KR100826244B1 - 콘크리트 초경화 지연제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 초경화 지연방법 - Google Patents

콘크리트 초경화 지연제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 초경화 지연방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 초경화지연제 조성물 및 이를 이용한 폐콘크리트 처리방법에 관한 것으로, 상세하게는 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화지연제 조성물을 첨가하여 콘크리트 경화를 지연시키며, 또한 경화시에 색상을 발생시킬 수 있는 초경화지연제 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화 지연제 조성물을 첨가하여, 생 콘크리트를 원하는 목적에 사용하기 전에 경화된 경우 이를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 색을 발현하는 폐콘크리트 처리방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 콘크리트에 강력한 지연제를 포함할 경우 콘크리트가 경화 되지 않게 되는데 레미콘 트럭등에서 폐 콘크리트가 발생 할 경우 여기에 본 발명의 지연제를 첨가할 경우 콘크리트가 경화되지 않게 되고 이를 폐기 처리할 때 파쇄 공정을 거치지 않게 되어 경제적으로 상당한 장점이 있다. 또한 성능이 나빠질 수 있는 경시변화가 발생한 콘크리트의 사용을 예방할 수 있어 품질관리에 용이하며 폐기물을 손쉽게 처리할 수 있어 환경적 측면이 우수하다.
콘크리트, 지연제, 폐콘크리트, 경화

Description

콘크리트 초경화 지연제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 초경화 지연방법{COMPOSITION FOR HIGH RETARDING OF THE CONCRETE SOLIDIFICATION AND THE TREATING METHOD OF THE WASTE CONCRETE USING THEREOF}
본 발명은 콘크리트 초경화지연제 조성물 및 이를 이용한 폐콘크리트 처리방법에 관한 것으로, 상세하게는 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화지연제 조성물을 첨가하여 콘크리트 경화를 지연시키며, 또한 경화시에 색상을 발생시킬 수 있는 초경화지연제 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화 지연제 조성물을 첨가하여, 생 콘크리트를 원하는 목적에 사용하기 전에 경화된 경우 이를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 색을 발현하는 폐콘크리트 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 경화 지연제는 시멘트 첨가제의 일종으로서 시멘트의 수화 반응을 지연시키는데 사용됨으로서 모르타르 또는 콘크리트의 응결 또는 경화를 지연시킨다.
콘크리트의 경화는 보통 8시간에서 12시간 이내에 경화되는 것이 일반적이나 지연제를 포함시킬 경우 보통 2시간 정도의 경화 지연을 발생시키며 이러한 특징를 갖게 하는 것을 KSF 2560로서 콘크리트용 화학 혼화제 중 지연형으로 분류하고 있다. 그러나 상기의 콘크리트 화학혼화제 지연형은 지연특성이 작아서 사용량을 크게 증가 시켜야한다.
지연형 화학 혼화제의 사용량은 통상적으로 시멘트 중량의 0.5 내지 1%를 사용하고 있으나 생콘크리트에서 요구하는 경화 방지를 위하여서는 약 3% 이상을 사용하여야 하나, 실제 사용시 양이 많아 사용하기 어렵다.
종래의 시멘트 경화 지연제로는 크게 무기계 시멘트 경화지연제 및 육기계 시멘트 경화 지연제의 2종류로 구분된다. 무기계 경화 지연제로는 석고, 산화 납, 산화 붕소, 붕사, 염화아연, 산화 아연, 규소 플루오르화 마그네슘 등이 사용되고, 유기 경화 지연제로는 과당 등의 탄수화물, 글루콘산, 헥사플루오르 인산염, 리그닌술폰산, 주석산, 피루브산, 글루타르산 및 그밖의 케토산 등이 사용된다. 이러한 시멘트 경화 지연제는 하절기에 생콘크리트를 장기간 동안 운송하고, 대형 콘크리트 구조물에 있어서의 온도 변화에 의한 응력을 완화시키는데 주로 사용된다.
그러나, 상기 시멘트 경화 지연제는 시멘트의 경화를 저해하지만, 그 효력은 비교적 단시간 내에 상실된다.
이중 당이 가장 저렴하고 성능이 우수하나 액상으로 장시간 보관 시 발효에 의하여 분해될 수 있는 단점이 있고 이들의 사용량은 12시간 경화를 지연시키기 위 해서는 50중량% 당 용액을 기준으로 콘크리트 전체무게의 약 1%이상 사용해야 하는 단점이 있다.
당의 경우 50중량%의 용액은 저온에서 점도가 증가하여 사용이 어려울 수 있으며 글루콘산 염 등은 40중량% 수용액을 만들기 어려워 사용량이 높다.
대한민국 공개특허 제 2003-0004461호 "콘크리트용 초지연제와 이 초지연제를 이용한 매스콘크리트의 수화열 조정방법"에서는 분말당과 물의 비율이 1:1로 혼합하여 지연매스 콘크리트에서의 수화열을 억제하는 방법을 제시하고 있으나 레미콘 등과 같이 큰 용량으로 사용시 많은 양을 일시에 사용해야하는 불편함이 있다.
따라서, 이를 위해서는 경화 시간을 상당히 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용량 역시 소량인 것을 특징으로 하는 경화 지연제가 절실히 요구된다.
본 발명자들은 상술한 문제점들을 해결하고자 예의 노력한 결과, 당과 글루콘산염, 계면활성제 및 안료 등을 적절히 혼합할 경우 소량 사용으로 시멘트의 경화시간을 현저히 증가시킬 수 있음을 발견함으로써, 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 사용량이 적으며 경화 지연시간을 장시간 유지할 수 있는 콘크리트 초고성능 경화지연제 조성물을 제공 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화지연제 조성물을 첨가하여 콘크리트 경화를 지연시키며, 또한 경화시에 색상을 발생시킬 수 있는 초경화지연제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화 지연제 조성물을 첨가하여, 생 콘크리트를 원하는 목적에 사용하기 전에 경화된 경우 이를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 색을 발현하는 폐콘크리트 처리방법에 관한 것이다.
본 발명은 (a)당, (b)글루콘산염, (c)안료, (d)계면활성제 및 (e) 물로 구성되는 콘크리트 폐기가 용이하며 식별이 가능한 콘크리트 초경화 지연제 조성물에 관한 것이다.
바람직하게는, 본 발명은 당 1~60 중량%, 글루콘산염 0~10 중량%, 안료 1~10 중량%, 계면활성제 0~5중량% 및 물 15~98중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 초경화 지연제 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 생 콘크리트 혼합물에 상기 초경화 지연제 조성물을 첨가하여, 생 콘크리트를 원하는 목적에 사용하기 전에 경화된 경우 이를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 색을 발현하는 폐콘크리트 처리방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어, "초경화 지연제"는 콘크리트에 혼합할 때 적어도 12시간동안 콘크리트가 경화되지 않아 폐 콘크리트 발생시 쉽게 파쇄 또는 세척하여 폐콘크리트를 자갈과 모래로 쉽게 분리할 수 있는 적합한 콘크리트 상태를 존속시키는 특성이 있는 조성물을 의미한다.
상기에서 당은 단당류, 이당류,및 다당류로부터 선택된 어느하나 또는 이들의 혼합물 일 수 있다. 그 중 단단류 또는 이당류는 물에 잘용해되므로 본 발명에 서 사용하기 바람직하다.
단당류에는 포도당, 과당, 갈락토오스가 있고, 이당류에는 자당, 맥아당, 유당이 있다.
상기 조성물중 글루콘산은 D형, L형 및 라세미체로부터 선택된 어느하나 또는 이들의 혼합물 일 수 있다. 바람직하게는 D-글루콘산이 가장 많이 사용된다.
바람직하게는 본 발명은 적어도 레미콘트럭을 기준으로 15Kg 이하의 사용량으로 콘크리트의 경화시간을 적어도 12시간 이상 지연시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 초고성능 지연제의 조성물을 제공하는 것이다.
그러므로 본 발명의 제품에서는 시멘트 중량의 1.0%이하를 사용하여 적어도 12시간 경화 지연을 발생시킬 수 있으며 폐 콘크리트임을 확인할 수 있게 색상의 변화가 있어 이의 재사용을 예방할 수 있다.
또한 통상적으로 레미콘 트럭의 용량 6m3를 기준으로 할 때 콘크리트의 불 경화 지연을 위하여서는 50중량%의 당 용액을 사용할 경우 사용량은 보통 18Kg 이상 사용되기 때문에 현장에서의 이용이 불편하다. 실제 현장에서의 적용을 위해서는 보통 15kg이하의 사용이 적당한데 이는 레미콘 트럭의 상부로 이동이 용이할 수 있기 때문이다
본 발명의 바람직한 구현예에서, 본 발명의 초고성능 경화 지연제의조성물에 포함되는 각 성분의 함량은 바람직하게는 활성성분으로 당 1~60 중량%, 글루콘산염 1~10 중량%, 착색제 1~10 중량%, 계면활성제 0.1~5중량% 및 용매로써 물 15~98중량%이다.
바람직하게는 당 1~50중량%, 글루콘산염 1~10중량%, 착색제 1~5%, 계면활성제 0.1~0.5 중량%, 및 물 25~68중량%이다. 상기 지연제의 조성물중 적어도 1개 이상 지연제와 착색제, 계면활성제을 이용할 경우 그 농도 및 사용량에 따라 경화시간을 조절할 수 있다.
또한 일련의 지연제로써 시트르산염, 타르타르산염, 탄닌산 염, 사카린산 염, 말린산 염, 살리실린산 염, 헵톤산 염 등의 히드로카르복실릭산 염과 만노스(mannose), 글루코스(glucose), 자일로스(xylos)e, 갈락토스(galactose) 등의 당류를 포함하며 지연제가 이용한 폐 콘크리트의 처리 방법에 이용되는 것은 특별히 거명치 않아도 본 발명에 포함됨은 자명한 것이다.
안료로는 콘크리트에 사용할 수 있는 시아닌그린, 말라카이트그린, 산화크롬, 산화철등의 착색제를 사용할 수 있으며,
계면활성제로는 안료를 분산시킬 수 있는것 들로써 나프탈렌 포름알데히드 축합물, 멜라민 포름알데히드 축합물, 폴리카르본산 고분자등 수질오염에 문제를 발생 시키지 않는 분산제는 모두 사용할 수 있다.
상기 조성물 중 활성성분의 함량이 30중량% 미만일 경우는 사용량이 레미콘 트럭당 15Kg을 투입하여도 경화 지연이 필요만큼 발생하지 않으며 물을 15중량% 미만의 경우 점도가 너무 높아 사용이 어렵다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요 지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 콘크리트 초고성능 경화 지연제 조성물의 제조(Ⅰ)
하기 표 1과 같은 조성으로 본 발명의 콘크리트 초고성능 경화 지연제 조성물을 제조하였다.
성분 함량(중량%)
제조예1 제조예2 제조예3 제조예4
당 25 50 50 50
클루콘산염 10 0 5 10
안료 1.5 1.5 1.5 1.5
계면활성제 0 0.5 0.5 0.5
합계 100 100 100 100
상기 표 1의 성분 중에서, 당은 삼양사의 정백당을 사용하였으며, 글루콘산소다의 경우 국내의 KG케미칼의 제품을 사용하였다. 또한 글루콘산염은 국내KG 화학의 글루콘산 소다를 계면활성제는 LG화학의 폴리카르본산 고분자를 사용하였다.
상기 성분들을 모두 동시에 첨가한 후 50℃에서 60 rpm의 일반 혼합기에서 20분 동안 용해하였다.
실시예 2: 콘크리트 초고성능 경화 지연제 첨가에 따른 콘크리트 지연성능의 확인
상기 실시예 1에서 제조된 본 발명의 콘크리트 초고성능 경화 지연제 조성물의 성능 (경화시간 지연)을 확인하는 실험을 수행하였다. 여기서, 대조군은 본 발명의 초고성능 경화지연제를 사용하지 않은 기존의 콘크리트와(비교예 1), 초고성능 경화 지연제를 첨가한 콘크리트의 사용량별 경화 시간의 지연 성능을 비교하였다(실시예 2).
실험예 1: 사용량별 지연성능의 측정
지연성능은 KSF 2560 콘크리트용 화학 혼화제의 경화시간 측정 방법으로 측정되었다.
구분 초고성능 경화 지연제 사용량 (Kg/6m3) 외관 응결시간 (Hr)
초결 종결
비교예 1 15 회색 7:15 9:15
실시예 1 15 청색 11:30 14:30
실시예 2 15 청색 22:30 24:30
실시예 3 15 청색 33:45 25:30
실시예 4 15 청색 38:30 54:30
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1에 비교하여 외관의 경우 모두 청색으로 초고성능 지연제가 사용되지 않는것과 비교하여 뚜렷하게 구분되었으며 실시예 1의 경우 경화 지연이 크게 발생하기 시작하여 실시예2, 3, 4의 경우 현저히 경화시간이 요구 시간인 12시간을 충분히 초과하여 만족할 만한 성능을 보였다. 그러나 이는 여름의 경우 응결시간이 현장에서 매우 빠르게 되는등 계절별로 시멘트의 반응시간이 달라지므로 실시예 2,3,4와 같이 표준 방법으로 12시간보다 크게 증결시간이 증가하는 것이 현장 적용시 바람직하다
이상에서 상세히 설명하였듯이, 본 발명은 콘크리트에 첨가하였을때콘크리트 제조시 발생하는 폐 콘크리트가 경화되지 않게 하여 폐 콘크리트를 쉽게 처리할 수 방법을 제시한 것이다 보다 상세하게는 콘크리트에 강력한 지연제를 포함할 경우 콘크리트가 경화 되지 않게 되는데 레미콘 트럭등에서 폐 콘크리트가 발생 할 경우 여기에 본 발명의 지연제를 첨가할 경우 콘크리트가 경화되지 않게되고 이를 폐기 처리할 때 파쇄 공정을 거치지 않게되어 경제적으로 상당한 장점이 있다. 또한 성능이 나빠질 수 있는 경시변화가 발생한 콘크리트의 사용을 예방할 수 있어 품질관리에 용이하며 폐기물을 손쉽게 처리할 수 있어 환경적 측면 우수하다. 또한 장기간 폐콘크리트를 보관하여도 쉽게 파쇄할 수 있어 성토재중 선택층이나 보조기층으로 사용할 수 있어 사용 범위 역시 매우 광범위 하다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. (a) 당, (b) 글루콘산염, (c) 착색제 (d) 계면활성제 및 (e) 물을 포함하며, 상기 계면활성제는 나프탈렌 포름알데히드 축합물, 멜라민 포름알데히드 축합물 및 폴리카르본산 고분자 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 초경화 지연제 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 당은 1~60 중량%, 상기 글루콘산염은 1~10 중량%, 상기 착색제는 1~10 중량%, 상기 계면활성제는 0.1~5중량% 그리고 상기 물은 15~68중량%인 것을 특징으로 하는 콘크리트 초경화 지연제 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
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US6165262A (en) 1998-01-20 2000-12-26 Nippon Shokubai Co., Ltd. Cement additive and cement composition using same
KR20060109471A (ko) * 2003-12-01 2006-10-20 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. 시멘트 및 콘크리트 혼화재용 글루코네이트 발효액

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