KR101594157B1 - Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업부산물로 발생하는 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 알파 반수석고 등의 비소성 결합재를 활용하여 환경부하가 저감되고, PET섬유를 사용함으로써 경화시의 내구성이 향상될 수 있는 비소성 결합재를 활용한 석고계 친환경 모르타르 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 「단위재료 1000g 기준으로, 보통포틀랜드시멘트 50~100g; 고로슬래그 미분말 400~450g; 천연무수석고 30~35g; 알파반수석고 50~55g; 팽창제 30~35g; 알칼리자극제 30~35g; 및 잔골재 290~410g; 혼합된 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 석고계 친환경 모르타르 조성물」을 제공한다.
The present invention relates to a non-plastic binder which can reduce the environmental load by using non-plastic binders such as blast furnace slag fine powder, fly ash and alpha hemihydrate gypsum which are generated as industrial byproducts and can improve durability during curing by using PET fiber The present invention relates to a gypsum-based environmentally friendly mortar composition.
The present invention relates to a process for the preparation of a cement composition comprising " 50 to 100 g of Portland cement, 400 to 450 g of blast furnace slag fine powder; 30 ~ 35g of natural anhydrous gypsum; Alpha half gypsum 50 ~ 55g; 30 to 35 g of swelling agent; 30 to 35 g of an alkali stimulant; Fine aggregate 290-410 g; Based mortar composition utilizing a non-sintered binder characterized by the fact that the composition is mixed with the gypsum-based environmentally friendly mortar composition.

Description

비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물{Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an Eco-Mortar Composition Usnig Non-firing Binder

본 발명은 산업부산물로 발생하는 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 알파 반수석고 등의 비소성 결합재를 활용하여 환경부하가 저감되고, PET섬유를 사용함으로써 경화시의 내구성이 향상될 수 있는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a non-plastic binder which can reduce the environmental load by using non-plastic binders such as blast furnace slag fine powder, fly ash and alpha hemihydrate gypsum which are generated as industrial byproducts and can improve durability during curing by using PET fiber The present invention relates to an environmentally friendly mortar composition.

통상의 시멘트계 모르타르는 시멘트의 수화 또는 모르타르의 건조등에 의하여 수축이 발생하며, 이러한 수축에 의해 균열이 발생한다. 균열의 발생은 외관 뿐만아니라 콘크리트와의 부착력이 약화되기 때문에 박리되는 문제점을 안고 있다.Conventional cement mortar shrinks due to hydration of cement or drying of mortar, and cracks are generated by such shrinkage. The occurrence of cracks has a problem of detachment due to weak adhesion to concrete as well as appearance.

시공 현장에서는 모르타르를 타설할 때 작업의 편리성 때문에 물을 과다하게 사용하는 경우가 많으며, 이러한 모르타르는 블리딩이 과다하게 생성되어 모르타르의 마감 작업을 크게 지연시키고, 강도저하와 균열발생 등의 문제점이 야기된다.In the construction site, water is often used excessively due to the convenience of work when the mortar is laid. Such mortar has excessive bleeding, which greatly slows the finishing work of the mortar and causes problems such as deterioration in strength and cracking .

모르타르의 균열을 방지하기 위해 석고를 혼합 사용하는 것은 공지의 기술로서 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0340296호, 대한민국 등록특허공보 제 153247호 등에는 모르타르 조성물에 석고를 첨가하여 팽창에 의한 균열 저감 방법이 기재되어 있다. 통상적으로 석고가 혼합된 모르타르의 강도는 시멘트에 의해 얻어지며, 석고는 무수석고 또는 이수석고를 사용하는 첨가제로서 단지 균열 방지를 목적으로 하고 있다. It is known in the art to mix gypsum in order to prevent cracking of the mortar, and Korean Patent Registration No. 10-0340296 and Korean Patent Registration No. 153247 disclose a method of reducing cracks due to expansion by adding gypsum to a mortar composition . Generally, the strength of mortar mixed with gypsum is obtained by cement, and the gypsum is an additive using anhydrous gypsum or anthracite, and is intended only for preventing cracks.

한편, 친환경적 모르타르 조성물에 관해서는 대한민국 공개특허공보 10-2005-0007729, 대한민국 공개특허공보 10-2005-0098417, 대한민국 공개특허공보 10-2005-0029940등에 기재되어 있다. 이러한 선행기술들도 모르타르의 결합재로는 시멘트를 사용하고, 친환경 재료로서는 게르마늄, 세리사이트, 일라이트 또는 황토와 같은 광물을 사용하고 있다.
On the other hand, environmental friendly mortar compositions are described in Korean Patent Publication Nos. 10-2005-0007729, 10-2005-0098417, 10-2005-0029940, and the like. These prior art also use cement as a binder for mortar and minerals such as germanium, sericite, ilite or loess as eco-friendly materials.

