KR102116880B1

KR102116880B1 - 고내구성 액상 혼화제 조성물

Info

Publication number: KR102116880B1
Application number: KR1020200022604A
Authority: KR
Inventors: 김영재
Original assignee: 주식회사 케이알티앤에스
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2020-05-29

Abstract

본 발명은 고내구성 액상 혼화제 조성물에 관한 것으로서, 특히 고로슬래그를 주성분으로 하는 시멘트에 첨가되어 슬래그의 활성도를 증가시키고 압축강도 등 물성을 향상시킬 수 있는 고내구성 액상 혼화제 조성물에 관한 것이다.

Description

고내구성 액상 혼화제 조성물{High Durable Liquid Admixture Composition}

지구 온난화에 대한 대응책으로서 온실가스 감축이 지속적으로 이슈가 되고 있다. 교토의정서, 국제 기후변화 협상 등 국제협약이 강화되면서 국내에서도 온실가스 감축 목표를 매우 공격적으로 제시하고 있다. 온실가스는 다양한 종류가 있으나 실제적으로 규제 가능한 가스는 이산화탄소이다.

시멘트 산업은 대표적인 이산화탄소 배출산업으로서 온실가스 감축에 있어서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 즉, 시멘트는 석회석을 소성하여 만든 재료로 소성과정 중에 대량의 이산화탄소를 발생시킨다. 시멘트 1톤을 제조하는데 대략 870kg의 이산화탄소가 배출되는 것으로 추정된다. 시멘트 제조에 따른 이산화탄소 배출량은 대한민국 온실가스 배출량 전체에서 대략 7% 정도이다.

이에 시멘트 산업계 또는 토목, 건축 재료 산업에서는 플라이애쉬나 고로슬래그로 시멘트를 대체하려는 노력이 활발하게 전개되고 있다. 특히 플라이애쉬나 고로슬래그의 사용은 산업부산물을 재활용하는 차원이므로 더욱 각광받고 있다.

그러나 고로슬래그는 수화반응의 활성도에 있어서 제약이 있다.

고로슬래그 미분말은 철강 산업에서 선철을 생산할 때에 발생하는 부산물을 분말화한 것으로, 약 1,500 ℃의 고온에서 급랭시켜 만들어진다. 고로슬래그가 급랭시킬 때에는 주로 물을 이용하는데, 이 과정에서 고로슬래그 미분말의 표면에는 유리질의 피막이 생성된다. 또는 고로슬래그의 표면에 피막이 생기지 않은 경우라도, 고로슬래그가 물과 혼합되어 콘크리트나 몰탈로 반죽될 때 유리질 피막이 형성된다.

유리질 피막은 고로슬래그 미분말 내의 칼슘, 알루미늄 등이 물과 직접적으로 반응하여 수화되는 것을 방해하므로, 고로슬래그 미분말은 알칼리 환경에서만 반응하여 수화물을 생성시키는 잠재수경성을 띠게 된다. 따라서 고로슬래그를 시멘트 대체로 사용하기 위해서는 유리질 피막을 깨트릴 수 있는 알칼리 혼화제가 필요하다. 알칼리 혼화제는 고로슬래그 미분말 내부에 존재하는 칼슘, 알루미늄 등의 성분을 용출시켜 고로슬래그 미분말이 시멘트와 같은 수화반응을 일으키도록 할 수 있다. 이러한 이유로 고로슬래그 시멘트는 초기 압축강도가 낮게 발현되는 문제점이 있었다.

또한, 슬래그 시멘트에서 슬래그 파우더의 치환량이 증가할수록 초기 강도, 건조 수축 및 블리딩 양이 증가하는 현상을 보였으며, 초기 강도 지연으로 인해 현장 공기가 늦어지는 현상이 발생하였고, 건조 수축 및 블리딩 양의 증가로 인해 콘크리트의 내구성이 현저하게 떨어졌으며, 해안가 및 내염 기능이 필요한 지역 및 현장에서는 도 5a 및 도 5b에 나타난 바와 같이 철근의 화학반응과 철근부식에 의해 철근의 부피팽창으로 인해 콘크리트가 파괴하거나, 또는 내구성이 현저히 저하되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1612907호(2016.04.19.공고) 대한민국 등록특허 제10-1333084호(2013.11.28.공고) 대한민국 등록특허 제10-0999438호(2010.12.09.공고) 대한민국 등록특허 제10-1243975호(2013.03.08.공고)

본 발명의 목적은 슬래그 시멘트 및 슬래그 파우더 다량 치환한 콘크리트에서 작업성 및 초기 압축강도를 개선하고, 방청 성능 발휘하는 고내구성 혼화제를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말용 액상 혼화제 조성물은, 조강형 폴리카본산계 유동화제, 물, 트리에탄올 아민, 칼슘포메이트(Calcium formate), 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate), 인산(Phosphoric acid)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말용 액상 혼화제 조성물은 조강형 폴리카본산계 유동화제 25~45중량부, 물 45~65중량부, 트리에탄올 아민 1~5중량부, 칼슘포메이트(Calcium formate) 5~10중량부, 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate) 3~10중량부, 인산(Phosphoric acid) 1~5중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말용 액상 혼화제 조성물은 조강형 폴리카본산계 유동화제 25~45중량부, 물 30~50중량부, 트리에탄올 아민 1~5중량부, 칼슘포메이트(Calcium formate) 5~10중량부, 인산(Phosphoric acid) 5~15중량부, 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate) 1~5중량부, 아미노화합물(Amino compound)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고내구성 액상 혼화제 조성물는 슬래그 시멘트 및 슬래그 파우더 다량 치환한 콘크리트에서 작업성 및 초기 압축강도를 개선하고, 방청 성능 발휘할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 실험예 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 방청 혼화제를 사용한 경우의 실험 결과를 나타내는 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실험예 결과를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 콘크리트가 부식하여 파괴되는 내용을 나타난 사진이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

고로슬래그는 SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO를 주성분으로 하여, 이들이 전체 성분중 약 96%를 점유하고 있으며, 이외에 소량의 MnO, FeO, TiO₂ 와 유황분 및 알칼리(Na₂O, K₂O)등을 함유하고 있다. 고로슬래그는 시멘트와 거의 동일한 화학 조성을 가질 뿐만 아니라 화학반응 또한 시멘트의 수화반응과 유사한 반응을 한다. 다만, 고로슬래그의 수화반응은 포틀랜드시멘트의 「수경성」반응과는 다소 차이가 있는 「잠재수경성」이라는 특성을 띤다. 즉, 시멘트의 반응특성인「수경성」은 물분자와 접하게 되면 성분들의 용출이 시작되면서 수화물을 형성하여 경화하는 메커니즘인 반면에 고로슬래그의「잠재수경성」은 단순히 물과의 접촉만으로는 성분들이 용출되지 않고 혼화제의 존재가 반드시 필요하며 이것에 의해 고로슬래그의 반응이 촉진된다는 점에서 차이가 있다.

고로슬래그는 물과 접한 직후 Ca² ⁺ 이온이 용출되고 그 표면에 투과성이 나쁜 부정형의 산화피막이 형성된다. 이 피막으로 인해 고로슬래그 입자 속으로 물의 침투 및 고로슬래그 입자로부터의 이온의 용출이 억제되기 때문에 수화반응은 진행이 어렵다. 그러나 알칼리 혼화제에 의해 고로슬래그의 표면에 OH^-가 흡착되면 이 피막(유리 구조)이 파괴되어 고로슬래그로부터 SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO의 용출이 촉진되고 반응이 시작된다. 그리고 일단 반응이 시작되면 고로슬래그 자체로부터 용출되는 알칼리성분에 의해 지속적으로 높은 pH가 유지되므로 반응이 지속될 수 있다.

고로슬래그가 혼화제에 의해 활성화되면, 고로슬래그의 CaO와 SiO₂성분이 용출되어 수화반응을 함으로써 규산염 수화물(CSH계 수화물)을 형성한다. 이와 같은 메커니즘으로 인해 고로슬래그의 수화반응은 보통 포틀랜드 시멘트의 반응속도에 느리게 나타나며, 고로슬래그 혼입 경화체의 초기강도 지연을 가져오는 원인이 된다. 그러나 반응이 시작되면 장기간에 걸쳐 지속적으로 반응이 이루어지기 때문에 장기 강도에 있어서는 포틀랜드시멘트를 사용한 경우보다 우수한 특성을 갖는다.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같이 고로슬래그의 초기 수화반응을 촉진하기 위한 혼화제 조성물이다. 기존에는 주로 NaOH, KOH, Ca(OH)₂ 와 같은 알카리 혼화제를 사용하였으나, 본 발명에서는 새로운 성분의 혼화제 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 고로슬래그 미분말용 액상 혼화제 조성물은 조강형 폴리카본산계 유동화제, 물, 트리에탄올 아민, 칼슘포메이트(Calcium formate), 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate) 및 인산(Phosphoric acid)을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서는 상기한 구성의 혼화제 조성물을 포함하는 고로슬래그 시멘트를 제공한다. 고로슬래그 시멘트는 시멘트와 혼화제 조성물을 포함한다. 여기서, 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 미분말 및 첨가제 등이 혼합될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 액상 혼화제의 성능을 알아보기 아래와 같은 실험을 하였다.

본 발명은 혼화제 조성물이 혼합된 시멘트의 효과를 알아보기 위하여 콘크리트를 형성하여 물성 실험을 수행하였다.

1. 실험재료

(1) 보통 포틀랜드 시멘트 1종(S사)

(2) 고로슬래그 시멘트 2종(H사)

(3) 고로슬래그 미분말 3종(H사)

(4) 플라이 애쉬 2종(D사)

(5) 골재

구분	종류	밀도(g/㎤)	조립율(FM)	흡수율(%)
잔골재	부순사	2.62	2.87	1.15
굵은 골재	부순골재,25mm	2.65	6.85	0.75

(6) 혼화제

제품명	구 분	주성분	형태	색상	밀도(g/㎤)
HA-100	일반 준PC	폴리카본산계	액상	연황색	1.030
HA-150	내구성 PC	폴리카본산계	액상	연황색	1.060
HA-200	고내구성 PC	폴리카본산계	액상	연황색	1.100

* 위 표의 HA-100, HA-150, HA-200은 호스록 코리아(주)에서 개발한 제품들이며, 그 중에서 HA-200이 본 발명의 혼화제이다.

그 중에서 HA-100은 일반 준 PC 혼화제이다.

본 발명의 혼화제 중 HA-150은 조강형 폴리카본산계 유동화제 25~45중량부, 물 45~65중량부, 트리에탄올 아민 1~5중량부, 칼슘포메이트(Calcium formate) 5~10중량부, 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate) 3~10중량부, 인산(Phosphoric acid) 1~5중량부로 이루어진다.

그리고 본 발명의 혼화제 중 HA-200은 조강형 폴리카본산계 유동화제 25~45중량부, 물 30~50중량부, 트리에탄올 아민 1~5중량부, 칼슘포메이트(Calcium formate) 5~10중량부, 인산(Phosphoric acid) 5~15중량부, 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate) 1~5중량부, 아미노화합물(Amino compound) 1~5중량부로 이루어진다.

여기서, 조강형 폴리카본산계 유동화제는 에틸메타크릴레이트 100중량부를 기준으로 테트라에톡시실란 50~70중량부와, 폴리비닐아세테이트 30~50중량부, 트리메칠올프로판 트리글리시딜에테르 10~20중량부와, 폴리디메틸실록산 5~15중량부로 구성된다. 그리고 상기 아미노화합물은 디메틸아미노에탄올디에틸렌트리아민 100중량부를 기준으로 2,3-디메틸-2-부텐 50~150중량부와, 수소화나트륨 1~10중량부를 혼합하여 얻어진다.

2. 실험예 1

(1) 1차 콘크리트 배합

		W/B (%)	s/a (%)	unit weight(kg/㎥)							AD (B×%)
		W/B (%)	s/a (%)	W	OPC	S/C	S/P	F/A	S	G	AD (B×%)
1	OPC:FA= 85:15	50.0	48.0	175	297	-	-	53	851	932	0.8
2	S/C 100%	50.0	48.0	175	-	350	-	-	855	937	0.8
3	S/P 40%	50.0	48.0	175	210	-	140	-	855	937	0.8
4	S/P 50%	50.0	48.0	175	175	-	175	-	854	936	0.8
5	S/P 60%	50.0	48.0	175	140	-	210	-	853	935	0.8

* 위 표 7에서 W/B는 물/결합제 중량비, s/a는 잔골재율, W는 물, OPC는 보통 포틀랜드 시멘트, S/C는 고로슬래그 시멘트, S/P는 고로슬래그 파우더, F/A는 플라이 애쉬, S는 잔골재, G는 굵은 골재, AD는 혼화제(첨가제)이다.

(2) 실험 결과

No.	slump(mm)		air content(%)		AD	압축강도(MPa),20℃수중양생
No.	0	0:40	0	0:40	AD	1D	2D	3D	7D	28D
1	170	120	4.8	3.6	HA-100 (일반 준PC)	3.4	-	15.5	23.8	36.5
2	180	140	4.4	3.8		3.5	-	15.1	24.0	37.8
3	175	130	4.2	3.5		3.3	-	15.6	24.3	37.5
4	185	150	4.5	4.0		2.8	-	14.8	24.1	37.0
5	200	175	4.9	4.4		1.9	-	13.3	21.8	34.5

위 실험 결과 표 8을 살펴보면, 기본배합인 OPC:F/A=85:15(No. 1)의 물성과 S/C 100%(No.2), S/P 40% 치환한 배합(No.3)이 유사한 결과를 보인다는 것을 확인할 수 있었다.

3. 실험예 2

(1) 본 실험예 2의 콘크리트 배합은 상술한 실험예 1의 콘크리트 배합과 동일하며, 혼화제 HA-150을 사용하여 실험하였다.

본 실험예의 혼화제는 슬래그파우더 다량치환 콘크리트에서 물성개선 및 조기강도가 증진하는 특징이 있다.

(2) 실험 결과(2차)

No.	slump(mm)		air content(%)		AD	Bleedingwt(%)	압축강도(MPa),20℃수중양생
No.	0	0:40	0	0:40	AD	Bleedingwt(%)	1D	2D	3D	7D	28D
1	175	125	4.5	3.4	HA-100	100	3.1	-	14.7	22.7	34.3
1	185	140	4.7	3.8	HA-150	95	3.5	-	16.5	24.1	35.1
2	195	150	4.6	4.1		102	3.4	-	15.9	23.5	36.9
3	190	145	4.7	4.2		101	3.5	-	16.2	23.8	37.2
4	200	165	4.5	4.1		104	3.1	-	15.1	23.3	37.5
5	210	185	4.4	4.2		107	2.2	-	13.8	22.3	35.2

위 실험 결과표를 보면, 내구성 혼화제인 HA-150을 적용한 결과 실험예 1의 준PC 혼화제보다 초기강도가 약 10% 증가한 것을 확인할 수 있었으며, 슬럼프 및 공기량은 유사한 경향을 보였다. 그리고 블리딩의 양 또한 실험예 1의 준PC 혼화제보다 일부 감소하나 개선이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

4. 실험예 3

(1) 본 실험예 3의 콘크리트 배합은 상술한 실험예 1의 콘크리트 배합과 동일하며, 혼화제를 HA-150을 사용하여 실험하였다.

본 실험예의 혼화제는 강도증진 뿐만 아니라 블리딩기 현저히 개선하는 특징이 있다.

(2) 실험 결과(3차)

No.	slump(mm)		air content(%)		AD	Bleedingwt(%)	압축강도(MPa),20℃수중양생
No.	0	0:40	0	0:40	AD	Bleedingwt(%)	1D	2D	3D	7D	28D
1	185	-	4.3	-	HA-100	100	3.3	-	15.1	23.3	35.3
2	180	-	4.5	-	HA-150	88	4.7	-	20.1	28.7	38.1
3	190	-	4.5	-		97	5.1	-	20.7	27.7	38.5
4	180	-	4.4	-		95	5.0	-	21.2	28.2	37.8
5	185	-	4.2	-		98	4.7	-	19.4	27.8	37.9
6	195	-	4.1	-		101	3.4	-	16.2	23.5	36.1

위 실험 결과표 및 도 1을 살펴보면, 내구성 혼화제인 HA-150 개선을 적용한 결과 실험예 1의 준PC 혼화제보다 초기강도가 약 45%로 크게 증가한 것을 확인할 수 있었으며, 장기강도도 약 5~10%이상 증진되었고, 블리딩의 양 또한 실험예 1의 준PC 혼화제보다 10% 이상 감소하였다.

5. 실험예 4

(1) 본 실험예 4의 콘크리트 배합은 상술한 실험예 1의 콘크리트 배합과 동일하나 동절기 대비 S/P 60%인 시료 No.5는 제외하였으며, 혼화제를 HA-150을 사용하여 실험하였다. 본 실험예에서는 1일, 2일까지는 챔버에서 5℃ 양생 후, 2일 강도 측정 후 20℃에서 수중양생을 실시하였다.

(2) 실험 결과(4차)

No.	slump(mm)		air content(%)		AD	Bleedingwt(%)	압축강도(MPa),20℃수중양생
No.	0	0:40	0	0:40	AD	Bleedingwt(%)	1D	2D	3D	7D	28D
1	180	135	4.7	3.9	HA-100	-	-	3.5	5.2	15.3	26.9
2	190	160	4.4	3.8	HA-150	-	2.8	5.5	9.5	16.8	31.0
3	185	150	4.6	4.0		-	2.5	5.1	9.2	16.2	30.2
4	200	170	4.8	4.4		-	1.8	4.5	8.6	15.1	28.9

위 실험 결과표 및 도 2를 살펴보면, 동절기 대비해서 2일 강도 측정시까지 5℃에서 양생하였는데, 일반 준 PC를 사용한 콘크리트는 동절기의 5℃ 환경에서 초기강도가 낮아 공기지연의 우려가 있었으며, 3일 이후에 콘크리트 수직 거푸집의 해체가 가능한 반면, 본 실험예 4에서 사용한 혼화제(HA-150)의 경우, S/C 100% 내지 S/C 50% 적용한 배합(시료 No.2~4)까지도 2일 후에는 거푸집 제거 작업이 가능하였다.

6. 실험예 5

본 실험예에서는 아래 표와 같이 응결시험 및 압축강도용 콘크리트 배합과, 염수침지 및 철근 부식 촉진시험용 콘크리트 배합을 사용하였다.(방청제 시험 : KS F 2561)

(1) 응결시험 및 압축강도용 콘크리트 배합표

구 분	W/B (%)	s/a (%)	unit weight(kg/㎥)
구 분	W/B (%)	s/a (%)	W	C	S	G	방청제
기준 콘크리트	61.0	44.0	180	300	832	1067	-
시험 콘크리트	61.0	44.0	176	300	832	1067	3.9

여기서 방청제는 아래와 같이 CO₂와 Cl^-이온을 고정하는 아민 유도체 (CH₃)₂NCH₂CH₂OH을 주성분으로 포함하는 친환경적인 유기계 방청제인 것을 예시할 수 있다. 이러한 방청제는 액상 혼화제(HA-200) 100중량부를 기준으로 1~10중량부를 첨가할 수 있다.

한개의 아민유도체와 또 다른 한개의 염화물 이온이 만나 말단의 알콜기인 OH와 만나 RNHCl을 형성하게 되고 외부로 OH^- 이온을 방출하는 특성을 나타내어 부식부의 장벽 역할을 하여 부동태막을 유지하게 된다.

시멘트 내 C₃A가 초기에 염화물을 흡착하였다가 탄산화가 진행되면서 해리상태가 되나, 아민 유도체는 Cl^-의 이온 친화력에 의해 고정화되어 안정된 상태가 된다.

(CH₃)₂NCH₂CH₂OH + Cl^- → (CH₃)₂NCH₂CH₂Cl + OH^-

CO₂ + @RNH₂↔ RNH₃ ⁺ + RNHCOO^-

(2) 염수침지 및 철근 부식 촉진시험용 콘크리트 배합표

구 분	W/B (%)	s/a (%)	unit weight(kg/㎥)
			배합수		C	S	G	방청제
			물	염분용액	C	S	G	방청제
기준 콘크리트	0.04	60.0	170.3	9.7	300	832	1067	-
시험 콘크리트	0.20	60.0	131.5	48.5	300	832	1067	-
시험 콘크리트	0.20	60.0	127.6	48.5	300	832	1067	3.9

(3) 시험기준 및 결과표

시험, 검사 항목		단 위	합격 기준	시험, 검사 결과
응결시간 차	초결	min	±60 이내	+ 14
응결시간 차	종결	min	±60 이내	+ 12
압축강도 비	재령 7일	%	90 이상	113
압축강도 비	재령 28일	%	90 이상	116
철근의 염수 침지시험		-	부식이 안될 것	부식이 안됨
콘크리트 중의 철근부식 촉진시험		%	95 이상	96.4

위 결과표와, 도 3a 및 도 3b를 함께 살펴보면, 본 실험예에서 이상 응결은 없었으며, 압축강도 증진 효과가 있고, 철근의 염수 침지 시험 결과 철근 부식이 없다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 철근 부식 촉진시험 기준을 만족하였다.

7. 실험예 6

(1) 본 실험예 6의 콘크리트 배합은 아래 배합표와 같으며, 실험예 1의 콘크리트 배합과 대비하면 방청기능 첨가한 'HA-200 고내구성 혼화제'를 사용하고 함량도 증가한 것이 다르다.

(2) 콘크리트 배합표

		W/B (%)	s/a (%)	unit weight(kg/㎥)							AD (B×%)
		W/B (%)	s/a (%)	W	OPC	S/C	S/P	F/A	S	G	AD (B×%)
1	OPC:FA= 85:15	50.0	48.0	175	297	-	-	53	851	932	0.8
2	S/C 100%	50.0	48.0	175	-	350	-	-	855	937	1.0
3	S/P 40%	50.0	48.0	175	210	-	140	-	855	937	1.0
4	S/P 50%	50.0	48.0	175	175	-	175	-	854	936	1.0

(3-1) 실험 결과(20℃ 표준 양생)

No.	slump(mm)		air content(%)		AD	Bleedingwt(%)	압축강도(MPa),20℃수중양생
No.	0	0:40	0	0:40	AD	Bleedingwt(%)	1D	2D	3D	7D	28D
1	170	130	4.2	3.5	HA-100	100	3.5	-	14.3	21.7	35.0
2	190	155	4.5	3.9	HA-200 고내구성혼화제	92	6.1	-	19.5	26.5	39.2
3	185	140	4.7	4.2		93	5.5	-	18.8	25.4	38.4
4	200	160	4.6	4.3		95	5.1	-	18.2	25.6	38.1

(3-2) 실험 결과(초기 2일까지 5℃ 저온 양생)

No.	slump(mm)		air content(%)		AD	Bleedingwt(%)	압축강도(MPa),5℃기건후, 20℃수중양생
No.	0	0:40	0	0:40	AD	Bleedingwt(%)	1D	2D	3D	7D	28D
1	170	130	4.2	3.5	HA-100	-	-	3.3	4.9	15.5	27.3
2	190	160	4.5	3.9	HA-200 고내구성혼화제	-	3.3	6.1	10.2	18.5	33.7
3	185	150	4.7	4.2		-	2.9	5.6	10.1	17.8	33.1
4	200	170	4.6	4.3		-	2.1	5.0	9.5	17.1	31.8

위 실험 결과표들과, 도 4a 및 4b를 살펴보면, 표준양생이나 초기 저온양생 모두 고내구성 혼화제인 (HA-200)을 사용한 콘크리트 배합이 현저히 증가하고, 블리빙 양 또한 5~8% 증가한 것을 확인할 수 있다.

[결론]

당 연구개발을 시험을 통해서 슬래그 시멘트 및 슬래그 파우더 다량 치환시 콘크리트에 발생하는 제반의 문제점을 해결할 수 있는 혼화제를 개발하였다.

다만, 슬래그 시멘트에서 슬래그 파우더의 치환량이 증가할수록 초기 강도, 건조 수축 및 블리딩 양이 증가하는 현상을 보였으며, 초기 강도 지연으로 인해 현장 공기가 늦어지는 현상이 발생하였고, 건조 수축 및 블리딩 양의 증가로 인해 콘크리트의 내구성이 현저하게 떨어졌다.

당 연구개발실험을 통해서 슬래그 시멘트 및 슬래그 파우더 다량 치환 콘크리트에서 작업성 및 초기 압축강도 개선으로 고내구성 혼화제를 제공할 수 있다. 나아가 콘크리트에 방청성을 추가로 부여하는 고내구성 혼화제 개발을 통하여 국내 해안가 및 내염 기능이 필요한 지역 및 현장에서 적절한 콘크리트 제조 및 납품이 가능하게 되었다.

본 발명에 따른 액상 혼화제 조성물을 사용함으로써 경제적이지만 초기압축강도 저하를 이유로 시멘트 바인더의 주재료로서 사용율이 저하되었던 고로슬래그 미분말이 보다 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

조강형 폴리카본산계 유동화제 25~45중량부, 물 30~50중량부, 트리에탄올 아민 1~5중량부, 칼슘포메이트(Calcium formate) 5~10중량부, 인산(Phosphoric acid) 5~15중량부, 소디움 씨오시아네이트(sodium thiocyanate) 1~5중량부, 아미노화합물(Amino compound) 1~5중량부로 이루어지되,
상기 조강형 폴리카본산계 유동화제는 에틸메타크릴레이트 100중량부를 기준으로 테트라에톡시실란 50~70중량부와, 폴리비닐아세테이트 30~50중량부, 트리메칠올프로판 트리글리시딜에테르 10~20중량부와, 폴리디메틸실록산 5~15중량부로 구성되고,
상기 아미노화합물은 디메틸아미노에탄올디에틸렌트리아민 100중량부를 기준으로 2,3-디메틸-2-부텐 50~150중량부와, 수소화나트륨 1~10중량부를 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 고내구성 액상 혼화제 조성물.
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