KR101464184B1 - 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트 - Google Patents

고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트에 관한 것으로 상세하게는 초속경 시멘트가 배합된 초속경 콘크리트에 있어서, SiO2 11 중량%, Al2O3 16.9중량%, Fe2O3 1.2중량%, CaO 49.5중량%, MgO 1.2중량%, K2O 0.4중량%, SO3 18.4중량%, Ig.loss(강열감량) 1.4중량%의 화학조성을 갖는 초속경 시멘트 38 내지 55 중량부와 0.1 내지 3.2mm의 입도를 가진 모래 45 내지 62 중량부가 혼합된 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여, 10mm 내지 20mm의 입도를 가진 골재 55 내지 65 중량부와, 혼합수 15 내지 23 중량부가 혼합된 조성을 가지며, 골재는 원골재 100 중량부에 대하여 8 내지 15 중량부의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침되고, 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지는 실란과 아크릴에멀젼이 1:4 의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 재령 1시간이 경과했을 때 180kgf/㎠ 이상의 압축강도를 만족시키면서 고가인 초속경 시멘트의 함량을 최소화시켜 공사비용을 크게 절감시킬 수 있다.

Description

고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트{A high speed hardening cement concrete with high permeability silane acyle emulsion resin impregnated aggregate}
본 발명은 초속경 콘크리트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 맨홀 및 도로의 긴급보수를 위해 도로의 일부를 절단 및 굴착한 후에 채움재 및 포장재로 사용되는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트에 관한 것이다.
일반적으로 공용중인 도로의 교통차단을 전제로 하는 맨홀 및 도로의 보수공사는 도로정체와 더불어 이용자의 많은 불편을 야기하므로, 주로 교통량이 적은 야간이나 새벽 시간에 시공이 이루어지고 있으며, 특히 공사개시 후 1~2 시간 내에 교통을 개방해야 하는바 긴급보수용으로 널리 이용되는 초속경 모르타르가 사용된다.
초속경 모르타르는 초속경 시멘트를 이용하여 제조된다. 초속경 시멘트는 클링커의 소성온도가 1,200~1,350℃로 낮아 제조가 용이하고, 포틀랜드 시멘트와 석고, 혼화제 등의 조합비율을 적정하게 맞출 경우에 초기강도 발현성이 우수하고 장기강도도 안정적으로 발현되는 우수한 특성을 나타내고 있어 가장 보편적으로 사용되고 있다.
하지만, 초속경 시멘트는 강도발현이 빠른 장점에 반해 초속경 시멘트의 구성광물들이 내수성, 내동해성, 장기 내구성 등에 있어서, 일반 포틀랜드 시멘트에 비해 취약하므로, 보수 후에도 재보수를 해야하는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 취약한 초속경 모르타르의 내구성을 보완하기 위해 등록특허 제0943312호 같이 수성 폴리머의 일종인 SB에멀젼, 메틸메타크릴레이트 등이 배합된 폴리머 초속경 모르타르나 아윈계 클링커라는 칼슘설포알루미네이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4)를 주성분으로 하는 초속경 시멘트를 이용한 초속경 모르타르가 보수용으로 널리 이용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 초속경 모르타르들은 배합설계상 상당한 고가의 초속경 시멘트가 조성의 대부분을 차지하고 있으므로 여러 장점이 있음에도 불구하고 높은 가격으로 인해 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다.
특히, 재령 1시간이 경과했을 때 일반차량의 통행이 가능한 180kgf/㎠ 이상의 압축강도가 발현될 수 있도록 규정하고 있는 맨홀 및 도로 보수공사에 있어서, 통상 재령 1시간이 경과했을 때 300kgf/㎠ 이상으로 과도한 압축강도가 발현되는 고가의 초속경 시멘트의 사용은 공사비용을 불필요하게 상승시키는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 양생기간이 짧으면서 재령 1시간이 경과했을 때 180kgf/㎠ 이상의 압축강도를 만족시키는 동시에 초속경 시멘트의 함량을 최소화시켜 맨홀 및 도로 보수공사의 공사비를 최소화하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 초속경 시멘트가 배합된 초속경 콘크리트에 있어서, SiO2 11 중량%, Al2O3 16.9중량%, Fe2O3 1.2중량%, CaO 49.5중량%, MgO 1.2중량%, K2O 0.4중량%, SO3 18.4중량%, Ig.loss(강열감량) 1.4중량%의 화학조성을 갖는 초속경 시멘트 38 내지 55 중량부와 0.1 내지 3.2mm의 입도를 가진 모래 45 내지 62 중량부가 혼합된 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여, 10mm 내지 20mm의 입도를 가진 골재 55 내지 65 중량부와, 혼합수 15 내지 23 중량부가 혼합된 조성을 가지며, 골재는 원골재 100 중량부에 대하여 8 내지 15 중량부의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 것을 특징으로 하는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트를 제공한다.
또는 상기 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지는 실란과 아크릴에멀젼이 1:4 의 중량비로 혼합된 것을 더 포함 하는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트를 제공할 수도 있다.
또는 초속경 시멘트 100 중량부에 대하여 응결지연제 0.01 내지 0.2 중량부가 더 혼합된 것을 더 포함하는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트를 제공할 수도 있다.
이상의 구성을 갖는 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 초속경 시멘트에 적정량의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재를 혼합하여 제작되므로, 맨홀 및 도로 보수공사의 기준인 재령 1시간이 경과했을 때 180kgf/㎠ 이상의 압축강도를 만족시킨다.
둘째, 본 발명은 고가인 초속경 시멘트의 함량을 최소화하여 맨홀 및 도로 보수공사의 공사비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본원발명의 초속경 콘크리트 시험결과보고서(한국화학융합시험연구원)에 관한 것이다.
이하 본 발명에 따른 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트의 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본원발명의 초속경 콘크리트 시험결과보고서(한국화학융합시험연구원)에 관한 것이다.
본 발명은 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트에 관한 것으로 상세하게는 0.1 내지 3.2mm의 입도를 가진 모래 45 내지 62 중량부가 혼합된 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여, 10mm 내지 20mm의 입도를 가진 골재 55 내지 65 중량부와 혼합수 15 내지 23 중량부가 혼합되어 구성되되, 상기 골재는 원골재 100 중량부에 대하여 8 내지 15 중량부의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 초속경 모르타르는 초속경 시멘트와 모래만으로 구성되어 있다(혼합수가 없는 구성임).
초속경 시멘트는 통상의 칼슘설포알루미네이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4)를 주성분으로 하는 것으로서, 본 실시예에서는 SiO2 11 중량%, Al2O3 16.9중량%, Fe2O3 1.2중량%, CaO 49.5중량%, MgO 1.2중량%, K2O 0.4중량%, SO3 18.4중량%, Ig.loss(강열감량) 1.4중량%의 화학조성을 갖는 초속경 시멘트가 채용되었다.
초속경 모르타르를 구성하는 모래는 내마모성이 강하고 불순물이 제거되어 있는 것은 물론 다른 초속경 모르타르 조성물들과 혼합 제조시 영향을 주는 점을 감안하여 완전히 건조된 상태를 유지하도록 한다. 그리고 상기 모래는 인조규사, 하천사 중 적어도 1가지 이상 선택되는 것으로서, 다른 초속경 모르타르 조성물들과의 혼합이 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 0.1~3.2mm의 입도를 만족하면서 초속경 모르타르 100중량부에 대하여 5 내지 62 중량부를 만족하도록 한다.
상기 골재는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 것으로서, 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지는 골재 간의 접착력을 향상시켜 내구성을 크게 향상시키는 역할을 한다.
즉, 상기 골재는 채굴시 발생되는 미립자 및 이물질이 표면에 묻어 있는 상태로 산지(産地)에서 반입(이하, '원골재'라 함)되는데, 이를 그대로 사용하게 될 경우에는 초속경 모르타르의 수화물과 원골재 간의 접착이 제대로 이루어지지 않으면서 초속경콘크리트의 압축강도 저하 및 알칼리 골재 반응으로 인한 내구성 저하 문제가 발생된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 통상적으로 원골재를 물로 세척하여 원골재 표면에 묻어 있는 미립자 및 이물질들을 제거하고 있으나, 이러한 방법으로는 맨홀 및 도로보수용으로 규정하고 있는 내구성을 확보하기는 힘들다.
따라서, 본 발명에서 사용되는 골재는 원골재 100 중량부에 대하여 8 내지 15 중량부의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지를 배합하여 원골재의 내부 및 겉표면에 충분하게 침투되도록 하고 배합이 완료되고 난 후에는 건조시켜 제작한다.