1. 대한민국 등록특허 10-0570470 "석고계 친환경 모르타르 조성물"1. Korean Patent No. 10-0570470 entitled "Gypsum Environmentally Friendly Mortar Composition" 2. 대한민국 등록특허 10-0873156 "친환경 모르타르 조성물"2. Korean Patent No. 10-0873156 entitled "Environmentally friendly mortar composition"

시멘트는 산업의 근대화 과정에서 가장 중요하고 널리 사용되어 온 건설용 구조재료로서 도로, 교량, 터널, 항만, 주택, 건물 등 각종 사회간접자본(SOC)의 건설에 있어 기본이 되는 재료이다. 이러한 시멘트는 석회석 등을 주원료로 하여 소성과정 즉 클링커 제조시 고온(약 1,500℃)상태에서 제조되는데, 이 과정에서 많은 이산화탄소 가스를 배출하게 된다. 이에 따라 시멘트가 그 동안 건설산업에서 중요한 역할을 해왔음에도 불구하고 최근에는 자연 및 지구환경에 대한 부정적인 재료로 인식되는 경향이 높아지고 있다.
Cement is the most important and widely used construction material for the modernization of industry, and it is the basic material for the construction of various social overhead capital (SOC) such as roads, bridges, tunnels, harbors, houses and buildings. These cements are produced in the calcination process, that is, at the high temperature (about 1,500 ° C.) during the production of the clinker, using limestone as the main material, and in this process, a lot of carbon dioxide gas is discharged. Thus, although cement has played an important role in the construction industry in recent years, it has recently become increasingly recognized as a negative material for natural and global environment.

일반 모르타르는 보통포틀랜드시멘트(OPC)와 잔골재를 혼합한 것으로서, 이러한 일반 모르타르를 1톤 생산할 때에는 800~900kg의 이산화탄소가 발생한다.Typical mortar is a mixture of Portland cement (OPC) and fine aggregate. When producing 1 ton of general mortar, 800 ~ 900 kg of carbon dioxide is generated.

이에 보통포틀랜드시멘트의 일부를 고로슬래그 또는 플라이애시 중 어느 하나 이상의 것으로 치환하면서, 팽창에 의한 균열 방지를 위해 석고를 더 추가하여 사용하는 탄소저감형 모르타르의 경우 1톤 생산시 이산화탄소 발생량이 680~770kg이 되고, 이것은 일반 모르타르의 80~90% 수준이다.
Therefore, in the case of the carbon-reduced mortar, in which a part of the Portland cement is replaced with one or more of blast furnace slag or fly ash and further added with gypsum to prevent cracking due to expansion, the amount of carbon dioxide generated during production of 1 ton is 680 to 770 kg , Which is 80 ~ 90% of that of ordinary mortar.

본 발명은 압축강도, 유동성 등의 기본 물성은 일반 모르타르 수준으로 유지하면서도 이산화탄소 발생량은 기존의 탄소저감형 모르타르보다 더 낮추고, 휨강도, 인장강도, 수축균열 저항성 등은 일반 모르타르보다 강화하여 내구연한이 더욱 길어지는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
In the present invention, the basic properties such as compressive strength and fluidity are kept at the level of ordinary mortar, but the amount of generated carbon dioxide is lower than that of the conventional carbon-reduced mortar, and the bending strength, tensile strength and shrinkage crack resistance are strengthened more than ordinary mortar, And an object of the present invention is to provide an eco-friendly mortar composition using an elongated non-sintered binder.

본 발명은 「단위재료 1000g 기준으로, 보통포틀랜드시멘트 50~100g; 고로슬래그 미분말 400~450g; 천연무수석고 30~35g; 알파반수석고 50~55g; 팽창제 30~35g; 알칼리자극제 30~35g; 및 잔골재 290~410g; 혼합된 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 제공한다. 이 때 상기 잔골재는 직경 0.1~0.35㎜ 규사를 적용할 수 있다.
The present invention relates to a process for the preparation of a cement composition comprising " 50 to 100 g of Portland cement, 400 to 450 g of blast furnace slag fine powder; 30 ~ 35g of natural anhydrous gypsum; Alpha half gypsum 50 ~ 55g; 30 to 35 g of swelling agent; 30 to 35 g of an alkali stimulant; Fine aggregate 290-410 g; And which is characterized in that it is mixed with a non-sintered material. At this time, the fine aggregate may be applied with a diameter of 0.1-0.35 mm.

또한 본 발명은 모르타르의 부착강도 증진을 위해 「상기 단위재료 100중량부 대비 폴리머 2~3중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 함께 제공한다.
The present invention also provides an eco-friendly mortar composition utilizing the non-sintered binder, wherein 2 to 3 parts by weight of a polymer is added to 100 parts by weight of the unit material to improve the adhesion strength of the mortar.

또한 본 발명은 모르타르의 양생에 따른 재료분리를 방지하기 위해 「상기 단위재료 100중량부 대비 증점제 0.01~0.02중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 함께 제공한다.
The present invention also provides an eco-friendly mortar composition utilizing a non-sintered binder characterized in that 0.01 to 0.02 parts by weight of a thickening agent is further added to 100 parts by weight of the unit material in order to prevent material separation due to mortar curing .

또한 본 발명은 물 사용량을 감소시켜 압축강도 및 내구성을 향상시키기 위해 「상기 단위재료 100중량부 대비 감수제 0.3~0.05중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 함께 제공한다.
The present invention also relates to an eco-friendly mortar composition utilizing non-sintered binders, wherein 0.3 to 0.05 parts by weight of a water reducing agent is added to 100 parts by weight of the unit material to improve compressive strength and durability to provide.

또한 본 발명은 물 사용량을 감소시켜 블리딩 발생을 방지하기 위해 「상기 단위재료 100중량부 대비 감수제 0.3~0.05중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 함께 제공한다.
The present invention also provides an eco-friendly mortar composition utilizing the non-sintered binder, wherein 0.3 to 0.05 parts by weight of a water reducing agent is added to 100 parts by weight of the unit material in order to prevent bleeding from occurring by reducing the amount of water used .

또한 본 발명은 경화된 모르타르의 휨 강도를 증진시키기 위해 「상기 단위재료 100중량부 대비 PET섬유 1.5~2중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 함께 제공한다. 이때 상기 PET섬유는 직경 23~25㎛, 길이 10~12㎜, 인장강도 450MPa, 비중 1.37~1.38인 것을 적용할 수 있다.
The present invention also provides a "environmentally friendly mortar composition utilizing non-sintered binders" wherein 1.5 to 2 parts by weight of PET fiber is further added to 100 parts by weight of the unit material in order to improve the flexural strength of the cured mortar . The PET fiber may have a diameter of 23 to 25 탆, a length of 10 to 12 mm, a tensile strength of 450 MPa, and a specific gravity of 1.37 to 1.38.

본 발명에 따르면 소성시 다량의 이산화탄소가 발생하는 보통포틀랜드시멘트의 사용량을 줄이면서도 압축강도, 유동성 등의 기본 물성은 일반 모르타르 수준으로 유지할 수 있는 친환경 모르타르 조성물을 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain an eco-friendly mortar composition which can maintain the basic physical properties such as compressive strength and fluidity at a general mortar level while reducing the amount of ordinary Portland cement which generates a large amount of carbon dioxide during firing.

또한, 보통포틀랜드시멘트의 사용량이 적으므로 수화열이 감소하여 건조수축이 감소하고, 알파반수석고의 사용에 따라 동결융해 저항성을 향상시키며, PET섬유를 혼합하여 휨강도를 증진시킴에 따라 모르타르 경화체의 균열 발생량이 저감되고 결국, 내구연한이 길어지는 친환경 모르타르 조성물을 얻을 수 있다.
In addition, since the amount of Portland cement used is usually small, the drying shrinkage is reduced due to a decrease in hydration heat, the freeze-thaw resistance is improved according to the use of alpha hemihydrate, and the flexural strength is improved by mixing PET fiber, Can be reduced, and as a result, an environmentally friendly mortar composition in which the durability is prolonged can be obtained.

본 발명은 「단위재료 1000g 기준으로, 보통포틀랜드시멘트 50~100g; 고로슬래그 미분말 400~450g; 천연무수석고 30~35g; 알파반수석고 50~55g; 팽창제 30~35g; 알칼리자극제 30~35g; 및 잔골재 290~410g; 혼합되고, PET섬유가 상기 단위재료 100중량부 대비 1.5~2중량부 첨가되되, 상기 팽창제는 칼슘 설포 알루미네이트 및 알루미늄파우더 중 어느 하나 이상이고, 상기 알칼리자극제는 Na2SO3, Ca(OH)2, Na2SO4 중 어느 한 가지 이상이고, 상기 잔골재는 직경 0.1~0.35㎜ 규사이며, 상기 PET섬유는 직경 23~25㎛, 길이 10~12㎜, 인장강도 450MPa, 비중 1.37~1.38인 것이며, 슬럼프 190~200mm, 압축강도 40MPa 이상, 휨강도 14MPa 이상 발현되는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물」을 제공한다.
The present invention relates to a process for the preparation of a cement composition comprising " 50 to 100 g of Portland cement, 400 to 450 g of blast furnace slag fine powder; 30 ~ 35g of natural anhydrous gypsum; Alpha half gypsum 50 ~ 55g; 30 to 35 g of swelling agent; 30 to 35 g of an alkali stimulant; Fine aggregate 290-410 g; And 1.5 to 2 parts by weight of PET fiber is added to 100 parts by weight of the unit material, wherein the swelling agent is at least one of calcium sulfoaluminate and aluminum powder, and the alkali irritant is Na 2 SO 3 , Ca (OH) 2 and Na 2 SO 4 and the fine aggregate is 0.1 to 0.35 mm in diameter and the PET fiber has a diameter of 23 to 25 μm, a length of 10 to 12 mm, a tensile strength of 450 MPa and a specific gravity of 1.37 to 1.38 , A slump of 190 to 200 mm, a compressive strength of 40 MPa or more, and a flexural strength of 14 MPa or more ".

본 발명에서는 보통포틀랜드시멘트와 고로슬래그 미분말을 결합재로 사용한다. In the present invention, usually, Portland cement and blast furnace slag fine powder are used as a binder.

고로슬래그는 제철과정의 용광로에서 철광석, 석회석, 코크스 등을 원료로 하여 세철을 제조할 때 얻어지는 부산물로서, 철광석 중에 불순물로 포함되는 암석류가 석회와 화합하여 생긴 것이다. 급랭 분쇄된 염기 1.4도 이상의 것은 그 잠재 수경성이 있어 미분말화함으로써 결합재로 사용할 수 있다. 이러한 고로슬래그 미분말은 산업부산물로 발생하는 비소성 결합재80로서 보통포틀랜드시멘트의 일부를 고로슬래그 미분말로 치환하면 단위 시멘트량 및 단위수량이 감소하여 수화발열량 및 건조수축이 저감된다. 본 발명에서는 이러한 고로슬래그 미분말을 결합재 100중량부 대비 80~90중량부 사용함으로써 보통포틀랜드시멘트의 사용량을 크게 절감시키고자 한다.Blast furnace slag is a by-product obtained by iron ore, limestone, coke, etc. as raw materials in the iron furnace during iron making process. It is a combination of calcium pomegranate contained in impurities in iron ore and lime. The rapidly quenched base having a base of 1.4 degrees or more has potential hydraulic properties and can be used as a binder by making it into a fine powder. Such blast furnace slag fine powder is a non-sintered binder 80 which is produced as an industrial by-product. When a portion of ordinary portland cement is replaced with blast furnace slag fine powder, the amount of unit cement and the unit water amount are decreased, and hydration heat generation amount and drying shrinkage are reduced. In the present invention, by using the blast furnace slag fine powder in an amount of 80 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder, it is desired to largely reduce the use amount of the Portland cement.

다만, 결합재의 대부분을 보통포틀랜드시멘트 대신 고로슬래그 미분말로 치환하여 사용할 때에는 고로슬래그의 잠재수경성 발현을 위한 알칼리자극제가 필요하다. 알칼리 자극제로는 pH13 이상을 나타내는 NaOH나 KOH를 방출하는 수산화물, 규화물, 알루민산염 등의 강알칼리가 효과적이지만 이들은 반응이 급격하게 일어날 수 있어서 초기 발열, 급결 등의 문제를 일으킬 수 있다. 그렇다고 알칼리 골재 반응성이 잠재되어 있는 골재를 사용하는 경우에는 내구성에 문제를 일으킬 수 있어 바람직하지 않다. 따라서 반응 속도를 조절할 수 있고 알칼리 골재 반응 위험성이 없는 자극제로서 Ca(OH)2를 방출하는 자극제를 사용하는 것이 바람직하다.However, when most of the binder is replaced with fine blast furnace slag instead of ordinary portland cement, an alkali stimulant for potential hydraulicity of the blast furnace slag is required. As alkali stimulants, strong alkalis such as NaOH or KOH-releasing hydroxides, silicides, and aluminates, which exhibit a pH of 13 or more, are effective, but they may cause rapid reaction and cause problems such as initial fever and sharpness. However, it is not preferable to use an aggregate in which the alkali aggregate reactivity is latent, because it may cause durability problems. Therefore, it is preferable to use a stimulant that releases Ca (OH) 2 as a stimulant that can control the reaction rate and has no risk of alkali aggregate reaction.

Ca(OH)2를 방출하는 자극제로는 천연무수석고를 적용할 수 있으며, 이에 따라 에트린자이트(ettringite)가 발생하는데, 상기 천연무수석고의 양이 특정치를 넘어서게 되면 에트린자이트의 양이 더 이상 늘어나지 않으므로 고로슬래그 미분말의 배합비에 따라 상기 천연무수석고의 적정 배합량을 도출해 내야 한다. 또한 Na2SO3, Ca(OH)2, Na2SO4 중 어느 한 가지 이상의 알칼리자극제를 함께 적용할 수 있다.
As a stimulant for releasing Ca (OH) 2 , natural anhydrous gypsum can be applied, thereby generating ettringite. When the amount of the natural anhydrous gypsum exceeds a specific value, the amount of etrinzite The amount of natural anhydrite should be determined according to the blending ratio of the fine blast furnace slag powder. In addition, one or more alkali stimulants such as Na 2 SO 3 , Ca (OH) 2 and Na 2 SO 4 can be applied together.

