KR101661683B1 - 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법 - Google Patents

스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법 Download PDF

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Abstract

스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법이 개시된다. 본 발명의 벤치플륨관 제작방법은, (a) 콘크리트 조성물을 제조하는 단계; (b) 콘크리트 철근이 설치된 벤치플륨관용 몰드 내에 상기 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; (c) 상기 벤치플륨관용 몰드에 타설된 콘크리트 조성물을 양생하는 단계; 및 (d) 상기 콘트리트 조성물에 대한 양생이 완료된 후 상기 벤치플륨관용 몰드를 탈형하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 상기 콘크리트 조성물은, 조강시멘트에 적용되고, 상기 (c) 단계에서 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로서, 상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가된 것을 특징으로 한다.

Description

스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법{BENCH FLUME CONCRETE COMPOSITION UNNECESSARY FOR STEAM AGING AND MANUFACTURING METHOD FOR BENCH FLUME USING THE SAME}
본 발명은 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양생 공정에서 스팀양생을 실시하지 않고서도 조기강도를 발현할 수 있는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 벤치플륨관(Bench Flume Pipe)는 도 1에 도시된 바와 같이 윗면이 노출되도록 형성된 개방형 관으로서 농작물 경작지를 비롯하여 도로변이나 공원 등지에서 물흐름을 좋게 하도록 하기 위한 콘크리트 수로관을 말한다. 특히 도로변의 수로는 단일의 벤치플륨관을 소켓 방식으로 연결하여 형성하는 것이 일반적이며, 물이 잘 빠지도록 길 양쪽을 따라 만든 도랑에 벤치플륨관을 매입하여 소켓 방식으로 연결함으로써 수로를 형성시켜 고이는 물을 적절히 배수시켜 도로침수에 의한 피해를 방지하게 된다. 참고로, 도 1은 벤치플륨관 Ⅲ종의 일 예를 보여주는 사시도이다.
이러한 벤치플륨관은 공장에서 미리 제작된 후 건설/토목현장으로 운반하여 조립 설치되는 프리캐스트(Precast) 공법이 적용될 수 있는데, 이를 통해 일반 공업제품과 같이 부품화하여 공장에서 생산함으로써 품질의 균등화를 확보하면서도 반복, 대량생산에 의해 비용절감을 얻을 수 있다.
한편, 프리캐스트 공법이 적용되는 벤치플륨관은 철근이 설치된 벤치플륨관용 몰드 혹은 벤치플륨관용 거푸집 내에 콘크리트 조성물을 타설하고 이를 일정시간 이상 양생한 다음 벤치플륨관용 몰드를 탈형하는 공정 등을 거쳐 제작되는 것이 일반적이다. 이때, 양생공정에서는 양생시간을 단축하면서도 충분한 강도를 확보하기 위해 스팀양생 혹은 증기양생이 필수적으로 요구되고 있다.
그러나, 이러한 스팀양생공정은 과다한 이산화탄소의 배출로 인해 환경문제를 유발시키는 한편, 보일러 등의 설비를 필요로 하기 때문에 결과적으로 생산단가를 증가시키는 요인이 되므로 경제성 측면에서 취약하다는 문제점이 있다.
이에, 벤치플륨관을 제작함에 있어서 스팀양생을 실시하지 않고서도 충분한 조기강도를 확보할 수 있는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
관련 선행기술문헌으로는 한국등록특허공보 제10-0449641호(발명의 명칭: 플륨 관의 제조방법, 공고일자: 2004년 09월 20일) 및 한국등록특허공보 제10-0428071호(발명의 명칭: 플륨 관용 폴리머 몰탈 조성물, 공고일자: 2004년 04월 27일) 등이 있다.
