KR100686254B1 - 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함하는 백색칼라콘크리트 조성물 - Google Patents

이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함하는 백색칼라콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백색 칼라콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시멘트, 물 및 골재를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서, 백색 시멘트 100 중량부에 대하여, 이산화티탄(TiO2)-메타카올린(metakaolin)계 백색 안료 2 내지 20 중량부를 포함하는 백색 칼라콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물은 분산성이 우수한 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함함에 따라 종래의 이산화티탄 안료에 비하여 적은 양(이산화티탄 기준)으로도 구조물 전반에 균일한 색상을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
콘크리트, 백색, 안료, 이산화티탄, 메타카올린

Description

이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함하는 백색 칼라콘크리트 조성물{COMPOSITION FOR WHITE-COLORED CONCRETE HAVING TITANIUM DIOXIDE-METAKAOLIN PIGMENT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물을 사용하여 제작된 시험 구조물의 사진이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 백색 칼라콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분산성이 우수한 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함함에 따라 구조물 전반에 균일한 색상을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 강도를 향상시킬 수 있는 백색 칼라콘크리트 조성물에 관한 것이다.
[종래 기술]
각종 건축물 및 토목 구조물 등에는 시멘트, 물, 골재 등을 포함하는 콘크리트 조성물이 사용되고 있다. 종래에는 구조물에 미적 효과를 부여하기 위하여 구조물의 외부에 도료 등을 도포하는 방법이 이용되었으나, 최근에는 별도의 마감공 정 없이도 구조물의 외부에 미적 효과를 낼 수 있는 여러 가지 방법이 제안되고 있다.
그 예로, 콘크리트 조성물 자체에 안료를 포함시키는 방법이 제안되었으며, 안료로써 일반적인 유기 안료 또는 무기 안료를 콘크리트 조성물에 첨가하여 다양한 색상이 발현되도록 하는 방법이 이용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 일반적인 유기 안료 또는 무기 안료를 콘크리트 조성물에 적용할 경우, 콘크리트의 강도 저하 및 안료 분산의 불균질성에 의한 이색현상 등의 문제가 발생함에 따라 이러한 문제를 해결할 수 있는 칼라콘크리트의 개발 및 적용이 요구되고 있다.
특히, 종래의 구조물에 적용되고 있는 백색 칼라콘크리트의 경우에는 무기 안료로 루틸(Rutile), 아나타제(Anatase) 및 브루카이트(Brookite) 결정계를 갖는 이산화티탄(Titanium dioxide, TiO2)이 사용되고 있다.
상기 이산화티탄계 무기 안료는 백색도가 큰 장점이 있으나, 화학적으로 안정하여 반응성이 작기 때문에 콘크리트 조성물 내에 균일하게 분산되지 못하여 구조물 외부에 균일한 색상의 발현이 어렵다.
또한, 고유동성 백색 칼라콘크리트 제조시 이산화티탄의 특성상 재료의 분리가 쉽게 발생하며, 콘크리트의 강도가 다소 저하되는 단점이 있다.
이에 콘크리트 조성물에 결합재량을 증가시켜 강도를 보상하고 재료 분리 저항성을 증가시키는 방법이 제안되었으나, 결합재량을 늘릴 경우 콘크리트의 수화열 이 증가하여 구조물에 균열이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 칼라콘크리트 조성물 내에서의 분산성이 우수하고, 종래의 이산화티탄 안료에 비하여 적은 양(이산화티탄 기준)으로도 구조물 전반에 균일한 색상을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 구조물의 강도를 향상시킬 수 있는 백색 안료를 포함하는 백색 칼라콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시멘트, 물 및 골재를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서, 백색 시멘트 100 중량부에 대하여, 이산화티탄(TiO2)-메타카올린(metakaolin)계 백색 안료 2 내지 20 중량부를 포함하는 백색 칼라콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료는 이산화티탄:카올린계 광물의 중량비가 95:5~20:80 인 혼합물을 500 내지 800 ℃에서 하소(calcination)한 후, 평균입경 1 내지 3 ㎛가 되도록 분쇄한 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 백색 칼라콘크리트 조성물에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 조성물에 백색 안료로써 이산화티탄(TiO2)-메타카올린(metakaolin)계 안료를 첨가할 경우 이산화티탄계 안료에 비하여 조성물 내에서의 분산성이 우수하며, 그에 따라 구조물 전반에 균일한 색상을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 구조물의 강도를 향상시킬 수 있음을 확인하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.
상기 백색 안료의 성분인 메타카올린은 원료인 카올린(kaolin)계 광물을 500 내지 800 ℃로 하소하였을 때 얻어지는 것으로서, 카올린계 광물에 비하여 화학적으로 불안정하기 때문에 반응성이 크며, 그에 따라 이산화티탄-메타카올린계 안료로 콘크리트 조성물에 적용할 경우 이산화티탄의 분산성을 향상시켜 구조물 전반에 균일한 색상을 발현시킬 수 있도록 한다. 그에 따라 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료는 종래의 이산화티탄계 안료에 비하여 적은 양(이산화티탄 기준)만으로도 동등이상의 백색도를 나타낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 메타카올린은 포졸란 반응(pozzolanic reaction) 특성에 의해 콘크리트 조성물 내의 수화반응물질인 소석회와 반응함으로써 구조물 표면의 백화(얼룩)를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물은 상기 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함함에 따라 백색 안료의 분산성이 우수하여 구조물 전반에 균일한 색상을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료는 발현하고자하는 조성물의 백색도에 따라 그 함량을 조절할 수 있으며, 그 함량이 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 일반적으로 백색 칼라콘크리트 조성물의 백색도는 조성물의 구성성분 및 구조물 제작을 위한 거푸집의 특성에 따라 달라질 수 있으며, 이때 원하는 백색도에 따 라 백색 안료의 첨가량을 달리할 수 있다.
바람직하게는, 상기 백색 안료의 함량은 콘크리트 조성물에 포함되는 시멘트 100 중량부에 대하여 2 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 최소한의 백색도를 나타낼 수 있도록 하기 위하여 백색 안료의 함량은 2 중량부 이상인 것이 바람직하며, 과량 첨가에 따른 조성물의 백색도 저하를 방지하기 위하여 20 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료는 이산화티탄 및 카올린(kaolin)계 광물을 원료로 직접 제조하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있다.
상기 카올린계 광물은 물성에 따라 카올리나이트(Kaolinite), 나크라이트(Nacrite), 딕카이트(Dickite) 및 할로이사이트(Halloysite)로 나누어지며, 특히 상기 백색 안료의 원료로는 카올리나이트(Kaolinite) 및 할로이사이트(Halloysite)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다
상기 백색 안료를 제조하는 방법으로는, ⅰ) 이산화티탄 및 카올린계 광물을 혼합하여 500 내지 800 ℃(이산화티탄의 특성 변화가 없고, 카올린계 광물이 메타카올린으로 전이할 수 있는 온도)로 하소(calcination)한 후, 콘크리트 조성물에 적합한 입자크기로 분쇄하여 제조(혼합 하소법)하거나, 또는 ⅱ) 이산화티탄 및 메타카올린(하소된 카올린계 광물)을 페이스트(paste)상으로 습식 혼합한 후 건조 및 분쇄하여 제조(습식 혼합법)할 수 있다.
이때, 상기 제조방법에서 이산화티탄 및 (메타)카올린을 혼합할 때는 리본 믹서(Ribbon mixer), 트윈-쉘 믹서(Twin-shell mixer) 등 분체를 단순히 혼합하는 혼련 믹서; 또는 뮬러 믹서(Muller mixer), 퍼그밀(Pugmill) 등 분체에 압력을 가하면서 혼합하는 기계식 믹서를 이용하여 혼합하는 것이 메타카올린에 의한 이산화티탄의 분산성 향상에 유리하며, 더욱 바람직하게는 기계식 믹서를 이용할 수 있다.
또한, 상기 백색 안료는 원료인 이산화티탄:(메타)카올린의 중량비가 95:5~20:80이 되도록 첨가하는 것이 바람직하다. 즉, 메타카올린에 의한 최소한의 효과를 나타낼 수 있도록 이산화티탄: 카올린계 광물의 중량비가 95:5 이상인 것이 바람직하며, 과량 첨가에 따른 백색도 저하를 방지하기 위하여 이산화티탄:카올린계 광물의 중량비가 20:80 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 백색 안료는 그 평균입경이 1 내지 3 ㎛인 것이 바람직하다. 즉, 재료 분리 저항성을 고려하여 안료의 평균입경이 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 분산성을 고려하여 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기와 같은 제조방법 이외에 ⅲ) 이산화티탄 및 메타카올린을 건식 혼합하여 제조(건식 혼합법)할 수도 있으나, 상기와 같이 건식 혼합하여 콘크리트 조성물에 첨가할 경우 상기 혼합 하소법 및 습식 혼합법에 의한 안료에 비하여 메타카올린에 의한 이산화티탄의 분산 효과가 떨어지기 때문에 상기 혼합 하소법 및 습식 혼합법으로 제조하여 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물은 시멘트, 물, 골재 및 상기 백색 안료를 포함하는 것으로서, 상기 백색 안료를 제외한 성분들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 성분 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 성분비 또한 특별 히 제한되지 않는다.
예를 들면, 본 발명에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물은 바람직한 백색도 및 구조물 강도를 얻기 위하여 결합재(binder) 100 중량부에 대하여, 물(water) 20 내지 55 중량부; 5mm 체에서 중량비로 85% 이상 통과하는 잔 골재 150 내지 400 중량부; 5mm 체에서 중량비로 85% 이상 남는 굵은 골재 150 내지 400 중량부; 및 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료 2 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결합재(binder)는 물과의 수화반응을 통해 콘크리트 구조물의 강도를 발현시키는 성분으로서, 백색 칼라콘크리트 조성물의 경우 백색 시멘트, 1종 보통 포틀랜드 시멘트 등의 시멘트(cement) 및 고로 슬래그 미분말, 석회석 미분말, 메타카올린 등의 시멘트계 재료(cementitious materials)를 사용할 수 있다.
상기 백색 시멘트는 백색의 수경성 백색 포틀랜드 시멘트로서, 콘크리트 구조물의 강도를 발현함과 동시에 상기 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료와 함께 콘크리트 조성물에 백색을 표현하기 위해 사용되는 성분이다.
상기 시멘트계 재료(cementitious materials)는 콘크리트 조성물의 물성에 영향을 주지 않는 함량 범위 내에서 추가성분으로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 백색 시멘트 100 중량부에 대하여, 각각 고로 슬래그 미분말 0.001 내지 60 중량부; 석회석 미분말 0.001 내지 30 중량부; 메타카올린 0.001 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 상기 고로 슬래그 미분말, 석회석 미분말 및 메타카올린은 초기 수화온도의 저감 및 장기 강도의 증진 등 콘크리트 조성물의 물성을 개선하기 위해 사용할 수 있는 성분으로서, 백색 시멘트의 대체재로도 사용할 수 있다.
또한, 상기 물(water)은 특별히 제한되는 것은 아니지만 백색도 및 강도에 영향을 줄 수 있는 성분이 포함되어 있지 않은 상수도수 또는 지하수를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 잔 골재는 상기 조건에 맞는 천연 모래 또는 부순 모래를 사용할 수 있으며, 굵은 골재는 상기 조건에 맞는 천연 자갈 또는 부순 자갈을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물은 상기 성분들 이외에 감수제(Water Reducing agent) 및 공기연행제(Air Entraining agent) 등의 혼화제를 더욱 포함할 수 있으며, 그 함량은 상기 결합재(binder) 100 중량부에 대하여 0.0015 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 혼화제 중에서, 상기 감수제는 콘크리트의 슬럼프 품질 기준에 맞도록 나프탈렌계 또는 폴리카르본산계인 것을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 폴리카르본산계 고성능 감수제를 사용할 수 있으며, 상기 공기연행제는 콘크리트 조성물 내의 공기량을 증가시키는 성분이다.
상기와 같은 본 발명의 백색 칼라콘크리트 조성물은 도 1에 나타낸 바와 같이 각종 건축물 및 토목 구조물 등의 제조에 원료로써 시공될 수 있으며, 특히 별도의 도색 등 마감공정 없이 외부에 미적 효과를 발현시켜야 하는 콘크리트 구조물의 제조에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 제시한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 백색 시멘트 회반죽의 백색도 변화
하기 표 1과 같이, 본 발명에 따른 백색 안료(이산화티탄:메타카올린 중량비=80:20, 그레이스[GRACE]사), 또는 이산화티탄계 백색 안료(그레이스[GRACE]사)를 백색 시멘트(백색도=88.53, 유니온[UNION]사) 회반죽에 각각 하기 함량으로 첨가하여 백색도 변화를 측정하였다. 이때, 백색도는 백색도 측정기(제조사:코니카미놀타, 모델명: CM-2500d)로 측정하였다.
백색 시멘트 회반죽 내의 함량 (중량%) 백 색 도
이산화티탄-메타카올린계 안료 이산화티탄계 안료
0 88.53 88.53
4 91.53 91.80
6 92.10 92.20
8 92.33 92.78
10 92.63 92.98
12 92.83 92.93
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료는 이산화티탄계 백색 안료에 비하여 적은 양의 이산화티탄을 포함함에도 불구하고, 동등한 정도의 백색도를 나타내는 상기 실험결과로부터 메타카올린에 의한 이산화티탄의 분산성 향상 효과를 확인 할 수 있다.
실시예 2: 혼합방법에 따른 백색도 차이
다음과 같은 3 가지 방식으로 백색 안료를 제조하였다(단, 이산화티탄:메타카올린=80:20 중량비).
즉, 이산화티탄 및 메타카올린을 a) 각각 개별 계량하여 백색 시멘트 회반죽에 따로 투입(개별 계량); b) 박스(box)형 간이믹서를 이용하여 혼합(혼련 믹서) 후 투입; c) 알루미나 유발을 사용하되 분체의 과도한 분쇄를 막기 위하여 플라스틱 봉으로 압력을 가하며 혼합(기계식 믹서)한 후 투입하였다.
이때, 상기 안료 성분은 백색 시멘트(백색도=88.53, 유니온사)에 대하여 6 중량%로 첨가하여 회반죽으로 제조한 후, 상기 회반죽을 육면체(50mm×100mm×50mm) 성형틀에 부어 경화시키고, 경화된 육면체의 옆면 및 밑면의 백색도를 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구 분 백색도(옆면) 백색도(밑면) 백색도 차(%)
메타카올린 미첨가 백색안료 90.8 89.4 1.54
메타카올린 20 중량% 첨가 백색안료 개별 계량 89.7 88.6 1.23
혼련 믹서 89.9 88.7 1.33
기계식 믹서 90.2 89.6 0.67
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 이산화티탄 및 메타카올린을 개별 계량하여 각각을 따로 투입한 경우에 비하여, 기계식 믹서를 이용하여 혼합할 경우 백색도 차이가 줄어드는데, 상기 실험결과로부터 이산화티탄 및 메타카올린을 균일하게 혼합할 경우 안료의 분산성이 보다 향상됨을 알 수 있다.
실시예 3 ~ 6
하기 표 3에 나타낸 조성으로 실시예 3 내지 6의 백색 칼라콘크리트 조성물을 제조하였다. 실시예 3 및 4는 설계기준강도 35 MPa의 조건을 만족하도록 배합한 것이며, 실시예 5 및 6은 설계기준강도 60 MPa의 조건을 만족하도록 배합한 것이다. 이때 각각의 성분들은 백색 시멘트(유니온사), 물(상수도수), 백색 안료(이산화티탄:메타카올린 중량비=80:20, 그레이스사), 잔 골재(제조사: 삼표), 굵은 골재(20 mm, 제조사: 삼표), 고성능 감수제 및 공기 연행제를 사용하였다.
구 분 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
결합재 (kg/㎥) 백색 시멘트 190 190 450 450
고로슬래그 미분말 190 210 - -
물 (kg/㎥) 155 155 160 163
물/결합재 비 (%) 40.8 38.75 33.55 36.2
백색 안료 (kg/㎥) 15.2 16 27 27
잔 골재 (kg/㎥) 885 876 850 847
굵은 골재 (kg/㎥) 928 919 892 888
잔골재율 (%) 49 49 49 49
고성능 감수제 (kg/㎥) 5.7 6.4 7.65 7.65
공기연행제 (kg/㎥) 0.0057 0.048 - 0.036
실시예 7 ~ 8
하기 표 4에 나타낸 성분비로 백색 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 백색 안료는 이산화티탄:메타카올린=80:20인 것을 사용하였다.
비교예 1
하기 표 4에 나타낸바와 같이, 백색 안료를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 7과 거의 유사한 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
비교예 2
하기 표 4에 나타낸바와 같이, 백색 안료로 이산화티탄-메타카올린 대신에 이산화티탄(그레이스사)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 8과 거의 유사한 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구 분 실시예 7 비교예 1 실시예 8 비교예 2
결합재 (kg/㎥) 백색 시멘트 288 288 350 350
고로슬래그 미분말 192 192 - -
물 (kg/㎥) 163 163 150 150
물/결합재 비 (%) 34 34 42.8 42.8
백색 안료 (kg/㎥) 19 - 21 21
잔 골재 (kg/㎥) 850 850 912 913
굵은 골재 (kg/㎥) 856 856 956 957
잔골재율 (%) 50 50 49 49
고성능 감수제 (kg/㎥) 1.30 1.30 1.50 1.50
공기연행제 (kg/㎥) 0.018 0.018 0.005 0.005
실시예 9 ~ 11
백색 안료에 있어서, 이산화티탄:메타카올린의 중량비를 각각 95:5, 90:10, 및 85:15로 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[ 실험예 ]
하기 측정 기준에 따라 실시예 3~6의 콘크리트 조성물 배합 직후(0 분)의 물성을 측정하였고, 건설 현장 적용시 레미콘 믹서차에 의한 운송시간을 고려하여 60분 경과 후의 조성물 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
또한, 실시예 7~8 및 비교예 1~2의 콘크리트 조성물에 대해서도 하기 측정 기준에 따라 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
슬럼프 및 슬럼프 플로우 (mm)
KS F 2402:2002(콘크리트의 슬럼프 시험방법) 기준에 따라 콘크리트 조성물의 슬럼프 및 슬럼프 플로우를 측정하였다.
공기량(%)
KS F 2421:2002(압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험방법) 기준에 따라 콘크리트 조성물의 공기량을 측정하였다.
압축강도( MPa )
KS F 2405:2001(콘크리트의 압축강도 시험방법) 기준에 따라 콘크리트 구조물의 압축강도를 측정하였다.
구 분 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
슬럼프 (mm) 0 분 230 250 260 260
60 분 225 250 250 260
슬럼프 플로우(mm) 0 분 560×510 600×610 660×630 680×680
60 분 480×460 590×610 630×600 670×680
공기량(%) 0 분 3.9 2 0.5 1.8
60 분 3.0 3.3 0.6 0.7
압축강도 (MPa) 3 일 21.3 13.18 46.9 47.85
7 일 42.6 36.69 61.0 55.70
28 일 55.7 57.16 74.1 73.08
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 3 및 4의 콘크리트 조성물은 배합 60분 경과 후의 슬럼프, 슬럼프 플로우 및 공기량이 설계기준강도 35 MPa일 때의 기준인 230mm 이상, 450±50mm, 및 4.0±1.5%를 만족하였으며, 압축강도도 재령 28일에서 기준강도인 35 MPa을 만족하였다. 또한, 실시예 5 및 6의 콘크리트 조성물은 배합 60분 경과 후의 슬럼프, 슬럼프 플로우 및 공기량이 설계기준강도 60 MPa일 때의 기준인 260mm 이상, 650±50mm, 및 3.0% 이하를 만족하였으며, 압축강도도 재령 28일에서 기준강도인 60 MPa을 만족하였다.
구 분 실시예 7 비교예 1 실시예 8 비교예 2
슬럼프(mm) 250 255 240 245
슬럼프 플로우(mm) 640 610 455 510
공기량(%) 1.8 2.0 5.7 7.6
압축강도 (MPa) 3 일 35.4 35.4 31.1 28.7
7 일 52.9 53.5 40.4 35.9
28 일 67.0 75.2 50.8 43.4
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함하는 실시예 7은 안료를 포함하지 않는 비교예 1에 비하여 압축강도가 크게 떨어지지 않는 것으로 나타났다. 또한, 실시예 8은 백색 안료로 이산화티탄을 사용한 비교예 2에 비하여 압축강도가 우수한 것으로 나타났다.
재료 분리도 측정
또한, 실시예 9~11 및 비교예 1의 콘크리트 조성물에 대하여 하기 측정 기준에 따라 재료 분리도를 측정하였다. 이때 재료 분리도 측정용 트레이(100mm×150mm×200mm)에 실시예 9~11 및 비교예 1의 조성물을 각각 부어서 트레이 상부에 분리되는 재료의 부피를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 7에 나타내었다.
구 분 이산화티탄:메타카올린 중량비
비교예 1 (100:0) 실시예 9 (95:5) 실시예 10 (90:10) 실시예 11 (85:15)
시료 전체 부피(liter) 1.876 1.855 1.907 1.823
재료분리 부피(liter) 0.063 0.053 0.058 0.042
재료 분리도(%) 3.36 2.83 3.03 2.31
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 첨가한 경우에는 이산화티탄계 백색 안료를 첨가한 경우에 비하여 재료 분리도가 낮아지는데, 상기 실험결과로부터 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 콘크리트 조성물에 첨가하여 시공할 경우 이색 발생을 억제할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 백색 칼라콘크리트 조성물은 분산성이 우수한 이산화티탄-메타카올린계 백색 안료를 포함함에 따라 종래의 이산화티탄 안료에 비하여 적은 양(이산화티탄 기준)으로도 구조물 내외부에 균일한 색상을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 시멘트, 물 및 골재를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서,
    백색 시멘트 100 중량부에 대하여
    이산화티탄 : 카올린계 광물을 95:5~20:80의 중량비로 포함하는 혼합물을 500 내지 800 ℃에서 하소(calcination)한 후, 평균입경 1 내지 3 ㎛가 되도록 분쇄한 이산화티탄(TiO2)-메타카올린(metakaolin)계 백색 안료 2 내지 20 중량부
    를 포함하는 백색 칼라콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카올린계 광물은 카올리나이트(Kaolinite) 및 할로이사이트(Halloysite)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것인 백색 칼라콘크리트 조성물.
  5. 시멘트, 물 및 골재를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서,
    백색 시멘트 100 중량부에 대하여,
    이산화티탄; 및 카올리나이트(Kaolinite) 및 할로이사이트(Halloysite)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 카올린계 광물을 500 내지 800 ℃에서 하소(calcination)한 메타카올린을 95:5~20:80의 중량비로 습식 또는 건식 혼합하여 제조한 이산화티탄(TiO2)-메타카올린(metakaolin)계 백색 안료 2 내지 20 중량부
    를 포함하는 백색 칼라콘크리트 조성물.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 백색 칼라콘크리트 조성물은
    상기 백색 시멘트 100 중량부에 대하여,
    물 20 내지 55 중량부;
    5mm 체에서 중량비로 85% 이상 통과하는 잔 골재 150 내지 400 중량부;
    5mm 체에서 중량비로 85% 이상 남는 굵은 골재 150 내지 400 중량부; 및
    이산화티탄-메타카올린계 백색 안료 2 내지 20 중량부
    를 포함하는 것인 백색 칼라콘크리트 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 백색 칼라콘크리트 조성물은
    상기 백색 시멘트 100 중량부에 대하여,
    고로 슬래그 미분말 0.001 내지 60 중량부;
    석회석 미분말 0.001 내지 30 중량부; 및
    감수제(Water Reducing agent) 및 공기연행제(Air Entraining agent)를 포함하는 혼화제 0.0015 내지 5 중량부
    를 더욱 포함하는 것인 백색 칼라콘크리트 조성물.
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