KR101705242B1 - Ultra-high performance fiber-reinforced concrete for improving construct ability, and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

초고성능 섬유보강 콘크리트에 유기계 지연제와 무기계 지연제를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 초고성능 섬유보강 콘크리트의 응결(Setting) 중에서도 초결시간만 지연시키고 종결시간을 거의 지연시키지 않아 시공성과 품질을 향상시킬 수 있고, 또한, 초결시간을 2배까지 증가시킴으로써 1시간 30분의 초결시간이 경과하더라도 슬럼프 플로우(Slump Flow)를 550mm까지 확보할 수 있고, 경화시간의 지연 및 강도의 저하가 없으며, 1시간 30분의 초결시간을 용이하게 확보할 수 있고, 거푸집 제거시기 및 증기양생 개시시기가 지체되지 않으며, 150MPa 이상의 압축강도 및 30MPa 이상의 휨강도를 확보할 수 있는, 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트 및 그 제조방법이 제공된다.It is possible to improve the workability and quality of the ultra-high performance fiber-reinforced concrete because it does not retard the finishing time and delay the finishing time in most of the setting of the ultra high performance fiber reinforced concrete by using the organic retardant and the inorganic retarder appropriately in the ultra high performance fiber reinforced concrete. Also, by increasing the sharpening time by a factor of two, the slump flow can be secured up to 550 mm even if the sharpening time of 1 hour and 30 minutes has elapsed. There is no delay in hardening time and no reduction in strength, Reinforced concrete having improved workability and capable of securing a quick-setting time of a minute mold release time and a start timing of vapor curing and securing a compressive strength of 150 MPa or more and a flexural strength of 30 MPa or more, A manufacturing method is provided.

Description

시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법 {ULTRA-HIGH PERFORMANCE FIBER-REINFORCED CONCRETE FOR IMPROVING CONSTRUCT ABILITY, AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber reinforced concrete (FIBER), a fiber reinforced concrete (FIBER), a fiber reinforced concrete (FIBER)
본 발명은 초고성능 섬유보강 콘크리트에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 초고성능 섬유보강 콘크리트의 응결(Setting) 중에서 초결(Initial Setting) 시간을 지연시키도록 지연제(Retarder)를 적절히 혼합하여 사용함으로써 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high performance fiber reinforced concrete, and more particularly, to a method for improving the workability of an ultra high performance fiber-reinforced concrete by appropriately mixing a retarder to delay the initial setting time Reinforced concrete reinforced concrete.
건설기술이 발전하면서 구조물도 점차 고층화, 대형화, 특수화되고 있으며, 최근에는 초고층 건축물 및 장대교량 등에 대한 관심이 고조되고 있다. 이에 따라 콘크리트도 고강도 콘크리트 분야에서 콘크리트 구조물의 자중경감이나 부재단면을 축소시켜 유효공간을 더욱 확보하기 위해 초고강도 분야 및 초고성능 분야로 진화하고 있다.With the development of construction technology, structures are gradually becoming higher, larger, and specialized. In recent years, interest in high-rise buildings and long bridges has been rising. As a result, concrete has evolved into ultra high strength and ultra high performance areas in order to reduce the weight of the concrete structure or to reduce the member cross section in the high strength concrete field to further secure the effective space.
일반적으로, 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트는 압축강도 80MPa 이상의 콘크리트를 의미하며, 구조물 경간의 장대화, 수직부재 단면의 축소, 내구성 증진, 공기단축 등 여러 가지 장점으로 인해 초고층 건물 및 장대교량에 적용되는 사례가 증가할 것으로 전망된다.In general, ultra-high-strength concrete or ultra-high-performance concrete means concrete with a compressive strength of 80 MPa or more, and is applied to skyscraper buildings and bridge bridges due to various advantages such as long-term conversation of structure span, reduction of vertical member section, improvement of durability, Is expected to increase.
이러한 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트는 압축강도를 높이기 위해서 배합설계시 시멘트 또는 시멘트와 광물질 혼화재로 구성된 결합재의 사용량인 단위 시멘트량을 높이고, 단위수량을 대폭 낮추어 낮은 물-결합재비(W/B)로 구성하여 일정의 잔골재율(S/a)로 구성된 잔골재와 굵은골재를 혼합하고, 이를 비빌 수 있는 장치인 믹서기를 사용하여 제조한다. 이때, 낮은 물-결합재비(W/B)에서는 이들 재료 상호간에 잘 비벼지지 않기 때문에 고성능 감수제를 사용하여 시공시에 콘크리트 타설에 필요한 유동성을 확보하고 있는데, 이러한 고성능 감수제는 주로 폴리카본산계가 쓰이고 있다.In order to increase the compressive strength of such ultra high strength concrete or ultra high performance concrete, it is necessary to increase the amount of unit cement, which is the amount of binder composed of cement or cement and mineral admixture, And a fine aggregate composed of a certain amount of fine aggregate (S / a) and a coarse aggregate are mixed and manufactured using a mixer, which is a comparable device. At this time, since these materials do not rub against each other at a low water-binding ratio (W / B), a high performance water reducing agent is used to secure the fluidity required for concrete pouring at the time of construction. Such a high- have.
이때, 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트의 필요한 유동성은 다짐이 필요 없거나 다짐을 거의 하지 않아도 철근 등이 배근된 거푸집 내에 치밀하게 충전되도록 높은 유동성과 간극투과성을 갖고, 또한, 유동 중에 재료의 분리가 발생하지 않고 필요한 균질성이 확보되는 고유동 콘크리트의 기준에 맞춰지고 있다.At this time, the required fluidity of the ultra-high-strength concrete or ultra-high-performance concrete has high fluidity and clear permeability so that the reinforcing bars and the like can be densely packed in the formwork without compaction or compaction, And the required homogeneity is ensured.
여기서, 고유동 콘크리트란 자기충전형 고유동 콘크리트라고도 하며, 대단히 높은 유동성을 가진 콘크리트를 의미하는 것으로, 통상 슬럼프 플로우(Slump Flow) 600㎜ 내외를 기준으로 그 이상의 슬럼프 플로우를 갖는 콘크리트를 고유동 콘크리트라고 하는데, 이러한 기술을 접목시켜 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트를 제조하고 있다.Here, the high-flowable concrete is also referred to as a self-filled high-flowable concrete and means a concrete having a very high flowability. The concrete having a slump flow higher than that of a slump flow of about 600 mm is referred to as a high- This technology is combined with ultra-high-strength concrete or ultra-high-performance concrete is manufactured.
이러한 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트는 단순히 압축강도뿐만 아니라 유동성 및 내구성을 향상시키기 위해 시멘트만을 사용하기 보다는 실리카 퓸, 고로슬래그, 플라이애시, 석회석 미분말 등의 광물질 혼화재를 적절히 선택하여 시멘트와 적절한 비율로 결합재를 구성하여 단위 시멘트량을 정하고 있는데, 이러한 결합재의 구성 방법과 제조 방법은 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트에 있어 매우 중요하다.In order to improve not only the compressive strength but also the fluidity and the durability, the ultra high strength concrete or the ultra high performance concrete is suitably selected as the mineral admixture such as the silica fume, the blast furnace slag, the fly ash and the limestone fine powder, The amount of unit cement is determined by composing the binder. The method and the manufacturing method of the binder are very important for ultra high strength concrete or ultra high performance concrete.
예를 들면, 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트의 구성 방법은 시멘트에 실리카 퓸, 고로슬래그 미분말, 플라이애시, 석회석 미분말 등의 광물질들을 시멘트와 한 가지 광물질 재료를 혼합한 이성분계 또는 두 가지 종류의 재료를 혼합하는 삼성분계 등 광물질 재료를 시멘트에 1~3가지를 일정한 비율로 혼합하는 방법이 일반적이다.For example, the method of constructing ultrahigh-strength concrete or ultra-high-performance concrete is to mix minerals such as silica fume, blast furnace slag, fly ash, and limestone fine powder into cement with a binary or a mixture of two mineral materials And a ternary system in which a mixture of tungsten and tungsten is mixed with cement at a certain ratio.
이러한 방법은 시멘트의 수화에 의해 생기는 수산화칼슘과 광물질 혼화재가 서서히 반응하여 불용성화합물을 만드는 포졸란 반응에 기초한 것으로, 이러한 재료를 사용한 콘크리트는 워커빌리티 증가, 블리딩 감소, 장기강도 발현 우수, 수화열 감소 등의 장점을 갖는다고 일반적으로 알려져 있다.This method is based on the pozzolanic reaction that slowly reacts with calcium hydroxide and mineral admixture caused by hydration of cement to form insoluble compounds. Concrete using these materials has advantages such as increased workability, bleeding reduction, long-term strength development, Is generally known to have.
또한, 고로슬래그 미분말, 플라이애시, 석회석 미분말 등의 입자를 더 작게 분쇄시켜 이들의 분말도를 높여 포졸란 반응성을 증가시키는 방법도 많이 사용하고 있다. In addition, methods such as blast furnace slag fine powder, fly ash, and limestone fine powder are further pulverized to increase their powder degree to increase the pozzolanic reactivity.
그러나 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트의 결합재를 시멘트만 사용할 경우, 재령 28일에서 압축강도가 거의 발현되는 것에 비해서, 시멘트와 광물질 혼화재를 함께 사용하게 되면 재령 28일 이후인 장기 재령으로 갈수록 강도가 증진되며, 약 90일 이후에나 계획한 압축강도가 발현되는 것으로 알려지고 있다.However, when cement alone is used as a binder for ultrahigh strength concrete or ultra high performance concrete, the compressive strength is almost expressed at 28 days of age, and when the cement and mineral admixture are used together, And it is known that the projected compressive strength appears after about 90 days.
그러므로 사용 혼화재의 종류에 따라서 강도발현 시기는 차이가 나게 되며, 2가지 이상의 광물질 혼화재를 함께 사용할 경우, 사용한 광물질 혼화재의 특성에 따라 강도발현에 관한 문제는 더욱 심각해질 수 있다.Therefore, depending on the kind of the admixture used, the timing of the manifestation of the strength differs. When two or more mineral admixtures are used together, the problem of the strength development may become more serious depending on the characteristics of the mineral admixture used.
또한, 광물질 혼화재를 사용한 경우, 강도가 증진되는 현상을 장기 재령에 대한 포졸란 반응에 기초하기 때문에 콘크리트 양생에 더욱 신경을 써야 하므로 건설현장에서는 압축강도 이력관리가 상당히 어려워진다는 문제점이 발생한다.In addition, when a mineral admixture is used, since the phenomenon that the strength is enhanced is based on the pozzolanic reaction to the long-term age, it is necessary to pay more attention to concrete curing.
한편, 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트에 관한 종래 기술로서는, 대한민국 등록특허번호 제10-878551호, 제10-874584호, 제10-867250호, 제10-686350호를 통해 시멘트에 실리카 퓸, 고로슬래그 미분말, 무수석고를 적정 비율로 혼합한 결합재를 낮은 물-결합재의 비로 배합한 초고강도 콘크리트용 결합재 조성물이 공개된 바 있고, 대한민국 등록특허번호 제10-622048호를 통해서는 실리카 퓸 대신 메타카올린을 사용한 고강도 시멘트 조성물이 공개된 바 있으며, 대한민국 등록특허번호 제10-873514호를 통해서는 충전재로서 규사를 사용한 초고강도 콘크리트용 결합재가 공개된 바 있다.On the other hand, as a conventional technology relating to ultrahigh strength concrete or ultra high performance concrete, there has been proposed a method in which cement is added with silica fume, blast furnace Slag fine powder and anhydrous gypsum in a suitable ratio, and a low water-binder ratio. In Korean Registered Patent No. 10-622048, there has been disclosed a composite composition for metakaolin Has been disclosed in Korean Patent No. 10-873514, and a binder for ultrahigh strength concrete using silica sand as a filler has been disclosed in Korean Registered Patent No. 10-873514.
이와 같은 종래의 기술에 따른 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트 관련 기술은 주로 실리카 퓸과 같이 우수한 포졸란 반응 재료를 사용하여 압축강도의 발현 수준을 증대시키는 방식이다. 그러나 실리카 퓸 등의 포졸란 반응 재료는 콘크리트의 유동성을 저하시키는 요인이 되기 때문에 실리카 퓸 등의 재료 사용량을 증가시키기에는 제약이 있다.The conventional technology related to ultrahigh strength concrete or ultra high performance concrete is a method of increasing the level of compressive strength by using excellent pozzolanic reaction material such as silica fume. However, pozzolanic reaction materials such as silica fume have a limitation in increasing the amount of materials such as silica fume because they cause a decrease in the fluidity of the concrete.
구체적으로, 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트는 미세한 분말의 결합재를 다량으로 사용하고, 물-결합재비는 0.3 이하로 매우 낮다는 특징이 있다. 이로 인해 콘크리트의 점성(Viscosity)이 증가하여 콘크리트의 유동성(Liquidity)이 감소하므로 작업성(Workability)이 저하되는 문제점이 있다. 이러한 콘크리트 작업성 저하의 문제점을 해결하기 위해 고성능 감수제를 다량으로 사용하여 작업성을 확보할 수 있지만 제조비용이 급격히 상승되는 원인이 된다. 또한, 최근 고성능 감수제 기술이 급격하게 발전하고 있고, 이에 따라 초고강도 콘크리트 또는 초고성능 콘크리트의 제조가 간편해지고 있으나, 고성능 감수제의 다량 사용은 제조비용의 상승뿐만 아니라 응결 지연 등의 문제점도 갖고 있다.Specifically, ultrahigh strength concrete or ultra high performance concrete is characterized by using a large amount of binder of fine powder and a very low water-binding ratio of 0.3 or less. As a result, the viscosity of the concrete is increased, and the fluidity of the concrete is decreased, resulting in a problem that the workability is lowered. In order to solve such a problem of deterioration in workability of concrete, a high-performance water reducing agent can be used in a large amount to ensure workability, but the manufacturing cost is increased rapidly. In addition, recently, high-performance water reducing agent technology has been rapidly developed, and thus, the production of ultrahigh strength concrete or ultra high performance concrete has been simplified. However, a large amount of high performance water reducing agent has problems such as not only an increase in manufacturing cost but also a delay in congealing.
한편, 최근 범지구적으로 도시화와 더불어 자연재해의 크기 및 횟수가 증가함에 따라 전통적 건설재료인 보통 콘크리트의 성능을 개선한 초고성능 콘크리트(Ultra-High Performance Concrete: UHPC)에 대한 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, development and related researches on Ultra-High Performance Concrete (UHPC), which improves the performance of ordinary concrete, which is a traditional construction material, have been actively pursued as the size and frequency of natural disasters have increased along with urbanization It is progressing.
이러한 초고성능 콘크리트(UHPC)는 150MPa 이상의 압축강도를 나타내고, 섬유(Fiber) 혼입을 통해 취성적인 거동이 나타나지 않게 하며, 특별한 골재를 사용하면서 높은 결합재 함유량을 갖는 콘크리트로 정의하고 있다.This ultra high performance concrete (UHPC) has a compressive strength of 150 MPa or more and is defined as a concrete with a high binder content while using special aggregate so that the brittle behavior does not appear through the incorporation of fiber.
또한, 콘크리트에 강섬유(Steel Fiber)를 혼입하여 형성되는 강섬유 보강 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 인성, 연성 및 충격에 대한 저항능력이 뛰어나므로, 예를 들면, 콘크리트보의 강섬유 혼입은 보의 구조적인 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 강섬유 혼입은 콘크리트의 취성파괴 특성을 감소시켜 연성 능력을 증진시킬 수 있다. 보통강도 콘크리트에 비해 이러한 강섬유 보강 콘크리트는 상대적으로 더욱 취성적이므로 고강도 콘크리트에 대한 강섬유 보강은 취성파괴 특성을 저감시키는데 유리하며, 철근이 밀집된 영역에서 철근 배근을 감소시키는 장점도 제공한다. 특히, 최근에는 강섬유 보강 콘크리트는 초고강도의 발현 및 인성의 증대 등을 통해 압축강도 150MPa 이상의 초고성능 콘크리트로 일컬어질 정도로 성능이 증대되고 있다In addition, since the steel fiber reinforced concrete formed by mixing steel fiber into concrete is superior in resistance against toughness, ductility and impact compared to ordinary concrete, for example, Can be improved. In addition, steel fiber mixing can reduce the brittle fracture characteristics of concrete and improve ductility. Since these steel fiber reinforced concrete are relatively brittle compared to normal strength concrete, steel fiber reinforcement for high strength concrete is advantageous to reduce brittle fracture characteristics and also provides the advantage of reducing reinforcement in dense areas. In recent years, the performance of steel fiber reinforced concrete has been increased to such an extent that it is referred to as an ultra high-performance concrete having a compressive strength of 150 MPa or more through the development of ultrahigh strength and increase in toughness
한편, 초고성능 섬유보강 콘크리트는 압축강도가 150MPa 이상이고, 휨강도가 30MPa 이상인 콘크리트로서, 역학적 성능이 우수하면서 염해, 동결융해 등의 내구성도 매우 뛰어나고, 유동성이 매우 높기 때문에 자기충전이 가능한 혁신적인 건설재료이다. On the other hand, the ultra high performance fiber reinforced concrete is a concrete with a compressive strength of 150 MPa or more and a flexural strength of 30 MPa or more. It has excellent durability such as saltiness, freezing and thawing and excellent fluidity. to be.
이러한 성능을 발휘하기 위해 초고성능 섬유보강 콘크리트는 고로슬래그 또는 플라이애시 등의 미세한 분말의 결합재를 다량으로 사용하고, 또한, 물-결합재비(W/B)도 0.2 이하로 매우 낮고, 강섬유(Steel Fiber)와 고성능 감수제를 다량으로 사용하고 있다.In order to exhibit this performance, the ultra high performance fiber reinforced concrete uses a large amount of fine powdery binder such as blast furnace slag or fly ash, has a very low water-binding ratio (W / B) of 0.2 or less, Fiber) and high-performance water reducing agents.
그러나 이러한 초고성능 섬유보강 콘크리트는 배합수의 양이 매우 적기 때문에 표면의 건조가 빠르게 진행되어 단시간 내에 표면이 딱딱하게 굳어지는 문제점이 있다. 이러한 현상은 작업성과 시공성을 저하시키는 원인이 되어 실대형 구조물을 제조하는데 장애가 된다.However, such an ultra high performance fiber reinforced concrete has a problem that the surface hardens rapidly in a short time due to the rapid drying of the surface because the amount of the compounding water is very small. This phenomenon is a cause of deterioration of workability and workability, which is an obstacle to manufacturing a large-sized structure.
또한, 이러한 초고성능 섬유보강 콘크리트는 표면이 빠르게 건조될 경우, 콘크리트의 내부에 발생하는 기포가 외부로 빠져나가지 못하여 콘크리트 표면이 약화되거나 시공 불량으로 이어지는 문제점이 발생한다.In addition, when the surface of the ultra-high performance fiber-reinforced concrete is dried quickly, the bubbles generated in the concrete can not escape to the outside, resulting in a weakened concrete surface or poor installation.
이러한 문제점을 제거하기 위해 콘크리트의 타설 직후에 표면 건조를 막기 위해 비닐 등으로 덮거나 수분 증발을 차단할 수 있는 제품을 분사하는 등의 조치가 필요하지만, 이러한 공정의 추가는 건설현장에서 시설비 또는 인건비의 상승 및 공사기간 지연 등의 문제점이 발생할 수 있다.In order to eliminate these problems, it is necessary to cover the concrete with vinyl or the like to prevent drying of the surface immediately after casting or spraying a product capable of blocking moisture evaporation. However, And delay of the construction period.
한편, 이러한 초고성능 섬유보강 콘크리트에서 표면 건조를 방지하기 위해서는 배합수를 증가시키는 방법과 지연제를 사용하는 방법이 있다.On the other hand, in order to prevent surface drying in such ultra high performance fiber reinforced concrete, there is a method of increasing the compounding number and a method of using a retarding agent.
예를 들면, 배합수를 증가시킬 경우, 작업성은 확보될 수 있지만, 강도 저하 및 수축 증가로 인해 품질에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 지연제를 적절히 사용하지 못할 경우, 응결/경화가 지연되고, 또한, 강도가 크게 저하되어 공기 지연 등의 문제점이 발생할 수 있다.For example, when the compounding number is increased, workability can be ensured, but the quality may be deteriorated due to the decrease in strength and the increase in shrinkage. In addition, if the retarding agent is not properly used, the coagulation / curing is delayed, and the strength is greatly lowered, resulting in problems such as air delay.
전술한 바와 같이 초고성능 섬유보강 콘크리트에서 표면 건조되는 현상은 작업성과 품질에 상당한 영향을 주는 요인이지만, 이러한 현상을 재료적인 측면에서 방지하는 기술은 아직까지 없는 실정이다.As described above, the phenomenon of surface drying in the ultra high performance fiber reinforced concrete has a considerable influence on the workability and quality, but there is no technique to prevent such phenomenon from the material aspect.
대한민국 등록특허번호 제10-686350호(출원일: 2005년 11월 28일), 발명의 명칭: "초고강도 콘크리트 조성물"Korean Patent No. 10-686350 filed on November 28, 2005, entitled "Ultra High Strength Concrete Composition" 대한민국 등록특허번호 제10-698759호(출원일: 2006년 8월 24일), 발명의 명칭: "초고강도 콘크리트용 시멘트 결합재 조성물 및 그 제조방법"Korean Patent No. 10-698759 filed on August 24, 2006, entitled "Cement Binder Composition for Ultrahigh Strength Concrete and Method for Manufacturing the Same" 대한민국 등록특허번호 제10-873514호(출원일: 2007년 9월 3일), 발명의 명칭: "초고강도 콘크리트용 결합재 및 이를 이용한 콘크리트의 제조방법"Korean Patent No. 10-873514 filed on Sep. 3, 2007, entitled "Binder for Ultrahigh Strength Concrete and Method of Making Concrete Using the Same" 대한민국 등록특허번호 제10-927377호(출원일: 2008년 6월 9일), 발명의 명칭: "고성능 콘크리트의 제조방법"Korean Patent No. 10-927377 filed on June 9, 2008, entitled "Method for producing high performance concrete"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 초고성능 섬유보강 콘크리트에 유기계 지연제와 무기계 지연제를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 초고성능 섬유보강 콘크리트의 응결(Setting) 중에서도 초결(Initial Setting) 시간만 지연시키고 종결(Final Setting) 시간을 거의 지연시키지 않아 시공성과 품질을 향상시킬 수 있는, 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems and an object of the present invention is to provide an ultra high performance fiber reinforced concrete in which the organic retarder and the inorganic retarder are appropriately mixed with each other and used in the setting of the ultra high performance fiber reinforced concrete, The present invention is to provide a method of manufacturing an ultrafine fiber reinforced concrete having improved workability and capable of improving workability and quality without delaying setting and delaying the final setting time.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 초결시간을 용이하게 확보할 수 있고, 거푸집 제거시기 및 증기양생 개시시기가 지체되지 않으며, 150MPa 이상의 압축강도 및 30MPa 이상의 휨강도를 확보할 수 있는, 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a cement mortar composition capable of securing a quick release time and preventing delay in the die removal timing and the steam curing initiation period and improving the workability to secure a compressive strength of 150 MPa or more and a flexural strength of 30 MPa or more Reinforced concrete having a high strength and a high strength.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트는, 시멘트, 실리카 퓸, 고로슬래그 미분말 및 플라이애시가 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트를 100중량부로 하여, 6~20중량부의 실리카 퓸, 22~35중량부의 고로슬래그 미분말 및 22~35중량부의 플라이애시가 혼합된 결합재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 상기 결합재에 혼입되는 1~5중량부의 강섬유(Steel Fiber); 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 65~85중량부의 굵은골재; 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 45~55중량부의 잔골재; 물-결합재의 비(W/B)가 0.2 이하가 되도록 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 25~38중량부의 물(W); 및 상기 100중량부의 시멘트를 기준으로 4~7중량부의 고성능 감수제를 포함하되, 상기 배합수의 0.2~0.8중량%의 지연제가 상기 배합수 내에 첨가되고, 상기 지연제(170)는 초결시간을 지연시키면서 종결시간을 유지하도록 전체 지연제중 20~40중량%의 유기계 지연제인 글루콘산나트륨 및 60~80중량%의 무기계 지연제인 붕사를 혼합 사용하며; 그리고 전체 골재(잔골재+굵은골재) 체적에 대한 잔골재의 체적비로 주어지는 잔골재율(S/a)은 0.4(40%)보다 작은 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above technical object, an ultra high performance fiber reinforced concrete having improved workability according to the present invention is formed by mixing cement, silica fume, blast furnace slag fine powder and fly ash, and the cement is mixed with 100 parts by weight , 6 to 20 parts by weight of silica fume, 22 to 35 parts by weight of blast furnace slag fine powder and 22 to 35 parts by weight of fly ash; 1 to 5 parts by weight of a steel fiber mixed with the binder based on 100 parts by weight of the cement; 65 to 85 parts by weight of coarse aggregate based on 100 parts by weight of cement; 45 to 55 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of cement; 25 to 38 parts by weight of water (W) based on 100 parts by weight of cement so that the ratio of water-binder (W / B) is 0.2 or less; And 4 to 7 parts by weight of a high-performance water reducing agent based on 100 parts by weight of cement, wherein 0.2 to 0.8% by weight of a retarding agent of the compounding water is added in the mixing water, and the retarding agent 170 is delayed 20 to 40% by weight of sodium gluconate as an organic retarder and 60 to 80% by weight of borax as an inorganic retarder are mixed in the total retarder so as to maintain the termination time; And the fine aggregate ratio (S / a) given as the volume ratio of the fine aggregate to the total aggregate (fine aggregate + coarse aggregate) volume is smaller than 0.4 (40%).
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여기서, 상기 강섬유는 황동 코팅된 직선형 섬유로서 직경이 0.2㎜ 이상이고 길이가 20㎜~30㎜인 것을 특징으로 한다.The steel fiber is a brass-coated straight fiber having a diameter of 0.2 mm or more and a length of 20 to 30 mm.
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여기서, 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계를 사용하며, 상기 고성능 감수제의 양은 유동성에 따라 조절될 수 있다.Here, the high performance water reducing agent uses a polycarboxylic acid system, and the amount of the high performance water reducing agent can be adjusted according to the fluidity.
여기서, 상기 결합재의 실리카 퓸은 구형 입자로 구성되어 마찰을 감소시킴으로써 상기 시멘트 페이스트의 레올로지(Rheology) 특성을 향상시키고, 상기 시멘트 입자 사이의 공극을 메워 블리딩을 억제하고 강도를 향상시키며, 상기 시멘트 수화 시에 발생되는 수산화칼슘과 반응하는 포졸란 반응으로 강도와 수밀성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.The silica fume of the binder is composed of spherical particles to improve rheology characteristics of the cement paste by reducing friction, to suppress voiding between the cement particles to improve the strength, And the strength and water tightness are improved by a pozzolanic reaction that reacts with calcium hydroxide generated at hydration.
