KR101669917B1 - 전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암의 제조방법 - Google Patents

전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 골재 10 내지 1,000중량부; 경량재 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부; 고분자 수지 10 내지 50중량부; 섬유 10 내지 80중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부; 소포제 1 내지 8중량부; 충진제 3 내지 40중량부; 변형방지제 5 내지 40중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 강도증진 및 경화속도를 촉진시킬 수 있으며, 고도의 수밀성을 유지할 수 있고, 내균열성, 동결융해안정성 및 공극 충진성 등도 뛰어나 콘크리트의 강도를 증가시키는 한편, 산/알카리에 의한 침식을 방지할 수 있고, 아울러 염화물을 함유하지 않으므로 환경오염을 방지할 수 있는 콘크리트 조성물을 제공할 수 있다.

Description

전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암의 제조방법{Concrete Composition for Exhibition Facility and Preparation Methods of Artificial Rock for Exhibition Facility Using Thereof}
본 발명은 전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인공암, 인공벽체, 조형물 및/또는 인테리어 등의 전시시설에 적합한 강도를 갖는 전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트에 고강도 특성을 부여하는 방법으로는 잠재 수경성 재료인 슬래그(slag), 포졸란 재료인 플라이애쉬(fly ash), 실리카흄(silica fume)과 같은 재료들이 사용되고 있으며 특히, 실리카흄의 경우 고강도 특성이 요구되는 분야에 많이 사용되고 있다.
통상의 콘크리트(150~400kgf/cm2)를 제조하기 위해서는 산업부산물인 슬래그, 플라이애쉬와 같은 무기질 혼화재를 제조할 콘크리트의 시멘트에 일정량을 대체하여 주로 사용하게 된다. 이러한 무기질 혼화재는 시멘트에 첨가 사용시 콘크리트의 강도, 수축, 내구성 등에 영향을 주게 되는데 이러한 재료들의 특성상 초기 시멘트의 반응성이 낮아 초기 압축강도가 작게 나오는 단점이 있다.
또한, 고강도 콘크리트를 제조하기 위해 실리카 흄과 같은 포졸란 재료를 시멘트 혼화제로 사용하기도 하는데, 그 이유는 이들 포졸란 재료에 활성실리카(soluble SiO2)가 함유되어 있어 시멘트가 수화(水和)하는 동안에 이들 활성실리카가 시멘트 중의 유리 수산화칼슘과 결합하여 규산칼슘계의 수화물을 생성하면서 콘크리트의 강도를 증진시켜줄 수 있기 때문이다.
이렇게 시멘트에서 생성되어진 수산화칼슘과 포졸란재료가 반응하여 규산칼슘계의 수화물을 생성하는 반응을 포졸란 반응(pozzolan reaction)이라 하며 상기 포졸란 재료 중 콘크리트 강도 증진용으로는 활성실리카를 많이 함유하고 있는 실리카흄이 가장 우수한 것으로 알려져 있다.
특히, 400~800kgf/cm2의 높은 압축강도를 발현하기 위해서는 실리카 흄이 가장 적합한 것으로 알려져 있다. 실리카흄은 철과 실리콘의 합금인 훼로실리콘(ferrosilicon)이나 금속실리콘(silicon metal) 제조시 부산물로 얻어지는 무정형 이산화규소(non-crystaline SiO2)인데 입자 크기가 시멘트 입자보다 작고 콘크리트의 강도 증진특성이 매우 우수하나 생산되는 양이 한정되어 있고 가격이 비싸다는 단점이 있다.
따라서 이 분야에서는 콘크리트 강도 증진용 첨가제로 우수한 특성을 나타내면서 수득이 용이하고 저가인 대체물질의 개발이 요망되는 실정에 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 대한민국 특허등록 제10-1037983호에는
시멘트 모르타르 13 ~ 27중량%, 가는모래 28 ~ 41중량%, 유리섬유 8 ~ 15중량%, 혼화제 1 ~ 9.3중량%, 급결제 0.6 ~ 4중량% 및 메타카올린 8.2 ~ 19.2 중량%를 포함하는 콘크리트 조성물이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 강도증진 및 경화속도를 촉진시킬 수 있도록 하여 인공암 등의 조형물 설계요건에 적합한 전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 인공암 제조방법을 제공한다.
