KR101703186B1 - 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물 - Google Patents

스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가함으로써, 시멘트의 물성변화 없이 보일러 등의 스팀 양생을 실시하는 것 없이도 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 강도를 확보할 수 있는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 조강시멘트에 적용되고, 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위한 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로서, 상기 조강시멘트 100 중량부에 대하여, 경화촉진제가 5 ~ 8 중량부로 첨가된 것을 특징으로 한다.

Description

스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물{HIGH EARLY STRENGTH CONCRETE COMPOSITION UNNECESSARY FOR STEAM AGING}
본 발명은 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가함으로써, 콘크리트의 물성에 변화가 없으면서도 보일러 등의 스팀양생을 실시하는 것 없이도 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 확보할 수 있는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
건설현장에서는 콘크리트의 타설 후 시멘트의 수화작용에 의해 품질기준을 만족하는 경우 거푸집을 해제하고 후처리공정을 진행한다. 이때, 거푸집의 해제 시기는 건설공사의 기단단축에 무엇보다도 필수적임은 물론 공사비용을 절감하는 데에 무엇보다도 중요한 요인으로 작용한다.
따라서, 건설현장에서 콘크리트의 품질기준을 만족하면서 건설공사시간을 단축하기 위해 조강시멘트를 사용하고 있으나, 이 역시 12시간 이상이 경과하여야 16MPa 정도의 강도를 발현하고 1종 포틀랜드 시멘트 사용시에는 분산제의 사용으로 물과 시멘트의 비율을 낮추어도 14시간에 14MPa 정도의 강도를 발현하는 것이 감수율이 높은 혼화제를 사용하는데, 이로 인해 단위재료비의 상승을 유발하고 시멘트 증대에 따른 플로우 수치 변화 및 가사시간 저하 등의 부작용이 발생하게 된다. 또한, 기존의 종래기술로는 시공온도가 10℃ 이하로 저하되는 겨울철 공사 시 강도발현이 제대로 이루어지지 않아 공사진행에 어려움을 겪는 경우가 빈번하다.
최근에는, 조기강도 발현을 위해 초속경시멘트, 초조강 시멘트를 사용하려는 시도가 진행중에 있으나, 이러한 특수시멘트들은 가격대가 높아 원재료비 상승을 유발하고, 가사시간이 급격히 감소하며 이러한 짧아진 가사시간으로 인하여 대형 작업 현장에서의 대량 적용에 어려움이 있어 보수 보강 등의 소량 타설 등에 적용하고 있는 실정이다.
또한, 동절기 시공 시 PC 콘크리트(precast concrete)의 동결을 방지하기 위해 보일러 등의 설비를 이용하여 스팀양생을 실시하고 있으며, 이는 결국 보일러 등의 설비를 필요로 하기 때문에 생산 단가를 증가시키는 요인으로 작용하며, 공정 시간을 장기화시킬 뿐만 아니라, 스팀양생의 실시로 이산화탄소의 배출이 불가피한 상황이다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0787379호(2007.12.24 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 시멘트 몰탈 조성물 및 콘트리트 조성물이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 콘크리트의 물성에 변화가 없으면서도 보일러 등의 스팀양생을 실시하는 것 없이도 0℃ 이하의 저온에서 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 확보할 수 있는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 조강시멘트 조성물에 적용되고, 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위한 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로서, 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 경화촉진제 5 ~ 8 중량부가 더 첨가된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가함으로써, 콘크리트의 물성변화 없이 보일러 등의 스팀양생을 실시하는 것 없이도 0℃ 이하의 저온에서 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 종래에 스팀양생이 반드시 필요한 PC 콘크리트(precast concrete)와 달리 스팀양생을 실시할 필요가 없으므로 스팀양생에 필요한 보일러 등의 설비가 생략될 수 있을 뿐만 아니라, 공정 시간을 단축시킬 수 있고, 이산화탄소 배출이 감소하여 친환경적인 작업이 가능해질 수 있는 이점이 있다.
도 1은 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 응결실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 조기강도 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 조기강도 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물
본 발명의 실시예에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 조강시멘트 조성물에 적용되고, 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 경화촉진제 5 ~ 8 중량부가 더 첨가되는 것이 바람직하다.
이때, 조강시멘트 조성물은 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)로 구성되되, 상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강 촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈 전체 중량에 대하여, 조강시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 37 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 17 ~ 25 중량%, 조강 촉진제 : 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%의 중량비율로 조성될 수 있다.
여기서, 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌옥사이드프로필렌계 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 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 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 0.01mm 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 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 37 ~ 45 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 규사의 함량이 37 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 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 17 ~ 25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘의 함량이 17 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 에틸렌옥사이드프로필렌계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다.
소포제는 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 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 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 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 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 0.001 ~ 0.005 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메틸셀룰로우즈의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메틸셀룰로우즈의 함량이 0.005 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 조강시멘트 조성물 전체 함량 중에서 0.001 ~ 0.005 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 시공성 하락 방지 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)의 함량이 0.005 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 본 발명에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물에 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, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 5 ~ 8 중량부로 더 첨가되는 것이 바람직하다. 경화촉진제의 첨가량이 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 조기강도 발현에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 경화촉진제의 첨가량이 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여 8 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용하므로, 경제적이지 못하다.
이때, 경화촉진제는 질산칼륨 : 1 ~ 70 중량%, 알루미나 시멘트 : 5 ~ 10 중량%, α형 반수석고 : 0.1 ~ 10 중량%, 티오시안산나트륨 : 0.1 ~ 3 중량%, 칼슘 포메이트 : 1 ~ 5 중량% 및 석회석분말 : 5 ~ 20 중량%의 중량비율로 혼합되어 제조되는 것이 바람직하다. 이때, 알루미나 시멘트 대신, 산화 마그네슘, 실리카흄, CSA, 무수석고 및 β형 반수석고로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 첨가될 수 있다. 또한, 질산칼륨 대신, 아질산염, 티오시안산 염, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 황산알루미늄 및 황산칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 첨가될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈로 구성되는 조강시멘트 조성물 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, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 0.6 중량부 미만일 경우에는 급격한 슬럼프 로스나 그 후의 슬럼프 로스를 개선할 수 없는 경우가 있다. 반대로, 감수제의 첨가량이 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 1.0 중량부를 초과할 경우에는 감수율이 한계 상태에 도달하여 경화 불량을 발생하는 문제를 초래할 수 있다
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 물 150kg/m3에 대하여, 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈로 구성되는 조강시멘트 조성물 : 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, 물과 시멘트의 배합비는 25 ~ 35인 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 실시에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 경화촉진제를 최적의 함량비로 첨가함으로써, 콘크리트의 물성에 변화가 없으면서도 보일러 등의 스팀양생을 실시하는 것 없이도 0℃ 이하의 저온에서 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 강도를 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물은 종래에 스팀양생이 반드시 필요한 PC 콘크리트(precast concrete)와 달리 스팀양생을 실시할 필요가 없으므로 스팀양생에 필요한 보일러 등의 설비가 생략될 수 있을 뿐만 아니라, 공정 시간을 단축시킬 수 있고, 이산화탄소 배출이 감소하여 친환경적인 작업이 가능해질 수 있는 이점이 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시료 제조
표 1은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 배합비를 나타낸 것이다. 이때, 경화 촉진제로는 질산칼륨 : 68 중량%, 알루미나 시멘트 : 7 중량%, α형 반수석고 : 5 중량%, 티오시안산나트륨 : 2 중량%, 칼슘 포메이트 : 3 중량% 및 석회석분말 : 15 중량%의 중량비율로 혼합하여 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 1은 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과를 나타낸 그래프이고, 도 2는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 유동성 실험결과를 나타낸 그래프이다.
구분 W/C
(중량%) 		S/A
(체적%) 		단위재료량 ( Kg /m 3 )
W C S G AD CS
비교예 1
40.0
48.5


150
400
871
932
40 		0
비교예 2 4.0
비교예 3 12.0
비교예 4 20.0
비교예 5
30
43.1
500
768
978
3.5 		0
비교예 6 5.0
비교예 7 15.0
실시예 1 30 43.1 150 500 768 978 3.5 25.0
여기서, W : 물, C : 시멘트, S : 모래, G : 자갈, AD : 감수제, CS: 경화촉진제를 나타냄.
구분 Slump Flow( mm ) Air
(%)
1 2 평균
비교예 1 470 520 495 1.8
비교예 2 600 640 620 1.9
비교예 3 640 650 645 1.6
비교예 4 530 500 515 2.5
비교예 5 580 590 585 1.6
비교예 6 620 660 640 1.7
비교예 7 600 610 605 2.4
실시예 1 520 520 520 1.8
표 1 및 표 2와 도 1 및 도 2를 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 3은 비교예 1 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 응결 실험결과를 나타낸 그래프이고, 도 4는 비교예 1 ~ 4에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 조기강도 실험결과를 나타낸 그래프이며, 도 5는 비교예 5 ~ 7 및 실시예 1에 따른 시료들에 대한 시멘트 및 경화촉진제 양에 따른 조기강도 실험결과를 나타낸 그래프이다.
비고 압축강도( MPa )
6 hr 9 hr 12 hr 18 hr 24 hr
비교예 1 0.4 1.7 6.7 21.4 25.7
비교예 2 0.8 4.1 12.7 22.8 26.5
비교예 3 2.2 7.4 11.7 20.3 25.3
비교예 4 4.6 9.4 13.9 21.8 26.2
비교예 5 0.5 2.4 11.4 29.0 37.1
비교예 6 1.5 9.0 22.6 32.5 37.3
비교예 7 6.8 14.3 22.1 28.1 35.5
실시예 1 11.4 17.4 24.2 30.9 40.4
표 3 및 도 3 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 4 및 도 5에 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 10MPa 이상을 만족하지 못하였으나, 실시예 1에 따른 시료만이 양생시간 6시간 이내의 압축강도가 11.4MPa로 측정되어 목표값을 만족하는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 조강시멘트 조성물에 적용되고, 스팀양생을 실시하는 것 없이 양생 6시간 이내에 10MPa 이상의 압축강도를 발현하기 위한 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물로서,
    상기 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 경화촉진제 5 ~ 8 중량부가 더 첨가되고,
    상기 조강시멘트 조성물은 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강 촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈로 구성되되,
    상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 소포제, 조강 촉진제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈 전체 중량에 대하여, 상기 조강시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 37 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 17 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 조강 촉진제 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%의 중량비율로 조성되고,
    상기 경화촉진제는 질산칼륨 : 1 ~ 70 중량%, 알루미나 시멘트 : 5 ~ 10 중량%, α형 반수석고 : 0.1 ~ 10 중량%, 티오시안산나트륨 : 0.1 ~ 3 중량%, 칼슘 포메이트 : 1 ~ 5 중량% 및 석회석분말 : 5 ~ 20 중량%의 중량비율로 혼합되어 제조되며,
    상기 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌옥사이드프로필렌계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하고,
    상기 조강시멘트, 규사, 탄산칼슘, 조강 촉진제, 소포제, 수축저감제, 메틸셀룰로우즈 및 메틸에틸셀룰로우즈로 구성되는 조강시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 감수제 : 0.6 ~ 1.0 중량부를 더 포함하며,
    상기 감수제는 폴리카본계 감수제이고,
    상기 규사는 0.01 ~ 0.3mm의 평균 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트 대신,
    산화 마그네슘, 실리카흄, CSA, 무수석고 및 β형 반수석고로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 첨가된 것을 특징으로 하는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 질산칼륨 대신,
    아질산염, 티오시안산 염, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 황산알루미늄 및 황산칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 첨가된 것을 특징으로 하는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은,
    물 150kg/m3에 대하여, 상기 조강시멘트 조성물 : 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 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 물과 조강시멘트 조성물의 배합비는
    3 ~ 3.6인 것을 특징으로 하는 스팀양생이 불필요한 조기강도 발현용 콘크리트 조성물.
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