KR101856690B1 - Uhpc 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법 - Google Patents

Uhpc 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트와 실리카 퓸이 포함된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 장기간 보관 후에도 물 또는 감수제의 추가 혼입 없이 원활히 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조할 수 있는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법에 대한 것이다.
본 발명 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법은 시멘트, 실리카 퓸 및 충전재를 사전에 혼합하여 구성된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에 배합설계에 의한 액상재료인 물과 고성능 감수제를 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조하는 방법에 관한 것으로, (a) 보관기간이 2개월 이상 경과한 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 70~80중량%인 제1혼합물과 나머지인 제2혼합물로 분할하는 단계; (b) 믹서에 상기 제1혼합물 및 상기 배합설계에 의한 액상재료를 모두 투입하고 1차 믹싱하여 1차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; (c) 상기 믹서에 제2혼합물을 투입하고 2차 믹싱하여 2차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; 및 (d) 풀어진 혼합물을 고속 믹싱하여 액상화함으로써 고유동성을 확보하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법{Manufacturing method of Ultra High Performance Concrete using UHPC premix composition with cement}
본 발명은 시멘트와 실리카 퓸이 포함된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 장기간 보관 후에도 물 또는 감수제의 추가 혼입 없이 원활히 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조할 수 있는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법에 대한 것이다.
최근 활발하게 개발이 이루어지고 있는 초고성능 콘크리트(UHPC: Ultra High Performance Concrete)는 시멘트, 실리카 퓸, 잔골재, 충전재 및 고성능 감수제를 낮은 물-시멘트비로 혼합하여 만든 것으로, 대체로 압축강도가 100~200MPa, 인장강도가 8~20MPa, 탄성계수가 40~50GPa의 범위에 이른다(특허 제10-0959587호 등).
이러한 UHPC는 먼저 시멘트, 실리카 퓸, 충전재 및 잔골재의 4가지 분체를 균질하게 섞어 건비빔한 후 물, 고성능 감수제 등의 액상재료를 균질하게 혼합함으로써 제조되며, 필요에 따라 강섬유인 금속재료가 혼합되기도 한다.
UHPC는 실험실 단계에서는 액상재료와 혼합하여 타설하기 직전에 건비빔이 가능하다. 그러나 실제 현장에 UHPC를 적용하기 위해서는 정량, 균등 분산을 통한 제품의 품질 확보 및 구매와 운송의 편의 등을 위해 분체 재료들을 미리 건비빔한 후 포장한 프리믹스(Premix) 제품으로 출시하여야 한다.
더욱이 UHPC는 배합비에 따라 물성이 매우 민감하게 변동되고, 이에 대한 설계가 고도하여 배합비에 대한 노하우는 업체의 영업비밀에 해당하는 경우가 많다. 따라서 배합비와 관련된 기술의 유출 방지를 위해서도 프리믹스 형태로 UHPC를 납품하는 것이 바람직하다.
그러나 UHPC 프리믹스는 기존 일반적인 시멘트 혼합물인 프리믹스와는 달리 시멘트에 실리카 퓸이 함께 혼합된다.
실리카 퓸은 시멘트와 만나면 흡착하려는 성질을 갖는데 이러한 흡착성은 시간이 지날수록 더욱 증가한다. 이에 건비빔 후의 경과시간, 즉 프리믹스의 보관기간이 길어짐에 따라 재료를 비비기가 더욱 어려워지는 문제점이 발생하며, 프리믹스의 보관기간이 2개월 이상인 경우 믹싱 시간이 급격히 증가한다.
아울러 UHPC는 포함되는 물의 양이 매우 적음에도 불구하고 높은 유동성을 나타내는 특징이 있는데, 이는 고성능 감수제의 분산 효과와 더불어 입자가 둥근 실리카 퓸의 볼베어링 효과 때문이다. 그런데 실리카 퓸이 시멘트에 화학적으로 결합하려는 경향이 강해지면 액상재료의 첨가 이후에도 유동화되기 어렵고, 경우에 따라 전혀 비벼지지 않을 수도 있다.
도 1은 종래 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트 제조 방법을 나타내는 도면이다.
종래에는 UHPC 제조를 위하여 도 1의 (a)와 같이 믹서에 프리믹스를 투입하고 액상재료를 혼입한다. 그리고 재료를 믹싱하면 도 1의 (b)와 같이 재료의 부분 뭉침이 시작되다가 도 1의 (c)와 같이 모든 재료가 뭉치게 된다.
계속하여 재료를 믹싱하면 도 1의 (d)와 같이 뭉친 재료가 풀리며 액상화가 시작되며, 최종적으로 도 1의 (e)와 같이 고속 믹싱을 통해 고유동성이 확보되면 믹싱을 완료한다.
상기와 같은 UHPC 제조 과정에서는 도 1의 (d)와 같이 재료가 뭉친 후 뭉친 재료가 풀어져야 점도가 낮아지고, 도 1의 (e)와 같은 믹서의 고속 회전이 가능하다. 그리고 믹서의 고속 회전 과정에서 고성능 감수제의 분산이 원활히 되어야 UHPC가 액상화되고 고유동성을 확보할 수 있다.
그러나 프리믹스 제품의 보관기간이 길어질 경우, 액상재료를 혼입하는 (a) 단계에서부터 재료가 풀어지는 (d) 단계까지 걸리는 시간이 증가하며 재료의 뭉침 발생이 늦어 믹싱 시간이 오래 소요된다.
경우에 따라 믹서의 종류, 크기, 회전 능력 등 현장 여건에 따라 (b) 단계 이후로 진행되지 않는 경우도 있다.
특히, 현장에서는 재료가 잘 비벼지지 않을 경우 물 또는 감수제를 더 추가하는 방안을 고려할 수 있다. 그러나 물-시멘트비가 압축강도에 매우 민감하게 작용하는 UHPC의 경우 현장 가수(加水) 시 압축강도가 크게 떨어지고, 감수제를 추가할 경우 제조 비용의 상승은 물론 경화 지연과 같은 부작용이 발생한다.
또한, 프리믹스에 처음부터 시멘트를 포함하지 않는 방법을 고려할 수 있는데, 이 경우 포장 및 운송의 번거로움과 더불어 현장에서의 건비빔 작업 추가로 인한 불편함 및 시멘트 분산이 제대로 이루어지지 않아 발생하는 품질 저하 등의 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 시멘트와 실리카 퓸이 포함된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 장기간 보관 후에도 물 또는 감수제의 추가 혼입 없이 원활히 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조할 수 있는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 시멘트, 실리카 퓸 및 충전재를 사전에 혼합하여 구성된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에 배합설계에 의한 액상재료인 물과 고성능 감수제를 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조하는 방법에 관한 것으로, (a) 보관기간이 2개월 이상 경과한 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 70~80중량%인 제1혼합물과 나머지인 제2혼합물로 분할하는 단계; (b) 믹서에 상기 제1혼합물 및 상기 배합설계에 의한 액상재료를 모두 투입하고 1차 믹싱하여 1차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; (c) 상기 믹서에 제2혼합물을 투입하고 2차 믹싱하여 2차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; 및 (d) 풀어진 혼합물을 고속 믹싱하여 액상화함으로써 고유동성을 확보하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법을 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 1차 믹싱 및 2차 믹싱의 믹서 속도는 135~145rpm이고, 고속 믹싱의 믹서 속도는 275~295rpm인 것을 특징으로 하는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에 믹서에 강섬유가 혼합되는 것을 특징으로 하는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 시멘트와 실리카 퓸이 포함된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 장기간 보관하더라도 물 또는 감수제의 추가 혼입 없이 믹싱 시간을 단축하면서 원활히 혼합하여 초고성능 콘크리트 제조를 위한 고유동성 재료를 공급할 수 있다.
따라서 초고성능 콘크리트 조성물을 프리믹스 형태로 공급할 수 있으므로, 품질 확보, 운송 등의 편의 증가 및 관련 기술의 유출 방지가 가능하다.
도 1은 종래 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트 제조 방법을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법의 (b) 단계를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법의 (c) 단계를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법의 (d) 단계를 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4는 각각 본 발명 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법의 (b) 단계 내지 (d) 단계를 나타내는 도면이다.
본 발명 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법은 시멘트, 실리카 퓸 및 충전재를 사전에 혼합하여 구성된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에 배합설계에 의한 액상재료인 물과 고성능 감수제를 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물은 시멘트, 실리카 퓸 및 충전재를 사전에 혼합하여 구성되며, 일정한 비율로 혼합되어 프리믹스 상태로 포장되어 납품 가능하다.
상기 시멘트와 실리카 퓸은 골재의 틈새를 채워주며 물과 함께 수화 반응하여 골재들을 서로 단단하게 붙잡아주는 역할을 하는 결합재, 즉 바인더로 사용된다.
초고성능 콘크리트에는 잔골재가 포함되는데 잔골재는 물과 화학적으로 반응하지는 않지만 콘크리트 중 일부 체적을 차지하며 잔골재 자체로 콘크리트를 단단하게 하는데 기여한다.
잔골재는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에 사전 혼합될 수도 있고, UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물과 별도로 공급되어 액상재료 혼합 전 혼합될 수도 있다.
상기 잔골재는 일반적으로 사용되는 석영 모래(SiO2)를 사용할 수 있으며, 석영 모래(SiO2) 대신 경도가 높은 산화알루미늄(Al2O3) 또는 탄화규소(SiC)를 잔골재로 사용할 수도 있다.
상기 충전재는 매우 밀실한 입자 구성을 가지는 초고성능 콘크리트 내에 골재와 결합재 외에 별도로 혼입되는 재료이다.
상기 충전재는 시멘트와 골재의 계면 영역에 충전되는 필러(filler) 작용으로 계면 영역의 파괴를 방지하며, 시멘트 사이의 공극을 메워 시멘트의 미세조직구조를 치밀화시켜 고강도를 발현한다. 상기 충전재는 시멘트와 실리카 퓸의 중간 크기를 갖고 일반적으로 수화 반응하지 않기 때문에 결합재에 해당되지는 않는다.
상기 충전재는 초고성능 콘크리트의 강도와 탄성계수에 영향을 미치며, 상대적으로 단단한 광물인 순수 석영 미분말 등을 이용할 수 있다.
필요에 따라 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에는 고로슬래그, 플라이애쉬, 무수석고 등 고강도 콘크리트에 사용되는 재료들이 추가로 혼입될 수 있다.
상기와 같은 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에 배합설계에 의한 액상재료인 물과 고성능 감수제를 혼합하게 되는데, 고성능 감수제는 물-시멘트비(W/C)를 낮추어 배합 구성을 밀실하게 하고, 실리카 퓸이 분산되는 것을 도와 유동성 및 작업성을 향상시킨다.
상기 고성능 감수제는 폴리카본산계가 바람직하다.
본 발명은 (a) 보관기간이 2개월 이상 경과한 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 70~80중량%인 제1혼합물과 나머지인 제2혼합물로 분할하는 단계; (b) 믹서에 상기 제1혼합물 및 상기 배합설계에 의한 액상재료를 모두 투입하고 1차 믹싱하여 1차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; (c) 상기 믹서에 제2혼합물을 투입하고 2차 믹싱하여 2차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; 및 (d) 풀어진 혼합물을 고속 믹싱하여 액상화함으로써 고유동성을 확보하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서는 시멘트, 실리카 퓸 및 충전재를 사전에 혼합하여 구성되는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 제1혼합물과 제2혼합물로 분할한다.
상기 제1혼합물은 (b) 단계에서 믹서에 투입되며, 제2혼합물은 (c) 단계에서 믹서에 투입되는 것으로, 적절한 중량비로 나누도록 한다.
이때, 상기 제2혼합물은 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 20~30중량%가 되도록 구성할 수 있다.
상기 제2혼합물은 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 20중량% 미만이면 1차 뭉침이 일어나기까지 상당한 시간 소요되어 전체 믹싱 시간 단축 효과가 거의 없다.
상기 제2혼합물은 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 30중량%를 초과하면 1차로 투입된 분체량인 제1혼합물은 상대적으로 액상 재료가 너무 많아 재료가 뭉치기 전에 바로 풀어져 버린다. 그리고 제2혼합물 투입 시 너무 많은 분체가 추가되므로, 1차 혼합물과 함께 전부 뭉쳐지기 위해 소요되는 시간이 증가된다.
다음으로, (b) 믹서에 상기 제1혼합물 및 상기 배합설계에 의한 액상재료를 모두 투입하고 1차 믹싱하여 1차 뭉침 및 풀어짐을 유도한다.
도 2의 (a) 내지 (c)에는 상기 (b) 단계가 도시된다.
즉, 도 2의 (a)에서와 같이 믹서에 상기 (a) 단계에서 분할된 제1혼합물과 액상재료, 즉 물과 고성능 감수제를 투입한다.
믹싱이 진행됨에 따라 재료는 1차 뭉침(도 2의 (b)) 및 1차 풀어짐 과정을 거치게 된다(도 2의 (c)).
상기 제1혼합물은 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물 대비 일부분을 덜어내고 투입되는 반면, 상기 액상재료는 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 총량을 기준으로 모두 투입되어 1차적으로 재료의 뭉침이 빨리 일어난다.
그리고 (c) 상기 믹서에 제2혼합물을 투입하고 2차 믹싱하여 2차 뭉침 및 풀어짐을 유도한다.
도 3의 (a) 내지 (c)에는 상기 (c) 단계가 도시된다.
즉, 도 3의 (a)에서와 같이 재료의 1차 풀어짐이 일어난 믹서에 상기 (a) 단계에서 분할된 제2혼합물을 투입한다.
믹싱이 진행됨에 따라 재료는 2차 뭉침(도 3의 (b)) 및 2차 풀어짐 과정을 거치게 된다(도 3의 (c)).
상기 (c) 단계에서는 1차 믹싱으로 뭉침과 풀어짐이 일어난 후에 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 덜어낸 나머지 제2혼합물만을 투입하여 믹싱하므로 전체 믹싱 시간을 단축할 수 있다.
마지막으로 (d) 풀어진 혼합물을 고속 믹싱하여 액상화함으로써 고유동성을 확보한다(도 4).
상기 (b) 단계와 (c) 단계를 거쳐 풀어진 혼합물은 점도가 낮아 믹서의 고속 회전이 가능하도록 한다. 이에 따라 고속 회전 과정에서 고성능 감수제의 분산이 원활히 이루어져 혼합물의 액상화가 원활히 진행되고 고유동성을 확보할 수 있다.
따라서 시멘트와 실리카 퓸이 포함된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 장기간 보관하더라도 상기와 같은 (a) 단계 내지 (d) 단계의 과정을 통하여 물 또는 감수제의 추가 혼입 없이 믹싱 시간을 단축하면서 고유동성의 재료를 공급할 수 있다.
다시 말하면 액상재료의 총량은 동일하게 유지하면서 1차적으로 뭉침이 빨리 일어나도록 프리믹스 일부분을 덜어내 1차 믹싱하고, 1차 믹싱으로 뭉침과 풀어짐이 일어난 이후에 덜어낸 나머지 프리믹스를 투입하므로, 전체 믹싱 시간을 단축하면서 초고성능 콘크리트 제조를 위한 고유동성 재료를 공급할 수 있다.
표 1은 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 분할 투입에 따른 재료의 풀림 시간을 비교한 것이다.
UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물은 시멘트, 실리카 퓸, 충전재로서의 석영분말, 잔골재로서의 규사를 1: 0.25: 0.35: 1.1의 중량비로 혼합한 것이며, 표 1에서는 프리믹스로 표기하였다. 그리고 액상재료는 시멘트 1에 대해 물 0.23, 폴리카본산계 고성능감수제 0.04의 중량비로 투입하였다.
실험 변수는 프리믹스 제조 후 경과 시간인 프리믹스 보관기간과 제2혼합물의 중량비이며, 프리믹스에 액상재료를 5~10초간 투입한 시점부터 1차 풀림 및 2차 풀림까지 걸린 시간을 측정하였다.

No.		 프리믹스
보관기간		 프리믹스 배분 측정결과
1차 혼합물 2차혼합물 1차 풀림 2차 풀림
1 1일 100% 0% 1분 -
2 2주 100% 0% 15분 -
3 2개월 80% 20% 2분 3분15초
4 5개월 80% 20% 3분 4분30초
5 70% 30% 1분15초 4분30초
No.1과 No.2는 기존 방식과 같이 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물 전량과 액상재료를 동시에 믹서에 투입하여 믹싱한 것이다. 표 1을 통하여 프리믹스 보관기간이 2주인 경우 프리믹스 보관기간이 1일인 경우에 비하여 1차 풀림 시간이 크게 증가한 것을 확인할 수 있다.
No.3과 내지 No.5는 본 발명에 의한 초고성능 콘크리트 제조방법을 이용한 것이다.
No.3과 No.4는 제2혼합물이 20중량%으로, 프리믹스 보관기간이 2개월, 5개월인 경우 최종 풀림까지 각각 3분 15초, 4분 30초의 시간이 소요되었다. 따라서 프리믹스 보관기간이 2주인 기존 방식에 의한 제조보다 시간이 크게 단축된 것을 확인할 수 있다.
또한, No.4와 No.5를 통하여 제2혼합물의 비중이 많을수록 1차 풀림 시간은 단축됨을 확인할 수 있으며, 제2혼합물이 20중량%, 30중량%인 경우 최종 2차 풀림 시까지 소요 시간이 동일함을 알 수 있다.
상기 (b) 단계의 1차 믹싱 및 (c) 단계의 2차 믹싱의 믹서 속도는 135~145rpm이고, 상기 (d) 단계의 고속 믹싱의 믹서 속도는 275~295rpm이 되도록 구성할 수 있다.
상기 (b) 단계와 (c) 단계에서는 135~145rpm의 믹서 속도가 1차 뭉침 및 2차 뭉침, 그리고 이들 각각의 뭉친 재료가 풀리는 액상화에 가장 적절한 속도이다.
그리고 상기 (d) 단계에서는 275~295rpm의 믹서 속도가 액상화된 재료의 고유동화에 가장 적절한 속도이다.
상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에는 믹서에 강섬유가 혼합될 수 있다.
상기 강섬유는 초고성능 콘크리트의 인장력, 연성 등을 개선하기 위하여 혼입된다.
만약 상기 (b) 단계 후 믹서에 강섬유를 혼입하면 (c) 단계의 2차 뭉침 과정에서 강섬유에 의한 부하가 추가된다. 따라서 믹서에 부담이 가중되어 믹서 고장의 원인이 될 수 있다.
그리고 상기 (d) 단계 이후 믹서에 강섬유를 혼입하면 고성능 감수제의 분산 후 재료가 물처럼 유동화된 상태에서 강섬유가 혼입되는 것이므로 강섬유의 분산이 원활하지 않을 수 있다.
따라서 (c) 단계와 (d) 단계 사이에 강섬유를 혼입하여 주는 것이 바람직하다.

Claims (4)

  1. 시멘트, 실리카 퓸 및 충전재를 사전에 혼합하여 구성된 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물에 배합설계에 의한 액상재료인 물과 고성능 감수제를 혼합하여 초고성능 콘크리트를 제조하는 방법에 관한 것으로,
    (a) 보관기간이 2개월 이상 경과한 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 전체 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물의 70~80중량%인 제1혼합물과 나머지인 제2혼합물로 분할하는 단계;
    (b) 믹서에 상기 제1혼합물 및 상기 배합설계에 의한 액상재료를 모두 투입하고 1차 믹싱하여 1차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계;
    (c) 상기 믹서에 제2혼합물을 투입하고 2차 믹싱하여 2차 뭉침 및 풀어짐을 유도하는 단계; 및
    (d) 풀어진 혼합물을 고속 믹싱하여 액상화함으로써 고유동성을 확보하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 1차 믹싱 및 2차 믹싱의 믹서 속도는 135~145rpm이고, 고속 믹싱의 믹서 속도는 275~295rpm인 것을 특징으로 하는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법.
  4. 제1항에서,
    상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에 믹서에 강섬유가 혼합되는 것을 특징으로 하는 UHPC 프리믹스 시멘트 혼합물을 이용한 초고성능 콘크리트의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110467391A (zh) * 2019-07-11 2019-11-19 上海复培新材料科技有限公司 桥梁连接缝专用混凝土粉料、其制备和施工方法
KR102292774B1 (ko) * 2020-10-12 2021-08-25 합자회사 동일콘크리트 투수 블록 생산 방법 및 이러한 방법을 기반으로 생성된 투수 블록
CN112456920A (zh) * 2020-12-18 2021-03-09 成都宏基建材股份有限公司 高流态超高性能混凝土
KR102420649B1 (ko) * 2021-05-27 2022-07-14 주식회사 정양에스지 단열성과 압축강도를 증대시킨 단열uhpc 조성물
KR102389372B1 (ko) * 2021-07-02 2022-04-21 정동근 향상된 물성의 경제적 uhpc

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2894498B2 (ja) * 1989-06-10 1999-05-24 鹿島建設株式会社 フレッシュコンクリートのスランプ値改善法
JP2010149348A (ja) 2008-12-25 2010-07-08 Eiichi Tazawa コンクリート作製方法およびコンクリート作製システム
JP2010149402A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Takenaka Komuten Co Ltd コンクリート組成物の製造方法及びコンクリート成形体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2894498B2 (ja) * 1989-06-10 1999-05-24 鹿島建設株式会社 フレッシュコンクリートのスランプ値改善法
JP2010149348A (ja) 2008-12-25 2010-07-08 Eiichi Tazawa コンクリート作製方法およびコンクリート作製システム
JP2010149402A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Takenaka Komuten Co Ltd コンクリート組成物の製造方法及びコンクリート成形体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210094463A (ko) 2020-01-21 2021-07-29 주식회사 삼표산업 글리콜 에테르계 화합물로 이루어진 물성안정제를 이용한 저점성 초고성능 콘크리트 조성물

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