KR100889713B1

KR100889713B1 - 액체 급결제, 스프레이 재료 및 그것을 사용한 스프레이공법

Info

Publication number: KR100889713B1
Application number: KR1020057024943A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 나카시마; 이사오 데라시마; 아츠무 이시다
Original assignee: 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2009-03-20
Also published as: US20070056473A1; WO2005037729A1; KR20060095880A; TWI359800B; CN100375728C; JPWO2005037729A1; TW200514757A; EP1676820A1; EP1676820A4; CN1816501A; JP4906346B2; NO20056181L

Abstract

급결성이 우수한 스프레이 시공이 가능해져 액체 급결제의 보존성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있는 액체 급결제, 스프레이 재료 및 이것을 사용한 스프레이 공법을 제공하는 것.

황, 알루미늄 및 알칼리 금속의 원소 성분과 착물 형성제를 함유하는 액체 급결제로서, 그 액체 급결제는, 바람직하게는 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 Al₂O₃ 환산으로 25∼110부의 알루미늄의 원소 성분, R₂O (R 은 알칼리 금속 원자를 나타냄) 환산으로 2.5∼50부의 알칼리 금속의 원소 성분 및 2.5∼75부의 착물 형성제를 함유한다.

Description

액체 급결제, 스프레이 재료 및 그것을 사용한 스프레이 공법{LIQUID QUICK-SETTING ADMIXTURE, SHOTCRETING MATERIAL AND METHOD FOR SHOTCRETING USING THEM}

본 발명은, 도로, 철도 및 도수로 등의 터널이나 법면에서, 노출된 지산(地山)면에 급결성 시멘트 콘크리트를 스프레이할 때 사용하는 액체 급결제, 스프레이 재료 및 이것을 사용한 스프레이 공법에 관한 것이다.

종래, 터널의 굴착작업 등에서 노출된 지산의 붕락을 방지하기 위해, 예를 들어 칼슘알루미네이트에 알칼리 금속의 알루민산염이나 탄산염 등을 혼합한 분체의 급결제를 콘크리트에 혼합한 급결성 콘크리트를 스프레이하는 공법이 사용되고 있다 (특허문헌 1∼2 참조).

그러나, 칼슘알루미네이트에 알칼리 금속의 알루민산염이나 탄산염 등을 혼합한 분체의 급결제보다도 pH 값이 낮고, 약알칼리성∼산성, 바람직하게는 중성 또는 약산성인 급결제가 요망되고 있었다.

이 문제를 해결하기 위하여, 액체 급결제로서 염기성 알루미늄염이나 유기 카르복실산을 주성분으로 하는 것 (특허문헌 3 참조), 황산알루미늄이나 알칸올아민을 주성분으로 하는 것 (특허문헌 4 참조) 및 알루미늄의 염기성 수용액과 규산 리튬 및 알루민산리튬을 주성분으로 하는 것 (특허문헌 5 참조) 등이 사용되고 있다.

그러나 이 액체 급결제는 초기 강도 발현을 얻기 어렵고, 종래의 분체계 급결제와 비교하여 터널갱내에서 두껍게 스프레이한 경우에는 두껍게 스프레이하기가 어렵다는 과제가 있었다.

그리고, 급결성을 높인 산성의 액체 급결제로서 황산알루미늄에 불소를 함유한 것이 개발되었다 (특허문헌 6, 특허문헌 7, 특허문헌 8 참조).

그러나, 실용화에 있어서 추가적인 급결성의 향상, 지하수에서의 부착성 향상 등이 요망되고 있었다.

최근에는 인체에 미치는 영향이 종래의 염기성 급결제와 비교하여 적으며 초기 강도 발현성이 우수한 액체 급결제의 개발이 기다려지고 있다.

특허문헌 1 일본 특허공고공보 소60-004149호

특허문헌 2 일본 공개특허공보 평09-019910호

특허문헌 3 일본 특허공표 2001-509124호

특허문헌 4 일본 공개특허공보 평10-087358호

특허문헌 5 일본 공개특허공보 2001-130935호

특허문헌 6 일본 공개특허공보 2002-080250호

특허문헌 7 일본 공개특허공보 2002-047048호

특허문헌 8 일본 공개특허공보 2004-035387호

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

이와 같이, 분체의 급결제보다도 pH 값이 낮고, 약알칼리성∼산성, 바람직하게는 중성 또는 약산성이며, 또한 충분한 안전강도에 이를 때까지의 시간을 단시간에 확보하는, 나아가서는 장기에 걸쳐 제품의 성능이나 안정성을 손상시키는 일이 없는 급결제가 요망되고 있었다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명자는 이상의 상황을 감안하여, 상기 과제를 해소하기 위해 여러 가지 검토한 결과, 특정한 액체 급결제에 의해 액의 안정성을 향상시켜 급결제의 능력을 충분히 이끌어내는 것이 가능하다는 지견을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 하기의 요지를 특징으로 하는 것이다.

(1) 황, 알루미늄 및 알칼리 금속의 원소 성분과 착물 형성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 액체 급결제.

(2) 액체 급결제가, SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 Al₂O₃ 환산으로 25∼110부의 알루미늄의 원소 성분, R₂O (R 은 알칼리 금속 원자를 나타냄) 환산으로 2.5∼50부의 알칼리 금속의 원소 성분 및 2.5∼75부의 착물 형성제를 함유하는 (1) 에 기재된 액체 급결제.

(3) 추가로 불소를 함유하여 이루어지는 (1) 또는 (2) 에 기재된 액체 급결제.

(4) 액체 급결제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 2.5∼50부의 불소를 함유하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(5) 추가로 알칸올아민을 함유하는 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(6) 액체 급결제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 2.5∼50부의 알칸올아민을 함유하는 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(7) 알칼리 금속의 원소 성분이 나트륨 또는 칼륨인 (1)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(8) 착물 형성제가 카르복실기를 1∼3개 갖는 유기산인 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(9) 착물 형성제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 2.5∼75부 배합되어 있는 (1)∼(8) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(10) 액체 급결제의 pH 가 6 이하인 (1)∼(9) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제.

(11) 상기 (1)∼(10) 중 어느 하나에 기재된 액체 급결제, 시멘트, 물 및 골재를 함유하여 이루어지는 스프레이 재료.

(12) 액체 급결제가 시멘트 100부에 대하여 5∼15부 함유되는 상기 (11) 에 기재된 스프레이 재료.

(13) 단위시멘트량이 350Kg/㎥ 이상인 (11) 또는 (12) 에 기재된 스프레이 재료.

(14) 시멘트 100부 중 C3A 함유량이 5부 이상인 시멘트를 사용하는 상기 (11)∼(13) 중 어느 하나에 기재된 스프레이 재료.

(15) (11)∼(14) 중 어느 하나에 기재된 스프레이 재료를 스프레이하는 스프레이 공법.

(발명의 효과)

본 급결제, 스프레이 재료 및 그것을 사용한 스프레이 공법에 의해 급결성이 우수한 스프레이 시공이 가능해져, 액체 급결제의 보존성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 양태)

본 발명에서 말하는 시멘트 콘크리트란 시멘트페이스트, 몰타르 또는 콘크리트 등을 총칭하는 것이다.

또 본 발명에서의 부나 % 는 특별히 규정하지 않는 한 질량기준으로 나타낸다.

본 발명의 액체 급결제 (이하 본 급결제라 함) 는, 황, 알루미늄 및 알칼리 금속의 원소 성분과 착물 형성제를 함유하는 것이다. 본 급결제의 형태는 액상이며, 현탁액도 포함한다. 현탁액 속의 현탁 입자 사이즈는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 현탁 입자의 분산성 때문에 그 평균입자직경은 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 본 급결제는 황, 알루미늄 및 알칼리 금속의 원소 성분과 착물 형성제를 함유하는 것이면 된다. 따라서, 각 성분을 함유하는 원료 화합물은 화학 구조 등의 상이, 그 상이에 따른 이성체, 결정질이나 비정질, 결정수의 유무나 결정수 수, 결정구조의 차이에 의한 다형, 미량원소에 의한 고용 및 격자결함 등에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용하는 황의 원소 성분을 함유하는 원료 화합물은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 황이나 승화황과 같은 원소 상태의 황 외에 황화물, 황산 또는 그 염, 아황산 또는 그 염, 티오황산 또는 그 염 및 유기 황화합물 등의 황화합물을 들 수 있다.

황화물로는 황화나트륨, 황화칼륨, 황화철 및 5황화인 등을 들 수 있다.

황산염으로는 암모늄명반, 나트륨명반 및 칼리명반 등의 명반류, 황산암모늄, 황산나트륨, 황산마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 황산망간, 황산알루미늄 및 황산아닐린 등을 들 수 있다.

아황산염으로는 아황산나트륨, 아황산칼륨 및 아황산수소나트륨 등을 들 수 있다.

티오황산염으로는 티오황산암모늄, 티오황산나트륨 및 티오황산바륨 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 이들 황화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있지만, 이들 중 물에 대한 용해성이 높고 제조비용이 싸며, 또한 응결성상이 우수한 면에서 황산 또는 그 염이 더 바람직하다. 황산염 중에서도 알루미늄이나 알칼리 금속을 함유하는 명반류가 가장 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 알루미늄의 원소 성분을 함유하는 것은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 명반류로 대표되는 알루미늄의 황산염, 알루미늄의 알루민산염, 비정질, 결정질의 알루미늄의 수산화물, 그 밖의 무기 알루미늄 화합물 및 유기 알루미늄 화합물 등의 알루미늄 화합물을 들 수 있다.

알루미늄의 황산염으로는, 암모늄 명반, 나트륨 명반 및 칼륨 명반 등의 명반류, 히드록시황산알루미늄 및 황산알루미늄 등을 들 수 있다.

알루민산염으로는, 알루민산리튬, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨 및 알루민산마그네슘 등을 들 수 있다.

그 밖의 무기 알루미늄 화합물로는, 보크사이트, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 염화알루미늄, 인산알루미늄, 질산알루미늄, 불화알루미늄, 폴리염화알루미늄, 알루미노 실리카 겔, 규산알루미늄, 탄산수산화알루미늄 및 합성 히드로탈사이트 등이 있다.

유기 알루미늄 화합물로는, 스테아르산알루미늄, 옥살산알루미늄, 알루미늄이소프로폭시드 및 포름산알루미늄 등을 들 수 있다.

이들 알루미늄 화합물 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서는, 황의 원소 성분도 되는 황산염이 바람직하고, 특히 응결성상이 우수하다는 면에서 각종 명반이 더 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 알칼리 금속의 원소 성분을 함유하는 것은 특별히 한정되는 것은 아니며, 리튬, 나트륨 또는 칼륨 등을 함유하는 수용성 화합물이면 된다. 황이나 알루미늄을 함유한, 예를 들어 규산염, 규불화염 및 명반 외에, 알칼리 금속을 함유하는 산화물, 염화물, 수산화물, 질산염, 아질산염, 인산염, 인산 1수소염, 인산 2수소염, 알루민산염, 황산염, 티오황산염, 황화염, 탄산염, 중탄산염, 옥살산염 및 붕산염 등의 화합물을 사용할 수 있고, 이들 화합물 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이 중, 입수가 용이한 리튬, 나트륨 또는 칼륨의 화합물이 바람직하다.

본 발명의 액체 급결제에는, 바람직하게는 불소 성분이 함유된다. 그 불소 성분을 함유하는 원료 화합물은 특별히 한정되는 것은 아니며, 불소를 함유하고 물에 용해 또는 분산되는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 불화염, 규불화염, 불화붕소염, 유기 불소 화합물, 불화수소산 등의 불소 화합물을 들 수 있고, 이들 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.

상기 불화염으로서, 불화리튬, 불화나트륨, 불화칼륨, 불화칼슘, 불화알루미늄 및 크리올라이트 등을 들 수 있다. 크리올라이트는 천연물 또는 합성한 것 모두 사용할 수 있다.

규불화염으로서, 규불화암모늄, 규불화나트륨, 규불화칼륨 및 규불화마그네슘 등을 들 수 있다.

불화 붕소염으로서, 불화붕소, 3불화붕소, 3불화붕소모노에틸아민 착물, 3불화붕소아세트산 착물 및 3불화붕소트리에탄올아민, 붕불화암모늄, 붕불화나트륨, 붕불화칼륨 및 붕불화 제일철 등을 들 수 있다.

불소 성분을 함유하는 원료 화합물로는, 안전성이 높고 제조비용이 싸며, 또한 응결성상이 우수하다는 점에서 불화염이나 규불화염이 바람직하다.

그리고 본 발명의 액체 급결제에는, 바람직하게는 알칸올아민이 함유된다. 알칸올아민은 구조식으로서 N-R-OH 구조를 갖는 유기 화합물이다. 여기에서 R 은 알킬렌기 또는 아릴렌기라 불리는 원자단이다. 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기 및 n-프로필렌기 등의 직쇄형 알킬렌기, 이소프로필렌기 등의 분기 구조를 갖는 알킬렌기 및 페닐렌기나 톨릴렌기 등의 방향족 고리를 갖는 아릴렌기 등을 들 수 있다.

또한 R 은 질소원자와 2 곳 이상에서 결합하고 있어도 되고, R 의 일부 또는 전부가 고리형 구조이어도 된다.

그리고 R 은 복수의 수산기와 결합하고 있어도 되고, 알킬기의 일부에 탄소나 수소 이외의 원소, 예를 들어 황, 불소, 염소 및 산소 등이 함유되어 있어도 된다.

이러한 알칸올아민의 예로는, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디부틸에탄올아민, N-(2-아미노에틸)에탄올아민, 3불화붕소트리에탄올아민 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이들 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 그 중 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, 또는 그들의 혼합물이 바람직하고, 디에탄올아민과 N,N-디메틸에탄올아민의 혼합물이 더 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 착물 형성제는 산성의 액체 급결제 중에서 금속이온을 안정화시키는 것으로, 이 목적으로 사용 가능한 물질이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카르복실기를 적어도 1개, 바람직하게는 1∼3개, 더 바람직하게는 2∼3개 갖는 유기산이다. 그리고 1∼3개의 수산기 및/또는 1∼3개의 아미노기를 갖는 것도 사용할 수 있다.

이들 착물 형성제의 구체예로는, 예를 들어 (1) 포름산, 아세트산 및 프로피온산 등의 모노카르복실산류, (2) 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루탈산, 아디프산, 피멜린산, 말레산, 푸마르산 및 프탈산 등의 디카르복실산류, (3) 트리멜리트산이나 트리카르바릴산 등의 트리카르복실산류, (4) 히드록시부티르산, 락트산 및 살리실산 등의 옥시모노카르복실산류, 말산의 옥시디카르복실산류, (5) 아스파르트이나 글루타민산 등의 아미노카르복실산류, (6) 에틸렌디아민 4아세트산 (EDTA) 이나 트랜스-1,2-디아미노시클로헥산 4아세트산 (CyDTA) 등의 아미노폴리카르복실산류, (7) 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)[EDTPO], 에틸렌디아민디(메틸렌포스폰산)[EDDPO], 니트릴로트리스(메틸렌포스폰산)[NTPO], 1-히드록시에틸리덴-1,1'-디포스폰산[HEDPO] 등의 포스폰산류, (8) 인산, 트리폴리인산 및 헥사메타인산 등의 축합인산류, (9) 아세틸아세톤이나 헥사플루오로아세틸아세톤 등의 디케톤류 등을 들 수 있고, 본 발명에서는 이들 착물 형성제 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.

상기한 것 중에서도 옥살산, 말론산, 숙신산 및 축합인산류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다.

본 급결제에서의 황, 알루미늄 및 알칼리 금속의 원소 성분의 배합량은, 응결성상, 현탁성 및 펌프 압송성 등에서 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 알루미늄의 원소 성분이 Al₂O₃ 환산으로 25∼110부, 알칼리 금속의 원소 성분이 R₂O (R 은 알칼리 금속) 환산으로 2.5∼50부인 것이 바람직하다.

이 배합에 있어서, 황을 함유하지 않는 경우에는 액체 급결제의 pH 가 높고, 알칼리 약상의 가능성이 있으며, 알루미늄이나 알칼리 금속의 함유량이 상기 배합량 미만이면 충분한 응결성상이 얻어지지 않는 경우가 있고, 이들 3성분의 함유량이 상기 배합량을 초과하면 액의 점성이 높아져 펌프 압송성이 저하하는 경우가 있다. 그 중에서도 알루미늄의 원소 성분이 Al₂O₃ 환산으로 40∼80부, 알칼리 금속의 원소 성분이 R₂O (R 은 알칼리 금속) 환산으로 10∼25부인 것이 특히 바람직하다.

또한 본 급결제에서의 불소 성분이나 알칸올아민의 배합량은 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 모두 2.5∼50부가 바람직하고, 특히 5∼25부가 바람직하다. 또, 불소 성분의 배합량은 불소원자 환산으로 산정된다.

또한 본 급결제에 함유되는 착물 형성제의 배합량은 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100부에 대하여 2.5∼75부가 바람직하고, 특히 5∼50부가 바람직하다.

본 급결제는 인체에 미치는 영향이 적은 약알칼리성∼산성인 것이 바람직하고, pH 는 6 이하가 바람직하고, 특히 3∼1.5 가 특히 바람직하다.

본 급결제에 함유되는 SO₃ 환산의 황의 원소 성분, Al₂O₃ 환산의 알루미늄의 원소 성분 및 R₂O 환산의 알칼리 금속의 원소 성분, 필요에 따라 배합되는 그 밖의 성분의 원료 화합물의 합계량은, 본 급결제 100부 중 10∼65부인 것이 바람직하고, 특히 25∼55부인 것이 더 바람직하다. 상기 합계량이 10부 미만이면 우수한 응결성상이 얻어지지 않는 경우가 있고, 65부를 초과하면 액의 점성이 높아져 펌프에서의 압송성이 나빠지는 경우가 있다.

본 급결제의 사용량은, 시멘트 100부에 대하여 5∼15부가 바람직하고, 특히 7∼10부가 바람직하다. 그 사용량이 5부 미만이면 우수한 응결성상이 발휘되지 않는 경우가 있고, 15부를 초과하면 장기 강도 발현성이 나빠지는 경우가 있다.

본 발명에 있어서, 시멘트 콘크리트의 물의 양은 W/C (물/시멘트비) 로 25/100∼70/100 이 바람직하고, 특히는 40/100∼60/100(%) 이 바람직하다. 이 비율이 25/100 미만이면 수분이 부족해 혼련할 수 없는 경우가 있고, 70/100 을 초과하면 이른바 「가수(加水) 콘크리트」가 되어 충분한 강도를 발현시킬 수 없는 경우가 있다.

또, 본 발명에서 사용하는 시멘트 콘크리트의 슬럼프 플로 등은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 펌프 압송성이 양호한 점에서 슬럼프값 (JIS A1101) 으로 8㎝ 이상이 바람직하고, 플로값 (JIS A1150) 으로 250㎜ 이상이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 시멘트는 특별히 한정되는 것은 아니다. 보통 조강, 초조강, 중용열 및 저열 등의 각종 포틀랜드 시멘트나 이들 포틀랜드 시멘트에 고로 슬래그, 플라이애시 또는 석회석 미분말을 혼합한 각종 혼합 시멘트 등 모두 사용할 수 있다.

또 시멘트를 구성하는 광물의 하나인 C3A (CaO·3Al₂O₃) 함유량이 시멘트 100부 중 5부 이상인 것이 바람직하다. 5부 미만이면 충분한 급결성이 얻어지지 않는 경우가 있다.

시멘트의 사용량 (콘크리트 1㎥ 를 만들 때 사용하는 시멘트의 양이며 단위시멘트량이라고도 함) 은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 강도 발현성이 우수한 점에서 바람직하게는 350㎏/㎥ 이상, 특히 350∼550㎏/㎥ 가 바람직하다.

본 발명에서는, 필요에 따라 추가로 석고, 수산화칼슘, 수산화알루미늄, 칼슘알루미네이트, 칼슘알루미노실리케이트, 칼슘술포알루미네이트, pH 조정제, 분산제, 동결방지제, 수용성 촉진제, AE 제, 감수제, AE 감수제, 응결지연제, 증점제, 섬유, 미분 등의 첨가제를 본 발명의 목적을 실질적으로 저해하지 않는 범위에서 병용하는 것이 가능하다.

본 발명의 법면이나 터널에 대한 스프레이 공법에서는, 일반적으로 실시되고 있는 건식 스프레이 공법, 습식 스프레이 공법 어느 스프레이 공법이나 가능하고, 분진의 발생량이 적은 습식 스프레이 공법이 바람직하다.

본 급결제를 시멘트 콘크리트와 혼합하여 본 발명의 스프레이 재료 (이하, 본 스프레이재라 함) 로 하는 방법으로는, 예를 들어 분지관 등을 사용하여 스프레이 직전에 혼합하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 압송되어 온 시멘트 콘크리트에 본 급결제를 첨가하여 본 스프레이 재료가 토출될 때까지의 시간을 10초 이내로 하는 것이 바람직하고, 2초 이내가 더 바람직하다.

본 급결제는, 바람직하게는 40℃ 이상, 특히 바람직하게는 45∼70℃ 로 가열하여 시멘트 콘크리트에 혼화함으로써 급결성을 더욱 향상시키는 것이 가능하다.

본 스프레이 재료는, 지산의 법면에 직접 또는 철근류를 배치한 곳에 스프레이하는 것도 가능하다. 여기에서 철근류란 철망이나 철근 등으로 이루어지는 것을 말하며, 이들을 조합하고 벽면에 고정하여 프레임 골격을 형성하고, 그 프레임에 본 발명의 스프레이 재료를 스프레이하여 철근류 함유 시멘트 콘크리트 프레임으로 하는 것이 바람직하다.

실시예 1

C/S (시멘트/모래비) 가 1/2.5, W/C (물/시멘트비) 가 45/100 인 배합을 사용하고, 감수제를 사용하여 슬럼프 (SL) 를 18㎝ 정도로 조정한 몰타르를 조제하였다.

조제한 몰타르 중의 시멘트 100부에 대하여, 표 1 에 나타내는 조성의 액체 급결제 10부를 혼합하여 몰드 내에 채워 넣고 시험 환경 온도 20℃ 에서 프록터 관입 저항치를 측정하였다. 결과를 표 1 에 병기한다.

<사용재료>

원료 A：알루미늄 원료, 수산화알루미늄, 시약 1급품

원료 B：알루미늄 원료, 황산알루미늄 8수염, 시약 1급품

원료 C：황 원료, 황산, 시약 1급품

원료 D：알칼리 금속 원료, 탄산나트륨, 시약 1급품

원료 E：알칼리 금속 원료, 수산화칼륨, 시약 1급품

원료 F：불소 원료, 크리올라이트, 시약 1급품

원료 G：불소 원료, 불화붕소, 시약 1급품

원료 H：불소 원료, 규불화마그네슘, 시약 1급품

원료 I：알칸올아민, 디에탄올아민, 공업품

원료 J：알칸올아민, N,N-디메틸에탄올아민, 공업품

착물 형성제 a：말론산, 시약 1급품

액체 급결제：각 원료를 표 1 에 나타내는 원소 조성이 되도록 계산하여 혼합하고, 얻어진 혼합물 50부와 물 50부를 볼 밀로 혼합하여 80℃ 에서 1시간 교반

시멘트：시판 시멘트 (C3S＝57%, C2S＝19%, C4AF＝10%, C3A= 7%, 또 C：CaO, S：SiO₂, A：Al₂O₃, F：Fe₂O₃ 를 나타냄), 밀도 3.15g/㎤

감수제：폴리카르복실산계 고성능 AE 감수제, 시판품

모래：니가타현 히메카와산, 밀도 2.62g/c㎥

물：수도물

<측정방법>

프록터 관입 저항치：JSCE D-102-1999 에 준하여 측정, 재령 10분

실시예 2

표 1 의 실험 No.1-3, 1-10 및 1-17 의 액체 급결제에 있어서, 착물 형성제의 종류와 양을 표 2 와 같이 변화시켜 급결제의 저장안정성을 확인한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 시험하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

<사용재료>

착물 형성제 b：옥살산, 1급 시약

착물 형성제 c：숙신산, 1급 시약

착물 형성제 d：인산, 1급 시약

<평가방법>

촉진 저장 안정성：액체 급결제 300㏄ 를 밀폐된 시료 병에 넣고 40℃ 의 환경 하에서 석출물의 유무를 시험 개시로부터 3일, 7일, 1개월 및 3개월까지 관찰하였다. 5종 A 의 여과지로 석출물을 분리하여, 석출물이 2% 미만인 경우 ○, 2% 이상 4% 미만인 경우 △, 4% 이상인 경우에 × 로 하였다.

실험예 3

단위시멘트량 400㎏/㎥, W/C＝50/100, s/a＝65%, 감수제를 사용하여 슬럼프 18㎝ 로 조정한 콘크리트를 콘크리트 피스톤펌프로 10㎥/h 로 압송하고, 토출구 앞 50㎝ 에서 스프레이 에어 4㎥/h 와 함께 실험 No.2-16 의 액체 급결제를 대시멘트 10부 혼합하여 스프레이하였다. 또, s/a 는 세골재율 (sand-coarse aggregate ratio) 이고, 콘크리트 중 세골재를 전체 골재의 절대용적에 대한 백분율로 나타낸 값이다.

스프레이로 얻어진 경화체를 소정 재령으로 측정하여 강도를 구하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

<사용재료>

시멘트：시판 시멘트 (C3S＝57%, C2S＝19%, C4AF＝10%, C3A＝7%), 밀도 3.15g/㎤

감수제：폴리카르복실산계 고성능 AE 감수제, 시판품

모래：니가타현 히메카와산, 밀도 2.62g/㎤

자갈：니가타현 히메카와산, 밀도 2.64 g/㎤

<측정방법>

재령 3시간, 24시간：JSCE G-561 에 준하여 측정.

재령 28일：경화체 블록에서 φ5.5×11㎝ 의 시험체를 잘라내어 압축강도를 측정.

또 본 발명 명세서의 개시로서 본 출원 우선권주장의 기초가 되는 일본 특허출원 2003-351094호 (2003년 10월 20일에 일본특허청에 출원) 의 전체 명세서 내용을 여기에 인용하여 채택하는 것이다.

SO₃, Al₂O₃, R₂O, F, 알칸올아민, 착물 형성제 a 는 (부)

실험 No. 1∼17 은 I 와 J 의 등량 혼합물을 15부 사용하였다.

실험 No. 1∼19 를 제외한 액체 급결제는 pH 6 이하이다.

착물 형성제는 SO₃ 100부에 대한 것으로 (부), 촉진 저장 안정성에서 석출물이 2% 미만인 경우 ○, 2% 이상 4% 미만인 경우 △, 4% 이상인 경우에 × 로 하였다. 모든 액체 급결제는 pH 6 이하이다.

실험 No.	강도값
실험 No.	3시간	24시간	28일
3-1	2.2	15.2	36.7

(단위：N/㎟)

Claims

황, 알루미늄 및 알칼리 금속의 원소 성분과 옥살산, 말론산, 숙신산 및 축합인산류로 이루어지는 군에서 선택되는 착물 형성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 액체 급결제.
제 1 항에 있어서, 액체 급결제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100질량부에 대하여, Al₂O₃ 환산으로 25∼110질량부의 알루미늄의 원소 성분, R₂O (R 은 알칼리 금속 원자를 나타냄) 환산으로 2.5∼50질량부의 알칼리 금속의 원소 성분 및 2.5∼75질량부의 착물 형성제를 함유하는 액체 급결제.
제 1 항에 있어서, 추가로 불소를 함유하여 이루어지는 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 급결제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100질량부에 대하여 2.5∼50질량부의 불소를 함유하는 액체 급결제.
제 1 항에 있어서, 추가로 알칸올아민을 함유하는 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 급결제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100질량부에 대하여 2.5∼50질량부의 알칸올아민을 함유하는 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리 금속의 원소 성분이 나트륨 또는 칼륨인 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 착물 형성제가 카르복실기를 1∼3개 갖는 유기산인 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 착물 형성제가 SO₃ 환산의 황의 원소 성분 100질량부에 대하여 2.5∼75질량부 배합되어 있는 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 급결제의 pH 가 1.5 내지 6 인 액체 급결제.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 액체 급결제, 시멘트, 물 및 골재를 함유하여 이루어지는 스프레이 재료.
제 11 항에 있어서, 액체 급결제가 시멘트 100질량부에 대하여 5∼15질량부 함유되는 스프레이 재료.
제 11 항에 있어서, 단위시멘트량이 350Kg/㎥ 내지 550Kg/㎥ 인 스프레이 재료.
제 11 항에 있어서, 시멘트 100질량부 중 C3A 함유량이 5질량부 이상인 시멘트를 사용하는 스프레이 재료.
제 11 항에 기재된 스프레이 재료를 스프레이하는 스프레이 공법.