본 발명의 목적은 벤치플륨관을 제작함에 있어서 스팀양생을 실시하지 않고서도 충분한 조기강도를 확보하여 양생시간을 단축할 수 있는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 벤치플륨관 제작방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, (a) 콘크리트 조성물을 제조하는 단계; (b) 콘크리트 철근이 설치된 벤치플륨관용 몰드 내에 상기 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; (c) 상기 벤치플륨관용 몰드에 타설된 콘크리트 조성물을 양생하는 단계; 및 (d) 상기 콘트리트 조성물에 대한 양생이 완료된 후 상기 벤치플륨관용 몰드를 탈형하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 상기 콘크리트 조성물은, 조강시멘트에 적용되고, 상기 (c) 단계에서 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로서, 상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가된 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 콘크리트 조성물을 이용한 벤치플륨관 제작방법에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은, 조강시멘트에 경화촉진제를 첨가한 벤치플륨관용 콘크리트 조성물로서, 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위해, 상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 상기 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가된 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 경화촉진제는 중량%로, 질산칼륨 : 1 ~ 70%, 알루미나 시멘트 : 5 ~ 10%, α형 반수석고 : 0.1 ~ 10%, 티오시안산나트륨 : 0.1 ~ 3%, 칼슘 포메이트 : 1 ~ 5% 및 석회석분말 : 5 ~ 20%를 포함할 수 있다.
상기 알루미나 시멘트 대신, 산화마그네슘, 실리카흄, CSA(calcium sulfoaluminate), 무수석고 및 β형 반수석고 중 1종 이상이 첨가될 수 있다.
상기 질산칼륨 대신, 아질산염, 티오시안산 염, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 황산알루미늄 및 황산칼륨 중 1종 이상이 첨가될 수 있다.
상기 조강시멘트는 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)를 더 포함하되, 상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈 전체 중량에 대하여, 상기 조강시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 조강촉진제 0.5 ~ 4.0 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량%로 조성될 수 있다.
상기 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프로필렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 감수제 : 0.6 ~ 1.0 중량부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 감수제는 폴리카본계 감수제인 것이 바람직하다.
상기 콘크리트 조성물은 물 150kg/m3에 대하여, 상기 조강시멘트 : 450 ~ 550kg/m3, 모래 : 750 ~ 850kg/m3, 자갈 : 950 ~ 1000kg/m3, 감수제 : 3 ~ 4kg/m3 및 경화촉진제 : 25 ~ 40kg/m3로 배합될 수 있다. 이때, 물-시멘트비(W/C)는 25 ~ 35인 것이 바람직하다.
본 발명은 조강시멘트에 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가한 벤치플륨관용 콘크리트 조성물을 제공함으로써, 벤치플륨관을 제작함에 있어서 스팀양생을 실시하지 않고서도 충분한 조기강도(양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도)를 확보할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 종래에 조기강도 발현을 위해 스팀양생이 반드시 필요한 벤치플륨관 제작방법과 달리 양생공정에서 스팀양생을 실시할 필요가 없으므로, 벤치플륨관을 제작함에 있어서 이산화탄소의 배출을 절감하여 친환경적인 작업이 가능함은 물론, 스팀양생에 필요한 보일러 등의 설비가 생략되는 것으로 인해 생산단가를 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 벤치플륨관 Ⅲ종의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 콘크리트 조성물을 이용한 벤치플륨관 제작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 5은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 응결실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6는 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 조기강도 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 조기강도 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 콘크리트 조성물을 이용한 벤치플륨관 제작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 벤치플륨관 제작방법은, 콘크리트 조성물을 제조하는 단계(S110)와, 철근이 설치된 벤치플륨관용 몰드 내에 콘크리트 조성물을 타설하는 단계(S120)와, 벤치플륨관용 몰드에 타설된 콘크리트 조성물을 양생하는 단계(S130)와, 콘트리트 조성물에 대한 양생이 완료된 후 벤치플륨관용 몰드를 탈형하는 단계(S140)를 포함한다.
콘크리트 조성물 제조 단계(S110)에서, 콘크리트 조성물은 조강시멘트에 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가하여 양생 단계(S130)에서 스팀양생을 실시하지 않고서도 충분한 조기강도, 즉 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 확보할 수 있는 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로, 이에 대한 콘크리트 배합설계를 포함한 자세한 사항은 후술하기로 한다.
타설 단계(S120)에서는, 미리 제작된 벤치플륨관용 몰드 내에 콘크리트 조성물을 타설한다. 여기서, 벤치플륨관용 몰드 혹은 벤치플륨관용 거푸집은 제작하고자 하는 벤치플륨관에 대응하는 형상으로 제공되는 벤치플륨관을 제조하기 위한 틀로서, 콘크리트 조성물을 타설하기에 앞서 콘크리트 철근을 포함하여 고리, 긴결재, 콘크리트 매설재 등이 설치된다. 한편, 벤치플륨관용 몰드는 탈형의 용이함을 위해 그 내면에 적정량의 박리제가 도포될 수 있고, 2개 이상의 단위 몰드를 조립하여 제작될 수 있다. 참고로, 벤치플륨관용 몰드는 한번 사용하고 폐기하는 것이 아니라 재활용하는 부재로, 탈형 후 벤치플륨관용 몰드를 다시 사용하기에 앞서 압축공기나 청소도구 등을 이용하여 몰드에 남아있는 불순물을 제거하는 작업이 필요하다.
양생 단계(S130)에서는, 벤치플륨관용 몰드에 타설된 콘크리트 조성물에 대해 일정시간 동안 양생을 실시한다. 종래에 벤치플륨관 제작방법에서는 양생시간을 단축하고 충분한 조기강도를 확보하기 위해 스팀양생이 필수적으로 요구되었지만, 본 발명에 따른 벤치플륨관 제작방법은 양생 단계(S130)에서 스팀양생을 실시하지 않고도 충분한 조기강도(양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도)를 확보할 수 있는데, 이는 조강시멘트에 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가하여 제조된 조기강도 발현용 콘크리트 조성물에 의해 발휘되는 작용효과로 이에 대해 자세한 사항은 후술하기로 한다.
탈형 단계(S140)에서는, 콘트리트 조성물에 대한 양생이 완료된 후 벤치플륨관용 몰드를 탈형한다. 벤치플륨관용 몰드를 탈형하는 과정에서 철근 콘크리트 양생 결과물에 균열, 부분적인 탈락이나 응력이 발생하지 않도록 주의해야 한다. 벤치플륨관용 몰드에서 탈거된 철근 콘크리트 양생 결과물인 벤치플륨관은 검사 작업, 보수 작업 등을 거쳐 제품으로 출하된다.
이하, 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물은 조강시멘트에 적용되고, 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물은 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
이때, 조강시멘트는 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)를 더 포함하되, 상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈 전체 중량에 대하여, 상기 조강시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 조강촉진제 0.5~4.0 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량%로 조성될 수 있다.
여기서, 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프로필렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있고, 수축저감제는 헤비 글리콜(heavy glycol) 계열의 수축저감제를 이용하는 것이 바람직하다.
조강시멘트는 수화반응속도가 빨라 발열성이 높으므로 경화 및 강도를 증진시키는 역할을 한다.
조강시멘트는 전체 중량의 25 ~ 30 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 조강시멘트의 함량이 25 중량% 미만일 경우에는 충분한 강성을 확보하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 조강시멘트의 함량이 30 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크므로 경제적이지 못하다.
규사는 시공 후 몰탈의 표면 조도(surface roughness)를 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 규사는 대략 0.01 ~ 0.3mm의 평균 직경을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 규사의 평균 직경이 0.0mm 미만일 경우에는 미세 입자를 수득하는데 필요한 시간 및 비용 대비 표면 조도 상승 효과가 미미할 수 있으므로, 경제적이지 못하다. 반대로, 규사의 평균 직경이 0.30mm를 초과할 경우에는 표면 조도 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 뿐만 아니라 크랙 저항성이 급격히 저하되는 문제가 있다.
규사는 시멘트 전체 중량의 35 ~ 45 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 규사의 함량이 35 중량% 미만일 경우에는 표면 조도 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 규사의 함량이 45 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크다.
탄산칼슘(CaCO3)은 물에 잘 녹지 않고 수용액 상에서 침전되기 때문에 미분 필러의 용도로서 사용된다.
탄산칼슘은 시멘트 전체 중량의 15 ~ 25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘의 함량이 15 중량% 미만일 경우에는 입도 분산 효율을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄산칼슘의 함량이 25 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 비용 상승만을 초래할 우려가 크다.
소포제는 기포의 생성을 막고 생성된 기포를 제거하기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 소포제로는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프로필렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다.
소포제는 시멘트 전체 중량의 0.05 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 소포제의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 기포 생성 억제 및 제거 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 소포제의 함량이 0.10 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
수축저감제는 수축을 저감하기 위한 목적으로 첨가되며, 이러한 수축저감제로는 헤비 글리콜(heavy glycol) 계열의 수축저감제가 이용될 수 있다.
본 발명에서, 수축저감제는 시멘트 전체 중량의 0.1 ~ 5 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 수축저감제의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 수축저감제의 함량이 5 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
메틸셀룰로우즈(methyl cellulose)는 알킬셀룰로우즈 중 하나의 물질로서, 알칼리 조건에서 점도를 증가시켜, 점착력과 보습성을 가지도록 하는 역할을 한다. 다만, 메틸셀룰로우즈를 단독으로 적용할 경우에는 메틸셀룰로우즈의 함량이 증가함에 따라 시공성이 저하되는 문제가 있으므로, 후술할 보조첨가제인 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)를 함께 혼합하여 과도한 시공성 하락을 방지하면서 접착성 및 장기내구성은 향상시키는 것이 바람직하다.
따라서, 메틸셀룰로우즈는 시멘트 전체 중량의 0.1 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메틸셀룰로우즈의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메틸셀룰로우즈의 함량이 0.3 중량%를 초과할 경우에는 점착성이 과도해지는 관계로 끈적거려 시공성이 저하되는 문제가 있다.
메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)는 메틸세룰로우즈 첨가량의 증가에 따른 과도한 시공성 하락을 방지하기 위한 목적으로 첨가된다.
메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)는 시멘트 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 시공성 하락 방지 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 첨가 효과 대비 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크므로, 경제적이지 못하다. 또한, 점도 하락으로 인한 처짐(tagging) 현상이 나타날 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 있어서 경화촉진제는 조강시멘트의 수화반응을 촉진시켜 용액 중의 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 과포화도가 최고에 도달하게 되고 시멘트 겔(CSH Gel)등의 수화생성물의 석출이 매우 활발해져 초기 강도가 커지게 되며, 이로 인해 시멘트 겔의 결정형상에 영향을 주어 장섬유상의 결정이 조직을 밀실하게 하여 강도를 증가시키게 된다.
이러한 경화촉진제는, 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 5 ~ 8 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 경화촉진제의 첨가량이 조강시멘트 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 조기강도 발현에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 경화촉진제의 첨가량이 조강시멘트 100 중량부에 대하여 8 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용하므로, 경제적이지 못하다.
이때, 경화촉진제는 중량%로, 질산칼륨 : 1 ~ 70%, 알루미나 시멘트 : 5 ~ 10%, α형 반수석고 : 0.1 ~ 10%, 티오시안산나트륨 : 0.1 ~ 3%, 칼슘 포메이트 : 1 ~ 5% 및 석회석분말 : 5 ~ 20%를 포함하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 알루미나 시멘트 대신, 산화마그네슘, 실리카흄, CSA(calcium sulfoaluminate), MgO, 무수석고 및 β형 반수석고 중 1종 이상이 첨가된 것이 이용될 수 있다. 또한, 질산칼륨 대신, 아질산염, 티오시안산 염, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 황산알루미늄 및 황산칼륨 중 1종 이상이 첨가될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물은 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 감수제 : 0.6 ~ 1.0 중량부를 더 포함할 수 있다.
이러한 감수제는 폴리카본계 감수제를 이용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 감수제로는 불포화 카본산 모노머와 중합이나 공중합이 가능한 모노머로부터 유도되는 폴리카본산염계 감수제, 보다 구체적으로는 이들 불포화 카본산 모노머와 스티렌(styrene)의 공중합체가 이용될 수 있다.
이때, 감수제의 첨가량이 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 0.6 중량부 미만일 경우에는 급격한 슬럼프 로스나 그 후의 슬럼프 로스를 개선할 수 없는 경우가 있다. 반대로, 감수제의 첨가량이 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 1.0 중량부 미만일 경우에는 감수율이 한계 상태에 도달하여 경화 불량을 발생하는 문제를 초래할 수 있다
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물은 물 150kg/m3에 대하여, 상기 조강시멘트 : 450 ~ 550kg/m3, 모래 : 750 ~ 850kg/m3, 자갈 : 950 ~ 1000kg/m3, 감수제 : 3 ~ 4kg/m3 및 경화촉진제 : 25 ~ 40kg/m3로 배합되는 것이 보다 바람직하다. 이때, 물-시멘트비(W/C)는 25 ~ 35인 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물은, 조강시멘트에 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가한 벤치플륨관용 콘크리트 조성물을 제공함으로써, 벤치플륨관을 제작함에 있어서 스팀양생을 실시하지 않고서도 충분한 조기강도(양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도)를 확보할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 종래에 조기강도 발현을 위해 스팀양생이 반드시 필요한 벤치플륨관 제작방법과 달리 양생공정에서 스팀양생을 실시할 필요가 없으므로, 벤치플륨관을 제작함에 있어서 이산화탄소의 배출을 절감하여 친환경적인 작업이 가능함은 물론, 스팀양생에 필요한 보일러 등의 설비가 생략되는 것으로 인해 생산단가를 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
1. 시료 제조
표 1은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 배합비를 나타낸 것이다. 이때, 경화 촉진제로는 질산칼륨 : 68wt%, 알루미나 시멘트 : 7wt%, α형 반수석고 : 5wt%, 티오시안산나트륨 : 2wt%, 칼슘 포메이트 : 3wt% 및 석회석분말 : 15wt%인 것을 사용하였고, 감수제로는 폴리카본계 감수제를 사용하였다. 또한, 표 2는 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과(굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 플로 및 공기량 실험결과)를 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과를 나타낸 그래프이고, 도 4는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과를 나타낸 그래프이다.
[표 1]
Figure 112014005465560-pat00001
여기서, W : 물, C : 시멘트, S : 모래, G : 자갈, AD : 감수제, CS: 경화촉진제를 나타냄.
[표 2]
Figure 112014005465560-pat00002

표 1 및 표 2와 도 3 및 도 4를 참조하면, 양생온도 0℃일 때 시멘트 및 경화촉진제의 첨가량에 따른 유동성 실험결과에 해당하는 슬럼프 플로우 및 공기량에 대한 구체적인 값이 나타나 있다. 이때, 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 슬럼프 플로우 및 공기량의 최적의 비율이 나타나 있으며, 위의 범위로 첨가될시 적당한 유동성의 확보로 굳지 않는 것을 확인하였다.
2. 물성 평가
표 3은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 조기강도(압축강도)를 나타낸 것이다. 도 5은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 응결 실험결과를 나타낸 그래프이고, 도 6는 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 조기강도 실험결과를 나타낸 그래프이며, 도 7는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 조기강도 실험결과를 나타낸 그래프이다.
[표 3]
Figure 112014005465560-pat00003

표 3 및 도 5 내지 도 6을 참조하면, 응결 실험결과 시멘트량에 관계없이 경화촉진제의 첨가량이 증가함에 따라 양생시간별 압축강도 값에 큰 차이가 나타났으며, 시멘트량에 관계없이 경화촉진제의 첨가량이 증가함에 따라 약 60 ~ 120 시간의 차이로 초결과 종결이 나타난 것을 알 수 있다. 또한, 시멘트의 양에 따른 결과를 비교해 보면 60분 이내의 차이로 초결과 종결의 결과가 나타났으며, 이는 시멘트에 포함된 반응성 성분보다 경화촉진제의 영향이 큰 것으로 판단된다.
위의 실험들을 통해 알 수 있듯이, 경화촉진제의 혼입에 따라 굳지 않은 콘크리트 실험에서 공기량과 유동성이 증가하는 경향을 나타내었으며, 경화촉진제의 반응이 공기량과 유동성에 영향을 주는 것으로 판단된다.
특히, 표 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 응결 실험결과 경화촉진제의 혼입에 따라 초결 및 종결 시간에서 뚜렷한 차이가 나타나는 것을 확인하였다. 조기강도의 측정 결과, 비교예 1 ~ 7에 따른 시료들의 경우, 양생시간 6시간 이내의 압축강도 30MPa 이상을 만족하지 못하였으나, 실시예 1에 따른 시료만이 양생시간 6시간 이내의 압축강도가 11.4MPa로 측정되어 목표값을 만족하는 것을 확인하였다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (17)

  1. (a) 콘크리트 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 콘크리트 철근이 설치된 벤치플륨관용 몰드 내에 상기 콘크리트 조성물을 타설하는 단계;
    (c) 상기 벤치플륨관용 몰드에 타설된 콘크리트 조성물을 양생하는 단계; 및
    (d) 상기 콘트리트 조성물에 대한 양생이 완료된 후 상기 벤치플륨관용 몰드를 탈형하는 단계를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서 상기 콘크리트 조성물은, 조강시멘트에 적용되고, 상기 (c) 단계에서 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로서,
    상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가되되,
    상기 경화촉진제는 중량%로 질산칼륨 : 1 ~ 70%, 알루미나 시멘트 : 5 ~ 10%, α형 반수석고 : 0.1 ~ 10%, 티오시안산나트륨 : 0.1 ~ 3%, 칼슘 포메이트 : 1 ~ 5% 및 석회석분말 : 5 ~ 20%를 포함하며,
    상기 조강시멘트는 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)를 더 포함하되,
    상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈 전체 중량에 대하여, 상기 조강시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 조강촉진제 0.5 ~ 4.0 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량%로 조성되고,
    상기 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프로필렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하며,
    상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 감수제 : 0.6 ~ 1.0 중량부를 더 포함하되, 상기 감수제는 폴리카본계 감수제이고,
    상기 규사는 0.01 ~ 0.3mm의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 콘크리트 조성물을 이용한 벤치플륨관 제작방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트 대신,
    산화마그네슘, 실리카흄, CSA(calcium sulfoaluminate), 무수석고 및 β형 반수석고 중 1종 이상이 첨가된 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 콘크리트 조성물을 이용한 벤치플륨관 제작방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은
    물 150kg/m3에 대하여, 상기 조강시멘트 : 450 ~ 550kg/m3, 모래 : 750 ~ 850kg/m3, 자갈 : 950 ~ 1000kg/m3, 감수제 : 3 ~ 4kg/m3 및 경화촉진제 : 25 ~ 40kg/m3로 배합되는 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 콘크리트 조성물을 이용한 벤치플륨관 제작방법.
  10. 삭제
  11. 조강시멘트에 경화촉진제를 첨가한 벤치플륨관용 콘크리트 조성물로서,
    스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위해, 상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 상기 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가되되,
    상기 경화촉진제는 중량%로 질산칼륨 : 1 ~ 70%, 알루미나 시멘트 : 5 ~ 10%, α형 반수석고 : 0.1 ~ 10%, 티오시안산나트륨 : 0.1 ~ 3%, 칼슘 포메이트 : 1 ~ 5% 및 석회석분말 : 5 ~ 20%를 포함하며,
    상기 조강시멘트는 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)를 더 포함하되,
    상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈 전체 중량에 대하여, 상기 조강시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 조강촉진제 0.5 ~ 4.0 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.001 ~ 0.005 중량%로 조성되고,
    상기 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프로필렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하며,
    상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 감수제 : 0.6 ~ 1.0 중량부를 더 포함하되, 상기 감수제는 폴리카본계 감수제이고,
    상기 규사는 0.01 ~ 0.3mm의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은
    물 150kg/m3에 대하여, 상기 조강시멘트 : 450 ~ 550kg/m3, 모래 : 750 ~ 850kg/m3, 자갈 : 950 ~ 1000kg/m3, 감수제 : 3 ~ 4kg/m3 및 경화촉진제 : 25 ~ 40kg/m3로 배합되는 것을 특징으로 하는 스팀양생이 필요없는 벤치플륨관용 콘크리트 조성물.
  17. 삭제
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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