KR101204909B1 - 프리캐스트 콘크리트 조성물 및 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법 - Google Patents

프리캐스트 콘크리트 조성물 및 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고로슬래그 미분말, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 다량 사용하고 단위 결합재량을 절감시킨 친환경 저탄소 프리캐스트 콘크리트 부재에 관한 것으로서, 폴리카르본산계 감수제와 티오황산염계 화합물의 혼합으로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제와 산업부산물을 결합재로 활용하고, 상기 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 혼화제로 첨가한 프리캐스트 콘크리트 조성물과 이러한 콘크리트 조성물을 이용하여 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법을 함께 제공한다.

Description

프리캐스트 콘크리트 조성물 및 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법{Precast Concrete Mixture and Manufacturing Method Of Precast Concrete Member}
본 발명은 고로슬래그 미분말, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 다량 사용하고 단위 결합재량을 절감시킨 친환경 저탄소 프리캐스트 콘크리트 부재에 관한 것으로서, 폴리카르본산계 감수제와 티오황산염계 화합물의 혼합으로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제와 산업부산물을 결합재로 활용하고, 상기 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 혼화제로 첨가한 프리캐스트 콘크리트 조성물과 이러한 콘크리트 조성물을 이용하여 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법을 함께 제공한다.
공장에서 생산되는 프리캐스트 콘크리트 부재(이하 'PC부재'라 함)에 대해서는 전단응력을 보완하기 위해 제조과정에서 강선을 미리 삽입한 후 부재의 압축강도가 35MPa 이상이 발휘되면 강선을 절단하는 프리텐션 공정을 실시함으로써 압축응력을 부여한다.
이러한 PC부재의 대량?연속 생산을 위해서는 콘크리트 양생 기간을 단축해야 하는데, 통상적으로는 콘크리트 타설 후 16시간만에 조기강도 35MPa을 만족시키기 위해 증기양생을 실시하고 설계기준강도에 필요한 단위시멘트량보다 더 많은 시멘트를 사용하여 조기강도를 상승시킨다.
이 과정에서 시멘트량 증가로 원가 상승은 물론 1개 PC부재를 생산하는데 발생하는 CO2량이 늘어남에 따라 자연과 지구환경에 부정적인 영향을 미치고 있다.
현장 타설 레미콘의 경우에는 탄소 배출량을 저감시키기 위해 시멘트의 일부를 고로슬래그 미분말이나 플라이애시로 대체하여 사용하고 있지만 프리캐스트 콘크리트의 경우 조기강도 35MPa을 만족시켜야 하기 때문에 오히려 단위시멘트량이 증가하거나 증기양생 시간이 증가함에 따라 CO2 배출의 문제가 해소되지 않고 있다.
본 발명은 프리텐션용 PC부재 생산과정에서 발생하는 CO2 발생량을 줄이기 위한 것으로서, 단위시멘트량을 저감시키더라도 콘크리트의 조기강도 발현에 문제가 없는 친환경 저탄소 콘크리트 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
삭제
또한, 본 발명은 『결합재, 굵은골재, 잔골재 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에서, 상기 결합재는 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하여 조성되고, 폴리카르본산계 감수제 80~99중량부 및 티오황산염계 화합물 1~20중량부로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.5~2.0중량부의 비율로 첨가된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물』을 함께 제공한다. 이때, 상기 시멘트의 일부는 플라이애시로 치환되어, 상기 결합재가 시멘트 40~94중량부, 고로슬래그 미분말 5~50중량부 및 플라이애시 1~10중량부로 조성된 것을 적용할 수 있으며, 상기 시멘트는 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트를 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 『(a) 잔골재와 굵은골재를 혼합하여 골재 혼합체를 형성시키는 단계; (b) 상기 골재 혼합체; 시멘트 및 고로슬래그 미분말을 포함하여 조성된 결합재; 물; 및 폴리카르본산계 감수제 80~99중량부 및 티오황산염계 화합물 1~20중량부로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제;를 혼합하여 프리캐스트 콘크리트 조성물을 조성하는 단계; (c) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물을 성형 몰드에 타설하는 단계; (d) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물에 대한 진동 다짐을 실시하는 단계; 및 (e) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물이 성형 몰드에 타설된 상태 그대로 증기양생실에 넣어 상압증기양생을 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법』을 함께 제공한다.
이 때, 상기 (e)단계의 상압증기양생은 상온에서의 전치공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도가 50~60℃에 이르기까지 일정하게 온도를 상승시키는 승온공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정 4~6시간, 상기 증기양생실의 온도가 상온에 이르기까지 일정하게 온도를 하강시키는 냉각공정 5~6시간을 실시할 수 있다. 다만, 상기 (b)단계의 시멘트로서 전술한 개질시멘트를 적용한 경우, 상기 상압증기양생의 정온공정을 1~2시간 단축시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 시멘트 사용량을 줄이고, 고로슬래그 미분말, 플라이애시와 같은 혼화재를 포함한 결합재의 사용량을 증가시키지 않으면서도 조기강도와 설계강도가 충분히 발현되는 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조할 수 있다.
본 발명은 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제 및 이를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공한다. 또한, 위의 프리캐스트 콘크리트 조성물을 이용하여 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조하는 방법을 함께 제공한다.
Ⅰ. 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제
본 발명은 폴리카르본산계 감수제와 티오황산염계 화합물의 혼합으로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 제공한다. 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제는 폴리카르본산계 감수제 1~80중량부 및 티오황산염계 화합물 1~20중량부의 비율로 혼합되어 있다.
상기 폴리카르본산계 감수제는 콘크리트 혼화제로 상용된 것으로서 미국특허 제4,471,100호, 제4,808,641호, 제4,962,173호, 제6,939,935호에서 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르계 단량체와 말레인산을 공중합시키는 형태, 아크릴산과 메톡시폴리에칠렌글리콜메타아크릴레이트를 공중합시키는 형태, 아크릴산, 메톡시폴리에칠렌글리콜메타아크릴레이트와 메타알릴설포네이트 형태의 3개의 수용성 비닐단량체를 공중합시킨 형태 또는 말레인산과 무수말레인산을 알킬폴리에칠렌글리콜과 에스테르화시켜 단량체를 제조하고, 이를 아크릴산과 중합하는 형태로 제조하는 방법 등이 개시되어있다. 또한, 국내에는 대한민국 특허공개 제064529호에서 제시된 불포화폴리알킬렌글리콜에테르 기재의 단량체와 말레인산을 공중합시킨 형태의 폴리카르본산계 화합물 등이 개시되어 있다. 본 발명에 적용되는 폴리카르본산계 감수제는 전술한 사항의 것은 물론 본 발명의 출원 후에 도출되는 어떠한 것이라도 "폴리카르본산계 감수제"로서의 본질에서 벗어나지 않는 한 선택적으로 적용할 수 있다.
상기 티오황산염(thiosulfate)계 화합물은 티오황산(황산기의 산소 원자 하나와 황 원자가 바뀌어 된 불안정한 산)의 수소 이온이 금속 이온 등의 양이온과 치환된 화합물을 통칭한다. 이러한 티오황산염계 화합물은 배합수에 첨가되어 OH-의 농도를 높이고, 결합재의 주요 성분으로 고로슬래그 미분말이 함유되어 있는 콘크리트 조성물을 증기양생하는 과정에서 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응을 촉진시킨다. 다만 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제에 함유된 티오황산염계 화합물의 조성비가 20wt%를 초과하는 경우에는 폴리카르본산계 감수제의 조성비가 상대적으로 줄어들게 되어 감수제 본연의 "굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티(workability) 증진 효과"가 저감된다.
Ⅱ. 프리캐스트 콘크리트 조성물
본 발명은 「결합재, 굵은골재, 잔골재 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에서, 상기 결합재는 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하여 조성되고, 폴리카르본산계 감수제 80~99중량부 및 티오황산염계 화합물 1~20중량부로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.5~2.0중량부의 비율로 첨가된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물」을 제공한다. 이 때 상기 시멘트의 일부는 플라이애시로 치환되어, 상기 결합재가 시멘트 40~94중량부, 고로슬래그 미분말 5~50중량부 및 플라이애시 1~10중량부로 조성된 것을 적용할 수 있으며, 상기 시멘트는 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트를 적용할 수 있다.
이하에서는 시험예와 함께 본 발명의 작용과 효과를 설명하기로 한다.
이하의 시험예들은 조기강도(콘크리트 타설 후 16시간 후에 발현되는 압축강도) 35MPa 발현을 목표로 콘크리트 배합을 실시한 것이다. 상기 조기강도 35MPa 조건은 PC부재의 전단응력 보강을 위해 삽입된 강선을 절단하기 위한 목표 강도로서, 성형몰드에 콘크리트를 타설하고 증기양생을 실시하여 16시간 만에 발현되는 강도를 말하는 것으로서, 압축강도가 35MPa 이상이 되면 조기강도 35MPa 조건이 충족되는 것으로 취급한다.
( 시험예 1)
시험예 1은 시멘트 사용량과 치환율(고로슬래그 미분말 또는 플라이애시로 치환한 비율)에 따른 조기강도(16시간)와 재령 28일 압축강도를 측정하기 위한 것이다.
아래의 [표 1]은 목표 16시간 강도 35MPa, 재령 28일의 목표 설계기준강도 45MPa 발현을 위한 프리캐스트 콘크리트 조성물 비교예들의 배합표이다. 본 시험에서는 일반적인 폴리카르본산계 감수제를 결합재 100중량부 대비 0.7중량부의 비율로 첨가하였다.
구 분 W/B
(wt%)		 S/a
(vol%)		 W
(㎏/㎥)		 C
(㎏/㎥)		 FA
(㎏/㎥)		 SP
(㎏/㎥)		 B
(㎏/㎥)		 압축강도(MPa)
16시간 28일
비교예1 39.1 44 180 460 - - 460 30.4 46.6
비교예2 36.0 44 180 500 - - 500 36.8 50.3
비교예3 36.0 44 180 300 - 200 500 32.1 53.2
비교예4 36.0 44 180 250 - 250 500 30.0 55.7
비교예5 36.0 44 180 200 50 250 500 29.7 56.4
비교예6 32.7 44 180 220 55 275 500 36.4 60.7
- W/B : 물결합재비(결합재 대비 물의 중량비)
- S/a : 잔골재율(골재의 전체 용적 대비 잔골재의 용적비)
- C : 보통포틀랜드시멘트(단위는 단위체적 1㎥ 당 무게(kg))
- FA : 플라이애시(단위는 단위체적 1㎥ 당 무게(kg))
- SP : 고로슬래그 미분말(단위는 단위체적 1㎥ 당 무게(kg))
- B : 결합재(단위는 단위체적 1㎥ 당 무게(kg))
- 폴리카르본산계 감수제를 결합재 중량 대비 0.7wt% 첨가
[그래프 1]
Figure 112012051681514-pat00001

위의 [표 1]과 [그래프 1]에 나타난 바와 같이, 비교예1의 경우 목표 설계기준강도(재령 28일) 45MPa를 만족하였으나, 목표 16시간 강도 기준은 충족되지 않았다. 비교예1에 비해 시멘트량을 40㎏/㎥ 증가시킨 비교예2는 목표 16시간 강도 기준이 충족되었고, 재령 28일 강도도 목표 설계기준강도를 크게 상회하였다.
비교예3 내지 비교예5는 단위결합재량을 500㎏/㎥로 고정하고 시멘트의 일부를 고로슬래그 미분말 또는 플라이애시로 치환한 조성물이다. 고로슬래그 미분말 및 플라이애시의 치환율이 증가할수록 조기강도는 저하하는 것으로 나타났고, 재령 28일 압축강도는 플라이애시의 포졸란 반응과 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응으로 인하여 콘크리트 조직이 치밀해져 점차 증가하는 것으로 나타났다.
비교예6은 단위결합재량을 550㎏/㎥로 증가시킨 조성물로서, 실험결과 조기강도는 목표치 이상으로 발현되었고, 재령 28일 압축강도는 더욱 상승하는 것으로 나타났다.
즉, 단위결합재량을 증가시키면 16시간 강도와 재령 28일 강도가 모두 향상되는 경향이 있다고 할 수 있다. 그러나 단위결합재량을 증가시킬 경우 자원 소모량이 증가하고 PC제품 생산비용이 증대되므로 단위결합재량(특히, 시멘트량)을 줄이면서도 목표 조기강도와 설계강도를 충족시킬 수 있는 방안이 필요하다. 단위결합재량을 500㎏/㎥로 고정시킨 비교예2 내지 비교예5에서 재령 28일 강도는 모두 목표값을 크게 상회하였기 때문에 조기강도를 상승시키기 위한 방안이 필요하다.
( 시험예 2)
시험예 2는 결합재를 시멘트(보통포틀랜드시멘트)만을 사용하고, 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제 사용 유무에 따른 압축강도를 실험한 것이다.
구 분 W/B
(wt%)		 S/a
(vol%)		 W
(㎏/㎥)		 C
(㎏/㎥)		 FA
(㎏/㎥)		 SP
(㎏/㎥)		 B
(㎏/㎥)		 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제
(wt%)		 압축강도
(MPa)
16시간 28일
비교예7 39.1 44 180 460 - - 460 0 30.4 46.6
비교예8 36.0 44 180 555 - - 500 0 36.8 50.3
비교예9 39.1 44 180 460 - - 460 0.7 34.5 47.1
비교예10 38.3 44 180 470 - - 470 0.7 36.7 48.8
- 비교예7 및 비교예8은 일반 폴리카르본산계 감수제를 결합재 중량 대비 0.7wt% 첨가한 것임.
- 비교예9 및 비교예10은 일반 폴리카르본산계 감수제 대신 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제(폴리카르본산계 감수제 90중량부 및 티오황산염계 화합물 10중량부로 조성된 것)를 결합재 중량 대비 0.7wt% 첨가한 것임.
[그래프 2]
Figure 112012051681514-pat00002

위의 [표 2] 및 [그래프 2]에 나타난 바와 같이 비교예7에서는 16시간 강도가 목표값에 미달하는 것으로 나타났으나 비교예8과 같이 시멘트량을 40㎏/㎥ 증가시켜 16시간 강도가 35MPa 이상이 되도록 할 수 있다. 그러나, 일반적인 폴리카르본산계 감수제 대신 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 결합재 중량 대비 0.7wt% 첨가한 경우에는 비교예10과 같이 시멘트량을 470㎏/㎥만을 사용하더라도 조기강도 증진효과가 발현되는 것을 알 수 있었다.
( 시험예 3)
시험예 3은 결합재가 보통포틀랜드시멘트 40wt%, 플라이애시 10wt% 및 고로슬래그 미분말 50wt%로 이루어진 콘크리트 조성물에 대해 증기양생을 실시하여 재령 16시간 압축강도와 28일 압축강도를 측정한 것이다.
구 분 W/B
(wt%)		 S/a
(vol%)		 W
(㎏/㎥)		 C
(㎏/㎥)		 FA
(㎏/㎥)		 SP
(㎏/㎥)		 B
(㎏/㎥)		 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제
(wt%)		 압축강도
(MPa)
16시간 28일
비교예11 36.0 44 180 200 50 250 500 0 29.7 56.4
비교예12 32.7 44 180 220 55 275 550 0 36.4 60.7
비교예13 36.0 44 180 200 50 250 500 0.7 39.5 61.1
비교예14 39.1 44 180 184 46 230 460 0.7 36.2 54.8
- 비교예11 및 비교예12는 일반 폴리카르본산계 감수제를 결합재 중량 대비 0.7wt% 첨가한 것임.
- 비교예13 및 비교예14는 일반 폴리카르본산계 감수제 대신 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제(폴리카르본산계 감수제 90중량부 및 티오황산염계 화합물 10중량부로 조성된 것)를 결합재 중량 대비 0.7wt% 첨가한 것임.
[그래프 3]
Figure 112012051681514-pat00003

위의 [표 3] 및 [그래프 3]에 나타난 바와 같이 증기양생을 실시한 프리캐스트용 콘크리트 조성물의 경우, 고로슬래그 미분말과 플라이애시와 같은 혼화재를 다량으로 사용하게 되면 비교예11에 대한 실험 결과와 같이 조기강도 발현이 저하되어, 비교예12에서와 같이 결합재량을 약 10% 가량 상승시켜야 한다는 단점이 있다. 하지만 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 사용한 콘크리트의 경우 비교예14와 같이 결합재량을 오히려 8% 가량 저감시키더라도 목표 조기강도와 설계기준강도를 모두 충족시킬 수 있게 된다.
( 시험예 4)
시험예 4는 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 첨가한 비교예14에 대하여 경시변화에 따른 슬럼프를 측정한 것이다.
[그래프 4]
Figure 112012051681514-pat00004

[그래프 4]에 나타난 바와 같이 비교예14 조성물은 제조시의 슬럼프가 140mm로 나타났고, 제조 후 30분 후에는 슬럼프 120mm를 나타내었다. 그러나 제조 후 60분 경과 후에는 슬럼프 손실이 크게 발생하여 슬럼프가 30mm로 측정되었다.
따라서 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 사용하는 경우에는 시간 경과에 따른 슬럼프 로스가 크기 때문에 레디믹스트 콘크리트에 적용하는 것은 부적절하다고 판단된다.
하지만 공장에서 제작하는 프리캐스트 콘크리트 부재의 경우 콘크리트 조성물 제조부터 타설 완료까지 10~20분만이 소요되므로 상기 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 사용하는 것이 가능하다고 판단된다.
한편, 본 발명에 적용되는 시멘트로는 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트를 적용할 수 있다. 위와 같은 개질시멘트는 타 조건이 동등한 경우 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하는 경우에 비해 콘크리트의 조기강도 및 장기강도가 5~10% 상승한다. 또한, 증기양생과정에서 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정을 1시간 가량 단축시킬 수 있다. 아래의 [표 4]는 1종 보통 포틀랜드 시멘트와 본 발명이 제공하는 개질시멘트 실시예의 분말도와 화학성분을 비교하여 나타낸 것이다.
구분 분말도
(㎠/g)		 화학성분
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2 K2O
1종 3,600 19.8 4.5 3.2 61.8 3.5 2.6 0.3 1.2
개질 4,200 19.9 4.3 3.1 61.8 3.6 3.1 0.4 1.1
- 1종 : 1종 보통 포틀랜드 시멘트
- 개질 : 본 발명이 제공하는 개질시멘트
Ⅲ. 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법
본 발명은 (a) 잔골재와 굵은골재를 혼합하여 골재 혼합체를 형성시키는 단계; (b) 상기 골재 혼합체; 시멘트; 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 포함하여 조성된 결합재; 물; 및 폴리카르본산계 감수제 80~99중량부와 티오황산염계 화합물 1~20중량부로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 혼합하여 프리캐스트 콘크리트 조성물을 조성하는 단계; (c) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물을 성형 몰드에 타설하는 단계; (d) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물에 대한 진동 다짐을 실시하는 단계; 및 (e) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물이 성형 몰드에 타설된 상태 그대로 증기양생실에 넣어 상압증기양생을 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법을 제공한다.
상기 (a)단계는 일반적인 골재 혼합체 형성 과정과 동일하다. 본 단계에서 굵은골재는 직경이 5~20mm인 것 또는 직경이 5~25mm인 것을 적용할 수 있다.
상기 (b)단계는 (a)단계에서 마련된 골재 혼합체에 결합재 및 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제를 첨가하여 프리캐스트 콘크리트 조성물을 조성하는 단계이다. 상기 결합재는 전술한 "프리캐스트 콘크리트 조성물"에 적용된 결합재와 같이 시멘트 40~98중량부, 고로슬래그 미분말 1~50중량부 및 플라이애시 1~10중량부를 포함하여 조성된 것을 적용할 수 있으며, 상기 시멘트는 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트를 적용할 수 있다.
상기 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제는 전술한 바와 같이 폴리카르본산계 감수제 100중량부 대비 티오황산염계 화합물 1~20중량부의 비율로 혼합된 것이며, 결합재 100중량부 대비 0.5~2.0중량부의 비율로 첨가된다.
상기 (c)단계는 (b)단계를 통해 마련된 프리캐스트 콘크리트 조성물을 성형 몰드에 타설하는 단계이고, 상기 (d)단계는 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물에 대한 진동 다짐을 실시하는 단계이다. 진동 다짐은 진동테이블 또는 바이브레이터를 이용하여 실시할 수 있다.
상기 (e)단계는 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물에 대해 상압증기양생을 실시하는 단계이다. 증기양생이란 거푸집을 빨리 제거하고 단시일내에 소요의 콘크리트 압축강도를 발현하기 위해 고온의 증기로 양생하는 방법이다. 상압증기양생은 콘크리트의 초기강도를 빠르게 발현시키기 위한 방법으로서 프리캐스트 콘크리트 조성물을 몰드에 타설한 채 그대로 증기양생실에 넣어 2~3시간 지난 후 온도를 일정하게 상승시킨 후 증기양생실의 온도가 최고온도에 도달한 상태에서 증기양생을 실시하는 방법이다.
상기 (e)단계의 상압증기양생은 상온에서의 전치공정 2시간, 상기 증기양생실의 온도가 50~60℃에 이르기까지 일정하게 온도를 상승시키는 승온공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정 4~6시간, 상기 증기양생실의 온도가 상온에 이르기까지 일정하게 온도를 하강시키는 냉각공정 5~6시간을 실시할 수 있다.
다만, 상기 (b)단계의 시멘트로 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트를 적용하는 경우에는 상기 (e)단계의 상압증기양생은 상온에서의 전치공정 2시간, 상기 증기양생실의 온도가 50~60℃에 이르기까지 일정하게 온도를 상승시키는 승온공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정 3~5시간, 상기 증기양생실의 온도가 상온에 이르기까지 일정하게 온도를 하강시키는 냉각공정 5~6시간을 실시할 수 있다. 즉, 정온공정을 1시간 가량 단축시킬 수 있는 것이다.
( 시험예 5)
시험예 5는 상기 (b)단계에서 개질시멘트를 적용함에 따라 상압증기양생의 정온공정을 단축시킬 수 있음을 확인하기 위한 것이다. 아래의 [표 5]에 나타난 비교예15와 비교예16은 결합재를 조성하는 시멘트의 종류만이 다를 뿐 물-결합재비, 잔골재율, 단위수량, 단위시멘트량, 단위결합재량, 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제 첨가량 등 다른 요소는 동일하다.
구분 W/B
(wt%)		 S/a
(vol%)		 W
(kg/㎥)		 C
(kg/㎥)		 FA
(kg/㎥)		 SP
(kg/㎥)		 B
(kg/㎥)		 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제(wt%)
비교예15 36.0 44 180 475(1종) - 25 500 0.5
비교예16 36.0 44 180 475(개질) - 25 500 0.5
- 1종 : 1종 보통 포틀랜드 시멘트
- 개질 : 본 발명이 제공하는 개질시멘트
- 비교예15 및 비교예15는 본 발명이 제공하는 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제(폴리카르본산계 감수제 96중량부 및 티오황산염계 화합물 4중량부로 조성된 것)를 결합재 중량 대비 0.5wt% 첨가한 것임.
[그래프 5]
Figure 112012051681514-pat00005

위의 [그래프 5]는 비교예15와 비교예16에 대해 상압증기양생을 실시하여 정온공정 실시 시간(최고온도 유지시간)에 따른 16시간 강도의 변화를 측정한 것이다. 비교예15에서는 정온공정을 3시간 진행했을 때 16시간 강도가 목표강도 35MPa에 미달하는 것으로 나타났으나 비교예16에서는 동일 조건에서 16시간 강도가 목표강도를 상회하였다. 따라서 개질시멘트를 사용하는 경우 정온공정을 단축시킬 수 있고, 이에 따라 프리캐스트 콘크리트 제품의 제작시간 단축과 함께 에너지를 절감할 수 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 결합재, 굵은골재, 잔골재 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에서,
    상기 결합재는 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하여 조성되고,
    폴리카르본산계 감수제 80~99중량부 및 티오황산염계 화합물 1~20중량부로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.5~2.0중량부의 비율로 첨가된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물.
  3. 제2항에서,
    상기 시멘트의 일부는 플라이애시로 치환되어, 상기 결합재가 시멘트 40~94중량부, 고로슬래그 미분말 5~50중량부 및 플라이애시 1~10중량부로 조성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에서,
    상기 시멘트는 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물.
  5. (a) 잔골재와 굵은골재를 혼합하여 골재 혼합체를 형성시키는 단계;
    (b) 상기 골재 혼합체; 시멘트 및 고로슬래그 미분말을 포함하여 조성된 결합재; 물; 및 폴리카르본산계 감수제 80~99중량부와 티오황산염계 화합물 1~20중량부로 조성된 프리캐스트 콘크리트용 조기강도 발현제;를 혼합하여 프리캐스트 콘크리트 조성물을 조성하는 단계;
    (c) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물을 성형 몰드에 타설하는 단계;
    (d) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물에 대한 진동 다짐을 실시하는 단계; 및
    (e) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물이 성형 몰드에 타설된 상태 그대로 증기양생실에 넣어 상압증기양생을 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법.
  6. 제5항에서,
    상기 (e)단계의 상압증기양생은 상온에서의 전치공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도가 50~60℃에 이르기까지 일정하게 온도를 상승시키는 승온공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정 4~6시간, 상기 증기양생실의 온도가 상온에 이르기까지 일정하게 온도를 하강시키는 냉각공정 5~6시간을 실시하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법.
  7. 제5항에서,
    상기 (b)단계의 시멘트로는 분말도가 4,200~4,400㎠/g인 개질시멘트를 적용하고,
    상기 (e)단계의 상압증기양생은 상온에서의 전치공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도가 50~60℃에 이르기까지 일정하게 온도를 상승시키는 승온공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정 3~5시간, 상기 증기양생실의 온도가 상온에 이르기까지 일정하게 온도를 하강시키는 냉각공정 5~6시간을 실시하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법.
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