KR101614806B1 - Concrete Composition for Repairing and Maintaining Concrete Pavement having Modified Slag - Google Patents

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KR101614806B1 KR1020140181259A KR20140181259A KR101614806B1 KR 101614806 B1 KR101614806 B1 KR 101614806B1 KR 1020140181259 A KR1020140181259 A KR 1020140181259A KR 20140181259 A KR20140181259 A KR 20140181259A KR 101614806 B1 KR101614806 B1 KR 101614806B1
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안지환
전성일
권수안
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한국건설기술연구원
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Abstract

The present invention relates to an alkali-activated concrete composition with improved expression of initial strength and field applicability by using a binding material which is prepared by adding an alkaline activator to modified slag without using Portland cement. In the present invention, the concrete composition comprises coarse aggregates, fine aggregates, water, a binding material, and an alkaline activator. The binding material includes modified slag, and at least one selected from the group consisting of common fly ash, fly ash with a high degree of fineness, and silica fume. The alkaline activator includes sodium hydroxide and sodium silicate. More particularly, the alkaline activator includes, based on 100 parts by weight of the alkaline activator: 30 to 70 parts by weight of sodium hydroxide; and 30 to 70 parts by weight of sodium silicate.

Description

개질슬래그를 사용한 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물{Concrete Composition for Repairing and Maintaining Concrete Pavement having Modified Slag}Technical Field [0001] The present invention relates to an alkali-active concrete composition for maintenance and repair of concrete pavement using a modified slag,

본 발명은 콘크리트 포장의 유지보수용으로서의 활용성을 극대화시킨 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 포틀랜드 시멘트를 전혀 사용하지 않고, 개질슬래그에 알칼리 활성제가 혼입된 결합재를 이용함으로써 조기강도 발현 및 현장 적용성을 크게 개선시킨 "알칼리 활성 콘크리트 조성물"에 관한 것이다. The present invention relates to a concrete composition maximizing the utility of concrete pavement for maintenance, and more specifically, it relates to a concrete composition which does not use Portland cement at all and which uses a binder containing an alkali activator in the modified slag, &Quot;, " alkali-active concrete composition "

콘크리트 조성물에는 포틀랜드 시멘트가 무기 결합재로서 사용되는 것이 일반적인데, 포틀랜드 시멘트는 제조 공정 중에 원료의 주성분인 CaCO3인 석회석을 열처리하는 과정에서 막대한 에너지가 소비되며, 시멘트 제조량의 약 80중량% 이상의 온실가스 CO2가 다량으로 발생한다는 문제점이 있다. 따라서 콘크리트 조성물을 제조할 때, 포틀랜드 시멘트를 대체하여 포틀랜드 시멘트의 사용량을 줄일 수 있게 하는 결합재 개발이 시급한 실정이다. Concrete composition, inde generally a Portland cement used as the inorganic binder, Portland cement is the enormous energy consumption in the process of heat treating the three limestone main component CaCO of the raw material during the production process, the cement of about 80% by weight or more of the greenhouse gases jejoryang There is a problem that a large amount of CO 2 is generated. Therefore, it is urgent to develop a binder that can reduce the amount of Portland cement used in place of Portland cement when manufacturing concrete compositions.

한편, 현행 콘크리트 포장의 유지 보수를 위하여 초속경 시멘트가 사용되는데, 현재 주로 사용되는 종래의 초속경 시멘트의 경우, 조기강도발현에 따른 높은 수화열로 인해 균열발생 위험성이 상시 존재하며, 재료비가 단가가 지나치게 높다는 단점이 있다. 따라서 콘크리트 포장 유지보수용 콘크리트 조성물을 제조함에 있어서 결합재로서 시멘트를 사용함에 따른 위와 같은 문제를 시급히 해결하여야 필요성이 크게 대두되고 있는 실정이다. However, in the case of conventional quick-speed cement, there is always a risk of occurrence of crack due to high hydration heat due to early strength development, There is a disadvantage that it is excessively high. Therefore, there is a great need to solve the above problems by using cement as a binder in the concrete composition for maintenance and repair of concrete pavement.