본 발명은
시멘트 100중량부를 기준으로,
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
골재 10 내지 1,000중량부;
경량재 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 5 내지 30중량부;
고분자 수지 10 내지 50중량부;
섬유 10 내지 80중량부;
재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부;
소포제 1 내지 8중량부;
충진제 3 내지 40중량부;
변형방지제 5 내지 40중량부; 및
고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물에,
석회석 분말을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
팽창 흑연을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며,
탈크를 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고,
메타규산나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
알긴산 나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고,
발포물질을 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며,
테트라에틸렌펜타민을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
가교된 폴리아크릴레이트염을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
산화칼슘을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 콘크리트 조성물을 제공한다.
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또한, 본 발명은
원하는 인공암 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 시멘트 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 골재 10 내지 1,000중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 고분자 수지 10 내지 50중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 소포제 1 내지 8중량부, 충진제 3 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 40중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물에, 석회석 분말을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 팽창 흑연을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며, 탈크를 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고, 메타규산나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 알긴산 나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고, 발포물질을 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며, 테트라에틸렌펜타민을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 가교된 폴리아크릴레이트염을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 산화칼슘을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 인공암 제조방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 강도증진 및 경화속도를 촉진시킬 수 있으며, 고도의 수밀성을 유지할 수 있고, 내균열성, 동결융해안정성 및 공극 충진성 등도 뛰어나 콘크리트의 강도를 증가시키는 한편, 산/알카리에 의한 침식을 방지할 수 있고, 아울러 염화물을 함유하지 않으므로 환경오염을 방지할 수 있는 콘크리트 조성물을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 시멘트 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 골재 10 내지 1,000중량부; 경량재 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부; 고분자 수지 10 내지 50중량부; 섬유 10 내지 80중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부; 소포제 1 내지 8중량부; 충진제 3 내지 40중량부; 변형방지제 5 내지 40중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 원하는 인공암 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계; 상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 고시멘트 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 골재 10 내지 1,000중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 고분자 수지 10 내지 50중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 소포제 1 내지 8중량부, 충진제 3 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 40중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계; 상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및 상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 인공암 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 전시시설용 콘크리트 조성물은 전시시설, 예를 들면 인공암, 인공벽체, 조형물 및/또는 인테리어 등에 적용되어 강도증진 및 경화속도를 촉진시킬 수 있으며, 고도의 수밀성을 유지할 수 있고, 내균열성, 동결융해안정성 및 공극 충진성 등을 제공할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 시멘트라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트 등의 특수 시멘트 등을 사용할 수 있다.
상기 시멘트의 바람직한 분말도는 3,200 내지 6,500cm2/g인 것이 좋다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 전시시설용 콘크리트 조성물을 구성하는 시멘트 외 나머지 성분들의 함량은 시멘트 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 초속경을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 30중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 콘크리트 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 골재는 콘크리트 등과 같이 결합재에 의하여 뭉쳐져서 한 덩어리를 이룰 수 있는 건설용 광물질 재료이며, 화학적으로 안정하다.
상기 골재는 전시시설용 콘크리트를 제조하기 위해 시멘트와 물에 혼합하는 모래, 자갈, 현무암, 오석, 바잘트, 기타 이와 비슷한 재료를 지칭한다.
특정적으로, 상기 골재로서 약 25mm의 입경 및 약 0.7%의 흡수율을 갖는 염기성 맥암 및 약 5mm의 입경 및 5.40%의 흡수율을 갖는 보크사이트를 더 포함할 수 있다.
상기 골재는 크기에 따라 0.074mm 이상 4.76mm 미만의 것은 잔골재라 하고, 4.76mm 이상의 것은 굵은 골재라 한다. 바람직한 골재의 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 1,000중량부인 것이 좋고, 상기 골재에 포함되는 잔골재 및 굵은 골재의 혼합량은 특별히 제한되지 않으므로 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 경량재는 자체 중량이 커져서 작업장에서의 제품 운반시 애로가 발생할 수 있고, 시공시 제품의 자중에 의한 작업자의 스트레스를 감소시키기 위해 사용하는 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 경량재라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아크릴계 유기 경량재를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 소량의 사용으로도 그 기능을 발휘하기 때문에 화재에 의한 유해물질 발생이 거의 없는 약 0.1㎛의 미세한 피막두께를 갖는 완전 폐기공의 아크릴계 경량재를 사용하는 것을 추천한다.
