KR101727728B1 - 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101727728B1
KR101727728B1 KR1020150069539A KR20150069539A KR101727728B1 KR 101727728 B1 KR101727728 B1 KR 101727728B1 KR 1020150069539 A KR1020150069539 A KR 1020150069539A KR 20150069539 A KR20150069539 A KR 20150069539A KR 101727728 B1 KR101727728 B1 KR 101727728B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silica fume
cement
mixed concrete
aggregate
fine aggregate
Prior art date
Application number
KR1020150069539A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160135978A (ko
Inventor
이창홍
김락현
김상준
김용민
김재홍
박종익
석기영
심상효
이영호
이용준
정지훈
정필승
Original Assignee
주식회사 포스코건설
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코건설 filed Critical 주식회사 포스코건설
Priority to KR1020150069539A priority Critical patent/KR101727728B1/ko
Publication of KR20160135978A publication Critical patent/KR20160135978A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101727728B1 publication Critical patent/KR101727728B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/146Silica fume
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • C04B14/106Kaolin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

본 발명은 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 5∼15 중량%의 물과, 10∼20 중량%의 시멘트와, 30∼40 중량%의 잔골재와, 40∼50 중량%의 굵은골재와 1.2∼5 중량%의 실리카퓸을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 혼합하여 혼합 콘크리트 조성물을 구성함으로써, 시멘트의 혼화재로서 실리카퓸을 혼합해서 사용하여 혼합 콘크리트의 역학 성능을 향상시켜 고강도 및 고내구성이 요구되는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에 적용이 가능하게 되는 효과를 제공한다.

