KR101454400B1 - 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물은 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 콘크리트이며, 물과 골재에 혼합했을 때 장기간에 걸쳐서도 안정된 강도 발현이 지속되는 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%와; 2.5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 잔골재 35~40중량%와; 13mm 체를 통과하고 2.5mm 체에 남은 굵은골재 30~35중량%와; 개질제인 아크릴라텍스 4~7중량%와; 작업시간을 조절하기 위해 첨가하는 지연제인 순도 99% 이상의 함수구연산(Citric Acid Monohydrate) 0.04~0.07중량%와; 물 3.5~5중량%로 구성되며, 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법은 초속경 시멘트 조성물를 제조하는 제1공정과; 개질 초속경 콘크리트 조성물인 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%, 잔골재 35~40중량% 및 굵은골재 30~35중량%를 강제 믹서에서 교반시키는 제2공정과; 초속경 시멘트 조성물, 잔골재 및 굵은골재가 골고루 혼합되어 저장된 강제 믹서에 물 3.5~5.0중량%, 아크릴라텍스 4~7중량% 및 지연제 0.04~0.07중량% 더 혼합하여 교반하여 개질 초속경 콘크리트 조성물을 완성시키는 제3공정으로 이루어진다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물과 그 제조방법에 따르면 초기 수화반응속도와 수화열을 촉진하여, 저온발열특성 및 초속경성 확보의 어려움을 극복하여 압축강도와 부착강도와 같은 구조특성이 우수하여 도로포장 및 보수후 개방시간 4시간 이내에 개통이 가능하며, 염분침투저항성, 동결융해저항성등의 내구특성이 우수하여 도로포장 및 보수 재료로서 적합하며, 그와 더불어 경제성, 시공의 안전성을 확보할 수 있다.

Description

아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그 제조방법{Acrylic-Latex Modified Rapid Setting Concrete Composition and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 초속경 라텍스 개질 콘크리트(Latex Modifed Rapid Setting Concrete) 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 교면 및 포장도로 등 콘크리트 구조물 보수에 적용된다. 칼슘알루미네이트 광물을 조합 사용하고 라텍스를 개선하여 초기 수화반응을 촉진하여, 초기 및 후기 강도발현을 최적화하여 콘크리트 구조물 보수재료로서 요구되는 주요 평가항목인 동결융해저항성, 염분침투저항성, 내마모성, 부착강도, 압축강도, 건조수축, 열팽창계수 등 품질기준에 적합한 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로보수 및 교면포장의 용도로 사용되는 초속경 라텍스 개질 콘크리트 조성물은 초속경시멘트와 라텍스에멀젼을 사용하는데 라텍스에멀젼은 초속경시멘트의 입자를 피복하여 정상적인 수화를 방해하는 특성으로 인해 라텍스 개질 콘크리트의 수화속도를 지연시키며 수화열의 발생을 억제하는 특성이 있다.
또한 실용화 되어 있는 대부분의 초속경시멘트는 포틀랜드시멘트와 CSA(칼슘설포알루미네이트 Calcium Sulfoaluminate)광물을 주재료로 하여 석고와 응결촉진제 및 응결지연제 및 유동화제(분산제)를 혼합한 것으로서 CSA계 초속경시멘트는 발열이 낮아 하절기에는 높은 수화열로 인한 표면균열의 발생을 억제하는 장점이 있으나 저온에서는 콘크리트의 온도가 낮아지고 방열로 인해 수화속도가 현저히 저하되는 문제가 있어 대기온도가 낮은 동절기 및 간절기 야간공사에는 사용을 금지하는 것이 보통이다.
시공이 불가피할 때에는 골재를 가열한 후 온수를 사용하고 양생 시에도 온풍기로 보온을 해야 하는 등의 조치가 필요할 뿐만 아니라 이렇게 시공한 후에도 강도발현이 늦어 개통시간이 길어지고 개통 후에도 강도발현이 늦어 내구성이 저하되는 문제를 안고 있다.
이러한 현상은 라텍스에멀젼을 혼합하는 콘크리트에서 라텍스의 시멘트 입자 피복현상에 의해 더욱 심화될 뿐만 아니라 두께가 50mm에 불과한 교면포장이나 콘크리트 도로의 부분 단면보수시에는 방열이 더욱 심하여 저온에서 시공할 경우 심각한 하자가 빈번하게 발생되고 있다.
또한 라텍스 에멀젼으로서 대부분 SBR 라텍스을 사용하고 있는데 콘크리트와 혼합시 콘크리트 믹서장비(Mobile Mixer)의 토출구 막힘이 빈번하고, 높은 점도로 표면 마무리 작업성이 저하되고, 저온에서의 저발열이 심화되어 콘크리트 조직의 불균일로 인한 내구성 저하가 발생하고 있다.
초속경시멘트는 11CaO7·Al2O3·CaF2, CaO7·Al2O3, 12CaO·7Al2O3등의 속경성 광물을 함유하는 광물을 합성하여 분쇄한 분말에 포틀랜드시멘트, 석고분말, 소석회 및 유동화제, 지연제 등의 첨가물질을 혼합하여 제조하거나 Calcium sulpho Aluminate(CSA, 3CaO·3Al2O3·CaSO4, C4A3S)의 분쇄품에 포틀랜드시멘트, 석고분말과 기타 첨가물을 첨가하여 제조하는 방법이 있다.
이들 중 CSA로 제조하는 방법이 원가가 가장 저렴하고 발열이 느려 작업시간 확보 및 사용하기 편리하기 때문에 국내 대부분의 초속경성 시멘트는 CSA를 주광물로 하는 제조방법을 채택하고 있다. CSA계 초속경시멘트는 발열이 늦기 때문에 하절기에는 타 광물을 사용한 초속경시멘트 보다 콘크리트의 온도상승이 적어 수화열로 인한 표면균열이 방지되는 효과가 있고 기온이 높은 경우 초기수화가 활발하여 조기강도를 발현하는 데에 문제가 없다.
그러나 기온이 낮을 경우에는 발열이 진행되기 전에 콘크리트의 온도가 낮아지면서 수화가 지연되고 이로 인해 콘크리트의 온도상승이 늦어지면서 강도발현이 현저히 저하되는 문제가 발생한다. 특히 두께 50mm 정도로 시공되는 교면보수 및 노면 부분 보수 시에는 콘크리트의 방열이 심하여 더욱 심각한 문제가 될 수 있다.
5℃ 이하의 조건에서는 더욱 강도발현이 어려워지며 양생 자체가 불가능하게 되는 문제가 발생하는데 국내 기후는 영하인 동절기 뿐만 아니라 춘추, 간절기에는 기온변화가 심하여 야간에는 기온이 5℃ 이하로 떨어지며 특히 온도변화가 심한 고속도로, 국도 등의 콘크리트도로면은 영하의 온도로 냉각되는 경우가 빈번하게 발생하기 때문에 실질적으로 시공이 가능한 기간이 제한적이라는 문제가 있다.
특히 시공 후 3~4시간 내에 개통해야 하는 고속도로의 경우 저온으로 인해 양생이 지연되면 상대적으로 강도가 불충분한 상태에서 개통을 하게 되며 따라서 차량개통으로 인한 충격에 보수층이 약화되어 내구성이 저하되는 문제로 이어지게 된다.
이러한 저온시공의 문제점은 시멘트의 발열이 높은 초속경시멘트를 사용하는 방안으로 해결이 가능하므로 발열이 높아 동절기에도 사용되고 있는 알루미나 시멘트계 초속경시멘트의 적용이 검토되기도 하였으나 너무 급격한 발열과 라텍스와의 부작용으로 유동성이 저하되는 문제가 있어 대안이 되지 못하고 있다.
또한, 초속경 라텍스 개질 콘크리트는 점도가 매우 높은 라텍스의 특성 때문에 콘크리트를 타설 후, 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리작업을 할 때 콘크리트가 작업도구에 부착되는 문제가 발생되고 있다.
시공 후 개방시간(통상 3-4시간 이내)이 매우 빠른 라텍스개질 초속경 콘크리트공사의 경우, 저온 양생반응 지연, 라텍스의 높은 점도 영향에 따른 작업성 저하 등의 시공 문제점들을 해결하기 위해서는 개선된 라텍스개질 초속경 콘크리트 조성물이 필요하게 되었다.
등록특허 10-0755272로 게시된 라텍스개질 콘크리트용 속경성 시멘트 조성물은 유리 CaSO4를 1 내지 10 중량% 포함하는 아윈계 클링커를 블레인 비표면적 4,000 ~ 7,000cm2/g 으로 분쇄한 분말 20 내지 60 중량%와 보통 포틀랜드 시멘트 30 내지 55 중량% 및 석고 5 내지 25 중량%를 혼합한 조성물 100 중량부에 대하여 응결조절제 0.1 내지 1.5 중량부, 경화촉진제 0.1 내지 3.0 중량부 및 분산제 0.3 내지 1.5 중량부를 포함하나 본 발명의 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate, CSA)와 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물을 조합사용하는 것과는 상이하고 첨가제의 부수적인 성능 상승이 없다.
등록특허 10-0900716로 게시된 초조강 합성 아크릴 개질 콘크리트 조성물은 초조강 시멘트 결합재 11~14 중량%와, 잔골재 45~50 중량%와, 굵은 골재 33~38 중량%와, 물 2~4 중량%와, 아크릴, 라텍스, 지연형 폴리 칼본산계 고성능 감수제를 혼입한 합성 아크릴 2~4중량%로 구성되며, 상기 초조강 시멘트 결합재 100 중량%에 대하여 보통 포틀랜드 시멘트 72~80 중량%, 칼슘알루미나시멘트 5~10중량%, 석고 2~10 중량%, 겔라이트 미분말 3~6 중량%, 분말 방수제 0.5~2 중량 %, 섬유 0.05~0.2 중량%가 혼합되나 본 발명은 개질된 아크릴라텍스인 메타크릴산메틸를 사용하고 조성물이 상이하며 중량 레시피 역시 상이하다.
등록특허 10-0807850로 게시된 속경성 아크릴 개질 콘크리트 조성물 및 그 제조방법은 전체 조성물 100 중량%에 대하여 속경성 시멘트 결합재 14~16 중량%, 잔골재 45~47 중량%, 굵은 골재 29~31 중량%, 물 3~5 중량%, 폴리머 에멀젼 4~6 중량%로 구성되되, 상기 속경성 시멘트 결합재는 전체 100 중량%에 대하여 초미립 시멘트 30~50 중량%, 비정질 칼슘 알루미네이트 미분말 10~20 중량%, 플라이애쉬 30~50 중량%, 리튬 카보네이트 0.1~1.0 중량%로 구성되며, 상기 폴리머 에멀젼은 아크릴 수지와 라텍스의 혼합물이나 본 발명은 개질된 아크릴라텍스인 메타크릴산메틸를 사용하고 조성물이 상이하며 중량 레시피 역시 상이하다.
등록특허 10-1389741로 게시된 폴리머 개질 고성능 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 덧씌우기 포장공법은 속경성 시멘트계 결합재 5∼35중량%, 잔골재 20∼65중량%, 굵은골재 20∼65중량%, 물 0.1∼15중량% 및 폴리머계 혼화제 0.01∼15중량%를 포함하며, 상기 속경성 시멘트계 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 10∼60중량%, 비정질 칼슘알루미네이트 10∼60중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼10중량%, 석고 0.01∼10중량%, 고로슬래그 0.01∼20중량%, 칼슘알루미네이트 0.01∼10중량% 및 칼슘 실리케이트 0.01∼10중량%를 포함하고, 상기 폴리머계 혼화제는 스티렌 10∼70중량%, 메틸메타크릴레이트 10∼45중량%, 에틸아크릴레이트 5∼35중량%, 이타코닉산 0.1∼20중량% 및 부타디엔 0.1∼20중량%를 포함하나 본 발명은 개질된 아크릴라텍스인 균열저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성을 위하여 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성시키는 -5℃의 낮은 Tg(유리전이온도) 값을 갖는 메타크릴산메틸를 사용하고 조성물이 상이하며 중량 레시피 역시 상이하다.
등록특허 10-1355400로 게시된 내구성이 개선된 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법은 속경성 시멘트 3∼30중량%, 잔골재 25∼65중량%, 굵은골재 25∼65중량%, 물 0.1∼15중량% 및 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 0.1∼15중량%를 포함하며, 상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 스티렌-아크릴 에멀젼 20∼95중량%, 부틸-아크릴 에멀젼 0.1∼70중량%, 스티렌-부타디엔 에멀젼 0.01∼50중량%, 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 0.01∼50중량%, 에틸렌 초산비닐 에멀젼 0.01∼50중량%, 폴리 아크릴 에스테르 에멀젼 0.01∼50중량%, 에폭시 에멀젼 0.01∼50중량% 및 메틸메타크릴레이트 에멀젼 0.01∼50중량%를 포함하며, 상기 속경성 시멘트는 조강 시멘트 50∼98중량%, 마그네슘 설포 알루미네이트 1∼25중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼15중량%, 고로슬래그 0.01∼20중량%, 메타카올린 0.01∼20중량%, 플라이애쉬 0.01∼15중량%, 석고 0.01∼20중량% 및 촉진제 0.01∼10중량%를 포함하나 본 발명은 개질된 아크릴라텍스인 메타크릴산메틸를 사용하고 조성물이 상이하며 중량 레시피 역시 상이하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 원료인 초속경 시멘트에서 주광물로서 CSA와 비정질 C12A7 또는 알루미나시멘트를 복합하여 사용함으로서 발열온도를 계절에 적합하도록 조정할 수 있는 수단을 제공함과 동시에 시공온도에 관계없이 보다 안정적인 조기강도 및 장기강도를 발현할 수 있도록 하여 초속경 라텍스 콘크리트의 초기 강도저하 및 수화반응 지연 문제점을 해결하여, 작업성이 향상되고, 강도 및 내구성이 개선되며, 콘크리트의 하자를 줄일 수 있는 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하고, UCP(Uni-Jet Concrete Plus: 비정질 C12A7계 고성능 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트) 공법을 구체화하여 제시함에 있다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물은 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 콘크리트이며, 상기 개질 초속경 콘크리트 조성물은 물과 골재에 혼합했을 때 압축강도 3시간 내에 실용강도인 7일 강도 25MPa 이상이 발현되며, 28일 강도가 45MPa상이고, 장기간에 걸쳐서도 안정된 강도 발현이 지속되는 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%와; 2.5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 잔골재 35~40중량%와; 13mm 체를 통과하고 2.5mm 체에 남은 굵은골재 30~35중량%와; 개질제인 아크릴라텍스 4~7중량%와; 작업시간을 조절하기 위해 첨가하는 지연제인 순도 99% 이상의 함수구연산(Citric Acid Monohydrate) 0.04~0.07중량%와; 물 3.5~5중량%로 구성된다.
상기 초속경 시멘트 조성물은 수경성 결합제인 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement : OPC) 20~50중량%와; 에트린자이트(Ettringite)를 안정적으로 형성하고 시멘트와의 반응 시 장기적으로 강도 증진 및 내구성을 향상시키는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate, CSA) 20~50중량%와; 발열온도를 계절에 적합하도록 조절하기 위하여 첨가하는 칼슘알루미네이트로서 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%와; 후기 경화속도와 압축강도를 증진시키는 무수석고 10~30중량%와; Ca 이온을 용출시켜 충분한 이온 반응으로 에트린자이트(Ettringite) 형성을 도우며 경화를 촉진시키는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 2~15중량%와; 시멘트와 무수석고 입자에 흡착된 음전하의 입자간 반발력으로 입자를 분산시켜 일시적으로 유동성을 개선시키며, 폴리칼본산계, 멜라민계 및 나프탈렌계 유동화제 중 하나 이상으로 이루어진 유동화제 0.1~1중량%와; 경화를 촉진시키기 위하여 리튬카보네이트(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4) 및 황산알루미늄(Al2O3SO4) 중 1종 이상으로 이루어진 경화촉진제 0.1~1 중량%와; 너무 빠른 경화를 조절하여 경화시간을 조절하기 위하여 구연산, 주석산, 글루콘산, 붕산, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨 중 1종 이상으로 이루어진 경화지연제 0.1~1 중량%의 조성물로 구성된다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 보크사이트, 석회석 및 석고를 일정 배합비로 조합하여 로타리킬른에서 1,200~1,300℃로 소성한 후 분말도의 블레인(Blaine)치가 5,000~8,000cm2/g이 되도록 분쇄한 것으로서 화학성분은 CaO 40~50중량%, Al2O3 30~40중량%, SiO2 5~10중량%, SO3 6~10중량%이다.
상기 비정질 C12A7 은 CaO를 함유한 광물과 알루미나(Al2O3)를 함유한 광물을 생석회(CaO) 40~55중량%와, 알루미나부산물(Al2O3) 40~55중량%와 SiO2 3~6중량%가 되도록 조합하여 전기로에 넣고 1300~1500℃로 완전히 용융한 후 고속기류로 분사, 급냉하여 유리화시켜 제조한 비정질 C12A7를 분쇄공정을 거쳐 분말로 제조된 것으로 분말도의 브레인치가 5000~7000cm2/g 이다.
상기 경화촉진제는 리튬카보네이트(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4) 및 황산알루미늄(Al2O3SO4) 중 1종 이상을 사용한다.
상기 잔골재의 조립률은 2.3~3.1 이며, 상기 굵은골재의 조립률은 6~8이다.
상기 잔골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 10mm에서 100%, 5mm에서 95~100%, 2.5mm에서 80~100%, 1.2mm에서 50~85%, 0.6mm에서 25~60%, 0.3mm에서 10~30%, 0.15mm에서 2~10%로 이루어진다.
상기 굵은골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 13mm에서 100%, 10mm에서 85~100%, 2.5mm에서 0~10%, 0.6mm에서 0~5%로 이루어진다.
아크릴라텍스는 고형분이 45~50 중량%이며, 수분함량이 50~55 중량%이고, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)과 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)의 순수 아크릴계 단량체(Monomer)로 합성하였고, 비이온성 개질재로서 이온성에 의한 쇼크를 최소화하여 시멘트와의 혼화성을 높였고, -5℃의 낮은 Tg(유리전이온도) 값을 부여하여 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성시켜 균일저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성을 높였다.
아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법은 초속경 시멘트 조성물를 제조하는 제1공정과; 개질 초속경 콘크리트 조성물인 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%, 잔골재 35~40중량% 및 굵은골재 30~35중량%를 강제 믹서에서 교반시키는 제2공정과; 초속경 시멘트 조성물, 잔골재 및 굵은골재가 골고루 혼합되어 저장된 강제 믹서에 물 3.5~5.0중량%, 아크릴라텍스 4~7중량% 및 지연제 0.04~0.07중량% 더 혼합하여 교반하여 개질 초속경 콘크리트 조성물을 완성시키는 제3공정으로 이루어진다.
상기 제1공정은 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement)와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate)와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물와, 무수석고 및 수산화칼슘과, 첨가제인 유동화제와, 경화촉진제와, 경화지연제를 검사하는 원료 인수검사공정인 제1-1공정과; 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement) 20~50중량%와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate) 20~50중량%와, 무수석고 10~30중량%와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%를 각각 계량하는 계량공정인 제1-2공정과; 계량된 주원료에 첨가제인 유동화제 0.1~1중량%, 경화촉진제 0.1~1 중량%, 경화지연제 0.1~1.0중량%를 혼합하는 혼합공정인 제1-3공정과; 제1-3공정을 거친 제품을 저장하는 제품저장공정인 제1-4공정과; 제품검사를 하는 제품검사공정인 제1-5공정과; 지대나 톤백으로 포장하는 포장공정인 제1-6공정으로 구성된다.
상술한 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그를 사용한 시공방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법에 따르면 개질 초속경 콘크리트 조성물에 사용되는 시멘트 원료로 칼슘설포알루미네이트, 석고분말외 일반 포틀랜드시멘트, 복합 칼슘알루미네이트 광물을 추가로 첨가하여 초기강도는 수화반응 시 칼슘설포알루미네이트로부터 용출되는 Al3+이온과 일반시멘트와 소석회로부터 용출되는 Ca2+ 이온이 공급되며, 칼슘알루미네이트 수화물이 생성되고, 석고와 수화반응하여 침상의 에트린자이트(C3A·3CaSO4·32H2O)를 생성시켜 급속하게 경화되는 일반적인 초속경시멘트 반응 메커니즘과 원료로서 복합적인 칼슘알루미네이트를 첨가하여 초기 수화반응속도와 수화열을 촉진하여, 저온발열특성 및 초속경성 확보의 어려움을 극복하여 압축강도와 부착강도와 같은 구조특성이 우수하여 도로포장 및 보수후 개방시간 4시간 이내에 개통이 가능하며, 염분침투저항성, 동결융해저항성등의 내구특성이 우수하여 도로포장 및 보수 재료로서 적합하며, 그와 더불어 경제성, 시공의 안전성을 확보한 고성능 초속경 LMC(Latex Modified Concrete)를 제공할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 아크릴라텍스의 Tg(유리전이온도)에 따른 건조도막 형성 형태 비교도
도 2는 본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조공정 순서도
도 3a∼도 3c는 본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제1실시예 배합에 따른 한국에스지에스 품질시험 검사성적서
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그 제조방법"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 "아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그 제조방법"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 아크릴라텍스의 Tg(유리전이온도)에 따른 건조도막 형성 형태 비교도이며, 도 2는 본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조공정 순서도이며, 도 3a∼도 3c는 본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제1실시예 배합에 따른 한국에스지에스 품질시험 검사성적서이다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물은 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 초속경 콘크리트 조성물로서, 물과 골재에 혼합했을 때 3시간 내에 실용강도인 7일 강도 25MPa 이상이 발현되며, 28일 강도가 45MPa상이고, 장기간에 걸쳐서도 안정된 강도 발현이 지속되는 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%와; 2.5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 잔골재 35~40중량%와; 13mm 체를 통과하고 2.5mm 체에 남은 굵은골재 30~35중량%와; 개질제인 아크릴라텍스 4~7중량%와; 작업시간을 조절하기 위해 첨가하는 지연제인 순도 99% 이상의 함수구연산(Citric Acid Monohydrate) 0.04~0.07중량%와; 물 3.5~5중량%로 구성된다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 핵심물질은 초속경 시멘트 조성물과 아크릴라텍스로서, 먼저 초속경 시멘트 조성물에 대해 설명한다.
상기 초속경 시멘트 조성물은 수경성 결합제인 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement : OPC) 20~50중량%와; 에트린자이트(Ettringite)를 안정적으로 형성하고 시멘트와의 반응 시 장기적으로 강도 증진 및 내구성을 향상시키는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate, CSA) 20~50중량%와; 발열온도를 계절에 적합하도록 조절하기 위하여 첨가하는 칼슘알루미네이트로서 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%와; 경화속도와 압축강도를 증진시키는 무수석고 10~30중량%와; Ca 이온을 용출시켜 충분한 이온 반응으로 에트린자이트(Ettringite) 형성을 도우며 경화를 촉진시키는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 2~15중량%와; 시멘트와 무수석고 입자에 흡착된 음전하의 입자간 반발력으로 입자를 분산시켜 일시적으로 유동성을 개선시키며, 폴리칼본산계, 멜라민계 및 나프탈렌계 유동화제 중 1종 이상으로 이루어진 유동화제 0.1~1중량%와; 경화를 촉진시키기 위하여 리튬카보네이트(Li2Co3), 탄산나트륨(Na2Co3), 황산마그네슘(MgSO4) 및 황산알루미늄(Al2O3SO4) 중 1종 이상으로 이루어진 경화촉진제 0.1~1 중량%와; 너무 빠른 경화를 조절하여 경화시간을 조절하기 위하여 구연산, 주석산, 글루콘산, 붕산, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨 중 1종 이상으로 이루어진 경화지연제 0.1~1 중량%의 조성물로 조성된다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 보크사이트, 석회석 및 석고를 일정 배합비로 조합하여 로타리킬른에서 1,200~1,300℃로 소성한 후 분말도의 블레인(Blaine)치가 5,000~8,000cm2/g이 되도록 분쇄한 것으로서 화학성분은 CaO 40~50중량%, Al2O3 30~40중량%, SiO2 5~10중량%, SO3 6~10중량%이어야 한다.
상기 비정질 C12A7 은 CaO를 함유한 광물과 알루미나(Al2O3)를 함유한 광물을 생석회(CaO) 40~55중량%와, 알루미나부산물(Al2O3) 40~55중량%와 SiO2 3~6중량%가 되도록 조합하여 전기로에 넣고 1300~1500℃로 완전히 용융한 후 고속기류로 분사, 급냉하여 유리화시켜 제조한 비정질 C12A7를 분쇄공정을 거쳐 분말로 제조된 것으로 분말도의 브레인치가 5000~7000cm2/g 이어야 한다.
본 발명의 상기 초속경 시멘트 조성물이 이제까지의 초속경 시멘트 조성물과 다른 점과 개선한 점은 칼슘알루미네이트 광물의 조합을 사용한 것으로 초속경시멘트의 수화과정은 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate, CSA) 또는 칼슘알루미네이트로부터 용출되는 Ca2+, Al3+이온과 포틀랜드시멘트로부터 용출되는 Ca2+이온이 무수석고 또는 CSA로부터 용출되는 SO4 2-와 반응하여 침상의 에트린자이트(C3A·3CaSO4·32H2O)를 생성시켜 급속하게 경화되는 특징을 가지고 있다. 이 과정에서 수화열이 발생하게 되는데 이 수화열은 에트린자이트의 반응성을 촉진시켜 급속히 경화되게 하는 역할을 한다. 이 수화열은 반응의 속도에 따라서 달라지는데 칼슘알루미네이트의 경우는 CSA보다 포틀랜드시멘트와의 반응시 더 급속한 반응을 일으키면서 수화열이 커지는 특징이 있다. 포틀랜드 시멘트와의 반응성은 칼슘알루미네이트의 CaO 함량이 높을수록 커지는 경향이 있는데 CA2 ＜ CA ＜ C12A7 ＜ C3A 의 순서로 반응성이 커지며 따라서 수화열도 초기에 집중되는 경향을 나타내게 된다.
일반적으로 초속경시멘트의 발열을 촉진시키려면 응결촉진제로서 알칼리탄산염, 아질산염 등을 사용할 수도 있지만 이들 경화촉진제의 역할은 초기 반응시 시멘트 입자에 생기는 수화피막을 제거하여 반응성을 높이는 원리로서 근본적인 발열을 높이는 데에는 한계가 있고 응결시간은 단축되나 초기강도가 향상되지 않거니 오히려 낮아지는 부작용이 있고 다량 첨가시는 이에 상응하는 응결지연제를 복합사용해야 하는 문제로 제조원가가 매우 높아지는 문제가 있다.
따라서 본 발명에서는 CSA와 칼슘알루미네이트 광물을 복합 사용하여 수화열을 조정하고 배합비율에 따라 수화열이 달라지는 특성을 이용하여 각 계절에 따라 선택적으로 적용하며 특히 동절기에는 수화열이 높아지도록 배합하여 저온에서도 스스로 콘크리트의 온도를 높여 정상적으로 강도발현을 할 수 있는 초속경 라텍스 개질 콘크리트용 초속경성 조성물을 개발하였다.
칼슘알루미네이트 광물로서는 C3A가 가장 반응성이 크지만 합성온도가 고온이어서 제조가 쉽지 않으므로 일반적으로 활용도가 높은 CA(Calcium Aluminate), C12A7을 사용하고자 하였다. CA는 알루미나시멘트의 주성분으로서 OPC(Ordinary Portland Cement 보통 포틀랜드 시멘트)와 급속히 반응하여 수화물을 형성하지만 적절한 지연제를 함유하는 경우에는 초기수화의 속도조절이 가능하여 초기의 반응열을 높이는 효과가 있으나 강도발현이 늦어지는 문제가 있다.
C12A7은 CA보다 반응이 더 빠른 특징을 가지고 있어 소량으로도 수화열을 높이는 효과가 있는데 제조과정에서 서냉된 결정질 C12A7은 급격한 반응성으로 인해 응결시간의 조절이 어려운 문제가 있으며 전기로에서 용융한 후 급냉하여 유리상으로 제조된 비정질 C12A7이 수화속도의 조절이 용이하고 강도가 높게 나타나며 알루미나시멘트와 혼합 사용하여도 유사한 효과가 있다.
상기 초속경 시멘트 조성물의 물성은 물과 골재에 혼합하여 콘크리트로 배합했을 때 목표 물성은 표 1과 같다.



목표물성

가사시간
(분)
압축강도(MPa)

28일 휨강도
(MPa)

3시간
1일
28일

20±10
25 이상
35 이상
45 이상
5 이상
에트린자이트의 생성은 포틀랜드 시멘트의 주요한 수경성 화합물인 C-S-H겔의 생성을 촉진한다.
또한 포틀랜드 시멘트 조성에 있어서 CaO-Al2O3-SO3 3성분 중 각각의 성분 함량 비에 의한 특성의 변화에도 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 에트린자이트가 시멘트 경화체의 조직이 형성되기 전에 생성되었을 경우에는 급결성을 나타내며 시멘트 경화체의 조직이 형성되는 시기에 에트린자이트의 생성이 집중적으로 일어나면 경화체의 고강도화에 기여하게 된다.
또한 칼슘알루미네이트로부터 에트린자이트를 생성시키는 반응은 아래의 세 화학반응식에서 보여지는 것과 같이 실리케이트들의 수화반응에 비하여 효과적으로 물을 고화시킬 수 있다. 따라서 매트릭스내의 자유수를 결정수로 고정시켜 실질적인 물-시멘트 비의 감소효과에 기인하여 고강도 콘크리트를 제조할 수 있게 된다.
수화의 초기에서부터 C3S의 가수분해가 촉진되어 Ca2+이온의 용출량이 많아지며 C3A로부터 에트린자이트를 생성시키는 반응은 아래의 세 화학반응식과 같이 실리케이트들의 수화반응에 비해 수화초기에서부터 에트린자이트가 생성되어 시멘트 경화체내부에 있는 다량의 자유수를 결정수로 고정시켜 실질적으로 물시멘트비를 저하시킴으로써 고강도를 발현시키게 된다.
a) C3A + 3CaSO4 + 32H2O → C3A·3CaSO4·32H2O
b) 2C3S + 6H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + 3Ca(OH)2
c) 2C2S + 4H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2
위와 같은 반응으로 생성된 에트린자이트는 수㎛의 큰 침상결정으로 1400Å이상의 큰 공극을 충진시킴으로써 콘크리트 조직을 치밀하게 하여 단기간에 고강도를 발현하게 되고 내동결융해성이 크게 되며 응결 안정성이 월등히 우수하게 된다
본 발명의 상기 초속경 시멘트 조성물의 콘크리트 표준 배합비는 표 2와 같고 실험결과는 표 3와 같이 표 1의 목표물성을 충족하였고, 장기 양생 시편은 수중 양생을 실시했으며 팽창이나 표면 크랙은 발생하지 않았다.


slump
(cm)
시멘트대비물비
(%)
잔골재율
(%)
단위량(kg/㎥)

시멘트
물
모래
자갈

8±2
42.5
36
400
170
637
1140


가사
시간
(분)
압축강도(MPa)
28일
휨강도
(MPa)
외첨
지연제
(%)

3시간
1일
28일

춘추절기
(실험온도: 20℃)
20±10
32
39
50
6

시멘트
대비
0.1~1.0%

하절기
(실험온도: 30℃)
20±10
32
35
48
6

동절기
(실험온도: 5℃)
20±10
30
34
46
6
상기 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo-Aluminate, 4CaO·3Al2O3·CaSO4 )는 분말도의 브레인치가 5000~8000브레인(cm2/g)를 가진다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 에트린자이트 광물을 형성하여 조강성을 나타내는 성질로 인해 초속경 및 속경성 시멘트나 조강재, 보수재, 셀프 레벨링재 등 특수시멘트 및 모르타르에 광범위하게 적용된다
상기 칼슘설포알루미네이트는 시멘트와 반응하여 여러 종류의 칼슘알루미네이트 수화물(C2AH8, C3AH6, C4AH19)과 에트린자이트를 생성하여 시멘트를 급결시키며 장기강도 발현이 우수하다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 석고와 유리 석회를 만나 수화 초기에 에트린자이트를 급격히 형성시켜 시멘트의 초기반응에 기여하며 지속적으로 에트린자이트를 생성시켜 시멘트 중에 있는 수산화칼슘을 최소화시킴으로써 동시에 공극을 최소화하여 장기강도 및 내구성이 향상되는 장점을 가지고 있다. 그러나 급결성이 다소 낮기 때문에 다량의 첨가가 필요하며 자체의 응결이 느리다.
상기 비정질 C12A7은 CaO를 함유한 광물과 알루미나(Al2O3)를 함유한 광물을 생석회(CaO) 40~55중량%와, 알루미나부산물(Al2O3) 40~55중량%와 SiO2 3~6중량%가 되도록 조합하여 전기로에 넣고 1300~1500℃로 완전히 용융한 후 고속기류로 분사, 급냉하여 유리화시켜 제조한 비정질 C12A7를 분쇄공정을 거쳐 분말로 제조된 것으로 분말도의 브레인치가 5,000~7,000㎠/g 이어야 한다.
상기 비정질 C12A7은 생석회, 알루미나 부산물의 원료를 겉모양, 성분 및 강열감량을 검사하는 원료검사공정과; 알루미나부산물에 결합재(Binder)를 첨가하여 시드(Seed)를 생성시키기 위하여 혼합하는 혼합공정과; 알루미나부산물을 과립상태로 만드는 성구공정과; 성구된 알루미나부산물의 수분을 제거하는 건조공정과; 건조된 과립형 알루미나부산물을 저장하는 과립형 알루미나부산물 저장공정과; 저장된 생석회와 과립형 알루미나부산물을 일정 비율로 계량하는 계량공정과; 계량된 생석회와 과립형 알루미나부산물을 혼합하는 혼합공정과; 전기로에 혼합된 원료를 투입하고 과립형 알루미나부산물의 용융을 돕는 융제를 첨가하는 혼합원료투입 및 융제첨가공정과; 투입된 원료를 전기로에서 1500~1700℃로 용융하는 용융공정과; 전기로에서 주기적으로 불순물을 추출하는 불순물추출공정과; 상기 용융공정을 거쳐 로터리 쿨러로 인입되는 용융물에 압축공기 및 물과 함께 분사하여 급냉시키는 수냉각공정과; 상기 수냉각공정을 거쳐 나온 C12A7(12CaO·7Al2O3)크링커(Clinker)의 성분을 검사하는 중간검사공정과; C12A7 크링커를 10mm over 입도가 20% 이하가 되도록 조분쇄하는 크링커 조분쇄공정과; 조분쇄된 C12A7를 선별하는 선별공정과; 상기 선별공정을 거쳐 선별을 마친 조분쇄 C12A7를 저장하는 재공품 저장공정과; 저장된 조분쇄 C12A7를 미분쇄하기 위하여 연속적으로 계량하는 계량공정과; 계량된 조분쇄 C12A7를 볼 밀(Ball Mill)에 투입하여 미분쇄하는 미분쇄공정과; 미분쇄된 제품을 검사하는 중간검사공정과; C12A7 분말을 급결제 원료로 포장하는 포장공정으로 제조된다.
상기 수냉각공정은 로터리 쿨러(Rotary Cooler)를 사용하여, 용융공정을 거친 용융물에 물과 함께 고압공기를 분사하여 직경 10mm 이하의 작은 입자가 되도록 하여 냉각속도를 빠르게 하고 입자가 가지고 있는 여열로 완전히 건조되도록 하여 비정질 상태의 C12A7 비드가 되도록 하는 공정이며, 유리상의 C12A7 비드는 냉각 상태가 균일하게 되어 외관상으로도 흑녹색의 투명성을 가진 유리입자를 확인할 수 있으며 X선 회절분석(XRD) 결과로도 결정피크가 나타나지 않는 비정질의 상태가 된다.
수냉각공정을 거치지 않고 공냉 시에는 서냉된 큰 덩어리들이 불균일하게 생성되는 경향이 나타나며, 결정질이 다량 함유됨으로 인해 급결 특성이 저하되는 문제점이 발생한다.
상기 12CaO·7Al2O3(칼슘알루미네이트, C12A7광물) 분말은 Al2O3 42.0% 이상, CaO 44.0~48.0%, SiO2 5.0% 이하, Fe2O3 1.0% 이하, K2O 0.5% 이하, Na2O 1.0% 이하, TiO2 4.0% 이하가 되도록 관리하여야 한다.
분말도는 5000~7000브레인(cm2/g)의 범위이나 관리치는 6300~6700브레인(㎠/g)이 되도록 관리하는 것이 바람직하다.
상기 경화촉진제는 리튬카보네이트(Li2Co3), 탄산나트륨(Na2Co3), 황산마그네슘(MgSO4) 및 황산알루미늄(Al2O3SO4) 중 1종 이상을 사용한다.
표4는 초속경 시멘트의 콘크리트 실험을 위한 콘크리트 배합비

굵은골재 최대치수
(mm)
시멘트
대비
물비
(%)
잔골재율
(%)
단위재료사용량(kg/m3)

물
시멘트
잔골재
굵은골재
지연제






25





42.5





36

170

400

637

1140
시멘트
대비
0.1~1%

단위재료 사용량(%)

물
시멘트
잔골재
굵은골재
지연제

7.2
17.0
27.1
48.6
0.1
아래의 표5는 표4의 초속경 시멘트 콘크리트 배합에 따른 콘크리트 실험결과를 나타내었다. 실시예는 본 발명의 초속경 시멘트 조성물에 대한 콘크리트 물성을 나타내었고, 비교예는 기존 아윈계 초속경 시멘트의 콘크리트 물성을 나타낸 것이다.

구분
 (실험온도: 5℃) (실험온도: 20℃)
최대
발열온도
(℃)
압축강도(N/㎟)		 최대
발열온도
(℃)
압축강도(N/㎟)
3시간 1일 28일 3시간 1일 28일
실시예1 21 23.5 33.8 38.6 45 25.8 32.8 41.4
실시예2 32 27.4 34.1 41.8 52 32.0 36.1 45.8
실시예3 40 30.7 37.9 46.1 55 33.4 38.6 47.9
비교예1 16 16.2 20.1 25.3 38 23.1 31.2 40.5
비교예2 19 17.9 21.4 26.4 41 24.6 32.0 41.3
실험결과 비정질 C12A7의 사용량이 증가할수록 발열온도를 높일수 있었으며, 저온에서의 강도도 상온(20℃)의 강도와 유사하게 안정적으로 발현되고 있고, 실시예1은 비정질 C12A7을 1~4% 첨가하여 발열이 낮으므로 하절기용으로, 그리고 실시예2는 비정질 C12A7을 5~8% 첨가하여 간절기용으로, 실시예3은 비정질 C12A7을 9~11% 첨가하여 최대발열온도를 나타내어 동절기용으로 적용할 수 있는 것으로 나타났다.
또한 알루미나시멘트와 비정질 C12A7을 복합하여 사용한 경우에도 발열의 안정적인 조절이 가능하였다. 그러나 알루미나시멘트만을 혼합한 경우에는 발열이 비교적 낮고 강도도 낮아 효과가 미약한 것으로 나타났다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물은 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 초속경 콘크리트 조성물로서, 물과 골재에 혼합했을 때 3시간 내에 실용강도인 7일 강도 25MPa 이상이 발현되며, 28일 강도가 45MPa 이상이고, 장기간에 걸쳐서도 안정된 강도 발현이 지속되는 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%와; 2.5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 잔골재 35~40중량%와; 13mm 체를 통과하고 2.5mm 체에 남은 굵은골재 30~35중량%와; 개질제인 아크릴라텍스 4~7중량%와; 작업시간을 조절하기 위해 첨가하는 지연제인 순도 99% 이상의 함수구연산(Citric Acid Monohydrate) 0.04~0.07중량%와; 물 3.5~5중량%로 구성된다.
상기 잔골재의 조립률은 2.3~3.1 이며, 상기 굵은골재의 조립률은 6~8인 것이 바람직하다.
상기 조립률은 골재의 입도를 표시하는 방법으로 1조의 표준망 체 80, 40, 20, 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15 ㎜를 사용하여 골재의 체 분류 시험을 한 경우 각 체에 걸리는 양의 누계 중량 백분율을 합하여 100 으로 나눈 값을 말한다.
상기 잔골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 10mm에서 100%, 5mm에서 95~100%, 2.5mm에서 80~100%, 1.2mm에서 50~85%, 0.6mm에서 25~60%, 0.3mm에서 10~30%, 0.15mm에서 2~10%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 굵은골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 13mm에서 100%, 10mm에서 85~100%, 2.5mm에서 0~10%, 0.6mm에서 0~5%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 아크릴라텍스는 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)와 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)의 혼합인 것이거나, 균열저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성을 위하여 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성시키는 -5℃의 낮은 Tg(유리전이온도) 값을 갖는 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)와 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)의 혼합물일 수도 있으나, -5℃의 낮은 Tg(Glass Transition Temperature 유리전이온도) 값을 갖는 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)와 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)인 것이 바람직하다.
상기 아크릴라텍스는 고형분이 45~50중량%이고, 수분함량이 50~55중량%이며, 아크릴계 중합체(Polymer) 에멀젼을 제조하기 위해 사용된 단량체(Monomer)로서 아크릴계 에멀젼을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물은 초기강도는 수화반응 시 상기 칼슘설포알루미네이트(CSA : Calcium Sulfoaluminate)로부터 용출되는 Al3+이온과 상기 포틀랜드시멘트의 석회석이나 석고부터 용출되는 Ca2+이온이 반응하여 칼슘알루미네이트 수화물이 생성되고, 상기 무수석고와 반응하여 침상의 에트린자이트(C3A·3CaSO4·32H2O)를 생성시켜 급속하게 경화되는 일반적인 초속경시멘트 반응 메커니즘과 C12A7를 첨가하여 초기 수화반응속도와 수화열을 촉진하였다.
즉, 상기 C12A7는 초기 수화반응을 촉진하여, 초기 및 후기의 강도발현을 최적화하여 아크릴라텍스 개질 초속경콘크리트의 동결융해저항성, 염분침투저항성, 내마모성등의 내구특성과, 부착강도과 압축강도의 구조특성, 건조수축과 열팽창계수 등의 적합특성을 최적화하였다.
상기 C12A7는 CaO와 Al2O3의 연속고용체로서 수화반응시 급결특성이 부여되고 강한 발열반응이 생겨난다.
상기 포틀랜드시멘트에는 C3A형태로 5~10%가량 존재하여 시멘트가 응결하는 데에 중요한 역할을 하며, 칼슘알루미네트 수화물과 석고가 반응하여 에트린자이트를 생성하여 조강성이 부여되고 수화열이 상승되어 초기강도가 발현되고, 일반 포틀랜드시멘트에 존재하는 C3S와 C2S와, 상기 칼슘설포알루미네이트(CSA : Calcium Sulfoaluminate)에 존재하는 C2S에 의해 후기강도가 충분히 발현된다.
즉, 초기 강도 및 수화열을 증진시켜 초속경 포장재료로서 요구되는 물성을 충족할 수 있었다.
사용되는 액상수지는 -5℃의 낮은 Tg 값을 갖는 아크릴라텍스로서 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성함으로써 뛰어난 방수성, 균열저항성, 부착성등의 물성을 부여하는 것이 바람직하다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 주요 물성 측정 결과는 아래의 표6과 같다.

구분
기준
결과

압축강도(4시간)
21MPa
33.5

부착강도(4시간)
1.4MPa
1.65

염분침투저항성
1000Coulomb
153

동결융해저항성
80% 이상
84.5
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제1실시예의 배합은 아래의 표 7, 표 8과 같으며, 표 7은 1㎥당 재료 사용량을 kg으로 나타낸 것이며, 표 8은 각 단위 재료의 사용량을 중량%로 나타낸 것임

굵은골재 최대치수
(mm)
시멘트 대비 물비
(%)
시멘트 대비 라텍스비
(%)
잔골재율
(%)
단위재료사용량(kg/㎥)

물
시멘트
잔골재
굵은골재
라텍스
지연제

13
38
15
56
89.7
390
909
731
117
시멘트 대비 0.1~1%

굵은골재 최대치수
(mm)
시멘트 대비 물비
(%)
시멘트 대비 라텍스비
(%)
잔골재율
(%)
단위재료 사용량(중량%)

물
시멘트
잔골재
굵은골재
라텍스
지연제

13
38
15
56
4.0
17.4
40.6
32.7
5.25
0.05
표 7과 표 8에서 시멘트 대비 물비(%)는 아크릴라텍스에 포함된 물과 첨가하는 물의 양을 합하여 초속경 시멘트로 나눈 것으로, 상기 아크릴라텍스에는 약 50%의 물이 포함되어 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 중 6.63중량%의 물이 포함되므로 W/C=6.63/17.4*100≒38%이다.
표 9는 아크릴 라텍스개질 초속경 콘크리트 조성물의 실험결과이다.

구 분
 5℃ 20℃ 30℃
최대발열온도
(℃)
압축강도(N/㎟)		 최대발열온도
(℃)
압축강도(N/㎟)		 최대발열온도
(℃)
압축강도(N/㎟)
3시간 1일 28일 3시간 1일 28일 3시간 1일 28일
실시예1
20
22.5
32.6
36.8
43
25.7
32.5
41.3
44
28.7
35.5
45.2
실시예2
30
26.5
33.8
41.2
48
31.5
35.6
45.2
50
32.1
37.0
48.6
실시예3
38
29.3
37.3
45.6
52
32.0
37.1
46.5
54
33.4
38.5
50.6
비교예1
14
14.5
17.5
21.3
35
21.6
26.2
37.9
40
22.3
27.5
37.5
비교예2
16
16.5
20.1
24.9
40
23.5
28.5
38.5
42
23
30.2
39.5
표 9는 표 4의 초속경 시멘트(실시예와 비교예) 조성물을 적용한 아크릴 라텍스개질 초속경 콘크리트 조성물의 콘크리트 물성 실험결과를 나타낸 것이다.
표 10은 표 7과 표 8로 배합된 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제1실시예의 배합에 따른 시험 및 검사 결과로 품질기준에 다 만족하는 결과가 나왔으며, 그 근거는 도 3a∼도 3c의 한국에스지에스 품질시험 검사성적서에 나타나 있으며, 시료 3개의 평균을 표 10에 나타내었다.

항목
단위
시험방법
품질기준
시험검사결과






내
구
특
성
염분침투저항성
Coulomb
KS F 2711
1000 이하
(28일 양생)
153

동결융해저항성
%
KS F 2456
80이상
(28일 양생)
84.5

스케일저항성
kg/㎡
m56/m28
SS13 72 44
A법
1.0미만(박리량)
2.0미만(박리량비율)
(28일 양생)
Good
m56 (0.12)/
m28 (1.75)

균열저항성
-
ASTM C
1581
재령 56일까지
구속건조수축균열없음
균열발생
없음

마모저항성
mm
ASTM C 779
절차 B
2 이하
(28일 양생)
0.74

구
조
특
성
압축강도
MPa
KS F 2405
21이상(개방시간)
27이상(28일 양생)
33.5
56.6

부착강도
MPa
KS F 2762
1.4 이상(개방시간)
1.65




적
합
특
성
건조수축
%
KS F 2424
0.15 이하
(7일 양생)
-0.0166


열팽창계수

/℃
AASHITO
TP 60
4.0~20.0x10-6
(7일 양생)
6.3 x 10-6

탄성계수
MPa
KS F 2438
1.13~104~7.80x104
(7일 양생)
2.92 x 104
본 발명에 사용되는 상기 아크릴라텍스의 품질기준은 표 11과 같다.

구분
시험방법
기준

고형분 함유량(%)
KS M 6516
50±1

pH
KS M 6516
8.5~12.0

응고량(%)
KS M 6516
0.1 이하

점도(mPa·s)
KS M 6516
100 이하
(최초 승인값의 ±20)

표면장력(dyn/cm)
KS M 6516
50 이하
(최초 승인값의 ±20)

평균입자 크기(Å)
KS A ISO 13320-1
1400~2500
(최초 승인값의 ±300)

M동결-융해 안정성
KS M 6403
응고량 : 0.1% 이하
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물에 사용되는 상기 아크릴라텍스는 MMA(methyl methacrylate)계 아크릴 라텍스로서 일반적으로 사용되는 SM(styrene monomer)계 아크릴 라텍스보다 내구성, 내수성, 방수성, 내황변성, 시멘트와의 혼화성 등에서 우수한 물성을 가진 라텍스이다.
상기 아크릴라텍스는 균열저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성을 위하여 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성시키는 -5℃의 낮은 Tg(유리전이온도) 값을 갖는 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)와 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)의 혼합물인 것이 바람직하다.
종래의 기술에서는 라텍스 개질콘크리트에 혼합하는 라텍스로서 SBR(Styrene Monome)와 Butyl Acrylate를 주성분으로 하는 라텍스에멀젼)를 사용하고 있다.
SBR계 라텍스는 스티렌과 부타디엔이 모노머(Monomer)로 사용되는데, 첨가량에 따라 점도가 민감하게 변하여 콘크리트와의 혼합시 시멘트와의 반응으로 덩어리가 생기기 쉽고, 시간에 따른 유동성의 저하가 큰 것이 단점으로 알려져 있다. 이로 인해 타설시 콘크리트 혼합장비인 모빌카에서 토출구가 자주 막히는 현상이 발생하며 유동성이 불균일해져서 작업에 지장을 초래하는 경우가 많다.
MMA(Methyl Methacrylate)계 아크릴 라텍스는 MMA(Methyl Methacrylate, Butyl acrylate와 2-Ethyl Hexylacrylate)를 주단량체로, Methacrylic Acid를 기능성 단량체로 하여 유화중합하여 제조된 아크릴공중합체 현탁액으로서 SBR에 비해 내황변성, 방수성, 내구성, 시멘트와의 혼화성 등 성능 면에서 월등히 우수한 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 특히, 본 발명에 사용된 MMA계 라텍스는 순수 아크릴계 단량체만으로 합성하여 무기질과의 혼화성을 높였으며, 비이온성 특징으로 다른 원료와의 혼화시 이온성에 의한 쇼크나 트러블을 최소화하였다. 이로 인해 콘크리트 타설시 모빌카의 토출구 막힘현상 및 유동성저하 문제를 해결하여 작업성을 극대화하였다.
따라서 본 본 발명에서는 라텍스로서 MMA(Methyl Methacrylate)계 아크릴 라텍스를 적용하여 내구성 및 시공성이 우수한 초속경 라텍스 개질 콘크리트를 제조하였다.
도 1은 상기 아크릴라텍스의 Tg(유리전이온도)에 따른 건조도막 형성 형태를 나타낸 것으로 유리전이온도가 -5℃일 때 균열저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성이 좋은 것을 볼 수 있다.
도 2에 도시되어 있는 것 같이 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법은 초속경 시멘트 조성물를 제조하는 제1공정과; 개질 초속경 콘크리트 조성물인 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%, 잔골재 35~40중량% 및 굵은골재 30~35중량%를 강제 믹서에서 교반시키는 제2공정과; 초속경 시멘트 조성물, 잔골재 및 굵은골재가 골고루 혼합되어 저장된 강제 믹서에 물 3.5~5.0중량%, 아크릴라텍스 4~7중량% 및 지연제 0.04~0.07중량% 더 혼합하여 교반하여 개질 초속경 콘크리트 조성물을 완성시키는 제3공정으로 이루어진다.
상기 제1공정은 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement)와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate)와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물와, 무수석고 및 수산화칼슘과, 첨가제인 유동화제와, 경화촉진제와, 경화지연제를 검사하는 원료 인수검사공정인 제1-1공정과; 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement) 20~50중량%와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate) 20~50중량%와, 무수석고 10~30중량%와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%를 각각 계량하는 계량공정인 제1-2공정과; 계량된 주원료에 첨가제인 유동화제 0.1~1중량%, 경화촉진제 0.5~1 중량%와, 경화지연제 0.1~1.0중량%를 혼합하는 혼합공정인 제1-3공정과; 제1-3공정을 거친 제품을 저장하는 제품저장공정인 제1-4공정과; 제품검사를 하는 제품검사공정인 제1-5공정과; 지대나 톤백으로 포장하는 포장공정인 제1-6공정으로 구성된다.
상기 제1-1공정은 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement)와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate)와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물과, 무수석고 및 수산화칼슘과, 첨가제인 유동화제와, 경화촉진제와, 경화지연제를 검사하는 원료 인수검사공정이다.
상기 제1-2공정은 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement) 20~50중량%와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate) 20~50중량%와, 무수석고 10~30중량%와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%를 각각 계량하는 계량공정이며, Constant Feeder Weigher와 Hopper Scale로 계량한다.
상기 제1-3공정는 계량된 주원료에 첨가제인 유동화제 0.1~1중량%, 경화촉진제 0.1~1 중량%와, 경화지연제 0.1~1.0중량%를 혼합하는 혼합공정으로 무중력 Mixer인 Double Shaft Mixer 사용하고 혼합시간은 40±10분간으로 하는 것이 바람직하다.
상기 제1-4공정은 제1-3공정을 거친 제품을 저장하는 제품저장공정으로, Control Screen Hopper에 저장한다.
상기 제1-5공정은 제품검사를 하는 제품검사공정으로 화학성분이 Al2O3 30±3%, CaO 38±4%, Na2O 14% 이하, SO3 15% 이하인지를 검사하고, 물리성분은 관입저항치 1분 20kgf/㎠ 이상, 3분 80kgf/㎠ 이상, 5분 100kgf/㎠ 이상이고, 압축강도가 1일 100kgf/㎠ 이상, 3일 150kgf/㎠ 이상, 7일 200kgf/㎠ 이상 인지를 검사한다.
제1-6공정은 제품규격에 맞을 시 지대나 톤백으로 포장하는 포장공정으로 지대나 톤백으로 포장하며, 포장 중량은 지대는 20kg±2%, 톤백은 300kg±1%, 400kg±1%가 되도록 하며 허용한계치 이상 중량오차가 발생시는 포장기의 해당 평량부분을 재조정해야 한다.
아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물은 상술한 것과 동일하므로 제조방법에서는 생략한다.
본 발명의 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물 및 그를 사용한 시공방법에 따르면 개질 초속경 콘크리트 조성물에 사용되는 시멘트 원료로 칼슘설포알루미네이트, 석고분말외 일반 포틀랜드시멘트, 복합 칼슘알루미네이트 광물을 추가로 첨가하여 초기강도는 수화반응 시 칼슘설포알루미네이트로부터 용출되는 Al3+이온과 일반시멘트와 소석회로부터 용출되는 Ca2 2+이온이 반응하여, 칼슘알루미네이트 수화물이 생성되고, 석고와 반응하여 침상의 에트린자이트(C3A·3CaSo4·32H2O)를 생성시켜 급속하게 경화되는 일반적인 초속경시멘트 반응 메커니즘과 원료로서 복합적인 칼슘알루미네이트를 첨가하여 초기 수화반응속도와 수화열을 촉진하여, 저온발열특성 및 초속경성 확보의 어려움을 극복하여 압축강도와 부착강도와 같은 구조특성이 우수하여 도로포장 및 보수후 개방시간 4시간 이내에 개통이 가능하며, 염분침투저항성, 동결융해저항성등의 내구특성이 우수하여 도로포장 및 보수 재료로서 적합하며, 그와 더불어 경제성, 시공의 안전성을 확보한 고성능 초속경 LMC(Latex Modified Concrete)를 제공할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (6)

  1. 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 초속경 콘크리트 조성물에 있어서,
    상기 개질 초속경 콘크리트 조성물은 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%와;
    2.5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 잔골재 35~40중량%와;
    13mm 체를 통과하고 2.5mm 체에 남은 굵은골재 30~35중량%와;
    개질제인 아크릴라텍스 4~7중량%와;
    작업시간을 조절하기 위해 첨가하는 지연제인 순도 99% 이상의 함수구연산(Citric Acid Monohydrate) 0.04~0.07중량%와;
    물 3.5~5중량%로 구성되며,
    상기 초속경 시멘트 조성물은 수경성 결합제인 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement : OPC) 20~50중량%와;
    에트린자이트(Ettringite)를 안정적으로 형성하고 시멘트와의 반응 시 장기적으로 강도 증진 및 내구성을 향상시키는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate, CSA) 20~50중량%와;
    발열온도를 계절에 적합하도록 조절하기 위하여 첨가하는 칼슘알루미네이트로서 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%와;
    후기 경화속도와 압축강도를 증진시키는 무수석고 10~30중량%와;
    Ca 이온을 용출시켜 충분한 이온 반응으로 에트린자이트(Ettringite) 형성을 도우며 경화를 촉진시키는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 2~15중량%와;
    시멘트와 무수석고 입자에 흡착된 음전하의 입자간 반발력으로 입자를 분산시켜 일시적으로 유동성을 개선시키며, 폴리칼본산계, 멜라민계 및 나프탈렌계 유동화제 중 1종 이상으로 이루어진 유동화제 0.1~1중량%와;
    경화를 촉진시키기 위하여 리튬카보네이트(Li2Co3), 탄산나트륨(Na2Co3), 황산마그네슘(MgSO4) 및 황산알루미늄(Al2O3SO4) 중 1종 이상으로 이루어진 경화촉진제 0.1~1 중량%와;
    너무 빠른 경화를 조절하여 경화시간을 조절하기 위하여 구연산, 주석산, 글루콘산, 붕산, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨 중 1종 이상으로 이루어진 경화지연제 0.1~1 중량%의 조성물로 구성되며,
    상기 칼슘설포알루미네이트는 보크사이트, 석회석 및 석고를 일정 배합비로 조합하여 로타리킬른에서 1,200~1,300℃로 소성한 후 분말도의 블레인(Blaine)치가 5,000~8,000cm2/g이 되도록 분쇄한 것으로서 화학성분은 CaO 40~50중량%, Al2O3 30~40중량%, SiO2 5~10중량%, SO3 6~10중량%이고,
    상기 비정질 C12A7 은 CaO를 함유한 광물과 알루미나(Al2O3)를 함유한 광물을 생석회(CaO) 40~55중량%와, 알루미나부산물(Al2O3) 40~55중량%와 SiO2 3~6중량%가 되도록 조합하여 전기로에 넣고 1300~1500℃로 완전히 용융한 후 고속기류로 분사, 급냉하여 유리화시켜 제조한 비정질 C12A7를 분쇄공정을 거쳐 분말로 제조된 것으로 분말도의 브레인치가 5000~7000cm2/g 인 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 시멘트 조성물은 물과 골재에 혼합했을 때 3시간 내에 실용강도인 7일 강도 25MPa 이상이 발현되고, 28일 강도가 45MPa이상이며, 장기간에 걸쳐서도 안정된 강도 발현이 지속되고,
    상기 잔골재의 조립률은 2.3~3.1 이며,
    상기 굵은골재의 조립률은 6~8이고,
    상기 잔골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 10mm에서 100%, 5mm에서 95~100%, 2.5mm에서 80~100%, 1.2mm에서 50~85%, 0.6mm에서 25~60%, 0.3mm에서 10~30%, 0.15mm에서 2~10%로 이루어지며,
    상기 굵은골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 13mm에서 100%, 10mm에서 85~100%, 2.5mm에서 0~10%, 0.6mm에서 0~5%로 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 아크릴라텍스는 균열저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성을 위하여 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성시키는 -5℃의 낮은 Tg(유리전이온도) 값을 갖는 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)와 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물
  4. 삭제
  5. 라텍스 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 초기강도 발현이 저해되는 것을 방지하기 위한 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법에 있어서,
    상기 개질 초속경 콘크리트 조성물은 물과 골재에 혼합했을 때 3시간 내에 실용강도인 7일 강도 25MPa 이상이 발현되며, 28일 강도가 45MPa상이고, 장기간에 걸쳐서도 안정된 강도 발현이 지속되는 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%와;
    2.5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 잔골재 35~40중량%와;
    13mm 체를 통과하고 2.5mm 체에 남은 굵은골재 30~35중량%와;
    개질제인 아크릴라텍스 4~7중량%와;
    작업시간을 조절하기 위해 첨가하는 지연제인 순도 99% 이상의 함수구연산(Citric Acid Monohydrate) 0.04~0.07중량%와;
    물 3.5~5중량%로 구성되며,
    상기 초속경 시멘트 조성물은 수경성 결합제인 보통 포틀랜드 시멘트(Portland Cement) 20~50중량%와;
    에트린자이트(Ettringite)를 안정적으로 형성하고 시멘트와의 반응 시 장기적으로 강도 증진 및 내구성을 향상시키는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate, CSA) 20~50중량%와;
    발열온도를 계절에 적합하도록 조절하기 위하여 첨가하는 칼슘알루미네이트로서 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%와;
    후기 경화속도와 압축강도를 증진시키는 무수석고 10~30중량%와;
    Ca 이온을 용출시켜 충분한 이온 반응으로 에트린자이트(Ettringite) 형성을 도우며 경화를 촉진시키는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 2~15중량%와;
    시멘트와 무수석고 입자에 흡착된 음전하의 입자간 반발력으로 입자를 분산시켜 일시적으로 유동성을 개선시키며, 폴리칼본산계, 멜라민계 및 나프탈렌계 유동화제 중 하나 이상으로 이루어진 유동화제 0.1~1중량%와;
    경화를 촉진시키기 위하여 리튬카보네이트(Li2Co3), 탄산나트륨(Na2Co3), 황산마그네슘(MgSO4) 및 황산알루미늄(Al2O3SO4) 중 1종 이상으로 이루어진 경화촉진제 0.1~1 중량%와;
    너무 빠른 경화를 조절하여 경화시간을 조절하기 위하여 구연산, 주석산, 글루콘산, 붕산, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨 중 1종 이상으로 이루어진 경화지연제 0.1~1 중량%의 조성물로 구성되며,
    상기 칼슘설포알루미네이트는 보크사이트, 석회석 및 석고를 일정 배합비로 조합하여 로타리킬른에서 1,200~1,300℃로 소성한 후 분말도의 블레인(Blaine)치가 5,000~8,000cm2/g이 되도록 분쇄한 것으로서 화학성분은 CaO 40~50중량%, Al2O3 30~40중량%, SiO2 5~10중량%, SO3 6~10중량%이고,
    상기 비정질 C12A7 은 CaO를 함유한 광물과 알루미나(Al2O3)를 함유한 광물을 생석회(CaO) 40~55중량%와, 알루미나부산물(Al2O3) 40~55중량%와 SiO2 3~6중량%가 되도록 조합하여 전기로에 넣고 1300~1500℃로 완전히 용융한 후 고속기류로 분사, 급냉하여 유리화시켜 제조한 비정질 C12A7를 분쇄공정을 거쳐 분말로 제조된 것으로 분말도의 브레인치가 5000~7000cm2/g 이며,
    상기 잔골재의 조립률은 2.3~3.1 이고,
    상기 굵은골재의 조립률은 6~8 이며,
    상기 잔골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 10mm에서 100%, 5mm에서 95~100%, 2.5mm에서 80~100%, 1.2mm에서 50~85%, 0.6mm에서 25~60%, 0.3mm에서 10~30%, 0.15mm에서 2~10%로 이루어지고,
    상기 굵은골재의 입도는 체의 호칭크기와 통과중량 백분율 기준으로 13mm에서 100%, 10mm에서 85~100%, 2.5mm에서 0~10%, 0.6mm에서 0~5%로 이루어지며,
    상기 제조방법은 초속경 시멘트 조성물를 제조하는 제1공정과;
    개질 초속경 콘크리트 조성물인 초속경 시멘트 조성물 15~20중량%, 잔골재 35~40중량% 및 굵은골재 30~35중량%를 강제 믹서에서 교반시키는 제2공정과;
    초속경 시멘트 조성물, 잔골재 및 굵은골재가 골고루 혼합되어 저장된 강제 믹서에 물 3.5~5.0중량%, 아크릴라텍스 4~7중량% 및 지연제 0.04~0.07중량% 더 혼합하여 교반하여 개질 초속경 콘크리트 조성물을 완성시키는 제3공정으로 이루어지며,
    상기 제1공정은 주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement)와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate)와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물와, 무수석고 및 수산화칼슘과, 첨가제인 유동화제와, 경화촉진제와, 경화지연제를 검사하는 원료 인수검사공정인 제1-1공정과;
    주원료인 포틀랜드 시멘트(Portland Cement) 20~50중량%와, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfoaluminate) 20~50중량%와, 무수석고 10~30중량%와, 비정질 C12A7 또는 비정질 C12A7과 알루미나시멘트 혼합물 3~25중량%를 각각 계량하는 계량공정인 제1-2공정과;
    계량된 주원료에 첨가제인 유동화제 0.1~1중량%, 경화촉진제 0.1~1 중량%, 경화지연제 0.1~1.0중량%를 혼합하는 혼합공정인 제1-3공정과;
    제1-3공정을 거친 제품을 저장하는 제품저장공정인 제1-4공정과;
    제품검사를 하는 제품검사공정인 제1-5공정과;
    지대나 톤백으로 포장하는 포장공정인 제1-6공정으로 구성되는 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 아크릴라텍스는 균열저항성, 유연성, 부착성, 저온안정성을 위하여 초속경 콘크리트 내부에 유연한 피막을 형성시키는 -5℃의 낮은 Tg(유리전이온도) 값을 갖는 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)계로서, 메타크릴산메틸(MMA : Methyl Methacrylate)와 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA : Butyl Acrylate Monomer) 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA : 2-Ethyl Hexylacrylate)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 아크릴라텍스 개질 초속경 콘크리트 조성물의 제조방법
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