만일 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 원골재 100 중량부에 대하여 8 중량부 미만이면 배합량이 지나치게 작아서 원골재의 내부에 충분히 침투되지 못하고 원골재 표면에도 충분히 도포되지 못해 내구성이 기준치 이하로 떨어지게 되고, 15 중량부를 초과하면 배합량이 지나치게 많아서 원골재를 응집시켜 초속경 모르타르와의 배합에 문제를 발생시키게 된다.
한편, 상기 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지는 실란과 아크릴에멀젼이 1:4의 중량비로 혼합되도록 하고 전체적으로 PH 8.5, 고형분 15%, Tg 12의 특성을 제작되도록 하는 것이 바람직하다.
이는, 상기 실란은 분자크기가 매우 작아서 골재의 내부까지 침투할 수 있으며 아크릴에멀젼은 수용성이므로 골재표면에 도포되었을 때 초속경 모르타르의 수화물과의 매우 우수한 접착력을 보이는 것을 감안할 때, 만일 상기의 비율보다 실란의 함량이 적게 되면 원골재의 내부까지 충분히 침투되지 않아 초속경 모르타르의 응집력이 떨어지게 되고, 실란의 함량이 많으면 상대적으로 아크릴에멀젼의 함량이 줄어들면서 아크릴에멀젼이 원골재 표면에 충분히 도포되지 못해 초속경 모르타르의 수화물과의 접착력이 크게 떨어지게 되기 때문이다.
그리고, 본 발명을 구성하는 혼합수는 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여 15 내지 23 중량부로 배합된다. 이때, 상기 혼합수는 초속경 콘크리트를 제조하기 위하여 다양한 물이 사용될 수 있으나 바람직하게는 수돗물이 적당하며 초속경 시멘트의 수화반응을 억제시켜 시공시 최소한의 작업시간을 확보할 수 있도록 응결지연제가 더 배합되어도 무방하다.
상기 응결지연제는 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.2 중량부를 배합하여 사용하는 것이 적당하다. 이 경우, 초속경 시멘트가 사용시 기온에 따라 수화반응 속도가 많은 차이를 나타내므로 상기 범위 내에서 수화작용이 빨라지는 하절기에는 응결지연제의 배합량을 늘리고, 수화작용이 느려지는 동절기에는 응결지연제의 배합량을 줄여가면서 배합량을 조절하여야 한다. 만일, 응결지연제의 배합량이 0.01중량부 미만이면 배합량이 지나치게 적어서 응결지연에 따른 효과가 나타나지 아니하고, 0.2중량부를 초과하면 하절기라 할지라도 응결속도가 너무 느려져 1시간 내에 기준치의 압축강도를 확보할 수 없게 된다.
한편, 상기와 같이 초속경 시멘트가 기온에 따라 수화반응 속도에 있어서 많은 차이를 나타내는 특성이 있는 점을 감안하여, 상기 혼합수는 작업에 지장이 없는 적정한 수화반응 속도를 발휘하도록 10℃ 내지 30℃의 수돗물을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 기온이 높은 하절기에는 혼합수에 찬물을 혼합하고 기온이 낮은 동절기에는 혼합수에 더운물을 혼합하여 상기 혼합수가 적정온도를 유지할 수 있도록 하는 것이다. 이 경우, 기온변화에 따라서 응결지연제의 배합량을 달리하지 않아도 되므로 초속경콘크리트의 제조가 매우 용이해진다.
아래의 표 1은 골재 표면처리를 달리해 가면서 본 발명의 조성에 따라 제작된 초속경콘크리트를 실린더 공시체로 제작하고 1시간이 경과된 시점에서 압축강도를 상온(25℃)에서 측정한 결과이다.
상기 실린더 공시체(Φ100x200mm)는 초속경 모르타르와 혼합수량을 1~2분간 혼합한 후, 상기 혼합물에 계량된 골재를 30초~1분간 혼합하여 제작하였으며, 압축강도 3,000kN 만능시험기를 이용하여 포틀랜드시멘트 콘크리트의 슬럼프 시험방법( KS F 2402 )에 의거하여 시험하였다.
아래의 표 1에서 NO.1은 미세척 골재이고, NO.2는 물세척 골재이며, NO.3는 에폭시수지 함침 골재이고, NO.4는 우레탄수지 함침 골재이며, NO.5는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지 함침 골재이다.
실험예1 실험예2 실험예3 실험예4 실험예5
초속경 모르타르(중량부) 100 100 100 100 100
골재(중량부) NO.1 63 - - - -
NO.2 - 63 - - -
NO.3 - - 63 - -
NO.4 - - - 63 -
NO.5 - - - - 63
골재입도(mm) 20 20 20 20 20
혼합수(중량부) 18 18 18 18 18
압축강도
(kgf/㎠)		 1시간 경과 123 147 161 153 193
2시간 경과 175 193 178 183 239
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 1시간 경과 압축강도에서 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재를 사용한 실험예 5가 미세척 골재를 사용한 실험예 1 및 물세척 골재를 사용한 실시예 2에 비하여 현저하게 우수하였다.
한편, 2시간 경과 압축강도에서는 실험예 1 및 실험예 2의 압축강도 증가율이 실험예 5의 증가율보다 높음을 알 수 있다. 이는 실험예 1 및 실험예 2의 1시간 경과 압축강도 측정시보다는 초속경 모르타르의 수화물과 골재의 접착면이 안정화되어 나타난 현상이다. 그러나 본 발명의 특성상 1시간 안에 요구하는 압축강도가 발현되어야 하므로 실험예 5가 가장 적합하다는 것을 알 수 있다.
또한 실험예 3 및 실험예 4는 골재 내부에 잔존하는 수분이 유성물질인 에폭시나 우레탄수지가 골재 표면에 부착되는 것을 방해하기 때문에 실험예 5에 비하여 1시간 경과, 2시간 경과 압축강도가 현저하게 차이가 나는 것을 알 수 있다. 반면, 실험예 5의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지는 수용성이므로 골재 내부에 원활하게 침투되고 골재표면과의 접착성이 매우 우수하였다.
실험예 6 실험예 7 실험예 8 실험예 9 실험예 10
초속경 모르타르(중량부) 100 100 100 100 100
골재(중량부) 63 63 63 63 63
골재크기(mm) 20 20 20 20 20
혼합수(중량부) 17 18 19 20 21
슬럼프(cm) 12 11.5 10 9.5 5
1시간 압축강도(kgf/㎠) 175 193 190 186 123
상기 표 2는 혼합수의 양을 달리해 가면서 본 발명의 조성에 따라 제작된 초속경콘크리트를 실린더 공시체로 제작하고 1시간이 경과된 시점에서 압축강도를 상온(25℃)에서 측정한 결과이다. 이 밖의 실험조건 및 실험방법은 상기 표 1과 동일하다.
표 2에서 알 수 있듯이, 혼합수 18 중량부 내지 혼합수 20 중량부가 함유된 실험예 7 내지 실험예 9에서 만족할 만한 압축강도가 발현되었다. 실험예 6에서는 혼합수량의 부족으로 혼합이 이루어지지 않아 콘크리트 타설이 어렵게 되며 충진성도 급격히 나빠지고 초속경 시멘트가 충분한 수분을 공급받지 못하면서 기준치 이하의 압축강도가 측정되었고, 실험예 10은 혼합수가 지나치게 많아 초속경 모르타르와 골재가 심하게 분리되면서 과다한 블리딩(bleeding)의 발생에 의한 콘크리트 내부의 공극과 표면에 레이턴스(laitance)가 발생하면서 기준치 이하의 압축강도가 측정되었다.
실험예11 실험예12 실험예13 실험예14
초속경 모르타르(중량부) 100 100 100 100
골재(중량부) 54 55 65 66
골재크기(mm) 20 20 20 20
혼합수(중량부) 18 18 18 18
슬럼프(cm) 8 10 12 17
1시간 압축강도(kgf/㎠) 174 217 199 176
상기 표 3은 골재의 양을 달리해 가면서 본 발명의 조성에 따라 제작된 초속경콘크리트를 실린더 공시체로 제작하고 1시간이 경과된 시점에서 압축강도를 상온(25℃)에서 측정한 결과이다. 이 밖의 실험조건 및 실험방법은 상기 표 1과 동일하다. 그리고 상기 표 3에서 골재는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼수지 함침 골재이다.
표 3에서 알 수 있듯이, 실험예 11과 실험예 14에서의 1시간 압축강도가 다른 예들에 비해 현저하게 떨어지면서 기준치 이하가 되었음을 알 수 있다. 이는 골재가 55 중량부 미만이면 골재의 함량에 비해 혼합수가 지나치게 많아져 지나치게 적어서 콘크리트의 유동성이 좋아서 콘크리트를 타설하는 데는 유리하였지만 골재의 비중 차에 의한 재료분리가 나타나고 과다한 블리딩의 발생에 의한 콘크리트 내부의 공극과 표면에 레이턴스가 발생하면서 콘크리트의 압축강도가 기준치 이하로 크게 떨어진 것이다.
한편, 골재가 65 중량부를 초과하면 골재가 지나치게 많아 상대적으로 초속경 시멘트와 혼합수의 함량이 부족해지면서 유동성이 급격히 나빠져서 콘크리트 타설이 어렵게 되며 충진성도 급격히 나빠지고 초속경 시멘트가 충분한 수분을 공급받지 못하면서 콘크리트의 압축강도가 기준치 이하로 크게 떨어졌다. 아울러, 표면 마감성도 불량해지는 문제도 발생되었다.
실험예15 실험예16 실험예17 실험예18 실험예19
초속경 모르타르(중량부) 100 100 100 100 100
골재(중량부) 63 63 63 63 63
골재크기(mm) 9 10 15 20 21
혼합수(중량부) 18 18 18 18 18
슬럼프(cm) 6 8.5 10.5 11.5 13
1시간 압축강도(kgf/㎠) 148 181 209 193 177
상기 표 4는 골재의 크기를 달리해 가면서 본 발명의 조성에 따라 제작된 초속경콘크리트를 실린더 공시체로 제작하고 1시간이 경과된 시점에서 압축강도를 상온(25℃)에서 측정한 결과이다. 이 밖의 실험조건 및 실험방법은 상기 표 1과 동일하다. 그리고 상기 표 4에서 골재는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼수지 함침 골재이다.
표 4에서 알 수 있듯이, 실험예 15와 실험예 19에서의 1시간 압축강도가 다른 예들에 비해 현저하게 떨어짐을 알 수 있다. 이는 골재크기가 10mm 미만이면 골재크기가 지나치게 작아 콘크리트 내에 기공율이 높아져 응집력이 현격히 떨어지면서 콘크리트의 압축강도가 기준치 이하로 크게 떨어진 것이다.
한편, 골재의 입도가 작아지면 골재의 전체 표면적이 커지므로 적정한 압축강도와 슬럼프(slump)를 유지시키기 위해서 물과 초속경 시멘트의 함량을 높여야만 하지만, 이는 고가의 초속경 시멘트의 함량이 높아지면 경제성 측면에서 바람직하지 않다.
그리고, 골재의 크기가 20mm를 초과하게 되면 골재의 크기가 지나치게 커서 슬럼프가 불량해져 초속경 모르타르와 골재가 분리되면서 요구되는 압축강도를 만족시키지 못하였다. 이는 골재의 크기가 지나치게 커지면 골재의 전체 표면적이 작아지면서 혼합수가 지나치게 많아지는 결과를 초래하기 때문이다. 아울러, 골재의 크기가 커지면서 표면 마감성도 불량해지는 문제도 발생되었다.
실험예20 실험예21 실험예22 실험예23 실험예24
초속경 모르타르(중량부) 100 100 100 100 100
골재(중량부) 65 65 65 65 65
골재크기(mm) 9 10 15 20 21
혼합수(중량부) 18 18 18 18 18
모래(중량부) 50 50 50 50 50
모래입도(mm) 0.05 0.1 2 3.2 3.3
슬럼프(cm) 5 8.1 10.5 11.5 12
1시간 압축강도(kgf/㎠) 135 185 209 193 175
상기 표 5는 모래의 크기를 달리해 가면서 본 발명의 조성에 따라 제작된 초속경콘크리트를 실린더 공시체로 제작하고 1시간이 경과된 시점에서 압축강도를 상온(25℃)에서 측정한 결과이다. 이 밖의 실험조건 및 실험방법은 상기 표 1과 동일하다. 그리고 상기 표 5에서 골재는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼수지 함침 골재이다.
표 5에서 알 수 있듯이, 실험예 20과 실험예 24에서의 1시간 압축강도가 다른 예들에 비해 현저하게 떨어지거나 기준치 미만임을 알 수 있다. 이는 모래의 크기가 0.1mm 미만이면 모래의 크기가 지나치게 작아 콘크리트 내에 기공율이 높아져 응집력이 현격히 떨어지면서 콘크리트의 압축강도가 기준치 이하로 크게 떨어진 것이다.
한편, 모래의 입도가 작아지면 모래의 전체 표면적이 커지므로 적정한 압축강도와 슬럼프(slump)를 유지시키기 위해서 물과 초속경 시멘트의 함량을 높여야만 하지만, 이는 고가의 초속경 시멘트의 함량이 높아지면 경제성 측면에서 바람직하지 않다.
그리고, 모래의 크기가 3.2mm를 초과하게 되면 모래의 크기가 지나치게 커서 슬럼프가 불량해져 초속경 시멘트와 모래가 분리되면서 요구되는 압축강도를 만족시키지 못하였다. 이는 모래의 크기가 지나치게 커지면 모래의 전체 표면적이 작아지면서 혼합수가 지나치게 많아지는 결과를 초래하기 때문이다. 아울러, 모래의 크기가 커지면서 표면 마감성도 불량해지는 문제도 발생되었다.
초속경모르타르(중량부) 물(중량부) 13mm 골재(중량부) 비고
100 18 60
상기 시험을 통해 표6과 같은 최적의 배합표를 얻을 수 있다. 도1(한국화학융합시험연구원의 시험결과보고서)에 도시된 바와 같이 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여 13mm의 입도를 가진 골재 60 중량부와, 혼합수 18 중량부가 혼합된 초속경 콘크리트는 1시간 후의 압축강도는 약 250kgf/㎠를 상회하고, 슬럼프 프로가 평균 615mm로 측정된다. 즉 상기 초속경 콘크리트는 맨홀 및 도로 보수공사의 압축강도 기준을 만족할 뿐만 아니라 초기 유동성이 풍부하여 맨홀 또는 도로 보수공사가 편리하다.
믹싱작업은 준비된 초속경 시멘트와 모래와 혼합수를 모르타르 전용 믹서에 동시에 투입하여 1 내지 2분간 믹싱한 다음, 상기 믹서에 골재와 응결지연제를 추가로 투입하고 30초 내지 1분간 재믹싱하여 제조한다. 이때 초속경콘크리트는 경화가 빨리 이루어지기 때문에 작업이 중단되지 않도록 한다.
이렇게 하면 콘크리트 용적의 대부분을 골재가 차지하게 되므로 종래에 비해 동일 강도를 발휘하는데 있어서 콘크리트 용적당 초속경 시멘트와 혼합수의 함량이 상대적으로 낮아져 제조단가가 낮아지게 되고, 이에 따라 건조수축도 줄어들어 품질이 우수하면서 경제성이 우수한 조성물을 얻을 수 있게 된다.
이상으로 본 발명에 따른 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트의 바람직한 실시예를 설명하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.

Claims (4)

  1. 초속경 시멘트가 배합된 초속경 콘크리트에 있어서,
    SiO2 11 중량%, Al2O3 16.9중량%, Fe2O3 1.2중량%, CaO 49.5중량%, MgO 1.2중량%, K2O 0.4중량%, SO3 18.4중량%, Ig.loss(강열감량) 1.4중량%의 화학조성을 갖는 초속경 시멘트 38 내지 55 중량부와 0.1 내지 3.2mm의 입도를 가진 모래 45 내지 62 중량부가 혼합된 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여,
    10mm 내지 20mm의 입도를 가진 골재 55 내지 65 중량부와, 혼합수 15 내지 23 중량부가 혼합된 조성을 가지며,
    상기 골재는 원골재 100 중량부에 대하여 8 내지 15 중량부의 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침되고,
    상기 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지는 실란과 아크릴에멀젼이 1:4 의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여 응결지연제 0.01 내지 0.2 중량부가 더 혼합된 것을 특징으로 하는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 모르타르 100 중량부에 대하여 13mm의 입도를 가진 골재 60 중량부와, 혼합수 18 중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 고침투성 실란계 아크릴에멀젼 수지가 함침된 골재가 배합된 초속경 콘크리트.
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KR101775970B1 (ko) 2017-02-10 2017-09-07 (주)피엠씨 가사시간과 부착강도가 최적화된 고층 건축물 및 아파트 외벽의 단면복구용 모르타르 조성물 및 제조방법

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