KR101940026B1 - Method for preparing polymer for concrete modification and concrete composition containing polymer produced by the method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a concrete reforming polymer and a concrete composite including the same. To this end, the concrete reforming polymer comprises: a polymer polymerized by using ethenyl acetate and ethyl prop-2-enoate; and propylene dicarboxylic acid which is branched on a surface of the polymer particle. The manufacturing method of the concrete reforming polymer provides good polymer dispersion and storage stability.

Description

콘크리트 개질용 폴리머 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 폴리머를 포함하는 콘크리트 조성물{METHOD FOR PREPARING POLYMER FOR CONCRETE MODIFICATION AND CONCRETE COMPOSITION CONTAINING POLYMER PRODUCED BY THE METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for producing a concrete-modified polymer, and a concrete composition comprising the polymer produced by the method. BACKGROUND OF THE INVENTION < RTI ID =

본 발명은 콘크리트 개질용 폴리머 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 폴리머를 포함하는 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 개질용 에테닐 아세테이트와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)가 중합된 콘크리트 개질용 폴리머 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 폴리머를 포함하는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a polymer for concrete modification and a concrete composition comprising the polymer produced by the method. More particularly, the present invention relates to a concrete composition comprising a mixture of ethylene propyl-2-enoate -enoate), and a concrete composition comprising the polymer produced by the method.

일반적으로 속경성 또는 조강성 시멘트계 조성물은 초속경성 또는 조강성 시멘트 자체와 배합수, 속경성 또는 조강성 시멘트, 규사, 모래, 골재 및 배합수가 혼합된 조성물 형태로 긴급보수가 필요한 콘크리트 도로, 콘크리트 구조물, 건축물 등이 적용되어 신속한 복구와 보수가 가능하나, 상기 속경성 또는 조강성 시멘트계 조성물 배합으로는 조성물 자체 방수성 및 내구성 등이 단위시멘트 양을 조절하여도 그 한계가 있었다. Generally, a fast-curing or high-strength cement-based composition is a concrete road in which a quick-repair is required in the form of a composition containing a very fast or rigid cement itself and a compounding water, a rapid or rigid cement, silica sand, sand, aggregate, And buildings are applied to quickly repair and repair. However, even when the amount of unit cement is controlled by the composition of the quick-curing or high-strength cement-based composition, the water resistance and durability of the composition itself are limited.

이러한 원인은 상기 속경성 또는 조강성 시멘트 조성물 자체가 방수성 보다는 흡수성이 강하며, 대기온도 변화에 따라 수축, 팽창작용을 반복하게 되는데, 이 과정에서 접착모체와의 수축이완율의 차이가 발생하게 됨으로서, 접합부 계면에 발생하는 응력으로 인해 초기 접착상태가 이완되고, 국부적 또는 전면적 계면 탈락 또는 크랙 발생으로 이어지게 되며, 이러한 결함부위로 침투된 외부 유입수 또는 습기에 의해 속경성시멘트 조성물의 누수 및 생애주기가 단축되는 문제점이 있었다.The reason for this is that the quick or rigid cement composition itself is more water-absorbing than waterproof and repeatedly shrinks and expands according to changes in the atmospheric temperature. In this process, there is a difference in shrinkage relaxation ratio with the adhesive matrix , The initial bonding state is loosened due to the stress generated at the bonding interface, leading to local or total interface detachment or cracking, and leakage and life cycle of the quick-curing cement composition due to external inflow water or moisture penetrated into the defect There was an issue that was shortened.

상기 문제점을 보완하기 위해 콘크리트 보수 및 보강공사에 SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 라텍스를 첨가한 라텍스 개질 콘크리트의 사용이 대한민국등록특허공보 제421255호에 기재되어 있다.In order to solve the above problems, the use of latex modified concrete in which SBR (Styrene-Butadiene Rubber) latex is added to concrete repair and reinforcement work is described in Korean Patent Registration No. 421255.

상기 기재된 내용에 의해 개질 속경성, 조강성 콘크리트를 제조하기 위해 SBR(Styene-Butadine Rubber) 라텍스를 사용하는 경우에 동절기 동결융해 저항성이 떨어져 이듬해 기온이 상승할 경우, 콘크리트의 표면박리 현상이 심하게 발생하였다. 이러한 현상은 SBR 라텍스의 방수성 및 내염화물 저항성이 떨어져 발생하는 것으로서 콘크리트 내구성을 담보하기에는 한계를 보여 왔다.According to the above description, when SBR (Styene-Butadine Rubber) latex is used to produce modified quick-hard and high-strength concrete, when the temperature of the next year increases due to the freezing and thawing resistance in the winter season, Respectively. This phenomenon is caused by the deterioration of the water resistance and the resistance to chloride of SBR latex. Therefore, it has been limited to guarantee concrete durability.

본 발명은 주 모노머로 에테닐 아세테이트, 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)가 중합된 폴리머 입자 표면에 프로필렌 디카르복실산을 브렌치시켜 폴리머 자체 분산 안정성 및 시멘트와의 혼화성이 우수하고, 프로필렌 디카르복실산을 반응 시간별로 나누어 투입함으로써 폴리머의 분산 및 저장 안정성이 우수한 콘크리트 개질용 폴리머의 제조방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.In the present invention, propylene dicarboxylic acid is branched on the surface of polymer particles obtained by polymerizing ethenyl acetate and ethyl prop-2-enoate as main monomers, It is a principal object of the present invention to provide a method for producing a polymer for concrete modification, which is excellent in chemical conversion, and which is obtained by dividing propylene dicarboxylic acid by reaction time, and thus has excellent dispersion and storage stability of the polymer.

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아울러, 본 발명은 콘크리트 조성물에 전술한 바와 같은 콘크리트 개질용 폴리머를 콘크리트 조성물에 혼합하여 사용함으로써, 방수성, 압축강도 및 부착강도가 향상된 콘크리트 조성물을 제공하는 것도 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a concrete composition improved in waterproofness, compressive strength and adhesion strength by mixing the concrete composition with the above-mentioned concrete modifying polymer in a concrete composition.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소디움 라우릴 설페이트 0.1~0.5 중량부, 상기 세틸 알콜 0.3~0.5 중량부, 상기 소디움 카보네이트 0.1~0.3 중량부를 투입하는 유화제 조성물을 투입하는 단계;
상기 유화제 조성물을 투입한 후 온도를 60℃로 승온하고, 반응 모노머인 에테닐 아세테이트 35~45 중량부 및 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 55~65 중량부를 투입한 다음, 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide) 0.1~0.3 중량부를 추가로 투입하여 반응을 개시하는 단계;
반응이 개시되면 기능성 모노머인 프로필렌 디카르복실산(propylene dicarboxylic acid) 1~5 중량부를 투입하되, 반응종결까지 총 9시간 중 초기 4시간 동안은 전체 투입량의 20~40%를 투입하고, 이후 4시간 동안 나머지를 투입하는 프로필렌 디카르복실산 투입단계;
반응 종결 1시간 전에 반응 종결제인 소디움 설폭시레이트 포름알데하이드 0.2-0.3 중량부를 투입하여 반응을 종결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 개질용 폴리머의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제1항에 따라 제조된 콘크리트 개질용 폴리머 0.01~5 중량부; 시멘트 결합재 15~20 중량부; 잔골재 또는 규사 25~45 중량부; 굵은 골재 25~40 중량부 및 배합수 0.03~10 중량부를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서;
상기 시멘트 결합재는 초속경 시멘트 결합재 또는 초조강 시멘트 결합재이며;
상기 초속경 시멘트 결합재인 경우에는 조강 시멘트 20-30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 시멘트 20-50 중량부, 알루미나 시멘트 20-50 중량부, 석고 5-15 중량부, 응결지연제 0.01-1.0 중량부로 조성되고;
상기 초조강 시멘트 결합재인 경우에는 포틀랜드 시멘트 30-40 중량부, 칼슘설포알루미네이트 시멘트 20-50 중량부, 알루미나 시멘트 20-50 중량부, 석고 5-15 중량부, 응결지연제 0.01-1.0 중량부로 조성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 개질용 폴리머를 포함하는 콘크리트 조성물도 제공한다.
In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for preparing an emulsifier composition, which comprises the steps of: 0.1 to 0.5 parts by weight of sodium lauryl sulfate; 0.3 to 0.5 parts by weight of cetyl alcohol; and 0.1 to 0.3 parts by weight of sodium carbonate;
After the emulsifier composition was added, the temperature was raised to 60 ° C., 35 to 45 parts by weight of ethynyl acetate as a reaction monomer and 55 to 65 parts by weight of ethyl prop-2-enoate were added Next, 0.1 to 0.3 parts by weight of benzoyl peroxide is further added to initiate the reaction.
When the reaction is initiated, 1 to 5 parts by weight of propylene dicarboxylic acid, which is a functional monomer, is added, and 20 to 40% of the total amount of the propylene dicarboxylic acid is introduced during the initial 4 hours from the end of the reaction for 9 hours, A propylene dicarboxylic acid addition step of charging the remainder for a period of time;
And 0.2 to 0.3 parts by weight of sodium sulfoxylate formaldehyde, which is a reaction terminator, is added 1 hour before the completion of the reaction to complete the reaction.
Also, the present invention provides a method for producing a reinforced concrete, comprising: 0.01 to 5 parts by weight of a concrete modification polymer produced according to the first aspect; 15 to 20 parts by weight of a cement binder; 25 to 45 parts by weight of fine aggregate or silica sand; 25 to 40 parts by weight of a coarse aggregate, and 0.03 to 10 parts by weight of a blend;
Wherein the cement binder is a ultra fast cement binder or an aged steel cement binder;
20 to 50 parts by weight of crude steel cement, 20 to 50 parts by weight of calcium sulfoaluminate cement, 20 to 50 parts by weight of alumina cement, 5 to 15 parts by weight of gypsum and 0.01 to 1.0 part by weight of a coagulation retardant, ;
In the case of the above-mentioned prepreg steel cement binder, 30 to 40 parts by weight of Portland cement, 20 to 50 parts by weight of calcium sulfoaluminate cement, 20 to 50 parts by weight of alumina cement, 5 to 15 parts by weight of gypsum, The present invention also provides a concrete composition comprising a polymer for reforming concrete.

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상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 콘크리트 개질용 폴리머는 중합된 폴리머 입자 표면에 브렌치된 기능성 모노머의 음이온 관능기로 인하여 폴리머 자체 분산 안정성과 시멘트와의 혼화성이 향상되는 효과가 있다.The polymer for concrete modification according to the present invention having the above-mentioned structure has an effect of improving stability of polymer itself and miscibility with cement due to anionic functional groups of functional monomers branched on the surface of polymerized polymer particles.

또한, 이러한 콘크리트 개질용 폴리머의 제조방법에 있어서, 기능성 모노머인 프로필렌 디카르복실산을 반응 시간별로 나누어 투입함으로써, 폴리머 입자 내부와 표면에 음이온성 관능기를 부여할 수 있고, 모노머의 중합율을 균일하게 유지할 수 있으며 중합 후 제조된 폴리머의 분산 및 저장 안정성이 향상될 수 있다.In addition, in the method for producing such a concrete-modifying polymer, an anionic functional group can be imparted to the inside and the surface of the polymer particle by adding the propylene dicarboxylic acid, which is a functional monomer, by the reaction time, And the dispersion and storage stability of the polymer produced after the polymerization can be improved.

아울러, 전술한 콘크리트 개질용 폴리머는 분말도가 다른 속경성 또는 조강성 시멘트에 적용이 가능하며, 콘크리트 조성물에 혼합하여 사용할 경우, 시멘트 대비 배합수 비와 콘크리트 조성물의 단위 시멘트 사용량을 감소시킬 수 있어 경제성 제고 및 원가절감 효과가 있으며, 방수성 및 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.In addition, the above-mentioned concrete modifying polymer can be applied to fast-curing or high-strength cement having different powdery degree, and when mixed with a concrete composition, the mixing ratio of cement and the amount of unit cement used in the concrete composition can be reduced Economical efficiency and cost saving effect, and water resistance and durability can be greatly improved.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 제시하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 상기와 같은 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art may understand the present invention without departing from the scope and spirit of the present invention. It is not.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 개질용 폴리머는 에테닐 아세테이트와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)가 중합된 폴리머; 및 폴리머의 입자 표면에 브렌치(branched)된 프로필렌 디카르복실산을 포함할 수 있다.The polymer for concrete modification according to one embodiment of the present invention is a polymer obtained by polymerizing ethenyl acetate and ethyl prop-2-enoate; And propylene dicarboxylic acid branched at the particle surface of the polymer.

여기서, 에테닐 아세테이트는 35~45 중량부, 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)는 55~65 중량부, 프로필렌 디카르복실산은 1~5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the ethenyl acetate is 35 to 45 parts by weight, the ethyl prop-2-enoate is 55 to 65 parts by weight, and the propylene dicarboxylic acid is 1 to 5 parts by weight .

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 콘크리트 개질용 폴리머의 제조방법은 유화제 조성물을 투입하는 단계; 반응 모노머를 투입하여 반응을 개시하는 단계; 기능성 모노머를 투입하는 단계; 및 반응 종결제를 투입하여 반응을 종결시키는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preparing a polymer for modifying concrete, comprising: injecting an emulsifier composition; Introducing a reaction monomer to initiate a reaction; Introducing a functional monomer; And terminating the reaction by injecting the reaction termination.

유화제 조성물을 투입하는 단계는 유화제 조성물인 소디움 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 세틸 알콜(cetyl alcohol) 및 소디움 카보네이트(sodium carbonate)를 중합 반응 전에 투입하는 단계일 수 있다. 이때, 소디움 라우릴 설페이트 0.1~0.5 중량부, 세틸 알콜 0.3~0.5 중량부, 소디움 카보네이트 0.1~0.3 중량부를 투입하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The step of introducing the emulsifier composition may be a step of injecting sodium lauryl sulfate, cetyl alcohol, and sodium carbonate, which are emulsifier compositions, before the polymerization reaction. At this time, it is preferable to add 0.1-0.5 parts by weight of sodium lauryl sulfate, 0.3-0.5 parts by weight of cetyl alcohol and 0.1-0.3 parts by weight of sodium carbonate, but it is not limited thereto.

반응을 개시하는 단계는 반응 모노머인 에테닐 아세테이트 및 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)를 투입하여 반응을 개시하는 단계일 수 있다.The step of initiating the reaction may be a step of initiating the reaction by injecting ethynyl acetate and ethyl prop-2-enoate, which are reaction monomers.

구체적으로, 상기 유화제 조성물을 투입한 후 온도를 60℃로 승온하고, 반응 모노머인 에테닐 아세테이트 35~45 중량부 및 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 55~65 중량부를 투입하여 반응을 개시하는 것이 바람직하다.Specifically, after the emulsifier composition was added, the temperature was raised to 60 ° C, and 35 to 45 parts by weight of ethynyl acetate as a reaction monomer and 55 to 65 parts by weight of ethyl prop-2-enoate To initiate the reaction.

상기 에테닐 아세테이트(분자량 86±0.1g/mol)는 형성된 필름 매트리스의 스티프니스(stiffness)를 부여하고 조절하는 기능을 하여 폴리머 혼입 시멘트 및 콘크리트 조성물의 압축강도 증진 및 조절하는 역할을 한다. 이러한 에테닐 아세테이트의 투입량이 35중량부 미만이면 필름 매트리스가 연성화되어 압축강도가 저하되고, 45중량부를 초과할 경우에는 필름 매트리스가 스티프하게 변질되어 시멘트 및 콘크리트계 조성물의 취성이 강해지고 외부 충격에 취약해지는 문제가 발생하게 된다.The above-mentioned ethenyl acetate (molecular weight 86 ± 0.1 g / mol) functions to impart and control the stiffness of the formed film mattress, thereby enhancing and controlling the compressive strength of the polymer-incorporated cement and concrete composition. If the amount of the injected ethenyl acetate is less than 35 parts by weight, the film mattress becomes softer and the compressive strength is lowered. When the amount exceeds 80 parts by weight, the film mattress becomes stiff and the brittleness of the cement and concrete composition becomes strong, The problem becomes weak.

또한, 상기 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)(분자량 100±0.1g/mol)는 형성된 필름 매트리스의 연성 및 외부 충격을 흡수하는 기능을 하며, 폴리머 혼입 시멘트 및 콘크리트 조성물의 휨강도 및 인장강도 증진하는 역할을 한다. 이러한 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)의 투입량이 55중량부 미만하면 필름 매트리스가 스티프해져 시멘트 및 콘크리트 조성물의 휨강도와 인장강도가 저하되고, 65중량부를 초과할 경우에는 필름 매트리스가 과도하게 연성화되어 시멘트 및 콘크리트 조성물의 휨강도와 인장강도는 증진되나, 압축강도가 현저히 감소하게 된다.The ethyl prop-2-enoate (molecular weight 100 ± 0.1 g / mol) has a function of absorbing the ductility and external impact of the formed film mattress, and the polymer-incorporated cement and concrete composition To increase the flexural strength and tensile strength of the steel sheet. When the amount of the ethyl prop-2-enoate added is less than 55 parts by weight, the film mattress becomes stiff to lower the flexural strength and tensile strength of the cement and concrete composition. When the amount of ethyl prop-2-enoate is more than 65 parts by weight The film mattress is excessively softened so that the flexural strength and tensile strength of the cement and concrete composition are improved but the compressive strength is significantly reduced.

전술한 바와 같이 에테닐 아세테이트와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)는 중합 반응을 통해 주쇄를 형성하게 되며, 이를 시멘트 및 콘크리트계와 배합할 경우 시멘트 및 콘크리트 입자간 계면의 공극을 연속 필름 매트리스로 충진함으로써 시멘트 및 콘크리트 조성물의 방수성을 부여하고, 외부 유입수 및 화합물에 대한 내부식성을 향상시킬 수 있다.As described above, ethylenevacetate and ethyl prop-2-enoate form a main chain through a polymerization reaction. If the ethylenevprop-2-enoate is mixed with a cement and a concrete system, the interface between the cement and the concrete particles Can be filled with a continuous film mattress to impart water resistance to the cement and concrete composition and improve corrosion resistance to external influent and compounds.

한편, 반응 개시 시 반응 개시제인 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide)를 추가로 투입하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반응 개시제는 0.1~0.3 중량부를 투입하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable to add benzoyl peroxide as a reaction initiator at the start of the reaction, but it is not limited thereto, and 0.1 to 0.3 parts by weight of the reaction initiator is preferably added.

이후, 반응이 개시되면 기능성 모노머인 프로필렌 디카르복실산(propylene dicarboxylic acid; 분자량 130±0.1 g/mol) 1~5 중량부를 투입한다. 투입 시, 전체 투입량의 20~40%, 바람직하게는 30%는 반응 초기에 투입하고, 전체 투입량의 60~80%, 바람직하게는 70%는 반응 후기에 투입하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 프로필렌 디카르복실산 1~5중량부의 30%를 반응 4시간 동안 투입하고, 70%는 나머지 반응시간 5시간 중 4시간 동안 나누어 투입할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Then, when the reaction is initiated, 1 to 5 parts by weight of propylene dicarboxylic acid (molecular weight 130 ± 0.1 g / mol), which is a functional monomer, is added. It is preferable that 20 to 40%, preferably 30% of the total charged amount is charged at the beginning of the reaction and 60 to 80%, preferably 70% of the total charged amount, is added at the end of the reaction. Specifically, 30% of 1 to 5 parts by weight of propylene dicarboxylic acid may be added for 4 hours, and 70% may be added for 4 hours during 5 hours of the remaining reaction time. However, the present invention is not limited thereto.

상기 프로필렌 디카르복실산을 반응 시간별로 나누어 투입함으로써, 폴리머 입자 내부와 표면에 음이온성 관능기를 부여할 수 있고, 모노머의 중합율을 균일하게 유지할 수 있으며 중합 후 제조된 폴리머의 분산 및 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.By adding the propylene dicarboxylic acid divided by the reaction time, anionic functional groups can be imparted to the inside and the surface of the polymer particle, the polymerization rate of the monomer can be maintained uniformly, and the dispersion and storage stability of the polymer Can be improved.

상기 프로필렌 디카르복실산은 중합된 폴리머의 입자표면에서 입자간 분산안정성과 저장안정성을 개선하는 역할을 하며, 시멘트 및 콘크리트 조성물 배합 시 시멘트 및 콘크리트 입자표면의 다가 양이온성을 중화하여 혼화성을 개선하는 역할을 한다. 또한, 상기 프로필렌 디카르복실산은 중합된 폴리머 입자표면의 전하를 음이온성으로 대전하여 시멘트 조성물의 부재가 콘크리트일 경우, 부재 표면의 양이온 성분의 시멘트 성분과 결합하여 시멘트 조성물의 접착강도를 증진시키며 양생과정을 통해 두 조성물간 부착강도를 향상시킨다.The propylene dicarboxylic acid serves to improve dispersion stability and storage stability between particles on the surface of the polymerized polymer and improves miscibility by neutralizing the polyvalent cation on the surface of the cement and concrete particles when mixing the cement and concrete composition It plays a role. In addition, the propylene dicarboxylic acid is anionically charged on the surface of the polymerized polymer particles, and when the member of the cement composition is a concrete, the propylene dicarboxylic acid bonds with the cement component of the cation component of the surface of the member to improve the adhesive strength of the cement composition, Thereby improving the adhesion strength between the two compositions.

이러한 프로필렌 디카르복실산의 투입량이 1 중량부 미만이면 중합된 폴리머의 분산안정성과 저장안정성이 감소하고, 5 중량부를 초과할 경우에는 폴리머의 입자표면의 음이온 대전층이 과도하게 높아져 분산 점도가 높아지는 문제가 발생하게 된다. When the amount of the propylene dicarboxylic acid is less than 1 part by weight, the dispersion stability and storage stability of the polymerized polymer are decreased. When the amount of the propylene dicarboxylic acid is more than 5 parts by weight, the anionically charged layer on the polymer particle surface becomes excessively high, A problem occurs.

이후, 반응 종결제인 소디움 설폭시레이트 포름알데하이드 0.2~0.3 중량부를 반응 종결 1시간 전에 투입하여 반응을 종결시킨다.Then, 0.2 to 0.3 part by weight of sodium sulfoxylate formaldehyde, which is a reaction terminator, is added 1 hour before the end of the reaction to terminate the reaction.

전술한 바와 같이 제조된 콘크리트 개질용 에테닐 아세테이트-에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 폴리머는 분말도가 다른 속경성 또는 조강성 시멘트에 적용이 가능하며, 콘크리트 조성물에 혼합하여 사용할 경우, 콘크리트 조성물의 방수성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.The ethyl prop-2-enoate polymer for concrete modification, prepared as described above, can be applied to fast-curing or high-strength cements having different degrees of powder, When used in combination, the waterproofness and durability of the concrete composition can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 조성물은 상기 콘크리트 개질용 폴리머; 시멘트 결합재; 잔골재 또는 규사; 굵은 골재 및 배합수를 포함할 수 있다.The concrete composition according to one embodiment of the present invention includes the concrete reforming polymer; Cement binder; Fine aggregate or silica sand; Coarse aggregate and the number of the formulations.

상기 콘크리트 개질용 폴리머는 0.01-5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 0.01 중량부 미만의 경우에는 굳지 않은 콘크리트의 정해진 배합수량 범위 내에서의 요구되는 내수성을 얻을 수 없으며, 분산성 확보를 위해 추가적인 배합수가 요구되어 강도와 방수성 저하에 따른 장기 내구성이 떨어진다. 반대로 5 중량부 초과의 경우에는 굳지 않은 콘트리트의 점성이 너무 증가하여 평탄성 작업 및 콘크리트 표면마감성이 불량해진다.The concrete modifying polymer is preferably used in an amount of 0.01 to 5 parts by weight. When the amount is less than 0.01 part by weight, the required water resistance within the predetermined mixing amount range of the unhardened concrete can not be obtained, and further compounding water is required for securing the dispersibility and the long-term durability is deteriorated due to the decrease in strength and waterproofness. On the other hand, if the amount of the non-hardened concrete exceeds 5 parts by weight, the viscosity of the unhardened concrete is excessively increased and the flatness and the surface finish of the concrete become poor.

상기 시멘트 결합재가 초속경 시멘트 결합재인 경우, 조강 시멘트 20-30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 시멘트 20-50 중량부, 알루미나 시멘트 20-50 중량부, 석고 5-15 중량부, 응결지연제 0.01-1.0 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.20-30 parts by weight of crude steel cement, 20-50 parts by weight of calcium sulfoaluminate cement, 20-50 parts by weight of alumina cement, 5-15 parts by weight of gypsum, 0.01-0.5 parts by weight of a coagulation retardant, Preferably 1.0 part by weight.

또한, 상기 시멘트 결합재가 초조강 시멘트 결합재인 경우, 포틀랜드 시멘트 30-40 중량부, 칼슘설포알루미네이트 시멘트 20-50 중량부, 알루미나 시멘트 20-50 중량부, 석고 5-15 중량부, 응결지연제 0.01-1.0 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.When the cement binder is an aged steel cement binder, 30 to 40 parts by weight of Portland cement, 20 to 50 parts by weight of calcium sulfoaluminate cement, 20 to 50 parts by weight of alumina cement, 5 to 15 parts by weight of gypsum, Preferably 0.01 to 1.0 part by weight.

상기 조강 시멘트는 KS에 규정한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조강 시멘트의 사용량이 20 중량부 미만이면 초기강도 발현이 지연되며, 30 중량부를 초과할 경우에는 배합수 요구량이 증가하고, 상대적으로 알루미나 시멘트 및 석고 첨가량이 감량되어 장기 강도 및 내구성이 떨어지게 된다.The crude steel cement is preferably one specified in KS. If the amount of the crude steel cement is less than 20 parts by weight, the initial strength development is delayed. If the amount is more than 30 parts by weight, the amount of the compounding water is increased and the amount of alumina cement and gypsum added is decreased.

상기 포틀랜드 시멘트는 KS L 5201 품질 기준을 만족하는 시멘트이며, 상기 포트랜드 시멘트의 사용량이 30 중량부 미만이면 칼슘설포알루미네이트 및 알루미나 시멘트 함량이 증가하여 시멘트 분산요구 배합수량이 급격히 증가하고, 가사시간 조절이 어려워지고, 콘크리트 배합수 증량에 따른 강도가 저하된다. 또한 상기 포트랜트 시멘트량이 40 중량부를 초과하면 콘크리트 배합수량이 절감되고 분산성은 개선되나 초기 강도확보가 어려워지게 된다.The Portland cement is a cement satisfying the KS L 5201 quality standard. When the amount of the Portland cement is less than 30 parts by weight, the content of calcium sulfoaluminate and alumina cement increases, And the strength due to the increase in the number of concrete formulations is lowered. If the amount of the portland cement is more than 40 parts by weight, the amount of concrete blended is reduced and the dispersibility is improved, but it becomes difficult to secure initial strength.

상기 칼슘설포알루미네이트 시멘트는 그 사용량이 20 중량부 미만이면 초기 강도 발현속도가 늦어지고 콘크리트 점성이 감소하여 재료분리 및 평탄성을 확보하기 어려워진다. 또한 그 사용량이 50 중량부 초과이면 콘크리트 배합수 증가가 필요하며 그 결과, 콘크리트의 초기강도가 저하된다. 반대로 장기 강도는 크게 증가하게 되어 최종 콘크리트의 취성이 높아진다.When the amount of the calcium sulfoaluminate cement is less than 20 parts by weight, the initial strength development rate is slowed and the viscosity of the concrete is decreased, so that it becomes difficult to secure the material separation and flatness. If the amount is more than 50 parts by weight, it is necessary to increase the number of concrete blends. As a result, the initial strength of the concrete is lowered. On the contrary, the long-term strength is greatly increased and the brittleness of the final concrete is increased.

상기 알루미나 시멘트는 콘크리트 점성, 초기강도 발현에 효과적이며, 그 사용량이 20 중량부 미만이면 상기 콘크리트 점성이 떨어지고 초기강도 발현이 기준치에 도달하기 어려우며, 50 중량부 초과이면 콘크리트 점성 증가에 따른 재료분리 완화 및 초기강도 발현이 우수하나, 장기 강도가 기준치 이상을 초과하게 된다. When the amount of the alumina cement is less than 20 parts by weight, the viscosity of the concrete deteriorates and the initial strength development hardly reaches the reference value. When the amount of the alumina cement is more than 50 parts by weight, And the initial strength is excellent, but the long-term strength exceeds the reference value.

상기 석고는 콘크리트의 초결, 응결 및 초기강도 발현을 위하여 사용하고 무수석고를 사용한다. 상기 석고의 함량이 5 중량부 미만이면 응결지연이 늦어져 가사시간 확보가 어렵고, 15 중량부 초과이면 과도한 응결지연에 따라 초기강도가 저하된다. The gypsum is used for the freshness, coagulation and initial strength development of concrete and anhydrous gypsum is used. If the content of the gypsum is less than 5 parts by weight, the coagulation delay is delayed and it is difficult to secure the pot life. If the content of the gypsum exceeds 15 parts by weight, the initial strength is lowered due to excessive coagulation delay.

상기 응결지연제는 콘크리트의 가사시간 확보를 조절하기 위해 사용되며, 응결지연제로는 무수 또는 함수구연산을 사용한다. 그 사용량은 0.01-1.0 중량부이며 대기온도에 따라 사용량은 조절하며, 동절기에는 0.01-0.3 중량부, 하절기에는 0.4-1.0 중량부를 사용한다. 사용량은 1.0 중량부 초과이면, 콘크리트의 초결과 초기강도 발현이 늦어져 개통시간 확보가 어려워진다.The coagulation retarder is used to control the retention time of concrete, and anhydrous or functional citric acid is used as the coagulation retarder. The amount to be used is 0.01-1.0 parts by weight, and the amount to be used is adjusted depending on the atmospheric temperature. In the winter, 0.01-0.3 parts by weight and in the summer, 0.4-1.0 parts by weight is used. If the amount is more than 1.0 part by weight, the initial strength of the concrete is delayed and the opening time becomes difficult to secure.

한편, 시멘트 결합재는 필요에 따라 칼슘설포알루미네이트 팽창제, 고성능감수제, 증점제 등을 추가로 첨가할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, if necessary, the cement binder may further contain calcium sulphoaluminate expanding agent, high performance water reducing agent, thickening agent, and the like, but is not limited thereto.

이러한 시멘트 결합재는 본 발명의 콘크리트 조성물의 15-20 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 15 중량부 미만의 경우에는 굳지 않은 콘크리트의 점성 부족과 브리딩 발생 가능성이 높아지고, 이에 따른 소성크랙 발생가능성 또한 높아진다. 아울러 콘크리트의 강도 및 수밀성 저하로 인한 투수저항성이 감소한다. 반대로 20 중량부 초과의 경우에는 시멘트 결합재 과다사용으로 인한 점성 증가로 인해 작업성과 가사시간 조절이 어려워지며, 과도한 수밀성 증대에 따른 건조수축 균열이 발생할 수 있다.The cement binder is preferably used in an amount of 15-20 parts by weight of the concrete composition of the present invention. If the amount is less than 15 parts by weight, the viscosity of the unhardened concrete may be insufficient and the possibility of bleeding may increase, thereby increasing the possibility of plastic cracking. In addition, the strength and watertightness of the concrete reduces the permeability due to the decrease in watertightness. On the contrary, when the amount exceeds 20 parts by weight, it is difficult to control the workability and the pot life due to the viscosity increase due to overuse of the cement binder, and drying shrinkage crack due to excessive water tightness may occur.

상기 잔골재는 5mm 이하의 입자크기를 가지며, 콘크리트표준시방서 기준치를 만족하면 별도의 제한없이 사용 가능하며, 상기 잔골재의 사용량이 25 중량부 미만이면 콘크리트 표면의 평탄성이 불량해지며, 45 중량부 초과이면, 콘크리트의 강도가 저하됨으로, 상기 잔골재의 사용량은 25-45 중량부가 바람직하다.The fine aggregate has a particle size of 5 mm or less and can be used without limitation if it satisfies the standard specification standard of concrete. If the amount of the fine aggregate is less than 25 parts by weight, the flatness of the concrete surface becomes poor. , The strength of the concrete is lowered, and the amount of the fine aggregate used is preferably 25-45 parts by weight.

상기 규사는 무수규산인 이산화규소(SiO2) 성분이 포함된 석영입자로 미분말상태의 초미립자 크기의 분체이며, 콘크리트 내부의 공극을 충진하고 배합수와의 수화반응을 통해 장기적으로 수화반응을 유도, 콘크리트의 수밀성을 보강하고 방수성을 향상시켜 콘크리트의 장기 내구성을 증진시키는 역할을 한다. 이러한 규사의 사용량이 25 중량부 미만이면 콘크리트 표면의 평탄성이 불량해지며, 45 중량부 초과이면, 콘크리트의 강도가 저하됨으로, 상기 규사의 사용량은 25-45 중량부가 바람직하다.The silica sand is a powder of super fine particles in a fine powder state containing silica (SiO 2 ) component, which is anhydrous silicic acid. It fills the pores in the concrete and induces hydration reaction in the long term through hydration reaction with the compound water. It strengthens the watertightness of concrete and improves waterproofing, thereby enhancing the durability of the concrete. When the amount of the silica sand is less than 25 parts by weight, the flatness of the concrete surface becomes poor. When the amount of the silica sand is more than 45 parts by weight, the strength of the concrete is lowered.

상기 굵은 골재는 19mm 정도의 입자크기를 가지며, 콘크리트표준시방서 기준치를 만족하는 것을 사용하며, 상기 굵은 골재의 사용량이 25 중량부 미만이면 콘크리트의 강도가 떨어지고, 40 중량부 초과이면, 콘크리트의 혼화 균일성 및 평탄성이 불량해진다. 따라서 상기 굵은 골재의 사용량은 25-40 중량부가 바람직하다.The coarse aggregate has a particle size of about 19 mm and satisfies the standard value of concrete standard specifications. If the amount of the coarse aggregate is less than 25 parts by weight, the strength of the concrete is lowered. If the coarse aggregate exceeds 40 parts by weight, Resulting in poor performance and flatness. Therefore, the amount of the coarse aggregate is preferably 25-40 parts by weight.

이하, 본 발명에 따른 콘크리트 개질용 폴리머 및 이로 개질된 콘크리트 조성물의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 제시하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 상기와 같은 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the concrete modifying polymer and the concrete composition according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art may understand the present invention without departing from the scope and spirit of the present invention. It is not.

<제조예 1>&Lt; Preparation Example 1 &

소디움 라우릴 설페이트 0.2 중량부, 세틸 알콜 0.3 중량부, 소디움 카보네이트 0.1 중량부로 구성된 유화제 조성물을 반응기 내에 투입하고, 반응기 온도가 60(±3)℃ 승온한 후, 온도 승온과 함께 주 단량체인 에테닐 아세테이트(분자량 86±0.1g/mol) 35 중량부와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate)(분자량 100±0.1g/mol) 65 중량부를 각각 투입하면서 반응을 개시하였다. 중합반응 개시와 동시에 프로필렌 디카르복실산(분자량 130±0.1 g/mol) 3 중량부의 30%를 반응 4시간 동안 투입하고, 70%는 나머지 반응시간 5시간 중 4시간 동안 나누어 투입한 다음, 소디움 설폭시레이트 포름알데하이드 0.3 중량부를 반응 종료 1시간 전에 투입하여 반응을 종결하여 콘크리트 개질용 폴리머를 제조하였다.0.2 part by weight of sodium lauryl sulfate, 0.3 part by weight of cetyl alcohol and 0.1 part by weight of sodium carbonate were charged into the reactor, and after the temperature of the reactor was raised by 60 (+/- 3) DEG C, the main monomer, 35 parts by weight of ethyl acetate (molecular weight 86 ± 0.1 g / mol) and 65 parts by weight of ethyl prop-2-enoate (molecular weight 100 ± 0.1 g / mol) At the same time as the initiation of the polymerization reaction, 30% of 3 parts by weight of propylene dicarboxylic acid (molecular weight 130 ± 0.1 g / mol) was added for 4 hours and the remaining 70% was added for 4 hours during 5 hours, 0.3 part by weight of sulfoxylated formaldehyde was added 1 hour before the end of the reaction to terminate the reaction to prepare a concrete reforming polymer.

<제조예 2>&Lt; Preparation Example 2 &

주 단량체인 에테닐 아세테이트 40 중량부와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 60 중량부를 각각 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 콘크리트 개질용 폴리머를 제조하였다.Except that 40 parts by weight of ethenyl acetate as a main monomer and 60 parts by weight of ethyl prop-2-enoate were added, respectively, to prepare a concrete reforming polymer .

<제조예 3>&Lt; Preparation Example 3 &

주 단량체인 에테닐 아세테이트 45 중량부와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 55 중량부를 각각 투입하고, 프로필렌 디카르복실산을 1 중량부 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 콘크리트 개질용 폴리머를 제조하였다.Except that 45 parts by weight of ethenyl acetate as a main monomer and 55 parts by weight of ethyl prop-2-enoate were added, respectively, and 1 part by weight of propylene dicarboxylic acid was added. The polymer for concrete modification was prepared through the same procedure as in Example 1.

<제조예 4>&Lt; Preparation Example 4 &

주 단량체인 에테닐 아세테이트 40 중량부와 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 56 중량부를 각각 투입하고, 프로필렌 디카르복실산을 투입하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 콘크리트 개질용 폴리머를 제조하였다.Except that 40 parts by weight of ethenyl acetate as a main monomer and 56 parts by weight of ethyl prop-2-enoate were added and propylene dicarboxylic acid was not added. The concrete modification polymer was prepared by the same procedure as the above.

실시예 1 내지 4에 따라 각각 제조된 콘크리트 개질용 폴리머의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the concrete-modifying polymers prepared according to Examples 1 to 4 are shown in Table 1 below.

구분division 평균입자크기 1)
(nm)
Average particle size 1)
(nm)
pH 2)
pH 2)
고형분농도 3)
(%)
Solid concentration 3)
(%)
점도 4)
(mPa.s)
Viscosity 4)
(mPa.s)
제조예 1Production Example 1 205205 8.78.7 48.148.1 8383 제조예 2Production Example 2 201201 8.58.5 47.747.7 9090 제조예 3Production Example 3 198198 8.68.6 47.847.8 9898 제조예 4Production Example 4 160160 8.98.9 47.847.8 211211

1) KSA ISO 13320-20141) KSA ISO 13320-2014

2) KSM 6516-20162) KSM 6516-2016

3) KSM 6516-20163) KSM 6516-2016

4) KSM 6516-2016(Brookfield viscometer, LV1, 30r/min)4) KSM 6516-2016 (Brookfield viscometer, LV1, 30 r / min)

상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 제조예 1 내지 3의 콘크리트 개질용 폴리머는 유사한 입자크기, pH, 고형분농도 및 점도를 보여주는 반면, 제조예 4는 프로필렌 디카르복실산이 적용되지 않아 중합된 폴리머의 입자크기가 작고 폴리머 입자간 분산 반발력이 작아져 점도가 상대적으로 높아지는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the concrete-modifying polymers of Production Examples 1 to 3 produced by the production method of the present invention showed similar particle size, pH, solid content concentration and viscosity, while Production Example 4 showed that propylene dicarboxylic acid It was found that the particle size of the polymerized polymer was small and the dispersion repulsion between the polymer particles was small and the viscosity was relatively high.

<실시예 1 내지 4>&Lt; Examples 1 to 4 >

하기 표 2에 기재된 배합조건으로 초속경 시멘트 결합재, 잔골재, 굵은 골재를 정량 계량하여 강제식 혼합믹서에 투입한 후, 건배합 조건으로 3분간 혼합하고, 제조예 1 내지 4에서 제조한 각각의 콘크리트 개선용 폴리머와 배합수를 동시에 투입하여 1분 30초간 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.The cement-based quick-setting binder, the fine aggregate and the coarse aggregate were weighed and weighed into a forced mixing mixer under the conditions shown in Table 2 below, and then mixed for 3 minutes under dry conditions. The improvement polymer and the compounding water were simultaneously added and mixed for 1 minute and 30 seconds to prepare a concrete composition.

이때, 상기 초속경 시멘트 결합재는 조강시멘트 30 중량부, CSA 30중량부, 알루미나 시멘트 20 중량부, 석고 10 중량부, CSA 팽창제 0.5 중량부, 리튬카모네이트 0.1 중량부, 응결지연제 0.01 중량부, 고성능감수제 0.01 중량부, 증점제 0.01 중량부, 내첨 지연제 0.01 중량부를 혼합하여 사용하였으며, 초속경 시멘트 결합재의 물성은 하기 표 3에 나타내었다.The quick-setting cement binder was prepared by mixing 30 parts by weight of crude steel cement, 30 parts by weight of CSA, 20 parts by weight of alumina cement, 10 parts by weight of gypsum, 0.5 parts by weight of CSA swelling agent, 0.1 parts by weight of lithium camomone, 0.01 parts by weight of a high-performance water reducing agent, 0.01 parts by weight of a thickener, and 0.01 parts by weight of an internal retardant were mixed. The physical properties of the cement latex binder are shown in Table 3 below.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

하기 표 2에 기재된 바와 같이, 콘크리트 개선용 폴리머를 혼합하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 통하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.As shown in Table 2 below, a concrete composition was prepared through the same procedure as in Example 1, except that the polymer for improving concrete was not mixed.

구 분division 단위량(kg/m3)Unit quantity (kg / m 3 ) 배합수Number of ingredients 시멘트cement 잔골재Fine aggregate 굵은 골재Coarse aggregate 폴리머Polymer 실시예 1 내지 실시예 4Examples 1 to 4 9090 340340 929929 801801 8787 비교예 1Comparative Example 1 132* 132 * 340340 929929 801801

* : 상기 초속경시멘트 결합재의 슬럼프(slump) 160mm 기준, 비교예 1은 추가 배합수가 요구됨*: According to the slump 160 mm of the above-mentioned quick-speed cement binder, Comparative Example 1 requires an additional compounding amount

시 험/시험항목Tests / Test Items 단 위unit 시 험 방 법Test Methods 측 정 값Measures 비 중importance g/cm3 g / cm 3 KSL 5110 : 2016KSL 5110: 2016 2.92.9 분 말 도Minutes cm2/gcm 2 / g KSL 5201 : 2016KSL 5201: 2016 58975897 응결시간Setting time 초 결Superfine minute 3030 종 결End 시간 : 분Hours: Minutes 0:510:51 안정도(오토클레이브)Stability (autoclave) %% 0.080.08 압축강도Compressive strength 4시간4 hours MPaMPa 30.730.7 28일28th 49.549.5

상기 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 4004에서 규정한 시험방법에 따라 흡수율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.The polymer-modified concrete composition prepared according to Examples 1 to 4 and the concrete composition prepared according to Comparative Example 1 were measured for water absorption according to the test method specified in KS F 4004, and the results are shown in Table 4 below.

하기 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예 1에 비하여 흡수율이 현저히 낮았으며, 실시예 4는 실시예 1 내지 실시예 3에 비하여 미세하나마 흡수율이 낮은 결과를 보였다. 흡수율이 높은 경우, 하절기 우기 시 외부 유입수의 흡수가 높아져 콘크리트 구조물 내부로의 침투와 확산이 증가하게 되어 콘크리트의 중성화가 빠르게 진행되고, 동절기 대기온도 하락에 따른 침투된 유입수의 팽창에 의해 구조물의 이완과 들뜸 현상이 발생하여 하자의 원인이 된다. As shown in Table 4 below, the water absorption rate of Examples 1 to 4 was significantly lower than that of Comparative Example 1, and the water absorption rate of Example 4 was lower than those of Examples 1 to 3. When the water absorption rate is high, the absorption of external inflow water increases at the summer season and the infiltration and diffusion of the infiltration into the concrete structure is increased, so that the neutralization of the concrete progresses rapidly and the inflation of infiltrated inflow water And floating phenomenon occurs, which causes defects.

구 분division 단 위 unit 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 흡수율Absorption rate %% 0.40.4 0.30.3 0.30.3 0.20.2 4.54.5

또한, 상기 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2711에서 규정한 방법에 따라 염분침투저항성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.Also, the polymer-modified concrete composition prepared according to Examples 1 to 4 and the concrete composition prepared according to Comparative Example 1 were measured for their salt penetration resistance according to the method defined in KS F 2711. The results are shown in Table 5 Respectively.

하기 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예 1 대비 염분침투가 현저히 낮음을 확인할 수 있었다.As can be seen from the following Table 5, it can be seen that Examples 1 to 4 have significantly lower salt infiltration than Comparative Example 1.

구분division 단위unit 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 염분침투저항성Salt penetration resistance coulombcoulomb 658658 652652 650650 653653 25302530

또한, 상기 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2405, KS F2762에서 규정한 방법에 따라 각각 압축강도(양생 4시간 후)와 부착강도(재령 28일)를 측장하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. The polymer-modified concrete composition prepared according to Examples 1 to 4 and the concrete composition prepared according to Comparative Example 1 were subjected to compression strength (after 4 hours of curing) and adhesion of the concrete composition according to the method specified in KS F 2405 and KS F2762 The intensity (28 days old) was measured and the results are shown in Table 6 below.

하기 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예 1에 비하여 압축강도가 높은 것으로 나타냈고, 이러한 결과는 실시예 1 내지 실시예 4가 미분말의 초속경 시멘트와의 혼화성에 있어 정상적인 압축강도 발현이 이루어졌음을 알 수 있었다. 또한, 부착강도 결과에서도 실시예 1 내지 실시예 4가 비교예 1보다 높은 계면 접착력을 나타내었다.As shown in Table 6 below, Examples 1 to 4 showed higher compressive strength than Comparative Example 1, and these results show that Examples 1 to 4 are excellent in miscibility with ultrafast cement of fine powder It was found that normal compression strength was achieved. In addition, also in the result of the adhesion strength, Examples 1 to 4 exhibited higher interfacial adhesion strength than Comparative Example 1.

구분division 단위unit 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 압축강도Compressive strength MPaMPa 23.523.5 23.823.8 22.322.3 22.622.6 19.619.6 부착강도Bond strength 1.871.87 1.851.85 1.911.91 1.901.90 0.940.94

<실시예 5 내지 8>&Lt; Examples 5 to 8 >

하기 표 7에 기재된 배합조건으로 초조강 시멘트 결합재, 잔골재, 굵은 골재를 정량 계량하여 강제식 혼합믹서에 투입한 후, 건배합 조건으로 3분간 혼합하고, 제조예 1 내지 4에서 제조한 각각의 콘크리트 개선용 폴리머와 배합수를 동시에 투입하여 1분 30초간 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.Agitated steel cement binder, fine aggregate and coarse aggregate were weighed and weighed into a forced mixing mixer under the mixing conditions shown in Table 7 below, and then mixed for 3 minutes under the dry mixing condition. Then, each of the concrete prepared in Production Examples 1 to 4 The improvement polymer and the compounding water were simultaneously added and mixed for 1 minute and 30 seconds to prepare a concrete composition.

이때, 상기 초조강 시멘트 결합재는 포트랜트 시멘트 35 중량부, CSA 25중량부, 알루미나 시멘트 25 중량부, 석고 8 중량부, CSA 팽창제 0.4 중량부, 응결지연제 0.01 중량부, 고성능감수제 0.01 중량부, 증점제 0.01 중량부를 혼합하여 사용하였으며, 초조강 시멘트 결합재의 물성은 하기 표 8에 나타내었다.The autoclaved cement binder was prepared by mixing 35 parts by weight of portland cement, 25 parts by weight of CSA, 25 parts by weight of alumina cement, 8 parts by weight of gypsum, 0.4 part by weight of CSA swelling agent, 0.01 part by weight of a coagulation retarder, 0.01 part by weight of high- And 0.01 part by weight of a thickener were mixed and used. The properties of the hardened cement based binder are shown in Table 8 below.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

하기 표 7에 기재된 바와 같이, 콘크리트 개선용 폴리머를 혼합하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 5과 동일한 과정을 통하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.As shown in Table 7 below, a concrete composition was prepared through the same procedure as in Example 5 except that the polymer for improving concrete was not mixed.

구 분division 단위량(kg/m3)Unit quantity (kg / m 3 ) 배합수Number of ingredients 시멘트cement 잔골재Fine aggregate 굵은 골재Coarse aggregate 폴리머Polymer 실시예 5 내지 실시예 8Examples 5 to 8 9090 340340 929929 801801 8787 비교예 2Comparative Example 2 132* 132 * 340340 929929 801801

* : 상기 초조강시멘트 결합재의 슬럼프(slump) 160mm 기준, 비교예 2는 추가 배합수가 요구됨*: Based on slump 160 mm of the above-mentioned cold-rolled steel cement-based material, Comparative Example 2 requires additional compounding amount

시 험/시험항목Tests / Test Items 단 위unit 시 험 방 법Test Methods 측 정 값Measures 비 중importance g/cm3 g / cm 3 KSL 5110 : 2016KSL 5110: 2016 2.942.94 분 말 도Minutes cm2/gcm 2 / g

KSL 5201 : 2016


KSL 5201: 2016
53205320
응결시간Setting time 초결Fresh minute 5050 종결closing 시간 : 분Hours: Minutes 1: 101: 10 안정도(오토클레이브)Stability (autoclave) %% 0.070.07 압축강도Compressive strength 12시간12 hours MPaMPa 28.728.7 28일28th 45.545.5

상기 실시예 5 내지 8에 따라 제조된 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 4004에서 규정한 시험방법에 따라 흡수율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.The polymer-modified concrete composition prepared according to Examples 5 to 8 and the concrete composition prepared according to Comparative Example 2 were measured for water absorption according to the test method specified in KS F 4004, and the results are shown in Table 9 below.

하기 표 9에서와 같이, 실시예 5 내지 실시예 8은 비교예 2 대비 높은 방수성을 나타내었으며, 실시예 5 내지 실시예 8은 유사한 흡수율을 갖는 것을 확인 할 수 있었다.As shown in Table 9 below, Examples 5 to 8 showed higher water resistance than Comparative Example 2, and Examples 5 to 8 had similar absorption rates.

구 분division 단 위 unit 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 비교예 2Comparative Example 2 흡수율Absorption rate %% 0.50.5 0.40.4 0.40.4 0.40.4 5.25.2

또한, 상기 실시예 5 내지 8에 따라 제조된 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2711에서 규정한 방법에 따라 염분침투저항성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.The polymer-modified concrete composition prepared according to Examples 5 to 8 and the concrete composition prepared according to Comparative Example 2 were measured for their salt penetration resistance according to the method defined in KS F 2711. The results are shown in Table 10 Respectively.

하기 표 10에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 5 내지 실시예 8은 비교에 2 대비 염분침투가 매우 낮은 수준이었고, 실시예 5 내지 실시예 8은 초조강 시멘트 조성물 내 공극을 폴리머 필름으로 충진하여 외부 유입수의 침투를 억제한 효과에 기인한 결과로 해석된다. As can be seen from the following Table 10, in Examples 5 to 8, the salinity infiltration was very low compared to Comparative Example 2, and in Examples 5 to 8, the pores in the grained steel cement composition were filled with the polymer film This is interpreted as a result of suppressing the infiltration of external influent.

구분division 단위unit 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 비교예 2Comparative Example 2 염분침투저항성Salt penetration resistance coulombcoulomb 835835 840840 838838 841841 28502850

또한, 상기 실시예 5 내지 8에 따라 제조된 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2405, KS F2762에서 규정한 방법에 따라 각각 압축강도(양생 12시간 후)와 부착강도(재령 28일)를 측장하였고, 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다. The polymer-modified concrete composition prepared according to Examples 5 to 8 and the concrete composition prepared according to Comparative Example 2 were subjected to compression strength (after 12 hours of curing) and adhesion of the concrete composition according to the method specified in KS F 2405 and KS F2762, Strength (28 days old) was measured and the results are shown in Table 11 below.

하기 표 11에서와 같이, 실시예 5 내지 실시예 8은 비교예 2에 비하여 압축강도가 우수하였고, 이러한 결과는 실시예 5 내지 실시예 8이 초조강 시멘트 입자간 윤활작용으로 혼화성이 우수하여 동일한 슬럼프를 얻기 위해 필요한 배합수 양이 비교에 2에 비해 적게 요구되며, 반대로 비교예 2는 동일 조건의 슬럼프를 얻기 위해 실시예 5 내지 실시예 8보다 추가적인 배합수가 요구됨을 확인할 수 있었다. 이상의 결과, 비교예 2에 따라 조성된 초조강 시멘트 조성물의 압축강도가 실시예 5 내지 실시예 8과 비교해 볼 때, 압축강도가 떨어짐을 알 수 있었다.As shown in the following Table 11, Examples 5 to 8 were superior in compressive strength to Comparative Example 2, and these results show that Examples 5 to 8 are excellent in miscibility due to lubrication action between the hardened steel cement particles It was confirmed that the amount of compounding required to obtain the same slump is less than that of Comparative Example 2, and that Comparative Example 2 requires an additional amount of compounding than that of Examples 5 to 8 in order to obtain a slump of the same condition. As a result, it was found that the compressive strength of the rough-textured cement composition prepared in Comparative Example 2 was lower than that of Examples 5 to 8.

아울러, 상기의 결과의 경향이 부착강도 실험결과에서도 확인할 수 있었다. 실시예 5 내지 8을 이용한 초조강 시멘트 조성물의 경우, 목표한 콘크리트의 슬럼프를 얻기 위해 필요한 배합수량이 비교에 2 대비 적게 요구된 결과, 접착계면의 부착력의 차이를 보였다.In addition, the tendency of the above results can be confirmed from the results of the adhesion strength test. In the case of the grained concrete cement compositions using Examples 5 to 8, the amount of blending required to obtain the slump of the target concrete was required to be comparatively less than 2 in comparison, showing the difference in the adhesion of the adhesive interface.

구분division 단위unit 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 비교예 2Comparative Example 2 압축강도Compressive strength MPaMPa 22.522.5 23.123.1 22.822.8 23.023.0 16.716.7 부착강도Bond strength 1.641.64 1.601.60 1.681.68 1.651.65 0.830.83

<실시예 9 내지 12>&Lt; Examples 9 to 12 >

하기 표 13에 기재된 배합조건으로 초속경 시멘트 결합재, 규사, 굵은 골재를 정량 계량하여 강제식 혼합믹서에 투입한 후, 건배합 조건으로 3분간 혼합하고, 제조예 1 내지 4에서 제조한 각각의 콘크리트 개선용 폴리머와 배합수를 동시에 투입하여 1분 30초간 혼합하여 속경성 몰탈 콘크리트 조성물을 제조하였다.The cement paste material, silica sand and coarse aggregate were weighed and weighed at a rapid mixing speed under the conditions shown in Table 13 below. The resulting mixture was charged into a forced mixing mixer and mixed for 3 minutes under dry conditions. The improvement polymer and the compounding water were simultaneously added and mixed for 1 minute and 30 seconds to prepare a quick hard mortar concrete composition.

이때, 상기 초속경 시멘트 결합재는 상기 표 3에 기재된 물성을 갖는 결합재를 사용하였으며, 상기 규사는 무수규산인 이산화규소 성분이 포함된 석영입자로 하기 표 12에 기재된 조성비로 혼합하여 사용하였다.The fast-curing cement binder used was a binder having physical properties shown in Table 3, and the silica sand was mixed with quartz particles containing a silicon dioxide component, which was anhydrous silicic acid, at the composition ratios shown in Table 12 below.

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

하기 표 13에 기재된 바와 같이, 콘크리트 개선용 폴리머를 혼합하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 9와 동일한 과정을 통하여 속경성 몰탈 콘크리트 조성물을 제조하였다.As shown in the following Table 13, a quick-setting mortar concrete composition was prepared through the same procedure as in Example 9, except that the polymer for improving concrete was not mixed.

구 분division MeshMesh mmmm 조성비Composition ratio 3호사No. 3 8-128-12 2.36-1.702.36-1.70 1One 5호사No. 5 20-4020-40 0.85-0.420.85-0.42 1One 6호사No. 6 40-7040-70 0.42-0.220.42-0.22 1One

구 분division 단위량(kg/m3)Unit quantity (kg / m 3 ) 배합수Number of ingredients 시멘트cement 규사Silica sand 굵은 골재Coarse aggregate 폴리머Polymer 실시예 9 내지 실시예 12Examples 9 to 12 9292 340340 929929 801801 8787 비교예 3Comparative Example 3 134* 134 * 340340 929929 801801

* : 상기 초속경 몰탈 콘크리트 결합재의 슬럼프(slump) 160mm 기준, 비교예 3은 추가 배합수가 요구됨*: Based on the slump 160 mm of the above-described quick mortar mortar concrete binder, Comparative Example 3 requires an additional compounding amount

상기 실시예 9 내지 12에 따라 제조된 폴리머 개질 속경성 몰탈 콘크리트 조성물과 비교예 3에 따라 제조된 속경성 몰탈 콘크리트 조성물을 KS F 4004에서 규정한 시험방법에 따라 흡수율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 14에 나타내었다.The water absorption rate of the polymer-modified quick-setting mortar concrete composition prepared according to Examples 9 to 12 and the fast-setting mortar concrete composition prepared according to Comparative Example 3 was measured according to the test method defined by KS F 4004, Table 14 shows the results.

하기 표 14에서와 같이, 실시예 9 내지 실시예 12는 비교예 3에 비하여 흡수율이 낮게 나타났다. 이로 인하여, 잔골재 대신 규사를 사용하여 제조된 속경성 몰탈 콘크리트의 내부공극을 균일하게 조성한 콘크리트 조성물인 실시예 9 내지 실시예 12가 비교예 3보다 우수한 방수성을 갖는 것을 확인하였다.As shown in the following Table 14, the absorption rates of Examples 9 to 12 were lower than those of Comparative Example 3. As a result, it was confirmed that the concrete compositions of Examples 9 to 12, which were uniformly formed in the inner voids of the quick hard mortar concrete produced by using silica sand instead of the fine aggregate, had better water resistance than Comparative Example 3.

구 분division 단 위 unit 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 비교예 3Comparative Example 3 흡수율Absorption rate %% 0.40.4 0.40.4 0.30.3 0.30.3 4.84.8

또한, 상기 실시예 9 내지 12에 따라 제조된 폴리머 개질 속경성 몰탈 콘크리트 조성물과 비교예 3에 따라 제조된 속경성 몰탈 콘크리트 조성물을 KS F 2711에서 규정한 방법에 따라 염분침투저항성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 15에 나타내었다.The salt permeation resistance of the polymer-modified quick-setting mortar concrete composition prepared according to Examples 9 to 12 and the fast-setting mortar concrete composition prepared according to Comparative Example 3 was measured according to the method defined in KS F 2711, The results are shown in Table 15 below.

하기 표 15에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 9 내지 실시예 12는 비교예 3 대비 염분침투저항성이 우수함을 나타냈다.As can be seen from the following Table 15, Examples 9 to 12 showed superior salt penetration resistance to Comparative Example 3.

구분division 단위unit 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 비교예 3Comparative Example 3 염분침투저항성Salt penetration resistance coulombcoulomb 541541 548548 554554 550550 20352035

또한, 상기 실시예 9 내지 12에 따라 제조된 폴리머 개질 속경성 몰탈 콘크리트 조성물과 비교예 3에 따라 제조된 속경성 몰탈 콘크리트 조성물을 KS F 2405, KS F2762에서 규정한 방법에 따라 각각 압축강도(양생 4시간 후)와 부착강도(재령 28일)를 측장하였고, 그 결과를 하기 표 16에 나타내었다. In addition, the polymer-modified quick-release mortar concrete composition prepared according to Examples 9 to 12 and the quick-hard mortar concrete composition prepared according to Comparative Example 3 were subjected to compression strength (curing 4 hours later) and adhesion strength (28 days old) were measured, and the results are shown in Table 16 below.

하기 표 16에서와 같이, 실시예 9 내지 실시예 12는 비교예 3에 대비 압축강도가 우수한 결과를 확인하였고, 이러한 결과는 실시예 9 내지 실시예 12가 비교예 3 대비 동일한 속경성 몰탈 콘크리트 제조에 필요한 배합수량이 적게 요구된 결과에 기인한 것으로, 상기 실시예 9 내지 실시예 12가 속경성 몰탈 콘크리트 조성물의 구성성분 사이에서 구성성분간 윤활작용을 통해 배합수량을 줄일 수 있었다. As shown in Table 16 below, Examples 9 to 12 confirmed the results of Comparative Compression 3 having excellent compressive strength, and these results show that Examples 9 to 12 are comparable to Comparative Example 3 in the manufacture of the same quick hardening mortar concrete , And it was possible to reduce the mixing amount of the fast-setting mortar concrete composition through the lubrication action between the constituents of the fast-hard mortar concrete composition of Examples 9 to 12 above.

이러한 결과는 부착강도 실험에서도 유사한 경향을 보였으며, 실시예 9 내지 실시예 12를 이용한 속경성 몰탈 콘크리트 제조 시 배합수량 감량이 압축강도와 부착강도를 높이는데 효과적임을 알 수 있었다.These results showed similar tendency in the adhesion strength test, and it was found that the reduction in the amount of blending was effective in increasing the compressive strength and the adhesion strength in the manufacture of the quick hard mortar concrete using Examples 9 to 12.

구분division 단위unit 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 비교예 3Comparative Example 3 압축강도Compressive strength MPaMPa 24.324.3 24.824.8 24.724.7 24.824.8 20.120.1 부착강도Bond strength 1.731.73 1.761.76 1.741.74 1.701.70 0.890.89

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, This is possible.

Claims (8)

소디움 라우릴 설페이트 0.1~0.5 중량부, 상기 세틸 알콜 0.3~0.5 중량부, 상기 소디움 카보네이트 0.1~0.3 중량부를 투입하는 유화제 조성물을 투입하는 단계;
상기 유화제 조성물을 투입한 후 온도를 60℃로 승온하고, 반응 모노머인 에테닐 아세테이트 35~45 중량부 및 에틸 프로프-2-에노에이트(ethyl prop-2-enoate) 55~65 중량부를 투입한 다음, 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide) 0.1~0.3 중량부를 추가로 투입하여 반응을 개시하는 단계;
반응이 개시되면 기능성 모노머인 프로필렌 디카르복실산(propylene dicarboxylic acid) 1~5 중량부를 투입하되, 반응종결까지 총 9시간 중 초기 4시간 동안은 전체 투입량의 20~40%를 투입하고, 이후 4시간 동안 나머지를 투입하는 프로필렌 디카르복실산 투입단계;
반응 종결 1시간 전에 반응 종결제인 소디움 설폭시레이트 포름알데하이드 0.2-0.3 중량부를 투입하여 반응을 종결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 개질용 폴리머의 제조방법.
0.1 to 0.5 parts by weight of sodium lauryl sulfate, 0.3 to 0.5 parts by weight of cetyl alcohol, and 0.1 to 0.3 parts by weight of sodium carbonate;
After the emulsifier composition was added, the temperature was raised to 60 ° C., 35 to 45 parts by weight of ethynyl acetate as a reaction monomer and 55 to 65 parts by weight of ethyl prop-2-enoate were added Next, 0.1 to 0.3 parts by weight of benzoyl peroxide is further added to initiate the reaction.
When the reaction is initiated, 1 to 5 parts by weight of propylene dicarboxylic acid, which is a functional monomer, is added, and 20 to 40% of the total amount of the propylene dicarboxylic acid is introduced during the initial 4 hours from the end of the reaction for 9 hours, A propylene dicarboxylic acid addition step of charging the remainder for a period of time;
And 0.2 to 0.3 parts by weight of sodium sulfoxylate formaldehyde, which is a reaction terminator, is added 1 hour before the completion of the reaction, thereby terminating the reaction.
제1항에 따라 제조된 콘크리트 개질용 폴리머 0.01~5 중량부; 시멘트 결합재 15~20 중량부; 잔골재 또는 규사 25~45 중량부; 굵은 골재 25~40 중량부 및 배합수 0.03~10 중량부를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서;
상기 시멘트 결합재는 초속경 시멘트 결합재 또는 초조강 시멘트 결합재이며;
상기 초속경 시멘트 결합재인 경우에는 조강 시멘트 20-30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 시멘트 20-50 중량부, 알루미나 시멘트 20-50 중량부, 석고 5-15 중량부, 응결지연제 0.01-1.0 중량부로 조성되고;
상기 초조강 시멘트 결합재인 경우에는 포틀랜드 시멘트 30-40 중량부, 칼슘설포알루미네이트 시멘트 20-50 중량부, 알루미나 시멘트 20-50 중량부, 석고 5-15 중량부, 응결지연제 0.01-1.0 중량부로 조성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 개질용 폴리머를 포함하는 콘크리트 조성물.
0.01 to 5 parts by weight of a concrete-modifying polymer prepared according to claim 1; 15 to 20 parts by weight of a cement binder; 25 to 45 parts by weight of fine aggregate or silica sand; 25 to 40 parts by weight of a coarse aggregate, and 0.03 to 10 parts by weight of a blend;
Wherein the cement binder is a ultra fast cement binder or an aged steel cement binder;
20 to 50 parts by weight of crude steel cement, 20 to 50 parts by weight of calcium sulfoaluminate cement, 20 to 50 parts by weight of alumina cement, 5 to 15 parts by weight of gypsum and 0.01 to 1.0 part by weight of a coagulation retardant, ;
In the case of the above-mentioned prepreg steel cement binder, 30 to 40 parts by weight of Portland cement, 20 to 50 parts by weight of calcium sulfoaluminate cement, 20 to 50 parts by weight of alumina cement, 5 to 15 parts by weight of gypsum, Wherein the reinforcing material is a reinforcing material.
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