KR101159547B1

KR101159547B1 - 폐발포폴리스타이렌을 수축저감재로 재활용한 폴리머 콘크리트 조성물, 이를 이용하는 폴리머 콘크리트 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101159547B1
Application number: KR20090022198A
Authority: KR
Inventors: 황의환; 김진만; 곽은구
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2012-06-26
Also published as: KR20100104057A

Abstract

본 발명은 폐발포폴리스타이렌을 수축저감재로 재활용한 폴리머 콘크리트 조성물, 이를 이용하는 폴리머 콘크리트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 불포화폴리에스테르 수지, 상기 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 폐발포폴리스타이렌 1~20중량부, 비닐계 단량체 10~50중량부, 급냉제강슬래그 150~1,200중량부, 충전재 100~600중량부 및 굵은골재 100~1,200중량부를 포함하는 폴리머 콘크리트 조성물로 제조된 폴리머 콘크리트는 폐발포폴리스타이렌이 재활용되어 사용될 수 있고, 이러한 폐폴리스타이렌이 포함된 폴리머 결합재를 8중량%의 낮은 함량으로 사용하여도 우수한 강도를 나타내었으며, 특히 골재로서 급냉제강슬래그가 폴리머 콘크리트 조성물 내에 견고하게 결합되어 있는 것으로 보아 탁월한 강도를 나타내는 폴리머 콘크리트 조성물, 이를 이용하는 폴리머 콘크리트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

폐발포폴리스타이렌, 폴리머 결합재, 급냉 제강슬래그, 폴리머 콘크리트, 복합재료

Description

폐발포폴리스타이렌을 수축저감재로 재활용한 폴리머 콘크리트 조성물, 이를 이용하는 폴리머 콘크리트 및 이의 제조방법{Polymer Concrete composition recycling waste expended polystyrene as a Shrinkage Reducing Agent, Polymer Concret and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 폴리머 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로 폐발포폴리스타이렌을 수축저감재로 재활용하여 제조된 폴리머 콘크리트 조성물, 이를 이용하는 폴리머 콘크리트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

산업의 발전에 따라 발생된 환경문제의 해결방안으로 폐기물의 처리, 리사이클 기술 개발이 시급하며, 특히 건설산업에서 배출된 폐기물은 그 규모에 있어서도 상당하다. 그 중 폐스티로폼, 즉 폐발포폴리스타이렌은 한 번 사용하면 팽창된 상태에서 폐기되기 때문에 산업폐기물처리 문제 중 하나로 지적되어 왔다. 이러한 폐발포폴리스타이렌의 리사이클에 관한 연구는 폐발포폴리스타이렌의 감용화 기술이나 1차 가공된 원료의 리사이클 용도 개발 등으로 제품의 대량소비가 예상되는 건축, 토목 분야에서의 용도 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 폐발포폴리스타이렌의 건설재료로서의 연구는 분쇄기로 분쇄하여 건축용 보드 증량재, 시멘 트몰타르 및 콘크리트 등의 경량골재, 경량성 토재, 지표수의 배수매체 등에 응용되고 있다.

폐발포폴리스타이렌의 처리는 관리장소의 확보와 재생처리공장까지 수송비용의 절감을 위해 기계적으로 압축, 마찰열이나 외부가열에 의한 열수축 등의 방법에 의한 감용처리가 가장 많이 이루어지고 있다. 한편, 발포폴리스타이렌은 체적의 약 98%가 공기이고, 2%가 폴리머인 재료로서 적절한 용제를 이용하면 원래 체적의 1/20이하로 쉽게 용적을 감소할 수 있다. 이에, 폐발포폴리스타이렌의 감용처리를 위해 열수축을 할 경우 폴리스타이렌의 분자량 저하, 산화에 의한 품질의 저하 등의 큰 문제가 있으므로 감용제(減溶劑)로 용해하는 방법을 사용하면 상온 또는 약간 가온하는 정도로 감용할 수 있기 때문에 상기의 저하 문제가 방지될 수 있다. 폐폴리스타이렌의 감용제로서 비닐기를 갖고 있는 스타이렌 또는 메틸메타크릴레이트 등의 유기계 용제가 사용되고 있으며, 이러한 용제에 폴리스타이렌이 용해된 폴리스타이렌 용해액에서 폴리스타이렌을 재활용하기 위해서는 폴리스타이렌과 용제를 분리하는 증류과정이 필요하기 때문에 증류기술 문제와 함께 처리비용의 낭비가 초래된다.

한편, 건설재료의 하나인 폴리머 콘크리트는 불포화폴리에스테르 수지를 중합하여 사용하는데, 이러한 불포화폴리에스테르 수지는 중합반응에 의해 경화할 때 체적수축이 일어나며, 체적수축과 함께 제품의 변형이 일어난다. 이에, 불포화폴리에스테르의 체적수축을 방지하기 위해 양생조건, 촉매, 촉진제 등의 첨가제 비율을 조절하거나 수축저감재를 혼입하게 된다. 특히, 폐발포폴리스타이렌을 폴리머 콘크 리트에 재활용하기 위해 불포화폴리에스테르 수지에 폐발포폴리스타이렌이 포함된 수축저감재를 혼입하여 사용할 수 있는데, 불포화폴리에스테르 수지에 수축저감재를 혼입하면 강도가 저하되는 문제가 있다.

또한, 기존에는 불포화폴리에스테르수지와 수축저감재가 포함된 폴리머 결합재를 11중량%의 함량으로 사용하여 콘크리트의 강도를 유지하고 있다. 그러나, 이러한 폴리머 결합제 함량의 증가, 특히 불포화폴리에스테르는 상대적으로 고가이기에 이의 함량이 증대되면 콘크리트 비용의 상승이 초래되어 경제성이 저하되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 폐발포폴리스타이렌을 유기용제에 용해하여 분리하지 않은 그대로 상온중합 또는 열중합이 가능한 액상수지 형태의 폐발포폴리스타이렌 용액을 사용하는 폴리머 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 폐발포폴리스타이렌이 포함된 수축저감재를 사용하고, 불포화폴리에스테르수지와 폐발포폴리스타이렌이 포함된 폴리머 결합재를 낮은 함량으로 사용하여도 우수한 강도를 나타내는 폴리머 콘크리트 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 불포화폴리에스테르 수지, 상기 불포 화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 폐발포폴리스타이렌 1~20중량부, 비닐계 단량체 10~50중량부, 급냉제강슬래그 150~1,200중량부, 충전재 100~600중량부 및 굵은골재 100~1,200중량부를 포함하는 폴리머 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 폐발포폴리스타이렌을 비닐계 단량체에 용해하는 수축저감재 형성단계;상기 수축저감재에 불포화폴리에스테르 수지와 상기 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 첨가제 0.01~20중량부를 첨가하여 제조하는 폴리머 결합재 형성단계;상기 폴리머 결합재에 상기 불포화폴리에스테르 100중량부에 대하여 급냉제강슬래그 150~1,200중량부, 충전재 100~600중량부 및 굵은골재 100~1,200중량부를 혼합하는 복합재료 형성단계; 상기 복합재료를 15~30℃에서 5~30일간 굳히는 양생단계;를 포함하는 폴리머 콘크리트의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 방법으로 제조된 폴리머 콘크리트를 제공한다.

이하 본 발명에 대해 구체적으로 설명하고자 한다.

우선, 본 발명은 폐발포폴리스타이렌을 비닐계 단량체에 용해하는 수축저감재 형성단계를 진행하여 폐발포폴리스타이렌이 비닐계 단량체에 용해된 용액의 형태로 수축저감재를 형성할 수 있다. 기존의 폐발포폴리스타이렌은 체적의 감용을 위해 용제에 용해한 후, 용제를 분리하여 사용하였으나, 본 발명에서 사용되는 폐발포폴리스타이렌은 비닐계 단량체인 중합성 용매에 용해하여 폴리스타이렌을 용제에서 분리하지 않고, 폐발포폴리스타이렌 용액의 형태로 사용하여 제조공정의 용이성을 제공할 수 있다. 이 때 폐발포폴리스타이렌을 용해하는데 사용하는 비닐계 단량체는 이중결합을 가진 중합성 용매인 비닐계 단량체라면 어떤 것이든 사용가능하 며, 스타이렌, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 단량체에서 선택될 수 있다. 특히 스타이렌은 폐발포폴리스타이렌의 원료로 사용되고 있으므로 폐발포폴리스타이렌의 효과적인 감용제로 사용할 수 있으며, 후술할 촉매, 가교제 또는 촉진제를 첨가하여 폴리머 결합재를 제조 시 상온경화성을 나타낼 수 있어 에너지 절감에 기여하는 장점이 있다. 상기 폐발포폴리스타이렌의 함량은 후술할 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 1~20중량부로 포함될 수 있는데, 본 발명에서 폐발포폴리스타이렌의 함량이 1중량부미만인 경우, 수축저감재의 저감효과가 낮아지고 또 이후 폐발포폴리스타이렌과 함께 폴리머 결합재를 형성하게 되는 불포화폴리에스테르 수지의 함량이 상대적으로 많아져 원료의 원가상승이 초래된다. 한편, 폐발포폴리스타이렌의 함량이 20중량부를 초과하면, 폐발포폴리스타이렌의 비닐계 단량체에 대한 균일한 용해가 어렵고 점도가 지나치게 높아져 작업성이 현저히 떨어지게 된다. 또한, 본 발명에서는 수축저감재로서 폐발포폴리스타이렌을 사용하여 강도저하 없이도 원가절감 효과를 나타낼 수 있다.

상기와 같이 제조된 수축저감재에 불포화폴리에스테르 수지 100중량부와 상기 불포화폴리에스테르 100중량부에 대하여 첨가제 0.01~20중량부를 첨가하여 제조하는 폴리머 결합재 형성단계를 진행할 수 있다. 상기 불포화폴리에스테르 수지는 조성물 간의 결합을 위해 중량평균분자량 1,000~10,000인 오르토 불포화폴리에스테르인 것을 사용하는 것이 좋으며, 중량평균분자량 2,000~3,000인 오르토프탈산염계 불포화폴리에스테르인 것이 더욱 바람직하다. 상기 첨가제로서, 촉매, 가교제, 촉진제 또는 이들의 혼합물이 포함되어 본 발명의 각 조성물을 결합하여 콘크리트로 제조시 강도를 부여해주는 폴리머 결합재를 형성할 수 있다. 상기 촉진제와 가교제는 폴리머 결합재의 결합을 높이고, 상온경화속도의 향상과 더불어 콘크리트로 제조 시 강도의 상승에 영향을 미칠 수 있다. 상기 촉매, 가교제, 촉진제로 특별히 제한되지는 않지만, 상기 촉매는 메틸에틸케톤퍼옥사이드이고, 가교제는 트리메티롤프로판트리메틸아크릴레이트이고, 촉진제는 옥텐산코발트를 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 폴리머 결합재 5~10중량%, 충전재 10~30중량%, 급냉제강슬래그 20~60중량% 및 굵은 골재 10~60중량%를 포함하는 폴리머 콘크리트 조성물로서, 상기 폴리머 결합재는 불포화폴리에스테르 수지 60~80중량%와 수축저감재 20~40중량%로 이루어지고, 상기 수축저감재는 폐발포폴리스타이렌 20~50중량%와 비닐계 단량체 50~80중량%로 이루어진 폴리머 콘크리트 조성물을 제공할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 상기 폴리머 결합재를 7~8중량%를 사용하여 우수한 강도를 나타낼 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 제조된 폐폴리스타이렌과 불포화폴리에스테르 수지가 포함된 폴리머 결합재의 함량을 전체 조성물 내에 10중량%이하로 사용하여, 기존의 10중량%초과 사용하여 제조된 콘크리트에 비해, 콘크리트를 구성하는 각 조성물 간의 결합성과 가사시간, 초기 강도발현를 부여할 수 있으며, 우수한 강도를 나타낼 수 있다.

상기와 같이 제조된 폴리머 결합재에 상기 불포화폴리에스테르 100중량부에 대하여 급냉제강슬래그 150~1,200중량부, 충전재 100~600중량부 및 굵은골재 100~1,200중량부를 혼합하는 복합재료 형성단계를 진행할 수 있다. 본 발명에서는 콘크리트의 강도 부여를 위해 잔골재 및 굵은골재의 일부로서 급냉제강슬래그 150~1,200중량부를 사용하여 폴리머 결합재의 함량을 현저하게 줄이고도 콘크리트의 강도를 우수하게 유지시킬 수 있다. 상기 급냉제강슬래그를 150중량부 미만으로 사용하면, 콘크리트 제조 시 폴리머 결합재의 첨가량이 증가될 우려가 있으며, 1,200중량부를 초과하면, 각 콘크리트 조성물간 최밀충전의 형성이 어려워 결합력이 낮아지고, 초과량 만큼의 경제적 효과가 나타나지 않는다. 또한, 기존의 잔골재로서 해사(바다모래)를 사용해왔으나, 해사를 콘크리트에 적용 시 철골의 부식 방지를 위해 염분이 0.1%이하가 되도록 조절하여 사용하는 번거로움이 있었으나, 본 발명의 급냉제강슬래그를 상기 범위로 사용함으로써, 급냉제강슬래그의 별다른 처리 없이 그대로 사용하는 사용상의 용이성이 제공되고, 콘크리트의 강도 또한 탁월하게 상승시킬 수 있다. 더불어, 전체 조성물 내에 폴리머 결합재인 불포화폴리에스테르의 함량을 줄이고도 콘크리트의 강도 향상과 더불어 원가절감 효과를 제공할 수 있다. 상기 급냉제강슬래그는 평균입경 0.3~1.2mm로 구형의 것이 좋다. 상기 급냉제강슬래그의 평균입경이 상기 범위를 벗어나면 최밀충전이 어려워 콘크리트 강도의 저하가 나타날 수 있다.

본 발명에서 복합재료를 형성하는 상기 충전재는 평균입경 10~50㎛의 중질탄산칼슘인 것이 각 조성물간 충전을 높이는데 좋으며, 상기 굵은골재는 평균입경 5~8mm의 쇄석을 사용할 수 있다. 상기 충전재 또는 굵은골재의 크기의 범위를 벗어나면 충전성이 낮아져 콘크리트 제조 시 강도가 낮아질 우려가 있다.

상기 형성된 복합재료를 15~30℃에서 5~30일간 굳히는 양생단계;를 진행하여 본 발명의 우수한 강도를 유지하는 폴리머 콘크리트가 완성될 수 있다. 상기 양생 온도는 더욱 상승시키지 않고도 상기 상온에 가까운 온도 범위에서 진행하므로 제조상의 용이성이 제공되며, 5~30일 정도의 단시간 내에 경화가 이루어져 압축강도및 휨강도가 우수한 콘크리트가 제조될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 폐발포폴리스타이렌을 액상수지 형태의 복합재료용 결합재로 폴리머 콘크리트 조성물에 이용할 수 있는 재활용 효과가 있다.

또한, 본 발명의 폴리머 콘크리트는 폐발포폴리스타이렌을 유기용제에 용해하여 분리하지 않은 그대로의 폐발포폴리스타이렌 용액 상태로 사용하여 용매의 분리 없이도 적용이 용이하고 효율적이며, 상온경화가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 폴리머 콘크리트 조성물에 급냉제강슬래스를 사용하고, 수축저감재로 폐폴리스타이렌을 사용함으로써, 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리머 결합재의 사용량을 현저하게 줄이고도 우수한 강도 향상과 더불어 원가절감 효과가 있다.

본 발명의 폴리머 콘크리트는 보통 콘크리트에 비하여 수밀성, 내구성, 내약품성, 내마모성 및 내충격성이 매우 우수하여 바닥재, 포장재, 방수재, 보수재, 방식재, 접착재 및 각종 프리캐스트 제품 등에 적용될 수 있다.

실시예 1

스타이렌 단량체 17.5g에 폐폴리스타이렌 7.5g을 용해하여 수축저감재를 제 조하였다. 여기에 중량평균분자량 2,500인 오르토-불포화폴리에스테르 수지 100g, 메틸에틸케톤퍼옥사이드 1.5g, 옥텐산코발트 0.5g, 트리메티롤프로판트리메틸아크릴레이트 5g을 첨가하여 폴리머 결합재를 형성하였다. 상기 폴리머 결합재에 프리-CaO함량이 0.05중량%로 함유된 0.7mm의 급냉제강슬래그 357.2g, 평균입경 32㎛인 중질탄산칼슘 357.2g, 6.5mm인 쇄석 946.6g을 첨가하여 복합재료를 형성하였다. 상기 형성된 복합재료를 Φ10×20의 원형금형에 넣고 23℃에서 14일간 양생하여 폴리머 콘크리트로 공시체를 제조하였다.

실시예 2~20

표 1의 함량이 되도록 복합재료를 형성하여 실시예 1의 방법과 동일하게 실시하여 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다.

비교예 1

급냉제강슬래그 대신 모래(주문진산 표준사(standard sand))를 사용하는 것을 제외하고, 표 1의 함량이 되도록 형성하여 실시예 1의 방법과 동일하게 실시하여 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다.

[표 1]

¹⁾PB : 고분자 결합재 (Polymer binder(UPR 80%+PS 20%))

²⁾RCSS:급냉제강슬래그(Rapid-chilled steel slag)

³⁾MEKPO : 메틸에틸케톤퍼옥사이드(Methylethylketonperoxide)

⁴⁾CoOc : 옥텐산코발트(Cobaltoctoate)

⁵⁾PS : 수축저감재 (Polystyrene(스타이렌 단량체 (Styrene) 70%+폐발포폴리스타이렌(EPS) 30%))

⁶⁾모래: 주문진산 표준사(standard sand)

상기와 같이 제조된 폴리머 콘크리트에 대해 하기의 방법으로 측정된 물성을 표 2에 나타내었다.

* 시험방법

1) 압축강도

KS F 2481(폴리에스테르 레진콘크리트의 압축강도 시험방법)에 준하여 측정하였으며, 20ㅁ2℃에서 14일간 상온에서 양생하여 강도를 측정하였다.

2) 휨강도

KS F 2408 콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 3등분점 하중법)에 준하여 측정하였다.

3) 주사현미경 (SEM;Scanning Electron microscope)

모델명　S-3400N (Hitachi 사)으로 폴리머 콘크리트 표면을 측정하였다.

[표 2]

표 2의 결과로 보아, 본 발명은 생산단가에 가장 큰 영향을 주는 폴리머 결합재의 첨가량을 최소화시키기 위하여 잔골재와 굵은골재의 일부를 급냉제강슬래그로 대체하였고 또한 폴리머 콘크리트의 수축률을 감소시켜 제품의 체적안정성을 유지하기 위하여 폐스티로폼을 스티렌모노머에 용해시켜 제조한 수축저감재를 폴리머 결합재에 20%대체하여 사용함으로서 폴리머 결합재의 사용량을 27.3% 절감할 수 있음을 확인하였다. 실시예 8의 경우, 폴리머 콘크리트 공시체(폴리머 결합재 8%, 급 냉 제강슬래그 40%)의 압축강도는 979㎏_f/㎠로 나타나고 있다. 이때의 공시체 제작에 사용한 폴리머 결합재의 생산원가를 계산하면 일반적인 폴리머 콘크리트의 제조에 사용된 생산원가에 비하여 12.7% 절감할 수 있다(표 3참조).

반면, 비교예 1의 폴리머 콘크리트의 배합비는 폴리머 결합재 11%, 충전재 20%, 모래 20%, 굵은골재 49% 정도로 구성되어 있으며 압축강도는 950㎏_f/㎠ 이었으나, 휨강도가 150㎏_f/㎠로 낮게 나타났다.

[표 3] 기존제품과 개발제품의 원가비교

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폴리머 콘크리트의 압축강도 측정 결과의 비교그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에서는 폴리머 결합재의 첨가량이 10%일 경우 압축 강도가 가장 낮게 나타났고, 8% 첨가할 경우 가장 높게 나타났다. 폴리머 결합재의 첨가량이 높은 공시체(10%)가 폴리머 결합재의 첨가량이 낮은 공시체(8%)에 비하여 압축강도가 낮게 나타나는 이유는 급냉제강슬래그가 구형으로 최밀충전이 형성되었고 또한 표면이 매끄럽기 때문에 표면이 거칠은 잔골재나 굵은 골재에 비하여 비표면적이 적어 소요되는 폴리머 결합재의 량이 적기 때문에 나타나는 것으로 폴리머 결합재의 첨가량을 낮추어도 우수한 강도를 나타냄을 확인할 수 있다.

또한, 폴리머 결합재 첨가량 7%에서는 사용한 충전재와 골재를 충분히 적셔주지 못하기 때문에 작업성이 떨어지고 강도 또한 저하된다. 또한, 폴리머 결합재 첨가량 9% 이상에서는 공시체를 제작할 때 폴리머 결합재의 첨가량이 과다하여 재료분리 현상이 일어나 폴리머 결합재가 공시체의 표면에 떠오르는 현상을 관찰할 수 있으므로 9% 초과사용은 불가함을 확인하였다. 폴리머 결합재 8%를 첨가하는 경우에도 급냉제강슬래그와 굵은 골재의 첨가율이 각각 40%와 32%일 때 최적배합이 형성되어 압축강도가 최대로 높게 나타났다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폴리머 콘크리트의 휨강도 측정결과의 비교그래프이다.

도 2를 참조하면, 도 2의 휨강도 실험결과에서도 도 1의 압축강도 실험결과와 같이 대체적으로 폴리머 결합재 8% 공시체의 휨강도가 가장 높게 나타났고, 10% 공시체의 휨강도가 가장 낮게 나타났다. 그러나 폴리머 결합재 7%와 9% 공시체의 강도는 압축강도와 다른 결과를 보여주고 있다. 또한 휨강도에서는 압축강도와 달리 급냉 제강슬래그의 대체율이 증가될수록 폴리머 결합재의 첨가율에 관계없이 증 가되는 현상을 볼 수 있다. 이러한 현상은 보통의 골재에 비하여 급냉제강슬래그가 인성이 크기 때문이다. 비교예 1의 폴리머 콘크리트의 휨강도는 150㎏_f/㎠ 로 나타났으나, 본 발명의 실시예 8은 폴리머 결합재 8%, 급냉제강슬래그 대체율 40% 이상에서 175㎏_f/㎠ 이상의 휨강도가 높게 발현되는 것을 알 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 급냉제강슬래그의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 도 3을 참조하면, 급냉제강슬래그가 구형으로 표면이 매끄러움을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예 8에 따른 폴리머 콘크리트 공시체의 표면을 조사한 주사전자현미경 사진이다. 도 4를 참조하면, 폴리머 결합재와 탄산칼슘 충전재 및 잔골재가 완전히 융착되어 co-matrix 상으로 이루어진 것을 관찰할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예 8에 따른 폴리머 콘크리트 공시체의 파단면을 조사한 주사전자현미경 사진이다. 도 5를 참조하면 파단면에 급냉제강슬래그가 폴리머 결합재 매트릭스에 의하여 견고하게 융착되어 있는 것을 관찰할 수 있다.

따라서, 본 발명의 폴리머 콘크리트는 폐발포폴리스타이렌이 재활용되어 사용될 수 있고, 이러한 폐폴리스타이렌이 포함된 폴리머 결합재를 8중량%의 낮은 함량으로 사용하여도 우수한 강도를 나타내었으며, 특히 골재로서 급냉제강슬래그가 폴리머 콘크리트 조성물 내에 견고하게 결합되어 있는 것으로 보아 탁월한 압축강도 또는 휨강도를 나타냄을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폴리머 콘크리트의 압축강도 측정 결과의 비교그래프.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폴리머 콘크리트의 휨강도 측정결과의 비교그래프.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 급냉제강슬래그의 주사전자현미경(SEM) 사진.

도 4는 본 발명의 실시예 8에 따른 폴리머 콘크리트 공시체의 표면을 조사한 주사전자현미경 사진.

도 5는 본 발명의 실시예 8에 따른 폴리머 콘크리트 공시체의 파단면을 조사한 주사전자현미경 사진.

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폐발포폴리스타이렌을 비닐계 단량체에 용해하는 수축저감재 형성단계;

상기 수축저감재에 불포화폴리에스테르 수지와 상기 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 첨가제 0.01~20중량부를 첨가하여 제조하는 폴리머 결합재 형성단계;

상기 폴리머 결합재에 상기 불포화폴리에스테르 100중량부에 대하여 급냉제강슬래그 150~1,200중량부, 충전재 100~600중량부 및 굵은골재 100~1,200중량부를 혼합하는 복합재료 형성단계;

상기 복합재료를 15~30℃에서 5~30일간 굳히는 양생단계;

를 포함하는 폴리머 콘크리트의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 폐발포폴리스타이렌과 비닐계 단량체의 함량은 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 폐발포폴리스타이렌 1~20중량부, 비닐계 단량체 10~50중량부로 포함되는 폴리머 콘크리트의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 불포화폴리에스테르 수지는 중량평균분자량 1,000~10,000인 오르토 불포화폴리에스테르인 폴리머 콘크리트의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 첨가제는 촉매, 가교제, 촉진제 또는 이들의 혼합물이 포함되고, 상기 촉매는 메틸에틸케톤퍼옥사이드이고, 가교제는 트리메티롤프로판트리메틸아크릴레이트이고, 촉진제는 옥텐산코발트인 폴리머 콘크리트의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 비닐계 단량체는 스타이렌, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 단량체인 폴리머 콘크리트의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 충전재는 평균입경 10~50㎛의 중질탄산칼슘인 폴리머 콘크리트의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 급냉제강슬래그는 평균입경 0.3~1.2mm이고, 상기 굵은골재는 평균입경 5~8mm인 쇄석인 폴리머 콘크리트의 제조방법.
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