Description

실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법{BLENDED CONCRETE COMPOSITE USING SILICA FUME AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혼합 콘크리트 조성물에 혼화재를 첨가하여 콘크리트의 내구성이나 강성을 향상시키는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
콘크리트는 세계에서 가장 널리 이용되는 것으로서, 콘크리트의 세계적인 소비량은 매년 110억 톤으로 추정되며, 그 내부에 박힌 골재 입자 또는 단편을 갖는 결합 매질의 복합 물질을 지칭하며, 대부분의 건축 콘크리트에서 결합 매질은 수경 시멘트와 물의 혼합물로 구성된다.
수경 시멘트는 물과 혼합한 후에 응결되고 경화되는 조성물로서, 경화 후 물에서도 강도와 안정성을 유지한다. 이러한 특징을 위한 주요한 요건은 시멘트의 구성 성분의 수화에 의해 형성된 수화물이 물에서 불용성이어야 한다. 또한, 이러한 수경 시멘트는 그 자체로, 또는 굵은골재 및 잔골재와 혼합하여 사용될 수 있다.
특히, 대부분의 수경 시멘트는 포틀랜드 시멘트(Portland cement)에 기반한다. 이러한 포틀랜드 시멘트는, 주요 성분들을 새로운 화합물로 화학적으로 결합시키는 고온 공정에서, 주로 석회석, 소정 점토 광물 및 석고를 사용하여 제조하게 된다.
또한, 콘크리트 조성물에 첨가되는 혼화재는, 콘크리트의 기본재인 시멘트, 골재, 물 이외에 부가적으로 가해져 콘크리트에 특수한 성능을 부여하거나 성질을 개선하기 위해 첨가되는 재료이다.
그러나, 상대적으로 적은 사용량에도 불구하고 우수한 혼화재의 개발이 콘크리트 재료 개발에서 가장 중요한 것 중 하나로 인식되고 있으며, 그 이유는 사용한 혼화재에 따라 콘크리트의 물성이 크게 바뀌기 때문이다.
콘크리트 혼화재로는, 고로슬래그, 플라이애시 등이 주로 사용되며, 감수제, 분산제 등으로도 사용되고 있으나, 이들은 콘크리트의 조기강도 또는 단기강도의 성능 향상이 미미하다는 문제가 있었다.
이러한 콘크리트의 성능을 확보하기 위해 주로 배합측면에서 물과 시멘트의 비율을 낮추거나, 단위 시멘트 양을 증가시키고, 조기강도 촉진형 고성능 감수제를 적용시키는 방법이 있을 수 있으나, 이와 같은 방법은 실제 건축 현장에서 적용시 공기단축에 요구되는 단기강도 성능을 확보하는데 한계가 있었다.
최근에는 화력 발전소, 제철소 등의 산업 부산물을 혼화재로 활용한 혼합 콘크리트에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 산업 부산물의 활용 범위를 확장시키면서 그 활용성이 점차 증대되고 있다.
이와 같이 각종 시멘트 혼화재의 개발이 포틀랜드 시멘트의 원가절감 측면 또는 고내구성, 고강도성, 고유동성 등과 같은 고성능 측면에서의 콘크리트 개발과 이와 관련된 시멘트 혼화재의 개발 뿐만 아니라, 시멘트 혼화재에 의한 조기강도 확보를 가속화 하기 위한 고성능 혼화제, 최적 치환률의 개발에도 관련 분야 종사자들의 관심이 집중되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0686062호 (2007년 02월 26일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 시멘트의 혼화재로서 실리카퓸을 혼합해서 사용하여 혼합 콘크리트의 역학 성능을 향상시켜 고강도 및 고내구성이 요구되는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에 적용이 가능하게 되는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 혼합 콘크리트의 혼화재로서 2성분계 뿐만 아니라 3성분계 및 4성분계 등과 같이 다양한 성분계의 혼화재를 사용할 수 있는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 잔골재의 입자를 균등하게 유지할 수 있는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 굵은골재의 입자를 균등하게 유지할 수 있는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실리카퓸의 비용을 절감시켜 원가를 절감시키는 동시에 혼합 콘크리트의 역학 성능을 그대로 유지할 수 있는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸 사이의 교반효율을 향상시킬 수 있는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 5∼15 중량%의 물; 10∼20 중량%의 시멘트; 30∼40 중량%의 잔골재; 40∼50 중량%의 굵은골재; 및 1.2∼5 중량%의 실리카퓸;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 실리카퓸에 메타카올린, 바텀애시, 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 중 적어도 하나 이상의 혼화재를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 잔골재의 단위중량은 2.1∼2.7 g/㎤이고, 상기 잔골재의 조립률은 2.3∼3.2인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 굵은골재의 단위중량은 2.1∼2.9 g/㎤이고, 상기 굵은골재의 최대치수는 25㎜인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 실리카퓸은, SiO2의 함량이 60% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물의 제조방법으로서, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 준비하는 단계; 및 상기 준비된 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 40∼50rpm의 속도로 3∼5분 동안 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 준비단계는, 5∼15 중량%의 물과, 10∼20 중량%의 시멘트와, 30∼40 중량%의 잔골재와, 40∼50 중량%의 굵은골재와, 1.2∼5 중량%의 실리카퓸을 준비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 실리카퓸은, SiO2의 함량이 60% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 혼합하여 혼합 콘크리트 조성물을 구성함으로써, 시멘트의 혼화재로서 실리카퓸을 혼합해서 사용하여 혼합 콘크리트의 역학 성능을 향상시켜 고강도 및 고내구성이 요구되는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에 적용이 가능하게 되는 효과를 제공한다.
또한, 실리카퓸에 메타카올린, 바텀애시, 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 중 적어도 하나 이상의 혼화재를 더 혼합함으로써, 혼합 콘크리트의 혼화재로서 2성분계 뿐만 아니라 3성분계 및 4성분계 등과 같이 다양한 성분계의 혼화재를 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 잔골재의 단위중량과 잔골재의 조립률의 수치범위를 한정함으로써, 잔골재의 입자를 균등하게 유지할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 굵은골재의 단위중량과 굵은골재의 최대치수를 한정함으로써, 굵은골재의 입자를 균등하게 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 실리카퓸으로서 SiO2의 함량이 60%이상 93% 미만인 저품위 실리카퓸을 사용함으로써, 실리카퓸의 비용을 절감시켜 원가를 절감시키는 동시에 혼합 콘크리트의 역학 성능을 그대로 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸의 교반속도와 교반시간을 한정함으로써, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸 사이의 교반효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 압축강도를 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 압축강도와 비교한 그래프.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 반발경도를 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 반발경도와 비교한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 수화발열특성을 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 수화발열특성과 비교한 그래프.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 압축강도를 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 압축강도와 비교한 그래프이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 반발경도를 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 반발경도와 비교한 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 저품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 수화발열특성을 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 및 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트의 수화발열특성과 비교한 그래프이다.
본 실시예에 의한 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물은, 5∼15 중량%의 물과, 10∼20 중량%의 시멘트와, 30∼40 중량%의 잔골재와, 40∼50 중량%의 굵은골재와, 1.2∼5 중량%의 실리카퓸을 포함하여 이루어진다.
시멘트는 주로 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합되어 구성된 접합제로서, 일반적으로 보통 포틀랜드 시멘트로 이루어지며, 시멘트의 비중이 3.15로 이루어져 있다.
잔골재는, 5㎜의 체에 중량으로 85% 이상 통과하는 모래 등과 같이 세립한 골재로서, 잔골재의 단위중량이 2.1∼2.7 g/㎤이고, 잔골재의 조립률이 2.3∼3.2이고, 잔골재의 최대치수가 5㎜인 것이 바람직하다.
굵은골재는, 5㎜의 체에 중량으로 85% 이상 남는 천연 자갈과 인공 쇄석 등과 같은 골재로서, 굵은골재의 단위중량은 2.1∼2.9 g/㎤이고, 굵은골재의 최대치수가 25㎜인 것이 바람직하다.
실리카퓸은, 페로실리콘의 제조시 부산물 중 폐기물로 매립되거나 폐기처리되는 SiO2의 함량이 60% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
이러한 저품위 실리카퓸은, SiO2의 함량이 93% 이상인 고품위 실리카퓸 보다 저가이며, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 압축강도, 반발경도 및 수화발열특성 등과 같은 역학성능에서 보통 포틀랜드 시멘트의 성능 보다 우수하게 유지되면서 고품위 실리카퓸의 성능과 대응하게 유지됨을 알 수 있다.
또한, 저품위 실리카퓸은, 압축강도, 반발경도 및 수화발열특성 등과 같은 성능을 최적화하기 위해 SiO2의 함량이 85% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것이 더욱 바람직하다.
이와 같이 저품위 실리카퓸의 함량은 1.2 중량% 보다 적으면 혼화재의 역할이 미미하여 역학성능의 향상이 미미하게 되고, 5 중량% 보다 많으면 혼화재의 구입비용이 증가할 뿐만 아니라 시멘트의 함량이 저하되어 콘크리트의 강도 및 내구성이 저하되기 때문에 1.2∼5 중량%로 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예의 실리카퓸에는, 메타카올린(metakaolin), 바텀애시(bottom ash), 플라이애시(fly ash) 및 고로슬래그 미분말 중 적어도 하나 이상의 혼화재가 더 혼합되어 있는 것도 가능함은 물론이다.
또한, 본 실시예에 의한 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물은, 압축강도 18 MPa∼45 MPa 영역대에 대해 단위부피당 중량으로 물 140∼190 ㎏/㎥와, 시멘트 210∼400 ㎏/㎥와, 잔골재 681∼962 ㎏/㎥와, 굵은골재 832∼1270 ㎏/㎥와, 시멘트 중량 대비 실리카퓸 5∼12 %가 혼합되어 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
하기 표 1과 같은 조성으로 본 실시예의 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물을 혼합하여, 본 실시예에 의한 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트를 제조하였다.

