KR102205003B1 - Shotcrete composition for marine structure - Google Patents

Shotcrete composition for marine structure Download PDF

Info

Publication number
KR102205003B1
KR102205003B1 KR1020200036335A KR20200036335A KR102205003B1 KR 102205003 B1 KR102205003 B1 KR 102205003B1 KR 1020200036335 A KR1020200036335 A KR 1020200036335A KR 20200036335 A KR20200036335 A KR 20200036335A KR 102205003 B1 KR102205003 B1 KR 102205003B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
shotcrete
melamine
cement
composition
Prior art date
Application number
KR1020200036335A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정쌍영
Original Assignee
정쌍영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정쌍영 filed Critical 정쌍영
Priority to KR1020200036335A priority Critical patent/KR102205003B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102205003B1 publication Critical patent/KR102205003B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K61/00Culture of aquatic animals
    • A01K61/70Artificial fishing banks or reefs
    • A01K61/77Artificial fishing banks or reefs of monolithic form, e.g. blocks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • C04B14/106Kaolin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30Oxides other than silica
    • C04B14/303Alumina
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/36Inorganic materials not provided for in groups C04B14/022 and C04B14/04 - C04B14/34
    • C04B14/365Gypsum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/12Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16Sulfur-containing compounds
    • C04B24/20Sulfonated aromatic compounds
    • C04B24/22Condensation or polymerisation products thereof
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302Water reducers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/74Underwater applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81Aquaculture, e.g. of fish
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

The present disclosure provides a shotcrete composition for marine structures, having no steel fibers, and including 25 to 35 wt% of cement, 55 to 65 wt% of sand, 1 to 5 wt% of oyster shell powder, 1 to 5 wt% of metakaolin, 0.1 to 5 wt% of a melamine-based water reducing agent, 1 to 5 wt% of bauxite, 1 to 5 wt% of ocher, and 0.1 to 5 wt% of methylcellulose. The shotcrete composition for marine structures uses metakaolin instead of silica fume for high strength expression, thereby significantly reducing the unit cost of shotcrete.

Description

해양 구조물용 숏크리트 조성물 {SHOTCRETE COMPOSITION FOR MARINE STRUCTURE}Shotcrete composition for offshore structures {SHOTCRETE COMPOSITION FOR MARINE STRUCTURE}

본 개시는 해양 구조물용 숏크리트 조성물에 관한 것이다.The present disclosure relates to a shotcrete composition for offshore structures.

인공어초는 인공적으로 해저나 해중에 구조물을 설치하여 해양생물을 정착시키거나 끌어 모으고, 그에 대한 보호 및 배양을 목적으로 하는 어장시설이다. 소파 블록 및 테트라포드는 파도가 밀려오는 해안가에 설치된다. 유실 및 이동을 방지하기 위하여 인공어초, 소파 블록 및 테트라포드 등은 콘크리트로 제작되고 있다. Artificial reef is a fishing facility for the purpose of protecting and cultivating marine life by artificially installing structures on the seabed or underwater. Sofa blocks and tetrapods are installed on the shores of the waves. In order to prevent loss and movement, artificial reefs, sofa blocks, and tetrapods are made of concrete.

콘크리트는 과중한 무게로 인하여 제작 과정과 투하 과정에서 문제가 발생할 수 있고, 단조로운 회백색의 색깔로 인하여 해양 구조물을 착색하는데 있어서도 문제가 발생한다. 이러한 착색과 조형 구조물의 제작을 쉽게할 수 있는 경량 소재로 인공 암반이 개발되었으나 (KR 10-0810746 B1), 약한 압축 강도로 인하여 인공 어초 등에 사용될 수 없는 문제점을 가지고 있다.Concrete can cause problems in the manufacturing process and delivery process due to its heavy weight, and problems in coloring offshore structures due to its monotonous grayish-white color. Although artificial rock mass has been developed as a lightweight material that can easily manufacture such coloring and molding structures (KR 10-0810746 B1), it has a problem that cannot be used for artificial reefs due to weak compressive strength.

숏크리트는 터널 또는 지하공간의 굴착 직후 굴착 단면을 안정화하기 위한 임시 지보재 (Support Member)이자 터널 또는 지하공간의 완공 후에도 영구 지보재로서 사용되는 등 터널 또는 지하공간 건설에 있어 가장 중요한 지보재이다. 대한민국 등록특허 제10-0376546호는 숏크리트의 우수한 접착력을 이용하여 인공어초를 제조하였다. Shotcrete is the most important support member in the construction of tunnels or underground spaces, as it is a temporary support member to stabilize the excavation section immediately after excavation of a tunnel or underground space, and is used as a permanent support material even after completion of a tunnel or underground space. Korean Patent Registration No. 10-0376546 manufactured an artificial reef using the excellent adhesion of shotcrete.

그러나, 종래의 콘크리트 또는 숏크리트로 제조된 구조물은 시멘트 독으로 인하여 해조류 등 해양식물의 서식 환경을 조성하지 못하는 문제점이 있었다.However, the conventional structure made of concrete or shotcrete has a problem in that it cannot create a habitat for marine plants such as seaweed due to the cement poison.

숏크리트의 고성능화를 위하여 미분말 혼화재인 실리카 흄 (Silica Fume)을 필수적으로 사용하고 있다. 그러나 실리카 흄의 생산에 전력이 많이 소요되는 관계로 실리카 흄의 가격은 시멘트 가격의 최대 10배 이상까지 이르고 있다. 더욱이 실리카 흄을 다량으로 사용할 경우 일반적으로 동일한 반죽 농도를 얻기 위해 단위수량이 증가하여 초기 균열 발생 등의 문제점을 발생하기도 하며, 실리카 흄을 혼입한 경우 블리딩(Bleeding)이 작기 때문에 보유수량이 많게 되어 결과적으로 건조 수축이 크고 역시 가격이 고가인 고성능 감수제의 사용량이 비례적으로 증가하게 되는 문제점을 가지고 있었다.For the high performance of shotcrete, silica fume, a fine powder admixture, is essentially used. However, as the production of silica fume takes a lot of electricity, the price of silica fume is up to 10 times higher than that of cement. Moreover, when a large amount of silica fume is used, the unit quantity increases in order to obtain the same dough concentration, causing problems such as initial cracking, and when silica fume is mixed, bleeding is small, so the amount of water retained increases. As a result, there was a problem in that the amount of high-performance water reducing agent, which has a large drying shrinkage and is also expensive, increases proportionally.

한편, 강섬유를 함유하는 숏크리트의 경우, 숏크리트의 이송 과정에서 강섬유간의 자성으로 인해 이송 호스에서 뭉침 현상이 자주 발생하여 시공성이 저하되는 문제가 있고, 숏크리트의 뿜기 과정에서 리바운드가 발생하게 되어 강섬유가 암버럭과 배출되기 때문에 환경적인 문제를 야기하기도 한다.On the other hand, in the case of shotcrete containing steel fibers, there is a problem that agglomeration occurs frequently in the transfer hose due to magnetism between the steel fibers during the transfer of the shotcrete, resulting in poor workability, and rebound occurs during the spraying of the shotcrete, causing the steel fibers to become dark. It can also cause environmental problems because it is discharged with burrs.

한편, 해안에 방치되는 굴 껍질은 해양 환경 오염의 주범이 되고 있으며, 환경친화적으로 그 사용용도를 개발하여 재생할 수 있는 기술을 개발할 필요성이 요구된다.On the other hand, oyster shells left on the shore are becoming the main cause of marine environmental pollution, and there is a need to develop technologies that can be recycled by developing their use in an environmentally friendly manner.

본 개시는 전술한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 개시는 실리카 흄 대신 메타카올린을 고강도 발현을 위해 사용함으로써 숏크리트의 단가를 현저히 저감시킬 뿐만 아니라, 굴 껍질 분말, 메타카올린, 멜라민계 감수제, 보오크사이트, 및 황토를 사용함으로써 고강도의 발현에 지장을 주지 않으면서 해양식물의 생장을 촉진시킬 수 있는 해양 구조물용 숏크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present disclosure was conceived to solve the above problems, and the present disclosure not only significantly reduces the unit cost of shotcrete by using metakaolin instead of silica fume for high strength expression, but also oyster shell powder, metakaolin, melamine-based water reducing agent, An object of the present invention is to provide a shotcrete composition for marine structures capable of promoting the growth of marine plants without impeding the expression of high strength by using bauxite and loess.

또한, 본 개시는 강섬유를 사용하지 않으면서 리바운드량을 감소시킴으로써, 다양한 문양의 구현이 가능하고, 다양한 색상 착색이 가능한 해양 구조물용 숏크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present disclosure to provide a shotcrete composition for offshore structures capable of implementing various patterns and coloring a variety of colors by reducing the amount of rebound without using steel fibers.

본 개시의 제1 관점에 따르면, 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 25 내지 35 중량%의 시멘트, 55 내지 65 중량%의 모래, 1 내지 5 중량%의 굴 껍질 분말, 1 내지 5 중량%의 메타카올린, 0.1 내지 5 중량%의 멜라민계 감수제, 1 내지 5 중량%의 보오크사이트, 1 내지 5 중량%의 황토, 및 0.1 내지 5 중량%의 메틸셀룰로오스를 포함하고, 강섬유가 없다.According to the first aspect of the present disclosure, the shotcrete composition for offshore structures is 25 to 35% by weight of cement, 55 to 65% by weight of sand, 1 to 5% by weight of oyster shell powder, 1 to 5% by weight of metakaolin, It contains 0.1 to 5% by weight of a melamine-based water reducing agent, 1 to 5% by weight of bauxite, 1 to 5% by weight of loess, and 0.1 to 5% by weight of methylcellulose, and there is no steel fiber.

예시적 구체예에 따르면, 상기 굴 껍질 분말의 입도는 0.8 mm 내지 5.0 ㎜이다.According to an exemplary embodiment, the particle size of the oyster shell powder is 0.8 mm to 5.0 mm.

예시적 구체예에 따르면, 상기 멜라민계 감수제는 멜라민술폰산포르말린 축합물, 멜라민술폰산염 축합물, 및 멜라민술폰산염 폴리올 축합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된다.According to an exemplary embodiment, the melamine-based water reducing agent is selected from the group consisting of a melamine sulfonic acid formalin condensate, a melamine sulfonate condensate, and a melamine sulfonate polyol condensate.

예시적 구체예에 따르면, 상기 보오크사이트는 칼슘알루미네이트를 함유하며, 알루미늄 광석을 제련하고 나오는 부산물이다.According to an exemplary embodiment, the bauxite contains calcium aluminate, and is a by-product from smelting aluminum ore.

예시적 구체예에 따르면, 상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 1 내지 5 중량%의 석고를 더욱 포함한다.According to an exemplary embodiment, the shotcrete composition for marine structures further comprises 1 to 5% by weight of gypsum.

예시적 구체예에 따르면, 상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 1 내지 5 중량%의 백시멘트를 더욱 포함한다.According to an exemplary embodiment, the shotcrete composition for offshore structures further comprises 1 to 5% by weight of white cement.

본 개시의 제2 관점에 따르면, 해양 구조물의 제조 방법은 25 내지 35 중량%의 시멘트, 55 내지 65 중량%의 모래, 1 내지 5 중량%의 굴 껍질 분말, 1 내지 5 중량%의 메타카올린, 0.1 내지 5 중량%의 멜라민계 감수제, 1 내지 5 중량%의 보오크사이트, 1 내지 5 중량%의 황토, 및 0.1 내지 5 중량%의 메틸셀룰로오스를 포함하고, 강섬유가 없는, 해양 구조물용 숏크리트 조성물을 준비하는 단계; 상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물 100 중량부에 대하여 물 40 내지 100 중량부를 혼합하여 액상 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 액상 조성물을 해양 구조물용 틀에 타설하여 성형하는 단계를 포함한다.According to the second aspect of the present disclosure, the method of manufacturing an offshore structure includes 25 to 35% by weight of cement, 55 to 65% by weight of sand, 1 to 5% by weight of oyster shell powder, 1 to 5% by weight of metakaolin, A shotcrete composition for marine structures containing 0.1 to 5% by weight of a melamine-based water reducing agent, 1 to 5% by weight of bauxite, 1 to 5% by weight of loess, and 0.1 to 5% by weight of methylcellulose, and without steel fibers Preparing a; Preparing a liquid composition by mixing 40 to 100 parts by weight of water based on 100 parts by weight of the shotcrete composition for offshore structures; And molding the liquid composition by pouring it into a frame for an offshore structure.

예시적 구체예에 따르면, 상기 굴 껍질 분말의 입도는 0.8 mm 내지 5.0 ㎜이다.According to an exemplary embodiment, the particle size of the oyster shell powder is 0.8 mm to 5.0 mm.

예시적 구체예에 따르면, 상기 멜라민계 감수제는 멜라민술폰산포르말린 축합물, 멜라민술폰산염 축합물, 및 멜라민술폰산염 폴리올 축합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된다.According to an exemplary embodiment, the melamine-based water reducing agent is selected from the group consisting of a melamine sulfonic acid formalin condensate, a melamine sulfonate condensate, and a melamine sulfonate polyol condensate.

예시적 구체예에 따르면, 상기 보오크사이트는 칼슘알루미네이트를 함유하며, 알루미늄 광석을 제련하고 나오는 부산물이다. According to an exemplary embodiment, the bauxite contains calcium aluminate, and is a by-product from smelting aluminum ore.

예시적 구체예에 따르면, 상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 1 내지 5 중량%의 석고를 더욱 포함한다.According to an exemplary embodiment, the shotcrete composition for marine structures further comprises 1 to 5% by weight of gypsum.

예시적 구체예에 따르면, 상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 1 내지 5 중량%의 백시멘트를 더욱 포함한다.According to an exemplary embodiment, the shotcrete composition for offshore structures further comprises 1 to 5% by weight of white cement.

본 개시에 따른 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 실리카 흄 대신 메타카올린을 고강도 발현을 위해 사용함으로써 숏크리트의 단가를 현저히 저감시킬 뿐만 아니라, 굴 껍질 분말, 메타카올린, 멜라민계 감수제, 보오크사이트, 및 황토를 사용함으로써 고강도의 발현에 지장을 주지 않으면서 해조류의 생장을 촉진시킬 수 있다.The shotcrete composition for marine structures according to the present disclosure not only significantly reduces the unit cost of shotcrete by using metakaolin instead of silica fume for high strength expression, but also contains oyster shell powder, metakaolin, melamine-based water reducing agent, bauxite, and loess. By using it, the growth of seaweed can be promoted without impeding the expression of high intensity.

또한, 본 개시에 따른 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 강섬유를 사용하지 않으면서 리바운드량을 감소시킴으로써 다양한 문양의 구현이 가능하고, 거푸집 도막제를 사용하지 않음으로써 다양한 색상 착색이 가능하다.In addition, the shotcrete composition for offshore structures according to the present disclosure can implement various patterns by reducing the amount of rebound without using steel fibers, and various colors can be colored by not using a formwork coating agent.

도 1a 및 1b은 본 개시의 해양 구조물용 숏크리트 조성물로 제조된 테트라포드의 사진이다.1A and 1B are photographs of a tetrapod made of shotcrete composition for offshore structures of the present disclosure.

본 개시를 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 본 개시를 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 개시의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 개시의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 개시의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Before describing the present disclosure in more detail, terms or words used in the specification and claims are not to be limited to their usual or dictionary meanings, and the concept of terms will be described in order to explain the present disclosure in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present disclosure based on the principle that it can be properly defined. Therefore, the configuration of the embodiment described in the present specification is only one preferred example of the present disclosure, and does not represent all of the technical spirit of the present disclosure, and various equivalents and modifications that can replace them at the time of application It should be understood that there may be.

농도, 양, 및 다른 수치적 데이터는 범위 형식으로 표현될 수 있다. 이러한 범위 형식은, 편의성 및 간결성을 위해서 단지 사용된 것으로서, 명시적으로 나열된 수치뿐만 아니라 모든 개별 수치 또는 그 범위 내에 포괄된 하위-범위를 포함하는 것으로 융통성 있게 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 1 내지 약 5"의 수치 범위는, 명시적으로 나열된 약 1 내지 약 5의 값뿐만 아니라 지시된 범위 내에 개별 값 및 하위-범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 이 수치 범위에는 2, 3, 및 4와 같은 개별 값, 1-3, 2-4, 3-5, 등과 같은, 하위 범위뿐만 아니라 개별적으로 1, 2, 3, 4, 및 5가 포함된다. Concentrations, amounts, and other numerical data can be expressed in range format. This range format is used only for convenience and brevity, and is to be interpreted flexibly as including the expressly listed numerical values as well as all individual numerical values or sub-ranges encompassed within that range. For example, a numerical range of “about 1 to about 5” should be construed as including the values of about 1 to about 5 explicitly listed, as well as the individual values and sub-ranges within the indicated range. Thus, this numerical range includes individual values such as 2, 3, and 4, subranges such as 1-3, 2-4, 3-5, etc., as well as individually 1, 2, 3, 4, and 5 do.

이하, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 용이하게 실시할 수 있도록, 본 개시의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 아울러, 본 개시를 설명함에 있어서, 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains may easily implement the present disclosure. In addition, in describing the present disclosure, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure will be omitted.

본 개시에서 사용되는 해양 구조물은 연근해 어업의 생산 증대를 위하여 어류 및 어패류의 보호, 증착 활성을 위하여 설치되는 인공어초 뿐만 아니라 해저 또는 해안가에 설치되는 소파블럭, 테트라포드, 인공암 등을 포함하는 모든 조형물을 포함하는 개념으로 사용된다.The marine structures used in the present disclosure are all sculptures including sofa blocks, tetrapods, artificial rocks, etc., installed on the seabed or shore, as well as artificial fish reefs installed for protection and deposition activity of fish and shellfish to increase production of offshore fisheries. It is used as a concept that includes.

일반적으로 콘크리트가 해양 구조물 소재로 사용될 경우 허용되는 최소 압축 강도는 180-220 kgf/㎠이므로, 다른 소재로 해양 구조물을 제작하더라도 해저인공 구조물이 그 이상의 강도를 지니게 되면 해양 구조물로 사용하기에 적합한 소재라 할 수 있다.In general, when concrete is used as a material for offshore structures, the minimum allowable compressive strength is 180-220 kgf/㎠, so even if an offshore structure is made of other materials, if the undersea artificial structure has a higher strength, it is a suitable material for use as an offshore structure. Can be said.

이하에서 본 개시에 따른 숏크리트 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 상세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, each component constituting the shotcrete composition according to the present disclosure will be described in detail.

<시멘트><cement>

시멘트로는 일반적으로 포틀랜드 시멘트를 사용하며, 경우에 따라서 시공 후 조기에 강도를 발생시킬 필요가 있거나 시공 후 양생 기간을 충분히 취할 수 없는 경우에는 조강 포틀랜드 시멘트, 초속경 시멘트 등을 사용할 수도 있다. Portland cement is generally used as the cement, and in some cases, when it is necessary to generate strength early after construction or when the curing period cannot be sufficiently taken after construction, crude portland cement, ultrafast cement, etc. may be used.

하나 이상의 구체예에서, 시멘트의 함량은 25 내지 35 중량%, 25 내지 30 중량%, 30 내지 35 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위일 수 있다.In one or more embodiments, the content of cement may be 25 to 35% by weight, 25 to 30% by weight, 30 to 35% by weight, or all ranges and subranges therebetween.

시멘트의 함량이 25 중량% 미만이면 충분한 강도를 확보하기 어려울 수 있다. 일반적으로 시멘트의 함량을 늘리면 강도가 증가하지만, 특정 함량을 초과하면 부정적으로 작용할 수 있다. 숏크리트의 주요 강도는 모래-모래 상호 작용에 의한 것이므로 35중량%를 초과하는 과도한 시멘트의 양은 모래-모래 상호 작용을 방해하여, 숏크리트가 쉽게 부서질 수 있다.If the cement content is less than 25% by weight, it may be difficult to secure sufficient strength. In general, increasing the content of cement increases the strength, but exceeding a certain content can be negative. Since the main strength of shotcrete is due to the sand-sand interaction, an excessive amount of cement exceeding 35% by weight interferes with the sand-sand interaction, and the shotcrete can be easily broken.

<모래> <Sand>

모래는 경화시 시멘트 성분에 의해 상호 결합되어 숏크리트 구조물의 가장 기본적인 골격을 이루게 된다.When the sand is hardened, it is bonded to each other by the cement component to form the most basic skeleton of the shotcrete structure.

하나 이상의 구체예에서, 모래의 함량은 55 내지 65 중량%, 55 내지 60 중량%, 60 내지 65 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위일 수 있다.In one or more embodiments, the content of sand can be 55 to 65% by weight, 55 to 60% by weight, 60 to 65% by weight, or all ranges and subranges therebetween.

모래의 함량이 55 중량% 미만이면 모래-모래 상호 작용이 적어 강도가 저하될 수 있고, 65 중량%를 초과하면 모래의 표면적을 도포할 시멘트가 상대적으로 부족한 결과가 되어 강도가 저하될 수 있다.If the content of sand is less than 55% by weight, the strength may be reduced due to little sand-sand interaction, and if it exceeds 65% by weight, the strength may be lowered due to a relatively insufficient amount of cement to be applied to the surface area of the sand.

<굴 껍질 분말><Oyster Shell Powder>

굴 껍질의 분말 성분은 자연계에서 생산되거나 인공적으로 재배한 굴로부터 유기물을 제거한 껍질을 입도 5.0㎜ 이하, 4.0㎜ 이하, 3.0㎜ 이하, 또는 2.0㎜ 로 분쇄한 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 패류 껍질을 세척 후 100 내지 1,000℃, 200 내지 900℃, 300 내지 800℃, 400 내지 700℃, 또는 500 내지 600℃로 가열 및/또는 소성한 후 이를 입도 0.8~5.0㎜, 1~4㎜, 또는 2~3㎜로 분쇄하여 얻어진 분말을 사용할 수 있다. The powder component of the oyster shell may be obtained by pulverizing a shell with a particle size of 5.0 mm or less, 4.0 mm or less, 3.0 mm or less, or 2.0 mm by removing organic matter from oysters produced in nature or artificially grown. Preferably, after washing the shellfish shell, heating and/or firing at 100 to 1,000°C, 200 to 900°C, 300 to 800°C, 400 to 700°C, or 500 to 600°C, the particle size is 0.8 to 5.0 mm, Powder obtained by grinding into 1 to 4 mm, or 2 to 3 mm may be used.

상기 가열 및/또는 소성을 100℃보다 저온에서 처리하는 경우에는 분말로 분쇄하기가 어렵고, 처리시간이 길어지고 그에 따라 에너지 소모량이 많아질 수 있다. 상기 가열 및/또는 소성을 1,000℃보다 고온에서 처리하는 경우에는 굴 껍질의 고유 성질을 상실할 수 있다.When the heating and/or sintering is processed at a lower temperature than 100° C., it is difficult to pulverize into powder, the processing time is lengthened, and energy consumption may increase accordingly. When the heating and/or firing is processed at a temperature higher than 1,000° C., the inherent properties of the oyster shell may be lost.

한편, 굴 껍질의 입도가 0.8mm 미만인 경우에는 자연친화적인 재료로서의 특성이 상실될 수 있고, 5.0mm를 초과하는 경우에는 혼화성이 저하되어 조성물 내에서 균일하게 분포하지 않을 수 있다.On the other hand, when the particle size of the oyster shell is less than 0.8 mm, characteristics as a nature-friendly material may be lost, and when it exceeds 5.0 mm, miscibility may be lowered and thus may not be uniformly distributed in the composition.

굴은 식용으로 다량 생산되고 있지만, 그 껍질은 아직 특별히 다른 용도로 사용되지 못하고 그대로 버려지거나 단순히 매립되어 심각한 해양환경오염의 원인이 되고 있는 실정이다. Oysters are produced in large quantities for food, but their shells have not yet been used for other purposes and are discarded or simply buried, causing serious marine environmental pollution.

굴 껍질은 90% 이상의 CaO 성분과 기타 Na2O, SiO2, Al2O3, MgO 등으로 이루어져 있으므로, 역시 CaO (50% 이상), SiO2, Al2O3 등으로 이루어진 시멘트와 상용성이 우수하여 숏크리트 제조시 시멘트와 상호 결합력이 뛰어나다. 따라서, 상기 굴 껍질의 분말을 포함하는 조성물을 경화시켜 얻은 숏콘크리트 구조물은 우수한 경도 및 강도를 가질 수 있다. 더욱이, 굴 껍질은 그 자체가 천연 자연물이고, 굴 유생 및 해초류의 부착에 중요한 기질이므로, 이 굴 껍질을 해양 구조물의 재료로 이용함으로서 초기 부착된 생물이 더욱 잘 증식할 수 있다.Oyster shell is composed of more than 90% CaO and other Na 2 O, SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, etc., so it is also compatible with cement made of CaO (more than 50%), SiO 2 , Al 2 O 3 etc. Because of this, it has excellent cohesion with cement when manufacturing shotcrete. Therefore, the shot concrete structure obtained by curing the composition including the powder of the oyster shell may have excellent hardness and strength. Moreover, since the oyster shell itself is a natural natural product and is an important substrate for the attachment of oyster larvae and seaweed, the early attached organisms can grow better by using the oyster shell as a material for marine structures.

굴 껍질 분말의 함량을 높이고 모래 등 잔골재의 함량을 줄이면 모래를 사용한 경우에 비해 무게가 경감되어 연약 기반에 인공어초와 같은 해양 구조물을 투여하여 사용할 수도 있다.If the content of oyster shell powder is increased and the content of fine aggregates such as sand is reduced, the weight is reduced compared to the case of using sand, and marine structures such as artificial reefs may be administered to the soft base.

하나 이상의 구체예에서, 굴 껍질 분말의 함량은 1 중량% 내지 5 중량%, 1 중량% 내지 4 중량%, 1 중량% 내지 3 중량%, 1 중량% 내지 2 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위-범위일 수 있다. In one or more embodiments, the content of oyster shell powder is 1% to 5%, 1% to 4%, 1% to 3%, 1% to 2%, or all ranges therebetween. And sub-ranges.

상기와 같은 굴 껍질 성분의 효능을 충분히 이용하기 위해선, 굴 껍질 분말의 함량은 1 중량% 이상이 되어야 하나, 5 중량%을 초과로 혼합하면 시멘트의 결합력을 저하시켜 숏크리트의 강도가 약화될 수 있다.In order to fully utilize the efficacy of the above-described oyster shell component, the content of the oyster shell powder must be 1% by weight or more, but if it is mixed in excess of 5% by weight, the strength of shotcrete may be weakened by lowering the bonding strength of the cement. .

<메타카올린><Metakaolin>

본 개시에 따른 숏크리트는 고강도 발현을 위하여 기존에 사용되고 있는 실리카 흄 혼화재 대신 압축 강도와 휨 강도 등 제반 역학적 특성 확보와 함께 장기 내구성을 증진시키면서 숏크리트의 탈락도 방지할 수 있는 메타카올린을 사용한다.The shotcrete according to the present disclosure uses metakaolin that can prevent the shotcrete from falling off while improving long-term durability as well as securing all mechanical properties such as compressive strength and flexural strength, instead of a silica fume admixture that has been used for high strength.

메타카올린은 인공 포졸란으로 거동하는 비정질 재료로서 이러한 메타카올린을 숏크리트에 사용한 경우의 강도 및 시공성은 다음과 같은 특징을 갖는다.Metakaolin is an amorphous material that behaves as an artificial pozzolan, and the strength and workability when such metakaolin is used for shotcrete have the following characteristics.

우선, 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3)의 함량이 많으며 이들 두 성분이 모두 비정질이면서 큰 비 표면적을 갖고 있으므로 시멘트의 C3S, C2S와 같은 성분이 수화작용의 결과로서 생산되는 수산화칼슘 (Ca(OH)2)과 결합하여 칼슘 실리케이트 수화물 (Calcium Silicate Hydrate, C-S-H gel), 칼슘 알루미네이트 수화물 (Calcium Aluminate Hydrate, C-A-H gel), 및 칼슘 알루미노-실리케이트 수화물 (Calcium Alumino-Silicate Hydrate)과 같은 더 많은 수화물을 형성하여 그 조직을 더욱 치밀하게 만든다. First of all, the content of silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) is high, and both components are amorphous and have a large specific surface area, so components such as C 3 S and C 2 S of cement are the result of hydration. Calcium Silicate Hydrate (CSH gel), Calcium Aluminate Hydrate (CAH gel), and calcium alumino-silicate hydrate (Calcium Alumino-Silicate) are combined with produced calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ). It forms more hydrates such as Hydrate, making the tissue more dense.

수산화칼슘과 메타카올린의 수화 반응식은 아래와 같다.The reaction formula for hydration of calcium hydroxide and metakaolin is as follows.

Ca(OH)2 + (SiO2, Al2O3) = 3CaO·2SiO2·3H2O /3CaO·Al2O3·6H2OCa(OH) 2 + (SiO 2 , Al 2 O 3 ) = 3CaO·2SiO 2 ·3H 2 O /3CaO·Al 2 O 3 ·6H 2 O

메타카올린은, 그 자체에서 용출되는 SiO2나 Al2O3가 시멘트의 1차 수화물인 Ca(OH)2와 장기간에 걸쳐 2차적인 포졸란 반응을 일으킨다. 이렇게 시멘트에서 생성된 수산화칼슘과 포졸란 재료가 반응하여 규산칼슘계의 수화물을 생성하는 반응을 포졸란 반응(pozzolan reaction)이라 한다. 이 반응에 의해 생성된 칼슘실리케이트(C-S-H)나 칼슘알루미네이트(C-A-H) 수화물은 시멘트의 자체의 수화물인 Ca(OH)2보다도 수화 조직이 치밀하고, 또한 염화물 이온의 주요한 이동 경로가 되는 모세관 공극을 치밀하게 충진하기 때문에 장기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투저항성을 향상시킨다.Metakaolin, SiO 2 or Al 2 O 3 eluting from itself, causes a secondary pozzolanic reaction over a long period of time with Ca(OH) 2 , which is the primary hydrate of cement. The reaction of the calcium hydroxide produced in cement and the pozzolanic material to form a calcium silicate hydrate is called a pozzolan reaction. Calcium silicate (CSH) or calcium aluminate (CAH) hydrate produced by this reaction has a denser hydration structure than Ca(OH) 2, which is a hydrate of cement itself, and has a capillary pore that is a major path for chloride ions to travel. Due to the dense filling, It improves the penetration resistance to chloride ions.

또한, 수산화칼슘과의 반응은 유해한 알칼리 작용을 감소시키고 풍화에 대한 더 양호한 잠재능력을 가지고 있음은 물론 시멘트 페이스트 배합에 혼입될 때 뚜렷한 수밀성을 갖는다. 이러한 수밀성은 강도를 증진시키고 투수성을 감소시킬 수 있다.In addition, the reaction with calcium hydroxide reduces harmful alkalinity and has a better potential for weathering, as well as a distinct watertightness when incorporated into a cement paste formulation. This watertightness can improve strength and reduce water permeability.

이와 같은 메타카올린으로는 해외에서 제조된 제품 및 국내에서 제조된 제품을 모두 사용가능하다. 기존에 사용되던 실리카 흄이 산업부산물인데 반하여 메타카올린은 양호한 관리통제하여 생산되므로 물리ㆍ화학적 특성에 있어 그 변화가 매우 작다는 이점을 갖는다.As such metakaolin, both products manufactured overseas and products manufactured in Korea can be used. While silica fume used in the past is an industrial by-product, metakaolin is produced under good management and control, so it has the advantage that the change in physical and chemical properties is very small.

본 개시에 따른 메타카올린을 사용한 조성물은 상대적으로 입자가 크므로 통상의 포틀랜드 시멘트 콘크리트보다 소량의 고성능 감수제를 사용하는 이점이 있다. 즉, 동일한 물/시멘트 비(W/C)에서 실리카 흄 콘크리트보다 메타카올린 콘크리트는 최소 20%, 최대 50%까지 고성능 감수제의 함량을 저감시킬 수 있으며 기존의 실리카흄을 사용한 조성물보다 덜 끈적거리기 때문에 양호한 작업성 및 마무리성도 함께 나타낼 수 있다.Since the composition using metakaolin according to the present disclosure has a relatively large particle size, there is an advantage of using a small amount of a high-performance water reducer than that of conventional Portland cement concrete. That is, at the same water/cement ratio (W/C), metakaolin concrete can reduce the content of high-performance water reducing agent by at least 20% and up to 50% compared to silica fume concrete, and it is less sticky than conventional silica fume compositions. Workability and finish can also be expressed.

본 개시에 따르면, 메타카올린을 사용하여 고강도/고내구성인 고성능 숏크리트 조성이 가능하므로 숏크리트 라이닝을 영구 지보재로 사용할 수 있다.According to the present disclosure, since metakaolin can be used to create high-performance shotcrete with high strength/high durability, the shotcrete lining can be used as a permanent support material.

또한, 본 개시는 시멘트, 물, 골재, 혼화재 및 급결제로 구성되는 일반적인 숏크리트 조성물에서 전술한 바와 같이 고강도 발현을 위한 혼화재로서, 일반적으로 사용되고 있는 실리카 흄 대신 메타카올린을 사용함으로써, 실리카 흄의 가장 큰 단점인 건조수축이 크다라는 점 및 가격이 고가인 고성능 감수제의 사용량이 비례적으로 증가한다는 점을 극복하고 숏크리트의 시공성 증대에 기여할 수 있다.In addition, the present disclosure is an admixture for expressing high strength as described above in a general shotcrete composition composed of cement, water, aggregate, admixture, and quick-setting agent. By using metakaolin instead of the commonly used silica fume, the most of silica fume Overcoming the major drawbacks of high drying shrinkage and the proportional increase in the amount of high-performance water reducing agent that is expensive, it can contribute to the increase of the workability of shotcrete.

또한, 숏크리트는 콘크리트와 달리 스프레이 형식으로 작업되므로 터널 벽면 또는 인조암의 외부면에 타설될 경우 상당한 탈락 (rebound)이 발생하기도 하는데, 본 개시에서와 같이 메타카올린 혼화재를 적용함으로써 숏크리트의 탈락을 방지할 수 있다.In addition, since shotcrete is sprayed, unlike concrete, considerable rebound occurs when it is poured on the tunnel wall or the outer surface of artificial rock.As in the present disclosure, a metakaolin admixture is applied to prevent the shotcrete from falling off. can do.

하나 이상의 구체예에서, 메타카올린의 함량은 1 내지 5 중량%, 1 내지 4 중량%, 1 내지 3 중량%, 1 내지 2 중량%, 2 내지 5 중량%, 3 내지 5 중량%, 4 내지 5 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위일 수 있다.In one or more embodiments, the content of metakaolin is 1 to 5% by weight, 1 to 4% by weight, 1 to 3% by weight, 1 to 2% by weight, 2 to 5% by weight, 3 to 5% by weight, 4 to 5 % By weight, or all ranges and subranges in between.

메타카올린의 함량이 1 중량% 미만이면 장기강도 증진효과, 초기수화열 억제효과, 내황산염 증진효과, 알칼리도를 낮추는 효과가 미미하여 소정의 성능을 발휘할 수 없으며, 5 중량%를 초과하면 내황산염 증진효과, 알칼리도를 낮추는 효과는 증대되나, 결합재 내의 상대적인 시멘트 량의 부족으로 강도가 하락할 수 있다.If the content of metakaolin is less than 1% by weight, the long-term strength enhancing effect, the initial hydration heat suppression effect, the sulfate-resistant effect, and the effect of lowering the alkalinity are insignificant, and the predetermined performance cannot be exhibited.If the content exceeds 5% by weight, the sulfate-resistant effect, The effect of lowering the alkalinity increases, but the strength may decrease due to the lack of the relative amount of cement in the binder.

<감수제><Supervisor>

여기에 사용된 바와 같이, 감수제는 숏크리트 시공을 할 때 숏크리트 속에 있는 작은 공기 거품을 고르게 하기 위하여 사용하는 혼화제이다. 감수제는 거품을 일으키는 성질이 뛰어난 계면활성제로서, 숏크리트 중에 작은 기포를 고르게 발생시켜 내동결 융해성, 내식성, 내구성 등을 개선한다.As used herein, a water reducing agent is an admixture used to even out the small air bubbles in the shotcrete when constructing shotcrete. The water reducing agent is a surfactant with excellent foaming properties and improves freezing and melting resistance, corrosion resistance and durability by evenly generating small bubbles in shotcrete.

또한, 감수제는 숏크리트 조성물의 유동성을 좋게 하여 부어 넣기 작업을 용이하게 하고, 굳은 숏크리트의 열전도율을 저하시키며, 수밀성을 향상시키는 등 2차적인 효과도 있다.In addition, the water reducing agent improves the fluidity of the shotcrete composition to facilitate the pouring operation, lowers the thermal conductivity of the hardened shotcrete, and has secondary effects such as improving watertightness.

또한, 감수제는 시멘트 입자를 분산시켜서 숏크리트의 유동성을 증대시키기 위한 것으로, 이들의 사용은 원하는 반죽 질기를 갖는 숏크리트를 제조하는데 필요한 단위수량을 많이 감소시켜, 그 결과 단위 시멘트량을 줄일 수 있다. In addition, the water reducing agent is to increase the fluidity of shotcrete by dispersing the cement particles, and their use greatly reduces the number of units required to manufacture shotcrete having a desired kneading quality, and as a result, the amount of unit cement can be reduced.

이때, 숏크리트 조성물에 사용되는 감수제의 감수율은 일반적으로 10 내지 15%정도이나 그 중 감수율이 20 내지 30%인 것을 본 개시에서는 고성능 감수제라 통칭한다.At this time, the water reducing rate of the water reducing agent used in the shotcrete composition is generally about 10 to 15%, but the water reducing rate of which is 20 to 30% is collectively referred to as a high performance water reducing agent in the present disclosure.

바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르복실산계, 아미노 술폰산계 감수제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Preferred high performance water reducing agents may be selected from the group consisting of naphthalene-based, melamine-based, polycarboxylic acid-based, amino sulfonic acid-based water reducing agents, or mixtures thereof.

나프탈렌계 감수제로서 변성리그닌, 알킬아릴술폰산 및 활성지속폴리머, 폴리알킬아일슬폰산염과 반응성고분자, 알킬아릴술폰산염고축합물, 슬폰산기카르복실기 함유 다원폴리머, 알킬나프탈렌슬폰산염, 알킬아릴술폰산염변성리그닌공축합물과 변성리그닌, 리그닌유도체와 알킬아릴술포네이트 또는 이들로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다.As a naphthalene water reducing agent, modified lignin, alkylaryl sulfonic acid and active persistent polymer, polyalkyl isyl sulfonic acid and reactive polymer, alkyl aryl sulfonic acid high condensate, sulfonic acid group carboxyl group-containing polypolymer, alkyl naphthalene sulfonic acid, alkylaryl sulfonic acid modified lignin ball Condensate and modified lignin, lignin derivative and alkylaryl sulfonate, or at least one selected from these.

멜라민계 감수제의 예로서 멜라민술폰산포르말린 축합물, 멜라민술폰산염 축합물, 및 멜라민술폰산염 폴리올 축합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 들 수 있다.Examples of the melamine-based water reducing agent include one or more selected from the group consisting of a melamine sulfonic acid formalin condensate, a melamine sulfonate condensate, and a melamine sulfonate polyol condensate.

폴리카르복실산계 감수제의 예로서 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 들 수 있다.As an example of a polycarboxylic acid water reducing agent, a copolymer containing an unsaturated carboxylic acid monomer as a single component or a salt thereof, such as poly(alkylene glycol) monoacrylate, poly(alkylene glycol) monomethacrylate, maleic anhydride and styrene Copolymers, copolymers of acrylates and methacrylates, and copolymers derived from monomers copolymerizable with these monomers.

아미노 술폰산계 감수제의 예로서 방향족아미노슬폰산계 고분자화합물, 방향족고분자축합물과 리그닌슬폰산유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 들 수 있다.Examples of the amino sulfonic acid water reducing agent include an aromatic amino sulfonic acid polymer compound, an aromatic polymer condensate and a lignin sulfonic acid derivative, or at least one or more mixtures selected from these.

하나 이상의 구체예에서, 감수제의 함량은 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 4 중량%, 0.1 내지 3 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 또는 서브-범위일 수 있다. 감수제의 함량이 0.1 중량% 미만이면 분산 안정성과 유동성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량%를 초과하면 재료의 분리 현상 및 강도 저하를 초래할 수 있다.In one or more embodiments, the content of water reducing agent is 0.1 to 5% by weight, 0.1 to 4% by weight, 0.1 to 3% by weight, 0.1 to 2% by weight, 0.1 to 1% by weight, or all ranges or sub-ranges therebetween. Can be If the content of the water reducing agent is less than 0.1% by weight, dispersion stability and fluidity may be deteriorated, and if it exceeds 5% by weight, separation of the material and strength reduction may occur.

<보오크사이트><Bauxite>

본 개시에 따르면, 칼슘알루미네이트를 함유하는 보오크사이트는 메타카올린과 반응하여 시멘트 성분 중 C3A 및 C3S 성분을 증가시켜 숏크리트의 강도를 증가시키고, 또한, 숏크리트의 응결을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 숏크리트 조성물은 단시간에 강도 발현이 가능하다,According to the present disclosure, the bauxite containing calcium aluminate reacts with metakaolin to increase the C 3 A and C 3 S components of the cement component, thereby increasing the strength of shotcrete, and also can accelerate the condensation of the shotcrete. have. Therefore, the shotcrete composition according to the present disclosure can exhibit strength in a short time,

하나의 구체예에서, 칼슘알루미네이트를 함유하는 보오크사이트는 알루미늄 광석을 제련할 때 발생하는 부산물에서 얻을 수 있으며, 따라서 환경 친화적이다. In one embodiment, bauxite containing calcium aluminate can be obtained from a by-product that occurs when smelting aluminum ore, and is therefore environmentally friendly.

다른 구체예에서, 칼슘알루미네이트는 CaO 원료 및 Al2O3 원료를 혼합한 것을 킬른에서 소성하거나 전기로서 용융시키는 등의 열처리를 하여 얻을 수 있다. In another embodiment, calcium aluminate may be obtained by heat treatment, such as firing a mixture of a CaO raw material and an Al 2 O 3 raw material in a kiln or melting it with electricity.

칼슘알루미네이트의 분말도는 급결성이나 강도 발현성의 측면에서 3,000~8,000 ㎠/g, 바람직하게는 5,000~8,000 ㎠/g의 블레인 비표면적을 갖는다.The powderiness of the calcium aluminate has a blast specific surface area of 3,000 to 8,000 cm 2 /g, preferably 5,000 to 8,000 cm 2 /g in terms of rapid setting and strength development.

하나 이상의 구체예에서, 칼슘알루미네이트의 함량은 1 내지 5 중량%, 1 내지 4 중량%, 1 내지 3 중량%, 1 내지 2 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위일 수 있다.In one or more embodiments, the content of calcium aluminate may be 1 to 5% by weight, 1 to 4% by weight, 1 to 3% by weight, 1 to 2% by weight, or all ranges and subranges therebetween.

칼슘알루미네이트의 함량이 1 중량% 미만이면 숏크리트의 응결 및 조기 강도 발현 효과가 떨어질 수 있고, 5 중량%를 초과하면, 숏크리트 시공 장비 내 배관의 막힘 현상이 발생할 염려가 있으며, 분진이 많이 발생하는 등 시공성이 저하될 수 있다. If the content of calcium aluminate is less than 1% by weight, the effect of condensation and early strength development of shotcrete may decrease, and if it exceeds 5% by weight, there is a risk of clogging of the pipe in the shotcrete construction equipment, and a lot of dust is generated. Etc. workability may be deteriorated.

<황토><Ocher>

황토는 암석이 풍화되어 만들어진 황색 또는 황갈색의 흙으로서 실리카 (SiO2)와 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고 여기에 산화철 (Fe2O3), 산화칼륨 (K2O) 및 생석회 (CaO) 등이 미량 포함된 혼합물이다. 이 황토는 주로 0.002∼0.005mm의 직경의 입자 크기를 가지며, 약산성을 나타낸다. 이러한 황토는 독성이 전혀 없을 뿐만 아니라, 약산성을 나타내므로 강알칼리성인 콘크리트를 사용할 때 발생되는 해양생물이 착생되지 못하는 문제점을 해결할 수 있다. Ocher is yellow or yellowish brown soil made by weathering rocks, and mainly consists of silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ), and iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O) and quicklime ( It is a mixture containing a trace amount of CaO) and the like. This loess mainly has a particle size of 0.002 to 0.005 mm in diameter and exhibits weak acidity. This loess is not toxic at all, and exhibits weak acidity, so it is possible to solve the problem that marine organisms that occur when strongly alkaline concrete are not used.

또한, 황토로부터 원적외선이 발생되므로 바닷속 유해 세균을 살균하여 해양생물의 번식에 도움을 준다. 또한 황토에는 카탈라제, 디페놀 옥시다아제, 시카리제, 프로테아제의 4가지 효소가 함유되어 있어서 독소를 제거하는 역할을 할 수 있다.In addition, since far-infrared rays are generated from the loess, it sterilizes harmful bacteria in the sea to help propagate marine organisms. In addition, the loess contains four enzymes, catalase, diphenol oxidase, cyclase, and protease, and can play a role in removing toxins.

따라서, 본 개시에 따라, 황토가 혼합된 숏크리트를 인공 어초 등의 수중 구조물에 적용하면, 시멘트독의 제거, 원적외선 방사, 중금속 흡착 등의 효과로 해초 및 어류의 서식을 증가시키고, 해양의 적조현상을 방지하는 효과가 있다.Therefore, according to the present disclosure, when the shotcrete mixed with loess is applied to an underwater structure such as an artificial fish reef, it increases the habitat of seaweed and fish with the effect of removal of cement poison, far-infrared radiation, adsorption of heavy metals, etc. It has the effect of preventing.

하나 이상의 구체예에서, 황토의 함량은 1 내지 5 중량%, 1 내지 4 중량%, 1 내지 3 중량%, 1 내지 2 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위-범위일 수 있다.In one or more embodiments, the content of loess may be 1 to 5% by weight, 1 to 4% by weight, 1 to 3% by weight, 1 to 2% by weight, or all ranges and sub-ranges therebetween.

황토 함량이 1 중량% 미만이면 황토의 효능이 나타나지 않을 수 있다. 황토는 물과 반응하게 되면 각 입자 간의 응집현상으로 약 6%의 체적 감소 현상이 일어나며 이것이 균열의 주된 원인이다. 따라서, 황토 함량이 5 중량%를 초과하면 균열이 발생할 수 있다.If the loess content is less than 1% by weight, the efficacy of loess may not appear. When loess reacts with water, the volume decreases by about 6% due to agglomeration between particles, which is the main cause of cracking. Therefore, cracks may occur if the loess content exceeds 5% by weight.

이와 같은 황토의 첨가에 대하여 석고를 추가로 첨가하면, 석고가 수화반응을 일으키면서 체적을 팽창시킨다. 따라서, 황토에 의한 수축과 석고에 의한 팽창이 균형을 이루어, 균열을 억제할 수 있다.If gypsum is additionally added to the addition of loess like this, the gypsum causes a hydration reaction to expand the volume. Therefore, contraction due to loess and expansion due to gypsum are balanced, and cracking can be suppressed.

<증점제><Thickener>

본 개시에 따른 숏크리트 조성물은 숏크리트 조성물의 점도를 높이고, 조성물 간의 혼합성능을 향상시키기 위하여 증점제를 포함할 수 있다. 증점제는 조성물에 점성을 부여하여 시공시 급결제 사용량 및 리바운드를 저감시킬 수 있다. 증점제로는 메틸셀룰로오스 (Methyl Cellulose), 웰란검 (Welan gum), 세피올라이트 (Sepiolite)를 사용할 수 있다. The shotcrete composition according to the present disclosure may include a thickener in order to increase the viscosity of the shotcrete composition and improve mixing performance between the compositions. The thickener can reduce the amount and rebound of the rapid setting agent during construction by giving viscosity to the composition. Methyl Cellulose, Welan gum, and Sepiolite can be used as a thickener.

하나 이상의 구체예에서, 증점제의 함량은 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 4 중량%, 0.1 내지 3 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 또는 서브-범위일 수 있다.In one or more embodiments, the content of thickener is 0.1 to 5% by weight, 0.1 to 4% by weight, 0.1 to 3% by weight, 0.1 to 2% by weight, 0.1 to 1% by weight, or all ranges or sub-ranges therebetween. Can be

증점제의 함량이 0.1 중량%보다 미만이면 급결제 사용량 및 리바운드의 저감 효과가 미미할 수 있고 숏크리트의 점성이 낮은 결과 숏크리트 조성물이 흘러내림으로써 일정 두께를 유지하지 못하여 숏크리트 구조물의 기능을 제대로 발휘하지 못할 뿐만 아니라 시공상 문제가 발생할 수 있다.If the content of the thickener is less than 0.1% by weight, the effect of reducing the amount of rapid setting and rebound may be insignificant.As a result of the low viscosity of the shotcrete, the shotcrete composition flows down and does not maintain a certain thickness, so that the function of the shotcrete structure may not be displayed properly. In addition, construction problems may occur.

한편, 5 중량%를 초과하면 점도가 높아서 저장성 문제가 발생할 수 있고 시공이 어려워질 수 있다.On the other hand, if it exceeds 5% by weight, the viscosity may be high, resulting in a storage problem and construction may become difficult.

<석고><gypsum>

본 개시의 일 구체예에서 사용하는 석고로서는 무수석고, 반수석고 및 이수석고를 들 수 있으며, 천연산 석고, 인산석고, 배연탈황석고 및 불산석고 등의 화학석고 또는 이들을 열처리해서 얻어진 석고 등을 들 수 있다. 이들 중에서 천연무수석고는 반수석고나 이수석고에 비해 용해속도가 느리기 때문에 칼슘알루미네이트 분말과의 반응성이 적합하여 강도 발현성의 측면에서 바람직하다.Examples of gypsum used in one embodiment of the present disclosure include anhydrous gypsum, semihydrated gypsum, and dihydrate gypsum, and chemical gypsum such as natural gypsum, phosphate gypsum, flue gas desulfurization gypsum, and hydrofluoric gypsum, or gypsum obtained by heat treatment thereof. have. Among these, natural anhydride gypsum has a slower dissolution rate than that of semi-hydrated gypsum or dihydrate, and therefore has a suitable reactivity with calcium aluminate powder and is preferable in terms of strength development.

이러한 석고의 입도는 보통 시멘트에 사용하는 정도 보다 높은 정도, 예를 들면 블레인 비표면적 4,000~6,000㎠/g이 바람직하다. 석고는, 숏크리트의 수화작용 초기에 에트링자이트를 생성시킴으로써, 숏크리트의 응결·경화를 촉진하게 되고, 그에 따라 숏크리트가 조강성을 발휘할 수 있게 하여 숏크리트의 조기 강도 증진에 유효한 영향을 주게 된다.The particle size of this gypsum is generally higher than that used for cement, for example, a specific surface area of 4,000 to 6,000 ㎠/g is preferable. Gypsum, by generating etringite at the initial stage of the hydration of shotcrete, promotes the setting and hardening of the shotcrete, thereby enabling the shotcrete to exhibit coarse stiffness, which has an effective effect on the early strength improvement of the shotcrete.

무수석고가 혼합됨으로써, 초기에 에트링자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) 수화물이 생성되어 응결 및 경화를 촉진하게 되고, 그에 따라 숏크리트가 조강성을 발휘하게 된다.When the anhydride is mixed, ethringite (3CaO·Al 2 O 3 ·3CaSO 4 ·32H 2 O) hydrate is initially produced to accelerate condensation and hardening, and accordingly, the shotcrete exhibits crude stiffness.

석고의 함량은 숏크리트 조성물 전체에 대하여 1 내지 5 중량%, 1 내지 4 중량%, 1 내지 3 중량%, 1 내지 2 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위일 수 있다. The content of gypsum may be 1 to 5% by weight, 1 to 4% by weight, 1 to 3% by weight, 1 to 2% by weight, or all ranges and subranges therebetween, based on the total shotcrete composition.

석고의 함량이 1 중량% 미만이면 숏크리트의 응결 및 조기 강도 발현 효과가 떨어지며, 5 중량% 초과이면, 장기적으로 팽창되어, 경화 후 숏크리트가 팽창 파괴를 일으킬 수 있으며, 숏크리트의 조직을 치밀하게 하여 강도와 내구성을 향상시키기 위해 사용되는 메타카올린 사용량이 줄어들게 되어 숏크리트의 강도 및 내구성에 악영향을 미칠 수 있다.If the gypsum content is less than 1% by weight, the effect of condensation and early strength development of shotcrete decreases, and if it exceeds 5% by weight, it expands for a long time, and after hardening, the shotcrete may cause expansion and failure. As the amount of metakaolin used to improve the durability and durability is reduced, the strength and durability of shotcrete may be adversely affected.

<백시멘트><White cement>

하나의 구체예에서, 본 개시의 숏크리트 조성물은 숏크리트의 타설시 리바운드량을 감소시키기 위해 백시멘트를 포함한다.In one embodiment, the shotcrete composition of the present disclosure includes back cement to reduce the amount of rebound when the shotcrete is poured.

본 개시의 숏크리트 조성물에서 사용되는 백시멘트는, 보통 포틀랜드 시멘트의 색깔이 회색인데 비해, 흰색이며 기존의 일반 시멘트보다 유해성분이 적게 발생되는 특징이 있다. 또한 백시멘트는 잉여수분을 흡수하여 포졸란 반응에 의해 건조시간을 단축하고 내부경화를 촉진하는 역할을 하며 결합력을 증진시키는 역할을 하기도 한다.The back cement used in the shotcrete composition of the present disclosure is white, compared to the color of the usual Portland cement, and has a characteristic that less harmful components are generated than the conventional general cement. In addition, white cement absorbs excess moisture and shortens drying time by pozzolanic reaction, promotes internal hardening, and also plays a role in enhancing bonding.

본 개시의 숏크리는 색상이 회색인 슬래그나 플라이애쉬를 사용하지 않는다.백시멘트는 산화철의 함량이 낮아 흰색을 갖고, 안료 첨가에 의해 다양한 색상을 발현할 수 있으며, 조기 강도를 높일 수 있다. The shotcree of the present disclosure does not use gray slag or fly ash. The white cement has a low content of iron oxide and has white color, and can develop various colors by adding a pigment, and can increase early strength.

백시멘트의 함량은 숏콘크리트 조성물 전체 중량에 기초하여 1 내지 5 중량%, 1 내지 4 중량%, 1 내지 3 중량%, 1 내지 2 중량%, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위일 수 있다.The content of the back cement may be 1 to 5% by weight, 1 to 4% by weight, 1 to 3% by weight, 1 to 2% by weight, or all ranges and subranges therebetween, based on the total weight of the shot concrete composition.

상기 백시멘트 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 경화 증진의 효과가 현저히 감소하고 강도가 저하되는 문제점이 있고, 5 중량% 초과인 경우에는 경화속도가 빨라 국지적 균열이 발생하는 문제점이 있다.When the amount of the back cement is less than 1% by weight, the effect of enhancing hardening is significantly reduced and the strength is reduced, and when the content is more than 5% by weight, the curing speed is high and local cracking occurs.

<배합수><number of mixtures>

하나 이상의 구체예에서, 숏크리트 조성물 100 중량부에 대하여, 40 내지 100 중량부, 40 내지 90 중량부, 40 내지 80 중량부, 40 내지 70 중량부, 40 내지 60 중량부, 40 내지 50 중량부, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 배합수를 혼합시킬 수 있다. 배합수는 수돗물, 바닷물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.In one or more embodiments, based on 100 parts by weight of the shotcrete composition, 40 to 100 parts by weight, 40 to 90 parts by weight, 40 to 80 parts by weight, 40 to 70 parts by weight, 40 to 60 parts by weight, 40 to 50 parts by weight, Or it is possible to mix all ranges and subranges between them. The blended water may include tap water, sea water, or a combination thereof, but is not limited thereto.

배합수가 40 중량부 미만 포함되면 숏크리트 배합중의 물 결합재비가 낮게 되어 강도발현에는 좋은 영향을 미치나 원하는 반죽질기가 발현되지 않아 유동성을 확보할 수 없으며, 100 중량부를 초과하여 포함될 경우 유동성은 충분해지나, 물 결합재비가 너무 높게 되어 소정의 강도를 발현하지 못할 수 있다.If the number of blending is less than 40 parts by weight, the water binder ratio in the shotcrete blending is low, which has a good effect on the strength development, but the desired kneading quality cannot be obtained, so fluidity cannot be secured. , The water binder ratio may be too high to achieve a predetermined strength.

도 1a 및 도 1b는 본 개시의 해양 구조물용 숏크리트 조성물로 제조된 테트라포드의 사진이다. 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 본 개시에 따른 숏크리트 조성물은 자연암의 표면을 갖는 등의 다양한 문양 구현이 가능하다. 1A and 1B are photographs of a tetrapod made of a shotcrete composition for offshore structures of the present disclosure. As shown in FIGS. 1A and 1B, the shotcrete composition according to the present disclosure may implement various patterns such as having a natural rock surface.

실시예Example

이하 실시예를 통하여 본 개시를 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 개시의 범주가 한정되는 것은 아니다.The present disclosure will be described in more detail through the following examples, but the scope of the present disclosure is not limited to the following examples.

하기 표 1에 나타낸 성분을 갖는 숏크리트 조성물을 제조하였다. 압축 강도는 KS F 2405 "콘크리트 압축강도 시헙방법"에 의하여 실시하였다.A shotcrete composition having the components shown in Table 1 was prepared. The compressive strength was carried out by KS F 2405 "Concrete Compressive Strength Test Method".

성분 (kg)
Ingredient (kg)
실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예1Comparative Example 1
시멘트
cement
3030 3030 3030 3030 3030
모래
sand
5050 5050 5050 5050 5050
굴껍질분말
Oyster Shell Powder
44 44 44 00 44
메타카올린
Metakaolin
44 44 44 44 00
멜라민계감수제
Melamine superplasticizer
33 33 33 33 33
보오크사이트
Bauxite
33 33 33 33 33
황토
ocher
33 33 33 33 33
메틸셀룰로오스
Methyl cellulose
33 33 33 33 33
석고
gypsum
00 33 33 00 00
백시멘트
White cement
00 00 33 00 00
압축강도(Mpa)Compressive strength (Mpa) 재령일Age of Age 99 1010 1212 77 55 재령일Age of Age 2727 2828 3030 2525 2424 재령일Age of Age 3737 4040 4444 3434 3333

실시예 3에서 제조된 해양 구조물을 해수에 투여했을 때 pH를 측정하였는데, 측정결과 약 pH 8.4를 유지하였다. When the marine structure prepared in Example 3 was administered to seawater, the pH was measured, and as a result of the measurement, a pH of about 8.4 was maintained.

따라서, 종래의 시멘트 콘크리트로 제조된 해양 구조물이 해수에서 pH 10 이상의 강알칼리 상태를 만드는 강한 알칼리성인데 반하여, 본 개시의 해양 구조물용 숏크리트 조성물을 이용하여 제조되는 해양 구조물은 해수 중에서 pH 8.4 정도를 유지하므로, 상대적으로 약알칼리성을 나타내어 해저 생태계에 야기하는 충격을 줄여줄 수 있는 장점이 있는 것을 알 수 있다.Therefore, while the conventional offshore structure made of cement concrete has a strong alkalinity that creates a strong alkaline state of pH 10 or higher in seawater, the offshore structure manufactured using the shotcrete composition for offshore structures of the present disclosure maintains a pH of about 8.4 in seawater. As a result, it can be seen that it has the advantage of being relatively weakly alkaline, which can reduce the impact on the submarine ecosystem.

<해조류에 대한 착생><Effect of seaweed>

해조류에 대한 착생의 차이를 확인하기 위하여, 굴 껍질을 포함하는 실시예 3의 조성물로 제조된 인공 어초, 및 굴 껍질을 포함하지 않은 비교예 1로 제조된 인공어초를 수심 약 4m의 해수에 투척한 후 1 개월 단위로 5 개월간 해조류의 착생을 확인하였다. 해수에 설치한 후 3 개월이 지난 시점에서 실시예 3에 따른 인공 어초에서 미세 조류가 착생하고 있는 것이 확인되었다. 반면에, 비교예 1에 따른 인공 어초는 투여 후 5 개월이 지나서야 비로소 미세 조류의 착생이 확인되었다.In order to confirm the difference in epitaxy of seaweed, an artificial fish reef prepared with the composition of Example 3 including oyster shells and an artificial fish reef prepared with Comparative Example 1 not including oyster shells were thrown into seawater at a depth of about 4 m. After that, the emergence of seaweed was confirmed for 5 months in 1 month increments. It was confirmed that microalgae are growing in the artificial fish reef according to Example 3 at a time point 3 months after installation in seawater. On the other hand, in the artificial fishweed according to Comparative Example 1, microalgae formation was confirmed only 5 months after administration.

따라서, 기존의 인공 어초에 비해 굴 껍질을 함유하고 있는 본 개시에 따른 숏크리트 조성물로 제조된 인공 어초는 해중 생물의 착생율을 높게할 수 있다.Therefore, the artificial fish reef prepared with the shotcrete composition according to the present disclosure containing oyster shells compared to the existing artificial reef can increase the rate of infestation of marine organisms.

이상 본 개시를 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 개시를 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 본 개시의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량할 수 있음이 명백하다.Although the present disclosure has been described in detail through specific embodiments, this is for explaining the present disclosure in detail, and the present disclosure is not limited thereto, and those having ordinary skill in the art within the technical spirit of the present disclosure It is obvious that it can be modified or improved.

본 개시의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 개시의 영역에 속하는 것으로 본 개시의 구체적인 보호 범위는 하기 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present disclosure belong to the scope of the present disclosure, and the specific scope of protection of the present disclosure will be clarified by the following claims.

Claims (12)

25 내지 35 중량%의 시멘트,
55 내지 65 중량%의 모래,
1 내지 5 중량%의 굴 껍질 분말,
1 내지 5 중량%의 메타카올린,
0.1 내지 5 중량%의 멜라민계 감수제,
1 내지 5 중량%의 보오크사이트,
1 내지 5 중량%의 황토, 및
0.1 내지 5 중량%의 메틸셀룰로오스를 포함하고,
강섬유가 없으며,
상기 보오크사이트는 칼슘알루미네이트를 함유하며, 알루미늄 광석을 제련하고 나오는 부산물인, 해양 구조물용 숏크리트 조성물.
25 to 35% by weight of cement,
55 to 65% by weight of sand,
1 to 5% by weight of oyster shell powder,
1 to 5% by weight of metakaolin,
0.1 to 5% by weight of a melamine-based water reducing agent,
1 to 5% by weight of bauxite,
1 to 5% by weight of loess, and
Including 0.1 to 5% by weight of methylcellulose,
No steel fibers,
The bauxite contains calcium aluminate, and is a by-product from smelting aluminum ore, shotcrete composition for offshore structures.
청구항 1에 있어서,
상기 굴 껍질 분말의 입도는 0.8 mm 내지 5.0 ㎜인 해양 구조물용 숏크리트 조성물.
The method according to claim 1,
The particle size of the oyster shell powder is 0.8 mm to 5.0 mm shotcrete composition for offshore structures.
청구항 1에 있어서,
상기 멜라민계 감수제는 멜라민술폰산포르말린 축합물, 멜라민술폰산염 축합물, 및 멜라민술폰산염 폴리올 축합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 해양 구조물용 숏크리트 조성물.
The method according to claim 1,
The melamine-based water reducing agent is a shotcrete composition for marine structures selected from the group consisting of a melamine sulfonic acid formalin condensate, a melamine sulfonate condensate, and a melamine sulfonate polyol condensate.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
1 내지 5 중량%의 석고를 더욱 포함하는 해양 구조물용 숏크리트 조성물.
The method according to claim 1,
Shotcrete composition for marine structures further comprising 1 to 5% by weight of gypsum.
청구항 1에 있어서,
1 내지 5 중량%의 백시멘트를 더욱 포함하는 해양 구조물용 숏크리트 조성물.
The method according to claim 1,
Shotcrete composition for offshore structures further comprising 1 to 5% by weight of back cement.
25 내지 35 중량%의 시멘트, 55 내지 65 중량%의 모래, 1 내지 5 중량%의 굴 껍질 분말, 1 내지 5 중량%의 메타카올린, 0.1 내지 5 중량%의 멜라민계 감수제, 1 내지 5 중량%의 보오크사이트, 1 내지 5 중량%의 황토, 및 0.1 내지 5 중량%의 메틸셀룰로오스를 포함하고, 강섬유가 없으며, 상기 보오크사이트는 칼슘알루미네이트를 함유하며, 알루미늄 광석을 제련하고 나오는 부산물인, 해양 구조물용 숏크리트 조성물을 준비하는 단계;
상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물 100 중량부에 대하여 물 40 내지 100 중량부를 혼합하여 액상 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 액상 조성물을 해양 구조물용 틀에 부어 성형하는 단계를 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
25 to 35% by weight of cement, 55 to 65% by weight of sand, 1 to 5% by weight of oyster shell powder, 1 to 5% by weight of metakaolin, 0.1 to 5% by weight of melamine-based water reducing agent, 1 to 5% by weight Of bauxite, 1 to 5% by weight of loess, and 0.1 to 5% by weight of methylcellulose, and there is no steel fiber, and the bauxite contains calcium aluminate, which is a by-product from smelting aluminum ore. , Preparing a shotcrete composition for offshore structures;
Preparing a liquid composition by mixing 40 to 100 parts by weight of water based on 100 parts by weight of the shotcrete composition for offshore structures; And
A method of manufacturing an offshore structure comprising the step of pouring the liquid composition into a frame for an offshore structure.
청구항 7에 있어서,
상기 굴 껍질 분말의 입도는 0.8 mm 내지 5.0 ㎜인 해양 구조물의 제조 방법.
The method of claim 7,
The particle size of the oyster shell powder is 0.8 mm to 5.0 mm in the manufacturing method of the offshore structure.
청구항 7에 있어서,
상기 멜라민계 감수제는 멜라민술폰산포르말린 축합물, 멜라민술폰산염 축합물, 및 멜라민술폰산염 폴리올 축합물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 해양 구조물의 제조 방법.
The method of claim 7,
The melamine-based water reducing agent is a method for producing a marine structure selected from the group consisting of a melamine sulfonic acid formalin condensate, a melamine sulfonate condensate, and a melamine sulfonate polyol condensate.
삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 1 내지 5 중량%의 석고를 더욱 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
The method of claim 7,
The shotcrete composition for offshore structures further comprises 1 to 5% by weight of gypsum.
청구항 7에 있어서,
상기 해양 구조물용 숏크리트 조성물은 1 내지 5 중량%의 백시멘트를 더욱 포함하는 해양 구조물의 제조 방법.
The method of claim 7,
The shotcrete composition for offshore structures further comprises 1 to 5% by weight of back cement.
KR1020200036335A 2020-03-25 2020-03-25 Shotcrete composition for marine structure KR102205003B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200036335A KR102205003B1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Shotcrete composition for marine structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200036335A KR102205003B1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Shotcrete composition for marine structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102205003B1 true KR102205003B1 (en) 2021-01-20

Family

ID=74304805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200036335A KR102205003B1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Shotcrete composition for marine structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102205003B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101498986B1 (en) * 2014-07-25 2015-03-05 유지수 Low moisture content plastic composition comprising hydraulic cement and manufacturing method thereof
KR20160013562A (en) * 2014-07-28 2016-02-05 한국해양과학기술원 Method for manufacturing eco-friendly concrete block using by waste oyster shell for mounting a underwater structure and the same thereby
KR101706116B1 (en) * 2016-03-08 2017-02-14 장영수 Ochre eco-friendly ready-mixed concrete composition
KR102079643B1 (en) * 2019-12-27 2020-02-21 (주)대한하이텍건설 Eco-friendly Sea Concrete Composition for Decreasing Marine Pollution Comprising Minute Plastic and Increasing Durability Using Seaweed and Constructing Methods Using Thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101498986B1 (en) * 2014-07-25 2015-03-05 유지수 Low moisture content plastic composition comprising hydraulic cement and manufacturing method thereof
KR20160013562A (en) * 2014-07-28 2016-02-05 한국해양과학기술원 Method for manufacturing eco-friendly concrete block using by waste oyster shell for mounting a underwater structure and the same thereby
KR101706116B1 (en) * 2016-03-08 2017-02-14 장영수 Ochre eco-friendly ready-mixed concrete composition
KR102079643B1 (en) * 2019-12-27 2020-02-21 (주)대한하이텍건설 Eco-friendly Sea Concrete Composition for Decreasing Marine Pollution Comprising Minute Plastic and Increasing Durability Using Seaweed and Constructing Methods Using Thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3247686B1 (en) Binder based on a solid mineral compound rich in alkaline-earth oxide with phosphate-containing activators
KR100951032B1 (en) Composition of Soil-Polymer-Cement Concretes using Principles of Polymer Cement Concretes
KR101783063B1 (en) Cement admixture, process for producing same, and cement composition, mortar, and concrete each containing the admixture
US10526248B2 (en) White cementitious compositions
KR100749926B1 (en) Fiber reinforced earthquake proof mortar and self leveling using oyster shells on the beach
KR101900248B1 (en) Improved cement mortar composition with anti-environment performance
KR100876222B1 (en) The solidifying agent composition for softground improvement
KR101534217B1 (en) Cementless concrete of dry type using fly ash, furnace slag and alkali activator of powder type, and method for manufacturing the same
KR101813026B1 (en) Floor finishing material with self-leveling for floor finishing of concrete slab and construction method for floor finishing of concrete slab therewith
JP2004149333A (en) Concrete structure suitable for deposition and breeding of marine life and method for suppressing corrosion of steel bar in concrete structure
KR102310854B1 (en) Concrete manufactured with a salt-resistance enhancing composition capable of self-repairing concrete cracks, and a method for manufacturing concrete structures with improved salt-resistance
KR101598073B1 (en) View Stone Panel using Recycling Material
KR100403831B1 (en) Crack retardant mixture made from flyash and its application to concrete
KR102291633B1 (en) Mixture material composition for steam curing concrete and steam curing concrete composition comprising the same
KR102299985B1 (en) Shotcrete composition for structure
JP2003034562A (en) Hydraulic composition and hydrated hardened body
JP6931842B2 (en) Cement admixture, method for producing cement admixture, method for producing cement composition and cement composition
KR101473228B1 (en) The composition of solidificant having highstrength and rapid solidification
KR101617723B1 (en) Waterproof and anticorrosive composition for concrete
KR102205003B1 (en) Shotcrete composition for marine structure
RU2291129C1 (en) Cement-sandy composition
KR100519605B1 (en) The manufacturing method and composition of Restoration mortar with function of sulfuric acid resistance
KR101617722B1 (en) Waterproofing Admixture Composition for Concrete
SK284619B6 (en) A self-hardening suspension for sealing walls, a method of creation of the sealing wall and the use of blast furnace slag for suspension
KR20180020021A (en) Mortar composition not containing sand and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant