concrete itself by improving the watertightness of the entire concrete structure, and at the same time, it is more desirable to suppress the formation of cracks by inhibiting the dry shrinkage of the concrete. effective. In addition, in order to achieve the above object, even if a waterproof material is included in various materials (fly ash, blast furnace slag fine powder, silica fume, metakaolin, concrete admixture for concrete, etc.) used in concrete, the performance of concrete itself should not be degraded. do.

기존의 관련 기술들은 상기의 방수성능 향상 방안 중 한가지만을 해결하는 기술이거나, 콘크리트의 강도저하 또는 콘크리트 재료와의 적절한 혼합이 이루어지 지 않는 등의 바람직하지 못한 영향을 가져오는 문제점을 내포하고 있다.Existing related technologies have a problem that solves only one of the above-mentioned methods of improving waterproof performance, or have problems such as deterioration of strength of concrete or inadequate mixing with concrete materials.

특허공개 제01-38952호에서는 실리카흄을 주재료로 하고 고급 지방산 금속염과 유동화제 및 AE감수제, 규사 등을 첨가하여 제조되는 구체 분말 방수재 조성물을 제공하고 있다. 이 구체 분말 방수재는 포졸란 물질의 수밀성 향상 효과와 지방산 금속염에 의한 발수효과에 의하여 방수성능을 향상시키고 있으나, 콘크리트의 건조수축을 효과적으로 억제하지 못하며 콘크리트 제조시 타 재료와의 혼합성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.Patent Publication No. 01-38952 provides a spherical powder waterproofing composition prepared by adding silica fume as a main material and adding a higher fatty acid metal salt, a fluidizing agent, an AE reducing agent, and silica sand. This concrete powder waterproofing material improves the waterproofing performance by improving the watertightness of pozzolanic material and water repellent effect by fatty acid metal salt, but it does not effectively inhibit the dry shrinkage of concrete and has the problem of poor compatibility with other materials in concrete manufacturing. have.

또한 균열 생성을 억제하기 위하여 현재 국내에서 널리 사용되고 있는 생석회를 주성분으로 하는 O형 팽창재 및 칼슘설포알루미네이트를 주성분으로 하는 K형 팽창재는, 콘크리트 구조체에 팽창성을 부여하여 건조수축을 상쇄시킴으로써 균열 생성을 억제시켜주는 효과가 있으나, 이들 팽창재의 주요 생성물인 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 에트링자이트(ettringite, 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)가 다량의 공극을 발생시킴으로써 수밀성이 오히려 저하될 수 있는 문제점을 가지고 있다.In addition, in order to suppress crack formation, O type expansion material mainly composed of quicklime, which is widely used in Korea, and K type expansion material mainly composed of calcium sulfoaluminate, provide expansion property to concrete structures to offset dry shrinkage. Although it is effective in suppressing the effects, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and ettringite (3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .32H 2 O), the main products of these expanders, generate large amounts of voids. Watertightness has a problem that can be rather deteriorated.

이에 본 발명은 콘크리트 구조체가 가지는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 콘크리트의 수밀성을 향상시켜 방수성을 확보하고, 콘크리트에 팽창성을 부여함과 동시에 건조수축을 감소시켜 균열 생성을 억제하며, 콘크리트의 내해수성, 내염화성, 동결융해저항성 등의 내구성을 개선시켜주고, 콘크리트 제조에 사용되는 각종 성분 및 재료들과 친화성이 우수한 콘크리트용 구체 방수재를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems of the concrete structure, the present invention improves the watertightness of the concrete to secure waterproofness, imparts expansion to the concrete and at the same time reduces dry shrinkage, thereby suppressing crack formation, and water resistance of concrete. The purpose of the present invention is to improve the durability of flame resistance, freezing and thawing resistance, etc., and to provide a concrete waterproof material for concrete having excellent affinity with various components and materials used in concrete production.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 제공되는, 본 발명의 구체 분말 방수재는 주요 성분이 화산암의 일종인 응회암(tuff), 화산재(volcanic ash), 진주암(perlite)을 포함하는 천연무기광물 미분말(이하, 천연무기광물로 표기)을 주성분으로 하고, 실리카흄, 포졸란 물질 및/또는 잠재수경성 물질, 그리고 황산염을 보조성분으로 하며, 추가적으로 음이온계 계면활성제와 지방산 금속염을 첨가할 수 있다. 본 발명의 구체 방수재는 콘크리트는 물론 모르타르에도 적용되어 방수 특성 및 내구성을 증진시킬 수 있다.Provided to achieve the above object of the present invention, the spherical powder waterproofing material of the present invention is a natural inorganic mineral fine powder including tuff, volcanic ash, and perlite, which is a kind of volcanic rock, (Indicated as a natural inorganic mineral), as main components, silica fume, pozzolanic and / or latent hydraulic substances, and sulfates as auxiliary components, and anionic surfactants and fatty acid metal salts may be additionally added. Concrete waterproof material of the present invention can be applied to concrete as well as mortar can improve the waterproof properties and durability.

본 발명에서 주성분으로 사용되는 천연무기광물은 천연 포졸란 물질로서, 화산암의 일종인 응회암(tuff) 및 화산재(volcanic ash)를 주요 성분으로 하는 특징을 가지고 있다. Tuffasche 라고 불리우기도 하는 이들 재료는 화산성 포졸란(volcanic pozzolan) 물질의 퇴적층이 자연환경에 의한 풍화 및 입자간의 결합력을 소실하여 발생한다. 특히 풍화는 응회암에 존재하는 유리질 성분을 제올라이트(zeolitisation) 성질을 가지는 물질인 허쉬라이트(hershelite), 카바자이트(cabazite), 필립사이트(phillipsite) 등의 성분으로 변화시키게 되며, 이러한 상(phase)의 변화가 증가할수록 응회암의 포졸란 반응성은 크게 향상된다. 또한 응회암은 유리질(glassy state) 함량이 매우 높기 때문에 인공 포졸란 물질 보다 우수한 반응성을 가지고 있다. The natural inorganic mineral used as a main component in the present invention is a natural pozzolanic material, and has a characteristic of using tuff and volcanic ash, which are a kind of volcanic rock, as main components. These materials, also called Tuffasche, are caused by the deposition of volcanic pozzolan materials by weathering due to the natural environment and the loss of bonding between particles. In particular, weathering converts the glassy components present in tuff into components such as hershelite, cabazite, and phillipsite, which have zeolitisation properties. As the change of, the pozzolan reactivity of tuff increased significantly. Tuff also has higher reactivity than artificial pozzolanic materials because of its very high glassy state content.

본 발명의 천연무기광물은 아래의 표와 같은 성분으로 구성되며, 주요 화학 성분은 SiO2, Al2O3, CaO이고, 주요 구성 물질은 비정질 상태의 SiO2(amorphous siliconoxide)와 CaO·Al2O3·SiO2(혹은 수화물)의 조성을 가지는 것을 특징으로 한다. Natural inorganic mineral of the present invention is composed of the components shown in the table below, the main chemical components are SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, the main components are amorphous SiO 2 (amorphous siliconoxide) and CaO · Al 2 It is characterized by having a composition of O 3 · SiO 2 (or hydrate).

[표 1] 천연무기광물의 화학 성분[Table 1] Chemical Composition of Natural Inorganic Minerals

구분 division 화 학 성 분(%)Chemical component (%) SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO SO3 SO 3 K2OK 2 O Na2ONa 2 O I/LI / L IR-1IR-1 61.1061.10 12.1812.18 6.076.07 6.22 6.22 3.353.35 0.45 0.45 1.481.48 4.284.28 1.30 1.30

도 1 및 도 2는 본 발명에서 사용한 천연무기광물과 대표적인 인공포졸란 물질인 플라이애쉬의 X-선 회절분석 결과를 비교한 것이다. 플라이애쉬의 경우 쿼츠(Quartz)와 뮬라이트(mullite) 등의 피크가 관찰되고 있는 것과 비교하여, 천연 무기광물에서는 응회암의 변성작용에 의해 생성된 필립 사이트(phillipsite : potassium sodium aluminium silicate hydrate)와 소듐 칼슘 알루미늄 실리케이트(sodium calcium aluminium silicate)의 피크가 관찰되며, 쿼츠의 피크는 상대적으로 약하게 나타나고 있다. 이러한 결과는 천연무기광물의 화학성분이 종래 기술에서 사용하는 인공 포졸란 물질과 유사하지만, 실제 구성광물의 조성은 큰 차이를 보이기 때문이다.1 and 2 compare the results of X-ray diffraction analysis of a natural inorganic mineral used in the present invention and a fly ash, a representative artificial pozzolanic material. Compared to the peaks of quartz and mullite, which are observed in fly ash, phillipsite (potassium sodium aluminum silicate hydrate) and sodium calcium are produced by natural mineral minerals. The peak of aluminum calcium silicate is observed, and the peak of quartz is relatively weak. These results are due to the fact that the chemical composition of natural inorganic minerals is similar to artificial pozzolanic materials used in the prior art, but the actual composition of the minerals shows a big difference.

본 발명에서 사용하는 천연무기광물은, 인공 포졸란 물질인 실리카흄과(silica fume) 플라이애쉬(fly ash)가 포졸란 반응성(pozzolanic activity) 만을 가지는 것과는 달리, 포졸란 반응성과 더불어 황산염과 반응하여 에트링자이트(ettringite, 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) 및 소머사이트(thaumasite, CaSiO3ㆍCaCO3 ㆍCaSO4ㆍ15H2O)를 생성하는 특징을 가지고 있다. The natural inorganic minerals used in the present invention, unlike silica fume and fly ash, which are artificial pozzolanic substances, have only pozzolanic activity, react with sulphite together with pozzolanic reactivity. has a feature of generating (ettringite, 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) and Sommer site (thaumasite, CaSiO 3 and CaCO 3 and CaSO 4 and 15H 2 O).

본 발명에서 보조성분으로 사용되는 포졸란 물질로는 플라이애쉬 및 실리카흄이 대표적이며, 잠재수경성 물질로는 고로수쇄슬래그 미분말(이하 슬래그로 표기)이 대표적이다. 또 다른 부재료인 황산염은 무수석고, 반수석고, 이수석고, 황산알루미늄 중에서 선택될 수 있다. The pozzolanic materials used as auxiliary components in the present invention are fly ash and silica fume, and the latent hydraulic material is blast furnace slag fine powder (hereinafter referred to as slag). Another subsidiary material, sulfate, may be selected from anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum and aluminum sulfate.

또한 상기 특성을 극대화하기 위하여 본 발명에서는 첨가제로서 수용성 음이온계 계면활성제인 나프탈렌 포르말린 축합물 혹은 멜라민 포르말린 축합물을 사용할 수 있고, 지방산 금속염으로서 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 암모늄, 올레인산 칼슘, 올레인산 알루미늄, 부틸 스티아레이트 및 이들의 유도체를 사용할 수 있다.In addition, in order to maximize the above characteristics, in the present invention, naphthalene formalin condensate or melamine formalin condensate, which is a water-soluble anionic surfactant, may be used, and as fatty acid metal salts, zinc stearate, calcium stearate, ammonium stearate, calcium oleate, aluminum oleate, Butyl sthiarate and derivatives thereof can be used.

본 발명에서는 상기의 천연무기광물을 전체 구체 분말 방수재를 100%로 하였을 때 10 내지 60중량%가 되도록 사용한다. 상기의 범위 이하의 사용량에서는 에트링자이트 및 쏘머사이트의 생성량이 충분하지 않기 때문에 콘크리트의 건조수축이 억제되지 않으며 수밀성이 감소하게 되고, 범위 이상의 사용량에서는 과팽창으로 인하여 콘크리트의 수밀성이 오히려 감소하기 때문에 적절한 성능을 발휘하지 못하게 된다. 천연무기광물질의 최적의 비율은 15 내지 40중량%이다. In the present invention, the above-described natural inorganic mineral is used so that the total specific powder waterproofing material is 10 to 60% by weight. At a usage amount below the above range, the amount of production of ettringite and somersite is not sufficient, so that the drying shrinkage of the concrete is not suppressed and the watertightness is reduced. As a result, proper performance is not achieved. The optimal proportion of natural inorganic minerals is 15 to 40% by weight.

실리카흄은 이산화규소(SiO2)의 함량이 80% 이상이고 비정질 상태이면 어떠한 제품이라도 사용이 가능하며 10 내지 30중량%가 되도록 사용한다. 실리카흄은 최종 콘크리트 구조체의 수밀성을 향상시킬 뿐만 아니라 콘크리트의 가장 취약한 부분인 골재-시멘트 모르타르 계면(천이영역, transition zone)의 구조를 개선하고 수산화칼슘의 거대화를 방지하여 콘크리트의 내구성을 증진시켜준다. 또한 포졸란 반응으로 생성되는 C-S-H 수화물의 CaO/SiO2 몰비를 낮춤으로써 시멘트 경화체 중에 존재하는 유리 알카리(free alkali) 성분을 고형화(solid solution) 시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상기의 범위 이하의 사용량에서는 수밀성 향상 및 천이영역의 개선효과가 미비하며, 범위 이상의 사용량에서는 다른 콘크리트 재료와의 충분한 혼합이 곤란하며, 콘크리트의 작업성을 감소시킬 수 있다. Silica fume can be used in any product if the content of silicon dioxide (SiO 2 ) is more than 80% and in an amorphous state and is used so that 10 to 30% by weight. Silica fume not only improves the watertightness of the final concrete structure, but also improves the structure of the aggregate-cement mortar interface (transition zone), which is the most vulnerable part of concrete, and increases the durability of concrete by preventing the formation of calcium hydroxide. In addition, by lowering the CaO / SiO 2 molar ratio of the CSH hydrate produced by the pozzolanic reaction, the free alkali component present in the cement hardened body can be solidified. If the amount is less than the above range, the effect of improving the watertightness and the improvement of the transition region is insignificant. If the amount is more than the range, sufficient mixing with other concrete materials is difficult, and workability of the concrete can be reduced.

본 발명에서는 콘크리트의 수밀성을 극대화시키기 위하여, 실리카흄 이외에 또 다른 포졸란 물질인 플라이애쉬 및/또는 잠재수경성 물질인 슬래그를 10 내지 40중량%가 되도록 사용한다. 플라이애쉬 및 슬래그는 시멘트 수화과정에서 생성되는 수산화칼슘과 반응하여 칼슘실리케이트 수화생성물의 생성을 촉진하거나 직접 생성시켜줌으로써 콘크리트의 내구성 증진과 함께 장기 강도 증진의 효과가 있다. 본 발명의 효과를 증진하기 위해서는 하절기에는 플라이애쉬를 사용하고, 동절기에는 슬래그를 사용하는 것이 바람직하며, 동절기에는 플라이애쉬 혹은 슬래그의 사용량을 10 내지 20중량%로 하는 것이 적절하다. In the present invention, in order to maximize the water-tightness of the concrete, in addition to silica fume, another pozzolanic material, fly ash and / or latent hydraulic material slag is used to be 10 to 40% by weight. Fly ash and slag react with calcium hydroxide produced during cement hydration to promote or directly produce calcium silicate hydration product, thereby improving the durability of concrete and improving the long-term strength. In order to enhance the effect of the present invention, it is preferable to use fly ash in summer, and to use slag in winter, and to use 10 to 20% by weight of fly ash or slag in winter.

또 다른 부재료인 황산염으로는 무수석고, 반수석고, 이수석고 및 황산알루미늄 등이 사용될 수 있으며, 가장 적절한 것은 반수석고이다. 황산염의 적절한 사용량은 5 내지 25중량%, 바람직하게는 10 내지 20중량%로서, 사용 범위를 벗어나는 경우 에트링자이트 및 쏘머사이트의 생성이 충분하지 않아 건조수축을 억제하는 효 과가 감소하거나, 가응결(false setting, flash setting) 혹은 과팽창을 가져올 수 있다.As another subsidiary material, sulfate, anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, aluminum sulfate, and the like can be used, and most suitable is hemihydrate gypsum. The suitable amount of sulfate is 5 to 25% by weight, preferably 10 to 20% by weight, the production of ettringite and somersite is insufficient when out of the use range to reduce the effect of inhibiting dry shrinkage, This can lead to false setting, flash setting or overexpansion.

본 발명에서는 상기의 성능을 보다 증진시키기 위하여 두 가지 혹은 그 이상의 첨가제를 사용한다. 첨가제로는 본 발명의 조성물을 콘크리트에 사용하는 경우 콘크리트의 작업성을 개선하고 혼합성을 증진시키기 위한 수용성 음이온계 계면활성제와, 콘크리트에 발수성을 부여하거나 방수 피막을 형성시키기 위한 지방산 금속염 등이 사용될 수 있다.In the present invention, two or more additives are used to further enhance the above performance. As the additive, when the composition of the present invention is used in concrete, a water-soluble anionic surfactant for improving the workability and improving the mixing of the concrete and fatty acid metal salt for imparting water repellency or forming a waterproof coating to the concrete may be used. Can be.

본 발명의 조성물의 성능을 극대화시키기 위한 상기의 수용성 음이온계 계면활성제는 분말 형태의 수용성 고분자로서, 나프탈렌 포르말린 축합물 혹은 멜라민 포르말린 축합물이 바람직하며, 이들 수용성 고분자는 충분한 용해도를 가져야 하고 수분함유량이 5% 이내이며 구형의 미립자로서 덩어리 및 불용분을 함유하지 않아야 한다. 수용성 음이온계 계면활성제의 적절한 사용량은 0.5 내지 3.0중량%이며, 상기의 사용량을 벗어나는 경우 작업성 개선의 효과가 크게 감소하거나 블리딩 발생 및 재료분리 현상이 나타날 수 있다. The water-soluble anionic surfactant for maximizing the performance of the composition of the present invention is a water-soluble polymer in powder form, preferably naphthalene formalin condensate or melamine formalin condensate, and these water-soluble polymers should have sufficient solubility and water content. It is within 5% of the spherical fine particles and should not contain lumps and insolubles. An appropriate amount of the water-soluble anionic surfactant is 0.5 to 3.0% by weight, and when the amount is out of the amount, the effect of improving workability may be greatly reduced or bleeding may occur and material separation may occur.

또한 콘크리트의 방수성을 향상시키기 위한 지방산 금속염으로는 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 암모늄, 올레인산 칼슘, 올레인산 알루미늄 등이 있으며, 또는 부틸 스테아레이트, 이들 염으로부터 생성되는 유도체 중에서도 선택될 수 있다. 본 발명에 있어서 지방산 금속염의 적절한 사용량은 0.5 내지 10중량%이며, 보다 적절한 사용량은 3 내지 5중량%이다. 상기의 범위를 벗어나는 경우 방수성의 향상 효과가 현저하게 감소하거나, 과도한 발수성으로 인하여 콘크리 트 재료와 적절한 혼합이 이루어지지 않게 된다.In addition, fatty acid metal salts for improving the waterproofness of concrete include zinc stearate, calcium stearate, ammonium stearate, calcium oleate, aluminum oleate, or the like, or may be selected from butyl stearate and derivatives formed from these salts. In the present invention, an appropriate amount of fatty acid metal salt is 0.5 to 10% by weight, more preferably 3 to 5% by weight. Outside the above range, the effect of improving the water resistance is significantly reduced, or due to excessive water repellency, the proper mixing with the concrete material is not achieved.

본 발명에 따른 구체 분말 방수재가 콘크리트의 방수성 및 내구성을 개선하는 메카니즘은 크게 세 가지로 나타낼 수 있다. The mechanism for improving the waterproofness and durability of concrete by the concrete powder waterproofing material according to the present invention can be expressed in three ways.

첫째, 천연무기광물과 황산염에 의한 에트링자이트 및 쏘머사이트의 생성 촉진이다. 이들 수화생성물은 침상의 형태를 가지며, 건조수축에 의한 콘크리트 균열을 억제하기 위한 초기의 팽창 효과 및 경화체 내부구조를 치밀하게 해주는 장점이 있다. 또한 과량의 황산염이 존재함으로써 에트링자이트의 모노설페이트상(3CaO·Al2O3·12H2O)으로의 전이를 억제하여 건조수축을 억제하고 내해수성 및 황산염에 의한 침식에 대한 저항성을 증진시켜줄 수 있다.First is the promotion of the production of ettringite and somersite by natural inorganic minerals and sulfates. These hydration products have the shape of needles, and have the advantage of densifying the internal structure and the initial expansion effect to suppress the concrete cracking due to dry shrinkage. In addition, the presence of excess sulfate inhibits the transition of ettringite to the monosulfate phase (3CaO · Al 2 O 3 · 12H 2 O), inhibits dry shrinkage and enhances resistance to erosion by seawater and sulfates. I can let you.

하기의 반응식 1과 2는 본 발명에 있어서 에트링자이트와 쏘머사이트를 생성시키는 수화반응기구의 예를 간단하게 요약한 것이다.Schemes 1 and 2 below briefly summarize examples of hydration reaction mechanisms that produce ettringite and somersite in the present invention.

반응식 1. 에트링자이트의 생성Scheme 1. Generation of ettringite

3CaO·Al2O3 + 3CaSO4 + 26H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O3CaOAl 2 O 3 + 3CaSO 4 + 26H 2 O → 3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O

3(CaO·Al2O3)·CaSO4 + 9CaSO4 + 8CaO + 96H2O → 3(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)3 (CaOAl 2 O 3 ) CaSO 4 + 9CaSO 4 + 8CaO + 96H 2 O → 3 (3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O)

반응식 2. 쏘머사이트의 생성Scheme 2. Generation of Somersite

CaMg(CO3)2 + 2MOH → Mg(OH)2 + CaCO3 + M2CO3 CaMg (CO 3 ) 2 + 2MOH → Mg (OH) 2 + CaCO 3 + M 2 CO 3

2CaCO3 + 2SiO2ㆍH2O + 2(CaSO4ㆍ2H2O) + 2Ca(OH)2 + 23H2O 2CaCO 3 + 2SiO 2 H 2 O + 2 (CaSO 4 2H 2 O) + 2Ca (OH) 2 + 23H 2 O

→ 2(CaSiO3ㆍCaCO3ㆍCaSO4ㆍ15H2O)→ 2 (CaSiO 3 ㆍ CaCO 3 ㆍ CaSO 4 ㆍ 15H 2 O)

둘째, 포졸란 반응 물질 및/또는 잠재수경성 물질에 의한 수밀성 향상이다. 본 발명에서 사용되는 실리카흄과 플라이애쉬 혹은 슬래그는 시멘트의 주요 구성물질인 칼슘실리케이트상(3CaO·SiO2, 2CaO·SiO2)의 수화과정에서 생성되는 수산화칼슘에 의하여 칼슘실리케이트상(CaO-SiO2-H2O)의 생성(반응식 3 참조)을 촉진하거나 직접 생성시킴으로써 콘크리트의 수밀성을 크게 개선하는 효과를 나타낸다. 특히 실리카흄의 경우 수산화칼슘 결정의 성장을 억제하고 골재와 시멘트 모르타르의 계면 특성을 개선시켜 줌으로써 콘크리트의 내구성을 증진시키고 강도를 증진시키는 효과를 가지고 있다. 포졸란 물질 및 잠재수경성 물질에 의해서 생성되는 CSH겔은 에트링자이트 및 쏘머사이트와 함께 콘크리트 내부구조를 치밀하게 형성하여 수밀성을 크게 증진시켜준다. 특히 플라이애쉬 혹은 고로수쇄슬래그 미분말을 실리카흄과 함께 사용하는 경우, 서로 다른 입자 크기를 가지기 때문에 물리적인 충진성이 더욱 증대되어 보다 치밀한 미세구조를 형성하게 된다.Second, pozzolanic is an improvement in water tightness by reactants and / or latent hydraulic materials. Silica fume and fly ash or slag used in the present invention are calcium silicate phase (CaO-SiO 2-) by calcium hydroxide produced during the hydration of calcium silicate phase (3CaOSiO 2 , 2CaOSiO 2 ), which is a major component of cement. Promoting or directly generating H 2 O) (see Scheme 3) has the effect of greatly improving the water tightness of the concrete. In particular, silica fume has the effect of inhibiting the growth of calcium hydroxide crystals and improving the interfacial properties between aggregate and cement mortar, thereby improving the durability and strength of concrete. The CSH gel produced by the pozzolanic material and the latent hydraulic material, together with the ettringite and somersite, densely forms the concrete internal structure and greatly enhances the watertightness. In particular, when fly ash or blast furnace slag fine powder is used together with silica fume, since the particle size is different, the physical filling property is further increased to form a more compact microstructure.

반응식 3. 수화과정에서 칼슘실리케이트의 생성Scheme 3. Generation of calcium silicate during hydration

3CaO·SiO2 + (3+m-n)H2O → nCaO·SiO2·mH2O + (3-n)Ca(OH)2 3CaO · SiO 2 + (3 + mn) H 2 O → nCaO · SiO 2 · mH 2 O + (3-n) Ca (OH) 2

Ca(OH)2 + SiO2 → C-S-H(calcium silicate hydrates)Ca (OH) 2 + SiO 2 → calcium silicate hydrates (CSH)

셋째, 수용성 음이온계 계면활성제와 지방산 금속염에 의한 수밀성 증진이다. 수용성 음이온계 계면활성제는 콘크리트 내부에서 시멘트 입자의 분산성을 증 진시켜줌으로써, 수화생성물의 균일한 생성 및 미세구조를 개선시켜주는 효과가 있다. 또한 지방산 금속염 혹은 이들로부터 얻어지는 유도체는 콘크리트에 적절한 발수성을 부여하거나, 콘크리트 내부에 방수층을 형성함으로써 콘크리트의 수밀성을 증진시킨다.Third, watertightness is enhanced by water-soluble anionic surfactants and fatty acid metal salts. Water-soluble anionic surfactants improve the dispersibility of the cement particles in the concrete, thereby improving the uniform formation and microstructure of the hydration product. In addition, fatty acid metal salts or derivatives obtained from these improve the water-tightness of the concrete by imparting appropriate water repellency to the concrete or by forming a waterproof layer inside the concrete.

본 발명에 따른 상기의 메카니즘으로 콘크리트는 수밀성이 향상될 뿐만 아니라, 건조수축에 의한 균열생성이 억제되고, 내해수성, 내염화성, 동결융해저항성 등이 크게 개선된다.With the above mechanism according to the present invention, concrete is not only improved in watertightness, but also crack formation by dry shrinkage is suppressed, and seawater resistance, chloride resistance, and freeze-thawing resistance are greatly improved.

본 발명에 따른 방수재 조성물은 콘크리트의 기본재료(시멘트, 자갈, 모래, 물, 콘크리트용 혼화제)와 직접 혼합되어 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트의 성능을 향상시키기 위한 목적으로 사용되는 플라이애쉬, 슬래그, 실리카흄, 메타카올린 및 수중불분리성 혼화제, 증점제, 지연제, 급결제 등과 같은 특수한 용도의 화학혼화제 등과 함께 안정적으로 사용할 수 있다. 또한 콘크리트 생산 과정에서 본 발명에 따른 조성물을 혼합하는 방법뿐만 아니라, 레미콘(ready mixed concrete)에 본 발명의 조성물을 혼합하여 사용하는 것 역시 가능하다는 특징이 있다. 또한 본 발명의 조성물은 방수성능 및 내구성 개선을 목적으로 모르타르에 사용하는 경우에도 상기의 효과를 나타낼 수 있다.Waterproofing material composition according to the invention can be used directly mixed with the base material of the concrete (cement, gravel, sand, water, concrete admixture), as well as fly ash, slag, used for the purpose of improving the performance of the concrete Silica fume, metakaolin, and water-inseparable admixtures, thickeners, retardants, such as specially used chemical admixtures such as a fastener can be used stably. In addition to the method of mixing the composition according to the invention in the concrete production process, it is also possible to mix and use the composition of the present invention in ready mixed concrete (Ready mixed concrete). In addition, the composition of the present invention may exhibit the above effects even when used in mortar for the purpose of improving the waterproof performance and durability.

이하, 본 발명은 실시예를 참고로 하여 보다 상세하게 기재될 것이다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited by this embodiment.

실시예 1Example 1

천연 무기광물 40중량%, 실리카흄 20중량%, 슬래그 20중량%, 반수석고 15중 량%, 멜라민 음이온계 계면활성제 2중량%, 부틸스테아레이트 3중량%를 순서대로 투입하여 콘크리트용 구체 분말 방수재를 제조하였다.40% by weight of natural mineral mineral, 20% by weight of silica fume, 20% by weight of slag, 15% by weight of half gypsum, 2% by weight of melamine anionic surfactant, 3% by weight of butyl stearate Prepared.

실시예 2Example 2

천연 무기광물 40중량%, 실리카흄 20중량%, 플라이애쉬 20중량%, 반수석고 15중량%, 나프탈렌 음이온계 계면활성제 2중량%, 스테아린산 아연 3중량%를 순서대로 투입하여 콘크리트용 구체 분말 방수재를 제조하였다.40 wt% of natural mineral mineral, 20 wt% of silica fume, 20 wt% of fly ash, 15 wt% of half gypsum, 2 wt% of naphthalene anionic surfactant, and 3 wt% of zinc stearate are prepared in order to manufacture concrete powder waterproofing material for concrete. It was.

실시예 3Example 3

천연 무기광물 30중량%, 실리카흄 20중량%, 슬래그 25중량%, 반수석고 20중량%, 멜라민 음이온계 계면활성제 2중량%, 스테아린산 칼슘 3중량%를 순서대로 투입하여 콘크리트용 구체 분말 방수재를 제조하였다.30 wt% of natural mineral mineral, 20 wt% of silica fume, 25 wt% of slag, 20 wt% of semi-hydrated gypsum, 2 wt% of melamine anionic surfactant, and 3 wt% of calcium stearate were prepared in order to prepare concrete powder waterproofing material for concrete. .

제조된 방수재의 성능을 평가하기 위하여 시멘트 100중량%에 대하여 10중량%로 첨가하여 모르타르를 제조하고 압축강도(일반 조건, 인공해수 조건, 염화칼슘 5% 용액 조건) 및 투수비, 흡수비를 측정하였다. 이와 함께 콘크리트용 혼화제와의 혼용성을 평가하기 위하여 나프탈렌계 감수제, 리그닌계 감수제, 폴리카르복실산 유도체, 글로콘산 소다, 공기연행제를 과량첨가하여 압축강도 실험을 수행하였다. In order to evaluate the performance of the prepared waterproofing material, the mortar was prepared by adding 10% by weight to 100% by weight of cement, and the compressive strength (general condition, artificial seawater condition, calcium chloride 5% solution condition), permeability ratio, and absorption ratio were measured. . In addition, in order to evaluate the compatibility with the admixture for concrete, compressive strength test was carried out by adding an excess of naphthalene-based sensitizer, lignin-based sensitizer, polycarboxylic acid derivative, sodium gluconate, air entrainer.

또한 본 발명의 조성물을 사용한 콘크리트의 작업성 및 성능을 평가하기 위하여 하기의 표 2에 명시한 배합을 사용하여 콘크리트를 제조한 후 공기량, 슬럼프, 압축강도, 동결융해저항성, 콘크리트 자유길이변화 실험을 수행하였다.In addition, in order to evaluate the workability and performance of the concrete using the composition of the present invention, after the concrete is prepared using the formulation shown in Table 2, the air volume, slump, compressive strength, freeze-thawing resistance, concrete free length change experiments It was.

본 발명의 조성물의 성능 비교 평가를 위하여 방수재를 사용하지 않은 배합(비교예 1), 현재 시판중인 두 가지 종류의 구체 분말 방수재를 사용한 배합(비교예 2에서는 포졸란 물질, 재유화형 분말수지, 지방산염을 주성분으로 하는 구체 방수재를 사용하였으며, 비교예 3에서는 유기화학제와 시멘트계 원료를 주성분으로 하는 도포 방수재를 사용), 플라이애쉬(비교예 4), 슬래그(비교예 5)를 사용한 배합을 함께 실험하였다. 시판중인 두 가지 종류의 구체 분말 방수재의 사용량은 제조사 권장 사용량으로 하였으며, 플라이애쉬 및 슬래그의 사용량은 본 발명의 조성물과 동일하게 시멘트 100중량%에 대하여 10중량%를 사용하였다.Formulation without the use of a waterproofing material (Comparative Example 1), formulation using two types of concrete powder waterproofing materials currently commercially available (Comparative Example 2 for pozzolanic materials, re-emulsified powdered resins, fatty acid salts) The concrete waterproofing material used as the main component was used, and in Comparative Example 3, a combination using an organic chemical agent and a coating waterproofing material composed mainly of cement-based raw materials), fly ash (Comparative Example 4), and slag (Comparative Example 5) were tested together. It was. Two types of commercially available concrete powder waterproofing materials were used as a manufacturer's recommended amount, and the amount of fly ash and slag was used in an amount of 10% by weight based on 100% by weight of cement, in the same manner as the composition of the present invention.

[표 2] 콘크리트 배합표[Table 2] Concrete Mixing Table

비 고 Remarks S/A (%)S / A (%) W/C (%)W / C (%) 단위재료량(kg/㎥)Unit material amount (kg / ㎥) WaterWater CementCement GravelGravel SandSand WRAWRA 방수재Waterproof 실시예 1Example 1 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 35.035.0 실시예 2Example 2 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 35.035.0 실시예 3Example 3 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 35.035.0 비교예 1Comparative Example 1 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 무첨가No addition 비교예 2Comparative Example 2 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 13.113.1 비교예 3Comparative Example 3 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 7.0 7.0 비교예 4Comparative Example 4 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 3535 비교에 55 in comparison 46.546.5 52.052.0 182182 350350 965965 834834 1.751.75 3535

모르타르 압축강도는 KS L 5105 "수경성 시멘트의 모르타르의 압축강도 실험방법" 및 KS L 5109 "수경성 시멘트 페이스트 및 모르타르의 기계적 혼합 방법"에 준하여 측정하였으며, 투수비 및 흡수비는 KS F 4926 "콘크리트 혼입용 방수재"에 준하여 측정하였다. 인공해수는 ASTM D 114에 명시된 방법에 의하여 제조하였다.Mortar compressive strength was measured according to KS L 5105 "Testing method for compressive strength of mortar of hydraulic cement" and KS L 5109 "Mechanical mixing method of hydraulic cement paste and mortar", and the permeability ratio and absorption ratio were incorporated into KS F 4926 "Concrete mixing" Water-proof material ". Artificial seawater was prepared by the method specified in ASTM D 114.

상기의 배합을 가지는 콘크리트를 KS F 2425 "시험실에서 콘크리트 시료를 만드는 방법"에 의해 제조하였으며, 콘크리트의 작업성은 KS F 2402 "포틀랜드 시멘트의 슬럼프 시험방법" 과 KS F 2421 "굳지 않은 콘크리트의 압력법에 의한 공기 함유량 시험방법"에 따라 평가하였다. 또한 콘크리트의 압축강도는 KS F 2405 "콘크리트의 압축강도 시험방법"에 따라, 자유길이변화 시험은 KS F 2424 "모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험방법"에 따라 평가하였다. 동결융해저항성은 KS F 2443 "급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험방법"에 준하여 실시되었다. The concrete with the above formulation was prepared by KS F 2425 "Method of Making Concrete Samples in Laboratory", and the workability of concrete was KS F 2402 "Test method of slump of Portland cement" and KS F 2421 "Pressure method of unsolid concrete". By the air content test method ". In addition, the compressive strength of the concrete was evaluated according to KS F 2405 "Test method for compressive strength of concrete", and the free length change test was evaluated according to KS F 2424 "Test method for changing the length of mortar and concrete". Freeze thaw resistance was performed according to KS F 2443 "Test method of resistance of concrete to rapid freeze thaw".

[표 3] 모르타르 압축강도 측정결과 및 방수성능 비교평가 결과[Table 3] Mortar compressive strength measurement results and waterproof performance comparison evaluation results

비 고 Remarks 압축강도(kgf/㎠)Compressive strength (kgf / ㎠) 6개월 압축강도(kgf/㎠)6 months compressive strength (kgf / ㎠) 투수비 (%)Pitcher Ratio (%) 흡수비 (%)Absorption Ratio (%) 1일1 day 3일3 days 7일7 days 28일28 days 인공해수Artificial seawater 염화칼슘 5%Calcium chloride 5% 실시예 1Example 1 128128 253253 351351 437437 465465 491491 40.8 40.8 39.7 39.7 실시예 2Example 2 124124 249249 334334 447447 476476 487487 48.8 48.8 41.5 41.5 실시예 3Example 3 132132 258258 348348 442442 485485 482482 44.2 44.2 36.2 36.2 비교예 1Comparative Example 1 99 99 209209 311311 398398 438438 442442 100.0100.0 100.0100.0 비교예 2Comparative Example 2 102102 201201 304304 405405 448448 451451 66.2 66.2 70.4 70.4 비교예 3Comparative Example 3 67 67 172172 286286 381381 463463 439439 62.4 62.4 52.8 52.8 비교예 4Comparative Example 4 112112 224224 345345 454454 487487 517517 70.4 70.4 59.7 59.7 비교에 55 in comparison 115115 232232 347347 449449 447447 489489 70.2 70.2 54.3 54.3

모르타르를 사용한 비교평가에서 상기의 표 3에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 본 발명의 방수재 조성물은 모르타르의 수밀성을 증진하여 방수성능을 크게 개선하는 것으로 나타났다. 또한 장기강도의 저하가 발생하지 않으면서 초기강도를 크게 증진시키며 인공해수와 염화칼슘 5% 용액에서의 내구성도 우수한 것으로 나타났다.As shown in Table 3 in the comparative evaluation using the mortar, the waterproofing composition of the present invention according to Examples 1 to 3 was shown to greatly improve the waterproof performance by enhancing the water-tightness of the mortar. In addition, the initial strength was greatly increased without long-term decrease in strength, and the durability in artificial seawater and calcium chloride 5% solution was also excellent.

[표 4] 과량 첨가된 콘크리트용 혼화제에 의한 압축강도 변화 평가[Table 4] Evaluation of Compressive Strength Change by Excess Added Concrete Admixtures

비 고 Remarks 1일 압축강도(kgf/㎠)Daily compressive strength (kgf / ㎠) 기준시편Reference Specimen 리그닌Lignin PNSPNS 글루콘산소다Sodium Gluconate 폴리카르복실염Polycarboxylates 공기연행제Air entrainment 실시예 1Example 1 116116 5151 90 90 4545 6666 7070 실시예 2Example 2 119119 5757 102102 5656 7171 6565 실시예 3Example 3 124124 4848 105105 5252 6868 6464 비교예 1Comparative Example 1 96 96 3131 67 67 2121 3636 5050 비교예 2Comparative Example 2 94 94 5050 83 83 3434 6666 7171 비교예 3Comparative Example 3 62 62 1212 48 48 1515 1414 2424

상기의 표 4에서 보는 바와 같이 콘크리트용 화학혼화제가 과량 첨가되는 경우, 혼화제를 사용하지 않은 기준시편과 비교하여 강도저하가 발생하는 것으로 나타났다. 무첨가 시편 또는 기존의 기술을 사용한 시편과 비교하여, 본 발명의 조성물을 사용한 시편에서는 강도 저하가 크게 감소하는 것으로 나타났다.As shown in Table 4 above, when an excessive amount of the chemical admixture for concrete was added, the strength was lowered compared to the reference specimen without the admixture. Compared with the non-added specimens or those using conventional techniques, the strength drop was found to be significantly reduced in the specimens using the composition of the present invention.

[표 5] 콘크리트 실험결과 비교[Table 5] Comparison of concrete test results

비 고 Remarks 작업성Workability 압축강도(kgf/㎠)Compressive strength (kgf / ㎠) 응결시간(시간:분)Condensation time (hour: minute) 슬럼프slump 공기량Air volume 3일3 days 7일7 days 28일28 days 초결First 종결closing 실시예 1Example 1 16.016.0 4.34.3 138138 257257 352352 6:106:10 8:108:10 실시예 2Example 2 16.016.0 4.24.2 142142 272272 349349 5:505:50 7:407:40 실시예 3Example 3 15.015.0 4.54.5 147147 265265 341341 5:405:40 7:507:50 비교예 1Comparative Example 1 15.015.0 4.74.7 112112 237237 312312 6:206:20 8:358:35 비교예 2Comparative Example 2 15.515.5 4.34.3 118118 245245 309309 6:106:10 8:108:10 비교예 3Comparative Example 3 16.016.0 4.64.6 87 87 197197 301301 7:207:20 9:409:40 비교예 4Comparative Example 4 14.014.0 3.83.8 122122 248248 356356 5:405:40 7:407:40 비교에 55 in comparison 13.513.5 4.34.3 129129 242242 361361 5:305:30 7:507:50

상기의 표 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 조성물을 사용한 콘크리트의 작업성과 응결특성은 무첨가 콘크리트의 그것과 유사하기 때문에, 구체 분말 방수재 사용에 따른 추가적인 콘크리트 배합설계가 필요하지 않다. 압축강도 측정결과에서는 초기강도와 함께 장기강도가 증진되는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 조성물은 기존의 기술 보다 강도발현 특성이 우수하며, 일반적인 콘크리트용 혼합재를 사용하는 경우보다 초기강도 발현 특성이 우수한 것을 알 수 있다.As shown in Table 5 above, since the workability and condensation characteristics of the concrete using the composition of the present invention are similar to those of the non-added concrete, no additional concrete mixing design is required according to the use of the concrete powder waterproofing material. The compressive strength measurement results show that the long-term strength increases with the initial strength. Therefore, the composition of the present invention is excellent in strength expression characteristics than the existing technology, it can be seen that the initial strength expression characteristics are superior to the case of using a general concrete mixture.

[표 6] 동결융해저항성 및 길이변화 시험결과[Table 6] Freeze thaw resistance and length change test results

비 고 Remarks 상대동탄성계수(%)Relative dynamic modulus (%) 길이변화율(%)Length change rate (%) 100cycle100cycle 200cycle200cycle 300cycle300cycle 3일3 days 7일7 days 28일28 days 실시예 1Example 1 9898 9595 9393 0.0100.010 0.0210.021 0.0300.030 실시예 2Example 2 9797 9393 9292 0.0090.009 0.0200.020 0.0310.031 실시예 3Example 3 9797 9191 9090 0.0090.009 0.0180.018 0.0280.028 비교예 1Comparative Example 1 9595 9090 8686 0.0150.015 0.0270.027 0.0430.043

상기의 표 6에서 나타난 바와 같이 본 발명의 조성물은 콘크리트의 상대동탄성계수가 무첨가 시편보다 우수하며, 길이변화율을 감소시켜주는 것으로 나타났다. As shown in Table 6, the composition of the present invention was superior to the relative dynamic modulus of the non-additive specimens, and was shown to reduce the length change rate.

본 발명에 따른 콘크리트용 구체 방수재는 콘크리트의 수밀성을 증진하여 방수성을 향상시킬 뿐만 아니라 적절한 팽창성을 콘크리트에 제공하여 건조수축을 감소시킴으로써 균열 발생을 억제하고, 내해수성, 내염화물성, 동결융해저항성을 증진함으로써 콘크리트의 내구성을 향상시켜 고성능 콘크리트를 제조할 수 있도록 해준다.Concrete waterproofing material for concrete according to the present invention not only improves the watertightness of the concrete to improve the water resistance, but also provides adequate expandability to the concrete to suppress the occurrence of cracks by reducing dry shrinkage, seawater resistance, chloride resistance, freeze-thawing resistance By increasing the durability of the concrete to enable the production of high-performance concrete.

Claims (9)

응회암(tuff), 화산재(volcanic ash), 진주암(perlite)을 포함하여 구성되며, 구성 광물에 비정질 실리카, 필립사이트, 소듐 칼슘 알루미늄 실리케이트를 포함하는 천연무기광물 10 ~ 60중량%와,10 to 60% by weight of natural inorganic minerals, including tuff, volcanic ash, and perlite, including amorphous silica, philipsite, sodium calcium aluminum silicate, 실리카흄 10 ~ 30중량%와,10-30% by weight of silica fume, 플라이애쉬 또는 고로수쇄슬래그 미분말 10 ~ 40중량%, 그리고Fly ash or blast furnace slag fine powder 10-40 wt%, and 황산염 5 ~ 25중량%를 포함하는 Containing 5-25 wt% sulfate 구체 방수재.Concrete waterproofing material. 제1항에 있어서, 상기 실리카흄은 산화규소의 함량이 80% 이상이며 비정질 상태인 구체 방수재.The spherical waterproofing material of claim 1, wherein the silica fume has a silicon oxide content of 80% or more and is in an amorphous state. 제1항에 있어서, 상기 황산염은 무수석고, 반수석고, 이수석고, 황산알루미늄 중의 어느 하나인 구체 방수재.The spherical waterproofing material according to claim 1, wherein the sulfate is any one of anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum and aluminum sulfate. 제1항에 있어서, 추가로 수용성 음이온계 계면활성제를 0.5 ~ 3.5중량% 더 포함하는 구체 방수재.The spherical waterproofing material of claim 1, further comprising 0.5 to 3.5% by weight of a water-soluble anionic surfactant. 제4항에 있어서, 상기 계면활성제는 나프탈렌 포르말린 축합물 혹은 멜라민 포르말린 축합물인 구체 방수재.The spherical waterproofing material according to claim 4, wherein the surfactant is naphthalene formalin condensate or melamine formalin condensate. 제1항에 있어서, 추가로 지방산 금속염을 0.5 ~ 10중량% 더 포함하는 구체 방수재.The spherical waterproofing material according to claim 1, further comprising 0.5 to 10% by weight of fatty acid metal salt. 제6항에 있어서, 상기 지방산 금속염은 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 암모늄, 올레인산 칼슘, 올레인산 알루미늄, 부틸 스티아레이트 및 이들의 유도체를 0.5% ~ 10중량% 포함하는 구체 방수재.The spherical waterproofing material of claim 6, wherein the fatty acid metal salt comprises 0.5% to 10% by weight of zinc stearate, calcium stearate, ammonium stearate, calcium oleate, aluminum oleate, butyl stearate, and derivatives thereof. 삭제delete 삭제delete
KR20050065019A 2005-07-18 2005-07-18 Water proof admixtures for concrete and mortar KR100655260B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050065019A KR100655260B1 (en) 2005-07-18 2005-07-18 Water proof admixtures for concrete and mortar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050065019A KR100655260B1 (en) 2005-07-18 2005-07-18 Water proof admixtures for concrete and mortar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100655260B1 true KR100655260B1 (en) 2006-12-08

Family

ID=37732531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20050065019A KR100655260B1 (en) 2005-07-18 2005-07-18 Water proof admixtures for concrete and mortar

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100655260B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045982B1 (en) * 2011-01-18 2011-07-01 (주)아이에스오코리아 Method for manufacturing road pavement material of very-early strength waterproof concrete using reforming acrylic polymer and road pavement material manufactured by this
KR101068593B1 (en) * 2011-01-25 2011-09-30 주식회사 세진로드 Method for constructing road pavement material of very-early strength waterproof concrete using reforming acrylic polymer
KR101120033B1 (en) * 2011-04-23 2012-03-06 임일형 A liquid waterproof stuff
KR20150113623A (en) * 2014-03-31 2015-10-08 강원대학교산학협력단 The waterproofed concrete and manufacturing method thereof
KR101764895B1 (en) * 2016-12-29 2017-08-04 (주)경기방재연구소 Excellent salt stress and frost stress and chemically resistant concrete repair materials, and method for repairing concrete structure using this same
KR101993203B1 (en) 2019-02-27 2019-06-27 주식회사 대우건설 Manufacturing Method of the Hydrophilic Silane Water Repellent Agent, High Performance Waterproofing Admixture Composition for Concrete Using the Water Repellent Agent and Concrete Composition Using the Waterproofing Admixture Composition
KR102106800B1 (en) 2018-12-05 2020-05-07 주식회사 인트켐 Manufacturing Method Of Hybrid Waterproofing Admixture With Self-Healing Properties And Cement Binder Composition Using The Waterproofing Admixture
KR102259809B1 (en) * 2020-10-26 2021-06-02 공병하 High sulfate cement and concrete repair mortar using the same, and its construction method
KR102536966B1 (en) 2022-12-23 2023-05-26 하랑 주식회사 Composition for concrete waterproofing materials for mixing concrete

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045982B1 (en) * 2011-01-18 2011-07-01 (주)아이에스오코리아 Method for manufacturing road pavement material of very-early strength waterproof concrete using reforming acrylic polymer and road pavement material manufactured by this
KR101068593B1 (en) * 2011-01-25 2011-09-30 주식회사 세진로드 Method for constructing road pavement material of very-early strength waterproof concrete using reforming acrylic polymer
KR101120033B1 (en) * 2011-04-23 2012-03-06 임일형 A liquid waterproof stuff
KR20150113623A (en) * 2014-03-31 2015-10-08 강원대학교산학협력단 The waterproofed concrete and manufacturing method thereof
KR101578854B1 (en) * 2014-03-31 2015-12-21 강원대학교산학협력단 The waterproofed concrete and manufacturing method thereof
KR101764895B1 (en) * 2016-12-29 2017-08-04 (주)경기방재연구소 Excellent salt stress and frost stress and chemically resistant concrete repair materials, and method for repairing concrete structure using this same
KR102106800B1 (en) 2018-12-05 2020-05-07 주식회사 인트켐 Manufacturing Method Of Hybrid Waterproofing Admixture With Self-Healing Properties And Cement Binder Composition Using The Waterproofing Admixture
KR101993203B1 (en) 2019-02-27 2019-06-27 주식회사 대우건설 Manufacturing Method of the Hydrophilic Silane Water Repellent Agent, High Performance Waterproofing Admixture Composition for Concrete Using the Water Repellent Agent and Concrete Composition Using the Waterproofing Admixture Composition
KR102259809B1 (en) * 2020-10-26 2021-06-02 공병하 High sulfate cement and concrete repair mortar using the same, and its construction method
KR102536966B1 (en) 2022-12-23 2023-05-26 하랑 주식회사 Composition for concrete waterproofing materials for mixing concrete

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vafaei et al. Acid attack on geopolymer cement mortar based on waste-glass powder and calcium aluminate cement at mild concentration
KR100655260B1 (en) Water proof admixtures for concrete and mortar
JP5091519B2 (en) Geopolymer composition and method for producing the same
JP4913303B2 (en) Reactive magnesium oxide cement
CA2406029C (en) Non-efflorescing cementitious bodies
Wang et al. Effect of CO2 surface treatment on penetrability and microstructure of cement-fly ash–slag ternary concrete
KR101418238B1 (en) To High durability high early strength mix cement Composition
JP2005537208A (en) High speed setting cement composition
EP4204382B1 (en) Limestone calcined clay cement (lc3) construction composition
WO2018150753A1 (en) Geopolymer composition, and mortar and concrete using same
US20140144350A1 (en) Hydraulic binder
Rashad et al. Valorization of limestone powder as an additive for fly ash geopolymer cement under the effect of the simulated tidal zone and seawater attack
KR101116346B1 (en) Blast furnace slag cement synthetic method and blast furnace slag cement produced by this method
Omran et al. Development of Low Carbon Dioxide Intensive Rock-Based Geopolymers for Well Cementing Applications–One-Part Geopolymer
Arum et al. Making of strong and durable concrete
KR100225343B1 (en) A cement composition having high durability
KR101617722B1 (en) Waterproofing Admixture Composition for Concrete
US20240092697A9 (en) Cement-reduced construction composition
JPH1025476A (en) Cement composition for hardening ground or the like
KR100516758B1 (en) High strength cement composition and method of high strength cement panel
JP6101108B2 (en) Cement admixture and cement composition
Allahverdi et al. A composite cement of high magnesium sulphate resistance
KR100508207B1 (en) Cement Admixture for high strength, shrinkage-reducing and cold-construction, and cement composite incorporating the admixture
JP4627120B2 (en) Hydraulic powder composition
KR101345203B1 (en) Low alkali non-cement concrete composition with tannin and block unit comprising the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20091103

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee