KR100823986B1 - A method of manufacturing a low elasticity polymer concrete admixture for inhibiting of alkali aggregate reaction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저탄성 폴리머 콘크리트 혼화재 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레미콘에서 생산할 수 있는 알칼리 골재 반응 억제용 저탄성 폴리머 콘크리트 혼화재 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low elastic polymer concrete admixture manufacturing method, and more particularly to a low elastic polymer concrete admixture manufacturing method for inhibiting the alkali aggregate reaction that can be produced in ready-mixed concrete.
근래 콘크리트 구조물은 고 재구성 및 내후성을 요구하고 있으며 이들 콘크리트가 고강도화 되고 있으나 장기간 사용에 따라 그 표면의 노화가 사용환경의 변화에 따라 쉽게 파손이 발생하고 있는데, 이는 골재원의 고갈 등에 따른 유리질 규소를 다량 포함한 골재의 사용에 따라 알칼리 골재 반응의 원인이 되어 표면에서의 균열 등의 형태로 발견되고 있다. In recent years, concrete structures require high reconstruction and weather resistance, and these concretes are getting stronger. However, as the concrete ages, the aging of the surface easily breaks due to changes in the use environment. The use of aggregates containing a large amount causes alkali aggregate reactions and is found in the form of cracks on the surface.
콘크리트 구조물에서 이러한 파손 부위의 보수는 재건설에 소요되는 막대한 경제적 비용을 줄이고, 사고의 예방을 위해 반드시 요구된다. 특히 콘크리트 포장의 경우, 이의 보수를 위하여서는 부분 단면 보수 등이 시행되고 있으며 LMC(Latex Modified Concrete) 등을 이용하여 보수하고 있다. 이의 포장 두께가 최소 약 30mm 정도이며, 보통 50mm을 시공하고 있어 재건설에 소요되는 경제적 비용이 상당하다. Repair of these failure sites in concrete structures is essential to reduce the enormous economic costs of reconstruction and to prevent accidents. Particularly, in the case of concrete pavement, partial cross-section repair is being performed to repair it, and it is repaired using LMC (Latex Modified Concrete). Its pavement thickness is at least about 30mm, and usually 50mm is applied, so the economic cost of reconstruction is considerable.
최근 이용되는 LMC와 같은 폴리머를 이용한 공법들은 부분 보수 또는 전면 보수 및 신설 공사 등에 모두 가능하지만, 폴리머의 사용량이 보통 시멘트 중량의 30중량%에 달하여 경제적이라 하기 어렵다. 또한, 시공시 초기 균열 제어의 어려움이나 LMC의 포설 두께의 한계성 높은 가격 등이 문제로 제기되어, 이들의 성능이 매우 우수함에도 불구하고, 대형 교량에서만 주로 사용되고 있다. Recently, a method using a polymer such as LMC can be used for both partial repair or total repair and new construction. However, the amount of polymer used is usually economical because it reaches 30% by weight of the cement weight. In addition, the difficulty of the initial crack control during construction and the high price limit of the installation thickness of the LMC is raised as a problem, despite their excellent performance, it is mainly used only in large bridges.
먼저, 국내의 특허를 살펴 보면 대한민국 등록 특허 제10-89579호는 긴급 도로보수용재를 개시하고 있다. 개시된 바에 따르면, 사용 재료는 아스팔트를 주재료로 하고, 여기에 타르, 아크릴계변성 부타디엔 중합체, 염화 칼륨 등을 혼합하고 쇄석 골재와 포틀랜드시멘트를 혼합한 것이며, 결합재는 사용하지 않았다. First, looking at domestic patents, Republic of Korea Patent No. 10-89579 discloses emergency road repair materials. As disclosed, the material used is asphalt as the main material, which is a mixture of tar, acrylic modified butadiene polymer, potassium chloride, and the like, a mixture of crushed aggregate and portland cement, and no binder.
그러나 상기 등록 특허 제10-89579호에 의하면, 아스팔트가 고온으로 유지되어야 하므로 적당한 거리에서 제조되어야하는 문제 및 소성 수축 등의 문제들을 갖고 있다. However, according to the registered patent No. 10-89579, the asphalt has to be maintained at a high temperature, and thus have problems such as plastic shrinkage and problems to be produced at a suitable distance.
또한, 대한민국 등록 특허 제10-0313599호는 불투수성 교량표면 포장용 개질 콘크리트에 관하여 개시하고 있다. 불투수 폴리머 콘크리트는 시멘트 11 내지 14(w/w%), 모래 35 내지 40(w/w%), 자갈 25 내지 27(w/w%) 및 합성고무라텍스(고형분 함량 45%) 17 내지 22(w/w%)로 구성되는 것을 개시하고 있다. In addition, Republic of Korea Patent No. 10-0313599 discloses a modified concrete for impervious bridge surface pavement. Impervious polymer concrete is composed of cement 11-14 (w / w%), sand 35-40 (w / w%), gravel 25-27 (w / w%) and synthetic rubber latex (solid content 45%) 17-22 (w / w%) is disclosed.
이는 부착력이 우수하고 고밀성을 유지하여 염해에 대한 저항성이 우수함을 입증하고 있으나 합성고무라텍스와 같은 고분자의 양이 매우 많아 경제적이지 못할 뿐만 아니라 경화 및 건조시 LMC의 수축에 따른 소성 수축 균열 발생의 가능성이 매우 높은 문제가 있었다. 또한, 반드시 현장에서 콘크리트를 제조하여 시공해야 하는 문제가 있어 이의 시공을 위하여서는 현장에서 골재와 시멘트, 기타 혼화재를 준비해야 하기 때문에, 도심의 경우 시공 제약이 매우 큰 단점이 있었다. This proves that it has excellent adhesion and maintains high density, so it is excellent in resistance to salts, but it is not economical due to the large amount of polymer such as synthetic rubber latex, and it is not economical as the shrinkage of plastic shrinkage due to shrinkage of LMC during curing and drying. There was a very likely problem. In addition, there is a problem that must be prepared by the construction of concrete at the site, so for the construction of the aggregate and cement, and other admixtures at the site, the construction restrictions in the city had a very big disadvantage.
대한민국 등록 특허 제10-0421255호의 경우에는, 합성고무라텍스를 함유하는 콘크리트 또는 모르타르 및 그들을 이용한 방수포장방법으로서, 합성고무라텍스(SBR Latex)를 5 내지 6중량% 이용한 것만 다를 뿐, 상술한 등록 특허 제10-0313599호와 유사하지만, 등록 특허 제10-0421255호의 경우에는, 그 목적 자체가 방수의 용도로 국한되어 있다. In the case of Republic of Korea Patent No. 10-0421255, the concrete or mortar containing synthetic rubber latex and the waterproof packaging method using them, except that only 5 to 6% by weight of synthetic rubber latex (SBR Latex) is different, the above-mentioned registered patent Similar to No. 10-0313599, but in the case of registered patent No. 10-0421255, the purpose itself is limited to the use of waterproofing.
또한, 대한민국 등록 특허 제10-0537953호의 경우 라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 상술한 등록 특허 제10-0421255호와 유사하지만, 시멘트를 속경용 시멘트로 사용하여 교통개방을 빠르게 할 수 있으며 콘크리트 구조물과 도로, 교량 상판 등의 긴급 보수에 적합하다. 그러나 이 역시 현장에서 시멘트 골재, 혼화재 등을 모두 준비하여 현장에서 콘크리트를 제조해야하는 단점이 있다. In addition, the Republic of Korea Patent No. 10-0537953 relates to a method for producing a latex modified cemented carbide concrete composition, similar to the above Patent Registration No. 10-0421255, but using cement as a fast cement to speed up the opening of traffic. It is suitable for emergency repair of concrete structures, roads, bridge decks, etc. However, this also has the disadvantage of having to prepare concrete at the site by preparing all the cement aggregates, admixtures and the like.
대한민국 공개 특허 공보 제10-2005-0029882호의 경우 분말형 폴리머 모르타르의 고압 건식 스프레이 방식에 의한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 방법을 제시하고 있다. 분말형 폴리머 모르타르를 고압 스프레이방식으로 스프레이 되는 순간에 물과 혼합하여 모르타르가 제조되어 스프레이 되는 방법을 제시하고 있다. Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0029882 discloses a method for repairing and reinforcing a concrete structure by a high pressure dry spray method of powdered polymer mortar. The powdered polymer mortar is mixed with water at the moment of spraying by high pressure spray method and the mortar is prepared and sprayed.
그러나 이 역시 분말을 현장에서 직접 모르타르로 만드는 방법을 제시하고 있어 비산먼지의 유발과 시료의 현장 적재 등의 문제점을 안고 있다. However, this also presents a method of making the powder directly mortar in the field, causing problems such as the generation of scattering dust and loading the sample on site.
또한, 대한민국 등록 특허 제10-0586644호의 경우 MMA(메틸 메타 아크릴 레이트) 개질 에코-포러스 콘크리트 및 그 제조방법은 시멘트를 수경화 시키지 않는 전통적인 폴리머 콘크리트로써, 결합제로 MMA를 사용하여 종래의 일반적인 콘크리트가 갖는 경화 후 내마모성 및 경제성 등의 장점이 손실된 것이다. 폴리머 콘크리트의 경우 그 성능이 매우 좋으나 자외선에 의한 열화 가능성과 폴리 함량의 증대에 따른 재료비의 증가 다량의 폴리머 사용에 따른 환경 오염의 가능성 등이 있으며 특수한 작업 장비가 필요하여 대중화되기는 어렵다. In addition, the Republic of Korea Patent Registration No. 10-0586644 MMA (methyl methacrylate) modified eco-porous concrete and its manufacturing method is a conventional polymer concrete that does not harden the cement, the conventional conventional concrete using MMA as a binder Advantages such as wear resistance and economy after curing have been lost. The performance of polymer concrete is very good, but there is a possibility of deterioration due to ultraviolet rays and an increase in material cost due to an increase in poly content. There is a possibility of environmental pollution due to the use of a large amount of polymer.
대한민국 등록 특허 제10-0621355호 폴리머 콘크리트를 이용한 기존 아스팔트 포장에 박층 덧씌우기 공법 역시 상술한 폴리머 콘크리트와 동일하다고 볼 수 있다. The method of overlaying a thin layer on an existing asphalt pavement using the Republic of Korea Patent No. 10-0621355 polymer concrete can also be seen to be the same as the polymer concrete described above.
한편, 본 발명과 가장 유사한 기술로써 대한민국 등록 특허 제10-0670458호가 있다. 등록 특허 제10-670458호에 따르면, 초속경 시멘트, 고강도 혼합재, 칼슘 술폰 알루미네이트계 무수 축재 및 분말형 수지로 이루어진 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법을 개시하고 있다. On the other hand, there is a Republic of Korea Patent No. 10-0670458 as the technology most similar to the present invention. Patent No. 10-670458 discloses a dry concrete composition for repair / reinforcement, a manufacturing method thereof, and a repair method using the same, including cemented carbide, a high-strength mixture, a calcium sulfone aluminate-based anhydrous storage material, and powdered resin. have.
이는 속경용 콘크리트 제조에는 적합하나, 이를 사용할 경우 콘크리트의 작업성 저하 시간이 매우 짧아 레디 믹스 콘크리트(ready-mixed concrete, 이하, "레미콘"이라 함) 등에서 제조하여 운송할 경우 사용이 불가능하다. This is suitable for manufacturing concrete for fast diameter, but when it is used, the work deterioration time of concrete is very short, and thus it is impossible to use it when manufactured and transported in ready-mixed concrete (hereinafter referred to as "mixed concrete").
즉, 종래의 폴리머 콘크리트들은 레미콘 등에서 제조하여 현장에 도착시키기 어려워 현장에서 폴리머 콘크리트를 제조하는 방법을 채택하고 있으며, 또한 통기성, 알칼리 골재 반응 억제 기능 및 방수성 등 다기능을 확보하지 못하여 첨가제를 별도로 투입하는 번거로움이 있어 매우 고가에 제조되고 있다. In other words, the conventional polymer concrete is manufactured in ready-mixed concrete, etc., so that it is difficult to reach the site, and adopts a method of manufacturing polymer concrete in the field, and also adds additives separately because it does not secure multifunctional functions such as breathability, alkali aggregate reaction suppression function and waterproofness. There is a hassle and is produced very expensively.
따라서, 콘크리트의 경화 속도를 조절할 수 있으면서도, 레미콘 등에서 제조할 수 있는 콘크리트의 개발이 요구되고 있으며, 또한 콘크리트 보수시 발생하는 종래 콘크리트 표면과의 이질성 또는 통기성의 부족으로 인하여 종래 콘크리트 표면으로부터의 이탈 또는 탈락이 발생하는 문제를 해결할 수 있는 방법이 요구되고 있다.Therefore, while it is possible to control the rate of hardening of concrete, the development of concrete that can be manufactured in ready-mixed concrete, etc. is required, and also due to the heterogeneity or lack of breathability with the conventional concrete surface generated during concrete repair, There is a need for a way to solve the problem of dropout.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Throughout this specification many patent documents are referenced and their citations are indicated. The disclosures of the cited patent documents are incorporated by reference herein in their entirety, and the level of the technical field to which the present invention belongs and the contents of the present invention are more clearly described.
따라서, 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여, 알칼리 골재 반응의 억제 성능이 있는 저탄성 콘크리트용 혼화재 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a low elastic concrete admixture having a suppressing ability of alkali aggregate reaction, in order to solve the above problems.
또한, 본 발명의 목적은 속경용 혼화재로써, 응결 촉진제 및 응결 보조제를 더 첨가하고, 이의 사용량을 조절함으로써 급속 경화가 가능하여, 레미콘(레디 믹스 콘크리트)에서 생산할 수 있고, 작업성 또한 확보할 수 있는 저탄성 콘크리트용 혼화재 제조 방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is a fast-mixing admixture, by further adding a coagulation accelerator and coagulation aid, and by adjusting the amount of use thereof can be rapidly cured, can be produced in ready-mixed concrete (ready mixed concrete), and workability can also be secured It is to provide a method for producing a mixed material for low-elastic concrete.
본 발명의 다른 목적 및 이점들은 하기의 실시예, 효과 및 청구범위 등에 의해 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following examples, effects, claims, and the like.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알칼리 골재 반응 억제용 저탄성 폴리머 콘크리트 혼화재 제조방법은 (A) 재분산성 분말 고분자 수지, (B) 폴리 카르본산계 분말 분산제, (C) 리튬하이드록사이드(LiOH), 리튬나이트레이트(LiNO3) 또는 리튬나이트라이트(LiNO2), (D) 소포제 및 (E) 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리사카라이드 및 알루미늄 마그네슘 실리케이트로 이루어진 증점제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제1혼화재를 시멘트, 모래, 자갈 및 물로 이루어진 콘크리트에 투입하는 단계 및 상기 투입된 제1혼화재 및 상기 콘크리트를 혼합하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method for producing a low elastic polymer concrete admixture for suppressing alkali aggregate reaction according to the present invention is (A) redispersible powder polymer resin, (B) polycarboxylic acid-based powder dispersant, (C) lithium hydride At least one of a hydroxide (LiOH), lithium nitrate (LiNO 3 ) or lithium nitrite (LiNO 2 ), (D) defoamer and (E) a thickener consisting of cellulose, polyvinyl alcohol, polysaccharide and aluminum magnesium silicate Including a first admixture comprising a concrete, consisting of cement, sand, gravel and water and mixing the injected first admixture and the concrete.
바람직하게는, 상기 투입하는 단계는 (a) 칼슘 알루미네이트 또는 비정질 하이드록사이드 및 (b) 비정질 수산화 알루미늄 또는 알루미네이트 금속염을 포함하는 제2혼화재를 더 투입하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of injecting is characterized in that the second admixture further comprises (a) calcium aluminate or amorphous hydroxide and (b) amorphous aluminum hydroxide or aluminate metal salt.
또한, 상기 제1혼화재는 (A) 재분산성 분말 고분자 수지 20 내지 70중량%, (B) 폴리 카르본산계 분말 분산제 5 내지 25중량%, (C) 리튬하이드록사이드, 리튬나이트레이트 또는 리튬나이트라이트 10 내지 25중량%, (D) 소포제 1 내지 10중량% 및 (E) 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올 및 알루미늄 마그네슘 실리케이트로 이루어진 증점제 1 내지 10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the first admixture is (A) 20 to 70% by weight redispersible powder polymer resin, (B) 5 to 25% by weight polycarboxylic acid-based powder dispersant, (C) lithium hydroxide, lithium nitrate or lithium nitrite 10 to 25% by weight of light, (D) 1 to 10% by weight of antifoaming agent, and (E) 1 to 10% by weight of thickener consisting of cellulose, polyvinyl alcohol and aluminum magnesium silicate.
또한, 상기 제2혼화재는 a) 칼슘 알루미네이트 또는 비정질 하이드록사이드 50 내지 90중량% 및 (b) 비정질 수산화 알루미늄 또는 알루미네이트 금속염 10 내지 50중량%를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the second admixture may include a) 50 to 90 wt% of a) calcium aluminate or amorphous hydroxide and (b) 10 to 50 wt% of amorphous aluminum hydroxide or aluminate metal salt.
또한, 상기 제1혼화재는 상기 시멘트 중량에 대하여 7 내지 13중량%를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the first admixture preferably contains 7 to 13% by weight based on the weight of the cement.
또한, 상기 제2혼화재는 상기 시멘트 중량에 대하여 8 내지 15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the second admixture preferably contains 8 to 15% by weight based on the weight of the cement.
또한, 상기 콘크리트는 레디 믹스 곤크리트인 것이 바람직하다.In addition, the concrete is preferably ready-mixed concrete.
본 발명자들은 상술한 당업계의 요구를 해결한 개선된 다기능 콘크리트용 혼 화재의 조성물과 공사 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 콘크리트에 단지 폴리머 콘크리트용 혼화재를 혼합하여 사용함으로써, 약 2시간 가량의 작업성을 유지할 수 있는 레디 믹스 폴리머 콘크리트를 제조할 수 있었고, 또한 종래 콘크리트의 물리적 특성을 개선할 수 있었다. The present inventors have made diligent efforts to develop a composition and construction method of an improved multi-functional concrete horn fire that solves the above-mentioned demands of the art. As a result, only about 2 hours of work is performed by mixing a mixed material for polymer concrete with concrete. Ready-mixed polymer concrete that can maintain the castle was able to be prepared, it was also possible to improve the physical properties of the conventional concrete.
또한, 본 발명에 따른 저탄성 콘크리트용 혼화재를 첨가함으로써 접착성과 통기성이 개선되고 종래 콘크리트 표면과의 유사성이 유지되며 저탄성 콘크리트를 레미콘에서 생산 및 판매하는 것이 가능하므로, 현장 여건에 상관없이 생산 및 시공할 수 있으며, 첨가제의 비율에 의하여 콘크리트의 경화 속도를 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, the addition of the low-elasticity concrete admixture according to the present invention improves adhesion and breathability, maintains similarity with the conventional concrete surface, and can produce and sell low-elasticity concrete in ready-mixed concrete, regardless of site conditions. Can be constructed, there is an effect that can adjust the curing rate of the concrete by the ratio of the additive.
본 발명은 저탄성 혼화재인 제1혼화재와, 속경성 혼화재인 제2혼화재를 분리하여 그 적정 사용량을 시멘트, 자갈, 물 및 모래로 이루어진 콘크리트에 투입 및 혼합함으로써, 알칼리 골재 반응 억제용 저탄성 폴리머 콘크리트 혼화재를 제조하였다.The present invention is a low-elastic polymer for inhibiting alkali aggregate reaction by separating the first admixture, which is a low elastic admixture, and the second admixture, which is a fast curing admixture, and adding the appropriate amount of the admixture into concrete composed of cement, gravel, water, and sand. A concrete admixture was prepared.
바람직하게는 제1혼화재는,(A) 재분산성 분말 고분자 수지, (B) 폴리 카르본산계 분말 분산제, (C) 리튬하이드록사이드, 리튬나이트레이트 또는 리튬나이트라이트, (D) 소포제 및 (E) 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리사카라이드 및 알루미늄 마그네슘 실리케이트로 이루어진 증점제 중 적어도 어느 하나를 포함한다. Preferably, the first admixture is (A) redispersible powder polymer resin, (B) polycarboxylic acid powder dispersant, (C) lithium hydroxide, lithium nitrate or lithium nitrite, (D) antifoaming agent and (E A thickener consisting of cellulose, polyvinyl alcohol, polysaccharide and aluminum magnesium silicate.
또한, 경화 속도 조절을 위한 제2혼화재는, (a) 칼슘 알루미네이트 및 (b) 비정질 수산화 알루미늄 또는 알루미네이트 금속염으로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the second admixture for adjusting the curing rate is preferably composed of (a) calcium aluminate and (b) amorphous aluminum hydroxide or aluminate metal salt.
참고로, 상기 폴리머 콘크리트 혼화재는 시멘트, 모래 및 물의 혼합으로 이루어지는 일반적인 콘크리트에 폴리머 콘크리트의 물리적 특성을 부가할 수 있는 혼화재의 조성물을 의미한다.For reference, the polymer concrete admixture refers to a composition of admixtures capable of adding physical properties of polymer concrete to general concrete made of a mixture of cement, sand, and water.
이하, 상기와 같은 본 발명의 제1혼화재 및 제2혼화재를 구성하고 있는 성분들의 첨가 목적 및 적정 함량을 설명한다.Hereinafter, the purpose and the appropriate content of the components constituting the first and second admixtures of the present invention as described above will be described.
먼저, 제1혼화재 중 (a)의 재분산성 분말 고분자 수지는 이미 많은 보고가 있지만 아크릴레이트, 스타이렌, EVA(Ethylene Vinil Acetate) 등을 기초로 각각의 제조사에서 콘크리트에 적합하게 제조한 것으로서, 콘크리트에 첨가시 공기량, 슬럼프의 변화에 크게 영향을 주지 않는다. 특히 제조사로써는 독일의 Wacker, Houcst, BASF등이 있으며 이들을 이용한 폴리머 콘크리트 또는 모르타르는 현재 보수 등에서 많이 사용되고 있다. 적합한 사용량은 제1혼화재 중의 20 내지 70중량%가 적합하다. 20중량%보다 적을 경우 폴리머 콘크리트의 특성이 나타나지 않으며, 70중량%보다 많을 경우 다기능의 혼화재를 구성하기 어렵다. First, the redispersible powdered polymer resin of (a) in the first admixture has already been reported a lot, but is manufactured by each manufacturer based on acrylate, styrene, EVA (Ethylene Vinil Acetate), etc. Does not significantly affect the amount of air or slump. In particular, manufacturers include Wacker, Houcst and BASF of Germany, and polymer concrete or mortar using them are widely used in repairs. A suitable amount of use is suitably 20 to 70% by weight in the first admixture. If less than 20% by weight of the polymer concrete does not appear, if more than 70% by weight it is difficult to form a multifunctional admixture.
제1혼화재 중의 (b) 폴리 카르본산계 분말 분산제는 액상 폴리카르본산계 분산제를 분말화한 것으로 이미 분산성의 유지 능력이 뛰어남이 입증되어 있으나 시멘트의 종류 및 분말도에 따라 약간의 성능 변화를 보이며, 대부분 콘크리트에서 작업성 능력이 약 1 ~ 2시간 정도이다. 적합한 사용량으로는 제1혼화재 중의 5 내 지 25중량%가 적합하며 5중량% 미만일 경우 폴리머 콘크리트의 작업성이 급격히 나빠질 수 있으며 25중량%를 초과할 경우 골재 분리에 의하여 압축강도가 낮아질 수 있다. (B) The polycarboxylic acid-based powder dispersant in the first admixture is a powdered liquid polycarboxylic acid-based dispersant, which has already been proven to have excellent dispersibility, but shows a slight performance change depending on the type of cement and the degree of powder. In most concrete, workability is about 1 to 2 hours. Suitable amounts of 5 to 25% by weight of the first admixture is suitable, if less than 5% by weight of the workability of the polymer concrete may deteriorate sharply, if it exceeds 25% by weight it may be lowered by the aggregate separation.
또한, (c) 리튬하이드록사이드, 리튬나이트레이트 또는 리튬나이트라이트는 알칼리 골재 반응 억제 능력이 탁월하며, 빠른 응결 촉진 특성이 있는 분말 응결 촉진제이다. 적합한 사용량은 제1혼화재 중의 10 내지 25중량%가 바람직하다. 10중량% 미만일 경우 알칼리 골재 반응 억제 능력이 적어지며, 25중량% 이상일 경우 급격한 시멘트 반응이 발생하여 사용이 어렵다.In addition, (c) lithium hydroxide, lithium nitrate or lithium nitrite is a powder coagulation accelerator having excellent alkali aggregate reaction inhibiting ability and having fast coagulation promoting properties. A suitable amount of use is preferably 10 to 25% by weight in the first admixture. If less than 10% by weight of alkali aggregate reaction suppression ability is less, when more than 25% by weight of the rapid cement reaction occurs difficult to use.
또한, (d) 소포제는 콘크리트를 제조할 경우 공기 연행량을 낮추는 것으로 분말 카르본산계 분산제 첨가에 의한 공기량을 조절하기 위한 목적으로 사용되었다. 소포제로는 실리콘계를 사용하는 것이 좋으며, 실리카에 실리콘을 함침시킨 것이 더욱 바람직하다. 적합한 사용량으로는 1 내지 10중량%가 적합하다. 이는 적합한 공기량 조절을 위하여 필요에 따라 가감하여 사용할 수 있다. In addition, (d) defoamer was used to control the amount of air by adding a powder carboxylic acid-based dispersant to lower the amount of air entrained when producing concrete. It is preferable to use a silicone type as an antifoamer, and it is more preferable to impregnate silicon with silica. As a suitable usage amount, 1 to 10 weight% is suitable. It can be used by adding or subtracting as needed for proper air volume control.
또한, (e) 증점제로서 종래의 셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리사카라이드 및 알루미늄 마그네슘 실리케이트 등을 사용할 수 있다. 그러나 이러한 조합은 매우 세심한 주의를 요하는데, 이들 조합이 적합하지 않을 경우 폴리머의 수축에 의한 균열의 발생이나 수평성의 부족, 요변성의 부족에 의한 흐름성의 과다 등에 따른 포장상태의 불량뿐만 내구성 등을 현저하게 저하시킬 수 있다. Moreover, conventional cellulose, polyvinyl alcohol, polysaccharide, aluminum magnesium silicate, etc. can be used as a thickener. However, such combinations require very careful attention.If these combinations are not suitable, they may cause cracks due to shrinkage of polymers, lack of horizontality, poor packaging properties due to excessive flowability due to lack of thixotropy, and durability. It can significantly reduce.
따라서, 바람직하게는 알루미늄 마그네슘 실리케이트를 사용하여 요변성을 부여하여 콘크리트 제조에서 발생하는 블리딩을 억제하고 콘크리트의 균질상을 확 보함으로써, 시멘트의 반응에 따른 부분 응력 발생에 따른 균열을 예방할 목적으로 사용된다. 적합한 사용량으로는 1 내지 10중량%가 적합하며 요변성 확보를 위하여 필요에 따라 가감하여 사용하는 것이 좋다.Therefore, preferably, aluminum magnesium silicate is used to impart thixotropy to suppress bleeding generated in concrete production and to secure a homogeneous phase of concrete, thereby preventing cracking due to partial stress caused by the reaction of cement. do. Suitable amount of 1 to 10% by weight is suitable and it is good to add or subtract as needed to secure thixotropy.
제2혼화재 중의 (a) 칼슘알루미네이트 또는 비정질 하이드록사이드는 강력한 응결 촉진제로써 보통 포틀랜드 시멘트의 중량대비 약 10중량%에서 보통 포틀랜드 시멘트를 속경형 시멘트로 만들 수 있다. 다만, 응결시간의 조절을 위하여 여기에 적당량의 글루코네이트를 사용하여도 무방하다. 적합한 사용량으로는 제2혼화재중의 50 내지 90중량%가 적당하다. 50중량% 미만일 경우, 콘크리트의 경화시간이 늦어져 보수에 부적합하며 90중량%를 초과할 경우 급경 현상으로 사용이 어렵게 된다. (A) Calcium aluminate or amorphous hydroxide in the second admixture is a strong condensation promoter and can usually make Portland cement into fast cement at about 10% by weight of Portland cement. However, in order to control the setting time, an appropriate amount of gluconate may be used here. As a suitable usage amount, 50 to 90 weight% in a 2nd admixture is suitable. If less than 50% by weight, the hardening time of the concrete is not suitable for repair, and if it exceeds 90% by weight it is difficult to use as a sharp phenomena.
또한, (b)의 비정질 수산화 알루미늄 또는 알루미네이트 금속염은 칼슘 알루미네이트의 경화 시간 단축을 위한 응결 보조제로 사용되며 이를 사용할 경우 동절기 등의 저온에서의 경화 시간을 단축하거나 빠른 경화를 유도할 목적으로 사용된다. 적합한 사용량으로는 1 내지 50중량%가 적당하며, 바람직하게는 10 내지 20중량%가 적당하다. 1중량% 미만일 경우 응결 보조제로서 성능이 나빠지며 20중량%를 초과할 경우 응결시간 조절이 어렵게 된다. In addition, the amorphous aluminum hydroxide or aluminate metal salt of (b) is used as a coagulant for shortening the curing time of calcium aluminate, and when used, it is used to shorten the curing time at low temperatures such as winter season or to induce rapid curing. do. Suitable amounts of 1 to 50% by weight are suitable, and preferably 10 to 20% by weight. If it is less than 1% by weight, the performance as a coagulant is poor, and if it exceeds 20% by weight, it is difficult to control the setting time.
상기의 제2혼화재를 적절한 조성비로 혼합하고, 레미콘 제조시 이를 약 8 내지 15중량% 사용할 경우 작업성이 약 1시간에서 2시간 가량 유지할 수 있는 레디 믹스 폴리머 콘크리트를 제조할 수 있다. When the second admixture is mixed at an appropriate composition ratio, and when using about 8 to 15% by weight when preparing ready-mixed concrete, it is possible to prepare a ready-mix polymer concrete that can maintain workability for about 1 hour to 2 hours.
만일 급속 경화가 불필요한 경우 제2혼화재를 사용하지 않으면 일반 경화용 폴리머 콘크리트를 만들 수 있다. If rapid curing is not necessary, polymer concrete for general curing can be made without using a second admixture.
레미콘에 본 발명의 제1혼화재 및 제2혼화재를 사용할 경우에 제1혼화재는 제조 후 전체 콘크리트의 중량에 대하여, 약 7 내지 13중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 제2혼화재는 전체 콘크리트의 중량에 대하여 약 8 내지 15중량%사용한다. 혼화재의 투입 방법은 레미콘의 제조시 레미콘 공장의 믹서에서 직접 투입하거나 레미콘 트럭에 투입하여 사용할 수도 있다. 다만, 레미콘 트럭에서 직접 투입하여 사용할 경우 믹서 트럭의 드럼을 약 3 ~ 10분간, 바람직하게는 약 5분간 회전시켜 제1혼화재 및 제2혼화재가 콘크리트와 충분히 혼합되게 하여야 한다. When the first and second admixtures of the present invention are used in ready-mixed concrete, the first admixture is preferably used in an amount of about 7 to 13 wt% based on the total weight of concrete after manufacture, and the second admixture is the weight of the total concrete. About 8 to 15 wt%. The method of adding the admixture may be used directly in the mixer of the ready-mixed concrete factory or in the ready-mixed truck for the ready-mixed concrete. However, when used directly in the ready-mixed concrete truck, the drum of the mixer truck should be rotated for about 3 to 10 minutes, preferably about 5 minutes, so that the first admixture and the second admixture are sufficiently mixed with concrete.
또한, 본 발명은 시멘트의 종류에 따라 약간씩 다른 거동을 보일 수 있다. 이는 중용열 시멘트, 저발열 시멘트 등의 거동이 보통 시멘트와 다르기 때문에 발생한 것으로, 사용량을 가감하여 사용함으로써 적절한 성능을 얻을 수 있다. 그러나 가장 바람직한 시멘트는 보통 시멘트이다. 또한, 자갈의 크기는 사용처에 따라 다르게 변경하여 사용할 수 있으며 사용되는 콘크리트 또는 모르타르의 두께의 1/3 정도가 바람직하다.In addition, the present invention may exhibit slightly different behavior depending on the type of cement. This is because the behavior of medium heat cement, low heat cement and the like is different from the normal cement, it is possible to obtain appropriate performance by using the amount used. But the most preferred cement is usually cement. In addition, the size of the gravel can be used differently depending on the intended use and about 1/3 of the thickness of the concrete or mortar used is preferred.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention to those skilled in the art. Will be self-evident.
실시예Example
실시예Example 1: 레디 1: ready 믹스Mix 콘크리트에서 생산할 수 있는 알칼리 골재 반응의 억제 성능이 있는 With the ability to suppress alkali aggregate reactions that can be produced in concrete 저탄성Low elasticity 폴리머Polymer 콘크리트 concrete 혼화재의Miscible 제조방법 Manufacturing method
하기의 표 1과 같은 조성으로 레디 믹스 콘크리트에서 생산 수 있는 알칼리 골재 반응의 억제 성능이 있는 저탄성 폴리머 콘크리트 혼화재의 제조물을 제조하였다.To prepare a low-elastic polymer concrete admixture having the ability to suppress the alkali aggregate reaction that can be produced in ready-mixed concrete in the composition shown in Table 1 below.
상기 표 1의 성분 중에서, 분말 재분산성 수지는 독일 훽스트사(Houcst)의 DM-200 EVA 분말 재분산성 수지를 사용하였으며, 분말 카르본산계 분산제로는 독일 바스프(BASF)사의 멜플럭스 2651F을 사용하였고, 리튬나이트레이트의 경우에는 미국 알드리치사의 일급 시약을 사용하였고, 소포제로는 독일 바스프사의 루미텐 EL을 사용하였고, 폴리사카라이드로는 웰란검을 사용하였으며, 칼슘 알루미네이트의 경우 시판용 중국산을 사용하였다. 마지막으로, 비정질 수산화 알루미늄으로는 독일 기울리니사의 BZ 111을 사용하였다. Among the components of Table 1, the powder redispersible resin was used DM-200 EVA powder redispersible resin of Houcst, Germany, Melflux 2651F of BASF, Germany was used as the powder carboxylic acid-based dispersant In the case of lithium nitrate, a first-class reagent of Aldrich, USA was used, Lumitene EL of BASF, Germany was used, Welan gum was used as polysaccharide, and commercially available Chinese products were used for calcium aluminate. Lastly, BZ 111, a company made in Germany, was used as amorphous aluminum hydroxide.
상기의 조성으로 제1혼화재와 제2혼화재를 각각 제조한 후, 시멘트 중량에 대하여 제1혼화재 7중량%와 시멘트 중량에 대하여 제2혼화재 8중량%를 이미 제조된 레미콘에 수동 투입하고, 이후 10분 동안 트럭에서 드럼을 회전시키는 방법으로 혼합하여, 레미콘에서 생산할 수 있는 알칼리 골재 반응의 억제 성능이 있는 저탄성 폴리머 콘크리트를 얻을 수 있었다.After preparing the first admixture and the second admixture with the above composition, 7% by weight of the first admixture and 8% by weight of the second admixture with respect to the weight of the cement were manually added to the ready-made ready-mixed concrete. Mixing by rotating the drum in a truck for minutes allowed to obtain low-elastic polymer concrete with the ability to inhibit alkaline aggregate reactions that can be produced in ready-mixed concrete.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1에서 제조된 본 발명의 레디 믹스 콘크리트에서 생산할 수 있는 알칼리 골재 반응의 억제 성능이 있는 저탄성 폴리머 콘크리트 성능(통기성, 압축강도, 압축전단 접착강도, 파괴시 상부이탈 여부 및 방수성)을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였으며 이는 하기의 표2에 나타낸 바와 같다. Low-elastic polymer concrete performance (breathability, compressive strength, compressive shear adhesion strength, breakage of the upper surface during breakage and waterproofness) with the suppression of alkali aggregate reaction that can be produced in the ready-mixed concrete of the present invention prepared in Example 1 In order to confirm, the following experiment was performed, as shown in Table 2 below.
여기에서, 대조군은 첨가제가 사용되지 않은 콘크리트(비교예 1) 및 아크릴 에멀젼을 포함한 콘크리트(비교예 2)이다.Here, the control is concrete (Comparative Example 1) and concrete including an acrylic emulsion (Comparative Example 2) without using an additive.
(주): 성분의 함량 단위는 중량%이다.Note: The content unit of the component is weight percent.
실험예Experimental Example 1: 압축강도 측정 1: Compressive strength measurement
상기의 실시예 1 콘크리트와, 비교예 1 및 2의 콘크리트를 이용하여 10φx 10㎠의 원형 몰드를 제작하고, 28일 동안 양생한 후 압축강도를 측정하였다. 압축강도는 동결 융해 전 및 동결 융해 후로 나누어 측정하였다. Using a concrete of Example 1 and the concrete of Comparative Examples 1 and 2 to prepare a 10m x 10 cm 2 round mold, and curing for 28 days, the compressive strength was measured. The compressive strength was measured before and after freeze thawing.
또한, 습윤 반복 후의 압축강도는 KSF 2456 “수경성 시멘트 콘크리트의 압축 강도 시험방법”에 의하여 실시하였으며, 동결 및 융해의 반복은 KSF 2560 “콘크리트용 화학 혼화재”에 의거하여 200 사이클 반복 후 압축강도를 측정하여 동결 융해 전과 후의 압축강도를 비교하였다. 압축강도는 단면적에 대한 하중 값으로, 그 수치가 클수록 성능이 우수한 것이다.In addition, the compressive strength after the wet repetition was carried out according to the KSF 2456 "Compressive Strength Test Method for Hydraulic Cement Concrete", and the repetition of freezing and thawing was measured after 200 cycles repetition based on KSF 2560 "Chemical Admixture for Concrete". The compressive strength before and after freeze thawing was compared. The compressive strength is a load value with respect to the cross-sectional area. The larger the value, the better the performance.
실험예Experimental Example 2: 압축전단 접착강도 측정 2: Measurement of compressive shear bond strength
200 x 200 x 10㎤의 콘크리트 시편에 상기 실시예 1 와 비교예 1 및 2의 콘크리트를 이용하여 상부를 콘크리트로 포설한 후 28일 동안 양생하고 ASTM C 882 (Test method for bond strength of epoxy-resin systems for concrete, American Society for Testing and Materials)에 의하여 본 발명의 콘크리트에 대한 압축전단 접착강도를 측정하였다. Using the concrete of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 on a 200 x 200 x 10 cm 3 concrete specimen, the upper part was laid in concrete and cured for 28 days, followed by ASTM C 882 (Test method for bond strength of epoxy-resin). The compressive shear bond strength to concrete of the present invention was measured by systems for concrete, American Society for Testing and Materials .
또한, 습윤 반복 후의 부착 부분의 변화의 관찰은 동결 융해 시험 방법 (KSF 2456, 콘크리트용 화학 혼화재)에 의하여, 200 사이클의 동결 및 융해를 반복한 후 압축전단 접착강도를 측정하여 동결 융해 전과 후의 보수 면의 접착강도를 비교하였다. 압축전단 접착강도의 계산식은 하기의 수학식 1과 같으며, 그 수치가 클수록 성능이 우수한 것이다.In addition, the observation of the change of the adhered part after repeated wet wetting was performed by the freeze-thaw test method (KSF 2456, chemically mixed admixture for concrete), and after 200 cycles of freezing and thawing, the compressive shear adhesive strength was measured and repaired before and after freeze-thawing. The adhesive strength of the cotton was compared. Calculation formula of the compressive shear adhesive strength is as shown in Equation 1 below, the larger the value is the better the performance.
실험예Experimental Example 3: 골재의 알칼리 잠재 반응 시험 방법에 의한 팽창률 3: expansion ratio by alkali latent reaction test method of aggregate
실시예 1 콘크리트, 그리고 비교예 1 및 2의 콘크리트를 ASTM C 1260(모르타르 공법)에 의한 방법에 의거하여 팽창률을 측정하였다.Example 1 Concrete and the concrete of Comparative Examples 1 and 2 were measured for expansion rate according to the method according to ASTM C 1260 (mortar method).
실험예Experimental Example 4: 상대 흡수비의 비교 4: Comparison of Relative Absorption Ratio
상기 실시예 1 콘크리트, 그리고 비교예 1 및 2의 콘크리트를 이용하여 10φx 10㎠의 원형 몰드를 제작하고 28일 동안 양생한 후 24시간 50℃에서 무게의 변화가 발생하지 않을 때까지 건조하고, 이 시편을 다시 물에 완전히 72시간 동안 담근 후 72시간 전의 무게와 72시간 후의 무게의 변화를 측정하였다. 이 두 값의 차를 시편의 흡수량으로 하여 비교예 1의 흡수량의 값을 기준으로 나눈 것을 상대 흡수비로 계산하여 방수성을 측정하였다. Using the concrete of Example 1, and the concrete of Comparative Examples 1 and 2 to produce a circular mold of 10φx 10 cm 2 and cured for 28 days, and dried until no change in weight at 50 ℃ 24 hours, this After the specimen was completely immersed in water for 72 hours, the weight change after 72 hours and the weight after 72 hours were measured. The water resistance was measured by calculating the relative absorption ratio by dividing the difference between these two values as the absorbed amount of the specimen based on the absorbed value of Comparative Example 1.
상기 실험예 1 내지 4의 결과는 하기 표 3에 나타나 있다.The results of Experimental Examples 1 to 4 are shown in Table 3 below.
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 본 발명 첨가제를 넣은 경우 비교예 1 및 2와 비교하여 월등히 우수하였다. 경화 전 특성인 슬럼프 경시변화는 기존의 폴리머 콘크리트보다 월등히 우수하여 레미콘 등에 투입하여 사용할 때 사용상 어려움이 없으며 압축강도 및 흡수비 역시 아크릴 폴리머 콘크리트보다 우수한 것으로 평가되었다. 또한, 모르타르 공법에 의한 팽창률 역시 낮게 측정되어 폴리머 콘크리트를 레미콘 등에 첨가하여 쉽게 제조할 수 있다.As shown in Table 3, when the present invention additive of Example 1 was added, it was much better than Comparative Examples 1 and 2. The change in slump over time, which is a property before hardening, is much better than the existing polymer concrete, so it is not difficult to use when used in ready-mixed concrete, and the compressive strength and absorption ratio are also superior to acrylic polymer concrete. In addition, the expansion ratio by the mortar method is also measured to be low and can be easily prepared by adding polymer concrete to the ready-mixed concrete.
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