KR102077550B1 - 친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물의 제조방법 - Google Patents

친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트 100중량부 기준으로, 황토 10 내지 80중량부; 숯가루 5 내지 20중량부; 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부; 플라이애시 30 내지 90중량부; 메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부; 메타카올린 2 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 수축저감제 1 내지 10중량부; 소포제 0.5 내지 5중량부; 증점제 1 내지 10중량부; 응결지연제 1 내지 15중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 인공 조형물을 제조하기 위한 작업환경을 개선하고, 친환경적이며 환경오염을 감소시키면서도 종래 콘크리트와 대등하거나 그 이상의 강도를 갖는 동시에 신속히 경화되는 인공 조형물을 제조하기 위한 콘크리트 타설에 용이하게 적용할 수 있다.

Description

친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물의 제조방법{Eco-friendly Concrete Composition and Preparation Methods of Artificial Sculpture Using Thereof}
본 발명은 친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인공암, 인공벽체, 조형물 및/또는 인테리어 등의 인공 조형물을 제조함에 있어서 친환경이 요구되는 부분에 적용 가능하도록 한 친환경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인간의 활동이 다양한 만큼 야외에서 일어날 수 있는 인간의 활동도 다양하고, 특히 근래에는 소득수준의 증대 등 경제적인 여건이 향상됨과 더불어 건강 및 레저 활동에 대한 관심이 높아짐에 따라 산책이나 조깅 및, 자전거 타기 등 야외에서의 활동이 대폭 증가하고 있다.
이러한 경향에 맞추어 일반적으로, 각종 놀이시설이나 테마공원, 웰빙을 위한 스파시설 뿐만 아니라, 건물의 휴식공간, 관공서, 호텔, 공항은 물론 도로변의 경관을 미려하게 연출하기 위해 조경시설을 설치하고 있으며, 이러한 조경시설에는 자연의 환경을 느낄 수 있도록 화단, 정원은 물론 자연의 환경을 더욱 만끽하고자 인공암 패널을 이용하여 제작되는 인공의 폭포 및 벽체로 조경을 하고 있다.
상기한 자연경관물은 주변환경과 어울어지도록 하면서 특히 경관이 수려한 폭포 등의 형태로 조성하여 보다 많은 사람들이 찾아오는 휴식공간으로의 유인기능을 하여 지역의 이미지 제고에 큰 공헌을 한다.
이러한 조형물은 대개 콘크리트 조형물로 이루어지는 것이 대부분인 바, 종래 콘크리트 조형물은 복수개의 패널들을 철구조물 위에 부착한 후, 패널과 패널 사이의 공간에 철근을 사용하여 공간에 맞는 작은 철구조물을 만들어 끼워넣고, 외형부를 메탈라스를 얹은 뒤, 모르타르를 도포하여 조각하는 방법으로 패널들을 간접 연결하고, 인공폭포 구조물 내부측 인공암 후면부에 10 ~ 15㎝ 정도의 공간을 확보해 나가면서 메탈라스를 거푸집의 형태로 후면의 전체를 설치한 후, 메탈라스와 인공암 후면부 사이의 공간에 모르타르를 채우는 것에 시공이 이루어 진다.
그러나 콘크리트 조형물이 콘크리트 타설에 의해 채워져 이루어지기 때문에 콘크리트 조형물 자체의 두께가 갖는 무거운 하중에 의해 인공폭포와 같은 콘크리트 조형물이 자체 하중에 의한 붕괴 위험이 발생하는 문제점이 있다.
종래 기술을 살펴보면, 등록특허 10-1034228호인 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 인공폭포 또는 인공암, 및 인공폭포 또는 인공암의 시공방법이 안출된 바 있으며, 이는 설치 벽면의 외부에 고정 설치되는 기초골조와, 상기 기초골조의 외부에 고정 설치되어 조형물의 기초형태를 형성하는 조형골조와, 상기 조형골조의 외부에 고정 설치되어 조형물의 세부형태를 형성하는 이형철근과, 상기 이형철근의 외부에 고정 설치되며, 표면에 접착제가 도포되는 금속망과, 상기 금속망의 외면에 도포되어 이루어진다.
이러한 콘크리트 조성물은, 설치 벽면의 외부에 기초골조를 설치하는 단계와, 상기 기초골조의 외부에 조형골조를 설치하여 조형물의 기본형태를 형성하는 단계와, 상기 조형골조의 외부에 이형철근을 설치하여 조형물의 세부형태를 형성하는 단계와, 상기 이형철근이 조밀성을 갖도록 상기 이형철근의 외부에 금속망을 설치하는 단계와, 상기 금속망의 외측에 유리섬유가 포함된 상기 콘크리트 조성물을 스프레이건을 통해 도포하되, 상기 콘크리트 조성물은 제1 공급로를 통해 분사되며, 상기 유리섬유는 제2 공급로를 통해 분쇄된 상태로 상기 콘크리트 조성물에 혼합되게 분사되면서 분사구를 통해 상기 유리섬유가 포함된 콘크리트 조성물을 도포하여 시공된다.
이와 같은 종래 기술은, 하나의 철근에 의해 콘크리트가 지지되도록 하고 있기 때문에 견고성 및 지지성이 저하되어 무거운 자체 하중을 갖는 콘크리트 구조물이 낙하하거나 하는 경우가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 장시간의 양생시간으로 인해 공기가 길어지는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 인공 조형물을 제작하기 위한 작업환경을 개선하고, 친환경적이며 환경오염을 감소시키면서도 종래 콘크리트와 대등하거나 그 이상의 강도를 갖는 친환경 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
시멘트 100중량부 기준으로,
황토 10 내지 80중량부;
숯가루 5 내지 20중량부;
칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부;
플라이애시 30 내지 90중량부;
메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부;
메타카올린 2 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 3 내지 20중량부;
수축저감제 1 내지 10중량부;
소포제 0.5 내지 5중량부;
증점제 1 내지 10중량부;
응결지연제 1 내지 15중량부; 및
고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 시멘트 100중량부 기준으로, 황토 10 내지 80중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 플라이애시 30 내지 90중량부, 메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부, 메타카올린 2 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부, 수축저감제 1 내지 10중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 증점제 1 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 15중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계;
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계; 및
상기 몰드제거단계가 종료된 후 마감처리하는 마감단계를 포함하는 인공 조형물 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 인공 조형물을 제조하기 위한 작업환경을 개선하고, 친환경적이며 환경오염을 감소시키면서도 종래 콘크리트와 대등하거나 그 이상의 강도를 갖는 동시에 신속히 경화되는 인공 조형물을 제조하기 위한 콘크리트 타설에 용이하게 적용할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 시멘트 100중량부 기준으로, 황토 10 내지 80중량부; 숯가루 5 내지 20중량부; 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부; 플라이애시 30 내지 90중량부; 메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부; 메타카올린 2 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 수축저감제 1 내지 10중량부; 소포제 0.5 내지 5중량부; 증점제 1 내지 10중량부; 응결지연제 1 내지 15중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계; 상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 시멘트 100중량부 기준으로, 황토 10 내지 80중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 플라이애시 30 내지 90중량부, 메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부, 메타카올린 2 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부, 수축저감제 1 내지 10중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 증점제 1 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 15중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계; 상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계; 및 상기 몰드제거단계가 종료된 후 마감처리하는 마감단계를 포함하는 인공 조형물 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물은 인공 조형물 공사에 적용된다.
본 발명에 따른 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 시멘트라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트, 초속경 시멘트 등의 특수 시멘트 등을 사용할 수 있다.
상기 시멘트의 바람직한 분말도는 3,200 내지 6,500cm2/g인 것이 좋다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물을 구성하는 시멘트 외 나머지 성분들의 함량은 시멘트 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 황토는 친환경적이며 원적외선 방사량이 뛰어난 점토광물로서, 시멘트와 유사하게 물에 넣으면 질척한 상태로 변하고, 이를 벽이나 바닥에 바르게 되고 시간이 지나 건조가 되면 강한 견고성을 갖추게 되어 골재의 대용으로 사용할 수 있다.
이러한 목적을 갖는 본 발명에 따른 황토는 당업계의 통상적인 황토라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 분말상태인 황토분말로 사용하는 것이 좋다.
이때, 상기 황토분말은 0.4 내지 0.6중량%를 다른 조성물과 배합 후 물기가 스며들 경우에도 견고한 상태를 유지 할 수 있도록 800 내지 900℃에서 1 내지 3시간 소성가공하여 냉각한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도는 3500 내지 4000㎠/g인 것을 사용하는데, 분말도가 3,500㎠/g 미만일 경우에는 표면재질이 거칠고, 특히 동절기 재료 분리 현상이 발생되며, 분말도가 4,000㎠/g를 초과하는 경우에는 포졸란과의 반응으로 인한 수화열 발생으로 구조 크랙이 발생하고, 워커빌리티가 저하를 초래하여 마감 작업시 효율성이 떨어진다.
바람직한 황토, 특정적으로 황토분말의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 80중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 숯가루는 친환경 재료로서 높은 공극율로 인하여 콘크리트 조성물을 구성하는 조성물의 분산성을 향상시키는 동시에 결합력을 향상시켜 인장강도를 증가시키도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 숯가루라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 바람직하게는 볼밀로 분말화한 숯가루를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 숯가루의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및/또는 속경성을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 20중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 10중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 20중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
본 발명에 따른 플라이애시는 미분탄을 연소하는 보일러의 연도 가스로부터 집진기로 채취한 석탄재를 의미하는 것으로서, 구상인 입자 크기는 시멘트와 같은 정도이고, 알루미나와 실리카가 주성분이다.
특정적으로, 본 발명에 따른 플라이애시는 미분쇄한 플라이애시를 사용할 수 있는바, 상기 미분쇄한 플라이애시는 미분쇄하지 않은 플라이애시를 사용하는 것 보다 향상된 고강도성 및/또는 유동성을 제공한다.
이때, 본 발명에 따른 미분쇄한 플라이애시의 분말도는 3,500 내지 4,500cm2/g, 바람직하게는 3,500 내지 3,800cm2/g, 보다 바람직하게는 3,700cm2/g 미만이고, 밀도는 1.5 내지 2.8g/cm3, 바람직하게는 약 2.2g/cm3인 것이 좋다.
바람직한 플라이애시의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 30 내지 90중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 친환경 콘크리트 조성물의 시공시 물리/화학적 안전성을 향상시키기 위한 것으로서, 인체에 무해하고, 환경친화력이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 바인더 물성 및 기계적 물성을 유지하여 외부의 충격 또는 환경에 의한 크랙 및 탈락현상을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상기 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타아크릴레이트 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타아크릴레이트 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타아크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene butadiene rubber), SBS(stylene butadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.
이때, 상기 SIS, SBR 및/또는 SBS의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 변성 메틸메타아크릴레이트 수지의 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생될 수 있다.
바람직한 메틸메타아크릴레이트의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 메타카올린은 당업계의 통상적인 메타카올린을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 메타카올린은 수화 초기 단계에서 반응속도가 신속하여 초기 강도가 증진되며, 장기에 있어서는 시멘트 수화 과정시 발생하는 Ca(OH)2와 반응하여 C-A-S-H(Calcium aluminum silicate hydroxide) 수화물을 생성함으로서, 일반적인 시멘트를 이용하여 제조한 콘크리트와 비교하여 공극을 보다 치밀하게 하여 강도를 증진시킨다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 20중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 수축저감제는 친환경 콘크리트 조성물을 이용하여 제조한 인공 조형물의 건조수축을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 수축저감제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 폴리에테르계, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 것이다.
바람직한 소포제의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 0.5 내지 5중량부를 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 소포제로는 등유, 파라핀, 미네랄오일, 에탄올합성오일 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 간은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울에이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류,(폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제, 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제, 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제, 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제, 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제, 디메틸실리콘유, 실리콘 페이슷, 실리콘 에멀젼, 유기변성 폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산). 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 증점제는 친환경 콘크리트 조성물의 점도를 조절하여 콘크리트 조성물의 사용을 용이하게 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 증점제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 하이드록시 에틸 셀룰로오즈(HydroxyEthyl Cellulose), 소수성 우레탄변성계 증점제 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
상기 증점제의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 증점제로 사용되는 하이드록시 에틸 셀룰로오즈는 보수성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 응결지연제는 친환경 콘크리트 조성물을 구성하는 칼슘설포알루미네이트 등이 물에 분산될 경우 수화속도가 급격히 진행되어 미리 반응함으로써 응결성능이 상실되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 응결지연제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 구연산, 글루콘산, 붕산, 주석산 등의 유기산과 구연산나트륨, 글루콘산나트륨 등의 유기산염류를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 구연산나트륨을 사용하는 것이 좋다.
상기 응결지연제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변동 가능하지만, 바람직하게는 시멘트 100중량부를 기준으로 1 내지 15중량부를 포함하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 고성능 감수제는 친환경 콘크리트 조성물 시공을 할 때 콘크리트 속에 있는 작은 공기 거품을 고르게 하기 위하여 사용하는 혼화제로서, 거품을 일으키는 성질이 좋아, 콘크리트 중에 작은 기포를 고르게 발생시켜 내동결 융해성, 내식성, 내구성 등을 개선한다.
특히, 상기 감수제는 미리 믹싱된 베이스 콘크리트에 첨가하여 이것을 교반함으로써 더 부드럽게 하며, 콘크리트의 품질을 저하시키지 않고 콘크리트의 시공성을 개선할 목적으로 이용된다.
더욱이, 상기 감수제는 친환경 콘크리트 조성물의 유동성을 좋게 하여 부어 넣기 작업을 용이하게 하고, 굳은 콘크리트의 열전도율을 저하시키며, 수밀성을 향상시키는 등 2차적인 효과도 있다.
이때, 친환경 콘크리트 조성물에 사용되는 감수제의 감수율은 일반적으로 10 내지 15%정도이나 그 중 감수율이 20 내지 30%인 것을 본 발명에서는 고성능 감수제라 통칭한다.
바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형, 멜라민형, 폴리카르복실산형, 아미노 술폰산형 감수제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것이 좋고, 그 함량은 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 예를 들어 시멘트 100중량부 기준으로 0.01 내지 10중량부를 사용할 수 있다.
이때, 상기 나프탈렌형 감수제로서 대표적인 것은 변성리그닌, 알킬아릴술폰산 및 활성지속폴리머, 폴리알킬아일슬폰산염과 반응성고분자, 알킬아릴술폰산염고축합물, 슬폰산기카르복실기 함유 다원폴리머, 알킬나프탈렌슬폰산염, 알킬아릴술폰산염변성리그닌공축합물과 변성리그닌, 리그닌유도체와 알킬아릴술포네이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 들을 수 있다.
상기 멜라민형 감수제로서 대표적인 것은 변성메칠멜라민축합물과 수용성특수고분자화합물, 슬폰화멜라민고축합물 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
상기 폴리카르복실산형 감수제로서 대표적인 것은 불포화 카르복시산 단량체를 단일 성분으로 포함하는 공중합체 또는 그의 염, 예컨대, 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트, 폴리(알킬렌 글리콜)모노메타크릴레이트, 무수말레인산 및 스티렌의 공중합체, 아크릴레이트나 메타크릴레이트의 공중합체 및 이들 단량체와 공중합가능한 단량체로부터 유도되는 공중합체 등을 포함할 수 있다.
상기 아미노 술폰산형 감수제로서 대표적인 것은 방향족아미노슬폰산계 고분자화합물, 방향족고분자축합물과 리그닌슬폰산유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
또한, 바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형 고성능 감수제를 단독으로 사용하거나 나프탈렌계 고성능 감수제가 80 내지 95중량%이고, 폴리카르복실산형 고성능 감수제가 5 내지 20중량%로 이루어진 혼합조성을 사용하는 것이 좋다.
상기 고성능 감수제의 사용량은 콘크리트 중의 전 공기량이 용적으로 약 4 내지 6%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 너무 많이 사용하면 비경제적일 뿐만 아니라, 압축강도의 감소, 철근과의 부착강도의 저하 등 여러 가지 장애가 일어나므로, 적정 사용량을 엄수해야 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물은 하기의 특정 양태로 실시되는 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물은 콘크리트 조성물로 형성되는 인공 조형물의 종-횡 방향으로 가해지는 응력에 의한 인장력 및/또는 경량성 등을 제공하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부의 섬유를 더 포함할 수 있다.
바람직한 섬유로는 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 조성물을 신속히 경화시키기 위하여 경화제를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부 더 포함할 수 있다.
바람직한 경화제로는 2-디에틸아미노에틸아민, N-부틸디에탄올아민, 2-디이소프로필아미노에틸아민, 3-디메틸아미노-1-프로필아민, 3-디에틸아미노프로필아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 3-디부틸아미노프로필아민, 트리프로판올아민, 메틸아민, N,N-디메틸 에탄올아민, 사이클로헥실아민, 3-디메틸아미노프로, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4' 메틸렌 비스(사이클로 헥실 이소시아네이트), 피마자유, 예를 들면 피마자유, 수소화피마자유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 초기의 끈적임 정도(tacky property)를 증가시켜 초기접착력을 개선하고, 들뜸 현상, 뒤틀림 등의 불량률을 감소시킬 수 있도록 하기 위하여, 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부의 폴리비닐알코올을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물이 수분을 흡수하고 발포를 방지하며, 외부로부터 유입되는 염분 및 수분이 조성물 내부로 이동하는 것을 차단하여 조성물의 부식을 억제하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 세피올라이트를 더 포함할 수 있는데, 상기 세피올라이트는 굳기 2~2.5이며 비중이 2인 단사정계에 속하는 광물로서 이를 콘크리트 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 발현하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 내후성 및 흡착력, 착색 효과를 증가시키고, 공기 중에 떠다니는 이산화탄소를 흡수하여 공기정화 작용 및 자외선을 안정적으로 흡수할 뿐만 아니라, 바인더 역할도 수행할 수 있도록 하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 규산나트륨과 규사가 1:1의 중량비율로 혼합된 규산나트륨 및 규사 혼합물을 5 내지 20중량부로 더 포함할 수 있다.
여기서, 규산나트륨과 규사가 1:1의 중량비율로 혼합된 규산나트륨 및 규사 혼합물을 사용하는 것은, 규사가 바인더 역할을 수행하도록 하고, 규산나트륨은 세라믹 결합제로서 내후성 및 흡착력, 착색 효과를 증가시키고, 공기 중에 떠다니는 이산화탄소를 흡수하여 공기정화 작용 및 자외선 파장영역 전체와 가시광선 파장 영역 전체에 걸쳐 흡수하는 효과적인 자외선 안정제 역할을 부여하게 하기 위함이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 열화방지제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열화방지제는 친환경 콘크리트 조성물의 열화를 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 열화방지제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 열화방지제, 특정적으로 오존열화방지제는 6PPD (N-(1,3-dimethylutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine) 및/또는 TAPDT(2,4,6-tris-(N-
1,4-dimethylpentyl-p-phenylenediamino)-1,3,5-triazine)를 포함하여 수중에서 활성화된 오존라디칼의 산화작용에 의한 친환경 콘크리트 조성물의 촉진열화작용을 오존열화방지제 분자구조에 아민과 결합된 방향족 고리화합물 거대분자의 이중결합부분이 자유전자 이동현상에 의해 활성화된 오존라디칼과 상쇄되어 콘크리트 조성물의 열화 방지 및 열화를 지연시킬 수 있다.
즉, 상기 오존열화방지제는 페닐렌디아민(Phenylenediamine-based)계 왁스를 사용할 수 있고, 6PPD와 TAPDT을 포함하는 혼합수지 조성을 사용하거나 라디칼 생성이 활발한 방향족 폴리아민계 등을 사용할 수 있으며, 특히 페닐렌디아민계를 사용하는 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 실온에서 효과적으로 경화하고 내열성, 저온 성능, 내화학성, 내용매성 및 내유성과 같은 개선된 특성을 제공하기 위하여 아미노기 함유 실록산(Aminofunctional siloxan)을 더 포함할 수 있다.
상기 아미노 함유 실록산은 특별히 제한되는 것은 아니며, 일례로서 아미노메틸폴리디메틸실록산을 들 수 있으며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 8중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 공극을 치밀하게 하고 누수를 방지하며 강도를 향상시키기 위하여 나트륨벤토나이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 나트륨벤토나이트는 많은 양의 물을 흡수해 원래 부피의 여러 배로 팽창되며 겔과 같은 상태가 되어 조성물의 공극을 치밀하게 메우게 되어 누수를 방지하고 강도를 향상시켜 균열방지에 기여하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 강도, 내식성 및 내구성 등을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 징크 크로메이트(zinc chromate)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 5중량부를 초과하면 강도, 내식성 및 내구성은 개선되나 작업성이 저하되고, 1중량부 미만이면 재료의 분리현상이 발생하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 진크 설페이트(zinc sulphate)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진크 셀페이트는 알카리부여제로서 널리 사용되는 것으로 진크 설페이트가 친환경 콘크리트 조성물에 포함되면 조성물이 도포되는 도포면의 알카리성을 회복시키며, 표면에 비활성막을 생성함으로써 부식을 방지할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 겔화를 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 폴리인돌로카바졸을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 내산성, 내알칼리성, 내후성, 난연성, 향균성, 방음성, 내마모성 및 내충격성 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부의 알루미늄 실리케이트 미세 중공체 분말을 더 포함할 수 있는데 여기서 알루미늄 실리케이트 미세 중공체 분말은 30 내지 100마이크로미터 크기의 미세 중공을 갖는 미세 중공체 분말이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 접착력을 향상시키고 바인더 조성물이 도포되는 도포면의 공극을 충전하기 위하여 폴리메틸실세스키옥산(polymetylsilsesquioxane)을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 초기 반응을 지연시키며, 작업성과 품질 안정성을 높일 뿐만 아니라, 피접착면과의 계면 접착력을 증대하기 위하여 올레인산나트륨을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 강도향상 및 방수성 향상을 위하여 소르비탄모노올레산에스테르를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 온도에 따라 점도가 상승할 수 있는 것을 방지해주는 온도조정첨가제를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부 더 포함할 수 있다.
바람직한 온도조정첨가제로는 마이크로 크리스탈린 왁스, 하이드록시 스테아린산(Hydroxy Stearic Acid), 1,2-하이드록시 스테아린산, 라우린산 아미드, 비스 아마이드 왁스(에틸렌 비스 스테라미드; Ethylene-Bis-Stearamide), 스테아린산 아미드, 오레인산 아미드, 에르카산 아미드, N-오레일 스테아린산 아미드, N-스테아릴 스테아린산아미드, N-스테아릴 에르카산 아미드 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 부착성, 균열저항성 등의 물리적 성능을 향상시키고, 염해, 동결융해 저항성, 내마모성 등의 내구성을 높일 수 있도록 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부의 개질유황을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 개질유황은 유황(sulfur)의 단점을 개선하여 다양한 산업분야에 이용하고자 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 유황을 의미한다.
이때, 상기 유황은 비금속 원소중의 하나로 원유나 천연가스의 탈황과정 등에서 많이 발생되는 물질이다. 그러나 유황은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서 고체인 성질을 가지며, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로서 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있다. 이와 같은 단점을 해결하기 위해 개질유황이 개발되었다.
일례로, 개질유황은 유황에 디시클로 펜타디엔 (dicyclo pentadiene; DCPD), 비닐 톨루엔 (vinyl toluene), 디펜텐 (dipentene), 올레핀 올리고머 (olefin oligomer), 테트라하이드로인덴 (tetra hydraulic indene)등과 같은 개질제를 첨가하여 제조될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 열화방지, 내열성, 경화성 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 감마-아미노프로필트리에톡시실란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 용해성 및 분산성 향상을 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 황산 코발트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물을 구성하는 성분들간의 배합을 용이하게 하고 조성물의 안정성을 향상하기 위하여 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 조성물의 배합이 용이하지 못하며, 10중량부를 초과하면 과량으로 안정성이 저하되어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 균열 조성물의 이온화를 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 소듐헥사메타포스페이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 압축강도를 향상시키기 위하여 폴리실리콘 슬러지를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 폴리실리콘 슬러지는 그 성상이 밝은 회색빛을 띄고 있고, 함수율 62%로 높은 함수율로 배출되며, 밀도가 낮고 가벼우며, 분말도가 7,122㎤/g로 미세한 분말 형태로서, 화학조성은 대부분 SiO2와 CaO로 조성되어 있고 알칼리성분인 K2O와 Na2O가 미량 포함되어 있다.
또한, 폴리실리콘 슬러지를 약 60℃에서 약 24시간 이상 건조시킨 후, 얻은 결정상은 CaCO3로 이루어져 있으며, Na2O와 Cl의 화합물인 NaCl이 소량 포함되어 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 화학적 안정성을 부여함으로써 장시간의 저장성을 높이고, 시공시 급격한 경화를 방지하여 우수한 품질을 제공할 수 있도록 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 스티렌-아크릴 에스터 공중합체(Styrene-Acrylic ester copolymer)를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 균열 조성물의 성분들 간의 결합력을 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 불포화지방산을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 불포화지방산은 탄소수 14 내지 18인 직쇄 불포화지방산을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 조성물의 유동성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 수용성 폴리사카라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 방수성, 내열성, 내염성 및 접착성 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부의 아세틸레이티드라놀란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 시멘트 100중량부 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 친환경 콘크리트 조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)이 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기(C3H4O2.C3H3O2Na)x의 분자식을 갖는다.
상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시 팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 균일한 혼합을 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 디부틸프탈레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 내마모성, 내수성, 내화성 및 탈취성 등을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 세리사이트를 더 포함할 수 있는데, 상기 세리사이트는 단사정계에 속하는 광물질로서, 안정성, 윤활성, 보습성 등이 뛰어나므로 이를 콘크리트 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 갖게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 20중량부의 알긴산 용해물을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 알긴산 용해물은 친환경 콘크리트 조성물이 건조되어 경화시 수축이 커서 갈라지거나 굴곡 및 충격 강도가 약하여 부서지기 쉬운 부분을 극복하며 재료들의 결합 촉진과 균열 방지를 위한 결합제로 작용한다.
특히, 상기 알긴산 용해물은 시멘트에 배합시 시멘트로부터 나오는 독성을 중화시킬 뿐만 아니라 방습 및 방수, 표면 내구 코팅성이 강화되어 백화 현상을 예방하며 크랙을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 알긴산 용해물을 제조하는 방법은 당업계의 통상적인 알긴산 용해물 제조방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 해조류를 배합수가 저장된 소성로에 넣고 약 60℃로 약 3시간 가열시켜 제조한다.
여기서, 해조류는 염수에 서식하는 식물로서 정조류, 갈조류, 홍조류 등으로 분류되는 바다 식물이고, 알긴산이 다량 함유된 갈조류인 미역, 다시마, 곤포, 병포 및 천초로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 알긴산 용해물을 추출하는 방법은 전술한 일정 시간을 가열하는 방법 이외에 건조된 해조류를 에탄올로 추출하고 무기물질을 제거한 후 추출물에 약산을 처리하여 Na2C03 수용액 내에서 얻는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 내마모성 및 내약품성 등을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 에머리 분말(emery powder)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부를 기준으로 1중량부 미만이면 내마모성 및 내약품성 등의 개선효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경제적이지 못하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 경화를 촉진시키고 크랙의 발생을 예방하기 위하여 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate)를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 점도를 조절하고 시공시 작업성을 향상시키기 위하여 자일렌를 시멘트 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 0.5중량부 미만이면 점도 조절의 효과가 미미하며, 2중량부를 초과할 경우 과다하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 노화방지, 박리방지 및 균열 저항성 향상을 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 글루코노락톤(gluconolactone)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 점도조절 및 방수특성을 향상시키기 위하여 글루탐산(glutamic acid)을 시멘트 100중량부 기준으로 0.5 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 산패 발생 및 노화방지와 안정성 향상을 위하여 디부틸하이드록시톨루엔을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 셀프 레벨링(자기충전성능)을 개선하기 위하여 스타치에테르(Starch ether)를 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 콘크리트 조성물은 조성물의 내수성, 내화학성 및/또는 내부착성 등을 향상시키기 위하여 테트라메틸렌 디이소시아네이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 콘크리트 조성물, 특정적으로 친환경 콘크리트 조성물을 이용하여 시공, 바람직하게는 인공 조형물을 제조하기 위한 방법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법이라면 특별히 한정되지 않지만, 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 이러한 일례를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 인공 조형물 제조방법은 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 시멘트 100중량부 기준으로, 황토 10 내지 80중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 플라이애시 30 내지 90중량부, 메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부, 메타카올린 2 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부, 수축저감제 1 내지 10중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 증점제 1 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 15중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계;
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계; 및
상기 몰드제거단계가 종료된 후 마감처리하는 마감단계를 포함한다.
여기서, 상기 인공 조형물 제조방법을 구성하는 몰드제거단계의 후단에는 마감처리를 위한 마감단계는 표면연마 및/또는 도색 등의 마감처리를 포함할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
포틀랜드 시멘트 100g, 분말도 약 3,800㎠/g이고, 약 850℃에서 약 2시간 동안 소성 가공한 황토분말 45g, 평균입경이 마이크로미터 단위인 숯가루 12g, 칼슘설포알루미네이트 15g, 분말도가 약 4,00cm2/g인 플라이애시 60g, 메틸메타아크릴레이트 7g, 메타카올린 6g, 평균 입경이 약 400nm인 실리콘카바이드 12g, 프로필렌글리콜 5g, 파라핀 3g, 하이드록시 에틸 셀룰로오즈 5g, 글루콘산나트륨 8g, 및 폴리모노아크릴레이트로 이루어진 고성능 감수제 2g을 혼합하여 친환경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 현무암 섬유 30g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-디에틸아미노에틸아민 20g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리비닐알코올 6g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 세피올라이트 8g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 규산나트륨과 규사가 1:1의 중량비율로 혼합된 규산나트륨 및 규사 혼합물 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 6PPD를 포함하는 열화방지제 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아미노기 함유 실록산 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 나트륨벤토나이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 징크 크로메이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 진크 설페이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리인돌로카바졸 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 약 60마이크로미터 크기의 미세 중공을 갖는 알루미늄 실리케이트 분말 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리메틸실세스키옥산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 올레인산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소르비탄모노올레산에스테르 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 마이크로 크리스탈린 왁스 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유황에 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene; DCPD)을 첨가해 제조한 개질유황 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 감마-아미노프로필트리에톡시실란 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 황산 코발트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소듐헥사메타포스페이트 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리실리콘 슬러지 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스티렌-아크릴 에스터 공중합체 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 25]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탄소수 14 내지 18인 직쇄 불포화지방산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 26]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 수용성 폴리사카라이드 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 27]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아세틸레이티드라놀란 6g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 28]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가교된 폴리아크릴레이트염 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 29]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디부틸프탈레이트 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 30]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 세리사이트 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 31]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 해조류를 정수(배합수)와 함께 소성로에 넣고 약 60℃로 3시간 가열시켜 제조한 알긴산 용해물 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 32]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에머리 분말 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 33]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 34]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 자일렌 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 35]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글루코노락톤 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 36]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글루탐산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 37]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디부틸하이드록시톨루엔 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 38]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스타치에테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 39]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라메틸렌 디이소시아네이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 40]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 2 내지 실시예 39에서 부가된 부가물을 모두 부가하여 실시하였다.
[실험]
실시예들에 따라 제조된 조성물을 각각 물과 혼합하여 콘크리트를 제조한 후 물성, 예를 들면 경화시간, 특정적으로 물리적 경화시간, 화학적 경화시간, 압축강도 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
경화 시간(hr) 화학적 경화시간(day) 압축강도(MPa)
실시예 1 24 7 78
실시예 2 26 8 77
실시예 3 25 7 78
실시예 4 26 8 76
실시예 5 26 6 78
실시예 6 24 8 77
실시예 7 26 8 79
실시예 8 26 7 78
실시예 9 25 6 76
실시예 10 26 6 76
실시예 11 25 5 78
실시예 12 23 7 78
실시예 13 23 6 76
실시예 14 24 7 78
실시예 15 26 5 76
실시예 16 25 8 78
실시예 17 23 5 79
실시예 18 23 6 76
실시예 19 23 7 77
실시예 20 25 6 77
실시예 21 23 5 78
실시예 22 23 6 79
실시예 23 23 6 78
실시예 24 22 8 76
실시예 25 24 7 78
실시예 26 24 6 77
실시예 27 25 6 77
실시예 28 24 7 78
실시예 29 25 6 76
실시예 30 23 7 76
실시예 31 25 6 76
실시예 32 24 7 78
실시예 33 26 8 78
실시예 34 23 8 77
실시예 35 26 7 78
실시예 36 25 8 78
실시예 37 25 6 77
실시예 38 25 7 78
실시예 39 24 7 77
실시예 40 25 7 77
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예들에 따라 제조된 콘크리트 조성물은 만 하루만에 경화될 정도로 신속하고, 압축강도가 콘크리트가 요구하는 물성을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 시멘트 100중량부 기준으로,
    황토 10 내지 80중량부;
    숯가루 5 내지 20중량부;
    칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부;
    플라이애시 30 내지 90중량부;
    메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부;
    메타카올린 2 내지 10중량부;
    나노세라믹 입자 3 내지 20중량부;
    수축저감제 1 내지 10중량부;
    소포제 0.5 내지 5중량부;
    증점제 1 내지 10중량부;
    응결지연제 1 내지 15중량부; 및
    고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물에,
    세피올라이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    징크 크로메이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    진크 설페이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고,
    소르비탄모노올레산에스테르를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    황산 코발트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    소듐헥사메타포스페이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    폴리실리콘 슬러지를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    수용성 폴리사카라이드를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고,
    아세틸레이티드라놀란을 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부로 더 포함하며,
    디부틸프탈레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    세리사이트를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하며,
    에머리 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함하며,
    자일렌을 시멘트 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부로 더 포함하고,
    글루코노락톤을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    디부틸하이드록시톨루엔을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부로 더 포함하고,
    스타치에테르를 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하는 친환경 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
    상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 시멘트 100중량부 기준으로, 황토 10 내지 80중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 플라이애시 30 내지 90중량부, 메틸메타아크릴레이트 3 내지 15중량부, 메타카올린 2 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부, 수축저감제 1 내지 10중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 증점제 1 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 15중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 친환경 콘크리트 조성물에, 세피올라이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 징크 크로메이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 진크 설페이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 소르비탄모노올레산에스테르를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 황산 코발트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 소듐헥사메타포스페이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 폴리실리콘 슬러지를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 수용성 폴리사카라이드를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고, 아세틸레이티드라놀란을 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부로 더 포함하며, 디부틸프탈레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 세리사이트를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하며, 에머리 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함하며, 자일렌을 시멘트 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부로 더 포함하고, 글루코노락톤을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 디부틸하이드록시톨루엔을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부로 더 포함하고, 스타치에테르를 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하는 친환경 콘크리트 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
    상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계;
    상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계; 및
    상기 몰드제거단계가 종료된 후 마감처리하는 마감단계를 포함하는 인공 조형물 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마감단계의 마감처리는 표면연마 또는 도색인 것을 포함하는 인공 조형물 제조방법.
















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