KR100802988B1

KR100802988B1 - 잠열 특성을 지닌 프리믹스형 초저발열 결합재 조성물 및이를 이용한 콘크리트 수화온도 저감방법

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Publication number: KR100802988B1
Application number: KR20070040609A
Authority: KR
Inventors: 김용로; 정양희; 최일호; 이상호; 길배수; 김도수; 이병기; 이시구; 한승구; 윤길호; 김택중; 송권용
Original assignee: 대림산업 주식회사; 계룡건설산업 주식회사; 주식회사트라이포드
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

본 발명은 무기계 잠열재중에서 스트론튬(Sr)계열의 잠열재를 콘크리트 결합재에 프리믹싱함으로써 콘크리트 수화온도의 상전이 온도영역에 도달할 때의 열흡수 및 열방출 효과를 통하여 수화온도가 급격히 하강하는 것을 억제하여 콘크리트의 최고 수화온도를 저감하고 수화속도를 억제함으로써 온도응력을 저감시킬 수 있는 잠열 특성을 지닌 프리믹스형 초저발열 결합재 및 상기 초저발열 결합재를 이용하여 시공 콘크리트의 수화온도의 저감을 유도할 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 1종 보통포틀랜드 시멘트(OPC) 30 ~ 59중량%, 고로슬래그 미분말(BFS) 30 ~ 59중량%, 플라이애시(FA) 10 ~ 30중량%를 포함하는 3성분 결합재 100중량%에 대하여, Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물 1~10중량%가 프리믹스(premix)형태로 투입되어 조성되는 초저발열 결합재 조성물 및 상기 초저발열 결합재를 이용하여 시공 콘크리트의 수화온도의 저감을 유도할 수 있는 방법을 제공한다.

스트론튬(Sr)계 잠열재, 잠열특성, 프리믹스형 초저발열 결합재, 콘크리트 수화온도, 매스/고강도 콘크리트

Description

잠열 특성을 지닌 프리믹스형 초저발열 결합재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 수화온도 저감방법{Composition of premixed type - ultra low heat binder with latent heat property and method for reducing hydration heat of concrete using it}

도1은 콘크리트의 재령(일)에 따른 수화온도의 가변 상태를 나타낸 본 발명과 종래기술의 비교 그래프도.

도2는 시멘트 페이스트 단열수화온도 시험결과를 나타낸 그래프도.

도3은 몰탈 단열수화온도 시험결과를 나타낸 그래프도.

도4는 콘크리트 단열수화온도 시험결과를 나타낸 그래프도.

도5는 슬럼프 및 공기량 축정결과를 나타낸 그래프도.

도6은 본 발명에 따른 초저발열 결합재의 재령에 따른 압축강도를 나타낸 그래프도.

본 발명은 잠열특성을 지닌 초저발열 결합재 조성물 및 그를 이용한 콘크리트의 수화온도 저감방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 결합재에 잠열 특성을 부여함으로써, 콘크리트의 상전이에 따른 열 흡수 및 열 방출을 통하여 콘크리트의 수화온도를 저감하고 수화속도를 억제함으로써 온도응력을 저감시킬 수 있는 잠열 특성을 지닌 프리믹스형 초저발열 결합재와, 상기 초저발열 결합재를 이용하여 콘크리트 수화온도의 저감을 유도할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 구조물의 축조를 위해 많은 양의 콘크리트가 타설되면 콘크리트가 물과 반응하는 과정에서 발생되는 수화열도 크게 증가한다. 이러한 수화열은 콘크리트 구조물의 내부와 외부간에 일반적으로 50℃ 이상의 온도차이를 나타내게 되며, 이러한 온도차이에 의하여 구조물의 내부와 외부간의 응력차가 생겨 균열발생의 위험이 초래된다. 따라서, 구조물의 균열발생을 방지하기 위해 시공 측면에서는 사용원료를 미리 물이나 액체 질소로 냉각하거나 콘크리트속에 수냉파이프를 묻어서 콘크리트의 수화열을 낮추는 방법이 이용되고 있으며, 재료 측면에서는 가급적 수화열이 낮은 저발열성 시멘트, 즉 클링커 광물중 3CaOAl₂O₃(C₃A)의 함량이 적은 중용열 시멘트나 2CaO·SiO₂(C₂S)의 함량을 대폭 늘린 저발열시멘트(High belite cement) 혹은 고로슬래그 및 플라이애쉬 등의 포졸란 반응 물질을 혼화재로 첨가한 혼합시멘트를 사용하고 있다.

그러나, 혼화재로 사용되는 고도슬래그나 플라이애쉬 등은 반응성이 낮아 초기강도 발현의 지연과 칼슘부족에 따른 콘크리트 중성화에 의하여 열화속도가 빠른 단점이 있다. 또한, 혼화재로 리그닌, 글루코산소다, 타르타르산 등과 같은 일련의 지연제를 사용하여 시멘트의 반응속도를 늦추어 발열량을 제어하는 경우가 있으나, 이 경우에는 콘크리트의 초기강도 28일 강도와 비교하여 50%의 강도가 얻어지기 때문에 거푸집 탈형의 지연에 의해 공사가 늦어지며, 설계강도인 목표 강도값을 확인하기 위하여 시험 측정 기간을 60일 이후까지 관찰하여야 하는 단점이 있다.

한편, 대한민국 공개특허 특2003-0085368호에는 상변화 물질을 이용하여 조성된 도료 조성물을 이용하여 난방 또는 냉방시 도료조성물에 전달된 열에너지를 효과적으로 축열하였다가 난방 또는 냉방이 종료된 후에도 일정시간 이상 보온 또는 보냉 효과를 가져다줄 수 있는 도료 조성물이 제안되어 있다. 그러나, 이 특허에 의해 제조된 잠열캡슐은 콘크리트와 혼합하여 사용할 경우 부상하거나 강도를 저하시킬 수 있기 때문에 콘크리트나 모르타르에 혼합하여 사용하기에 어려운 점이 있고, 캡슐 제조공정상의 기술과 경제적인 측면에서 부적합한 문제점이 있다.

또한, 대한민국 공개특허 특2001-0045384호에는 마이크로캡슐형 잠열미립자 슬러리를 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이 특허에서는 계면활성제로서 멜라민 포름알데히드 축합체를 이용하고 있어 이를 콘크리트나 모르타르에 적용할 경우 슬럼프의 증가 또는 강도 저하를 초래하게 되고 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 대한민국 특허 제0683131호에는 콘크리트용 상변화 물질 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 이 특허에서는 유기계 잠열재인 파라핀 왁스 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 물을 포함하여 상변화물질을 제조하는 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기의 제0683131호 특허는 마이크로 캡슐화한 크림상의 상변화 물질을 콘크리트에 적용하여 수화온도를 낮추고 초기강도를 향상시키는 장점이 있으나, 캡슐화 제조공정이 복잡하고 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 유기계 파라핀 왁스와 계면활성제를 사용하여 제조된 크림타입의 마이크로 캡슐형 상변화물질은 음이온성 계면활성제를 적용하여 콘크리트에 대한 친수성을 개선하였으나 콘크리트에 비해 비중이 매우 낮아 콘크리트 혼합과정에서 부상할 우려가 있으며,상변화물질이 포함된 크림상 마이크로 캡슐자체의 단가가 높아 사용량에 제한을 받을 수 있고, 현장시공에도 부담을 줄 수 있는 다른 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 무기계 잠열재중에서 스트론튬(Sr)계열의 잠열재를 콘크리트 결합재에 프리믹싱함으로써 콘크리트 수화온도의 상전이 온도영역에 도달할 때의 열흡수 및 열방출 효과를 통하여 수화온도가 급격히 하강하는 것을 억제하여 콘크리트의 최고 수화온도를 저감하고 수화속도를 억제함으로써 온도응력을 저감시킬 수 있는 잠열 특성을 지닌 프리믹스형 초저발열 결합재 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시멘트의 일부를 플라이애쉬(FA)로 치환한 것과 같이 종전 콘크리트의 결합재 대신 무기계 잠열재를 프리믹싱하여 잠열특성을 부여한 초저발열 결합재를 일반 콘크리트와 동일한 방법으로 적용하여 제조된 콘크리트(일명 초저발열 콘크리트)를 현장에 시공함으로써 잠열특성에 의해 시공 콘크리트의 수화온도 저감을 유도하는 초저발열 결합재를 이용한 콘크리트 수화온도 저감방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 1종 보통포틀랜드 시멘트(OPC) 30 ~ 59중량%, 고로슬래그 미분말(BFS) 30 ~ 59중량%, 플라이애시(FA) 10 ~ 30중량%를 포함하는 3성분 결합재 100중량%에 대하여, Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물 1~10중량%가 프리믹스(premix)형태로 투입되어 조성되는 초저발열 결합재 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 고로 슬래그 미분말(BFS), 플라이애쉬(FA) 로 이루어진 3성분계 결합재 중 비중이 유사한 플라이애쉬에 분말상태의 Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물 1~10중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 제1 단계; 및 상기 1차 혼합물과 플라이애쉬를 제외한 나머지 2성분 결합재를 혼합하여 현장에서 직접 시공하는 제2 단계를 포함하는 초저발열 결합재를 이용한 콘크리트의 수화온도 저감방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 잠열 특성을 지닌 프리믹스형 초저발열 결합재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 수화온도 저감방법은 무기계 잠열재중 스트론튬(Sr)계열 잠열재를 결합재에 혼합하여 콘크리트의 상전이 온도영역에 도달할 때의 열 흡수 및 열 방출 효과를 통하여 콘크리트의 수화온도를 저감하고 수화속도를 억제할 수 있도록 구현한 것이다. 또한, 본 발명은 시멘트(OPC), 플라이애쉬(FA) 및 고로 슬래그 미분말(BFS)중 어느 하나에 Sr계 잠열재를 일정비율로 투입하여 혼합하는 프리믹싱 방식(선투입 후 혼합하는 방식)으로 잠열특성이 부여된 초저발열 결합재를 제조하고, 이를 레미콘 공장에서 일반 콘크리트와 동일한 방법으로 적용하여 제조된 콘크리트를 현장에 시공함으로써 잠열특성에 의해 시공 콘크리트의 수화온도 저감을 유도할 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명에 따른 초저발열 결합재는 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 30 ~ 59중량%, 고로 슬래그 미분말(BFS) 30 ~ 59중량%, 플라이애시(FA) 10 ~ 30중량%를 포함하는 3성분 결합재 100중량%에 대하여, 스트론튬(Sr)계열의 무기계 잠열재 1 ~ 10중량%를 프리믹스형태로 투입하여 조성된다.

상기 조성물에서 프리믹스(premix)는 시멘트(OPC), 플라이애쉬(FA) 및 고로슬래그 미분말(BFS)을 일정비율로 혼합하여 제조하는 3성분계 결합재(통상, '저발열 결합재'라고 한다)의 제조공정에 분말상태의 Sr계 잠열재를 시멘트(OPC), 플라이애쉬(FA) 및 고로슬래그 미분말(BFS)중 선택된 하나의 원료에 선투입하여 혼합한 후, 나머지 결합재분말과 균일하게 혼합함으로써 최종적으로 결합재 및 Sr계 잠열재로 구성된 초저발열 결합재를 제조함을 의미한다.

상기 Sr계 잠열재는 무기계 잠열재중에서 백색의 결정성 분말 성상을 가지며, 상전이 온도(PCT)가 30 ~ 90℃(최대 88℃)이고, 잠열용량(열용량)이 63.5cal/g인 특성을 갖는다.

상기 결합재 100중량%에 대하여, Sr계 잠열재를 1 ~ 10중량%를 프리믹싱한 것에 따르면, 콘크리트의 수화온도가 상승되어 상전이 온도영역에 도달되면 고체에서 액체로의 상전이에 따른 열흡수 효과에 의해 콘크리트의 수화온도 상승을 억제하고, 최고 수화온도를 저감하는 특성을 나타낸다. 또한 수화온도가 냉각되어 액체에서 고체로의 상전이 온도에 도달되면 열 방출 효과에 의해 수화온도가 급격히 하강되는 것을 억제하여 콘크리트의 최고 수화온도를 저감하고 수화속도를 억제함으로써 온도응력이 저감되는 특성이 발휘된다.

특히, 본 발명은 무기계 스트론튬(Sr) 잠열재를 프리믹스형으로 결합재에 혼합함으로써 별도의 제조공정 및 가공공정이 불필요하고 종래기술에 따른 캡슐형에 비해 경제적이며, 비중이 1.90으로 유기계에 비해 커서 콘크리트 혼합과정에서 부상이 거의 없고, 초기강도 동등이상을 확보할 수 있는 것이다.

본 발명의 조성물에서, 상기 Sr계 잠열재의 혼합비율중 1중량% 이하로 투입되었을 경우 수화온도 저감효과가 불충분하고, 10중량% 이상 투입되었을 경우에는 공기량이 증가할 뿐만 아니라 비경제적인 문제점이 있다.

본 발명에서 Sr계 잠열재는 Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물로 이루어져 있다.

상기 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)의 혼합비율에서 30중량%이하로 투입될 경우 콘크리트 초기강도가 저하되고, 59중량% 이상일 경우에는 포졸란 활성 저하에 의한 콘크리트 장기강도가 부족하고, 시멘트량의 과다사용에 의해 수화온도 저감효과가 떨어지는 문제점이 있다.

상기 고로슬래그 미분말(BFS)의 혼합비율에서 30중량%이하로 투입될 경우 포졸란 활성이 불충분하고, 59중량%이상일 경우에는 초기강도 저하 및 콘크리트의 중성화가 초래될 우려가 있는 문제점이 있다.

상기 플라이 애쉬(FA)의 혼합비율에서 10중량%이하로 투입될 경우 포졸란 활성이 불충분할 뿐만 아니라 비경제적(OPC 및 BFS에 비해 FA가 저렴하다)인 문제점이 있으며, 30중량% 이상일 경우에는 콘크리트 초기 강도가 지연되고 중성화가 초래될 우려가 있다.

상기와 같이 Sr계 잠열재가 프리믹싱된 초저발열 결합재를 콘크리트에 투입하게 되면, 초저발열 결합재를 적용해도 콘크리트의 시공성(공기량, 슬럼프) 및 경화물성(압축강도)에 긍정적 영향을 미친다(비적용 콘크리트 대비 동등 물성 확보). 또한, 콘크리트 최고 수화온도를 저감할 수 있고, 수화온도 상승 및 하강속도를 억제할 수 있다.

다음, 상기한 잠열특성을 갖는 초저발열 결합재를 콘크리트에 투입하여 현장에서 타설할 때 발생하는 콘크리트의 수화온도를 저감시키기 위한 방법에 대하여 상세히 설명한다.

1종 포틀랜드 시멘트 70 ∼ 90중량%와 플라이 애쉬 10 ∼ 20 중량%의 구성비를 갖는 기존의 2성분계 구성에서 고로슬래그 미분말 성분을 포함한 3성분계 결합재의 조성비를 조절한다. 보통 상기 3성분계 결합재는 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 30 ~ 59중량%, 고로 슬래그 미분말(BFS) 30 ~ 59중량%, 플라이애시(FA) 10 ~ 30중량%를 혼합하여 제조되는데, 본 발명에서는 먼저 1단계로서 이러한 3성분 결합재를 제조하기 전에, 상기한 비율의 시멘트(OPC), 플라이애쉬(FA) 및 고로슬래그 미분말(BFS)중 선택된 하나의 원료에 분말상태의 Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물 1 ∼ 10중량% 혼합하여 잠열 혼합물을 제조하고, 상기 잠열 혼합물과 나머지 결합재(Sr계 잠열재와 결합된 원료를 제외한 결합재)를 혼합한다.

일예로, 플라이 애쉬(FA) 20중량%에 Sr계 잠열재 3.5중량%를 1차 혼합하고, 이 1차 혼합물 20중량%에 포틀랜드 시멘트 40중량%와 고로 슬래그 미분말 40중량%를 혼합하여 제조할 수 있다.

2단계로서 상기와 같이 제조된 초저발열 결합재를 레미콘 공장에서의 일반 콘크리트 제조방법과 동일한 방법으로 적용하여 제조한다. 즉, 일반 콘크리트에서 시멘트 등의 결합재 대신에 Sr계 잠열재가 혼합된 초저발열 결합재를 적용하여 제조되며, 이렇게 제조된 콘크리트(일명 초저발열 콘크리트)를 현장에 직접 시공하게 되면, Sr계 잠열재의 잠열특성에 의해 시공 콘크리트의 수화온도의 저감을 유도할 수 있게 된다.

본 발명에서 1단계의 저감방법만으로는 수화온도 저감효과가 불충분하여 결합재를 조절한 상태에서 Sr계 잠열재를 프리믹싱한 초저발열 결합재를 적용한 결과 충분한 수화온도 저감효과를 달성할 수 있었다.

도1은 콘크리트의 재령(일)에 따른 수화온도의 가변 상태를 나타낸 본 발명과 종래기술의 비교 그래프도이다.

도면에 도시된 곡선 그래프 중에서, 일반 곡선은 1종 OPC(시멘트)를 결합재로 사용한 콘크리트를 나타내며, 저발열 곡선은 시멘트와 플라이 애쉬를 혼합한 2성분계 시멘트를 결합재로 사용한 콘크리트를 나타내고, 초지연 곡선은 1종 OPC 혹 은 2성분계 결합재에 초지연제를 혼합한 콘크리트를 나타낸다. 본원발명은 시멘트, 플라이 애쉬, 고로슬래그 미분말중 하나에 Sr계 잠열재를 프리믹싱하여 제조된 초저발열 결합재를 사용한 콘크리트를 나타낸다.

도1의 그래프에 보인 바와 같이, 본원 발명은 종래 기술과는 달리 3성분 결합재의 조성비를 조절하되, 상기 3성분 결합재중 어느 하나를 선택하여 Sr계 잠열재를 결합재의 일부로 포함시킨 초저발열 결합재를 콘크리트에 적용함으로써 저발열 콘크리트보다 더 낮은 수화온도를 확보하고, 초지연제와 같은 수화온도의 과도한 지연 없이 수화온도를 낮출 수 있음을 알 수 있다.

[실시예]

본 발명에 따른 잠열특성을 갖는 초저발열 결합재 및 상기 결합재가 투입된 콘크리트의 물성, 특성에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

수화열 저감특성에 대하여 본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 검증하였다.

비교예는 시멘트(OPC) 80중량%와 플라이애쉬(FA) 20중량%로 구성된 종전의 2성분 저발열 결합재를 적용한 콘크리트(기호 : No. 1)이고, 본 발명의 실시예는 시멘트(OPC) 40중량%와 플라이애쉬(FA) 20중량%, 고로슬래그미분말(40중량%) 100중량%에, Sr(OH)₂·8H₂O가 3.75중량% 구성되어 프리믹스형태로 제조된 초저발열 결합재를 적용한 콘크리트(기호 : No. 2)이다.

도2는 시멘트 페이스트 단열수화온도 시험결과를 나타낸 그래프이다.

도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예는 종전 시멘트와 플라이애쉬로 제조된(시멘트 페이스트 배합조건 : W/B=35.0%) 저발열 결합재와 비교하여 초저발열 결합재의 최고수화온도가 크게 저감되었으며, 종전 지연제를 사용한 경우와 달리 수화온도 발현도 지연되는 경향도 거의 없었다. 또한, Sr계 잠열재가 수화온도 상승단계에서 열을 흡수하고, 냉각단계에서 열을 방출하는 잠열특성에 의해 수화온도의 상승속도 및 하강속도가 감소되는 것으로 나타났다.

도3은 몰탈 단열수화온도 시험결과를 나타낸 그래프이다.

도면에 도시된 바와 같이 종전 시멘트와 플라이애쉬로 구성된 저발열 결합재를 배합한 몰탈에 비해 초저발열 결합재를 배합한 몰탈의 최고수화온도는 약 7℃ 가량 저감되었으며, 시멘트 페이스트와 같이 수화온도가 지연되는 현상이 관찰되지 않았다. 또한, 페이스트의 경우와 동일하게 Sr계 잠열재의 효과에 의해 수화온도의 상승속도 및 하강속도가 감소됨으로써 급격한 온도상승 및 하강에 따른 온도응력이 크게 저감될 것으로 기대되었다.

여기서, 몰탈 배합조건은 W/B=48.5%, B(결합재)/S(모래)=1/2.45이다.

도4는 콘크리트 단열수화온도 시험결과를 나타낸 그래프이다. 상기 시험을 수행한 기관으로는 한국전력 연구원 환경구조 연구소 내진기술 그룹에서 담당하였으며, 시험장치로는 단열온도상승시험기(제작사 : 일본 MARUI Co. LTD, 규격 : φ400×H400, 용량 : 50L)를 사용하였다.

도4에서 보인 바와 같이 본 발명 실시예 No.2는 시멘트 페이스트 및 몰탈의 경우와 같이 저발열 결합재료를 적용한 No. 1에 비해 초저발열 결합재를 적용한 콘 크리트의 수화온도가 크게 저하되는 것으로 나타났다.

종전의 저발열 결합재를 적용한 콘크리트 배합(No.1)과 본 발명의 초저발열 결합재를 적용한 콘크리트 배합(No.2)간의 단열상태에서의 콘크리트 수화온도를 비교 평가한 결과를 하기의 <표1>에 나타내었다.

<표1>

구분	W/B(%)	S/a(%)	목표 공기량(%)	HR첨가율(%)	F/A 대체율(%)	BFS대체율(%)	단위결합재량 (kg/㎥)	단위수량 (kg/㎥)
비교예 (No.1)	45.0	47.0	4.0	0.0	20	0	396	178
실시예 (No.2)	45.0	47.0	4.0	3.75	20	40	353	159

다음은 본 발명에 의한 초저발열 결합재의 콘크리트 시공성 및 경화물성에 대하여 도5 및 도6을 참조하여 설명한다.

본 발명에 의한 초저발열 콘크리트의 시공성, 압축강도를 평가하기 위하여 하기의 <표2>와 같이 시험계획을 설정하여 시험을 진행하였다. 또한, 본 발명에 대한 비교시험으로서 현재 실제 현장에서 적용되고 있는 기존의 저발열 시멘트를 사용한 콘크리트 배합에 대해 본 발명의 초저발열 결합재를 적용한 배합의 비교평가를 실시하였다. 시험 규격은 25-35-18 규격으로서 굵은 골재 최대치수 25mm, 설계기준강도 35.0MPa, 슬럼프 18±2.5cm 수준의 규격을 대상으로 하였다.

<표2> 콘크리트 시공성 평가 배합

강도 및 슬럼프 규격	배합구분	W/B(%)	S/a(%)	단위결합재량(kg/㎥)	단위수량 (kg/㎥)	측정항목
25-35-18	저발열시멘트	39.0	47.0	415	162	·슬럼프 ·공기량 ·압축강도
	발명기술

본 발명에 의한 초저발열 콘크리트의 시공성으로서 슬럼프 및 공기량 시험을 실시한 결과, 동일한 양의 고성능 AE감수제를 첨가하였을 경우 도5에서 보인 바와 같이, 기존 저발열 시멘트 배합에 비해 슬럼프는 다소 증가되는 경향을 보이며, 공기량의 경우 거의 유사한 수준인 것으로 나타났다.

여기서, 고성능 AE 감수제는 폴리카르본산(PC)계 고성능감수제에 공기연행제(Air Entraining agent)를 첨가하여 큰 폭의 감수효과와 공기연행 효과를 부여한 혼화제를 의미한다.

이상의 굳지않는 콘크리트의 시험 결과로부터 본 발명에 의한 초저발열 콘크리트의 시공성은 기존의 배합과 유사한 수준이며, 초저발열 결합재가 콘크리트의 시공성에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다.

본 발명에 의한 초저발열 콘크리트의 압축강도 시험 결과 도6에 보인 바와 같이, 재령 7일 이전의 초기 재령의 경우 기존 배합에 비해 강도가 다소 낮게 나타나지만, 재령 28일 이후에는 강도가 회복되어 기존 배합과 유사한 수준을 발현하는 것으로 나타났다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 구현한다.

첫째, 무기계 스트론튬(Sr) 잠열재를 프리믹스형태로 3성분계 결합재에 적용함으로써 별도의 제조공정 및 가공공정이 불필요하고 종래기술에 따른 캡슐형에 비해 경제적이다.

둘째, 본 발명에서 사용된 Sr계 잠열재는 콘크리트와 친화력이 우수한 물질인 동시에 초저발열 결합재의 비중이 3.0 전후이므로, 콘크리트 자체의 비중과 거의 유사하기 때문에 물리적인 비중차에 의해 콘크리트 혼합과정에서 부상이 발생하지 않고, 초기강도도 동등이상을 확보할 수 있다.

셋째, 결합재의 잠열 특성을 이용하여 콘크리트의 수화온도를 저감하고, 수화속도를 억제함으로써 온도응력을 감소시켜 구조물 내부와 외부간의 응력차에 의한 균열발생을 방지할 수 있다.

넷째, 콘크리트의 강도발현을 저해하지 않기 때문에 공기에 영향을 주지 않는다.

다섯째, 콘크리트의 초기 유동성을 확보하여 시공성을 개선할 수 있다.

여섯째, 초저발열 결합재를 적용한 콘크리트의 동결융해저항성, 중성화 및 철근부식특성 등 비첨가 콘크리트의 내구성과 동등하거나 그 이상을 확보할 수 있다.

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1종 보통포틀랜드 시멘트(OPC) 30 ~ 59중량%, 고로슬래그 미분말(BFS) 30 ~ 59중량%, 플라이애시(FA) 10 ~ 30중량%를 포함하는 3성분 결합재 100중량%에 대하여, Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물 1~10중량%를 상기 3성분 결합재중 선택된 하나의 물질에 프리믹스(premix)형태로 투입되어 조성되는 초저발열 결합재 조성물.
1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 고로 슬래그 미분말(BFS), 플라이애쉬(FA) 로 이루어진 3성분계 결합재 중 비중이 유사한 플라이애쉬에 분말상태의 Sr(OH)₂·8H₂O의 무기계 결정성 화합물 1~10중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 제1 단계; 및

상기 1차 혼합물과 플라이애쉬를 제외한 나머지 2성분 결합재를 혼합하여 현장에서 직접 시공하는 제2 단계

를 포함하는 초저발열 결합재를 이용한 콘크리트의 수화온도 저감방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 단계는 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 30 ~ 59중량%, 고로 슬래그 미분말(BFS) 30 ~ 59중량%, 플라이애시(FA) 10 ~ 30중량%의 배합비를 갖는 것을 특징으로 하는 초저발열 결합재를 이용한 콘크리트의 수화온도 저감방법.
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