KR101204872B1 - 초고성능 자기 충전 콘크리트, 이의 제조 방법 및 용도 - Google Patents
초고성능 자기 충전 콘크리트, 이의 제조 방법 및 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 시멘트; 가장 고운 모래가 1mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10mm보다 작은 평균 입자 크기를 가진 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물; 입자의 90%가 1㎛보다 작은 지름을 가지며, 100 중량부의 시멘트당 많아야 15 중량부에 해당하는 평균 지름이 약 0.5㎛인 실리카 흄; 소포제; 감수 초가소화제; 선택적으로, 섬유; 및 물을 포함하는 초고성능 자기 충전 콘크리트이다. 본 발명은 또한 10m2/g 이상, 바람직하게는 15m2/g 이상 및 더 바람직하게는 약 20m2/g의 비표면적, 및 0.3 이상, 바람직하게는 0.4 이상의 폼펙터(FF)를 가진 초미세 탄산 칼슘 입자를 더 포함한다. 시멘트, 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자 및 실리카 흄은 적어도 세 개 및 많아야 다섯 개의 다른 입자 크기 등급이 있는 입자 크기 분포를 가지며, 한 입자 크기 등급의 평균 지름 대 상기 등급의 평균 지름의 비는 약 10이다. 또한 본 발명은 이런 콘크리트의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.
자기 충전 콘크리트, 실리카 흄, 소포제
Description
본 발명은 초고성능 자기 충전 콘크리트, 이의 제조 방법 및 용도이다.
본 발명에서, "콘크리트"라는 용어는 형성되는 건축물에 따라, 섬유를 포함하고 물과 혼합되는 시멘트성 조성물의 경화에 의해 얻은 시멘트성 조성물의 덩어리를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에서, "초고성능 콘크리트"라는 용어는 150 MPa 이상의 고유 28일 압축 강도를 가진 콘크리트를 의미하는 것으로 이해되며, 이 값은 20℃에서 보관하고 유지하며 경화 또는 열 처리를 하지 않은 콘크리트에 대해 부여된다.
본 발명에서, "자기 충전 콘크리트"라는 용어는 매우 유동적이고, 균일하며 안정하며 진동 없이 가공된 콘크리트를 의미하는 것으로 이해된다.
초고성능 콘크리트는 당업자들에게 공지되어 있다.
이렇게, 유럽특허출원 EP 0 934 915 A1은 특히 시멘트, 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물, 실리카 흄, 소포제 및 감수 초가소화제(water-reducing super plasticizer)와 같은 혼합물, 선택적으로 섬유와 물을 함유하는 셀프 레벨링이며, 매우 고성능의 콘크리트를 개시한다. 이런 콘크리트는 높은 기계적 특성, 특히 150 MPa 이상의 고유 28일 압축 강도, 적어도 60 GPa의 28일 탄성 모듈 및 적어도 100 MPa의 50 시간 압축 강도를 가지며, 이런 값들은 20℃에서 보관하고 유지하며 경화 또는 열 처리를 하지 않은 콘크리트에 대해 주어진다.
그러나, 기계적 특성들 면에서 유용한 성능에도 불구하고, 이런 콘크리트는 일반적으로, 조성물에 실리카 흄이 존재하기 때문에 회색 빛깔을 가진다. 오늘날, 회색 빛깔은 항상 바람직하지는 않은데, 특히 연한 색 또는 거의 흰색이 바람직한 건축용 콘크리트와 같은 특정한 용도에서는 바람직하지 않다.
따라서 현재 우수한 기계적 특성들을 가진 연한 색 콘크리트를 가질 필요가 여전히 존재한다.
본 출원인은 실리카 흄을 적어도 10m2/g의 비표면적과 적어도 0.3, 바람직하게는 0.4의 폼펙터(FF)를 가진 초미세 탄산 칼슘으로 대체하여 연한 색의 초고성능 콘크리트의 개발에 성공하였다.
본 발명을 위해, 입자의 전체의 "편평비 또는 AR"라는 용어는 수백의 입자의 표본에서 입자의 두께(∑E)(E는 입자의 두께)의 합계와 동일한 입자의 길이(∑L)의 합계의 비를 의미하는 것으로 이해된다. 폼펙터(FF)는 등식 FF = ∑E/∑L에 의해 정의된다.