포틀랜드 시멘트를 대체하여 결합재로서 사용가능성이 검토되고 있는 재료로는 "슬래그"가 있다. 대한민국 등록특허 제10-1354074호에는 콘크리트에서 시멘트의 사용량을 저감할 목적으로 고로 슬래그를 포함하는 조성물에 대해 개시하고 있다. 그러나 상기한 종래 기술의 경우, 석고를 중요성분으로 함유하고 있고, 전체적인 조성물의 사용 목적이 콘크리트 포장 유지 보수에는 부합하지 않는다는 한계가 있다. As a substitute for Portland cement, there is a "slag " Korean Patent Registration No. 10-1354074 discloses a composition containing blast furnace slag for the purpose of reducing the amount of cement used in concrete. However, in the case of the above-mentioned prior art, gypsum is contained as an important component, and there is a limit in that the purpose of use of the whole composition is incompatible with maintenance and repair of concrete pavement.

대한민국 등록특허공보 제10-1354074호(2014. 01. 27. 공고).Korean Patent Registration No. 10-1354074 (published on Apr. 27, 2014).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 포틀랜드 시멘트를 전혀 사용하지 않는 대신에 산업부산물인 슬래그를 개질한 것에 알칼리 활성제를 첨가한 조성을 가지고 있는 결합재를 함유하고 있어서, 4~6시간 안에 교통개방강도 확보가 가능하도록 콘크리트 포장의 유지보수용으로 최적화되어 있고 경제성이 우수할 뿐만 아니라 친환경적인 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been developed in order to overcome the problems and limitations of the prior art as described above. More specifically, the present invention relates to a method for producing a slag, which does not use Portland cement at all, Which is optimized for maintenance and maintenance of concrete pavement so that traffic opening strength can be secured within 4 to 6 hours, is excellent in economic efficiency, and is also environmentally friendly.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 굵은 골재, 잔골재, 물, 결합재 및 알칼리 활성제를 포함하여 구성되며; 결합재는, 일반 플라이애시, 고분말도 플라이애시 및 실리카흄으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 것과 개질슬래그를 포함하여 구성되고; 알칼리 활성제는 수산화나트륨 및 규산나트륨을 포함하는데, 알칼리 활성제의 100 중량부에 대해, 수산화나트륨 30~70 중량부와 규산나트륨 30~70 중량부의 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a honeycomb structure, comprising: a coarse aggregate, a fine aggregate, water, a binder and an alkaline activator; The binder comprises at least one modified slag selected from the group consisting of common fly ash, high melting fly fly ash and silica fume; Wherein the alkali active agent comprises sodium hydroxide and sodium silicate and has a composition of 30 to 70 parts by weight of sodium hydroxide and 30 to 70 parts by weight of sodium silicate with respect to 100 parts by weight of the alkali active agent, / RTI >

더 나아가 본 발명에서는 상기한 구성에서, 잔골재의 함량은 33~37중량%이고, 굵은 골재의 함량은 33~40중량%이며, 물/결합재 비는 40%~45%이고, 결합재의 함량은 17~23중량%이며; 알칼리 활성제는, 결합재를 이루는 재료 중에서 개질슬래그를 제외한 나머지 재료의 100중량부에 대해 3~10중량부로 함유되는 특징을 더 가지고 있는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다. Further, in the present invention, the content of the fine aggregate is 33 to 37% by weight, the content of coarse aggregate is 33 to 40% by weight, the ratio of water / binder is 40 to 45%, the content of binder is 17 To 23% by weight; The alkaline activator is further characterized by containing 3 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the material other than the modified slag among the materials constituting the binder, and a concrete composition for maintenance of concrete pavement is provided.

또한 본 발명에서는 상기한 구성에서, 개질슬래그는, Al2O3 15~25중량%, CaO 35~55중량%, Fe2O3 5 중량% 이하, 및 SO3 5~15 중량%의 조성을 가지며, 분말도는 5,000 브레인(blain) 이상인 특징을 더 가지고 있는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다. Further, in the present invention, the modified slag has a composition of 15 to 25 wt% of Al 2 O 3 , 35 to 55 wt% of CaO, 5 wt% or less of Fe 2 O 3 , and 5 to 15 wt% of SO 3 , And the powder is more than 5,000 brains (blain).

또한 본 발명에서는 상기한 구성에서, 결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90 중량부 및 일반 플라이애시 10~30 중량부의 조성을 가지는 특징을 더 가지고 있는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다. Further, in the present invention, in the above-mentioned construction, the binder is characterized by having a composition of 70 to 90 parts by weight of modifying slag and 10 to 30 parts by weight of general fly ash with respect to 100 parts by weight of the binder, A composition is provided.

또한 본 발명에서는 상기한 구성에서, 결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90 중량부 및 고분말도 플라이애시 10~30 중량부의 조성을 가지는 특징을 더 가지고 있는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다. Further, in the present invention, in the above-mentioned construction, the binder preferably has a composition of 70 to 90 parts by weight of modified slag and 10 to 30 parts by weight of high-melting-point fly ash, with respect to 100 parts by weight of the binder, A concrete composition is provided.

또한 본 발명에서는 상기한 구성에서, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90 중량부 및 일반 플라이애시 4~25 중량부 및 실리카흄 1~5 중량부의 가지는 특징을 더 가지고 있는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다. Further, in the present invention, in the above-mentioned constitution, in the case of 100 parts by weight of the binder, 70 to 90 parts by weight of modified slag, 4 to 25 parts by weight of general fly ash and 1 to 5 parts by weight of silica fume A maintenance concrete composition is provided.

또한 본 발명에서는 상기한 구성에서, 결합재 100중량부에 대해 1중량부의 고성능 감수제와, 0.2~0.4 중량부의 공기연행제(AE제)가 더 함유되어 있는 특징을 더 가지고 있는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물이 제공된다.
Further, in the present invention, in the above-mentioned constitution, for maintenance and repair of a concrete pavement having more than 1 part by weight of a high-performance water reducing agent and 0.2 to 0.4 parts by weight of an air entraining agent (AE agent) A concrete composition is provided.

본 발명에 따른 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물은, 포틀랜드 시멘트를 전혀 사용하지 않으면서도 4~6시간 안에 교통개방강도 확보가 가능하여 신속한 교통개방이 가능하게 되므로 콘크리트 포장의 유지보수용으로 최적화된 성능을 발휘하게 되는 장점이 있다. The alkali active concrete composition for maintaining and repairing concrete pavement according to the present invention can secure traffic opening strength within 4 to 6 hours without using Portland cement at all, And the performance is improved.

특히, 본 발명의 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물은, 산업부산물로 취급되는 슬래그, 플라이애시, 실리카흄을 시멘트 대체재로 사용하므로, 경제성이 우수하고 친환경적이라는 장점도 가지고 있다. In particular, the alkali active concrete composition for concrete pavement maintenance of the present invention has an advantage of being economical and environmentally friendly because slag, fly ash, and silica fume treated as industrial by-products are used as cement substitutes.

그 뿐만 아니라, 본 발명의 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물은, 투수저항성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 등에 있어서도 우수한 내구성능을 발휘하고 있을 뿐만 아니라, 기존 콘크리트 부재와의 부착성이 개선되고, 콘크리트포장 수명을 연장시켜 공용성을 증진시키게 되는 장점을 가지고 있다.
In addition, the alkali active concrete composition for maintenance and repair of concrete of the present invention not only exhibits excellent durability performance in water permeation resistance, freeze-thaw resistance, surface peel resistance, etc., but also improves adhesion with existing concrete members , And it has the advantage of extending the life of concrete pavement and improving the commonality.

도 1은 본 발명의 실시예와 비교예에 대한 압축강도 실험결과의 그래프도이다.
도 2는 본 발명의 실시예와 비교예에 대한 염소이온침투저항성 실험결과의 그래프도이다. Fig. 1 is a graph showing the results of compressive strength test for Examples and Comparative Examples of the present invention.
2 is a graph showing the results of chlorine ion penetration resistance test results of Examples and Comparative Examples of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.

본 발명에 따른 콘크리트 포장의 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물(이하, "본 발명의 콘크리트 조성물"이라고 약칭함)은, 굵은 골재, 잔골재, 물, 결합재 및 알칼리 활성제를 포함하여 구성된다. 본 발명의 콘크리트 조성물에서, 잔골재의 함량은 33~37중량%이고, 굵은 골재의 함량은 33~40중량%이며, 물/결합재 비는 40%~45%이고, 결합재의 함량은 17~23중량%이다.The alkali active concrete composition for maintenance of concrete pavement according to the present invention (hereinafter abbreviated as "the concrete composition of the present invention ") comprises a coarse aggregate, fine aggregate, water, binder and an alkali activator. In the concrete composition of the present invention, the content of fine aggregate is 33 to 37 wt%, the content of coarse aggregate is 33 to 40 wt%, the ratio of water / binder is 40 to 45 wt%, the content of binder is 17 to 23 wt %to be.

결합재의 함량이 17 중량% 미만이면, 콘크리트 포장의 유지 보수를 위하여 콘크리트 조성물을 사용하였을 때 6시간 이내에 교통개방강도 확보가 어려우며, 결합재의 함량이 23 중량%를 초과하면 경제성 측면에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라 높은 수화열을 발생시켜 내구성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 발명의 콘크리트 조성물에서 결합재의 함량은 17~23중량%이어야 한다. If the content of the binder is less than 17% by weight, it is difficult to secure the traffic opening strength within 6 hours when the concrete composition is used for maintenance of the concrete pavement. If the content of the binder exceeds 23% by weight, But can generate high hydration heat and negatively affect durability performance. Therefore, the content of the binder in the concrete composition of the present invention should be 17 to 23% by weight.

본 발명에서 결합재는, 일반 플라이애시, 고분말도 플라이애시 및 실리카흄으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 것과 개질슬래그를 포함하여 구성된다. 플라이애시는 분말도로서 구분하게 되는데, 본 명세서에서 "고분말도 플라이애시"는 분말도가 6,000 브레인 이상인 것을 의미하며, "일반 플라이애시"는 분말도가 6,000 브레인 미만인 것을 의미한다. In the present invention, the binder comprises at least one selected from the group consisting of ordinary fly ash, high-melting-point fly ash, and silica fume and a modified slag. As used herein, "fly ash fly ash" means that the degree of powder is greater than 6,000 brains and "normal fly ash" means that the degree of powder is less than 6,000 brains.

본 발명에서 개질슬래그는, Al2O3 15~25중량%, CaO 35~55중량%, Fe2O3 5 중량% 이하, 및 SO3 5~15 중량%를 포함하는 조성을 가질 수 있으며, 분말도는 5,000 브레인(blain) 이상을 가지는 것이다. In the present invention, the modified slag may have a composition comprising 15 to 25 wt% of Al 2 O 3 , 35 to 55 wt% of CaO, 5 wt% or less of Fe 2 O 3 , and 5 to 15 wt% of SO 3 , It has more than 5,000 brains (blain).

Al2O3과 CaO는 수화물 형성에 주요한 성분이므로, 본 발명의 개질슬래그에는 상기와 같이 Al2O3가 15~25중량%로 그리고 CaO가 35~55중량%로 함유된다. 한편, Fe2O3의 경우, 함유량이 많을 경우에는 슬래그의 비중이 증가하게 되어, 결과적으로 슬래그를 사용하는 콘크리트 부재의 자중이 증가하게 되므로, 본 발명의 개질슬래그에서는 Fe2O3의 함유량을 5중량% 이하로 한다. Since Al 2 O 3 and CaO are major components in hydrate formation, the modified slag of the present invention contains 15 to 25 wt% of Al 2 O 3 and 35 to 55 wt% of CaO as described above. On the other hand, when the Fe 2 O 3, A high volume of content has been in an increase in specific gravity of the slag, so that consequently increases the weight of the concrete member using the slag, in the reformed slag of the present invention, the content of Fe 2 O 3 5% by weight or less.

개질슬래그가 물과 반응하여 수화물을 생성하는 과정에서 주요한 수화물 성분은 Al2O3과 CaO이며, 수화물에는 황(S)성분이 존재하게 된다. 본 발명과 개질슬래그와 일반슬래그는 수화물 성분에서 황(S)성분의 유무로 구분할 수 있는데, 수화물에 황성분이 존재할 경우 동결융해저항성과 표면박리저항성이 우수하게 나타나지만, 이것이 없을 경우 동결손상에 매우 취약한 콘크리트가 된다. 즉, 일반슬래그를 사용한 콘크리트의 경우, 동결손상에 매우 취약하다는 단점이 있다. 따라서 본 발명에서는 황성분이 일정 양 이상 포함되어 있는 개질슬래그를 사용하는 바, 본 발명의 개질슬래그에는 SO3 가 5~15 중량%로 포함된다. In the course of the reaction of the reforming slag with water to generate hydrates, the major hydrates are Al 2 O 3 and CaO, and the hydrate contains sulfur (S). The present invention, the modified slag and the general slag can be classified into the presence of sulfur (S) component in the hydrate component, and the presence of the sulfur component in the hydrate shows excellent resistance to freezing and thawing and surface peeling resistance. However, It becomes concrete. That is, in the case of concrete using general slag, there is a disadvantage that it is very vulnerable to freezing damage. Therefore, in the present invention, a modified slag containing a certain amount or more of sulfur components is used, and the modified slag of the present invention contains 5 to 15% by weight of SO 3 .

본 발명의 결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90 중량부 및 일반 플라이애시 10~30 중량부의 조성을 가질 수 있다. 즉, 결합재의 전체 중량이 100이라고 하면, 개질슬래그의 중량은 70~90이 되고 일반 플라이애시의 중량은 10~30이 되는 것이다. 콘크리트 조성물을 콘크리트 포장의 유지보수용으로 사용하기 위해서는 차단된 도로를 빨리 개방할 수 있도록 필요한 강도가 조기에 발현되는 것이 중요한데, 개질슬래그의 함유량이 70 중량부 미만일 경우에는 이러한 빠른 강도발현이 어렵기 때문에 콘크리트 포장의 유지보수재료로의 성능 확보가 어렵게 된다. 따라서 본 발명에서는 결합재의 100 중량부에 대해 개질슬래그를 70~90 중량부로 포함된다. The binder of the present invention may have a composition of 70 to 90 parts by weight of modified slag and 10 to 30 parts by weight of common fly ash, based on 100 parts by weight of the binder. That is, when the total weight of the binder is 100, the weight of the modified slag is 70 to 90 and the weight of the ordinary fly ash is 10 to 30. In order to use the concrete composition for maintenance of concrete pavement, it is important that the required strength is early developed so that the road that is blocked can be quickly opened. If the content of the modified slag is less than 70 parts by weight, Therefore, it is difficult to secure the performance of concrete pavement as a maintenance material. Therefore, in the present invention, 70 to 90 parts by weight of the modified slag is included in 100 parts by weight of the binder.

또한 본 발명의 결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90 중량부 및 고분말도 플라이애시 10~30 중량부의 조성을 가질 수도 있다. The binder of the present invention may have a composition of 70 to 90 parts by weight of modified slag and 10 to 30 parts by weight of high-melting-point fly ash with respect to 100 parts by weight of the binder.

더 나아가, 본 발명의 결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90 중량부 및 일반 플라이애시 4~25 중량부 및 실리카흄 1~5 중량부의 조성을 가질 수도 있다. Further, the binder of the present invention may have a composition of 70 to 90 parts by weight of modified slag, 4 to 25 parts by weight of modified fly ash, and 1 to 5 parts by weight of silica fume with respect to 100 parts by weight of the binder.

본 발명의 콘크리트 조성물에는 알칼리 활성제가 포함되는데, 알칼리 활성제는 수산화나트륨 및 규산나트륨을 포함하는 조성을 가진다. The concrete composition of the present invention comprises an alkaline activator, wherein the alkaline activator has a composition comprising sodium hydroxide and sodium silicate.

구체적으로 본 발명에서 알칼리 활성제는, 알칼리 활성제의 100 중량부에 대해, 수산화나트륨 30~70 중량부와 규산나트륨 30~70 중량부의 조성을 가질 수 있다. 알칼리 활성제가 본 발명의 콘크리트 조성물에 함유됨에 있어서, 알칼리 활성제는, 결합재에서 개질슬래그를 제외한 나머지 재료의 중량에 대해 3~10%로 함유된다. 즉, 결합재를 이루는 재료 중에서 개질슬래그를 제외한 나머지 재료의 100중량부에 대해 알칼리 활성제는 3~10중량부로 함유되는 것이다. Specifically, in the present invention, the alkali activator may have a composition of 30 to 70 parts by weight of sodium hydroxide and 30 to 70 parts by weight of sodium silicate, based on 100 parts by weight of the alkali active agent. When the alkaline activator is contained in the concrete composition of the present invention, the alkali activator is contained in the binder in an amount of 3 to 10% based on the weight of the remaining material excluding the modified slag. That is, the alkali activator is contained in an amount of 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the material other than the modified slag among the materials constituting the binder.

따라서 결합재의 전체 중량을 100이라고 할 때, 그 중에서 개질슬래그의 중량을 제외한 값에 대해 3 내지 10%가 알칼리 활성재의 중량이 되는 것이므로, 예를 들면, 결합재의 전체 중량이 100이고, 그 중 개질슬래그의 중량 80이라고 하면, 결합재에서 개질슬래그를 제외한 나머지 재료의 중량은 20이며, 따라서 알칼리 활성제의 중량은 20에 대한 3 내지 10% 즉, 0.6 내지 2가 된다. Therefore, when the total weight of the binder is 100, 3 to 10% of the weight of the modified active material is the weight of the alkali active material, excluding the weight of the modified slag. For example, the total weight of the binder is 100, If the weight of the slag is 80, the weight of the remaining material excluding the modified slag in the binder is 20, so that the weight of the alkaline activator is 3 to 10%, that is, 0.6 to 2,

한편, 본 발명의 콘크리트 조성물에는, 결합재 100중량부에 대해 1중량부의 고성능 감수제와, 0.2~0.4 중량부의 공기연행제(AE제)가 더 함유될 수도 있다.
Meanwhile, the concrete composition of the present invention may further contain 1 part by weight of a high-performance water reducing agent and 0.2 to 0.4 parts by weight of air entraining agent (AE agent) based on 100 parts by weight of the binder.

다음에서는 본 발명의 실시예와 비교예에 대해 설명한다. Examples and comparative examples of the present invention will be described below.

아래의 표 1은 본 발명의 실시예와 비교예를 제작하기 위하여 사용된 재료의 화학적 조성을 보여주는 것이다.
Table 1 below shows the chemical composition of the materials used to make the examples and comparative examples of the present invention.

Figure 112014122024774-pat00001
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아래의 표 2는 본 발명의 실시예와 비교예에 대한 배합비를 보여주는 것이다. Table 2 below shows the compounding ratios of Examples and Comparative Examples of the present invention.

Figure 112014122024774-pat00002
Figure 112014122024774-pat00002

상기한 실시예 및 비교예에서, 굵은 골재는 최대치수 19mm의 것을 사용하였고, 특히 실시예에서는 결합재 100중량부에 대해 개질슬래그가 70~90 중량부로 포함되며 나머지는 플라이애시와 실리카흄이 포함된 배합을 이용하였다. 또한 비교예에서는 결합재가 결합재 100중량부에 대해 개질슬래그가 60 중량부인 것, 개질슬래그를 전혀 사용하지 않고 일반슬래그와 플라이애시로만 결합재가 이루어진 것, 그리고 결합재가 일반 포틀랜드 시멘트만으로 이루어진 배합을 이용하였다. In the examples and comparative examples, the coarse aggregate having a maximum dimension of 19 mm was used. In particular, in the examples, modified slag was contained in an amount of 70 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder, and the remainder was mixed with fly ash and silica fume Was used. In addition, in the comparative example, the binder used was 60 parts by weight of the modified slag with respect to 100 parts by weight of the binder, that the modified slag was used without any slag and only the fly ash binder was used, and the binder was composed of ordinary Portland cement alone .

표 3은 실시예와 비교예에 대한 슬럼프와 공기량 실험결과를 나타낸 것이다. 표에서 나타낸 바와 같이 모든 배합에서 슬럼프값이 15cm 이상으로 나타나, 콘크리트 포장의 유지보수용으로서의 작업성은 충분히 확보되었다. 공기량 또한 대부분 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
Table 3 shows the results of the slump and air volume test for the examples and the comparative examples. As shown in the table, the slump value was 15 cm or more in all formulations, and the workability as maintenance for concrete pavement was sufficiently secured. The amount of air also met most of the criteria.

Figure 112014122024774-pat00003
Figure 112014122024774-pat00003

도 1에는 상기한 본 발명의 실시예와 비교예에 대한 압축강도 실험결과가 그래프로 도시되어 있다. 도 1에서 "4h", "6h" 및 "24h"는 각각 타설 후의 시간을 의미한다. 도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예의 경우, 타설 후 4시간~6시간 안에 충분한 교통개방강도를 확보하였으나, 비교예의 경우에는 6시간 안에 교통개방강도를 확보하지 못하였다. 특히 개질슬래그의 경우 일반슬래그와 달리 반응성을 촉진하여 조기에 강도발현이 되는 특성을 나타내었음이 확인되었는데, 개질슬래그의 함유량이 결합재의 100 중량부에 대해 70 중량부 미만일 경우 교통개방강도 확보가 어려운 것으로 나타났다. FIG. 1 is a graph showing compressive strength test results of the embodiment of the present invention and the comparative example. In Fig. 1, "4h "," 6h ", and "24h" As can be seen from FIG. 1, in the case of the embodiment according to the present invention, sufficient traffic opening strength was secured within 4 to 6 hours after pouring, but in the case of the comparative example, the traffic opening strength was not secured within 6 hours. In particular, in the case of modified slag, unlike general slag, it was confirmed that the reinforcing effect was promoted early in strength development. When the content of modified slag is less than 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder, Respectively.

또한 개질슬래그를 사용하지 않고 일반슬래그와 플라이애시에 알칼리 활성제를 첨가한 경우 6시간까지 경화가 되지 않아 강도 측정이 되지 않았다. 일반 포틀랜드 시멘트만을 결합재로 사용한 비교예의 경우에는 6시간 내에 경화가 이루어지지 않았으며, 24시간 후 압축 강도 역시 가장 작은 값을 나타내었다. In addition, when the alkali slag and the fly ash were added without using the modified slag, the hardening was not performed until 6 hours, and the strength was not measured. In the case of the comparative example using only ordinary Portland cement as a binder, the curing was not performed within 6 hours, and the compressive strength was also the smallest after 24 hours.

도 2에는 상기한 본 발명의 실시예와 비교예에 대한 염소이온침투저항성 실험결과를 보여주는 그래프도이다. 도 2에서 알 수 있는 것처럼, 개질슬래그를 이용한 본 발명의 실시예는, 재령 7일 통과전하량 값이 4,000쿨롱 이하를 나타내어 '보통'등급을 나타내었는데, 이는 재령 초기에 충분한 수밀성을 확보한 것을 의미한다. 이에 반해 일반슬래그와 플라이애시를 결합재로 사용하고 이에 알칼리 활성제를 첨가한 비교예 및 포틀랜드 시멘트만을 결합재로서 사용한 비교예의 경우, 재령 7일에 통과전하량이 4,000쿨롱 이상을 나타내어 재령 초기에 적정한 혼합물의 수밀성을 확보하지 못하는 것으로 나타났다. 특히 본 발명의 실시예에서는 통과전하량 2,000쿨롱이하로 '낮음'등급을 나타내어 투수저항성이 상당히 우수한 것이 포함되어 있다. FIG. 2 is a graph showing the chlorine ion penetration resistance test results of Examples and Comparative Examples of the present invention. As can be seen from FIG. 2, in the embodiment of the present invention using the modified slag, the value of the 7-day passing charge was less than 4,000 coulons, indicating a 'normal' grade, meaning that sufficient watertightness was secured at the early age do. On the other hand, in the case of the comparative example in which general slag and fly ash were used as binders, and the comparative example in which an alkali activator was added thereto and the portland cement in which only Portland cement was used as a binder, the passing charge amount was more than 4,000 coulombs at 7 days of age, Of the respondents. Particularly, the embodiment of the present invention includes a material having a 'low' rating of less than 2,000 coulombs of the amount of passing charge and having a considerably excellent water resistance.

이와 같이, 본 발명에서는, 반응성이 빠른 개질슬래그를 결합재로서 사용하고, 이에 더하여 알칼리 활성제가 첨가됨으로써, 재령 초기부터 다량의 수화물을 생성하여 재령 7일에 충분한 내구성능이 확보되는 것으로 밝혀졌는 바, 본 발명에 따른 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물은, 포틀랜드 시멘트를 전혀 사용하지 않으면서도 4~6시간 안에 교통개방강도 확보가 가능하여 신속한 교통개방이 가능하게 되므로 콘크리트 포장의 유지보수용으로 최적화된 성능을 발휘하게 되는 장점이 있다. As described above, in the present invention, it has been found that a modified slag having a high reactivity is used as a binder and, furthermore, an alkali activator is added to generate a large amount of hydrate from the beginning of the ages and sufficient durability is secured at 7 days of age The alkali active concrete composition for maintaining and repairing concrete pavement according to the present invention can secure traffic opening strength within 4 to 6 hours without using Portland cement at all, It has the advantage of being able to show performance.

특히, 본 발명의 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물은, 산업부산물로 취급되는 슬래그, 플라이애시, 실리카흄을 시멘트 대체재로 사용하므로, 경제성이 우수하고 친환경적이라는 장점도 가지고 있다. In particular, the alkali active concrete composition for concrete pavement maintenance of the present invention has an advantage of being economical and environmentally friendly because slag, fly ash, and silica fume treated as industrial by-products are used as cement substitutes.

그 뿐만 아니라, 본 발명의 콘크리트 포장 유지보수용 알칼리 활성 콘크리트 조성물은, 투수저항성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 등에 있어서도 우수한 내구성능을 발휘하고 있을 뿐만 아니라, 기존 콘크리트 부재와의 부착성이 개선되고, 콘크리트포장 수명을 연장시켜 공용성을 증진시키게 되는 장점을 가지고 있다. In addition, the alkali active concrete composition for maintenance and repair of concrete of the present invention not only exhibits excellent durability performance in water permeation resistance, freeze-thaw resistance, surface peel resistance, etc., but also improves adhesion with existing concrete members , And it has the advantage of extending the life of concrete pavement and improving the commonality.

Claims (7)

굵은 골재, 잔골재, 물, 결합재 및 알칼리 활성제를 포함하여 구성되며;
결합재는, 플라이애시 및 실리카흄으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 것과 개질슬래그를 포함하여 구성되고;
알칼리 활성제는 수산화나트륨 및 규산나트륨을 포함하는데, 알칼리 활성제의 100 중량부에 대해, 수산화나트륨 30~70 중량부와 규산나트륨 30~70 중량부의 조성을 가지며;
개질슬래그는, Al2O3 15~25중량%, CaO 35~55중량%, Fe2O3 5중량% 이하, 및 SO3 5~15중량%를 포함하는 조성을 가지며, 분말도는 5,000 브레인(blain) 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물.
Thick aggregate, fine aggregate, water, binder and alkaline activator;
The binder comprises at least one modified slag selected from the group consisting of fly ash and silica fume;
The alkaline activator comprises sodium hydroxide and sodium silicate, with 30 to 70 parts by weight of sodium hydroxide and 30 to 70 parts by weight of sodium silicate, based on 100 parts by weight of the alkaline activator;
The modified slag has a composition comprising 15 to 25 wt% of Al 2 O 3 , 35 to 55 wt% of CaO, 5 wt% or less of Fe 2 O 3 , and 5 to 15 wt% of SO 3 , blain). < / RTI >
제1항에 있어서,
잔골재의 함량은 33~37중량%이고, 굵은 골재의 함량은 33~40중량%이며, 물/결합재 비는 40%~45%이고, 결합재의 함량은 17~23중량%이며;
알칼리 활성제는, 결합재를 이루는 재료 중에서 개질슬래그를 제외한 나머지 재료의 100중량부에 대해 3~10중량부로 함유되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the fine aggregate is 33 to 37 wt%, the content of the coarse aggregate is 33 to 40 wt%, the ratio of the water / binder is 40 to 45 wt%, and the content of the binder is 17 to 23 wt%;
Wherein the alkaline activator is contained in an amount of 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the material other than the modified slag in the material constituting the binder.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90중량부 및 분말도가 6,000 브레인 미만인 플라이애시 10~30중량부의 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the binder has a composition of 70 to 90 parts by weight of modified slag and 10 to 30 parts by weight of fly ash having a powder degree of less than 6,000 brains per 100 parts by weight of the binder.
제1항 또는 제2항에 있어서,
결합재는, 결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90중량부 및 분말도가 6,000 브레인 이상인 플라이애시 10~30중량부의 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the binder has a composition of 70 to 90 parts by weight of modified slag and 10 to 30 parts by weight of fly ash having a powder degree of 6,000 brains or more per 100 parts by weight of the binder.
제1항 또는 제2항에 있어서,
결합재의 100 중량부에 대해, 개질슬래그 70~90중량부, 분말도가 6,000 브레인 미만인 플라이애시 4~25중량부, 및 실리카흄 1~5중량부의 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein 70 to 90 parts by weight of modified slag, 4 to 25 parts by weight of fly ash having a powder degree of less than 6,000 brains, and 1 to 5 parts by weight of silica fume are added to 100 parts by weight of the binder. Composition.
제1항 또는 제2항에 있어서,
결합재 100중량부에 대해 1 중량부의 고성능 감수제와, 0.2~0.4 중량부의 공기연행제(AE제)가 더 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장의 유지보수용 콘크리트 조성물. 3. The method according to claim 1 or 2,
A concrete composition for maintenance of concrete pavement characterized by further comprising 1 part by weight of a high-performance water reducing agent and 0.2 to 0.4 part by weight of air entraining agent (AE agent) based on 100 parts by weight of the binder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102062102B1 (en) 2018-07-13 2020-01-03 주식회사 동화엔텍 Fuel supply system of vessel with using Organic Rankine Cycle

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