상기 알파반수석고는 천연이수석고나 부산물로 발생되는 배연탈황이수석고 또는 인산이수석고로부터 100~150℃의 온도 조건에서 가압수증기법 혹은 가압수열법으로 합성되어 얻어지며, 재료 분리, 블리딩, 침하(Plastic shrinkage)현상이 없이 안정된 무수축성과 일반 시멘트 조성물에 비해 5~10배가량 우수한 초기강도 발현 및 안정적인 장기 강도 유지 성능을 발현할 수 있다. 또한, 물비 제어에 의해 응결 시간 조절이 가능할 뿐만 아니라 높은 초기 유동성 확보를 통해 불규칙한 형상을 갖는 단면에서 작업성이 매우 우수하다. 또한 기존의 시멘트 조성물과는 달리 알칼리도가 높지 않기 때문에 중성화에 대한 우려가 적고 일정 수준의 내구 공극 확보에 의한 건습 반복 작용 및 동결융해 작용으로부터 안정적인 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 석고라 함은 이수석고 또는 무수석고를 지칭하는 것으로 이들은 자체적으로 수화되는 성질이 없으므로 강도발현 등의 특성이 없으나 상기 알파반수석고의 경우에는 아래 반응식과 같이 단시간 내에 물과 반응하여 수화되어 결정을 형성하므로 짧은 시간 안에 고강도를 발현하는 특성을 가지고 있다. The alpha-hemihydrate gypsum is obtained by synthesizing flue gas desulfurization, which is generated as a natural passenger or by-product, from a water gypsum or phosphate gypsum at a temperature of 100 to 150 ° C by a pressurized water vapor method or a pressurized hydrothermal method, It is possible to exhibit stable shrinkage without plastic shrinkage and excellent initial strength development and stable long-term strength maintenance performance of about 5 to 10 times as compared with the general cement composition. In addition, not only is it possible to control the setting time by the control of the water content, but also the workability at the cross section having an irregular shape is excellent through securing high initial fluidity. In addition, unlike existing cement compositions, there is no fear of neutralization because the degree of alkalinity is not high, and there is an advantage that stable durability can be ensured from the dry and wet repetitive action and the freezing and thawing action by securing a certain level of endurance pore. Generally, gypsum refers to anisotropic or anhydrous gypsum. Since they have no property to hydrate by themselves, they do not have properties such as strength development. However, in the case of alpha hemihydrate gypsum, they react with water in a short time, So that it exhibits high strength in a short time.

[반응식][Reaction Scheme]

α-CaSO4·½H2O + H2O → CaSO4·2H2O α-CaSO 4 · ½H 2 O + H2O → CaSO 4 · 2H 2 O

이러한 알파반수석고의 성분 분석결과는 다음과 같다.The compositional analysis results of the alpha hemihydrate gypsum are as follows.

원 소element 함 량(wt%)Content (wt%) MgMg 0.600.60 AlAl 0.980.98 SiSi 1.851.85 SS 46.9846.98 KK 0.670.67 CaCa 48.5148.51 FeFe 0.380.38 SrSr 0.030.03 상기 원소 중 Ca 및 S의 함량은 95.49wt%이며, 그 외 금속원소들이 소량 함유되어 있음The content of Ca and S in the above elements is 95.49wt%, and other metal elements are contained in a small amount

상기 팽창제는 무수축성을 발현시켜주는 역할을 한다. 구체적으로 상기 팽창제는 칼슘 설포 알루미네이트, 알루미늄파우더 가운데 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 상기 칼슘 설포 알루미네이트와 알루미늄파우더는 CaO, Al2O3, CaSO4 등을 제공하고, 수화반응을 통해 에트린자이트(ettringite)를 생성하는 한편, 이 과정에서 지속적으로 SO3를 공급하여 팽창성이 높은 에트린자이트가 수화물 결정크기가 작은 모노설페이트(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)로 분해되는 것을 막아줌으로써 그라우트재가 수축하는 것을 방지해준다. 상기 팽창제는 상기 단위재료 1000g 대비 30~35중량부 함유되도록 하는 것이 바람직한데 이는 상기 팽창제가 상기 단위재료 1000g 대비 30g 미만 함유될 경우에는 수축저지 효과가 미미하고, 상기 팽창제가 상기 단위재료 1000g 대비 35g을 초과하면 과도한 팽창을 일으키기 때문이다.
The swelling agent serves to exhibit no shrinking property. Specifically, the swelling agent may be at least one of calcium sulfoaluminate and aluminum powder. The calcium sulfoaluminate and the aluminum powder provide CaO, Al 2 O 3 , CaSO 4, etc., and generate ettringite through a hydration reaction. In this process, SO 3 is continuously supplied, This prevents the high ettringite from being decomposed into a monosulfate with a small hydrate crystal size (3CaO · Al 2 O 3 .CaSO 4 · 12H 2 O), thereby preventing the grout material from shrinking. It is preferable that the swelling agent is contained in an amount of 30 to 35 parts by weight based on 1,000 g of the unit material. When the swelling agent is contained in an amount of less than 30 g based on 1000 g of the unit material, the shrinkage- , It causes excessive expansion.

또한, 모르타르의 작업성 및 경화체의 강도를 확보하기 위해 잔골재는 7호 규사 즉 직경 0.1~0.35㎜ 규사를 적용할 수 있다.
In order to secure the workability of the mortar and the strength of the hardened body, No. 7 silica sand, that is, silica sand having a diameter of 0.1 to 0.35 mm, can be applied.

본 발명에서는 전술한 보통포틀랜드시멘트, 고로슬래그 미분말, 천연무수석고, 알파반수석고, 팽창제, 알칼리자극제 및 잔골재가 "단위재료"를 구성하는 구성요소들이다. 이하의 폴리머, 증점제, 감수제 및 PET섬유는 상기 단위재료에 대한 중량비로 첨가된다.In the present invention, the above-mentioned ordinary Portland cement, blast furnace slag fine powder, natural anhydrous gypsum, alpha hemihydrate gypsum, swelling agent, alkali stimulant and fine aggregate are components constituting the "unit material". The following polymer, thickener, water reducing agent and PET fiber are added in a weight ratio to the unit material.

상기 폴리머는 모르타르의 부착강도 증진을 위해 상기 단위재료 100중량부 대비 폴리머 2~3중량부 첨가된다. 상기 증점제는 모르타르의 양생에 따른 재료분리를 방지하기 위해 상기 단위재료 100중량부 대비 0.01~0.02중량부 첨가된다. 상기 감수제는 물 사용량을 감소시켜 압축강도 및 내구성을 향상시키기 위해 상기 단위재료 100중량부 대비 0.3~0.05중량부 첨가된다. 상기 PET섬유는 경화된 모르타르의 휨 강도를 증진시키기 위해 상기 단위재료 100중량부 대비 1.5~2중량부 첨가된다.
The polymer is added in an amount of 2 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the unit material in order to improve the adhesion strength of the mortar. The thickener is added in an amount of 0.01 to 0.02 parts by weight based on 100 parts by weight of the unit material in order to prevent material separation due to curing of the mortar. The water reducing agent is added in an amount of 0.3 to 0.05 parts by weight based on 100 parts by weight of the unit material in order to reduce water consumption and improve compressive strength and durability. The PET fiber is added in an amount of 1.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the unit material in order to improve the flexural strength of the hardened mortar.

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 중축합하여 얻을 수 있는 포화폴리에스테르이다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 폴리부틸렌테레프탈레이트보다 분자쇄의 길이가 짧고 잘 휘어지지 않는 구조이므로 강성,내열성등이 좋다. Polyethylene terephthalate (PET) is a saturated polyester obtained by polycondensation of terephthalic acid and ethylene glycol. Polyethylene terephthalate has a shorter molecular chain length than polybutylene terephthalate and has a rigid and heat-resistant structure because it does not bend well.

본 발명에서는 이러한 성질을 갖는 PET섬유 중 직경 23~25㎛, 길이 10~12㎜, 인장강도 450MPa, 비중 1.37~1.38인 것을 적용하여 모르타르 경화체의 인장성능을 증진시키고자 하였다.
In the present invention, the tensile strength of the cured mortar is improved by applying the fibers having a diameter of 23 to 25 탆, a length of 10 to 12 mm, a tensile strength of 450 MPa, and a specific gravity of 1.37 to 1.38.

이하에서는 첨부된 도면 및 구체적인 실시예와 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것이므로 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and specific embodiments. It should be noted that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and thus the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

[시험 1][Test 1]

전술한 본 발명의 범위 내에서 아래의 [표 2]와 같은 조건으로 시험배합하여 시료별로 슬럼프, 압축강도 및 휨강도를 테스트하였다. The slump, the compressive strength and the bending strength were tested for each sample under the conditions as shown in the following Table 2 within the scope of the present invention.

구분division W/B
(wt%)
W / B
(wt%)
단위재료 - 1000(g)Unit material - 1000 (g) 혼화제(wt%)Admixture (wt%) 섬유
(wt%)
fiber
(wt%)
CC BFSBFS FAFA 석고gypsum 알파Alpha CSACSA AAAA 잔골재Fine aggregate 폴리머Polymer HPMCHPMC SPSP 비교예Comparative Example 2121 300300 145145 145145 3030 -- 3030 -- 350350 2
(15g)
2
(15 g)
0.01
(0.1g)
0.01
(0.1 g)
0.3
(6g)
0.3
(6g)
--
실시예1Example 1 2121 100100 400400 -- 3030 5555 3030 3535 350350 1.51.5 실시예2Example 2 2121 5050 450450 -- 3030 5555 3030 3535 350350 22

- C : 보통포틀랜드시멘트 - BFS : 고로슬래그 미분말- C: ordinary Portland cement - BFS: blast furnace slag fine powder

- FA : 플라이애시 - 석고 : 천연무수석고- FA: fly ash - gypsum: natural anhydrite

- 알파 : 알파반수석고 - CSA : 팽창제- Alpha: Alpha half gypsum - CSA: Swelling agent

- AA : 알칼리자극제 - 잔골제 : 7호 규사- AA: Alkali irritant - Thinning agent: No. 7 Silica

- HPMC : 증점제 - SP : 감수제- HPMC: Thickener - SP: Water reducing agent

- 섬유 : PET섬유- Fiber: PET fiber

상기 [표 2]에서 혼화제인 폴리머, 증점제, 감수제와 PET섬유는 단위재료 외에 첨가되는 양을 단위재료 1000g 대비 중량비로 나타내었다.In Table 2, the amount of polymer, thickener, water reducing agent and PET fiber, which are admixtures, is added in addition to the unit material in terms of weight ratio to 1000 g of the unit material.

위와 같은 비교예와 실시예들의 슬럼프, 압축강도, 휨강도 시험결과는 아래의 [표 3]과 같다.The results of the slump, compressive strength and flexural strength test of the above comparative examples and Examples are shown in Table 3 below.

구 분division 슬럼프(mm)Slump (mm) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 비교예Comparative Example 195195 4242 55 실시예1Example 1 190190 4545 1515 실시예2Example 2 192192 4444 1515

슬럼프 200mm, 압축강도 40MPa, 휨강도 14MPa 발현을 목표값으로 배합하여 위의 3가지 모르타르 시료를 테스트한 결과 슬럼프는 3가지 모두 목표값보다 다시 낮게 측정되었으나 본 발명에 정한 범위 이내로 PET섬유를 혼입하는 경우 비교예에 비하여 슬럼프 저하는 크지 않은 것으로 나타났다.The slump was 200 mm, the compressive strength was 40 MPa, and the flexural strength was 14 MPa. As a result of testing the above three mortar samples, the slump was measured again lower than the target value. However, when the PET fiber was mixed within the range defined in the present invention The slump degradation was not large compared with the comparative example.

압축강도는 3가지 모르타르 시료 모두 목표값을 상회하였으며 특히 실시예1 및 실시예2는 비교예에 비해 다소 높은 압축강도가 발현되는 것으로 나타났다.The compressive strength of the three mortar samples was higher than the target value. In particular, the compressive strengths of Examples 1 and 2 were somewhat higher than those of Comparative Examples.

휨강도의 경우 비교예는 목표값을 크게 밑돌았으나 실시예1과 실시예2는 비교예에 비해 휨강도가 3배 가량 상승하면서 목표값을 상회하게 되었다.
In the case of the flexural strength, the comparative example was significantly lower than the target value, but the flexural strength of Example 1 and Example 2 increased by three times as compared with the comparative example, and exceeded the target value.

[시험 2][Test 2]

[시험 1]의 배합에서 보통포틀랜드시멘트의 사용량을 최소화한 실시예2 시료에서 다른 구성요소는 그대로 두고 혼입시키는 섬유의 종류와 양만을 변화시키면서 슬럼프, 압축강도 및 휨강도 시험을 실시하였다.In the formulation of [Test 1], the slump, the compressive strength and the bending strength test were conducted while changing the type and amount of the fibers to be mixed with the other components in the sample of Example 2 in which the amount of the ordinary Portland cement was minimized.

하기 [표 4]에 나타난 시료명의 의미는 다음과 같다.The meanings of the sample names shown in [Table 4] are as follows.

- CR1 : PET섬유(재생섬유) 1.0wt% 혼입- CR1: Containing 1.0wt% PET fiber (regenerated fiber)

- CV1 : PVA섬유 1.0wt% 혼입- CV1: PVA fiber content of 1.0wt%

- CP1 : PP섬유 1.0wt% 혼입
- CP1: PP fiber content of 1.0wt%

구 분division 슬럼프(mm)Slump (mm) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 비교예Comparative Example 195195 4242 55 CR1CR1 194194 41.541.5 9.29.2 CV1CV1 192192 40.840.8 8.68.6 CP1CP1 192.5192.5 40.240.2 8.18.1

위의 [표 4]에 나타난 바와 같이 섬유를 단위재료 100중량부 대비 1중량부로 혼입한 경우에는 섬유의 종류에 관계없이 슬럼프와 압축강도가 다소 저하되고, 휨강도는 향상되는 경향을 보인다. 다만 이 경우의 휨강도 증진 효과에 의하더라도 목표 휨강도(15MPa)에는 크게 못 미친다.
As shown in [Table 4] above, when the fibers are mixed in an amount of 1 part by weight based on 100 parts by weight of the unit material, the slump and the compressive strength are somewhat lowered and the flexural strength is improved irrespective of the kind of the fibers. However, even if the bending strength improving effect in this case is applied, the target bending strength is less than 15 MPa.

[시험 3][Test 3]

[시험 2]의 배합에서 섬유의 혼입량을 단위재료 100중량부 대비 1.5중량부로 증가시키고 슬럼프, 압축강도 및 휨강도 시험을 실시하였다.In the combination of [Test 2], the amount of fibers mixed was increased to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the unit material, and the slump, the compressive strength and the bending strength test were carried out.

하기 [표 5]에 나타난 시료명의 의미는 다음과 같다.The meanings of the sample names shown in [Table 5] are as follows.

- CR1.5 : PET섬유(재생섬유) 1.5wt% 혼입- CR1.5: Containing 1.5wt% of PET fiber (regenerated fiber)

- CV1.5 : PVA섬유 1.5wt% 혼입- CV1.5: Containing 1.5wt% PVA fiber

- CP1.5 : PP섬유 1.5wt% 혼입
- CP1.5: PP fiber 1.5wt% incorporation

구 분division 슬럼프(mm)Slump (mm) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 비교예Comparative Example 195195 4242 55 CR1.5CR1.5 192192 42.142.1 14.614.6 CV1.5CV 1.5 190190 41.441.4 12.412.4 CP1.5CP1.5 190190 40.840.8 11.611.6

위의 [표 5]에 나타난 바와 같이 섬유의 종류에 관계없이 혼입량 증가에 따라 슬럼프는 다소 저하되나 압축강도와 휨강도는 향상되는 경향을 보였다. 특히 휨강도는 큰 폭으로 증가하며, 특히 PET섬유(재생섬유)의 경우 목표 휨강도에 근사치를 보여, PET섬유(재생섬유)를 단위재료 100중량부 대비 1.5중량부 혼입시키는 것이 모르타르 경화체의 내구성 증진에 유의미한 영향을 미칠 것으로 판단된다.As shown in [Table 5], the slump was somewhat decreased with increasing the amount of mixed fiber regardless of fiber type, but the compressive strength and bending strength tended to be improved. Particularly, the flexural strength increases greatly. Particularly, in the case of PET fiber (regenerated fiber), the target bending strength is approximate, and it is preferable to add 1.5 parts by weight of PET fiber (regenerated fiber) to 100 parts by weight of the unit material to improve the durability of the hardened mortar And it is expected to have a significant effect.

Claims (8)

단위재료 1000g 기준으로,
보통포틀랜드시멘트 50~100g; 고로슬래그 미분말 400~450g; 천연무수석고 30~35g; 알파반수석고 50~55g; 팽창제 30~35g; 알칼리자극제 30~35g; 및 잔골재 290~410g; 혼합되고,
PET섬유가 상기 단위재료 100중량부 대비 1.5~2중량부 첨가되되,
상기 팽창제는 칼슘 설포 알루미네이트 및 알루미늄파우더 중 어느 하나 이상이고,
상기 알칼리자극제는 Na2SO3, Ca(OH)2, Na2SO4 중 어느 한 가지 이상이고,
상기 잔골재는 직경 0.1~0.35㎜ 규사이고,
상기 PET섬유는 직경 23~25㎛, 길이 10~12㎜, 인장강도 450MPa, 비중 1.37~1.38인 것이며,
슬럼프 190~200mm, 압축강도 40MPa 이상, 휨강도 14MPa 이상 발현되는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물.
Based on 1000 g of the unit material,
Usually Portland cement 50-100 g; 400 to 450 g of blast furnace slag fine powder; 30 ~ 35g of natural anhydrous gypsum; Alpha half gypsum 50 ~ 55g; 30 to 35 g of swelling agent; 30 to 35 g of an alkali stimulant; Fine aggregate 290-410 g; Mixed,
PET fibers are added in an amount of 1.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the unit material,
Wherein the swelling agent is at least one of calcium sulfoaluminate and aluminum powder,
Wherein the alkali stimulant is at least one of Na 2 SO 3 , Ca (OH) 2 and Na 2 SO 4 ,
The fine aggregate is a silica sand having a diameter of 0.1 to 0.35 mm,
The PET fiber has a diameter of 23 to 25 탆, a length of 10 to 12 mm, a tensile strength of 450 MPa, and a specific gravity of 1.37 to 1.38,
A mortar composition using a non-sintered binder exhibiting a slump of 190 to 200 mm, a compressive strength of 40 MPa or more, and a flexural strength of 14 MPa or more.
삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 단위재료 100중량부 대비 폴리머 2~3중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
And 2 to 3 parts by weight of a polymer is further added to 100 parts by weight of the unit material.
제1항에서,
상기 단위재료 100중량부 대비 증점제 0.01~0.02중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
Wherein 0.01 to 0.02 part by weight of a thickener is further added to 100 parts by weight of the unit material.
제1항에서,
상기 단위재료 100중량부 대비 감수제 0.3~0.05중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
Wherein 0.3 to 0.05 part by weight of a water reducing agent is further added to 100 parts by weight of the unit material.
삭제delete 삭제delete
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