초미세 탄산 칼슘 입자의 평균 지름이 약 70nm인 것을 고려하면, 폼펙터는 입자를 관찰하고 전계 효과 스캐닝 전자 현미경(SEM)을 사용하여 이들의 치수를 측정하여 결정될 것이다. 과정은 다음과 같다:
- 초미세 탄산 칼슘 입자의 제조 배치로부터 샘플을 취하였고, 각 샘플은 약 100개 입자를 포함한다;
- 입자를 금속으로 피복하고, 상기 금속으로 피복된 입자를 샘플 홀더에 부착시켜 SEM 실험을 위한 표본들을 준비한다;
- 상기 샘플들을 SEM하에서 실험한다;
- 각 입자의 최소 및 최대 치수를 현미경을 사용하여 측정하고, 입자의 두께(E)를 구성하는 최소 치수 및 이 입자의 길이(L)를 구성하는 최대 치수, 및 폼펙터(FF)를 각 샘플에 대해 계산한다; 및
- 평균 폼펙터는 실험한 모든 샘플들을 평균하여 계산한다.
구형 입자의 전체의 폼펙터(FF)는 1인 반면 입체 입자의 전체의 폼펙터는 약 0.58이다.
입자의 평균 "지름"은 상기 입자에 포함될 수 있는 최소 구의 지름을 의미한다.
따라서 본 발명의 한 주제는
- 시멘트;
- 가장 고운 모래가 1mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10mm보다 작은 평균 입자 크기를 가진 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물;
- 입자의 90%가 1㎛보다 작은 지름을 가지며, 평균 지름이 약 0.5㎛인 실리카 흄;
- 소포제;
- 감수 초가소화제;
- 선택적으로, 섬유; 및
- 물을 포함하는 초고성능 자기 충전 콘크리트이며,
실리카 흄은 100 중량부의 시멘트당 많아야 15 중량부에 해당하는 것을 특징으로 하며, 10m2/g 이상, 바람직하게는 15m2/g 이상 및 더 바람직하게는 약 20m2/g의 비표면적, 및 0.3 이상, 바람직하게는 0.4 이상의 폼펙터(FF)를 가진 초미세 탄산 칼슘 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 또한 시멘트, 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자 및 실리카 흄은 적어도 세 개 및 많아야 다섯 개의 다른 입자 크기 등급이 있는 입자 크기 분포를 가지며, 한 입자 크기 등급의 평균 지름 대 상기 등급의 평균 지름의 비는 약 10인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 콘크리트의 색의 명도는 콘크리트에서 실리카 흄에 대한 초미세 탄산 칼슘 입자의 비율에 의존한다. 콘크리트에서 초미세 탄산 칼슘 입자의 양 대 실리카 흄의 양(중량)은 1/99부터 99/1까지 및 바람직하게는 50/50부터 99/1까지로 변할 수 있다.
매우 연한 색, 또는 거의 흰색의 초고성능 콘크리트를 갖는 것이 바람직하다면, 실리카 흄을 초미세 탄산 칼슘 입자로 완전히 대체할 수 있다.
따라서 본 발명의 주제는 실리카 흄이 초미세 탄산 칼슘 입자과 완전히 대체된 초고성능 자기 충전 콘크리트이다. 이런 콘크리트는:
- 시멘트;
- 가장 고운 모래가 1mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10mm보다 작은 평균 입자 크기를 가진 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물;
- 10m2/g 이상, 바람직하게는 15m2/g 이상 및 더 바람직하게는 20m2/g의 비표면적 및 0.3 이상, 바람직하게는 0.4 이상의 폼펙터(FF)를 가진 초미세 탄산 칼슘 입자;
- 소포제;
- 감수 초가소화제;
- 선택적으로, 섬유; 및
- 물을 포함하며,
시멘트, 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자 및 실리카 흄은 적어도 세 개 및 많아야 다섯 개의 다른 입자 크기 등급이 있는 입자 크기 분포를 가지며, 한 입자 크기 등급의 평균 지름 대 상기 등급의 평균 지름의 비는 약 10이다.
초미세 탄산 칼슘 입자로서, 작은 정육면체 형태로 결정화된 초미세 탄산 칼슘 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이런 형태는 콘크리트를 신선한 상태에서 매우 유동적이게 만드는데 도움을 주며, 이런 탄산 칼슘 입자은 시멘트 입자과 모래 입자 사이에 쉽게 삽입될 수 있다.
본 발명에 사용된 시멘트는 바람직하게는 백색 시멘트이다. "Prise Mer 또는 PM" 시멘트 또는 더욱 바람직하게는 "황화물-저항성 Prise Mer 또는 PM-ES" 시멘트 또는 이의 혼합물과 같은 포틀랜드 CEM 1 타입 또는 이의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
본 발명을 위해, "백색 시멘트"라는 용어는 반드시 백색의 시멘트를 의미하는 것으로 이해되며, 이의 조성물은 석회 및 고령토와 같은 매우 순수한 원료들을 포함하며 반드시 미량의 철 산화물이 제거된다.
본 발명에 따른 콘크리트에서 사용될 수 있는 백색 시멘트의 예로서, 라파즈에 의해 판매되는 테일(Teil)로부터의 백색 시멘트 CPA 52,5를 들 수 있다.
본 발명을 위해, "하소된 보크사이트 모래의 혼합물" 이란 표현은 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물뿐만 아니라, 매우 높은 강도와 경도의 골재, 특히, 강옥, 금강사 또는 탄화 규소와 같은 야금 잔류물의 골재, 또는 다른 타입의 모래, 및 바람직하게는 연한 색의 석회질 모래와 하소된 보크사이트 모래를 포함하는 혼합물을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에서, 다른 입자 크기의 둘 또는 셋의 하소된 복크사이트 모래의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 구체적인 실시예에 따라, 모래들의 혼합물은:
- 80 마이크론보다 작은 크기의 20%의 입자를 포함하는 1mm보다 작은 평균 입자 크기의 모래;
- 3 내지 7mm 입자 크기의 모래; 및
- 선택적으로, 1 내지 3mm 입자 크기의 모래에 의해 형성된다.
최소 입자 크기의 모래는:
- 시멘트, 80㎛보다 더 작은 미세입자의 20% 부분에 대해서, 시멘트의 평균 지름과 비슷한 그라운드 슬래그, 플라이 애쉬 또는 하소된 보크사이트 충전제와 같은 미네랄 첨가제; 및
- 다른 부분에 대해서, 1mm 이상(예를 들어, 3 내지 7mm)의 입자 크기의 모래로 완전히 또는 부분적으로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 콘크리트가 (초미세 탄산 칼슘 입자과 혼합된) 실리카 흄을 함유할 때, 실리카 흄은 밀도가 높아지거나 높아지지 않을 수 있는데, 즉, 200 내지 600kg/m3의 밀도를 가진다. 콘크리트에 일단 분산된 실리카 흄은 1 마이크론보다 작은 적어도 40%의 입자를 반드시 포함하며, 잔존 입자의 크기는 20㎛ 이하이다.
콘크리트의 강도를 감소시킬 수 있는 공기 방울이 삽입되는 것을 피하기 위해서, 부어진 재료의 밀도를 매우 정밀하게 제어하는 것이 필요한 용도에서, 석유 굴착에 통상적으로 사용되는 소포제가 사용된다. 이런 소포제들은 "소포제 및 탈포제 혼합물"로 불린다. 이들은 고체 형태 또는 액체 형태이다. 본 발명에 따른 콘크리트에 사용될 수 있는 소포제들의 예로서, 특히, 도데실 알콜/프로필렌 글리콜 혼합물, 다이뷰틸 프탈산염, 다이뷰틸 인산염, 폴리다이메틸실록산 및 변형 규산염과 같은 실리콘 폴리머를 들 수 있다.
본 발명의 한 구체적인 실시예에 따라, 상품명 TROYKYD®D126이란 이름으로 트로이 케미컬사에 의해 판매되는 중합 글리콜로 처리한 규산염이 소포제로서 사용된다.
감수 초가소화제로서, MBT 프랑스에 의해 판매되는 GLENIUM® 51과 같은 변형 폴리카복실 에터 타입의 감수 초가소화제, 또는 시카 프랑스에 의해 판매되는 초가소화제 VISCOCRETE 5400F와 같은 합성 바이닐 아크릴 코폴리머 타입의 감수 초가소화제, 또는 시카 프랑스에 의해 판매되는 VISCOCRETE 20HE와 같은 변형 폴리카복실산염의 수용액 형태의 감수 초가소화제를 사용하는 것이 바람직하다.
보충적으로, 콘크리트에서 전체 알칼리 함량이 너무 높을 때(만일 골재 등의 특징 실리카 흄의 양이 10 중량%의 시멘트보다 큰 경우), 예를 들어, 가소제들에 함유된 알칼리를 중화시켜, 상기 양을 감소시킬 수 있다. 가소제들의 중화는 나트륨보다는 칼슘을 기초로 하여 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 콘크리트의 특성을 향상시키기 위해서, 특정 건축법에서, 섬유가 콘크리트에 혼합된다. 이런 섬유들은 합성, 유기, 미네랄 또는 금속 섬유일 수 있다. 특히, 이들은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드 및 폴리바이닐 알콜 호모폴리머 또는 코폴리머 섬유, 카본 섬유, 케블라® 섬유 및 강철 섬유로부터 선택될 수 있다.
이런 섬유들은 어떤 형태일 수 있다. 그러나, 콘크리트의 우수한 작업성을 얻기 위해서, 직선 섬유들을 사용하는 것이 바람직하다.
이런 섬유들은 0.1 내지 1.0mm, 바람직하게는 0.2 내지 0.5mm, 더욱 바람직하게는 약 0.3mm의 지름, 및 5 내지 30mm, 바람직하게는 10 내지 25mm 및 더욱 바람직하게는 약 10 내지 20mm의 길이를 가진다.
섬유가 주입될 때, 과립 매트릭스는 변형된다. 이것은 섬유가 코팅되기 때문인데, 따라서 미립자, 즉 0.1mm 이하 크기의 입자의 양을 증가시키는 것이 필수적이다. 초미립 탄산 칼슘 입자의 양 및 적절하다면 실리카 흄 입자, 시멘트, 더 작은 입자 크기의 모래 입자 및/또는 미네랄 첨가제의 양은 섬유들이 없는 시멘트의 양보다 더 크다. 게다가, 시험들을 통해 약 2 내지 3 부피%에 해당하는 섬유 함량, 즉, 시멘트의 전체 중량에 대해 약 15 내지 24 중량부의 섬유 함량으로 인장 강도 면에서 더 우수한 결과를 얻는다는 것을 보여주었다.
따라서, 본 발명의 한 유리한 실시예에 따라, 시멘트는:
- 100 중량부의 시멘트;
- 가장 고운 모래가 1mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10mm보다 작은 평균 입자 크기를 갖는 다양한 입자 크기의 50 내지 200 중량부의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물;
- 5 내지 25 중량부의 초미립 탄산 칼슘 및 많아야 15 중량부의 실리카 흄 입자;
- 0.1 내지 10 중량부의 소포제;
- 0.1 내지 10 중량부의 감수 초가소화제;
- 15 내지 24 중량부의 섬유들; 및
- 10 내지 30 중량부의 물을 포함한다.
시멘트에서 초미립 탄산 칼슘 입자의 양과 실리카 흄의 양의 중량비는 1/99 내지 99/1 및 바람직하게는 50/50 내지 99/1일 수 있다.
연한 색 콘크리트를 얻는 것이 바람직하다면, 높은 고유 28일 압축 강도를 유지하면서, 최고의 결과들은 실리카 흄이 완전히 제거된 본 발명에 따른 콘크리트로 얻어지며, 이 콘크리트는:
- 100 중량부의 시멘트;
- 가장 고운 모래가 1mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며, 가장 굵은 모래가 10mm보다 작은 평균 입자 크기를 가진 다양한 입자 크기의 80 내지 150 중량부, 바람직하게는 100 내지 125 중량부의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물;
- 10 내지 20 중량부, 바람직하게는 13 내지 17 중량부의 초미세 탄산 칼슘 입자;
- 0.2 내지 5, 바람직하게는 0.5 내지 0.7 중량부의 소포제;
- 5 내지 7 중량부의 감수 초가소화제;
- 17 내지 20 중량부의 섬유; 및
- 10 내지 20 중량부, 바람직하게는 16 내지 20 중량부의 물을 포함한다.
또한, 0.5 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부 및 더욱 바람직하게는 1 중량부의 산화 칼슘 또는 황화 칼슘을 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 첨가할 수 있다. 산화 칼슘 또는 황화 칼슘은 분말 또는 미분 형태로 첨가되며 극소량의 물과 결합된 수경성 접합제를 기초로 한 제제에 고유한 내생적 수축을 보상할 수 있어야 한다. 시멘트의 부분 대체물로서 하소된 보크사이트 충전제(평균 지름은 80㎛이하이다), 초미세 탄산 칼슘 입자 및 적절한 경우, 실리카 흄을 사용하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트의 내화성을 향상시키기 위해서 강화 섬유를 제외하고, 폴리프로필렌 섬유의 전체 중량에 대해 0.3 x 10-3 내지 1.15 x 1-3 중량부를 본 발명에 따른 콘크리트 조성물에 첨가할 수 있다.
다양한 성분의 콘크리트의 양은 콘크리트의 용도와 원하는 특성에 따라 당업자가 조절할 수 있다.
실리카 흄에 비해서 콘크리트에서의 초미세 탄산 칼슘 입자의 비율이 높으면 높을수록, 이 콘크리트의 색은 연해진다. 따라서, 실리카 흄을 초미세 석회석 입자로 완전히 대체한 경우, 백색 시멘트가 사용된다면, 거의 백색인 시멘트를 얻는다. 그러나, 정말 백색의 매우 연한 색 콘크리트를 얻는 것이 바람직하지 않다면, 실리카 흄을 초미세 석회석 입자로 완전히 대체하는 것은 불필요하다. 이런 경우에, 콘크리트는 실리카 흄을 함유하지 않는 콘크리트보다 더 높은 고유 28일 압축 강도를 가진다.
또한 본 발명의 주제는 콘크리트 제조 방법이다.
본 발명을 실행하는 첫 번째 방법에 따라, 본 발명에 따른 콘크리트의 모든 성분은 혼합기에 주입되어, 혼합되며, 주형 또는 주조할 수 있으며 매우 우수한 작업성을 가진 콘크리트를 얻는다.
다른 실행 방법에서, 모든 마른 과립 재료들, 즉 시멘트, 모래, 초미세 석회석 입자 및 적절한 경우, 실리카 흄 및 선택적으로 초가소화제와 소포제가 먼저 혼합되고, 그런 후에 혼합기에 이 혼합물이 주입되며, 그런 후에 물, 초가소화제 및 소포제가 액체 형태이고, 섬유들이 필요하면 첨가된다.
바람직하게는, 분말 혼합물을 먼저 준비하고 사용시에, 분말들은 원하는 양의 섬유와 물, 선택적으로 감수 초가소화제 및 소포제가 액체 형태라면 혼합된다. 따라서, 가방 또는 임의의 다른 포장은 물 함량이 매우 낮다는 것을 고려하면, 즉시 사용가능한 마른 미리 혼합된 제품을 쉽게 보관하며 저장할 수 있는 가방 또는 임의의 다른 포장(예를 들어 "큰 가방")을 준비하는 것이 유리하다. 사용시에, 필요한 모든 것은 상기 즉시 사용가능한 미리 혼합된 제품을 원하는 양의 섬유, 물, 및 선택적으로, 감수 초가소화제와 함께 혼합기에 속에 붓는 것이다. 예를 들어, 4 내지 16분 동안 혼합한 후에, 얻은 본 발명에 따른 콘크리트는 매우 높은 확산 성능을 고려하면, 어떤 어려움 없이 주조될 수 있다.
주조를 수행하기 위해서, 나무, 금속 등으로 제조된 통상적인 주형 또는 목적이 경화 시간을 감소하고 강도를 더욱 빠르게 상승시키는 것인 가열된 주형을 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 콘크리트는 원하는 성능을 얻기 위해 열처리를 할 필요가 전혀 없다. 물론, 성능을 더 개량하기 위해서 열처리를 고려할 수 있지만, 추가 비용을 발생시킬 수 있다.
또한 본 발명은 즉시 사용가능한 마른-미리 혼합된 제품들에 관한 것이다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 콘크리트는 자기 충전한다는 사실 때문에, 기둥, 빔, 대들보, 바닥 등을 만들기 위해서 작업 장소에 부어질 수 있다. 또한 본 발명의 콘크리트는 모든 조립식 용도에 사용될 수 있다. 결합 및 점성 특성 때문에, 본 발명의 콘크리트는 삽입물을 함유하는 거푸집에 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 콘크리트는 구조 요소들 사이의 쐐기돌을 생산하는데 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 콘크리트는 슬래브, 엔지니어링 구조물, 프리스트레스드(prestressed) 성분 또는 합성물의 생산을 위해 사용될 수 있다.
또한, 높은 압축 강도는 본 발명의 콘크리트를 사용하는 건축 디자인을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 콘크리트는 예를 들어, 배수 설비에 사용되는 모든 구성 요소들, 샤프트, 파이프, 컨테이너 등에 특히 유용할 것이다. 또한 본 발명의 콘크리트는 매우 낮은 마찰 계수를 가져서, 오랫동안 변형되지 않아서, 통상적으로 콘크리트를 부식시키는 재료들을 운송하는데 매우 적합하다.
마지막으로, 감소된 실리카 흄 함량을 갖거나 또는 심지어 실리카 흄 함량이 제로인 본 발명에 따른 콘크리트는 모든 건축 용도에 사용될 수 있는데, 이는 색이 연해서 특히 이런 용도에 바람직하며, 우수한 기계적 특성, 특히 높은 압축 강도 때문이다.
본 발명은 다음 하나의 제한되지 않는 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명될 것이다. 달리 나타내지 않는 한 양은 중량부이다.
본 발명에 따른 콘크리트 제제는 표 1에 주어진 조성물로 제조하였다.
원료:
- 사용된 시멘트는 백색 시멘트, 즉, 라파즈에 의해 판매되는 테일(Teil)로부터의 CPA 52,5 블랑이다;
- 사용된 보크사이트 모래의 혼합물은 1mm이하의 입자 크기를 가진 보크사이트 모래와 3 내지 7mm의 입자 크기를 가진 보크사이트 모래의 혼합물이다;
- 초미세 탄산 칼슘 입자은 정육면체 형태로 결정화된 합성 탄산 칼슘의 초미세 첨가물이며, 상품명 SOCAL®31로 SOLVAY에 의해 판매된다;
- 사용된 섬유들은 지름이 0.3mm이고 길이가 20mm인 직선 강철 섬유들이다;
- 감수 초가소화제는 상품명 VISCOCRETE 5400 F로 시카 프랑스에 의해 판매된다;
- 사용된 소포제는 상품명 TROYKYD®D126으로 Troy에 의해 판매되는 소포제이다; 및
- 혼합 수는 W/C(물/시멘트) 비가 0.225로 고정되는 양으로 존재한다.
| 원료 | 사용량 |
| 시멘트 | 1015 |
| 초미세 탄산 칼슘 입자 | 152 |
| 1mm보다 작은 평균 입자 크기를 가진 하소된 보크사이트 모래 | 775 |
| 3 내지 7mm의 입자 크기를 가진 하소된 보크사이트 모래 | 373 |
| 금속 섬유들 | 197 |
| 감수 초가소화제 | 63.8 |
| 소포제 | 6 |
| 물 | 184 |
11 x 22 cm 크기의 원통형 테스트 조각을 이 제제로 제조하였고, NFP 18406 표준에 따라 28일 압축 강도를 측정하기 위해서 상기 원통형 테스트 조각에 표준 검사를 수행하였다.
적어도 165 MPa의 평균 압축 강도를 가지며 적어도 150 MPa의 고유 28일 압축 강도를 가진 매우 연한 색의 콘크리트를 얻었다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있음.
Claims (33)
- - 시멘트;- 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물, 여기서 상기 하소된 보크사이트 모래는 가장 고운 모래가 1 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지고;- 실리카 흄, 상기 실리카 흄의 입자의 90%가 1 ㎛보다 작은 크기를 가지고, 평균 지름이 0.5㎛이고;- 소포제;- 감수(water-reducing) 초가소화제; 및- 물을 포함하며,상기 실리카 흄은 시멘트 100 중량부당 15 중량부 이하이고, 10m2/g 이상의 비표면적 및 0.3 이상의 폼펙터(FF, form factor)를 가진 초미세 탄산 칼슘 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 그리고상기 시멘트, 하소된 보크사이트 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자 및 실리카 흄은 세 개 이상 및 다섯 개 이하의 상이한 입자 크기 등급이 있는 입자 크기 분포를 가지며, 여기서 한 입자 크기 등급의 평균 지름 대 상기 등급의 바로 위 등급의 평균 지름의 비는 10인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 1 항에 있어서,상기 콘크리트는 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 1 항에 있어서,콘크리트 내의 초미세 탄산 칼슘 입자의 양 대 실리카 흄의 양(중량)의 비는 1/99 내지 99/1 범위인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 1 항에 있어서,상기 초미세 탄산 칼슘 입자는 작은 정육면체 형태로 결정화된 탄산 칼슘의 초미세 첨가제(addition)인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 1 항에 있어서,상기 시멘트는 백색 시멘트인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 1 항에 있어서,상기 하소된 보크사이트 모래의 혼합물은,- 1 mm보다 작은 평균 입자 크기의 모래, 여기서 상기 모래는 80㎛보다 작은 미세입자 20%를 포함하고; 및- 3 내지 7 mm의 입자 크기의 모래로 형성되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 6 항에 있어서,상기 하소된 보크사이트 모래의 혼합물 중 더 작은 평균 입자 크기의 모래가,20%의 80㎛보다 작은 미세입자 분획에 대해서, 평균 지름이 80㎛보다 작은 시멘트, 광물 첨가제(mineral additions)로; 및나머지 분획에 대하여, 1 mm보다 큰 입자 크기의 모래로,전부 또는 일부가 대체되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 6 항에 있어서,상기 하소된 보크사이트 모래의 혼합물은 입자 크기가 1 내지 3 mm인 모래를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 7 항에 있어서,상기 광물 첨가제는 연마된 광재(ground slag), 비산회(fly ash) 및 하소된 보크사이트 충진제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 2 항에 있어서,상기 섬유는 금속성 섬유, 합성 섬유, 유기성 섬유, 광물성 섬유 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 10 항에 있어서,상기 섬유는 5 내지 30 mm의 길이를 가지며, 0.1 내지 1.0 mm의 지름을 가지는 금속성 섬유인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 10 항에 있어서,상기 섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드 및 폴리바이닐 알콜 호모폴리머 또는 코폴리머 섬유, 카본 섬유, 케블라® 섬유 및 강철 섬유로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 1 항에 있어서,고유 압축 강도가 150 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- - 시멘트;- 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물, 여기서 상기 하소된 보크사이트 모래는 가장 고운 모래가 1 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며, 가장 굵은 모래가 10 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지고;- 10 m2/g 이상의 비표면적 및 0.3 이상의 폼펙터(FF, form factor)를 가진 초미세 탄산 칼슘 입자;- 소포제;- 감수 초가소화제; 및- 물을 포함하며,상기 시멘트, 하소된 보크사이트 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자 및 실리카 흄은 세 개 이상 내지 다섯 개 이하의 상이한 입자 크기 등급이 있는 입자 크기 분포를 가지며, 여기서 한 입자 크기 등급의 평균 지름 대 상기 등급의 바로 위 등급의 평균 지름의 비는 10인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 14 항에 있어서,상기 콘크리트는 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 14 항에 있어서,상기 초미세 탄산 칼슘 입자는 작은 정육면체 형태로 결정화된 탄산 칼슘의 초미세 첨가제인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 14 항에 있어서,상기 시멘트는 백색 시멘트인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 14 항에 있어서,상기 하소된 보크사이트 모래의 혼합물은,- 1 mm보다 작은 평균 입자 크기의 모래, 여기서 상기 모래는 80㎛보다 작은 미세입자 20%를 포함하고; 및- 3 내지 7 mm의 입자 크기의 모래로 형성되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 18 항에 있어서,상기 하소된 보크사이트 모래 중 더 작은 평균 입자 크기의 모래가,- 20%의 80㎛보다 작은 미세입자 분획에 대해서, 평균 지름이 80㎛보다 작은 시멘트, 광물 첨가제(mineral additions)로; 및- 나머지 분획에 대하여, 1 mm보다 큰 입자 크기의 모래로전부 또는 일부 대체되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 18 항에 있어서,상기 하소된 보크사이트 모래의 혼합물은 입자 크기가 1 내지 3 mm인 모래를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 19 항에 있어서,상기 광물 첨가제는 연마된 광재(ground slag), 비산회(fly ash) 및 하소된 보크사이트 충진제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 15 항에 있어서,상기 섬유는 금속성 섬유, 합성 섬유, 유기성 섬유, 광물성 섬유 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 22 항에 있어서,상기 섬유는 5 내지 30 mm의 길이를 가지며, 0.1 내지 1.0 mm의 지름을 가지는 금속성 섬유인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 22 항에 있어서,상기 섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드 및 폴리바이닐 알콜 동종중합체 또는 공중합체 섬유, 탄소 섬유, 케블러®(Kevelar) 섬유 또는 강철 섬유에서 선택되는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 15 항에 있어서,- 100 중량부의 시멘트;- 50 내지 200 중량부의 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물, 여기서 상기 하소된 보크사이트 모래는 가장 고운 모래가 1 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며;- 5 내지 25 중량부의 초미세 탄산 칼슘과 실리카 흄 입자, 여기서 상기 실리카 흄 입자는 15 중량부 이하이고;- 0.1 내지 10 중량부의 소포제;- 0.1 내지 10 중량부의 감수 초가소화제;- 15 내지 24 중량부의 섬유; 및- 10 내지 30 중량부의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 25 항에 있어서,- 100 중량부의 시멘트;- 80 내지 150 중량부의 다양한 입자 크기의 하소된 보크사이트 모래의 혼합물, 여기서 상기 하소된 보크사이트 모래는 가장 고운 모래가 1 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며 가장 굵은 모래가 10 mm보다 작은 평균 입자 크기를 가지며;- 10 내지 20 중량부의 초미세 탄산 칼슘 입자;- 0.2 내지 5 중량부의 소포제;- 5 내지 7 중량부의 감수 초가소화제;- 17 내지 20 중량부의 섬유; 및- 10 내지 20 중량부의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 제 14 항에 있어서,고유 압축 강도가 150 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트.
- 콘크리트의 모든 성분이 함께 혼합되는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 따른 초고성능 자기 충전 콘크리트의 제조 방법.
- 시멘트, 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자, 실리카 흄을 먼저 혼합하고, 물, 감수 초가소화제 및 소포제를 상기 혼합물에 첨가하고, 콘크리트가 수득될 때까지 모든 성분을 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 따른 초고성능 자기 충전 콘크리트의 제조 방법.
- 시멘트, 하소된 보크사이트 모래, 초미세 탄산 칼슘 입자, 실리카 흄, 감수 초가소화제 및 소포제를 먼저 함께 혼합하고, 물을 상기 혼합물에 첨가하고, 콘크리트가 수득될 때까지 모든 성분을 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 따른 초고성능 자기 충전 콘크리트의 제조 방법.
- 제 30 항에 있어서,상기 혼합물에 섬유를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 초고성능 자기 충전 콘크리트의 제조 방법.
- 물을 첨가한 후 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 따른 초고성능 자기 충전 콘크리트를 수득할 수 있는, 콘크리트 건식 레디-믹스(ready-mix).
- 물, 섬유, 및 감수 초가소화제 및 소포제를 첨가한 후 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 따른 콘크리트를 수득할 수 있는, 콘크리트 건식 레디-믹스(ready-mix).
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