여기서, 상기 결합재의 플라이애시는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖고, 상기 결합재의 고로슬래그는 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 가지며, 상기 플라이애시 및 고로슬래그는 90:10~30:70중량%의 혼합비로 구성되고, 상기 고로슬래그의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시의 유리 피막이 파괴되는 것을 특징으로 한다.Wherein the binder has a fly ash of 2,000 to 4,000 cm 2 / g, the blast furnace slag of the binder has a blast of 3,000 to 5,000 cm 2 / g, the fly ash and blast furnace slag have a blend ratio of 90:10 to 30 : 70% by weight, and the glass coating of the fly ash is broken at a temperature of 5 to 90 캜 by the hydration reaction and the polymerization reaction of the blast furnace slag.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법은, a) 초고성능 섬유보강 콘크리트의 단위수량에 대응하여 시멘트를 100중량부로 하여 25~38중량부의 물(W)을 배합수로 준비하는 단계; b) 시멘트를 100중량부로 하여, 6~20중량부의 실리카 퓸, 22~35중량부의 고로슬래그 미분말 및 22~35중량부의 플라이애시가 혼합된 결합재(B)를 준비하는 단계; c) 상기 시멘트를 100중량부로 하여 1~5중량부의 강섬유를 상기 결합재에 혼입하는 단계; d) 물-결합재의 비(W/B)가 0.2 이하가 되도록 배합하는 단계; e) 상기 시멘트를 100중량부로 하여 4~7중량부의 고성능 감수제를 배합하는 단계; f) 초결시간을 지연시키고 종결시간을 유지하도록 상기 배합수에 유기계 지연제 및 무기계 지연제를 혼합한 지연제를 첨가하는 단계; g) 잔골재율(S/a)이 0.4보다 작도록 상기 시멘트를 100중량부로 하여 45~55중량부의 잔골재 및 65~85중량부의 굵은골재를 선별하는 단계; 및 h) 상기 강섬유가 혼입된 결합재, 상기 잔골재, 상기 굵은골재 및 상기 고성능 감수제와 지연제가 첨가된 배합수를 혼합하여 초고성능섬유보강 콘크리트를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 f) 단계의 지연제(170)는 상기 배합수의 0.2~0.8중량%가 첨가되고, 상기 지연제는 초결시간을 지연시키면서 종결시간을 유지하도록 전체 지연제중 20~40중량%의 유기계 지연제인 글루콘산나트륨 및 60~80중량%의 무기계 지연제인 붕사를 혼합 사용하며; 그리고 전체 골재(잔골재+굵은골재) 체적에 대한 잔골재의 체적비로 주어지는 잔골재율(S/a)은 0.4(40%)보다 작고 콘크리트의 유동성을 결정하며, 상기 고성능 감수제의 사용량을 감소시키는 것을 특징으로 한다.As another means for achieving the above technical object, there is provided a method of manufacturing an ultra high performance fiber reinforced concrete having improved workability according to the present invention, comprising the steps of: a) cementing 100 parts by weight of cement in correspondence with a unit quantity of ultra high performance fiber- Preparing 25 to 38 parts by weight of water (W) in the formulated water; b) preparing a binder (B) in which 6 to 20 parts by weight of silica fume, 22 to 35 parts by weight of blast furnace slag powder and 22 to 35 parts by weight of fly ash are mixed with 100 parts by weight of cement; c) mixing 1 to 5 parts by weight of the steel fiber with the binder in an amount of 100 parts by weight of the cement; d) the ratio of the water-binding material (W / B) is less than or equal to 0.2; e) blending 4 to 7 parts by weight of a high-performance water reducing agent with 100 parts by weight of the cement; f) adding a retarding agent which is a mixture of an organic retarding agent and an inorganic retarding agent to the compounding water so as to delay the pesting time and to maintain the pesting time; g) selecting 45 to 55 parts by weight of the fine aggregate and 65 to 85 parts by weight of the coarse aggregate with 100 parts by weight of the cement so that the fine aggregate ratio (S / a) is smaller than 0.4; And h) mixing the binder mixed with the steel fiber, the fine aggregate, the coarse aggregate, and the mixing water added with the high performance water reducing agent and the retarder to form an ultra high performance fiber reinforced concrete, wherein the retarder of the step f) Wherein the retarder is added with 20 to 40% by weight of organic retarder sodium gluconate and 60 to 60% by weight of the total retarder so as to maintain the termination time, Mixed with borax which is 80% by weight of an inorganic retarder; The fine aggregate ratio (S / a) given as the volume ratio of the fine aggregate to the total aggregate (fine aggregate + coarse aggregate) volume is smaller than 0.4 (40%) and determines the fluidity of the concrete and reduces the amount of the high- do.
본 발명에 따르면, 초고성능 섬유보강 콘크리트에 유기계 지연제와 무기계 지연제를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 초고성능 섬유보강 콘크리트의 응결(Setting) 중에서도 초결시간만 지연시키고 종결시간을 거의 지연시키지 않아 시공성과 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by appropriately mixing an organic retarder and an inorganic retarder in an ultra-high performance fiber-reinforced concrete, it is possible to delay the final settling time of the ultra-high performance fiber- Quality can be improved.
본 발명에 따르면, 초결시간을 2배까지 증가시킴으로써 1시간 30분의 초결시간이 경과하더라도 슬럼프 플로우(Slump Flow)를 550mm까지 확보할 수 있고, 경화시간의 지연 및 강도의 저하가 없다.According to the present invention, it is possible to secure a slump flow up to 550 mm even when a crisp time of 1 hour and 30 minutes has elapsed by increasing the sharpening time to twice, and there is no delay in curing time and no reduction in strength.
본 발명에 따르면, 1시간 30분의 초결시간을 용이하게 확보할 수 있고, 거푸집 제거시기 및 증기양생 개시시기가 지체되지 않으며, 150MPa 이상의 압축강도 및 30MPa 이상의 휨강도를 확보할 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily secure a pavement time of 1 hour and 30 minutes, to prevent the die removing timing and the vapor curing start timing from being delayed, and to secure a compressive strength of 150 MPa or more and a flexural strength of 30 MPa or more.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 조성비를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트 제조방법의 동작흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트에서 강섬유의 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트를 배합하는 것을 예시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트에 대한 초결시간 및 종결시간 실험결과를 각각 나타내는 도면들이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing the construction of an ultra-high performance fiber-reinforced concrete with improved workability according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating the composition ratio of an ultra high performance fiber-reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ultra-high performance fiber reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the characteristics of a steel fiber in an ultra-high performance fiber-reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating mixing of ultrafine fiber reinforced concrete with improved workability according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are views showing the results of a clean-up time and an end-time test, respectively, of an ultra-high performance fiber-reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
[시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)][Ultra-high performance fiber-reinforced concrete with improved workability (100)]
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 조성비를 예시하는 도면이다.FIG. 1 is a view showing the construction of an ultra high performance fiber reinforced concrete with improved workability according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a composition ratio of an ultra high performance fiber reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)는, 결합재(B: 110), 잔골재(120), 굵은골재(130), 물(W: 140), 고성능 감수제(150), 강섬유(160) 및 지연제(170)를 포함하고, 상기 결합재(110)는 시멘트(111), 실리카 퓸(112), 고로슬래그 미분말(113) 및 플라이애시(114)가 혼합되어 형성된다.1 and 2, an ultra-high performance fiber-reinforced concrete 100 having improved workability according to an embodiment of the present invention includes a binder B 110, a fine aggregate 120, a coarse aggregate 130, W, 140, a high performance water reducing agent 150, a steel fiber 160, and a retardant 170. The binder 110 is composed of cement 111, silica fume 112, fine blast furnace slag 113, The ash 114 is mixed and formed.
구체적으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)에서, 결합재(110)는 시멘트(111) 및 플라이애시(114)가 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 22~35중량부의 플라이애시(114)가 혼합된다. 이때, 상기 결합재(B: 110)는 상기 시멘트(111) 및 플라이애시(114)에 실리카 퓸(112) 및 고로슬래그 미분말(113)이 추가로 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여, 6~20중량부의 실리카 퓸(112), 22~35중량부의 고로슬래그 미분말(113) 및 22~35중량부의 플라이애시(114)가 혼합된 것일 수 있다.2, in an ultra-high performance fiber-reinforced concrete 100 having improved workability according to an embodiment of the present invention, a binder 110 is formed by mixing cement 111 and fly ash 114 , And 22 to 35 parts by weight of fly ash (114) is mixed with 100 parts by weight of the cement (111). The binder material B 110 is formed by further mixing silica fume 112 and blast furnace slag powder 113 with the cement 111 and the fly ash 114. The cement 111 is mixed with 100 parts by weight A mixture of 6 to 20 parts by weight of silica fume 112, 22 to 35 parts by weight of blast furnace slag 113 and 22 to 35 parts by weight of fly ash 114 may be blended.
강섬유(Steel Fiber: 160)는 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 1~5중량부가 혼입된다. 이때, 상기 강섬유(160)는 황동 코팅된 직선형 섬유로서 직경이 0.2㎜ 이상이고 길이가 20㎜~30㎜인 것이 바람직하다.1 to 5 parts by weight of the steel fiber (160) is incorporated based on 100 parts by weight of the cement (111). At this time, the steel fiber 160 is preferably a brass-coated straight fiber having a diameter of 0.2 mm or more and a length of 20 mm to 30 mm.
굵은골재(130)는 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 65~85중량부가 혼입되고, 잔골재(120)는 전체 골재(잔골재+굵은골재) 체적에 대한 잔골재(120)의 체적비인 잔골재율(S/a)이 0.4보다 작도록 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 45~55중량부가 혼입된다. 이때, 상기 잔골재율(S/a)은 콘크리트의 유동성을 결정하며, 상기 고성능 감수제(150)의 사용량을 감소시키도록 0.4(40%)보다 작은 것이 바람직하다. The coarse aggregate 130 is mixed with 65 to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement 111. The fine aggregate 120 is mixed with the fine aggregate 130 having a volume ratio of the fine aggregate 120 to the total aggregate (fine aggregate + coarse aggregate) 45 to 55 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement (111) are mixed so that the ratio (S / a) is less than 0.4. At this time, the fine aggregate ratio (S / a) is preferably less than 0.4 (40%) to determine the flowability of the concrete and reduce the amount of the high-performance water reducing agent 150 used.
물(W: 140)은 배합수로서, 물-결합재의 비(W/B)가 0.2 이하가 되도록 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 25~38중량부가 혼입된다.Water (W: 140) is blended, and 25 to 38 parts by weight of the 100 parts by weight of the cement (111) is incorporated so that the ratio (W / B) of the water-binding material is 0.2 or less.
고성능 감수제(Water Reducing Agent: 150)는 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 4~7중량부가 혼입된다. 예를 들면, 상기 고성능 감수제(150)는 폴리카본산계를 사용하며, 상기 고성능 감수제(150)의 양은 유동성에 따라 조절될 수 있다. 즉, 상기 고성능 감수제(150)는 폴리카본산계 사용을 기본으로 하며, 사용량은 물-결합재비, 결합재(110)의 종류 및 사용량 등에 따라 적절히 결정할 수 있다. 여기서, 감수제는 콘크리트 혼합제의 일종으로서, 비비는 동안에 시멘트 입자를 대전시켜 각 입자를 분산시키는 표면 활성제로, 유효 수화 면적의 증가, 수량의 감소, 워커빌리티의 개선, 내수성의 개선 등의 효과가 있다.4 to 7 parts by weight of the high-performance water reducer agent (150) is incorporated based on 100 parts by weight of the cement (111). For example, the high performance water reducing agent 150 uses a polycarboxylic acid system, and the amount of the high performance water reducing agent 150 can be adjusted according to fluidity. That is, the high-performance water reducing agent 150 is based on the use of a polycarboxylic acid-based system, and the amount to be used can be appropriately determined according to the water-binding ratio, the kind of the binder 110, Here, the water reducing agent is a kind of concrete mixer, which is a surface active agent that disperses each particle by charging cement particles while rubbing, and has an effect of increasing the effective hydration area, decreasing the yield, improving the workability, and improving the water resistance.
지연제(Retarder: 170)는 상기 배합수(140)에 첨가되어 초결시간을 지연시키고 종결시간을 유지하도록 유기계 지연제 및 무기계 지연제를 혼합 사용한다. 이때, 상기 지연제(170)는 상기 배합수의 0.2~0.8중량%가 첨가된다. 또한, 상기 지연제(170)는 20~40중량%의 유기계 지연제 및 60~80중량%의 무기계 지연제를 혼합 사용하되, 상기 유기계 지연제는 글루콘산나트륨이고, 상기 무기계 지연제는 붕사일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 여기서, 콘크리트의 지연제(170)는 혼합제의 일종으로서, 시멘트의 응결 시간을 지연시키기 위해서 사용하는 재료를 말한다.A retarder (170) is added to the compounding water (140) to mix the organic retarder and the inorganic retarder so as to delay the crisp time and maintain the termination time. At this time, 0.2 to 0.8% by weight of the retarder 170 is added to the compounding number. Also, the retarder 170 may be prepared by mixing 20 to 40% by weight of an organic retarder and 60 to 80% by weight of an inorganic retarder, wherein the organic retarder is sodium gluconate and the inorganic retarder is borax But are not limited to, Here, the retarder 170 of concrete is a kind of a mixed material, and is a material used for delaying the setting time of cement.
보다 구체적으로, 상기 결합재(110)의 시멘트(111)는 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 혼합 시멘트 등을 사용할 수 있지만, 경제적인 측면에서 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 사용하는 것이 바람직하다.More specifically, although the cement 111 of the binder 110 can usually use Portland cement, crude steel portland cement, mixed cement, etc., it is preferable to use Portland cement (OPC) usually in terms of economy.
상기 결합재(110)의 실리카 퓸(112)은 상기 실리카 퓸(112)은 구형입자로 구성되어 있어 마찰을 감소시킴으로써 시멘트 페이스트의 레올로지(Rheology) 특성을 향상시킬 수 있고, 시멘트 입자 사이의 공극을 메워 블리딩을 억제하고 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 실리카 퓸(112)은 시멘트(111) 수화 시에 발생되는 수산화칼슘과 반응하는 포졸란 반응으로 강도와 수밀성을 향상시키는 역할을 하여, 본 발명의 실시예에 따른 초고성능 콘크리트(100)의 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 실리카 퓸(112)은 KS F 2567(콘크리트용 실리카 퓸에 관한 한국산업표준)을 만족하도록 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 6~20중량부 정도 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.The silica fume (112) of the binder (110) is formed of spherical particles, so that the rheology of the cement paste can be improved by reducing the friction, and the voids between the cement particles It is possible to suppress the filling and improve the strength. In addition, the silica fume 112 enhances strength and water tightness by a pozzolanic reaction that reacts with calcium hydroxide generated at hydration of the cement 111, so that the performance of the ultra high performance concrete 100 according to the embodiment of the present invention Can be improved. For example, the silica fume 112 may be used in an amount of about 6 to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement (111) so as to satisfy KS F 2567 (Korean Industrial Standard for silica fume for concrete) desirable.
보다 구체적으로, 상기 실리카 퓸(112)은 전기로(Electric Arc Furnace)에서 금속 규소(Silicon Metal)나 규소 철(ferro Silicon)을 생산하는 과정에서 부산물로 생성되는 매우 미세한 포졸란계 재료로서, 대부분 무정형의 규소로 이루어져 있고, 압축 실리카 퓸(Condensed Silica Fume) 또는 마이크로실리카(Micro Silica)라고도 불린다. 이러한 실리카 퓸은 재료 취급 방법에 따라 회수 공정에서 회수한 형태 그대로 생산되는 분말상(Undensified Type 또는 As-produced Type)과 이를 일정한 압력으로 응축시킨 과립상(Densified Type) 및 물을 첨가시킨 슬러리형(Slurry Type)으로 크게 구분된다. 예를 들면, 실리카 퓸의 제품 형태별 단위 질량은 분말상(Undensified Type)은 450㎏/㎥ 이하, 과립상(Densified Type)은 700㎏/㎥ 이하, 슬러리형(Slurry Type)은 1350~450㎏/㎥으로 주어진다.More specifically, the silica fume 112 is a very fine pozzolanic material produced as a by-product in the process of producing silicon metal or ferro silicon in an electric arc furnace, Silicon, and is also referred to as condensed silica fume or microsilica. Such silica fumes are classified into a powder form (undensified type or as-produced type) produced in the form recovered in the recovery process according to a material handling method, a granular form (condensed with a constant pressure) and a slurry Type). For example, the unit mass per unit product type of silica fume is 450 kg / m 3 or less for undensified type, 700 kg / m 3 or less for granular type, 1350 to 450 kg / m 3 for slurry type, .
또한, 상기 결합재(110)는 시멘트(111) 및 실리카 퓸(112) 이외에도 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖는 플라이애시(Fly Ash: 114) 및 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 갖는 고로슬래그(Furnace Slag: 113)를 포함하며, 이때, 상기 플라이애시(114) 및 고로슬래그(113)의 혼합비는 90:10~30:70중량%로 구성되고, 상기 고로슬래그(113)의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시(114)의 유리 피막이 파괴된다. 예를 들면, 상기 플라이애시(114) 및 고로슬래그(113)의 혼합비는 작업성 및 초기강도에 따라 조정될 수 있으며, 상기 플라이애시(114) 및 고로슬래그(113)의 혼합비가 50:50인 경우, 상기 초고성능 섬유보강 콘크리트가 150MPa 이상의 압축강도를 가질 수 있다.In addition to the cement 111 and the silica fume 112, the binder 110 may have a fly ash 114 having a powdery degree of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and a powdery degree of 3,000 to 5,000 cm 2 / g Wherein the mixing ratio of the fly ash (114) and the blast furnace slag (113) is 90: 10 to 30: 70% by weight, and the blast furnace slag (113) The glass coating of the fly ash 114 is broken at a temperature of 5 to 90 DEG C by the reaction and the polymerization reaction. For example, the mixing ratio of the fly ash 114 and the blast furnace slag 113 can be adjusted according to workability and initial strength. When the mixing ratio of the fly ash 114 and the blast furnace slag 113 is 50:50 , The ultra high performance fiber reinforced concrete can have a compressive strength of 150 MPa or more.
또한, 상기 플라이애시(114)의 분말도가 2,000㎠/g미만이고 상기 고로슬래그(113)의 분말도가 3,000㎠/g 미만인 경우, 반응성이 작아서 강도 발현에 불리하고, 또한, 상기 플라이애시(114)의 분말도가 4,000㎠/g를 초과하고 상기 고로슬래그(113)의 분말도가 5,000㎠/g를 초과하는 경우, 반응성이 크지만, 화력발전소 또는 제철소에 발생하는 분말도보다 커져 미분말시키거나 분급을 해야 하기 때문에 경제성이 저하될 수 있기 때문이다.When the powdery degree of the fly ash (114) is less than 2,000 cm 2 / g and the blast furnace slag (113) has a powdery degree of less than 3,000 cm 2 / g, the reactivity is low, which is disadvantageous in terms of strength development. If the powdery degree of the blast furnace slag 113 exceeds 4,000 cm2 / g and the powdery degree of the blast furnace slag 113 exceeds 5,000 cm2 / g, the reactivity is large, but the powder generated in the thermal power plant or the steel mill becomes larger, Or classification, which may reduce economic efficiency.
또한, 상기 플라이애시(114)와 고로슬래그(113)는 중량비로서, 예를 들면, 90:10~30:70중량%의 혼합비로 배합될 수 있는데, 상기 플라이애시(114)의 중량비율이 90%를 초과(고로슬래그의 중량비율이 10% 미만)하는 경우, 작업성이 확보되지만, 상온양생에 의해 압축강도가 상당히 낮아지는 문제가 있고, 상기 플라이애시(114)의 중량비율이 30%미만(고로슬래그의 중량비율이 70%를 초과)인 경우, 압축강도를 고강도로 확보할 수 있으나, 작업성이 확보되지 않는 문제가 있기 때문이다.The fly ash 114 and the blast furnace slag 113 may be blended at a weight ratio of, for example, 90:10 to 30:70 by weight. When the weight ratio of the fly ash 114 is 90 (The weight ratio of the blast furnace slag is less than 10%), the workability is secured. However, there is a problem in that the compressive strength is significantly lowered at room temperature curing, and when the weight ratio of the fly ash 114 is less than 30% (The weight ratio of the blast furnace slag is more than 70%), the compressive strength can be secured with high strength, but the workability is not ensured.
이와 같이 상기 플라이애시(114)와 고로슬래그(113)의 혼합비를 조정하여 작업성 및 초기강도 등을 조정할 수 있으며, 150MPa 이상의 초고성능 섬유보강 콘크리트를 제조하기 위해서는 플라이애시(114)와 고로슬래그(113)를 1:1 정도의 비율로 혼합하는 것이 가장 효율적이다. 즉, 상기 플라이애시(114)와 고로슬래그(113)의 혼합비율에 따라 유동성 및 강도를 사용자의 요구에 맞게 손쉽게 조정 가능한 초고성능 섬유보강 콘크리트를 제조할 수 있다.In order to prepare the ultra high performance fiber reinforced concrete of 150 MPa or more by adjusting the mixing ratio of the fly ash 114 and the blast furnace slag 113, the fly ash 114 and the blast furnace slag 113 113) at a ratio of about 1: 1 is most effective. That is, ultra high performance fiber-reinforced concrete capable of easily adjusting the fluidity and strength according to the user's demand according to the mixing ratio of the fly ash (114) and the blast furnace slag (113) can be manufactured.
또한, 상기 결합재(110)는 상기 고로슬래그(113)의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~40℃의 상온에서 상기 플라이애시(114)의 유리 피막이 파괴된다. 즉, 상기 플라이애시(114)를 사용한 경우, 유리(glassy) 피막이 형성되어 있기 때문에 이러한 유리 피막을 파괴시켜 상기 플라이애시(114)의 반응을 촉진시키기 위해서는 pH 13 이상의 매우 높은 알칼리 환경이나 고온양생 또는 기타 방법 등이 필요하다. 그러나 상기 고로슬래그(113)의 구성성분 중에 SiO2, Al2O3, 특히 CaO(일반적으로 고로슬래그는 40% 이상 함유)이 다량으로 함유되어있기 때문에 상온에서 수화반응 및 중합반응을 하여 플라이애시(114)의 유리피막이 파괴되어 다량의 플라이애시(114)가 혼합되어 있더라도 상온에서 중합반응이 발생하여 강도가 크게 발현될 수 있다.Also, the glass material of the fly ash 114 is broken at the room temperature of 5 to 40 ° C by hydration reaction and polymerization reaction of the blast furnace slag 113. That is, when the fly ash (114) is used, a glassy coating is formed. Therefore, in order to accelerate the reaction of the fly ash (114) by breaking the glass coating, a very high alkali environment of pH 13 or higher, Other methods are needed. However, since the blast furnace slag 113 contains a large amount of SiO 2 , Al 2 O 3 , particularly CaO (generally containing 40% or more of blast furnace slag), the hydration reaction and the polymerization reaction are carried out at room temperature, Even if a glass coat of the fly ash 114 is destroyed and a large amount of the fly ash 114 is mixed, a polymerization reaction occurs at room temperature and the strength can be largely expressed.
이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)는, 초고성능 섬유보강 콘크리트에 유기계 지연제와 무기계 지연제를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 초고성능 섬유보강 콘크리트의 응결 중에서도 초결시간만 지연시키고 종결시간을 거의 지연시키지 않아 시공성과 품질을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the ultra-high performance fiber-reinforced concrete (100) having improved workability according to the embodiment of the present invention can be obtained by appropriately mixing an organic retarder and an inorganic retarder with ultra-high performance fiber-reinforced concrete, It is possible to improve the workability and the quality by delaying only the initializing time and not delaying the finalizing time.
[시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)의 제조방법][Method for producing ultra-high performance fiber-reinforced concrete (100) having improved workability]
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트 제조방법의 동작흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트에서 강섬유의 특성을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the method for manufacturing an ultra-high performance fiber reinforced concrete according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the characteristics of a steel fiber in an ultra high performance fiber reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트 제조방법은, 먼저, 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)의 단위수량에 대응하여 시멘트(111)를 100중량부로 하여 25~38중량부의 물(W: 140)을 배합수로 준비한다(S110).Referring to FIG. 3, a method for manufacturing an ultra-high performance fiber-reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention includes: firstly, cement (111) is mixed with 100 parts by weight 25 to 38 parts by weight of water (W: 140) is prepared as a compounding water (S110).
다음으로, 시멘트(111)를 100중량부로 하여, 6~20중량부의 실리카 퓸(112), 22~35중량부의 고로슬래그 미분말(113) 및 22~35중량부의 플라이애시(114)가 혼합된 결합재(B: 110)를 준비한다(S120). 이때, 상기 결합재(110)를 구성하는 혼합물을 20rpm 내지 40rpm의 속도로 5분 내지 7분 동안 혼합한다.Next, 100 parts by weight of cement (111) is mixed with 6 to 20 parts by weight of silica fume (112), 22 to 35 parts by weight of blast furnace slag fine powder (113) and 22 to 35 parts by weight of fly ash (B) 110 are prepared (S120). At this time, the mixture constituting the binder 110 is mixed at a speed of 20 rpm to 40 rpm for 5 minutes to 7 minutes.
다음으로, 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 1~5중량부의 강섬유(160)를 상기 결합재(110)에 혼입한다(S130). 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 강섬유(160)는 황동 코팅된 직선형 섬유로서 직경이 0.2㎜ 이상이고 길이가 20㎜~30㎜인 것이 바람직하다.Next, 1 to 5 parts by weight of the steel fiber 160 is mixed into the binder 110 with the cement 111 as 100 parts by weight (S130). At this time, as shown in FIG. 4, the steel fiber 160 is preferably a brass-coated straight fiber having a diameter of 0.2 mm or more and a length of 20 mm to 30 mm.
다음으로, 물-결합재의 비(W/B)가 0.2 이하가 되도록 배합한다(S140). 이때, 80rpm 내지 120rpm의 속도로 4분 내지 10분 동안 혼합한 후 다시 40rpm 내지 60rpm의 속도로 1분 내지 3분 동안 혼합한다.Next, the mixture is blended so that the ratio (W / B) of the water-binder is 0.2 or less (S140). At this time, the mixture is mixed for 4 minutes to 10 minutes at a speed of 80 rpm to 120 rpm, and then mixed for 1 minute to 3 minutes at a speed of 40 rpm to 60 rpm.
다음으로, 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 4~7중량부의 고성능 감수제(150)를 배합한다(S150). 이때, 상기 고성능 감수제(150)는 폴리카본산계를 사용하며, 상기 고성능 감수제(150)의 양은 유동성에 따라 조절될 수 있다.Next, 4 to 7 parts by weight of the high-performance water reducing agent 150 is blended with 100 parts by weight of the cement 111 (S150). At this time, the high performance water reducing agent 150 uses a polycarboxylic acid system, and the amount of the high performance water reducing agent 150 can be adjusted according to fluidity.
다음으로, 초결시간을 지연시키고 종결시간을 유지하도록 상기 배합수에 유기계 지연제 및 무기계 지연제를 혼합한 지연제(170)를 첨가한다(S160). 이때, 상기 지연제(170)는 상기 배합수의 0.2~0.8중량%가 첨가된다. 또한, 상기 지연제(170)는 20~40중량%의 유기계 지연제 및 60~80중량%의 무기계 지연제를 혼합 사용하되, 상기 유기계 지연제는 글루콘산나트륨이고, 상기 무기계 지연제는 붕사일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Next, a delay agent 170 mixed with an organic retarder and an inorganic retarder is added to the compounding water so as to delay the clean-up time and maintain the termination time (S160). At this time, 0.2 to 0.8% by weight of the retarder 170 is added to the compounding number. Also, the retarder 170 may be prepared by mixing 20 to 40% by weight of an organic retarder and 60 to 80% by weight of an inorganic retarder, wherein the organic retarder is sodium gluconate and the inorganic retarder is borax But are not limited to,
다음으로, 잔골재율(S/a)이 0.4보다 작도록 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 45~55중량부의 잔골재(120) 및 65~85중량부의 굵은골재(130)를 선별한다(S170). 이때, 상기 잔골재율(S/a)은 전체 골재(잔골재+굵은골재) 체적에 대한 잔골재(120)의 체적비로서 콘크리트의 유동성을 결정하며, 상기 고성능 감수제(150)의 사용량을 감소시키도록 0.4(40%)보다 작은 것이 바람직하다.Next, 45 to 55 parts by weight of the fine aggregate 120 and 65 to 85 parts by weight of the coarse aggregate 130 are selected using 100 parts by weight of the cement 111 so that the fine aggregate ratio S / a is less than 0.4 ). At this time, the fine aggregate ratio S / a determines the flowability of the concrete as a volume ratio of the fine aggregate 120 to the total aggregate volume (fine aggregate + coarse aggregate) 40%).
다음으로, 상기 강섬유가 혼입된 결합재(110), 상기 잔골재(120), 상기 굵은골재(130) 및 상기 고성능 감수제(150)와 지연제(170)가 첨가된 배합수(140)를 혼합하여 초고성능섬유보강 콘크리트(100)를 형성한다(S180).Next, the binder 110 in which the steel fiber is mixed, the fine aggregate 120, the coarse aggregate 130, and the mixing water 140 added with the high performance water reducing agent 150 and the retarder 170 are mixed to form a super- The high performance fiber reinforced concrete 100 is formed (S180).