이때, 상기 아크릴계 유기 경량재는 유기물로 인해 난연성능이 저하될 수 있으므로, 그 사용량을 최소화하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 난연성을 증가시키기 위해 무기계 경량재인 시라스발룬, 펄라이트 또는 질석 등을 대체하여 사용할 수도 있다.
바람직한 경량재의 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 콘크리트 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 30중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 고분자 수지는 콘크리트 조성물이 제조하고자 하는 전시시설, 특정적으로 전시시설용 인공암, 조형물 또는 이들 모두에 타설된 뒤 균열발생을 억제하고, 방수성능을 제공하는 동시에 강도를 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 고분자 수지라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 고분자 수지는 폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체, 메틸메타아크릴레이트, 에틸렌 비닐아세트산 공중합체, 폴리아마이드 또는 이들로부터 선택된 적어도 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 고분자 수지의 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 섬유는 콘크리트 조성물에 포함되어 강성을 제공하는 동시에 제조되는 조형물, 예를 들면 인공암 등의 조형물이 소정 형태를 갖도록 하기 위한 것이다.
바람직한 섬유로는 현무암 섬유, 유리섬유, 바졸트 섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유 또는 아라미드 섬유 중 적어도 두 개 이상 혼합된 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 80중량부인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 현무암 섬유와 유리섬유가 3:7 내지 7:3 중량비, 보다 바람직하게는 현무암 섬유와 유리섬유가 약 5:5의 중량비로 혼합된 형태로 이루어진 것을 포함한다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 콘크리트 조성물에 혼합된 형태라면 어떠한 형태로 존재하여도 무방하지만, 바람직하게는 콘크리트 조성물을 구성하는 각각의 조성물이 함침되어 제조되는 조형물이 소정 형태를 갖도록 하는 것이 좋다.
이때, 상기 섬유는 격자방식으로 직조된 직조섬유 형태로 구성될 수 있다.
상기 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화한다.
상기 직조섬유에 사용되는 원사의 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조한 섬유 메쉬망 형태로 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 콘크리트 조성물의 균열방지 및 인성증대를 위해 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부의 폴리아라미드 섬유 보강재를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리아라미드 섬유 보강재는 폴리아라미드(나일론 6), 폴리아라미드(나일론66), 및 아라미드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 분산제가 코팅된 아라미드를 사용하는 것이 좋다.
상기 폴리아라미드는 비교적 우수한 불활성 물질이며, 강염기를 포함한 다양한 유/무기 물질에 내성이 우수한 것으로 알려져 있다.
특히, 상기 분산제가 코팅된 아라미드(aramid)는 인장력, 내마모성, 내구성 등이 뛰어나다는 장점이 있어서, 이를 콘크리트 조성물에 혼입하게 되면, 앞서와 같은 아라미드 고유의 특성을 콘크리트 조성물에 부여할 수 있다.
또한, 아라미드는 낮은 열전도도 특성 때문에 단열성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 아라미드는 실의 형태로 뽑아 직물을 만드는 데 사용하는 필라멘트 형태, 분말형태로 형성하여 제품을 만드는 데 사용하는 펄프형태, 실의 두께를 자유롭게 조정함은 물론 다른 성질의 실과 혼방하여 사용하기 위해 약한 분쇄가공을 한 스테플 형태가 있는데, 본 발명에서는 필요에 따라 이중 선택된 어느 하나의 형태로 적용될 수 있다.
한편, 상기 아라미드는 단일 형상을 갖는 것이며, 그 길이는 1 내지 100mm, 바람직하게는 3 내지 40mm이며, 단면의 직경 또는 두께는 1 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 상기 아라미드의 길이 및 직경 또는 두께는 목적하는 패널의 품질, 내구 성능과 인장강도, 휨강도 및 인성 등에 따라 최적 범위로 조절할 수 있으며, 단일 형상을 유지하는 단일 길이 및 단일 직경으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아라미드에서 단일 형상이라 함은 길이 또는 직경 중 어느 하나라도 상이한 섬유가 혼합되지 않은 것을 의미하며, 패널 내의 분산성 측면에서 단일 길이 및 단일 직경의 단일 형상을 갖는 섬유 보강재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아라미드는 5mm의 게이지 길이(gauge length)로 측정한 강도가 8.5g/d 이상, 바람직하게는 9.5g/d이상이고, 5mm의 게이지 길이로 측정한 신도가 60 내지 135%, 바람직하게는 75 내지 115%가 될 수 있다.
본 발명에서 상기 아라미드의 강도 및 신도가 상기 범위를 벗어나면 제조되는 조형물의 균열저항 등을 개선하는 효과가 미약해질 수 있다.
상기 아라미드는 상대점도(RV)가 2.9 이상, 바람직하게는 3.2 이상이 될 수 있으며, 아라미드의 상대점도(RV)가 상기 범위 보다 낮으면 섬유자체의 강도 및 내마모 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 아라미드는 섬도가 1 내지 10데니어, 바람직하게는 1.5 내지 5데니어인 것을 사용할 수 있다.
상기 섬도가 1데니어 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 증가해서 접촉면적이 증가하는 장점은 있으나, 섬유 자체의 강도가 저하되고 패널 내 섬유의 분산성이 저하될 수 있다. 반면에, 섬도가 10데니어를 초과하는 경우에는 제조되는 조형물의 단위면적당 섬유 개수가 감소하여 상대적으로 조형물에서 취약부가 형성될 위험이 발생될 수 있다.
또한, 본 발명에서 아라미드는 섬유 표면에 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅될 수 있으며, 이러한 코팅을 통해 패널 내 분산성과 각 조성물과의 결합력이 크게 향상될 수 있다.
아라미드의 분산성과 결합력의 개선효과를 고려하면, 상기 코팅액의 코팅량은 아라미드 전체 중량 대비 0.5 내지 3중량%가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 재유화형 폴리머 분말(Redispersible Polymer Powder)은 콘크리트 조성물 내부에 필름을 형성하여 휨 및 부착강도를 향상시키며, 보수성이 개선되어 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등의 내구성을 향상시킬 수 있다.
바람직한 재유화형 폴리머 분말은 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVa) 중 선택된 어느 하나 이상으로 구성되는데, 겉보기 비중은 475ㅁg/l, 입도는 max,2%>400㎛이고, 물에 재분산 시 0.3 내지 9㎛의 입도분포를 나타내며, 그 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 소포제라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 소포제로는 등유, 파라핀 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 간은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울에이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류,(폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제, 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제, 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제, 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제, 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제, 디메틸실리콘유, 실리콘 페이슷, 실리콘 에멀젼, 유기변성 폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산). 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 소포제의 사용량은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 8중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 충진제는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 충진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 40중량부인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충진제의 사용량이 3중량부 미만이면 치수 안정성 및 내마모성, 칙소성(Thixotropic)의 저하를 가져와 내구성 저하를 유발하고, 40중량부를 초과하는 경우에는 칙소 상승에 의한 작업성 저하 및 내충격성 저하 등의 영향을 유발하므로 바람직하지 못하다.
바람직한 충진제로는 벤톤, 실리카, 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화알루미늄 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.본 발명에 따른 변형방지제는 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것이다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천하고, 그 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 40중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 변형방지제의 사용량이 5중량부 미만이면 변형을 방지하는 효과가 미미하고, 40중량부를 초과하면 콘크리트를 제조할 경우 다른 구성성분과의 혼합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 고성능 감수제는 콘크리트 시공을 할 때 콘크리트 속에 있는 작은 공기 거품을 고르게 하기 위하여 사용하는 혼화제이다.
상기 감수제는 거품을 일으키는 성질이 뛰어난 계면활성제로서, 콘크리트 중에 작은 기포를 고르게 발생시켜 내동결 융해성, 내식성, 내구성 등을 개선한다.
또한, 상기 감수제는 콘크리트 조성물의 유동성을 좋게 하여 부어 넣기 작업을 용이하게 하고, 굳은 콘크리트의 열전도율을 저하시키며, 수밀성을 향상시키는 등 2차적인 효과도 있다.
이때, 콘크리트 조성물에 사용되는 감수제의 감수율은 일반적으로 10 내지 15%정도이나 그 중 감수율이 20 내지 30%인 것을 본 발명에서는 고성능 감수제라 통칭한다.
바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형, 멜라민형, 폴리카르복실산형, 아미노 술폰산형 감수제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것이 좋고, 그 함량은 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 예를 들어 시멘트 100중량부를 기준으로 0.01 내지 10중량부를 사용할 수 있다.
이때, 상기 나프탈렌형 감수제로서 대표적인 것은 변성리그닌, 알킬아릴술폰산 및 활성지속폴리머, 폴리알킬아일슬폰산염과 반응성고분자, 알킬아릴술폰산염고축합물, 슬폰산기카르복실기 함유 다원폴리머, 알킬나프탈렌슬폰산염, 알킬아릴술폰산염변성리그닌공축합물과 변성리그닌, 리그닌유도체와 알킬아릴술포네이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 들을 수 있다.
상기 멜라민형 감수제로서 대표적인 것은 변성메칠멜라민축합물과 수용성특수고분자화합물, 슬폰화멜라민고축합물 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
상기 폴리카르복실산형 감수제로서 대표적인 것은 불포화 카르복시산 단량체를 단일 성분으로 포함하는 공중합체 또는 그의 염, 예컨대, 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트, 폴리(알킬렌 글리콜)모노메타크릴레이트, 무수말레인산 및 스티렌의 공중합체, 아크릴레이트나 메타크릴레이트의 공중합체 및 이들 단량체와 공중합가능한 단량체로부터 유도되는 공중합체 등을 포함할 수 있다.
상기 아미노 술폰산형 감수제로서 대표적인 것은 방향족아미노슬폰산계 고분자화합물, 방향족고분자축합물과 리그닌슬폰산유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
또한, 바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형 고성능 감수제를 단독으로 사용하거나 나프탈렌계 고성능 감수제가 80 내지 95중량%이고, 폴리카르복실산형 고성능 감수제가 5 내지 20중량%로 이루어진 혼합조성을 사용하는 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 균열되는 상태에서 수축되는 것을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부의 저수축제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 저수축제는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 고분자 수지 등을 경화시키기 위한 경화제를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 20중량부의 경화제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 경화제로는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 2 내지 20중량부를 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 석회석 분말을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 석회석 분말은 화염과 접촉 시 석회석 분말의 분해에 의한 이산화탄소의 발생으로 화재의 3대 요소 중 하나인 산소공급원을 차단하는 작용을 한다.
상기 석회석 분말은 당업계에서 통상의 석회석 분말이 사용될 수 있으며, 특히 분말도 3,000 내지 5,000㎠/g 범위의 석회석 분말을 사용하는 것이 석회석의 열분해가 용이하게 진행되어 더욱 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부의 팽창 흑연을 더 포함할 수 있는데, 시멘트 100중량부에 대하여 함량이 5중량부 미만일 경우에는 화염 차단의 효과가 부족하게 되며, 10중량부를 초과할 경우에는 분체양이 많아지고 혼합물을 겔(gel)화 시킬 수 있다는 단점이 있다.
상기 팽창 흑연은 다공성 탄화층의 생성에 의해 인공암 등의 조형물 제조시 부착력 및 난연성을 강화시키는 작용을 한다.
상기 팽창 흑연은 밀도가 1.5~2.3g/㎤이고, 입경이 30~1,000㎛이고, 20~250배의 팽창율을 가지는 것이 화염과 접촉하였을 경우 화염을 차단하는 효과가 극대화되어 더욱 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부의 탈크를 더 포함할 수 있는데, 시멘트 100중량부에 대하여 함량이 10중량부 미만이면 내수성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 함량이 30중량부를 초과하면 증점을 유발하기 때문에 좋지 않다.
상기 탈크는 백색도가 우수한 수화 마그네슘 실리케이트 광물로서 활석이라고도 불리는데, 탈크는 무기 광물이기 때문이 녹는점이 1400도로 불에 강하고 내수성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인장강도 및 휨강도를 증가시켜 주는 효과가 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 촉매는 경화를 촉진시키고 유기물인 고분자 수지와 무기물인 유리섬유와 이외 물질을 서로 용이하게 결합시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 촉매라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아미노프로핀트리에폭시실란을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 아미노프로핀트리에폭시실란은 섬유, 특정적으로 유리섬유에 커플링제로 사용되고, 고분자 수지와 결합이 가능한 아미노기를 가지고 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 콘크리트 조성물은 압축강도 및 휨강도 향상을 위하여 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부의 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 더 포함할 수 있는데, 시멘트 100중량부에 대하여 함량이 1중량부 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 형성되며, 함량이 5중량부를 초과하면 유동성이 급격히 낮아져 가사시간 확보가 곤란하여 좋지 않다.
상기 메타큐산나트륨은 수화물도 있으나, 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1000℃로 가열 융해하여 고체화시켜 만든 무수물도 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부 기준으로 흡수성 폴리머 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 흡수성 폴리머는 물을 흡수하여 흡수성 폴리머가 팽창하여 볼 베어링과 같은 역할을 수행하여 콘크리트 조성물의 작업성을 좋게 해 주고, 이로 인하여 제조되는 조형물 중의 단위수량을 감소시켜 강도가 증가하게 된다.
바람직한 흡수성 폴리머는 폴리아크릴산염 및 그 유도체, 폴리에칠렌옥사이드 유도체 및 흡수성 폴리우레탄류로 이루어진 것으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 콘크리트 조성물은 점도증진 및 부착력 강화를 위하여 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부의 알긴산 나트륨을 더 포함할 수 있는데, 시멘트 100중량부에 대하여 함량이 5중량부 미만이면 소수성이 저하되고, 함량이 10중량부를 초과하면 과도하게 점도가 상승되어 좋지 않다.
상기 알긴산 나트륨은(C6H8O6)n으로 표시되는 다당류의 하나로서 카르복실기를지 가지고 있으며, 다시마류를 소다회 처리하여 만들 수 있는데, 알긴산 나트륨 자체에 점성을 갖고 있어 이를 콘크리트 조성물에 혼입되면 점도증진 및 부착력을 강화하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 제조되는 조형물, 특정적으로 전시시설용 조형물의 경량화를 위해 발포물질을 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 30중량부 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발포물질은 당업계의 통상적인 발포물질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 발포스티렌 분말, 발포펄라이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 발포펄라이트는 펄라이트 원석을 분쇄 가열하여 기공을 형성한 것을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 점도 조절 및 강도증진을 위하여 테트라에틸렌펜타민(Tetraethylenepentamine; TEPA)을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부 더 포함할 수 있는데, 테트라에틸렌펜타민이 시멘트 100중량부를 기준으로 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하면 그 양이 과다하여 콘크리트 조성물의 물성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 시멘트 100중량부를 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 콘크리트 조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)dl 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기 (C3H4O2.C3H3O2Na)x의 분자식을 갖는다.
상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시 팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 콘크리트 조성물은 흡습제로서 산화칼슘(CaO)을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있는데, 시멘트 100중량부에 대하여 함량이 1중량부 미만이면 콘크리트 조성물이 경화된 후 기포 및 핀 홀 등이 발생할 수 있고, 함량이 3중량부를 초과하면 경도가 증가하고 점도가 상승하게 되어 좋지 않다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 전시시설용 콘크리트 조성물은 사용자의 선택에 따라 조형물, 특정적으로 전시시설용 인공암으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 콘크리트 조성물을 이용하여 전시시설용 조형물, 특정적으로 인공암을 제조하는 방법은 당업계의 통상적인 방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 다음과 같이 그 일례를 설명한다. 한 가지 일례로서, 본 발명에 따른 전시시설용 인공암의 제조방법은 원하는 인공암 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 고시멘트 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 골재 10 내지 1,000중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 고분자 수지 10 내지 50중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 소포제 1 내지 8중량부, 충진제 3 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 40중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함한다.
다른 일례로서, 본 발명에 따른 인공암의 제조방법은 섬유를 격자로 직조하여 직물섬유를 제조하는 직조단계;
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부, 난연제 3 내지 15중량부, 저수축제 2 내지 10중량부, 바인더 2 내지 20중량부, 경화제 2 내지 20중량부, 및 안정제 2 내지 10중량부 및 상기 직조단계로 제조된 직물섬유 10 내지 80중량부를 혼합하여 직물섬유에 각 조성물이 함침되도록 하여 직물섬유층을 제조하는 직물섬유층 제조단계;
상기 함침이 종료된 직물섬유층에 10 내지 25mm의 격자를 갖도록 섬유를 직조한 섬유 메쉬망을 적층하는 메쉬망 적층단계; 및
상기 메쉬망 적층단계가 종료된 후 40 내지 60℃ 온도범위의 밀폐공간에서 양생시키는 양생단계를 포함한다.
여기서, 상기 직조단계의 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화한다.
상기 직조섬유에 사용되는 섬유의 원사 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
본 발명에 따른 섬유 메쉬망은 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조된 복합섬유를 포함한다.
본 발명에 따른 양생단계에서 양생온도가 필요이상으로 높은 경우, 예를 들면 60℃ 이상으로 높은 경우, 수지계에서 기포가 조기에 발현될 수 있으므로, 적정온도를 유지하는 것이 좋다.
여기서, 상기 양생온도가 50℃ 미만으로 유지되면, 양생시간이 장시간 소요된다.
특정적으로, 본 발명에 따른 전시시설용 인공암 제조방법은 상기 직물섬유층 제조단계를 반복 적층하여 직물섬유층을 복수로 형성할 수도 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
포틀랜트 시멘트 100g, 칼슘설포알루미네이트 15g, 굵은 골재 300g, 0.1㎛의 미세한 피막두께를 갖는 완전 폐기공된 아크릴 수지로 이루어진 경량재 5g, 평균입자크기가 400nm인 실리콘카바이드 분말 15g, 폴리에스테르 25g, 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합되도록 직조된 섬유 40g, 초산비닐/비닐바사테이트 5g, 글리세린모노리시놀레이트 4g, 실리카 20g, 폴리뷰텐 20g, 및 폴리모노메타크릴레이트를 포함하는 고성능 감수제 2g을 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 파라 톨루엔 설포닉산 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 석회석 분말 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 밀도가 2.0g/㎤이고 평균 입경이 약 500㎛인 팽창 흑연 6g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탈크 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메타규산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리아크릴산염로 이루어진 흡수성 폴리머 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알긴산 나트륨 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 발포펄라이트 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸렌펜타민 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가교된 폴리아크릴레이트염 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화칼슘 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예 1 내지 실시예 13에 따른 콘크리트 조성물을 혼합한 뒤 0.2평방미터의 크기의 표면에 약 5cm 두께의 층을 형성한 뒤 기계적 물성, 예를 들면 압축강도, 휨강도, 부착강도 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
압축강도(N/mm2) 소성변화(변형량,mm) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2)
실시예 1 54.4 0.010634 17.9 1.7
실시예 2 53.2 0.010385 16.3 1.6
실시예 3 56.5 0.011531 17.4 1.7
실시예 4 52.9 0.012465 15.8 1.6
실시예 5 50.7 0.010335 15.4 1.8
실시예 6 54.1 0.010543 15.5 1.6
실시예 7 53.4 0.010539 16.3 1.4
실시예 8 51.8 0.010532 15.7 1.7
실시예 9 52.3 0.012541 15.4 1.5
실시예 10 51.7 0.013560 14.3 1.4
실시예 11 50.6 0.013611 15.4 1.6
실시예 12 52.8 0.013612 14.9 1.7
실시예 13 54.6 0.012634 14.8 1.6
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 13에 따라 제조된 콘크리트 조성물은 소성변화가 적고, 압축강도와 휨강도가 좋으며, 부착성이 우수한 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 시멘트 100중량부를 기준으로,
    칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
    골재 10 내지 1,000중량부;
    경량재 1 내지 10중량부;
    나노세라믹 입자 5 내지 30중량부;
    고분자 수지 10 내지 50중량부;
    섬유 10 내지 80중량부;
    재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부;
    소포제 1 내지 8중량부;
    충진제 3 내지 40중량부;
    변형방지제 5 내지 40중량부; 및
    고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물에,
    석회석 분말을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    팽창 흑연을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며,
    탈크를 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고,
    메타규산나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    알긴산 나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고,
    발포물질을 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며,
    테트라에틸렌펜타민을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    가교된 폴리아크릴레이트염을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    산화칼슘을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 원하는 인공암 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
    상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 시멘트 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 골재 10 내지 1,000중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 고분자 수지 10 내지 50중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 소포제 1 내지 8중량부, 충진제 3 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 40중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 콘크리트 조성물에, 석회석 분말을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 팽창 흑연을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며, 탈크를 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고, 메타규산나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 알긴산 나트륨을 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고, 발포물질을 시멘트 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며, 테트라에틸렌펜타민을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 가교된 폴리아크릴레이트염을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 산화칼슘을 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
    상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
    상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 인공암 제조방법.
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