KR101338794B1 - 규산소다 수화물을 함유한 광물질 분쇄조제용 조성물 - Google Patents

규산소다 수화물을 함유한 광물질 분쇄조제용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광물질 분쇄조제용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DEG(diethylene glycol), MEG(monoethylene glycol) 및 TEG(triethylene glycol)로 구성되는 군중에서 선택된 글리콜계 원료, TEA(triethanol amine), MEA(monoethanol amine) 및 DEA(diethanol amine)로 구성되는 군중에서 선택된 아민계 원료, 및 규산소다(Na2SiO3) 수화물을 포함하는 광물질 분쇄조제용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물은 종래에 비해 광물질의 분말도 및 분쇄효율이 향상되고, 유동성이 향상되며, 초기 및 장기 압축강도 증진에도 우수한 효과를 나타낸다.

Description

규산소다 수화물을 함유한 광물질 분쇄조제용 조성물{Composition for Grinding of Mineral Containing Sodium Silicate Hydrate}
본 발명은 규산소다 수화물을 함유한 광물질 분쇄조제용 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 글리콜계 원료, 아민계 원료, 및 규산소다 수화물을 포함하는 광물질 분쇄조제용 조성물에 관한 것이다.
광물질 중 시멘트는 건설 및 토목 재료 분야에서 접합제나 접착제로 여러 종류의 형태로 유용하게 사용되어진다. 시멘트 제조시 사용되는 원료로는 석회석, 규석, 점토, 철광석, 슬래그 또는 이들이 혼합물 등과, 부속원료로 코우크스, 슬러지, 더스트 등을 사용한다. 이들 원료를 배합하여 미세하게 분쇄한 후 킬른 내에서 1450℃로 처리를 하면 원료 중의 석회석 성분이 실리카, 알루미나, 철 성분 등과 결합하여 클링커 광물로 생성된다. 이 광물들이 물에 수화되면 단단하게 굳는 성질을 갖는다. 이들을 시멘트 클링커라 하며, 클링커는 석고와 같이 혼합 분쇄공정을 통하여 최종 제품인 시멘트로 생산된다.
시멘트의 제조는 공정이 매우 복잡한데, 공지된 바와 같이 물이 액체 상태 혹은 기체 상태로 존재하는지 여부와 무관하게 물에 매우 민감하다. 왜냐하면 시멘트는 물에서 굳기 때문이다. 다시 말해 시멘트는 물의 영향 하에서 짧은 시간내에 매우 안정적인 고체로 경화된다. 시멘트 제조의 중심 단계는 클링커(clinker)의 분쇄이다. 클링커는 매우 단단하기 때문에, 분쇄는 매우 복잡하다. 시멘트의 특성에 따라, 시멘트는 미세한 분말로 존재하는 것이 중요하다. 그러므로 시멘트의 분말도는 중요한 품질 특성이다. 분말 형태로의 분쇄를 용이하게 하기 위해, 소위 시멘트 분쇄 보조제가 이용됨으로써 분쇄 시간 및 에너지 비용이 매우 절감된다. 상기한 시멘트 분쇄 보조제는 통상적으로 알킬렌글리콜과 같은 글리콜을, 혹은 아민을, 혹은 아미노알코올을 함유하는 종류로부터 선택된다.
그러므로 예를 들어 US 5,084,103로부터는, 클링커용 분쇄 보조제로서, 트리이소프로판올아민(TIPA), 혹은 N,N-비스(2-히드록시에틸)-N-(2-히드록시프로필)아민 및 트리스(2-히드록시부틸)아민과 같은 트리알칸올아민이 개시된다.
시멘트의 제조공정 중 분쇄 공정은 시멘트의 최종 성능을 결정짓는 중요한 공정으로 분쇄시 분체의 응집 및 밀(mill) 내부의 코팅방지 외에 분체의 유동특성 및 그에 따른 피 분쇄물의 밀 잔류시간 단축을 위하여 일정량 첨가되어 분쇄 효율을 극대화시키는 것이 분쇄조제이다.
또한, 분쇄조제는 분쇄가 진행됨에 따라 미분쇄된 입자의 파단면에 이온이 편기하여 서로 응집하려는 현상을 방지하며 입자간 인력의 원인이 되는 표면에너지(surface energy)를 감소시킴으로 분체의 유동특성을 향상시키고 이미 분쇄된 미립자들을 통풍공기와 함께 밀(mill) 밖으로 원활히 배출시키고 밀(mill)로 재순환되는 미립분의 양을 감소시켜줌으로써 클링커 분쇄시 생산성을 향상시킨다.
시멘트 분쇄보조 제제 또는 조성물(cement grinding aid agent/composition)은, 시멘트 분쇄시 분쇄 촉진과 2차 입자의 생성방지, 분산성과 유동성 향상, 분쇄 평형 등을 목적으로 사용되는 물질로서, 시멘트 제조공정에 있어서 에너지 절감, 분쇄성능 향상, 및 분말도가 높은 제품을 생산하기 위하여 사용되는 중요한 물질이다. 시멘트를 분쇄하는 경우, 분쇄기(mill) 내부 벽면에 피분쇄물이 부착되거나, 시멘트 입자의 불포화 상태 (포지티브 또는 네거티브), 분쇄기 밀(mill) 내부 온도가 상승함에 따라 피분쇄물이 건조한 상태에서 분쇄용 스틸 볼(steel ball)의 충돌에 의해 정전기가 발생하여 피분쇄물이 서로 부착됨으로써 분쇄효과가 저감되는 등 시멘트 분쇄시 여러 문제점이 발생하는 것으로 지적되어 왔다. 따라서, 시멘트 분쇄를 효과적으로 수행하기 위해 시멘트 분쇄 보조제/촉진제의 사용이 오래전부터 고려되었다. 시멘트 분쇄보조제로 사용될 물질은, (i) 피분쇄물의 에너지를 제거할 수 있어야 하며, (ⅱ) 사용량이 적어야 하고, (ⅲ) 다운-스트림(down stream)에 영향을 주어서는 안되며, (ⅳ) 분쇄 기계에 녹ㆍ부식을 일으켜서는 안되고, (v) 경수(hard water)에 사용할 수 있어야 하며, (ⅵ) 독성이 적고 생분해성이 높아야 하는 등의 요건을 충족하여야 한다.
통상적으로 사용되는 분쇄조제의 성분은 단일화합물인 아민아세테이트(Amine acetate)와 에틸렌글리콜계(Etylene glycol)로는 모노에틸렌글리콜(Mono Etylene Glycol, MEG)와 디에틸렌글리콜(Diethylene Glycol, DEG)이 있으며, 알코올류로는 프로필렌글리콜(Propyl glycol)이 있으며, 글리콜 알카놀아민(Glycolalkanol amine)류로는 트리에탄올아민(Triethanol Amine, TEA) 등이 있다.
광물의 분쇄조제에 대한 기술로는 "폐부동액을 이용한 광물의 미분쇄 방법(대한민국 등록특허 제0222776호)"에 관한 기술, 디에틸렌글리콜이나 트리에탄올아민을 이용한 분쇄조제 방법을 서술한 "광물의 미분쇄 방법(대한민국 등록특허 제 0044210호)", 분쇄조제로 사용되는 2성분계 또는 3성분계에 대한 혼합비율을 변수로 분쇄조제를 사용한 경우 "광물 미분쇄용 분쇄조제(대한민국 등록특허 제 0650175호)"와 미국 등록특허 제4828624호, 시멘트 수화시 지연을 목적으로 하는 미국 등록특허 제 4204877호, 아민 아세테이트계 화합물을 이용한 "고활성 시멘트 조성물 및 이를 제조하는 방법(대한민국 등록특호 제 0596507호)"과 시멘트의 강도 향상 기능을 보완한 3차 아민계 화합물로 트리알카놀아민계(Trialkanol amine)를 이용한 미국 등록특허 제 5429675호, 5084103호, 6290772호 등이 있다.
위와 같이 종래의 기술은 단일화합물 또는 2성분 및 3성분계 혼합으로 시멘트 클링커 분쇄시 분쇄 효율의 증대 및 생산성 향상을 유도하였다.
이에, 본 발명자들은 광물질 분쇄시 분쇄 효율의 증대 및 생산성 향상을 도모하고자 노력하던 중, DEG(diethylene glycol), TEA(triethanol amine)에 규산소다(Na2SiO3) 수화물을 첨가한 새로운 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하고, 상기 조성물이 광물질의 분말도 및 분쇄효율이 향상되고, 모르타르 플로우 유동성 등 초기 및 장기 압축강도 증진에도 우수한 효과를 나타내며, 광물질 중에서 시멘트 제조공정과 유사한 공정을 가지는 고로슬래그 미분말 및 탄산칼슘에서도, 상기 조성물이 광물질 분쇄에서 우수한 효과를 나타냄을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 광물질 분쇄시 분쇄 효율의 증대 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 광물질 분쇄조제용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ⅰ) DEG(diethylene glycol), MEG(monoethylene glycol) 및 TEG(triethylene glycol)로 구성되는 군중에서 선택된 글리콜계 원료, ⅱ) TEA(triethanol amine), MEA(monoethanol amine) 및 DEA(diethanol amine)로 구성되는 군중에서 선택된 아민계 원료, 및 ⅲ) 규산소다(Na2SiO3) 수화물을 포함하는 광물질 분쇄조제용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 광물질은 시멘트 클링커, 고로슬래그 미분말, 탄산칼슘을 포함하는 광물질을 통칭하는 용어이다.
본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물에 있어서, 상기 글리콜계 원료는 50~89.9 중량%, 아민계 원료 10~49.9 중량% 및 규산소다 수화물 0.05~0.4 중량%인 것이 바람직하며, 이때 상기 글리콜계 원료는 DEG이고, 상기 아민계 원료는 TEA이며, 상기 규산소다 수화물은 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O) 및 기타 규산소다를 포함한 어떠한 화합물이어도 무방하다.
또한, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물에 있어서, 상기 조성물은 광물질의 분쇄시 광물질 중량의 0.005~0.05% 중량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명자들은 광물질의 분쇄를 향상시키기 위하여 상기와 같은 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하고 이들의 성능 검토를 위한 Pilot 시험, 분쇄 후 광물질에 대한 검토결과(성분분석, 분말도), 실공정 투입 후 분쇄능(단위 시간당 분쇄효율)과 화학시험 결과를 통해 그 성능을 확인하였다. 또한, 분쇄 후 광물질에 대한 모르타르 및 콘크리트 시험결과를 통해 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물의 효과를 확인하였다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명자들은 글리콜계 원료, 아민계 원료와 규산소다(Na2SiO3)를 혼합한 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하였는데, 종래의 분쇄조제에 비하여 분쇄효율(단위시간당 분쇄량 및 에너지절감) 및 기타 기능성(강도증진, 응결 촉진, 품질향상)이 향상되었다. 이것은 보조 원료로 적은 양이 첨가된 규산소다(Na2SiO3)가 글리콜계 원료, 아민계 원료 성분의 기능을 보조한 결과로 판단된다.
가장 바람직한 조성은 DEG 50~89.9 중량%, TEA 10~49.9 중량% 및 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O) 0.05~0.4 중량%이고, 실제 광물질 분쇄시 상기 조성물의 3배의 물을 첨가한 희석액을 광물질 중량대비 0.005~0.05%로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명자들은 광물질 분쇄조제용 조성물의 pilot 시험 결과, 종래의 Plain 화학성분과 유사하지만 분쇄물의 분말도가 높게 측정되어 분쇄효율이 향상되었다. 실제 공정 적용에서 상기 조성물의 화학성분은 Plain과 유사하였지만, 분말도 및 시간당 생산량이 향상됨을 확인하였다.
또한, 광물질 중 상기 조성물을 적용한 시멘트의 모르타르 및 콘크리트 적용평가에서 본 발명의 조성물이 적용된 시멘트의 모르타르 플로우가 Plain와 대비하여 높게 측정되어 유동성이 향상됨을 확인 하였고, 모르타르 압축강도에서도 향상됨을 확인하였다. 이를 통해 초기 및 장기 압축강도 증진에도 우수한 효과를 나타낸다. 콘크리트 시험결과, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 콘크리트에서 슬럼프 값이 높게 측정되어 유동성이 우수하였으며, 굳지 않은 콘크리트의 성능을 향상시킨다. 경화콘크리트의 압축강도에서 초기 및 장기에서 모두 강도발현이 향상되었다. 또한, 콘크리트 간이수화열에서도 최고온도가 높게 측정되고, 최고온도 도달시간도 보다 빠르게 측정되어 초기강도 발현율이 높아짐으로, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 응결을 촉진시켜 초기 강도를 증진시킨다.
아울러, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물에 규산소다 오수화물 이외에 기타 다른 규산소다 화합물을 첨가하는 경우에도 광물질의 분말도 및 시간당 생산량이 향상되는 것으로 파악되어 현재 그 결과를 시험중에 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물은 종래에 비해 광물질의 분말도 및 분쇄효율이 향상되고, 유동성이 향상되며, 초기 및 장기 압축강도 증진에도 우수한 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 실시예는 광물질 중 상기 조성물을 적용한 시멘트 클링커에 대해 설명하고자 한다.단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
<실시예 1> 광물질 분쇄조제용 조성물의 제조 1
글리콜계 원료로는 DEG(diethylene glycol) 50 중량%, 아민계 원료로는 TEA(triethaol amine) 49.8 중량%, 및 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O) 0.2 중량%을 함유하는 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하였다.
<실시예 2> 광물질 분쇄조제용 조성물의 제조 2
상기 실시예 1과 동일한 성분으로 다만 그 조성비가 DEG 89.8 중량%, TEA 10 중량%, 및 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O) 0.2 중량%을 함유하는 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하였다.
<실시예 3> 광물질 분쇄조제용 조성물의 제조 3
상기 실시예 1과 동일한 성분으로 다만 그 조성비가 DEG 70 중량%, TEA 29.95 중량%, 및 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O) 0.05 중량%을 함유하는 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하였다.
<실시예 4> 광물질 클링커 분쇄조제용 조성물의 제조 4
상기 실시예 1과 동일한 성분으로 다만 그 조성비가 DEG 69.8 중량%, TEA 29.8 중량%, 및 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O) 0.4 중량%을 함유하는 광물질 분쇄조제용 조성물을 제조하였다.
<실시예 5> 광물질 분쇄조제용 조성물을 이용한 광물질 분쇄
상기 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조한 광물질 분쇄조제용 조성물을 이용하여 시멘트 클링커를 분쇄하였다. 구체적으로, 먼저 상기 조성물에 물을 3배 첨가한 희석액을 제조하고, 이것을 하기 시험예에 기재한 바와 같이 클링커 중량대비로 최소 0.005%, 최대 0.05%를 투여하여 시멘트 클링커를 분쇄하였다.
< 시험예 1> 기능성 광물질 분쇄조제용 조성물을 이용한 클링커 분쇄
<1-1> pilot 시험
시멘트 클링커의 분쇄조제 적용 시험을 하기 위하여, 동일한 클링커를 준비하고, 클링커 15 ㎏에 상기 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조한 조성물을 0.0002중량부로 혼합한 후, 분말도가 3,500 ± 100 ㎠/g이 되도록 분쇄하였다. 분쇄기는 드럼크기 Φ 710 * 510 ㎜, 회전수 54 rpm의 드럼 밀을 사용하여 25분간 분쇄하였다. 분쇄를 통해 얻어진 시멘트의 분말도는 KS L 5106(공기 투과 장치에 의한 포틀랜드 시멘트의 분말도 시험 방법)에 근거하여 측정했고, 화학분석은 XRF를 이용하였다. 하기 표 1에 화학적 시험결과를 기재하였다.
항목 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O Sum 분말도
plain 21.42 5.73 3.11 61.49 3.28 1.80 1.37 0.18 98.38 3,501
실시예 1 21.65 5.68 3.14 61.41 3.24 1.89 1.36 0.19 98.56 3,557
실시예 2 21.65 5.67 3.13 61.42 3.23 1.90 1.38 0.19 98.55 3,559
실시예 3 21.57 5.69 3.15 61.40 3.24 1.91 1.37 0.20 98.57 3,556
실시예 4 21.85 5.69 3.16 61.42 3.24 1.91 1.37 0.17 98.58 3,560
이때, Plain은 종래의 시멘트 클링커 분쇄 조제를 적용하여 분쇄된 시멘트를 나타낸다.
Pilot 시험에서 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물을 이용한 분쇄물의 화학성분은 Plain과 유사하였으며, 분쇄 조제물의 분말도가 55 ㎠/g 높게 측정되어 분쇄효율이 향상된 것으로 판단되었다.
<1-2> 공정 적용
상기 시험예 1-1에서 얻어진 Pilot 시험 결과를 바탕으로 실제 공정에 적용 평가하였다. 구체적으로 상기 실시예 3의 조성물을 이용하여 2차에 걸쳐 상기 실시예 5의 방법으로 시험하였다. 그 화학적 시험 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
시간당 생산량(톤/hr)
항목 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O Sum 시간당 생산량 분말도
plain(1차) 21.85 5.79 3.22 61.44 3.23 1.89 1.24 0.18 98.82 74.68 3,624
실시예 3(1차) 21.86 5.81 3.21 61.44 3.19 1.93 1.20 0.17 98.81 75.34 3,691
plain(2차) 21.86 5.78 3.19 61.43 3.33 1.85 1.24 0.18 98.86 76.61 3,481
실시예 3(2차) 22.05 5.83 3.21 61.41 3.29 1.84 1.22 0.19 99.04 78.82 3,496
이때, Plain은 종래의 시멘트 클링커 분쇄 조제를 적용하여 분쇄된 시멘트를 나타낸다.
공정 적용 후 채취한 시멘트에서 실시예 3의 광물질 분쇄조제용 조성물을 이용한 분쇄 조제물의 화학성분은 Plain과 유사하였으며, 분쇄 조제물의 분말도는 1차 적용시 67 ㎠/g , 2차 적용시 15 ㎠/g 높게 측정되었다. 또한, 시간당 생산량의 경우 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물을 이용한 분쇄 적용시 1차 0.66 ton/hr, 2차 2.21 ton/hr으로 높게 측정되었다.
그러므로, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물을 분쇄 적용시 종래의 분쇄조제용 조성물을 사용한 경우보다 분쇄 조제물의 분말도가 높아지고, 시간당 생산량이 향상되었다.
<시험예 2> 모르타르 적용평가
상기 시험예 1-2의 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 공정에서 생산된 시멘트를 이용하여 모르타르 물성시험을 진행하였다. 구체적으로, 물/시멘트 비는 0.48로 하고, 5 ㎝ X 5 ㎝ X 5 ㎝ 몰드를 이용하여 모르타르 공시체를 제작하였으며, KS L ISO 679(시멘트 강도 시험방법)에 근거하여 재령 3, 7, 28일 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.
항목 분말도(㎠/g) 모르타르 압축강도(Mpa) Flow(㎜)
3일 7일 28일
plain(1차) 3,624 29.6 42.6 53.0 165
실시예 3(1차) 3,691 30.4 43.9 54.6 170
plain(2차) 3,481 30.9 44.9 56.6 173
실시예 3(2차) 3,496 32.9 46.1 58.3 179
본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 시멘트의 모르타르 플로우가 Plain 대비 1차 5 ㎜, 2차 6 ㎜로 높게 측정되어 유동성이 향상되었다. 또한, 모르타르 압축강도에서도 신규 분쇄조제 적용 시멘트가 각 재령 별로 2~6% 더 증진되었다.
따라서, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물의 적용을 통해 분말도 및 분쇄효율이 향상되며, 모르타르 플로우 유동성이 향상되고, 초기 및 장기 압축강도 증진에도 우수한 효과를 나타내는 것으로 판단된다.
<시험예 3> 콘크리트 적용평가
공정 적용된 시멘트의 콘크리트시험을 하기 위해 하기 표 4에 나타내는 재료를 사용하였다.
사용 재료
재료 약기 품명
물 W 상수도수
시멘트 C 보통 포틀랜드 시멘트
잔 골재 S 세척사 : 밀도 2.60
굵은 골재 G 쇄석 : 밀도 2.62
혼화제 AD AE 감수제 표준형
이때, 보통 포틀랜드 시멘트란 시멘트 클링커의 분쇄조제용 조성물이 적용된 시멘트를 나타낸다.
상기의 시멘트를 이용하여 콘크리트 시험을 진행하였다. 구체적으로, KS F 2402(콘크리트의 슬럼프 시험 방법)에 근거하여 슬럼프를 측정하였고, KS F 2421(압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험 방법)에 근거하여 공기량을 측정하였으며, KS F 2405(콘크리트의 압축 강도 시험 방법)에 근거하여 재령 3, 7, 28일에 대한 압축강도를 측정하여 하기 시험예와 같은 시험결과를 얻었다. 먼저, 콘크리트 시험배합은 표 5에 기재하였다.
콘크리트 시험배합
W/C S/A W OPC S G AD
51.5 48.0 170 330 855 934 1.65
(B=330) (0.5%)
시멘트 클링커의 분쇄조제용 조성물에 대한 명확한 성능 변동 확인을 위하여 OPC 단독 적용의 콘크리트 배합을 적용하였다.
<3-1> 굳지 않은 콘크리트 시험결과
plain 1차 실시예 3의 조성물(1차) plain 2차 실시예 3의 조성물(2차)
slump(㎜) 0분 175 180 180 185
60분 125 140 135 145
air(%) 0분 5.5 5.3 5.1 5.0
60분 4.2 4.3 4.0 4.2
AE제 적용량(%) 0.7 0.7 0.7 0.7
초기 시험 결과 시료에 따른 슬럼프 변동 및 콘크리트 공기량은 큰 차이는 없었지만, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 콘크리트의 슬럼프 값이 1, 2차 각각 5 ㎜ 높게 측정되어 유동성이 더 우수한 것으로 판단되었다.
경시변화 후 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 콘크리트의 슬럼프 변화가 1차 10 ㎜, 2차 5 ㎜ 적었으며, 공기량 변화에서도 감소폭이 1차 0.2%, 2차 0.3% 더 적게 측정되어 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 굳지 않은 콘크리트의 성능을 향상시키는 것으로 판단된다.
<3-2> 경화콘크리트 압축강도 특성
plain 1차 실시예 3의 조성물(1차) plain 2차 실시예 3의 조성물(2차)
압축강도

 3일 13.3 14.1 13.4 13.7
7일 18.6 19.3 19.1 20.1
28일 31.5 32.5 30.8 33.1
먼저, 초기재령(재령 3, 7일) 강도발현 특성을 살펴보면, 초기(3, 7일) 압축강도는 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 콘크리트가 2~6% 더 증진되었다. 장기재령(재령 28일) 강도발현 특성을 살펴보면, 28일 압축강도에서도 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 콘크리트가 1차 3%, 2차 7% 더 증진되었다.
그러므로, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물을 적용하는 것이 초기 및 장기 압축강도에서 우수한 성능을 나타내는 것으로 판단되었다.
<3-3> 콘크리트 간이수화열 특성
시멘트 별 콘크리트 적용에 따른 수화열 거동 특성을 파악하였다. 먼저, 콘크리트 시료에서 굵은 골재를 제거한 모르타르 부분에 대한 수화열을 측정하였는데, 구체적으로 동일한 시료량(2 ㎏)의 모르타르를 단열용기 내에서 수화열을 2중 단열로 측정하였다. 이것은 콘크리트 제품에 대한 수화열 특성을 예측할 수 있는 기초자료로서 활용할 수 있다. 그 결과를 하기 표 8에 기재하였다.
구분 plain 1차 실시예 3의 조성물(1차) plain 2차 실시예 3의 조성물(2차)
최고온도(℃) 29.9 33.1 30.3 31.6
도달시간(hrs) 38 32 37 35
상승속도(℃/hr) 0.79 1.03 0.82 0.90
간이 수화열 시험을 수행한 결과, 본 발명의 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 1차 모르타르가 최고온도 33.1℃로 가장 높게 측정되었다. 본 발명의 기능성 광물질 분쇄조제용 조성물이 적용된 모르타르의 최고온도 도달 시간이 1차 6 hr, 2차 2 hr 더 빠르게 측정되었다. 이것은 기능성 분쇄조제 적용으로 응결을 촉진시켜 초기 강도 증진에 영향을 주는 것으로 판단된다.
한편, 본 발명의 구체적 범위는 상기 기술한 실시예 보다는 특허청구범위에 의하여 한정지어지며, 특허청구 범위의 의미와 범위 및 그 등가적 개념으로 도출되는 모든 변경 및 변형된 형태를 본 발명의 범위로 포함하여 해석하여야 한다.

Claims (5)

  1. ⅰ) DEG(diethylene glycol), MEG(monoethylene glycol) 및 TEG(triethylene glycol)로 구성되는 군중에서 선택된 글리콜계 원료,
    ⅱ) TEA(triethanol amine), MEA(monoethanol amine) 및 DEA(diethanol amine)로 구성되는 군중에서 선택된 아민계 원료, 및
    ⅲ) 규산소다(Na2SiO3) 수화물;을 포함하는 광물질 분쇄조제용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 글리콜계 원료는 50~89.9 중량%, 아민계 원료 10~49.9 중량% 및 규산소다 수화물 0.05~0.4 중량%인 것을 특징으로 하는 광물질 분쇄조제용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 글리콜계 원료는 DEG이고, 상기 아민계 원료는 TEA인 것을 특징으로 하는 광물질 분쇄조제용 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 규산소다 수화물은 규산소다 오수화물(Na2SiO3ㆍ5H2O)인 것을 특징으로 하는 광물질 분쇄조제용 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 광물질의 분쇄시 광물질 중량의 0.005~0.05% 중량비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 광물질 분쇄조제용 조성물.
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