type

W/B(%)

S/a(%)
Unit Contents(㎏/㎥)
SF(㎏/㎥)

Remark
W C S G AD
25-18-150 58.0 48.6 155 237 880 938 1.34 30
25-21-150 54.4 47.8 154 252 857 944 1.42 32
25-24-150 51.3 47.2 155 268 836 943 1.51 34
25-27-150 48.0 46.6 157 294 812 937 1.64 37
25-30-150 44.3 45.8 159 320 781 932 1.80 40
25-40-150 41.8 47.1 163 351 862 970 1.95 39
여기에서, W/B(water to binder ratio)는 물-결합재비 이고, S/a(Sand to Aggregate ratio)는 잔골재율 이고, W(Water unit weight)는 물의 단위수량 이고, C(Cement unit weight)는 시멘트의 단위중량 이고, S(Sand unit weight)는 잔골재의 단위중량 이고, G(Coarse Aggreage unit weight)는 굵은골재의 단위중량 이고, AD(Admixture)는 혼화제의 단위중량 이고, SF(Slica Fume)는 실리카퓸의 단위중량 이다.
따라서, 본 실시예의 저품위 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물은, 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement) 및 SiO2의 함량이 93% 이상인 고품위 실리카퓸 혼합 콘크리트 조성물과의 역학특성 비교분석을 통해 고가의 고품위 실리카퓸과 대등한 역학 성능의 확보가 검증되어, 혼합 콘크리트 조성물의 경제성 및 역학성능을 동시에 만족하게 된다.
특히, 저품위 실리카퓸은 매립용 폐기물로만 사용되었으나, 이의 용도 개선 및 성능향상을 통해 시멘트 대체 치환에 따른 원가절감 효과, 각종 환경 조건하에서 콘크리트 공사 및 조기 거푸집 탈형 조건에 적용이 가능하며, 고강도 및 고내구성을 요하는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에도 적용이 가능하게 된다.
또한, 저품위 실리카퓸을 혼합 콘크리트 조성물에 사용함으로써, 고가의 고품위 실리카퓸을 해외에서 수입함에 따른 외산 대비 가격절감, 강도 및 내구성능 면에서도 구조물 수명 연장 및 해외와의 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
이하, 본 실시예에 따른 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 실시예의 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물의 제조방법은, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 준비하는 단계와, 상기 준비된 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 40∼50rpm의 속도로 3∼5분 동안 혼합하는 단계를 포함하여 이루어진다.
물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 준비하는 단계는, 5∼15 중량%의 물과, 10∼20 중량%의 시멘트와, 30∼40 중량%의 잔골재와, 40∼50 중량%의 굵은골재와, 1.2∼5 중량%의 실리카퓸을 포함하는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물을 준비하는 것이 바람직하다.
시멘트는 주로 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합되어 구성된 접합제로서, 일반적으로 보통 포틀랜드 시멘트로 이루어지며, 시멘트의 비중이 3.15으로 이루어져 있다.
잔골재는, 5㎜의 체에 중량으로 85% 이상 통과하는 모래 등과 같이 세립한 골재로서, 잔골재의 단위중량이 2.1∼2.7 g/㎤이고, 잔골재의 조립률이 2.3∼3.2이고, 잔골재의 최대치수가 5㎜인 것이 바람직하다.
굵은골재는, 5㎜의 체에 중량으로 85% 이상 남는 천연 자갈과 인공 쇄석 등과 같은 골재로서, 굵은골재의 단위중량은 2.1∼2.9 g/㎤이고, 굵은골재의 최대치수가 25㎜인 것이 바람직하다.
실리카퓸은, 페로실리콘의 제조시 부산물 중 폐기물로 매립되거나 폐기처리되는 SiO2의 함량이 60% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
또한, 저품위 실리카퓸은, 압축강도, 반발경도 및 수화발열특성 등과 같은 성능을 최적화하기 위해 SiO2의 함량이 85% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것이 더욱 바람직하다.
물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 혼합하는 단계는, 5∼15 중량%의 물과, 10∼20 중량%의 시멘트와, 30∼40 중량%의 잔골재와, 40∼50 중량%의 굵은골재와, 1.2∼5 중량%의 실리카퓸을 40∼50rpm의 속도로 3∼5분 동안 혼합하여 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물을 제조하게 된다.
물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 40∼50rpm의 속도로 3∼5분 동안 혼합하는 이유는, 교반속도와 교반시간이 상기 수치범위를 벗어나면 교반기에서 교반이 잘 이루어지지 않거나 교반기의 교반부하가 증가하기 때문이다.
이와 같이 혼합된 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물은, 포장없이 벌크 상태로 공급되거나, 일정 중량단위로 개별포장되어 판매되거나 공급하게 되는 것도 가능함은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 혼합하여 혼합 콘크리트 조성물을 구성함으로써, 시멘트의 혼화재로서 실리카퓸을 혼합해서 사용하여 혼합 콘크리트의 역학 성능을 향상시켜 고강도 및 고내구성이 요구되는 각종 혼합 콘크리트 구조물의 제조에 적용이 가능하게 되는 효과를 제공한다.
또한, 실리카퓸에 메타카올린, 바텀애시, 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 중 적어도 하나 이상의 혼화재를 더 혼합함으로써, 혼합 콘크리트의 혼화재로서 2성분계 뿐만 아니라 3성분계 및 4성분계 등과 같이 다양한 성분계의 혼화재를 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 잔골재의 단위중량과 잔골재의 조립률의 수치범위를 한정함으로써, 잔골재의 입자를 균등하게 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 굵은골재의 단위중량과 굵은골재의 최대치수를 한정함으로써, 굵은골재의 입자를 균등하게 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 실리카퓸으로서 SiO2의 함량이 60%이상 93% 미만인 저품위 실리카퓸을 사용함으로써, 실리카퓸의 비용을 절감시켜 원가를 절감시키는 동시에 혼합 콘크리트의 역학 성능을 그대로 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸의 교반속도와 교반시간을 한정함으로써, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸 사이의 교반효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (8)

  1. 5∼15 중량%의 물;
    10∼20 중량%의 시멘트;
    30∼40 중량%의 잔골재;
    40∼50 중량%의 굵은골재; 및
    1.2∼5 중량%의 실리카퓸;을 포함하고,
    상기 실리카퓸은, 페로실리콘의 제조시 부산물 중 폐기물로 매립되거나 폐기처리되는 SiO2의 함량이 60% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있고,
    상기 실리카퓸에 메타카올린 및 바텀애시 중 적어도 하나 이상의 혼화재를 더 혼합하고,
    압축강도 18 MPa∼45 MPa 영역대에 대해 시멘트 중량 대비 실리카퓸 5∼12 %가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔골재의 단위중량은 2.1∼2.7 g/㎤이고, 상기 잔골재의 조립률은 2.3∼3.2인 것을 특징으로 하는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 굵은골재의 단위중량은 2.1∼2.9 g/㎤이고, 상기 굵은골재의 최대치수는 25㎜인 것을 특징으로 하는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 기재된 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물의 제조방법으로서,
    물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 준비하는 단계; 및
    상기 준비된 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 실리카퓸을 40∼50rpm의 속도로 3∼5분 동안 혼합하는 단계;를 포함하고,
    상기 실리카퓸은, 페로실리콘의 제조시 부산물 중 폐기물로 매립되거나 폐기처리되는 SiO2의 함량이 60% 이상이고 93% 미만인 저품위 실리카퓸으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 준비단계는, 5∼15 중량%의 물과, 10∼20 중량%의 시멘트와, 30∼40 중량%의 잔골재와, 40∼50 중량%의 굵은골재와, 1.2∼5 중량%의 실리카퓸을 준비하는 것을 특징으로 하는 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물의 제조방법.
  8. 삭제
KR1020150069539A 2015-05-19 2015-05-19 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법 KR101727728B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150069539A KR101727728B1 (ko) 2015-05-19 2015-05-19 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150069539A KR101727728B1 (ko) 2015-05-19 2015-05-19 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160135978A KR20160135978A (ko) 2016-11-29
KR101727728B1 true KR101727728B1 (ko) 2017-04-18

Family

ID=57706311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150069539A KR101727728B1 (ko) 2015-05-19 2015-05-19 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101727728B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190024336A (ko) * 2017-08-31 2019-03-08 한국전력공사 콘크리트 조성물

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100196702B1 (ko) * 1995-12-19 1999-06-15 유성용 고품질 시공을 위한 고내구성 콘크리트 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100196702B1 (ko) * 1995-12-19 1999-06-15 유성용 고품질 시공을 위한 고내구성 콘크리트 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160135978A (ko) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101247707B1 (ko) 페로니켈 슬래그를 포함하는 시멘트, 모르타르 및 콘크리트용 혼합재
EP2507188B1 (en) Hydraulic binder comprising a ground blast furnace slag
JP3654122B2 (ja) スラグ硬化体の製造方法
KR100592781B1 (ko) 바텀애쉬를 사용한 투수성 콘크리트 조성물
EP2514727B1 (en) An alkali activated limestone concrete composition and use of composition in concrete casting
US20030041783A1 (en) Cementitious composition containing glass powder as a pozzolan
CN112794690B (zh) 一种免蒸养静压成型路面砖及其制备方法
KR102424551B1 (ko) 조기강도 발현형 콘크리트 조성물
CN111620624A (zh) 一种自密实混凝土及其制备方法
JP3958090B2 (ja) 水和硬化体
KR101859704B1 (ko) 염화칼슘이 첨가된 고로슬래그 기반의 무시멘트 결합재
KR101566547B1 (ko) 석분 슬러지와 고로 슬래그를 이용한 토목 건축용 경화체 제조 방법
KR101086980B1 (ko) 고강도 경량콘크리트
KR101727728B1 (ko) 실리카퓸을 이용한 혼합 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법
KR101653564B1 (ko) 초속경 도로보수용 몰탈 조성물 및 그 제조방법
KR101861228B1 (ko) 초기 강도가 향상된 콘크리트 조성물
KR20160096325A (ko) 이수석고를 포함하는 시멘트 벽돌 및 이것의 제조방법
KR101617692B1 (ko) 황토 콘크리트 배합 조성물 및 그 배합 방법
JP2003146732A (ja) スラグ硬化体の製造方法
KR20190074575A (ko) 친환경 초속경 도로보수용 몰탈 조성물 및 그 제조방법
Klak et al. Compressive Strength of Cement Mortar with white cement and limestone
CN113845336B (zh) 一种生态陶瓷透水板及其制备工艺
KR102135458B1 (ko) 압축강도 개선형 하이볼륨 플라이애시 결합재
JP2011020883A (ja) 軽量気泡コンクリート及びその製造方法
CN108314373B (zh) 辅助胶凝材料和胶凝材料及其应用和混凝土

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant