KR101838757B1 - 고성능 또는 초고성능 콘크리트 - Google Patents

고성능 또는 초고성능 콘크리트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 D90 값이 1㎛ 미만이며, 및/또는 5m2/g 를 초과하는 BET 비표면적을 갖는 개별 입자를 가지는, 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 0.2% 내지 63%; 30㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자를 가지는 선택된 포틀랜드 시멘트 8% 내지 63%; 및 D10 값과 D90 값이 1㎛ 내지 120㎛ 이며 5m2/g 미만의 BET 비표면적을 갖는 입자를 가지는, 미세 입자 크기 카테고리의, 시멘트를 제외한 재료 25% 내지 85% 를 포함하는 바인더 예비 혼합물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 예비 혼합물에 추가하여, D10 값 및 D90 값이 120㎛ 내지 5mm 인 입자를 가지는 중간 입자 크기 카테고리의 재료를 포함하는 바인더 혼합물에 관한 것이다.

Description

고성능 또는 초고성능 콘크리트 {HIGH OR ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE}
본 발명은 포틀랜드 시멘트의 함량이 낮은 고성능 또는 초고성능 콘크리트 뿐만 아니라, 이러한 콘크리트를 조제하기 위한 방법, 그리고 이러한 콘크리트의 조제에 유용한 예비 혼합물(premix) 및 혼합물(mix)에 관한 것이다.
최근의 콘크리트 분야에 있어서의 기술적 발전은 혁신적인 시멘트 제형의 발전을 초래하였으며, 이에 따라, 특히, 압축 강도 면에서 초고성능의 콘크리트의 획득이 가능하게 되었다. 전술한 바와 같은 제형에는, 시멘트와 골재에 추가하여, 예를 들어, 섬유, 유기 콘크리트 혼화제 또는 시멘트 알갱이보다 일반적으로 크기가 작은 "초미세(ultrafine)" 입자와 같은 보충 재료의 의뢰 과정이 포함되는 것이 일반적이다. 나아가, 통상의 고성능 또는 초고성능 콘크리트의 제형을 보면 보다 높은 함량의 시멘트가 사용되고 있다.
사실, 시멘트의 제조 방법, 특히, 시멘트의 필수 구성 요소인 클링커(clinker)의 제조 방법은 상당량의 이산화탄소의 방출에 책임이 있다. 그 이유는, 클링커 알갱이의 생산 방법이,
a) 특히, 석회석 및 점토와 같은 원료를 분쇄하여 얻어지는 원료의 예열 및 탈탄소화 단계; 그리고
b) 대략 1500℃의 온도에서의 가루의 발화 또는 클링커링에 이어 이루어지는 급격한 냉각 단계를 포함하기 때문이다.
전술한 두 단계를 수행함으로써, 한편으로는 탈탄소화 과정의 직접적인 생성물로서, 다른 한편으로는 온도를 상승시키기 위한 발화 단계에서 수행되는 연소 부산물로서, CO2 가 생성된다.
사실, 통상적인 시멘트 및 콘크리트 조성물의 생산 공정 동안의 상당량의 이산화탄소의 방출은 환경 문제를 야기하는 주요 원인이며, 이러한 정황을 고려해 볼때, 경제적으로 상당히 바람직하지 못한 결과를 초래하게 된다.
따라서, 관련 이산화탄소의 방출량을 감소시키면서 고성능 또는 초고성능 콘크리트를 생산할 수 있는 방법이 강력히 요구되고 있는 실정이다.
이를 위해, 본 발명은 질량비로,
- 1㎛ 미만의 D90 값 및/또는 5m2/g 를 초과하는 BET 비표면적을 갖는 개별 입자를 포함하는, 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 0.2% 내지 63%와;
- 30㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자를 포함하는 선택된 포틀랜드 시멘트 8% 내지 63%; 그리고
- D10 값과 D90 값이 1㎛ 내지 120㎛ 이며 5m2/g 미만의 BET 비표면적을 갖는 입자를 포함하는, 미세 입자 크기 카테고리의, 시멘트를 제외한 재료 25% 내지 85% 로 이루어지는 바인더 예비 혼합물을 제공한다.
본 발명은 또한, 전술한 예비 혼합물과, D10 값 및 D90 값이 120㎛ 내지 5mm 인 입자를 포함하는 중간 입자 크기 카테고리의 재료를 포함하는 바인더 혼합물을 제공한다.
본 발명의 다른 과제로서, 물과 혼합된, 전술한 바와 같은 바인더 혼합물을 포함하는 콘크리트 조성물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 과제로서, 본 발명에 따른 바인더 혼합물과 물을 혼합하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 콘크리트 조제 방법이 제공된다.
본 발명의 목적은 후술하는 결정적인 장점 중 적어도 하나를 제공하는 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 조성물은 짧은 기간 이내에, 특히 48시간 경과 후 50Mpa 이상의 높은 기계적 강도를 나타낸다.
본 발명에 의하면, 지금까지의 고성능 또는 초고성능 콘크리트에 의해 충족되지 못하였던 CO2 방출량 감소 요구에 응할 수 있다. 이것은 본 발명의 기본 범위 내에서 사용되는 시멘트 (특히, 클링커) 의 양이 통상적으로 고성능 및 초고성능 콘크리트에 대해 요구되는 양보다 적기 때문이다.
본 발명에 따라 획득되는 콘크리트는 또한, 이하의 장점 중 적어도 하나를 제공한다:
- 강화 콘크리트의 보강재의 부식에 관한 거동이 적어도 통상의 고성능 또는 초고성능 콘크리트의 거동과 견줄 정도로 우수하며;
- 다공성 및 투과성이 통상의 고성능 또는 초고성능 콘크리트에서와 비교하여 적어도 동일한 수준이며 실제로 심지어 보다 낮고;
- 염화물 확산 저항성이 통상의 고성능 또는 초고성능 콘크리트에서와 비교하여 적어도 동일한 수준이다.
본 발명은 여러 산업 분야에, 특히, 건축 산업, 화학 산업 (콘크리트 혼화제 생산 분야), 모든 건설 시장 (건축, 도시 공학 또는 미리 타설된 플랜트(precast plant)), 유닛 건설 산업 또는 시멘트 산업 분야에 사용될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 다른 장점 및 특징이 본 발명을 제한하기 위한 의도 없이 단지 예시로서 주어진 이하의 설명 및 실시예를 읽음으로써 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바인더 혼합물을 조제하도록 사용되는 초미세 및 미세 입자 크기 카테고리의 재료 및 시멘트의 입자 크기 분포 프로파일을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바인더 혼합물을 조제하도록 사용되는 초미세, 미세 및 중간 입자 크기 카테고리의 재료 및 시멘트의 입자 크기 분포 프로파일을 도시한 도면이다.
이하의 설명 내용에서, 표현 "수경성 바인더(hydraulic binder)" 는, 본 발명에 따라, 물과 혼합되어, 페이스트(paste)를 형성하는 분체(粉體) 재료를 의미하는 것으로 이해하여야 하며, 여기서, 페이스트는 일련의 수화(hydration) 반응 및 공정에 의해 응결 및 경화되며, 경화 이후에는, 심지어 수중에서도 강도 및 안정성을 유지한다.
용어 "콘크리트(concrete)" 는, 예를 들어, 고성능 콘크리트, 초고성능 콘크리트, 자가 배치 콘크리트, 자가 수평 콘크리트, 자가 충전 콘크리트, 섬유 보강 콘크리트, 레미콘(ready-mix concrete) 또는 유색 콘크리트와 같은, 수경성 바인더와, 골재와, 물이 혼합되는 한편 선택적으로 첨가제와 광물 첨가제가 혼합되어 형성되는 혼합물을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 용어 "콘크리트" 는 또한, 부시 해머(bush-hammerced) 콘크리트, 비활성 또는 세척 콘크리트 또는 연마 콘크리트와 같은 마감 처리 작업을 거친 콘크리트를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 이러한 정의는 또한, 강현 콘크리트(prestressed concrete)를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 용어 "콘크리트" 는 모르타르를 포함하며, 이 경우, 콘크리트는 수경성 바인더와, 모래와 물 그리고 임의로 첨가제를 포함한다. 본 발명에 따른 용어 "콘크리트" 는 생콘크리트(fresh concrete)나 경화 콘크리트를 구별 하지 않고 나타낸다.
표현 "고성능 콘크리트(high performance concrete)" 는 28일째에 50Mpa 내지 100Mpa 의 압축 강도를 갖는 콘크리트를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 표현 "초고성능 콘크리트(ultra-high performance concrete)" 는 28일째에 100Mpa 를 초과하며, 일반적으로 120Mpa 를 초과하는 압축 강도를 갖는 콘크리트를 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명에 따르면, 용어 "골재(aggregates)" 는, 예를 들어, 미세 자갈 및/또는 모래를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 표현 "광물 첨가제(mineral additions)" 는 소정의 특성을 개선하기 위하여, 또는 콘크리트에 특정한 특성을 부여하기 위하여, 콘크리트에 사용되는 미세하게 분류된 광물 재료를 나타낸다. 이러한 광물 첨가제로는, 예를 들어, 비산회(fly ash) (표준 EN 450에 정의됨), 슬래그(slag) (표준 NF P 18-506에 정의됨), 석회석 첨가제 (표준 NF P 18-508에 정의됨) 그리고 규질 첨가제 (표준 NF P 18-509에 정의됨)가 있다.
표현 "포틀랜드 시멘트(Portland cement)" 는, 본 발명에 따르면, 예를 들어, "클리멘트(Climent)" [시멘트] 표준 NF EN 197-1 에 따른 CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV 또는 CEM V 유형의 시멘트를 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
표현 "선택된 포틀랜드 시멘트(selected Portland cement)" 는 본 발명에 따라, 예를 들어, 통상의 포틀랜드 시멘트를 획득하기 위하여 일반적으로 수행되는 분쇄 작업보다 철저한 분쇄 작업, 그리고, 예를 들어, 체질(sieving) 또는 공압식 선별 작업에 의한 선별 또는 분류 작업과 같은, 예를 들어, 주어진 입자 크기 카테고리의 입자를 유지하기 위하여 조제 작업이 수행되는 포틀랜드 시멘트를 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
설명의 연속성을 위해, 지시가 없는 한, 백분율로 지시된 비율은 질량비에 해당한다.
본 발명은, 질량비로,
- 1㎛ 미만의 D90 값 및/또는 5m2/g 를 초과하는 BET 비표면적을 갖는 개별 입자를 포함하는, 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 0.2% 내지 63%와;
- 30㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자를 포함하는 선택된 포틀랜드 시멘트 8% 내지 63%; 그리고
- D10 값과 D90 값이 1㎛ 내지 120㎛ 이며 5m2/g 미만의 BET 비표면적을 갖는 입자를 포함하는, 미세 입자 크기 카테고리의, 시멘트를 제외한 재료 25% 내지 85% 로 이루어지는 바인더 예비 혼합물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 예비 혼합물은 초고성능 콘크리트의 조제를 위해 제공된다.
바람직하게는, 상기 바인더 예비 혼합물은, 질량비로,
- 상기 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 14% 내지 45%와;
- 상기 선택된 포틀랜드 시멘트 15% 내지 50%; 그리고
- 상기 미세 입자 크기 카테고리의 재료 25% 내지 60%로 이루어진다.
본 발명은 또한, 전술한 예비 혼합물, 그리고 D10 값 및 D90 값이 120㎛ 내지 5mm 인 입자를 포함하는 중간 입자 크기 카테고리의 재료를 포함하는 바인더 혼합물을 제공한다.
유리하게는, 상기 바인더 혼합물은, 질량비로,
- 상기 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 0.2% 내지 25%와;
- 상기 선택된 포틀랜드 시멘트 8% 내지 25%와;
- 상기 미세 입자 크기 카테고리의 재료 25% 내지 40%; 그리고
- 상기 중간 입자 크기 카테고리의 재료 20% 내지 60%로 이루어진다.
유리하게는, 상기 혼합물은, 질량비로,
- 상기 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10% 내지 20%와;
- 상기 선택된 포틀랜드 시멘트 10% 내지 20%와;
- 상기 미세 입자 크기 카테고리의 재료 25% 내지 33%; 그리고
- 상기 중간 입자 크기 카테고리의 재료 35% 내지 55%로 이루어진다.
일 실시예의 일 예에 따르면, 상기 바인더 혼합물은 D10 값이 5mm 를 초과하는 입자를 포함하는 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료를 추가로 포함한다.
일 실시예의 일 예에 따르면, 상기 혼합물은, 질량비로,
- 상기 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 0.2% 내지 20%와;
- 상기 선택된 포틀랜드 시멘트 2% 내지 20%와;
- 상기 미세 입자 크기 카테고리의 재료 25% 내지 32%와;
- 상기 중간 입자 크기 카테고리의 재료 20% 내지 48%; 그리고
- 상기 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료 20% 내지 60%로 이루어진다.
전술한 혼합물을 구성하는 재료는 입자 형태로 존재하며, 다시 말해, 단위 요소 재료 형태로 존재한다. 상기 입자 크기 분포에 의하면, 상기 구성 요소의 여러 개의 "입자 크기 카테고리"로의, 다시 말해, 실질적으로 불연속성의 구획으로의 분류 수립이 가능하다.
따라서, 초미세 입자 크기 카테고리는,
(i) D90 값이 1㎛ 미만인 입자; 또는
(ii) BET 비표면적이 5m2/g 를 초과하는 입자; 또는
(iii) D90 값이 1㎛ 미만이며 BET 비표면적이 5m2/g 를 초과하는 입자를 포함한다.
상기 미세 입자 크기 카테고리는 D10 값과 D90 값이 1㎛ 내지 120㎛ 이며 BET 비표면적이 5m2/g 미만인 입자의 어셈블리(assembly)에 해당한다. 상기 중간 입자 크기 카테고리는 D10 값과 D90 값이 120㎛ 내지 5mm 인 입자의 어셈블리에 해당한다. 또한, 상기 보다 큰 입자 크기 카테고리는 D10 값이 5mm 를 초과하는 입자의 어셈블리에 해당한다.
DV90 값으로도 나타내어지는 D90 값은 입자의 용적비에 따른 크기 분포에서 90 백분위수에 해당하며, 다시 말해, 입자의 90%는 D90 값보다 작은 크기를 가지며 입자의 10%는 D90 값보다 큰 크기를 갖는다. 마찬가지로, DV10 값으로도 나타내어지는 D10 값은 입자의 용적비에 따른 크기 분포에서 10 백분위수에 해당하며, 다시 말해, 입자의 10%는 D10 값보다 작은 크기를 가지며 입자의 90%는 D10 값보다 큰 크기를 갖는다.
다시 말해, 미세 입자 크기 카테고리의 입자 중 적어도 80% (바람직하게는 적어도 90%, 특히 바람직하게는 적어도 95%, 심지어 적어도 99%) 는 크기가 1㎛ 내지 120㎛ 이며, 중간 입자 크기 카테고리의 입자 중 적어도 80% (바람직하게는 적어도 90%, 특히 바람직하게는 적어도 95%, 심지어 적어도 99%) 는 크기가 120㎛ 내지 5mm 이고, 보다 큰 입자 크기 카테고리의 입자 중 적어도 90% (바람직하게는 적어도 95%, 심지어 적어도 99%) 는 크기가 5mm 를 초과하며, 상기 경우 (i) 및 (iii) 에 해당하는 실시예에 따르면, 초미세 입자 크기 카테고리의 입자 중 적어도 90% (바람직하게는 적어도 95%, 특히 바람직하게는 적어도 99%) 는 크기가 1㎛ 미만이다. 상기 네 개의 입자 크기 카테고리 (초미세, 미세, 중간 및 보다 큰) 는 또한, 실질적으로 불연속성의 크기 구획에 해당한다.
입자 어셈블리의 D10 값 또는 D90 값은, 일반적으로, 크기가 63㎛ 미만인 입자의 경우에는 레이저 입자 크기 결정 방법에 의해 그리고 크기가 63㎛ 를 초과하는 입자의 경우에는 체질 방법에 의해 결정될 수 있다.
BET 비표면적은 돌출부, 불규칙부, 표면 공동이나 내부 공동, 또는 다공성 의 유무를 고려한, 입자의 총 표면적의 측정치이다.
일 변형예에 따르면, 미세 카테고리와 초미세 카테고리의 입자 크기는 중첩될 수도 있으며, 다시 말해, 초미세 카테고리와 미세 카테고리 각각의 입자 중 10% 이상은 동일한 크기 범위 이내에 놓일 수도 있다.
일 예로, 초미세 카테고리와 미세 카테고리가 BET 비표면적만 상이하고 입자 크기는 상이하지 않은 경우, 초미세 입자가 수화 처리된 수경식 바인더의 분쇄 재료로 구성될 수도 있다. 본 예에서, 초미세 입자의 크기는 10㎛ 수준일 수 있으며, 이 경우 초미세 입자의 비표면적은 100m2/g 수준일 수 있다 (해당 재료의 다공성으로 인해).
일 실시예에 따르면, 시멘트와 미세 입자 크기 카테고리로 구성되는 어셈블리는 D10 값과 D90 값이 1㎛ 내지 20㎛ 인 입자를 포함한다. 다시 말해, 본 실시예에 따르면, 시멘트의 또는 미세 입자 크기 카테고리의 재료의 입자 중 적어도 80% (바람직하게는 적어도 90%, 특히 매우 바람직하게는 적어도 95%, 심지어 적어도 99%) 는 크기가 1㎛ 내지 20㎛ 이다. 본 실시예는 혼합물이 실질적으로 20㎛ 내지 120㎛ 의 직경의 입자를 포함하지 않는, 입자 크기 분포 프로파일이 중단되어 있는 경우에 해당한다.
전술한 다양한 실시예는 포장 알갱이 또는 입자의 최적의 형태에 해당한다. 본 발명은 또한, 전술한 바와 같이, 건조한 상태의 모르타르용의 전술한 혼합물에 해당하는 바인더 예비 혼합물을 제공하며, 상기 바인더 예비 혼합물은 중간 입자 크기 카테고리의 재료 또는 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료를 포함하지 않는다. 상기 바인더 예비 혼합물은 콘크리트의 조제 이전에 또는 조제 동안 중간 입자 크기 카테고리 및 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료와 혼합되도록 되어 있다.
전술한 바와 같은 조성물에 있어서, 시멘트는 APC (Artificial Portland Cement;인조 포틀랜드 시멘트) 유형의 포틀랜드 시멘트로부터 선택되며, 특히, 유럽 표준 EN 197-1 에 설명된 시멘트로부터 선택되는 포틀랜드 시멘트이다. 예를 들어, CEM I 또는 CEM II 52.5N 또는 R 또는 PM (해상 건설용) 시멘트 또는 PMES 시멘트 (해상 건설용이며 황산 수 사용) 를 사용할 수 있다. 상기 시멘트는 HES (High Early Strength;조강) 유형일 수 있다. 일부 경우에, 특히, CEM II 유형의 경우, 포틀랜드 시멘트는 순수 클링커로 구성되는 것이 아니라, 최대 37% 에 이르는 범위의 양으로 적어도 하나의 추가 재료 (예를 들어, 슬래그, 포졸라나(pozzolana), 비산회, 하소 셰일(calcined shale) 또는 석회석) 가 혼합된다. 전술한 바와 같은 경우에 있어서, 전술한 시멘트의 양은, 특히, 클링커의 양에 해당하는 반면, 추가 재료는 적절한 입자 크기 카테고리 내에서 비율이 정해진다.
보다 큰 입자 크기 카테고리는, 예를 들어, 미세 자갈, 및/또는 자갈, 및/또는 조약돌을 포함할 수 있다.
중간 입자 크기 카테고리는, 예를 들어, 모래 또는 미세 모래를 포함할 수 있다.
미세 입자 크기 카테고리는, 예를 들어, 비산회, 포졸라나(pozzolanas) (천연 및 인조), 석회석 분말, 규질 분말, 석회, 황산 칼슘 (특히, 무수 또는 반수 형태의 석고) 및 슬래그로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
용어 "충전재(filler)" 는 경우에 따라 미세 입자 크기 카테고리의 대부분의 재료를 나타내도록 채용된다.
초미세 입자 크기 카테고리는, 예를 들어, 건식의, 석회석 분말, 침강 탄산염, 천연 및 인조 포졸라나, 경석, 분쇄 비산회, 탄화 처리된 또는 수화 처리된 규질의 수경성 바인더의 분쇄 재료 및 그 혼합물 또는 조합 분쇄 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 특히, 초미세 입자 크기 카테고리의 재료는 실리카 퓸(silica fume)을 실질적으로 포함하지 않는다. 이러한 "실질적으로 포함하지 않는다" 는 표현은, 실리카 퓸의 양이 초미세 입자 크기 카테고리의 재료의 총 질량의 1 중량% 미만이라는 것을 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
용어 "수화 규질 수경성 바인더로부터 얻은 분쇄 재료(ground materials from hydrated silicic hydraulic binder)" 는, 특히, 문서 제 FR 2 708 592 호에 설명된 생성물을 나타낸다.
유리하게는, 유동화제가, 본 발명에 따른 바인더 혼합물 또는 예비 혼합물에, 유동화제의 건조 추출물 질량 대 바인더 예비 혼합물 질량의 비율이 바람직하게는 0.05% 내지 3%, 보다 바람직하게는 0.5% 내지 2% 의 농도가 되도록 첨가될 수 있다. 유동화제의 양은 또한, 특히, 자가 배치 콘크리트가 필요한지 여부에 따라, 페이스트용의 소정의 품질 함수로서 결정된다. 퍼짐성(spread) 측정에 의해 제형에 사용되는 유동화제의 종류 및 양을 결정할 수 있다.
용어 "유동화제(superplasticizer)" 는, 본 발명에 따르면, 1984년 출판된 노예스(Noyes)에 실린, "콘크리트 혼화제 핸드북, 특성, 과학 및 기술 (Concrete Admixtures Handbook, Properties, Science and Technology)" 이란 제목의 브이.에스.라마찬드란(V.S. Ramachandran)의 저술에 개시된 바와 같은 감수제 및 유동화제 모두를 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
감수제는 주어진 가공성에 맞추어 콘크리트에 혼합되는 물의 양을 통상 10% 내지 15% 감소시키는 첨가제로서 정의된다. 이러한 감수제는, 예를 들어, 리그노설포네이트, 하이드록시카르복실산, 하이드로카본 및 다른 특수 유기 화합물, 예를 들어, 글리세롤, 폴리비닐 알코올, 나트륨 알루미노-메틸-실리코네이트, 설프아닐산 및 카세인을 포함한다.
유동화제는 보통의 감수제와 화학적으로 상이하며 혼합되는 물의 양을 30% 감소시킬 수 있는 신규 감수제 카테고리에 속한다. 유동화제는, 일반적으로, 네 개의 그룹, 즉, 설포네이트 나프탈렌 포름알데히드 응축물(SNF) (일반적으로 나트륨 염), 설포네이트 멜라민 포름알데히드 응축물(SMF), 개질 리그노설포네이트 (MLS), 그리고 기타 그룹으로 분류되어 왔다. 신세대 유동화제는 벌집 구조를 갖는 분산제형 화합물을 포함한다. 상기 분산제는 카르복실 및/또는 설포닉 및/또는 포스포닉 유형의, 바람직하게는 카르복실 유형의 이온기와, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 공중합체 또는 다른 체인, 바람직하게는 수용성 유형의 그라프트 체인을 수용하고 있다. 필요한 유동화제의 양은, 일반적으로, 시멘트의 반응성에 좌우된다. 시멘트의 반응성이 낮을수록, 필요한 유동화제의 양도 적어진다. 알칼리 금속의 총량을 줄이기 위하여, 나트륨 염이 아닌 칼슘 염 형태의 유동화제가 사용될 수 있다.
예를 들어, 거품 억제제 (예를 들어, 폴리디메틸실록산) 과 같은 다른 공지된 첨가제 또는 콘크리트혼화제가 또한, 본 발명의 기본 범위 내에서 사용될 수 있다. 이러한 거품 억제제는 또한, 오일 또는 에멀젼 중의, 바람직하게는 물의, 용액 형태의, 고체 형태의 또는 바람직하게는 수지 형태의 실리콘을 포함한다. 특히 보다 적합한 실리콘은 특성기 RSiO0 .5 및 R2SiO 를 포함한다. 이러한 제형에 있어서, 동일할 수도 있고 상이할 수도 있는 R-작용기는, 바람직하게는, 탄소 원자가 1개 내지 8개인 알킬기 또는 수소이며, 메틸기가 바람직하다. 특성기의 개수는, 바람직하게는, 30개 내지 120개이다.
본 발명에 따른 혼합물은 (일반적으로, 점성 및/또는 유동 제한 값을 증가시키기 위하여) 유동 제한 값을 수정하기 위한 작용제 및/또는 농축제를 포함할 수도 있다. 이러한 작용제는, 예를 들어, 수용성 셀룰로오즈 에테르, 나트륨 카르복시메틸, 메틸, 에틸, 하이드록시에틸 및 하이드록시프로필 에테르와 같은 셀룰로오즈 유도체; 알긴산; 및 크산탄, 캐라지난 또는 구아 검을 포함한다. 전술한 작용제의 혼합물이 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 혼합물은 유리질 재료의 수화 반응을 촉진할 수 있는 활성제를 포함할 수도 있다. 이러한 작용제는 나트륨 및/또는 칼슘 염을 포함한다.
본 발명에 따른 혼합물은 촉진제 및/또는 공기 연행제 및/또는 지연제를 포함할 수도 있다.
혼합물은, 예를 들어, 금속 섬유, 유기 섬유 또는 유리 섬유 또는 그 조합체와 같은 섬유를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 콘크리트는 전술한 혼합물 또는 전술한 바인더 예비 혼합물을 물과 혼합하여 조제된다. 콘크리트는 또한, 전술한 혼합물 또는 전술한 바인더 예비 혼합물의 다양한 성분을 서로서로 그리고 물과 이하의 비율로 직접 혼합함으로써 조제될 수 있다. 즉,
- 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10 내지 550 kg/m3 과;
- 선택된 포틀랜드 시멘트 130 내지 450 kg/m3 과;
- 미세 입자 크기 카테고리의 재료 200 내지 800 kg/m3 과;
- 중간 입자 크기 카테고리의 재료 500 내지 1300 kg/m3 ; 그리고
- 물 150 내지 300 l/m3 의 비율로 조제된다.
단위 "kg/m3" 은 생성된 생 콘크리트 1m3 당 사용되는 재료의 질량을 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
문제의 재료는, 특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 바인더 혼합물과 예비 혼합물과 관련하여 전술한 바와 동일한 특성을 갖추고 있다.
W 는 물의 양을 나타내며 B 는 바인더 (모든 어셈블리 재료 (포틀랜드 시멘트 + 초미세 및 미세 입자 크기 카테고리) 의 양을 나타내는 경우, W/B 비율은 통상 0.1 내지 0.5 이며, 바람직하게는 0.13 내지 0.30 이다. 반대로, W 는 물의 양을 나타내며 C 는 시멘트의 양을 나타내는 경우, W/C 비율은 통상의 고성능 또는 초고성능 콘크리트의 경우에서보다 높으며, 이것은 소량의 시멘트가 존재하기 때문이다. W/C 비율은 바람직하게는 0.2 내지 2 이며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1 이다.
W/C 및 W/B 비율은, 특히, 시멘트의 양과 소망하는 최종 기계적 특성에 따라 조절된다. 시멘트의 양이 보다 적은 경우, 상기 비율은 또한 비교적 낮은 값을 나타낸다. 당 업계의 숙련자라면, 정해진 시험을 통해, 시료의 압축 강도 측정에 따라 시멘트와, 미세 및 초미세 조성물의 양의 함수로서 물의 양을 결정할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 조제 공정의 유리한 실시예에 따르면, 사용되는 물의 양은 150 내지 300 l/m3 이며, 바람직하게는 180 내지 250 l/m3 이다.
콘크리트는, 예를 들어, 금속 보강재를 이용하여 강화 처리될 수 있다.
콘크리트는 접합 케이블 또는 텐던(tendon)에 의해 선-인장(pre-tension) 처리될 수 있으며, 또는 접합 케이블 또는 텐던 또는 슬리브(sleeve) 또는 바(bar)에 의해 선-인장 처리될 수 있다.
선-인장 처리 또는 후-인장(post-tension) 방식의 프리스트레싱(pre-stressing) 처리 과정은, 특히, 본 발명에 따라 제조되는 제품에 적합하다.
일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 제형을 갖는 콘크리트 조성물은, 최적의 포장 (입자 크기 선정 및 콘크리트 혼화제 선정), 최적의 수화 화학 반응 (다수의 성분, 예를 들어, 석회석 분말 또는 비산회 참가 반응), 그리고 최적의 물 요구량을 보장하기 위하여, 실험에 적용되는 다양한 매개 변수의 복잡한 최적화 과정의 결과물이다.
본 발명에 따라 얻어지는 콘크리트 조성물의 압축 강도는 혼합 후 48 시간 경과 시점에 50Mpa 이상이며, 및/또는 혼합 후 28일 경과 시점에 100Mpa 이상이고, 및/또는 예를 들어, 응고 후 20℃에서 2일 동안 대기 과정을 거친 후 90℃에서 2일 동안 열처리한 후 혼합한 경우 120Mpa 이상이다.
본 발명의 다양한 목적 및 장점이 모든 제형 매개 변수의 철저한 최적화를 통해, 특히, 아래에 설명된 바와 같은 효과, 즉,
- 재료가 실질적으로 불연속성의 입자 크기 카테고리로, 특히, 미세 입자 크기 카테고리, 중간 입자 크기 카테고리, 보다 큰 입자 크기 카테고리 및 초미세 입자 크기 카테고리로 구획되어, 다양한 크기의 입자의 포장이 최적화될 수 있는 바인더 혼합물을 개발하였으며;
- 시멘트에 추가하여, 시멘트에 비해 탁월한 특성을 나타낼 수 있으며 선정 및 비율이 최적화되어 있는, 미세 입자 크기 카테고리에 속하는 시멘트 성분이 없는 바인더 재료를 제공하며;
- 초미세 입자의 사용이 가능하며, 특히, 수화 접합 작용에 참여할 수 있는 포졸라 반응 성분이 사용되고;
- 물의 수요가 조절 가능하며; 그리고
- 다양한 콘크리트 혼화제의 최적화가 가능함으로 인해 달성된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 콘크리트는 유체이거나 자가 배치 (자가 수평 또는 자가 충전) 콘크리트이다.
본 발명에 따른 콘크리트는 당 업계의 숙련자에게 공지되어 있는, 고형 성분과 물의 혼합 공정과, 형상화 공정 (예를 들어, 몰딩, 붓기, 주입, 급송, 압출 또는 캘린더링(calendering)) 및 경화 공정을 포함하는 공정에 따라 조제될 수 있다.
본 발명은 또한,
- 전술한 바와 같은 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10 내지 200kg/m3, 바람직하게는 20 내지 100kg/m3 와;
- 130 내지 350kg/m3, 바람직하게는 150 내지 300kg/m3 의 양의 포틀랜드 시멘트에 상당하는 양의 선택된 포틀랜드 시멘트 수화물과;
- 전술한 바와 같은 미세 입자 크기 카테고리의 재료 200 내지 600kg/m3, 바람직하게는 300 내지 500kg/m3 와;
- 전술한 바와 같은 중간 입자 크기 카테고리의 재료 500 내지 800kg/m3, 바람직하게는 500 내지 700kg/m3 ; 그리고
- 전술한 바와 같은 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료 500 내지 1300kg/m3, 바람직하게는 800 내지 1100kg/m3 를 포함하는 경화 콘크리트로 제조된 구성 요소에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 물과 본 발명에 따른 혼합물을 혼합하는 단계를 포함하는 콘크리트 조성물 조제 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 중간 입자 크기 카테고리의 재료와, 전술한 바와 같은 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료 그리고 물과 본 발명에 따른 바인더 예비 혼합물을 혼합하는 단계를 포함하는 콘크리트 조성물 조제 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은,
- 전술한 바와 같은 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10 내지 200kg/m3, 바람직하게는 20 내지 100kg/m3 와;
- 선택된 포틀랜드 시멘트 130 내지 350kg/m3, 바람직하게는 150 내지 300kg/m3 와;
- 전술한 바와 같은 미세 입자 크기 카테고리의 재료 200 내지 600kg/m3, 바람직하게는 300 내지 500kg/m3 와;
- 전술한 바와 같은 중간 입자 크기 카테고리의 재료 500 내지 800kg/m3, 바람직하게는 500 내지 700kg/m3 ; 그리고
- 선택적으로 유동화제 및/또는 촉진제 및/또는 공기 연행제 및/또는 농축제 및/또는 지연제와;
- 물을 혼합하는 단계를 포함하는 콘크리트 조성물의 조제 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물 조제 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 사용되는 물의 양이 150 내지 300 l/m3 이며, 바람직하게는 180 내지 250 l/m3 이다.
콘크리트는 기계적 특성을 개선하기 위하여 응고 후 열처리될 수 있다. 일반적으로, 콘크리트 양생으로도 공지되어 있는 후-응결(post-setting) 처리가 대기 온도 범위로부터 일 온도까지의 범위 (예를 들어, 20℃ 내지 90℃) 에서, 바람직하게는 60℃ 내지 90℃ 에서 수행된다. 상기 처리 온도는 대기 압력에서의 물의 끓는점보다 낮아야 한다. 후-응결 열처리 온도는 일반적으로 100℃ 미만이다. 열처리가 높은 압력에서 수행되는 고압 반응 용기(autoclave) 내부에 콘크리트를 배치하는 방식에서는 보다 높은 양생 온도가 사용될 수 있다.
후-응결 열처리 기간은, 예를 들어, 6시간 내지 4일이며, 바람직하게는 대략 2일 정도일 수 있다. 상기 열처리는 응고 후 시작되며, 일반적으로 응고 후 적어도 하루가 지난 후 시작되며, 바람직하게는 20℃에서 1일 내지 7일 동안 숙성된 콘크리트에 대해 이루어진다.
열처리는 건식 또는 습식 환경에서 또는 이들 두 가지 환경이 번갈아 나타나는 사이클에 따라, 예를 들어, 24시간 동안 습식 환경에서 처리가 이루어진 후 다시 24시간 동안 건식 환경에서 처리가 이루어지는 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예의 일 예의 건조한 상태의 바인더 혼합물을 조제하도록 사용되는 다양한 재료의 입자 크기 분포 프로파일 뿐만 아니라 관련 혼합 콘크리트가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도면에서, x축은 입자의 크기를 ㎛ 단위로 나타내며 y축은 체적% 를 나타낸다.
아래에 설명되는 바와 같은 측정 방법을 사용하였다.
레이저 입자 크기 결정 방법
멜버른(Malvern) MS2000 레이저 입자 크기 결정 장치를 사용하여 다양한 분말의 입자 크기 곡선을 구하였다. 적절한 매체 (예를 들어, 수성 매체) 에 대하여 측정을 수행하였으며, 이 경우, 입자의 크기는 0.02㎛ 내지 2mm 의 범위이어야 한다. 광원으로서 적색 He-Ne 레이저 (632nm) 와 청색 다이오드 (466nm) 를 제공하였다. 광학 제품으로는 프라운호퍼(Fraunhofer) 제품을 사용하였으며, 다분산(polydisperse) 유형의 연산 행렬을 적용하였다.
우선, 펌프 속도가 2000 rev/min 이며, 교반기 속도가 800 rev/min 이고 초음파가 인가되지 않는 조건 하에서 10초 동안 배경 노이즈 측정 과정을 수행하였다. 레이저의 광도가 적어도 80% 에 맞먹는 수준에 도달할 때까지 검증하였으며, 이렇게 해서 배경 노이즈에 대해 감소 지수 함수 곡선을 구하였다. 이러한 조건이 충족되지 않는다면, 셀(cell)의 렌즈 세정이 수행되어야 한다.
이후, 후술하는 바와 같은 매개 변수, 즉, 2000 rev/min의 펌프 속도와, 800 rev/min의 교반기 속도, 초음파 무인가 및 10% 내지 20% 범위의 암흑화 제한치 조건 하에서 시료에 대한 제 1 측정 과정을 수행하였다. 상기 시료는 10% 보다 약간 높은 정도의 암흑화 조건을 충족하는 수준으로 도입하였다. 암흑화 처리 과정이 안정화된 후, 담금 과정과 측정 과정 사이의 고정 값의 시간을 10초로 설정한 상태에서 상기 측정 과정을 수행하였다. 측정 시간은 30초로 하였다 (30,000 개의 회절 이미지 분석 시간). 이렇게 해서 얻어진 입자 크기 분포 곡선과 관련하여, 분말 모집단의 일부가 덩어리져 있을 수도 있다는 사실을 고려하여야 한다.
이후, 초음파를 이용하여 제 2 측정 과정을 수행하였다 (이 경우, 셀을 비우는 과정은 수행하지 않았다). 펌프 속도는 2500 rev/min 으로 하였으며, 교반 속도는 1000 rev/min 으로 하였고, 초음파는 100% (30 watt)의 값으로 방출하였다. 이러한 조건을 3분 동안 유지하였으며, 이후 초기 매개 변수 (즉, 펌프 속도는 2000 rev/min 이며, 교반 속도는 800 rev/min 이고, 초음파 무인가 조건) 로 복귀하였다. 10초 후 (있을 수 있는 기포를 제거하기 위한 시간), 30초 동안 측정 과정을 수행하였다 (30,000 개의 이미지 분석 시간). 이러한 제 2 측정 과정은 초음파 산포에 의해 덩어리가 풀어진 상태의 분말에 해당하는 측정 과정이다.
결과치의 안정성을 검증하기 위하여 전술한 각각의 측정을 적어도 두 번 반복하였다. 각각의 작업 기간 이전에, 입자 크기 곡선이 공지되어 있는 표준 시료 (시프라코(Sifraco) C10 실리카) 를 이용하여 장치를 교정하였다. 전술한 설명 내용에 주어진 모든 측정값 및 지시된 범위는 초음파를 이용한 경우에 얻어지는 값에 해당한다.
BET 비표면적 측정 방법
서로 다른 분말의 비표면적을 아래와 같이 측정하였다. 인출한 분말 시료의 질량은 다음과 같다: 30 m2/g 을 초과하는 추정 비표면적에 대해 0.1g 내지 0.2g; 10~30 m2/g 을 초과하는 추정 비표면적에 대해 0.3g; 3~10 m2/g 을 초과하는 추정 비표면적에 대해 1g; 2~3 m2/g 을 초과하는 추정 비표면적에 대해 1.5g; 1.5~2 m2/g 을 초과하는 추정 비표면적에 대해 2g; 그리고 1~1.5 m2/g 을 초과하는 추정 비표면적에 대해 3g.
시료의 체적에 따라 3cm3 또는 9cm3 셀을 사용하였다. 측정 셀 어셈블리 (셀 + 유리 봉) 의 무게를 측정하였다. 이후, 시료를 셀에 추가하였고: 생성물은 셀의 상단으로부터 목부까지 1mm 는 초과하여야 한다. 어셈블리 (셀 + 유리 봉 + 시료) 의 무게를 측정하였다. 측정 셀을 탈가스화 스테이션 상에 배치하여 시료의 탈가스화 처리를 수행하였다. 상기 탈가스화 공정의 매개 변수는 포틀랜드 시멘트, 석고 또는 포졸라나의 경우 30 min/45℃ 로 하였으며, 슬래그, 비산회, 알루미나 시멘트, 석회석의 경우 3 hour/200℃ 로 하였고, 조절용 알루미나의 경우 4 hour/300℃ 로 하였다. 탈가스화 공정 이후, 스토퍼(stopper)를 이용하여 셀을 신속하게 중지시켰다. 어셈블리의 무게를 측정하여 그 결과를 기록하였다. 모든 무게 측정 과정은 스토퍼 없이 수행하였으며, 측정 과정을 수행하기 위하여 스토퍼는 일시적으로 제거하였다. 셀의 질량과 탈가스화 처리된 시료의 질량의 총 합으로부터 셀의 질량을 공제하여 시료의 질량을 구하였다.
이후, 시료를 측정 스테이션에 배치한 상태에서 시료의 분석을 수행하였다. 분석기로는 벡만 코울터(Beckman Coulter) 사의 SA 3100 을 사용하였다. 주어진 온도에서, 이 경우, 액체 질소의 온도, 즉, 대략 -196℃에서 시료에 의한 질소 흡착에 기초하여 측정을 수행하였다. 장치를 이용하여 흡착 물질이 포화 증기 압력 상태에 있는 기준 셀의 압력과, 공지된 바와 같은 체적을 갖는 흡착 물질이 주입되는 시료의 셀의 압력을 측정하였다. 이러한 측정 과정으로부터 얻어진 결과치의 곡선이 흡착 등온선이다. 전술한 측정 공정의 경우, 셀의 데드 스페이스(dead space)를 파악할 필요가 있으며, 따라서, 분석에 앞서 상기 공간을 헬륨을 이용하여 측정하였다.
이전에 산출된 시료의 질량을 하나의 매개 변수로서 입력하였다. 소프트웨어를 사용하여 실험 곡선의 선형 회귀를 통해 BET 비표면적을 결정하였다. 비표면적이 21.4 m2/g 인 실리카에 대하여 10번의 측정 과정을 수행하여 얻어진 재생산성 표준 편차는 0.07이다. 또한, 비표면적이 0.9 m2/g 인 시멘트에 대하여 10번의 측정 과정을 수행하여 얻어진 재생산성 표준 편차는 0.02이다. 2주 마다 한번 씩 기준 생성물에 대하여 조절 작업을 수행하였다. 제조자가 제공한 기준 알루미나를 이용하여 일 년에 두 번 조절 작업을 수행하였다.
압축 강도 측정 방법
어떠한 시간 주기이든지, 직경이 7cm 이고 높이가 14cm 인 원통형 시료에 대하여 압축 강도를 측정하였고; 압축 시험 동안 시료에 인가되는 힘을 3.85kN/sec 의 비율로 증가시켰다.
퍼짐성 측정 방법
원형 충돌 테이블 (직경이 300mm 이며, 두께가 5.9mm 이고, 질량이 대략 4.1kg 이다) 에서 대략 12mm 의 추락 높이를 이용하여 퍼짐성 (대략 1초 간격으로 보통 20 번의 충돌 과정을 이용한 동적 방법 또는 충돌 과정이 없는 정적 방법 사용) 을 측정하였다. 높이가 50mm 이며, 상부 직경이 70mm 이고, 하부 직경이 100mm 인 절두 원추형 주형을 이용하여 시험 시료 (500ml) 를 조제하였다. 탈형(demoulding) 이후 시료의 유동을 중지시킨 후 정적 퍼짐성 (충돌 없이) 을 측정하였다.
예
본 발명이 이하의 비제한적인 예에 의해 설명된다. 이들 예에서, 사용 재료는 이하의 공급자로부터 입수 가능하다:
듀칼(Durcal) 1 오미야(Omya), 프랑스
유동화제 F2 크리소(Chryso), 프랑스
HSC 시멘트, Le Teil 라파지(Lafarge), 프랑스
Be01 모래 시프라코(Sifraco), 프랑스
칼링(Carling) 비산회, 밴드 6 서치스테(Surchiste), 프랑스
듀칼 1은 초미세 입자 크기 카테고리의 재료에 해당한다. 듀칼 1의 D10 값은 0.8㎛ 이며, D90 값은 8㎛ 이고, BET 비표면적은 대략 5.61m2/g 이다. 칼링 비산회 밴드 6은 미세 입자 크기 카테고리의 재료에 해당한다. 칼링 비산회 밴드 6의 D10 값은 2.7㎛ 이며, D90 값은 116 ㎛이다. 선택된 포틀랜드 시멘트 (HSC 시멘트, Le Teil) 의 D10 값은 2.1㎛ 이며, D90 값은 16.6㎛ 이다. Be01 모래는 중간 입자 크기 카테고리의 재료에 해당한다. Be01 모래의 D90 값은 대략 300㎛ 이며, D10 값은 대략 200㎛ 이다.
알파인(Alpine) 50 ATP 분리기를 이용하여 공압 분류 방법을 통해 시멘트를 조제하였다. 초기 모집단을 2개의 부분 (심지어, 초미세 입자가 별개로 간주되는 경우 3개의 부분), 즉, 특대형으로 간주되는 초기 재료 중 가장 굵은 입자로 이루어지는 부분과, 초기 재료 중 가장 미세한 입자로 이루어지는 부분으로 분리하는 것을 원리로 한다. 20㎛ 크기의 입자를 분리하도록 분리기의 회전 속도 및 공기 유량을 조절하였다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식 바인더 혼합물을 조제하도록 사용되는 초미세 및 미세 입자 크기 카테고리의 재료 및 시멘트의 입자 크기 분포 프로파일이 도 1에 도시되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건조한 바인더 혼합물을 조제하도록 사용되는 초미세, 미세 중간 입자 크기 카테고리의 재료 및 시멘트의 입자 크기 분포 프로파일이 도 2에 도시되어 있다. 상기 도면에서, 곡선(C1)은 듀칼 1의 입자 크기 분포 프로파일에 해당하며, 곡선(C2)은 시멘트의 입자 크기 분포 프로파일에 해당하고, 곡선(C3)은 비산회의 입자 크기 분포 프로파일에 해당하며, 곡선(C4)은 Be01 모래의 입자 크기 분포 프로파일에 해당한다.
사용된 재료의 입자 크기 분포 프로파일 (평균 크기가 63㎛ 미만인 입자의 경우 레이저 입자 크기 결정 방법에 의해 그리고 평균 크기가 63㎛ 를 초과하는 입자의 경우 체질을 통해 결정됨) 이 도 1에 도시되어 있으며, 불연속적인 입자 크기 카테고리로의 재료의 구획이 강조 표시되어 있다.
예 1
본 발명에 따른 생 콘크리트의 일 실시예의 일 예를 아래의 제형에 따라 수행하였다.
상대 조성 (질량)
선택 시멘트 (HSC) 1.00
충전재 (듀칼 1) 0.86
비산회 2.48
모래 (Be01) 3.91
유동화제 (F2) 0.097
W/B 0.158
래이네리(Rayneri) 유형의 혼합 장치에서 혼합물을 생성하였다. 열처리가 이루어지는 경우, 해당 열처리는 콘크리트를 응고 후 20℃ 에서 24시간 동안 대기시키는 과정과, 이후 48 시간 동안 90℃ 에 유지하는 과정으로 이루어진다.
응고 후의 콘크리트 조성물은 아래에 기재된 바와 같은 특성을 나타내었다:
무충돌시의 13분 경과후 퍼짐성(mm) 275
48시간 경과후 압축 강도(Mpa) 76.7
열처리 없이 28일 경과후 압축 강도(Mpa) 116
열처리후 압축 강도(Mpa) 147

Claims (11)

  1. 질량비로,
    - 1㎛ 미만의 D90 값 및/또는 5m2/g 를 초과하는 BET 비표면적을 갖는 개별 입자를 가지고, 실리카 퓸(silica fume)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10% 내지 25%;
    - 30㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자를 가지는 선택된 포틀랜드 시멘트 8% 내지 25%;
    - D10 값과 D90 값이 1㎛ 내지 120㎛ 이며 5m2/g 미만의 BET 비표면적을 갖는 입자를 가지는, 미세 입자 크기 카테고리의, 시멘트를 제외한 재료 25% 내지 40%; 및
    - D10 값 및 D90 값이 120㎛ 내지 5mm 인 입자를 가지는 중간 입자 크기 카테고리의 재료 20% 내지 55% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 혼합물.
  2. 제 1 항에 있어서, 질량비로,
    - 상기 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10% 내지 20%;
    - 상기 선택된 포틀랜드 시멘트 10% 내지 20%;
    - 상기 미세 입자 크기 카테고리의 재료 25% 내지 33%; 및
    - 상기 중간 입자 크기 카테고리의 재료 35% 내지 55% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 혼합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    D10 값이 5mm 보다 큰 입자를 포함하는 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 혼합물.
  4. 제 3 항에 있어서, 질량비로,
    - 상기 초미세 입자 크기 카테고리의 재료 10% 내지 20%;
    - 상기 선택된 포틀랜드 시멘트 8% 내지 20%;
    - 상기 미세 입자 크기 카테고리의 재료 25% 내지 32%;
    - 상기 중간 입자 크기 카테고리의 재료 20% 내지 37%; 및
    - 상기 보다 큰 입자 크기 카테고리의 재료 20% 내지 37% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 혼합물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    유동화제를 더 포함하고, 상기 유동화제의 비율은, 바인더 예비 혼합물의 질량에 대한 이 유동화제의 건조 추출물의 질량비로 나타내어지는, 0.05% 내지 3% 인 것을 특징으로 하는 바인더 혼합물.
  6. 제 1 항에 따른 바인더 혼합물과 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    경화 처리 후 압축 강도가, 혼합 후 48시간 경과 시점에 50Mpa 이상이며, 및 혼합 후 28일 경과 시점에 100Mpa 이상이며, 및 열 처리에 이어 혼합 후 28일 경과 시점에 120Mpa 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
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