[실험예][Experimental Example]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트를 배합하는 것을 예시하는 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트에 대한 초결시간 및 종결시간 실험결과를 각각 나타내는 도면들이다.FIG. 5 is a view illustrating blending of an ultra-high performance fiber-reinforced concrete having improved workability according to an embodiment of the present invention. FIGS. 6A and 6B are cross- These are the figures showing the results of the clean-up time and the termination time of concrete, respectively.
본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)는, 시멘트(111), 실리카 퓸(112), 고로슬래그 미분말(113) 및 플라이애시(114)를 혼합한 결합재(110), 잔골재(120), 굵은골재(130)를 믹서에 투입하여 20rpm 내지 40rpm의 속도로 5분 내지 7분 동안 건비빔을 한 다음에, 물(140) 및 고성능 감수제(150)를 투입하여 80rpm 내지 120rpm의 속도로 4분 내지 10분 동안 혼합한 후 다시 40rpm 내지 60rpm의 속도로 1분 내지 3분 동안 혼합하여 초고강도 콘크리트를 제조한 다음에 각각 압축강도 및 슬럼프 플로우(Slump Flow)를 측정하였다. The ultrafine fiber reinforced concrete 100 having improved workability according to an embodiment of the present invention is characterized in that it comprises a binder 110 110 in which cement 111, silica fume 112, blast furnace slag fine powder 113 and fly ash 114 are mixed The water 140 and the high-performance water reducing agent 150 are introduced into the mixer at a speed of 20 rpm to 40 rpm for 5 minutes to 7 minutes, To 120 rpm for 4 minutes to 10 minutes, and then mixed at a speed of 40 rpm to 60 rpm for 1 minute to 3 minutes to prepare ultrahigh strength concrete. Then, the compressive strength and the slump flow were measured respectively .
도 5에 도시된 바와 같이, 비교예 1은 지연제를 사용하지 않은 경우를 나타내고, 비교예 2는 글루콘산나트륨(Sodium Gluconate)만으로 구성된 지연제를 사용할 경우를 나타내며, 비교예 3은 붕사(Borax)만으로 구성된 지연제를 사용할 경우를 나타낸다. 또한, 비교예 4는 전체 지연제 중에서 글루콘산나트륨을 20중량% 이하로 사용하고, 붕사를 80중량% 이상 사용하는 경우를 나타내며, 비교예 5는 전체 지연제 중에서 글루콘산나트륨 40중량% 이상과 붕사를 60중량% 이하로 사용한 경우를 나타낸다.As shown in FIG. 5, Comparative Example 1 shows the case where no retarding agent is used, Comparative Example 2 shows the case of using a retarder composed of only sodium gluconate, and Comparative Example 3 shows that borax ) Is used. In Comparative Example 4, sodium gluconate was used in an amount of not more than 20% by weight and borax was used in an amount of not less than 80% by weight, and Comparative Example 5 was conducted in an amount of not less than 40% by weight of sodium gluconate And a case where borax is used in an amount of 60% by weight or less.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)에서 지연제(170)는 글루콘산나트륨인 유기계 지연제 및 붕사인 무기계 지연제를 각각 20~40중량%와 60~80중량%로 구성하되, 상기 배합수의 0.2~0.8중량% 비율로 사용한다.Specifically, in the ultra-high performance fiber-reinforced concrete 100 in which the workability is improved according to the embodiment of the present invention, the retarder 170 is composed of 20 to 40% by weight of the organic retarder as sodium gluconate and the inorganic retarder as borax, 60 to 80% by weight, preferably 0.2 to 0.8% by weight of the compounding water.
이때, 도 6a 및 도 6b에서 비교예 2로 나타낸 바와 같이, 상기 글루콘산나트륨(Sodium Gluconate)만으로 구성된 지연제를 사용할 경우, 초결시간보다 종결시간이 상당히 지연되어 경화와 강도가 저하되고, 이에 따라 거푸집 제거시기와 증기양생 개시시기가 지체되는 문제점이 있다.At this time, as shown in Comparative Example 2 in FIGS. 6A and 6B, when the retarder composed of only sodium gluconate was used, the termination time was significantly delayed compared to the cleanness time and the hardening and strength were lowered, There is a problem that the die removal timing and the steam curing start timing are delayed.
또한, 도 6a 및 도 6b에서 비교예 3으로 나타낸 바와 같이, 붕사(Borax)만으로 구성된 지연제를 사용할 경우, 초결시간이 너무 지연되어 결국은 경화와 강도가 저하됨으로써 거푸집 제거시기와 증기양생 개시시기가 지체된다는 문제점이 있다.Also, as shown in Comparative Example 3 in Figs. 6A and 6B, when a retarder composed only of borax is used, the pre-fixation time is delayed too much, resulting in lowering of hardening and strength, Is delayed.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트에서, 지연제(170)로서 글루콘산나트륨과 붕사를 적절히 혼합 사용할 경우, 초결시간을 적절히 유지하면서 종결시간에 거의 지장을 주지 않기 때문에 경화와 강도의 저하가 없고, 이에 따라 거푸집 제거시기와 증기양생 개시시기에 전혀 지장을 주지 않는다.Therefore, in the ultra high performance fiber reinforced concrete having improved workability according to the embodiment of the present invention, when sodium gluconate and borax are properly mixed as the retarder 170, the finishing time is appropriately maintained and the finishing time is hardly affected Therefore, there is no deterioration of hardening and strength, and therefore, there is no problem at all at the die removing timing and steam curing start timing.
그런데, 도 6a 및 도 6b에서 비교예 4로 나타낸 바와 같이, 상기 글루콘산나트륨 20중량% 이하로 사용하고, 붕사를 80중량% 이상 사용하면 초결시간과 종결시간이 모두 지연되어 강도 저하가 크고, 또한, 도 6a 및 도 6b에서 비교예 5로 나타낸 바와 같이, 글루콘산나트륨 40중량% 이상과 붕사를 60중량% 이하로 사용하면 초결시간과 종결시간이 모두 촉진되어 작업성 확보가 어렵게 된다.However, as shown in Comparative Example 4 in Figs. 6A and 6B, when the sodium gluconate was used in an amount of 20 wt% or less and borax was used in an amount of 80 wt% or more, both the crisping time and the termination time were delayed, In addition, as shown in Comparative Example 5 in Figs. 6A and 6B, when 40 wt% or more of sodium gluconate and 60 wt% or less of borax are used, both a crisp time and a termination time are promoted, thereby making it difficult to secure workability.
또한, 상기 글루콘산나트륨과 붕사를 혼합 사용한 지연제(170)를 배합수(140)의 0.2중량% 이하로 사용할 경우, 초결시간에 따른 지연효과가 현격히 떨어지고, 또한, 지연제를 배합수의 0.8중량% 이상을 사용할 경우, 초결시간에 따른 지연효과가 상당히 커져서 경화 및 강도 저하가 큰 것으로 나타났다.In addition, when the retarder 170 using sodium gluconate and borax mixed with 0.2% by weight or less of the compounding water 140 is used, the retarding effect with respect to the crisp time is significantly lowered, and the retardant is 0.8 When the weight% or more is used, the retarding effect according to the crisp time is considerably increased, and the hardening and the strength deterioration are large.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 초결시간을 2배까지 증가시킴으로써 1시간 30분의 초결시간이 경과하더라도 슬럼프 플로우(Slump Flow)를 550mm까지 확보할 수 있고, 경화시간의 지연 및 강도의 저하가 없으며, 1시간 30분의 초결시간을 용이하게 확보할 수 있고, 거푸집 제거시기 및 증기양생 개시시기가 지체되지 않으며, 150MPa 이상의 압축강도 및 30MPa 이상의 휨강도를 확보할 수 있다.As a result, according to the embodiment of the present invention, it is possible to secure a slump flow up to 550 mm even when a crisp time of 1 hour and 30 minutes has elapsed by increasing the sharpening time by two times, And it is possible to easily secure a pavement time of 1 hour and 30 minutes, to prevent the die removing timing and the vapor curing start timing from being delayed, and to secure a compressive strength of 150 MPa or more and a flexural strength of 30 MPa or more.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 초고성능 섬유보강 콘크리트
110: 결합재(Binder: B)
111: 시멘트
112: 실리카 퓸(Silica Fume)
113: 고로슬래그 미분말(BS)
114: 플라이애시(FA)
120: 잔골재(Fine Aggregate)
130: 굵은골재(Coarse Aggregate)
140: 물(W)(배합수)
150: 고성능 감수제
160: 강섬유(Steel Fiber)
170: 지연제(유기계 지연제 및 무기계 지연제 혼합)
100: Ultra high performance fiber reinforced concrete
110: binder (Binder: B)
111: Cement
112: Silica Fume
113: Blast furnace slag fine powder (BS)
114: fly ash (FA)
120: Fine Aggregate
130: coarse aggregate
140: water (W) (mixing water)
150: High performance water reducing agent
160: Steel Fiber
170: retarder (mixture of organic retarder and inorganic retarder)

Claims (14)

  1. 시멘트(111), 실리카 퓸(112), 고로슬래그 미분말(113) 및 플라이애시(114)가 혼합되어 형성되며, 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여, 6~20중량부의 실리카 퓸(112), 22~35중량부의 고로슬래그 미분말(113) 및 22~35중량부의 플라이애시(114)가 혼합된 결합재(B: 110);
    상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 상기 결합재(110)에 혼입되는 1~5중량부의 강섬유(Steel Fiber: 160);
    상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 65~85중량부의 굵은골재(130);
    상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 45~55중량부의 잔골재(120);
    물-결합재의 비(W/B)가 0.2 이하가 되도록 상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 25~38중량부의 배합수(W: 140); 및
    상기 100중량부의 시멘트(111)를 기준으로 4~7중량부의 고성능 감수제(150)
    를 포함하되,
    상기 배합수의 0.2~0.8중량%의 지연제(170)가 상기 배합수 내에 첨가되고, 상기 지연제(170)는 초결시간을 지연시키면서 종결시간을 유지하도록 전체 지연제중 20~40중량%의 유기계 지연제인 글루콘산나트륨 및 60~80중량%의 무기계 지연제인 붕사를 혼합 사용하며; 그리고 전체 골재(잔골재+굵은골재) 체적에 대한 잔골재(120)의 체적비로 주어지는 잔골재율(S/a)은 0.4(40%)보다 작은 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트.
    The silica fume 112 is formed by mixing cement 111, silica fume 112, blast furnace slag fine powder 113 and fly ash 114 with 100 parts by weight of the cement 111, (B: 110) mixed with 22 to 35 parts by weight of blast furnace slag 113 and 22 to 35 parts by weight of fly ash 114;
    1 to 5 parts by weight of a steel fiber (160) mixed into the binder (110) based on 100 parts by weight of the cement (111);
    65 to 85 parts by weight of coarse aggregate (130) based on 100 parts by weight of cement (111);
    45 to 55 parts by weight of fine aggregate (120) based on 100 parts by weight of cement (111);
    (W: 140) of 25 to 38 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement (111) so that the ratio (W / B) of the water-binder is not more than 0.2; And
    4 to 7 parts by weight of the high-performance water reducing agent 150 based on 100 parts by weight of the cement (111)
    , ≪ / RTI &
    A retarder 170 of 0.2 to 0.8% by weight of the compounding number is added in the compounding water, and the retarder 170 is added in an amount of 20 to 40% by weight of the total retarder so as to maintain the termination time Sodium gluconate as an organic retarder and borax as an inorganic retarder of 60 to 80% by weight; And the fine aggregate ratio (S / a) given as the volume ratio of the fine aggregate (120) to the total aggregate (fine aggregate + coarse aggregate) volume is smaller than 0.4 (40%).
  2. 삭제delete
  3. 삭제delete
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강섬유(160)는 황동 코팅된 직선형 섬유로서 직경이 0.2㎜ 이상이고 길이가 20㎜~30㎜인 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트.
    The method according to claim 1,
    The steel fiber (160) is a brass-coated straight fiber having a diameter of 0.2 mm or more and a length of 20 mm to 30 mm.
  5. 삭제delete
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고성능 감수제(150)는 폴리카본산계를 사용하며, 상기 고성능 감수제(150)의 양은 유동성에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트.
    The method according to claim 1,
    Wherein the high performance water reducing agent (150) is a polycarbonate based resin and the amount of the high performance water reducing agent (150) is adjusted according to fluidity.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결합재(110)의 실리카 퓸(112)은 구형 입자로 구성되어 마찰을 감소시킴으로써 상기 시멘트 페이스트의 레올로지(Rheology) 특성을 향상시키고, 상기 시멘트(111) 입자 사이의 공극을 메워 블리딩을 억제하고 강도를 향상시키며, 상기 시멘트(111) 수화 시에 발생되는 수산화칼슘과 반응하는 포졸란 반응으로 강도와 수밀성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트.
    The method according to claim 1,
    The silica fume (112) of the binder (110) is composed of spherical particles to reduce the friction, thereby improving the rheology characteristic of the cement paste, filling the pores between the cement particles (111) Reinforced concrete having improved workability by improving strength and water tightness by a pozzolanic reaction which reacts with calcium hydroxide generated upon hydration of the cement (111).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결합재(110)의 플라이애시(114)는 2,000~4,000㎠/g의 분말도를 갖고, 상기 결합재(110)의 고로슬래그(113)는 3,000~5,000㎠/g의 분말도를 가지며, 상기 플라이애시(114) 및 고로슬래그(113)는 90:10~30:70중량%의 혼합비로 구성되고, 상기 고로슬래그(113)의 수화반응 및 중합반응에 의하여 5~90℃의 온도에서 상기 플라이애시(114)의 유리 피막이 파괴되는 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트.
    The method according to claim 1,
    Wherein the fly ash 114 of the binder 110 has a degree of powder of 2,000 to 4,000 cm 2 / g and the blast furnace slag 113 of the binder 110 has a degree of powder of 3,000 to 5,000 cm 2 / g, The ash (114) and the blast furnace slag (113) are mixed at a mixing ratio of 90:10 to 30:70% by weight. The fly ash (113) is heated at a temperature of 5 to 90 ° C by hydration reaction and polymerization reaction of the blast furnace slag Reinforced concrete having improved workability, characterized in that the glass coating of the fiber reinforced concrete (114) is broken.
  9. a) 초고성능 섬유보강 콘크리트(100)의 단위수량에 대응하여 시멘트(111)를 100중량부로 하여 25~38중량부의 물(W: 140)을 배합수로 준비하는 단계;
    b) 시멘트(111)를 100중량부로 하여, 6~20중량부의 실리카 퓸(112), 22~35중량부의 고로슬래그 미분말(113) 및 22~35중량부의 플라이애시(114)가 혼합된 결합재(B: 110)를 준비하는 단계;
    c) 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 1~5중량부의 강섬유(160)를 상기 결합재(110)에 혼입하는 단계;
    d) 물-결합재의 비(W/B)가 0.2 이하가 되도록 배합하는 단계;
    e) 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 4~7중량부의 고성능 감수제(150)를 배합하는 단계;
    f) 초결시간을 지연시키고 종결시간을 유지하도록 상기 배합수에 유기계 지연제 및 무기계 지연제를 혼합한 지연제(170)를 첨가하는 단계;
    g) 잔골재율(S/a)이 0.4보다 작도록 상기 시멘트(111)를 100중량부로 하여 45~55중량부의 잔골재(120) 및 65~85중량부의 굵은골재(130)를 선별하는 단계; 및
    h) 상기 강섬유가 혼입된 결합재(110), 상기 잔골재(120), 상기 굵은골재(130) 및 상기 고성능 감수제(150)와 지연제(170)가 첨가된 배합수(140)를 혼합하여 초고성능섬유보강 콘크리트(100)를 형성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 f) 단계의 지연제(170)는 상기 배합수의 0.2~0.8중량%가 첨가되고, 상기 지연제(170)는 초결시간을 지연시키면서 종결시간을 유지하도록 전체 지연제중 20~40중량%의 유기계 지연제인 글루콘산나트륨 및 60~80중량%의 무기계 지연제인 붕사를 혼합 사용하며; 그리고 전체 골재(잔골재+굵은골재) 체적에 대한 잔골재(120)의 체적비로 주어지는 잔골재율(S/a)은 0.4(40%)보다 작고 콘크리트의 유동성을 결정하며, 상기 고성능 감수제의 사용량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법.
    a) preparing 25 to 38 parts by weight of water (W: 140) by mixing water with 100 parts by weight of cement (111) corresponding to the unit water amount of ultra high performance fiber reinforced concrete (100);
    (b) A binder material comprising 100 parts by weight of cement (111) mixed with 6-20 parts by weight of silica fume (112), 22-35 parts by weight of blast furnace slag fine powder (113) and 22-35 parts by weight of fly ash B: 110);
    c) mixing 1 to 5 parts by weight of the steel fiber (160) into the binder (110) with 100 parts by weight of the cement (111);
    d) the ratio of the water-binding material (W / B) is less than or equal to 0.2;
    e) combining 4 to 7 parts by weight of the high-performance water reducing agent (150) with 100 parts by weight of the cement (111);
    f) adding a retarding agent (170) mixed with an organic retarding agent and an inorganic retarding agent to the compounding water so as to delay the panning time and maintain the panning time;
    g) selecting 45 to 55 parts by weight of the fine aggregate 120 and 65 to 85 parts by weight of the coarse aggregate 130 with 100 parts by weight of the cement 111 so that the fine aggregate ratio S / a is less than 0.4; And
    h) mixing the binder 110 in which the steel fiber is mixed, the fine aggregate 120, the coarse aggregate 130 and the blend water 140 added with the high performance water reducing agent 150 and the retardant 170, Step of forming fiber-reinforced concrete (100)
    , ≪ / RTI &
    The retarder 170 in the step f) is added in an amount of 0.2 to 0.8% by weight based on the compounding amount, and the retarder 170 is added in an amount of 20 to 40% by weight of the total retarder so as to maintain the termination time, By weight of sodium gluconate as an organic retarder and borax as an inorganic retarder of 60 to 80% by weight; The fine aggregate ratio (S / a) given as the volume ratio of the fine aggregate 120 to the total aggregate (fine aggregate + coarse aggregate) volume is smaller than 0.4 (40%) and determines the fluidity of the concrete and reduces the amount of the high- Wherein the fiber reinforced concrete is produced by a method comprising the steps of:
  10. 삭제delete
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  12. 제9항에 있어서,
    상기 강섬유(160)는 황동 코팅된 직선형 섬유로서 직경이 0.2㎜ 이상이고 길이가 20㎜~30㎜인 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법.
    10. The method of claim 9,
    Wherein the steel fiber (160) is a brass-coated straight fiber having a diameter of 0.2 mm or more and a length of 20 mm to 30 mm.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 e) 단계의 고성능 감수제(150)는 폴리카본산계를 사용하며, 상기 고성능 감수제(150)의 양은 유동성에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법.
    10. The method of claim 9,
    Wherein the high performance water reducing agent 150 in step e) uses a polycarboxylic acid system and the amount of the high performance water reducing agent 150 is adjusted according to fluidity.
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