KR101641536B1 - Hybrid polymer binder composition including inorganic and organic polymer, conctrete composition and structure using the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a hybrid polymer binder composition, a concrete composition using the binder composition, and secondary products such as a drain pipe using the concrete composition, or the like. According to the present invention, the hybrid polymer binder composition forms an inorganic polymer (geopolymer) using an inorganic-based binder, and at the same time uses an organic polymer. A mixture of the geopolymer and the organic polymer has excellent chemical resistance, and thus is a suitable material for conditions which easily induce corrosion of a structure by penetration of acid through a drain pipe, or the like. Also, the mixture improves mechanical strength such as flexural strength, brittleness, and the like, thereby enhancing durability of the structure subject to apply the mixture.

Description

무기폴리머와 유기폴리머가 조합된 하이브리드 폴리머 바인더 조성물, 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 구조물{HYBRID POLYMER BINDER COMPOSITION INCLUDING INORGANIC AND ORGANIC POLYMER, CONCTRETE COMPOSITION AND STRUCTURE USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hybrid polymer binder composition comprising a combination of an inorganic polymer and an organic polymer, a concrete composition and a structure using the hybrid polymer binder composition,

본 발명은 건축 및 토목재료로 널리 활용되는 바인더 조성물에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a binder composition widely used for construction and civil engineering.

콘크리크 흄관은 지하에 매설되어 하수관로로 사용된다. 지하에 매설되는 하수관 또는 전선 케이블이 설치되는 전선관은 콘크리트 흄관 또는 암거가 사용된다. 농수로의 경우는 흄관처럼 완전히 밀폐된 형태가 아니라 상부가 개방된 개수로(open channel) 형태를 띠며 역시 콘크리트를 재료로 사용한다. The cone creek hume pipe is buried underground and used as a sewage line. Sewer pipes buried in the basement or conduits where the cable is installed are concrete hump pipes or culvert. In the case of an agricultural channel, it is not an entirely closed form like a hume pipe, but an open channel in the upper part and also uses concrete as a material.

하수관의 경우 내화학성이 뛰어나야 한다. 하수관은 오염된 물과 계속적으로 접촉되기 때문에 부식이 쉽게 일어날 뿐만 아니라, 특히 하수 내 미생물은 황산을 생성하여 하수관 내벽의 부식을 촉진시키기 때문이다. 그러나 시멘트를 주재료로 하는 종래의 콘크리트 흄관은 강도가 우수한 반면 내화학성이 취약하여 쉽게 부식되고 노후화되는 문제점이 있었다. Sewage pipes should have good chemical resistance. Sewage pipes are not only easily corroded because they are in constant contact with contaminated water, but also microorganisms in sewage, especially, generate sulfuric acid to promote corrosion of the inner wall of the sewer. However, conventional concrete hume pipes using cement as a main material have problems in that they are excellent in strength, but are easily corroded and aged due to weak chemical resistance.

종래에 하수관으로 사용되는 콘크리트 흄관은 사용기간에 비하여 부식이 훨씬 빠르게 진행된다. 하수가 외부로 유출되어 주변 토양 및 지하수를 오염시켜 생활환경을 악화시킨다. 이에 하수관에 대한 유지관리에 매년 많은 비용이 소모되고 있으며, 도로 하부에 배치된 암거의 보수 공사에는 교통통제가 수반되기 때문에 불편함은 가중된다. Conventionally, a concrete hume pipe used as a sewer pipe has a corrosion rate much faster than the period of use. Sewage is leaked to the outside, polluting nearby soil and ground water, and deteriorating living environment. Therefore, the maintenance cost of sewage pipes is consuming a great deal of cost each year, and the inconvenience is increased because repair work for culverts located at the bottom of roads involves traffic control.

일부 내화학성을 개선한 시멘트 조성물을 이용한 경우도 있지만 원하는 만큼의 성과가 나오지 않을 뿐만 아니라, 첨가제를 추가함에 따라 경제적이지 못했다.In some cases, cement compositions having improved chemical resistance were used, but not only the desired results were obtained, but they were not economical due to the addition of additives.

한편, 플라이애시 등 석탄화력발전소의 부산물과고로슬래그 미분말 등을 시멘트에 첨가하여 결합재로 사용하는 흄관이 개발되기도 하였는데, 이들의 경우 내화학성을 증대시키나 응결 경화가 늦고 초기강도가 낮아 프리캐스트 제품으로서 생산성이 떨어지며, 휨강도가 낮고 취성이 높아서 충격 저항성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다. On the other hand, Hume pipes which are used as a binder by adding the by-products of coal-fired power plant such as fly ash and blast furnace slag powder to the cement have been developed. In these cases, the chemical resistance is increased but the curing hardening is slow and the initial strength is low. The productivity is low, the bending strength is low, and the brittleness is high, so that the impact resistance is poor.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고내구성 즉 내화학성, 내균열성, 휨강도, 염소이온침투저항성이 우수하며 경제적으로 제조가능한 바인더 조성물과 콘크리트 조성물 및 이 조성물을 주재료로 하는 구조물, 즉 하수관, 전선관, 개수로 등을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a binder composition and a concrete composition which are excellent in durability, namely, excellent chemical resistance, crack resistance, bending strength and chlorine ion penetration resistance, Sewer pipes, conduits, and repair channels.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 바인더 조성물은 시멘트를 전혀 사용하지 않은 무시멘트 조성물로서, 지오폴리머를 형성하는 무기계 바인더; 상기 유기폴리머의 작업성을 향상시키기 위한 계면활성제; 상기 무기계 바인더의 지오폴리머 반응을 유발하는 알카리 활성화제; 및 상기 지오폴리머의 내화학성 및 휨강도를 향상시키기 위한 유기계 폴리머;가 혼합된 것에 특징이 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a cement-free cement composition comprising: an inorganic binder forming a geopolymer; A surfactant for improving the workability of the organic polymer; An alkali activator which causes a geopolymer reaction of the inorganic binder; And an organic polymer for improving the chemical resistance and bending strength of the geopolymer.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 무기계 바인더는 플라이애시, 슬래그 및 메타카올린, 실리카퓸, 바텀애시 분쇄미분말 중 적어도 하나를 포함하며, 또는 천연포졸란 물질을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the inorganic binder includes at least one of fly ash, slag and meta kaolin, silica fume, and bottom ash pulverized fine powder, or natural pozzolanic substances may be used alone or in combination.

또한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 무기계 바인더는 미연탄소분이 5% 이상 함유된 리젝티드 애시(rejected ash)를 사용할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the inorganic binder may use a rejected ash containing 5% or more of unburned carbon content.

본 발명에서 상기 유기계 폴리머는 수분산 폴리머를 사용할 수 있으며, 친환경 비닐 아세테이트 에틸렌(Vinyl Acetate-Ethylene)을 사용할 수 있다. 물론 VAE 이외에 아크릴, SBR, 라텍스 등의 다양한 폴리머를 사용할 수도 있다. In the present invention, the organic polymer may be an aqueous dispersion polymer, or an environmentally friendly vinyl acetate ethylene (Vinyl Acetate-Ethylene) may be used. Of course, various polymers such as acrylic, SBR, and latex can be used in addition to VAE.

본 발명에서 지오폴리머 반응을 촉발하기 위한 상기 알카리 활성화제는 규산나트륨과 수산화나트륨을 포함하며, 보다 구체적으로 상기 무기계 바인더와 알카리 활성화제가 혼합된상태에서 SiO2에 대한 Na2O의 몰비(Na2O/SiO2)는 0.5~3.0의 비율인 것이 바람직하다. The alkali activator to trigger the geo-polymer reaction in the present invention include sodium silicate and sodium hydroxide, more specifically the molar ratio of Na 2 O with respect to the inorganic binder and SiO 2 in the alkali activator is mixed state (Na 2 O / SiO 2 ) is preferably in the range of 0.5 to 3.0.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 무기계 바인더 100 중량부와, 상기 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 상기 알카리 활성화제 20~80 중량부, 상기 유기계 폴리머 1~20 중량부의 비율로 혼합가능하다. In one embodiment of the present invention, 20 to 80 parts by weight of the alkali activator and 1 to 20 parts by weight of the organic polymer may be mixed with 100 parts by weight of the inorganic binder and 100 parts by weight of the inorganic binder.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 바인더 조성물과 골재를 포함하되, 상기 바인더 조성물은 유기계 폴리머와 무기계 폴리머로 이루어진 상기한 하이브리드 폴리머 바인드 조성물인 것에 특징이 있다. Meanwhile, the concrete composition according to the present invention is characterized by being a hybrid polymer binder composition comprising a binder composition and an aggregate, wherein the binder composition is an organic polymer and an inorganic polymer.

본 발명에서는 상기한 콘크리트 조성물을 이용하여 내화학성과 휨강도가 향상된 고내구성 콘크리트 구조물을 개시하며, 구체적으로 하수관, 개수로 및 전선관을 제공한다. The present invention discloses a high-durability concrete structure having improved chemical resistance and flexural strength by using the concrete composition, and specifically provides a sewer pipe, a repair channel, and a conduit.

본 발명에서는 무기계 폴리머 바인더와, 유기계 폴리머를 조합한 하이브리드 폴리머 바인더 조성물을 제공한다. The present invention provides a hybrid polymer binder composition comprising an inorganic polymer binder and an organic polymer.

본 발명에서는 무기계 바인더와 유기계 바인더를조합하여 시멘트를 사용하여 하수관을 제작하는 경우 약점으로 지적되었던 내화학성 문제를 해결할 수 있다. In the present invention, when a sewer pipe is manufactured using cement in combination with an inorganic binder and an organic binder, the problem of chemical resistance, which has been pointed out as a weak point, can be solved.

본 발명에서는 유기계 폴리머를 사용하여 기존에 시멘트계 무기계 바인더만을 이용하여 하수관을 제작함에 있어서 약점으로 지적되었던 취성과 휨 인성감소의 문제를 해결할 수 있다. In the present invention, it is possible to solve the problem of reduction in brittleness and flexural toughness, which has been pointed out as a weak point in manufacturing a sewer pipe using only the cement-based inorganic binder by using the organic polymer.

본 발명에서는 동결융해에 대한 완충성이 떨어져서 리젝티드 애시의 사용이 제한되었던 문제를 해결함에 있어서, 문제를 본질적으로 해결하는 시도와 함께 동결융해 작용과 상관이 없는 적용대상을 발굴함으로써 리젝티드 애시의 사용을 가능케 하였다. 기존에 전량 매립처분되었던 리젝티드 애시의 산업적 재활용을 가능하게 하였다는데 큰 의미가 있다.In the present invention, in order to solve the problem that the buffering property against freeze-thaw deteriorates and the use of the pilot ash was limited, an attempt to essentially solve the problem and to find an application object which is not related to the freeze- . It is meaningful that industrial recycling of Liquefied Ash has been made possible.

더욱이 무기계 바인더, 특히 리젝티드 애시를 사용함으로써 바인더/콘크리트 조성물의 경제성을 획기적으로 향상시켰다. Furthermore, the economical efficiency of the binder / concrete composition is remarkably improved by using an inorganic binder, particularly a liquefied ash.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 무기계 바인더와 알카리 활성화제의 지오폴리머 반응식을 나타낸 것이다.
도 2는 지오폴리머 네트워크를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 비닐 아세테이트 에틸렌의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 실험에서 사용한 배합비를 나타낸 표이며, 도 5의 표는 실험 결과를 나타낸 것이다.
※※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a reaction scheme of a geopolymer of an inorganic binder and an alkali activator.
2 is a schematic view for explaining a geopolymer network.
3 is a view showing the structure of vinyl acetate ethylene.
FIG. 4 is a table showing the mixing ratio used in the experiment of the concrete composition according to the present invention, and the table of FIG. 5 shows the experimental results.
The accompanying drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may obscure the subject matter of the present invention.

본 발명은 하이브리드 폴리머 바인더 조성물, 이 바인더 조성물과 골재가 혼합된 콘크리트 조성물 및 이 콘크리트 조성물을 주재료로 하는 콘크리트 구조물(하수관, 전선관, 개수로)에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid polymer binder composition, a concrete composition in which the binder composition and aggregate are mixed, and a concrete structure (sewer pipe, conduit pipe, repair channel) using the concrete composition as a main material.

본 발명에 따른 바인더 조성물을 무기계 폴리머 바인더와, 유기계 폴리머가 혼합되므로, 본 발명에서는 이를 하이브리드 폴리머 바인더 조성물로 명명하였다. Since the binder polymer according to the present invention is mixed with an inorganic polymer binder and an organic polymer, the hybrid polymer binder composition is referred to as a hybrid polymer binder composition in the present invention.

하이브리드 폴리머 바인더 조성물(이하, '바인더 조성물'이라 함)은 무기계 바인더, 알카리 활성화제 및 유기계 폴리머 및 계면활성제가 상호 혼합된다. 건축, 토목업계에서 널리 사용되는 바인더인 시멘트는 포함하지 않는다. 즉, 본 바인더 조성물은 실시예에 따라 시멘트를 일부 포함할 수도 있지만 이 경우 시멘트는 주재료가 아니라 첨가제 수준으로 소량 포함될 뿐이다. The hybrid polymer binder composition (hereinafter, referred to as a 'binder composition') is mixed with an inorganic binder, an alkali activator, an organic polymer and a surfactant. It does not include cement, a binder widely used in construction and civil engineering. That is, the binder composition may partially contain cement according to the embodiment, but in this case, the cement is not a main material but contains only a small amount at the additive level.

본 발명에서 무기계 바인더와 알카리 활성화제는 지오폴리머를 형성한다. 무기계 바인더로는 플라이애시, 슬래그, 메타카올린 중 적어도 하나만으로 이루어질 수도 있으며, 이들 중 적어도 하나와 천연포졸란 물질을 혼합하여 사용할 수도 있다. 실시예에 따라서는 알루미노 실리케이트 광물을 주요 성분으로 하는 천연포졸란 물질만으로 무기계 바인더를 조성할 수도 있다. 예컨대 휘석(pyroxene) 등의 소듐알루미노실리케이트 광물(NaAlSi3O8), 칼슘알루미노실리케이트 광물(CaAl2Si2O8) 또는 소듐칼슘알루미노실리케이트 광물(Na0 .7- 0.5Ca0 .3- 0.5Al1 .3- 1.5Si2 .7- 2.5O8)을 사용할 수 있다. 본 발명에서 무기계 바인더는 CaO의 함량이 20% 이상인 것이 바람직하다. In the present invention, the inorganic binder and the alkali activator form a geopolymer. The inorganic binder may be composed of at least one of fly ash, slag, and meta kaolin, and at least one of them may be mixed with a natural pozzolanic material. According to the embodiment, the inorganic binder may be prepared using only the natural pozzolanic material containing the aluminosilicate mineral as a main component. (NaAlSi 3 O 8 ), calcium aluminosilicate mineral (CaAl 2 Si 2 O 8 ), or sodium calcium aluminosilicate mineral (Na 0 .7 - 0.5 Ca 0 .3 ) such as pyroxene - 0.5 Al 1 .3 - 1.5 Si 2 .7 - 2.5 O 8 ) may be used. In the present invention, the content of CaO in the inorganic binder is preferably 20% or more.

무기계 바인더는 도 1의 반응식(1),(2)와 같이 수산화기를 가지는 알카리 활성화제, 예컨대 NaOH, Ca(OH)2 및 규산나트륨(Na2SiO3)과 반응하여 경화됨으로써 지오폴리머를 형성한다. Inorganic binders scheme of Figure 1 (1), having a hydroxyl group of alkali activator, for example, NaOH, Ca (OH) 2 and sodium silicate is cured by reaction (Na 2 SiO 3) and as shown in (2) thereby to form the geo-polymer .

1972년 프랑스의 Davidovits에 의해 지오폴리머 반응이 소개된 이후 지오폴리머의 화학적 구조에 대한 연구가 꾸준하게 진행되었으며, 현재의 주류적 견해에 의하면 지오폴리머는 SiO4와 AlO4 사면체에 산소 원자가 교대로 공유하여 네트워크 구조를 형성한다는 것이다(도 2 참고). 즉, 연속되는 SiO4 사면체 구조에서 Si를 Al이 치환하는 형태이다. 그리고 Si는 4가의 전하를 가지는 반면, Al은 3가의 전하를 가지므로, 나트륨(N)이나 칼륨(K)과 같은 1가 양이온이 추가적으로 결합되는 구조를 형성한다.After the introduction of the geopolymer reaction by Davidovits in France in 1972, the study of the chemical structure of the geopolymer has been steadily carried out. According to the current mainstream view, the geopolymer has alternating oxygen atoms in the SiO 4 and AlO 4 tetrahedrons Network structure (see FIG. 2). That is, Al is substituted for Si in the continuous SiO 4 tetrahedral structure. And Si has a tetravalent charge, while Al has a trivalent charge, forming a structure in which monovalent cations such as sodium (N) and potassium (K) are additionally bonded.

특히, 본 발명에서는 리젝티드 애시(rejected ash)를 무기계 바인더로 활용할 수 있다. 석탄 화력발전소에서 발생하는 애시는 비중이 작아서 비산하는 플라이애시와, 비중이 커서 가라앉는 바텀애시의 2종류로 나뉜다. 그러나 산업부산물인 애시를 재활용의 관점에서 나눌 때 중요한 점은 미연탄소분(unbeurned carbon)의 함량이다. 미연탄소분이 5% 미만인 경우는 콘크리트의 재료로 널리 활용되고 있지만, 미연탄소분이 5% 이상인 경우는 전량 매립처분되고 있다. . 이렇게 매립 처분되는 애시를 리젝티드 애시라고 한다. 기존에 리젝티드 애시는 해양 투기 방식으로 처리하였는데, 현재에는 해양투기가 금지됨에 따라 지중에 매립해야 하지만 매립지의 부족으로 처리가 곤란한 상황에 처해 있다. In particular, in the present invention, rejected ash can be utilized as an inorganic binder. There are two types of coal ash generated from coal-fired power plants: fly ash, which has a small specific gravity, and bottom ash, which has a large specific gravity. However, when dividing the ash, which is an industrial by-product, from the viewpoint of recycling, the important point is the content of unbeurned carbon. When the unburned carbon content is less than 5%, it is widely used as concrete material, but when the unburned carbon content is 5% or more, the entire amount is buried. . The ash that is disposed of is called a liquefied ash. Conventionally, liquefied ash has been treated by ocean dumping method. Currently, it is banned due to marine dumping, but it is difficult to dispose of it because of lack of landfill.

바텀애시와 달리 미분말인 리젝티드 애시가 토목 재료로 활용되지 못하는 이유는 크게 2가지이다. 콘크리트의 경우 내부의 공기량이 3~7% 정도로 유지되어야 한다. 겨울철 동결융해 현상의 완충 작용을 해야하기 때문이다. 따라서 콘크리트에는 혼화제로서 AE감수제를 첨가하여 공기량을 유지한다. 그러나 리젝티드 애시를 콘크리트 재료로 활용하는 경우 콘크리트 내의 미연탄소분이 AE감수제를 흡착함으로써 콘크리트 내 공기량을 현저히 감소시키는 결과를 초래한다. 리젝티드 애시를 콘크리트의 주재료로 활용하지 못하는 가장 큰 이유이다. 또 다른 이유는 리젝티드 애시는 플라이애시와 비교하여 비중이 큰 조립질로 이루어져 반응성과 활성이 떨어진다는 점이다. Unlike bottom ash, there are two main reasons why liquefied ash, which is a fine powder, is not used as a civil engineering material. In the case of concrete, the internal air volume should be maintained at 3 to 7%. It is necessary to buffer the freezing and thawing phenomenon in winter. Therefore, AE water reducing agent is added to concrete as an admixture to maintain air volume. However, when used as a concrete material, the unburned carbon content in the concrete adsorbs the AE water reducing agent, resulting in a significant decrease in the air content in the concrete. This is the main reason why we can not use liquefied ash as main material of concrete. Another reason is that the liquefied ash is composed of coarse aggregate, which is less reactive and less active than fly ash.

본 발명에서는 미연탄소분이 5% 이상인 리젝티드 애시를 무기계 바인더로 활용할 수 있는 방법을 제시한다. According to the present invention, a method of using a liquefied ash having an unburned carbon content of 5% or more as an inorganic binder is proposed.

리젝티드 애시의 첫 번째 약점인 공기량 확보의 문제는 동결융해와 관련된다. 그러나 본 발명의 주요 적용대상인 하수관, 전선관 등은 지하에 매설되기 때문에 겨울철이라고 하여도 온도 변화가 크지 않기 때문에 동결이 발생하지 않는다. 즉, 본 발명은 적용대상을 특화시킴으로써 첫 번째 약점을 해결한다. 이는 리젝티드 애시의 특성을 고려하여 가장 적합한 적용 대상을 발굴한 것으로서 부산물의 재활용 관점에서 큰 의미가 있다. 또한, 개수로와 같이 대기상태에 노출된 콘크리트 구조물의 경우에는 AE감수제의 함량을 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 0.1~2%이상 첨가함으로써 흡착에 의한 공기량 감소의 영향이 최소화되도록 한다. 다만 AE감수제와 AEA의 함량은 미연탄소분의 함량에 따라 조절될 수 있다. The problem of ensuring air quality, the first weakness of Liquidated Ash, is related to freezing and thawing. However, since sewage pipes, conduits, and the like, which are the main applications of the present invention, are buried in the basement, freezing does not occur because the temperature change is not large even in winter. That is, the present invention solves the first weakness by specializing the application object. This is one of the most suitable applications in consideration of the characteristics of the liquefied ash, which is significant in terms of recycling byproducts. Also, in the case of a concrete structure exposed to the atmospheric state such as the open channel, the content of the AE water reducing agent is added by 0.1 to 2% or more based on 100 parts by weight of the inorganic binder so that the influence of the decrease in air amount by adsorption is minimized. However, the content of AE water reducing agent and AEA can be controlled according to the content of unburned carbon.

두 번째 약점, 즉 리젝티드 애시의 반응성이 떨어지는 것을 극복하기 위하여, 본 발명에서는 리젝티드 애시를 입도에 따라 재분급하거나, 분쇄를 통해서 미분화시킨다. 리젝티드 애시의 분말도는 2,000Cm2/g 이상으로 형성하면 된다. 또는 이른바 '메카노케미칼' 효과를 이용할 수도 있다. 즉, 볼밀에 미연탄소분을 넣고 압력을 가하면 표면이 개질되어 반응성이 향상된다. In order to overcome the second weakness, that is, the reactivity of the prepared ash, it is necessary to re-classify the purified ash in accordance with the grain size or pulverize the crude ash. The powdery ash of the prepared ash may be formed at a rate of 2,000 cm < 2 > / g or more. Or so-called " mechanochemical " effects. That is, when the unburned carbon powder is put into the ball mill and the pressure is applied, the surface is modified to improve the reactivity.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 기존에 토목 및 건축재료로 전혀 활용되지 못하고 있는 리젝티드 애시에 대하여 적합한 용처와 약점을 극복할 수 있는 방안을 제시하였다는 점에서 큰 의미가 있다. 이는 경제성의 문제와도 직결된다. 리젝티드 애시는 비용을 들여 매립처분하였지만, 이를 재활용함으로써 콘크리트 조성물을 경제적으로 공급할 수 있게 되었다. 물론 플라이애시나 슬래그도 시멘트에 비하면 경제적이지만 리젝티드 애시에 비할 수 없다. As described above, the present invention has great significance in terms of suggesting a solution to overcome the disadvantages and weaknesses of the conventional ash that is not utilized at all as civil engineering and building materials. This is directly related to the problem of economic efficiency. The liquefied ash was disposed of at a cost, but by recycling it, it became possible to economically supply the concrete composition. Of course, fly ash and slag are economical compared to cement, but they can not be compared to the liquefied ash.

한편, 본 발명에서는 바인더 조성물 및 콘크리트 조성물의 물성 및 작업성을 향상시키기 위하여 혼화제를 첨가한다. 혼화제는 리그노 설페이트, 나프탈렌 설폰산염 축합물, 멜라닌 설포난염 축합물, 폴리칼본산염 중 어느 하나를 단독으로 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 소듐 글루코네이트(sodium gluconate), 시트릭산(citric acid), 타타릭산(tartaric acid), 보릭산(bori acid), H3PO3, H2PO4 등을 사용하여 수화를 지연시킬 수 있다. 이들은 특히 리젝티드 애시를 무기계 바인더로 사용하는 경우 보다 효과적이다. In the present invention, an admixture is added to improve the physical properties and workability of the binder composition and the concrete composition. As the admixture, any one of lignosulfate, naphthalene sulfonate condensate, melanin sulfone salt condensate and polycarboxylate may be used singly or in combination. Hydration can be delayed by using sodium gluconate, citric acid, tartaric acid, boric acid, H 3 PO 3 , H 2 PO 4 , and the like. They are particularly effective when using the liquefied ash as an inorganic binder.

즉, 무기계 바인더를 이용한 지오폴리머는 시멘트와 비교하여 내화학성에서 좋은 성능을 나타내지만, 하수관 내부의 수소균에 의한 부식환경하의 하수관용으로 사용하기에는 미흡하고 취성이 높고 휨강도가 낮은 등의 기계적 물성이 부족하여 외부의 충격에 쉽게 파쇄되는 약점이 있다. 이를 보완하기 위해서는 유기계 폴리머와 혼합하여 내화학성 및 기계적 강도를 향상시킬 필요가 있다. That is, although the geopolymer using the inorganic binder shows a good performance in chemical resistance compared with the cement, the mechanical properties such as low brittleness and low bending strength are not enough to be used for sewage piping under the corrosive environment by the hydrogen bacteria inside the sewer pipe There is a weak point that it is easily broken by external impact. To compensate for this, it is necessary to improve chemical resistance and mechanical strength by mixing with an organic polymer.

본 발명에서는 유기계 폴리머를 이용하여 상기한 약점을 극복한다. 유기계 폴리머는 폴리머 에멀젼 단독 또는 폴리머 에멀젼과 계면활성제가 혼합된 폴리머 개질제를 사용한다. 유기계 폴리머는 전이온도(Tg)가 -30 ~ 60℃ 범위의 것을 사용하여 겨울 또는 여름에 콘크리트의 탄성 및 충격저항성을 향상시켜 균열 발생을 저감시킬 수 있다. In the present invention, the above-mentioned weakness is overcome by using an organic polymer. As the organic polymer, a polymer emulsion alone or a polymer modifier mixed with a polymer emulsion and a surfactant is used. The organic polymer having a transition temperature (Tg) in the range of -30 to 60 占 폚 can improve the elasticity and impact resistance of concrete during winter or summer, thereby reducing the generation of cracks.

본 발명에서는 유기계 폴리머를 이용하여 상기한 약점을 극복한다. 유기계 폴리머는 폴리머 에멀젼 단독 또는 폴리머 에멀젼과 계면활성제가 혼합된 폴리머 개질제를 사용한다. In the present invention, the above-mentioned weakness is overcome by using an organic polymer. As the organic polymer, a polymer emulsion alone or a polymer modifier mixed with a polymer emulsion and a surfactant is used.

비닐 아세테이트-에틸렌(VAE; Vinyl Acetate-Ethylene)을 사용한다는 점에 특징이 있다. 도 3의 비닐아세테이트-에틸렌의 구조를 참고하면, 비닐 아세테이트-에틸렌은 비닐 아세테이트와 에틸렌의 공중합체로 이루어진다. 비닐 아세테이트는 60~95%, 에틸렌은 5~40%의 비율로 중합된다. VAE는 일부 파우더 형태로 사용되기도 하지만 액상 형태로 사용되는 것이 일반적이다. VAE는 점도가 높아서 유리나 플라스틱 제품에 사용되어 안전성과 내구성을 증대시키는 작용을 한다. It is characterized by the use of vinyl acetate-ethylene (VAE; Vinyl Acetate-Ethylene). Referring to the structure of vinyl acetate-ethylene of FIG. 3, vinyl acetate-ethylene consists of a copolymer of vinyl acetate and ethylene. Vinyl acetate is polymerized at a ratio of 60 to 95%, and ethylene at a rate of 5 to 40%. VAE is used in some powder form, but it is generally used in liquid form. VAE is highly viscous and used in glass and plastic products to increase safety and durability.

본 발명에서도 VAE를 사용함으로써 콘크리트의 휨 인성 또는 휨 강도를 향상시킨다. 또한 VAE를 콘크리트에 사용하면 수밀성 및 염소 이온에 대한 침투 저항성이 증대되어 내화학성이 증대된다는 이점이 있다. The present invention also improves the flexural toughness or flexural strength of concrete by using VAE. Also, when VAE is used in concrete, it has an advantage of increasing water resistance and penetration resistance against chlorine ions, and thus increasing chemical resistance.

비닐 아세테이트-에틸렌과 혼동하지 말아야할 물질은 에틸렌비닐아세테이트(EVA; Ethylene Vinyl Acetate)이다. EVA에는 비닐 아세테이트가 10~40%, 에틸렌이 60~90%dml 비율로 혼합된다. VAE와 EVA는 공중합에 참여하는 물질은 동일하지만 함량비가 완전히 다르기 때문에 서로 다른 성질을 가지며, 다른 물질로 취급된다. 예컨대, EVA는 고체 상태로 사출성형용 몰드에서 녹여서 사용하지만, VAE는 에멀전 형태로 사용되는 점에서 다르다. The material that should not be confused with vinyl acetate-ethylene is ethylene vinyl acetate (EVA; Ethylene Vinyl Acetate). EVA is mixed with 10 to 40% of vinyl acetate and 60 to 90% dml of ethylene. VAE and EVA have different properties and are treated as different materials because the materials participating in copolymerization are the same but the content ratio is completely different. For example, EVA is dissolved and used in a mold for injection molding in a solid state, but VAE differs in that it is used in an emulsion form.

본 발명에서 폴리머 에멀전으로는 VAE를 단독으로 사용할 수도 있지만, 스탈렌부타디엔러버 혹은 아크릴 에멀전과 같은 폴리머와 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 스탈렌부타디엔러버 혹은 아크릴 폴리머를 혼용하는 경우에도 VAE의 함량이 폴리머 에멀전 전체에서 50%를 초과하여 사용한다. 예컨대, 폴리머 에멀전 전체에서 VAE 50.1~99.9 중량%, 스탈렌부타디엔러버 및 아크릴 폴리머, 혹은 스탈렌부타이엔러버와 아크릴 폴리머의 혼합물이 0.1~49.1중량%의 비율로 혼합한다. In the present invention, VAE may be used alone as the polymer emulsion, but it may be mixed with a polymer such as styrene butadiene rubber or acrylic emulsion. In one embodiment of the present invention, even when styrene-butadiene rubber or acrylic polymer is mixed, the content of VAE is used in excess of 50% in the entire polymer emulsion. For example, in the entire polymer emulsion, VAE 50.1-99.9 wt%, styrene-butadiene rubber and acrylic polymer, or a mixture of styrene-butadiene rubber and acrylic polymer are mixed in a ratio of 0.1-49.1 wt%.

개질제로 사용함에 있어서 중요한 점은 배합비율이다. 동일한 물질을 혼합하더라도 배합비율에 따라서 콘크리트의 물성은 매우 다르게 나타나기 때문이다. 본 발명에서는 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 폴리머 에멀전은 1~20중량%의 범위로 배합되는 점에 특징이 있다. 이러한 배합비는 본 발명에 대한 연구진이 수 많은 실험을 통해 얻어진 것으로서, 폴리머 에멀전의 배합비가 상기한 범위 미만이면 휨 강도, 균열저항성, 내염해성 등이 하수관 등 지하 매설물에 최적의 상태로 형성되지 않으므로 바람직하지 않다. 또한 폴리머 에멀전의 배합비가 상기한 범위를 초과하게 되면 경제성이 떨어질 뿐만 아니라, 콘크리트의 유동성이 급격하게 저하되어 작업성에 문제가 발생한다. An important factor in the use as a modifier is the compounding ratio. Even if the same materials are mixed, the physical properties of the concrete are very different depending on the mixing ratio. In the present invention, the polymer emulsion is blended in an amount of 1 to 20% by weight based on 100 parts by weight of the inorganic binder. Such blend ratio is obtained through a number of experiments by the researchers of the present invention. If the blend ratio of the polymer emulsion is less than the above-mentioned range, the bending strength, crack resistance, flame retardancy and the like are not formed optimally for underground materials such as sewage pipes I do not. In addition, if the compounding ratio of the polymer emulsion exceeds the above-mentioned range, not only the economical efficiency is lowered but also the fluidity of the concrete is drastically lowered, resulting in a problem in workability.

한편, 폴리머를 포함하는 경우 점도가 급격하게 상승하여 바인더가 응집될 수 있다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 계면활성제를 사용할 수 있다. 응집 방지용 폴리칼본산계 계면활성제는 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)알릴에테르와 무수말레인산염의 공중합체, 렌글리콜 모노(메타)알릴에테르와 (메타)아크릴산 공중합체, 폴리알킬렌글리콜 모노(메타)아크릴산에스테르와 (메타)아크릴산 공중합체, 술폰산기를 갖는 메타아크릴산 에스테르와 (메타)아크릴산 공중합체, 폴리글리세린(메타)아크릴산에스테르 공중합체 중 적어도 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합될 수 있다. On the other hand, when a polymer is included, the viscosity rises sharply and the binder can be agglomerated. In the present invention, a surfactant can be used to solve this problem. The polycarboxylic acid-based surfactant for preventing aggregation may be a copolymer of polyethylene glycol mono (meth) allyl ether and maleic anhydride, a copolymer of a polyalkylene glycol mono (meth) acrylate and a polyalkylene glycol mono (meth) (Meth) acrylic acid copolymer, a methacrylic acid ester having a sulfonic acid group, a (meth) acrylic acid copolymer, and a polyglycerin (meth) acrylic acid ester copolymer.

폴리칼본산계 계면활성제와 함께 또는 단독으로 수분산 우레탄계 계면활성제를 폴리머 에멀전에 첨가할 수 있다. 수분산 우레탄계 계면활성제로는 변성 수분산 폴리우레탄 공중합체를 사용할 수 있다.The water-dispersible urethane surfactant can be added to the polymer emulsion together with the polycarboxylic acid surfactant or alone. As the water-dispersed urethane surfactant, a modified water-dispersed polyurethane copolymer can be used.

그리고, 본 발명에서는 상기한 폴리칼본산계 및/또는 우레탄계 계면활성제에 바인더 응집 방지용 비이온계 계면활성제를 혼합하여 사용 가능하다. 응집 방지용 비이온계 계면활성제는 지방산디에탄올아민 화합물, 아민옥사이드, 노닐페놀에틸렌옥사이드 부가물, 솔비탄에스테르화 화합물, 알킬폴리글리코사이드, 지방산에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리에틸렌폴리프로필렌 공중합체, 고급지방산(C12~C22)디에탄올아민 화합물, 고급지방산(C12~C22)에틸렌옥사이드(EO)부가물(EO는1~50개), 알킬(C4~C20)아민옥사이드, 알킬(C4~C20)페놀에틸렌옥사이드 부가물(EO는1~50개), 솔비탄에스테르화 화합물 및 에틸렌옥사이드 부가물(EO는1~50개), 알킬(C1~C20)폴리클리코사이드(분자량 100~100,000), 고급알콜(C4~C20)에틸렌옥사이드 부가물(EO는1~50개), 폴리에틸렌옥사이드(분자량 100~100,000), 폴리프로필렌옥사이드(분자량 100~100,000), 폴리에틸렌옥사이드와 폴리프로필렌옥사이드공중합체(분자량 100~100,000), 폴리에틸렌이민(분자량 100~100,000), 폴리글리세린(분자량 100~100,000) 중 적어도 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합된다. In the present invention, the above polycarboxylic acid type and / or urethane type surfactant may be mixed with a nonionic surfactant for preventing aggregation of binders. The nonionic surfactant for preventing aggregation may be at least one selected from the group consisting of fatty acid diethanolamine compounds, amine oxides, nonylphenol ethylene oxide adducts, sorbitan esterified compounds, alkylpolyglycosides, fatty acid ethylene oxide adducts, polyethylene oxide, polypropylene oxide, Propylene copolymer, higher fatty acid (C12 to C22) diethanolamine compound, higher fatty acid (C12 to C22) ethylene oxide (EO) adduct (EO is 1 to 50), alkyl (C4 to C20) amine oxide, alkyl C4 to C20) phenol ethylene oxide adducts (EO is 1 to 50), sorbitan esterified compounds and ethylene oxide adducts (EO is 1 to 50), alkyl (C1 to C20) polychloric acid (molecular weight 100 (100 to 100,000), polyethylene oxide (100 to 100,000), polyethylene oxide (EPO) and polypropylene oxide (EPO) coalescence( Jaryang 100 ~ 100,000), and at least any one or two or more mixture of polyethyleneimine (molecular weight of 100 ~ 100,000), polyglycerol (molecular weight of 100 ~ 100,000).

상기한 바와 같은 조성의 폴리머 에멀전과 계면활성제가 혼합된 폴리머 개질제를 사용하는 경우, 폴리머(VAE, SBR, Acryl)의 고형분이 콘크리트 내부에 골고루 분산되어 폴리머 피막을 형성함으로서 콘크리트의 휨인성을 향상시키며, 염소이온의 확산을 크게 막아 주고, 특히 충격 및 진동에 대한 저항성이 높이는 장점을 가진다. When a polymer modifier mixed with a polymer emulsion having the above composition and a surfactant is used, the solid content of the polymer (VAE, SBR, Acryl) is uniformly dispersed in the concrete to form a polymer film, thereby improving the flexural toughness of the concrete , The diffusion of chlorine ions is largely prevented, and the resistance against shock and vibration is particularly enhanced.

본 발명에서는 위 재료들의 배합비율을 개발하였다. 즉, 무기계 바인더 100 중량부와, 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 알카리 활성화제 20~80 중량부, 유기계 폴리머 1~20 중량부의 비율로 혼합된다. 그리고 혼화제는 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 0.05~3 중량부 수준으로 혼합된다. 특히 무기계 바인더로서 리젝티드 애시를 사용하는 경우 AE계 및 AE계가 첨가된 AE감수제 및 AE고성능 감수제는 리젝티드 애시 100 중량부에 대하여 0.1~3% 범위로 사용할 수 있다. 그리고 AEA(공기연행제)는 0.01~10%이상 포함할 수 있다. In the present invention, the mixing ratio of the above materials was developed. That is, 20 to 80 parts by weight of the alkaline activator and 1 to 20 parts by weight of the organic polymer are mixed with 100 parts by weight of the inorganic binder and 100 parts by weight of the inorganic binder. And the admixture is mixed at a level of 0.05 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the inorganic binder. Particularly, when using the reclaimed ash as an inorganic binder, the AE-based and AE-added AE water reducing agent and the AE high-performance water reducing agent can be used in a range of 0.1 to 3% based on 100 parts by weight of the liquefied ash. And AEA (air entraining agent) may contain 0.01 to 10% or more.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 무기계 폴리머 바인더와, 유기계 폴리머를 사용하였다. 기존에 시멘트를 사용하여 하수관을 제작하는데 있어서 문제가 되었던 내화학성과 기계적 물성 보완의 문제는 무기계 폴리머와 유기계 폴리머를 조합한 하이브리드 폴리머를 결합재로 사용하여 해결하였다. 또한 무기계 바인더, 특히 리젝티드 애시를 사용함으로써 바인더/콘크리트 조성물의 경제성을 획기적으로 향상시켰다. As described above, in the present invention, an inorganic polymer binder and an organic polymer were used. The problem of complementing the chemical resistance and mechanical properties, which was a problem in sewage pipe construction using conventional cement, was solved by using a hybrid polymer composed of an inorganic polymer and an organic polymer as a binder. In addition, the use of an inorganic binder, especially a liquefied ash, has dramatically improved the economical efficiency of the binder / concrete composition.

본 발명은 하이브리드 폴리머 바인더 조성물을 기본으로 하여 콘크리트 조성물로 확대된다. 콘크리트 조성물은 하이브리드 폴리머 바인더 조성물에 골재를 혼합한 형태이다. 골재는 잔골재 단독 또는 잔골재와 굵은골재를 모두 포함할 수 있다. 바인더 조성물에 대하여 골재는 100~300 중량부의 범위로 배합되어 콘크리트 조성물을 형성한다. The present invention extends to a concrete composition based on a hybrid polymeric binder composition. The concrete composition is a mixture of the aggregate and the hybrid polymer binder composition. The aggregate may contain fine aggregate alone or fine aggregate and coarse aggregate. The aggregate is blended in the range of 100 to 300 parts by weight with respect to the binder composition to form a concrete composition.

본 발명의 연구진은 실험을 통해 본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 성능을 확인하였다. The inventors of the present invention confirmed the performance of the concrete composition according to the present invention through experiments.

도 4의 표는 본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 실험에서 사용한 배합비를 나타낸 것이며, 도 5의 표는 실험 결과를 나타낸 것이다. The table in FIG. 4 shows the mixing ratio used in the experiment of the concrete composition according to the present invention, and the table in FIG. 5 shows the experimental results.

본 연구진은 도 4의 배합비를 이용하여 콘크리트 공시체를 제작하였으며, 공시체에 대한 압축강도, 휨강도, 인장강도 및 내화학성을 측정하였다(단위: MPa). 비교예1은 일반 시멘트를 사용한 경우이고, 비교예2는 무기계 바인더를 사용하였지만 유기계 하이브리드 폴리머를 사용하지 않은 경우이다. 본 발명을 적용한 실시예는 플라이애시와 유기계 폴리머를 모두 사용하였다The researchers fabricated a concrete specimen using the mixing ratio shown in FIG. 4, and measured the compressive strength, bending strength, tensile strength and chemical resistance of the specimen (unit: MPa). In Comparative Example 1, general cement was used. In Comparative Example 2, an inorganic binder was used, but an organic hybrid polymer was not used. The examples to which the present invention was applied used both fly ash and organic polymer

도 5의 실험결과를 살펴보면, 압축강도에 있어서 시멘트를 사용한 비교예와 본 발명에 따른 실시예가 7일 및 28일 재령에서 유사한 수준을 보였다. 즉 시멘트를 사용한 경우 압축강도가 높다는 것이 가장 큰 장점인데, 본 발명에서는 무시멘트를 채용하면서도 압축강도가 시멘트를 사용한 경우 이상으로 높게 측정되었다. 그러나 유기계 폴리머를 사용하지 않은 비교예2의 경우 압축강도가 저하되는 현상이 나타났다5, the compressive strengths of the comparative examples using cement and the examples according to the present invention were similar at 7 and 28 days age. That is, when cement is used, it is most advantageous that the compressive strength is high. In the present invention, the compressive strength is measured to be higher than that of cement while adopting cement. However, in Comparative Example 2 in which the organic polymer was not used, the compression strength was lowered

또한 내화학성의 경우 하이브리드 폴리머를 실시예가 시멘트를 사용한 비교예1과 지오폴리머 만을 사용한 비교예 2에 비하여 월등하게 우수한 것으로 확인되었다. In addition, in the case of chemical resistance, it was confirmed that the hybrid polymer was superior to Comparative Example 1 using cement and Comparative Example 2 using only a geopolymer.

본 발명에서는 위와 같은 조성으로 이루어진 콘크리트 조성물을 주재료로 하는 콘크리트 구조물을 제공한다. 가장 대표적인 콘크리트 구조물은 하수관과 전선관으로서 지하에 매설된다는 특징이 있다. 지하에 매설되는 경우 일정 범위에서 온도의 항상성이 유지되기 때문에 동결융해 작용이 일어나지 않아 무기계 바인더로서 리젝티드 애시의 반응성만 향상시키고 공기량 확보를 위한 전처리 없이 사용할 수 있다는 이점이 있다. 또한 본 발명에서는 개수로와 같이 외기에 노출되어 있는 콘크리트 구조물도 제공한다. 외기 환경에 노출되는 구조물의 경우 리젝티드 애시와 AE감수제를 함께 사용하거나, 미연탄소분이 적은 무기계 바인더를 사용할 수 있다. The present invention provides a concrete structure using a concrete composition having the above composition as a main material. The most typical concrete structures are characterized by being buried underground as sewage pipes and conduits. When buried in the basement, since the homogeneity of the temperature is maintained within a certain range, the freezing and thawing action does not occur, which is advantageous in that it can be used as an inorganic binder without any pretreatment for improving the reactivity of the reactor ash. The present invention also provides a concrete structure exposed to the outside air such as a repair channel. For structures exposed to the open air environment, it is possible to use the purified ash and the AE water reducing agent together or an inorganic binder having a low unburned carbon content.

또한 본 발명에 따른 콘크리트 조성물을 이용하여 하수관, 전선관 등을 만드는데 있어서 또 다른 이점은 폴리머 에멀젼과 관련된다. 일반적으로 폴리머 에멀젼은 교면을 포장하는데 사용하는 경우가 많다. 내염해성과 강도를 확보하기 위함이다. 교면 포장의 경우 현장 시공방식으로 이루어지기 때문에 콘크리트 조성물의 경화 시간이 매우 중요하다. 폴리머를 첨가하면 경화시간이 단축되므로 수화지연제나 응집방지제의 첨가가 필요하며, 공정 시간을 정확하게 지켜야 한다. 그러나 본 발명과 같이 하수관이나 전선관 등에 폴리머 바인더를 사용하는 경우 공장에서 작업이 이루어지기 때문에 경화시간의 제한을 받지 않으므로 매우 유리하다. Another advantage of the concrete composition according to the present invention in making sewage pipes, conduits and the like is related to the polymer emulsion. In general, polymer emulsions are often used to package facets. It is aimed at ensuring the strength of the salt. In case of pavement pavement, the curing time of the concrete composition is very important because it is done by the field construction method. Addition of polymer shortens the curing time, so it is necessary to add a hydration retarder or an anti-aggregation agent and keep the processing time precisely. However, when a polymer binder is used for a sewer pipe or a conduit pipe as in the present invention, it is very advantageous because it is not limited by the curing time because the work is carried out in a factory.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection of the present invention is not limited to the description and the expression of the embodiments explicitly described in the foregoing. It is again to be understood that the present invention is not limited by the modifications or substitutions that are obvious to those skilled in the art.

Claims (14)

지오폴리머를 형성하는 무기계 바인더;
상기 무기계 바인더의 지오폴리머 반응을 유발하는 알카리 활성화제; 및
상기 지오폴리머의 휨강도를 향상시키기 위한 유기계 폴리머; 및
무기계 폴리머의 작업성을 향상시키기 위한 계면활성제;가 혼합되며,
상기 무기계 바인더는 미연탄소분이 5% 이상 함유되고 분말도가 2,000Cm2/g 이상인 리젝티드 애시(rejected ash)를 포함하며, 상기 리젝티드 애시에 의한 지오폴리머 내 공기량을 만족하도록, 공기연행제(AEA)를 상기 무기계 바인더 대비 0.01~10 중량% 포함하며,
상기 유기계 폴리머는 수분산 폴리머로서 비닐 아세테이트 에틸렌(Vinyl Acetate-Ethylene)을 포함하고,
상기 무기계 바인더 100 중량부와, 상기 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 상기 알카리 활성화제 20~80 중량부, 상기 유기계 폴리머 1~20 중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 폴리머 바인더 조성물.
An inorganic binder forming a geopolymer;
An alkali activator which causes a geopolymer reaction of the inorganic binder; And
An organic polymer for improving the flexural strength of the geopolymer; And
A surfactant for improving the workability of the inorganic polymer,
The inorganic binder includes a rejected ash containing 5% or more of unburned carbon content and a powder degree of 2,000 cm 2 / g or more. The airbag includes an air entraining agent AEA) in an amount of 0.01 to 10% by weight relative to the inorganic binder,
The organic polymer includes vinyl acetate ethylene (Vinyl Acetate-Ethylene) as the water dispersion polymer,
Wherein the inorganic binder is mixed with 100 parts by weight of the inorganic binder and 20 to 80 parts by weight of the alkali activator and 1 to 20 parts by weight of the organic polymer with respect to 100 parts by weight of the inorganic binder.
제1항에 있어서,
상기 무기계 바인더는 플라이애시, 슬래그 및 메타카올린, 바텀애시를 분쇄한 미분말, 실리카퓸, CA(OH)2 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 폴리머 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic binder comprises at least one of fly ash, slag and meta kaolin, fine powder obtained by pulverizing bottom ash, silica fume, and CA (OH) 2 .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 알카리 활성화제는 규산나트륨과 수산화나트륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 폴리머 바인더 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the alkali activator comprises sodium silicate and sodium hydroxide.
제8항에 있어서,
상기 무기계 바인더와 알카리 활성화제가 혼합된상태에서 SiO2에 대한 Na2O의 몰비(Na2O/SiO2)는 0.5~3.0인 것을 특징으로 하는 하이브리드 폴리머 바인더 조성물.
9. The method of claim 8,
The molar ratio of Na 2 O to SiO 2 in the inorganic binder and an alkaline activator is mixed state (Na 2 O / SiO 2) is a hybrid polymeric binder composition, characterized in that 0.5 to 3.0.
삭제delete 골재와, 상기 골재를 상호 결합시키는 바인더 조성물을 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서,
상기 바인더 조성물은 청구항 1에 기재된 하이브리드 폴리머 바인더 조성물인 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
1. A concrete composition comprising an aggregate and a binder composition for interconnecting the aggregate,
Wherein the binder composition is the hybrid polymer binder composition according to claim 1.
제11항에 있어서,
상기 무기계 바인더 100 중량부에 대하여 상기 골재는 100~300 중량부의 비율로 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
12. The method of claim 11,
Wherein the aggregate is blended in an amount of 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the inorganic binder.
내화학성과 휨강도가 향상되도록, 상기 청구항 11에 기재된 콘크리트 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물. The concrete structure according to claim 11, wherein the concrete structure is made of the concrete composition according to claim 11 so that chemical resistance and bending strength are improved. 제13항에 있어서,
상기 콘크리트 구조물은 하수관, 개수로 및 전선관 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물.
14. The method of claim 13,
Wherein the concrete structure is any one of a sewer pipe, a water pipe, and a conduit pipe.
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