KR101592162B1 - 유황 콘크리트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유황 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 유황 폴리머 바인더 10~40중량%, 페로니켈 슬래그(FNS) 조골재 0~80중량%, 페로니켈 슬래그(FNS) 세골재의 0~60중량% 및 모래 0~90중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

유황 콘크리트 조성물{Sulfur Concrete Compositions}

본 발명은 유황 콘크리트 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 일반적인 골재 대신 페로니켈 슬래그를 활용한 유황 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

종래, 하수관, 맨홀 등은 일반적으로 콘크리트로 제조되어 왔으며, 이러한 일반적인 콘트리트 대신 최근에는 유황 폴리머 바인더를 사용하여 골재를 결합시킨 이른바 유황 콘크리트를 사용하여 하수관, 보도 블럭, 보차도 경계석, 테트라포드, 인공어초, 식생 호안 블럭, 보강토 블럭, 맨홀, 소파 블럭, 철도 침목, u관, 타일, 패널 등의 다양한 유황 콘크리트 구조물을 제조하고 있다.

그러나, 이러한 유황콘크리트 구조물에서는 흔히 크랙이 발생하고 있으며, 강도 또한 충분하지 않았다.

한국 특허공개 10-2013-0087948 호

따라서, 본 발명의 목적은 구조물로 성형시에 크랙 발생이 없는 유황 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 압축 강도 등의 역학적 특성이 우수한 유황 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 골재로서 페로니켈 슬래그(FNS)를 활용하여 유황콘크리트 조성물을 제조하였다.

본 발명의 유황콘크리트 조성물은 유황 폴리머 바인더 10~40중량%, 페로니켈 슬래그(FNS) 조골재 0~80중량%, 페로니켈 슬래그(FNS) 세골재의 0~60중량% 및 모래 0~90중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 5mm 이상 페로니켈 슬래그(FNS) 조골재를 15~50중량%, 5mm 이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 세골제를 20~60중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.

기존 콘크리트 배합에 사용되던 일반 골재 대신 페로니켈 슬래그를 사용하여 유황 콘크리트를 제조하면 압축강도, 인장강도 등 역학적 특성에 대한 상승효과뿐 아니라 유황콘크리트 구조물에서 흔히 발견되는 크랙 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 유황 콘크리트 조성물은 96MPa 이상의 높은 압축강도 발현이 가능하며, FNS 내 Ca 성분이 적어 건조수축 등 부피변화 저항성 향상에 탁월한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 유황 콘크리트 조성물로 제조된 하수관 사진
도 2는 일반 골재를 사용하여 유황 콘크리트를 제조한 경우의 하수관 사진

본 발명의 유황콘크리트 조성물은 기존의 골재 대신 페로니켈 슬래그를 사용한다. 통상 유황 폴리머 바인더는 10~40중량%, 페로니켈 슬래그(FNS) 조골재는 0~80중량%, 페로니켈 슬래그(FNS) 세골재는 0~60중량%, 모래는 0~90중량%의 함량을 포함된다.

즉, 조골재나 세골재 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 페로니켈 슬래그를 사용할 수 있으나, 조골재와 세골재 모두를 사용하는 것이 압축 강도 면에서 유리하다.

바람직하게는, 5mm 이상 페로니켈 슬래그(FNS) 조골재를 15~50중량%, 5mm 이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 세골제를 20~60중량% 포함하는 것이 우수한 압축강도를 나타낸다.

본 발명에 사용되는 유황 폴리머 바인더는 예를 들어, 씨오머(Thiomer)를 사용할 수 있고, 바람직하게는 디사이클로펜다디엔(DCPD)으로 개질된 씨오머 등을 사용할 수 있다. 이러한 씨오머(Thiomer) 등의 바인더에는 플라이 애쉬 등의 충진제를 혼합하여 사용할 수 있고, 그 혼합비는 플라이 애쉬 1에 대해 중량비로 0.1~100의 씨오머(Thiomer)를 사용할 수 있고, 특히 바람직하게는 플라이 애쉬 50중량부와 씨오머(Thiomer) 100중량부를 혼합하여 사용할 수 있다.

이하 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

실시예 1

DCPD 3%로 개질된 Thiomer 100kg에 플라이 애쉬 50kg을 혼합하여 유황 폴리머 바인더를 제조하였다. 제조된 유황 폴리머 바인더 270kg에 5mmm 이상의 페로니켈 슬래그(FNS) 400kg과 5mm이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 230kg, 그리고 모래 100kg을 혼합하여 유황 콘크리트 조성물을 제조하여 원심성형기로 하수관을 성형하였다. 압축강도와 화학적 내성을 시험하여 그 결과를 표 1에 기재하였다. 압축 강도는 각각 2회씩 측정하여 그 평균값을 기재하였다. 30일 후 하수관에는 균열 발생이 없었으며 그 사진은 도 1에 도시하였다.

실시예 2

DCPD 3%로 개질된 Thiomer 100kg에 플라이 애쉬 50kg을 혼합하여 유황 폴리머 바인더를 제조하였다. 제조된 유황 폴리머 바인더 270kg에 5mmm 이상의 페로니켈 슬래그(FNS) 170kg과 5mm이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 390kg, 그리고 모래 170kg을 혼합하여 유황 콘크리트 조성물을 제조하여 원심성형기로 하수관을 성형하였다. 압축강도와 화학적 내성을 시험하여 그 결과를 표 1에 기재하였다. 압축 강도는 각각 2회씩 측정하여 그 평균값을 기재하였다.

실시예 3

DCPD 3%로 개질된 Thiomer 100kg에 플라이 애쉬 50kg을 혼합하여 유황 폴리머 바인더를 제조하였다. 제조된 유황 폴리머 바인더 270kg에 5mm이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 510kg, 그리고 모래 220kg을 혼합하여 유황 콘크리트 조성물을 제조하여 원심성형기로 하수관을 성형하였다. 압축강도와 화학적 내성을 시험하여 그 결과를 표 1에 기재하였다. 압축 강도는 각각 2회씩 측정하여 그 평균값을 기재하였다.

비교예 1

DCPD 3%로 개질된 Thiomer 100kg에 플라이 애쉬 50kg을 혼합하여 유황 폴리머 바인더를 제조하였다. 제조된 유황 폴리머 바인더 350kg에 5mm이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 650kg을 혼합하여 유황 콘크리트 조성물을 제조하여 원심성형기로 하수관을 성형하였다. 압축강도와 화학적 내성을 시험하여 그 결과를 표 1에 기재하였다.

비교예 2

DCPD 3%로 개질된 Thiomer 100kg에 플라이 애쉬 50kg을 혼합하여 유황 폴리머 바인더를 제조하였다. 제조된 유황 폴리머 바인더 270kg에 5mm 이상의 모래 또는 자갈 450kg 및 5mm 이하의 모래 280kg을 혼합하여 유황 콘크리트 조성물을 제조하여 원심성형기로 하수관을 성형하였다. 압축강도와 화학적 내성을 시험하여 그 결과를 표 1에 기재하였다. 30일 후 하수관에는 균열이 발생하였으며 그 사진은 도 2에 도시하였다.

	물성
	압축강도(MPa)						화학적 내성(%)
	1일		7일		30일		산 (0.5M 황산)	알칼리 (1M NaOH)
실시예1	60.48	63.46	80.54	79.70	96.8	96.80	0.23	0.18
	66.44		78.86		96.8
실시예2	59.55	61.45	74.45	74.98	88.69	87.35	0.23	0.17
	63.35		75.51		86.01
실시예2	56.45	59.21	62.55	63.36	69.24	69.24	0.23	0.16
	61.97		64.16
비교예1	55						0.24	0.18
비교예2	49.13

상기 실시예와 비교예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 세골재에만 페로니켈 슬래그를 사용하였을 때보다 조골재와 세골재에 모두 페로니켈 슬래그를 사용하는 경우에 압축 강도가 향상되었다. 또한, 페로니켈 슬래그를 함유하지 않고 일반적인 골재만을 사용한 비교예의 경우 균열이 발생하였다.

Claims (4)

1. 유황 폴리머 바인더 10~40중량%, 5mm 이상의 페로니켈 슬래그(FNS) 조골재를 15~50중량%, 5mm 이하의 페로니켈 슬래그(FNS) 세골제를 20~60중량%, 모래 5~25중량%로 이루어지는 유황 콘크리트 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유황 폴리머 바인더는 씨오머(Thiomer)와 플라이 애쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
3. 제 2항에 있어서, 씨오머(Thiomer)와 플라이 애쉬는 중량비로 100~0.1:1로 혼합되는 것을 특징으로 하는 조성물.
   
   
   
   
   
4. 삭제

Images