KR102255042B1 - 수축 및 균열을 억제한 초고밀도 콘크리트 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법 및 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재 - Google Patents

수축 및 균열을 억제한 초고밀도 콘크리트 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법 및 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SAP이 도포된 보강섬유를 함유함으로써, 수축과 균열을 극도로 억제할 수 있게 되어 차량이 시속 1,000km 이상의 초고속으로 안전하게 운행할 수 있는 하이퍼루프(Hyper Loop)를 위한 아진공(亞眞空) 튜브를 구현하는데 적합한 초고밀도 콘크리트 조성물과 이러한 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조하는 방법, 그리고 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 콘크리트 부재를 제작하는 방법과 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재에 관한 것이다.

Description

수축 및 균열을 억제한 초고밀도 콘크리트 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법 및 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재{Ultra High Density Concrete, Manufacturing Method of such Concrete, Concrete Member made by such Concrete, and Manufacturing Method of such Concrete Member}
본 발명은 초고밀도(超高密度) 콘크리트 조성물과 그 제조방법, 그리고 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용한 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법과 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재에 관한 것으로서, 구체적으로는 수축과 균열을 극도로 억제할 수 있게 되어 차량이 시속 1,000km 이상의 초고속으로 안전하게 운행할 수 있는 하이퍼루프(Hyper Loop)에 사용되는 아진공(亞眞空) 튜브를 구현하는데 적합한 초고밀도 콘크리트 조성물과 이러한 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조하는 방법, 그리고 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 콘크리트 부재를 제작하는 방법과 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재에 관한 것이다.
미래의 교통수단으로서 터널을 이루는 튜브를 아진공 상태로 만들어서 차량이 시속 1000km 이상의 고속으로 주행할 수 있는 하이퍼루프에 대한 관심이 높아지고 있는데, 지금까지 제안되고 있는 하이퍼루프용 아진공 튜브는 아진공 상태를 쉽게 유지할 목적으로 강재를 이용하여 제작하는 것으로 제안되고 있다. 강재로 제작된 아진공 튜브는 기밀성 유지 성능은 우수하지만 크기가 직경 3.5m 이상이 되면 제작이 어렵고 경제성이 저하될 뿐만 아니라 강재 부식 등으로 인하여 사용성이 문제가 될 수 있다.
강재 튜브의 대안으로는 콘크리트 조성물을 이용하여 아진공 튜브를 제작하는 방안을 고려할 수 있는데, 일반 콘크리트 조성물로 아진공 튜브를 제작할 경우에는 기밀성 유지가 어렵고, 기밀성을 유지하기 위해 단면 두께를 크게 증가시켜야 되기 때문에 시공이 어려울 뿐만 아니라 수화열 등에 의한 균열 발생 가능성이 높고 내구성도 저하될 우려가 매우 높다.
일반 콘크리트 조성물이 아닌 초고성능 콘크리트 조성물을 이용하는 방안도 고려할 수 있다. 초고성능 콘크리트 조성물(Ultra High Performance Concrete/ "UHPC")은 대한민국 등록특허 제10-1705242호 등에 의해 제시된 것으로서, 조직이 아주 밀실하여 기밀성 유지에 우수하고 압축ㅇ인장강도 등의 역학적 성능이 뛰어나기 때문에 이러한 초고성능 콘크리트 조성물을 이용하여 아진공 튜브를 제작하게 되면 아진공 튜브의 단면 두께를 크게 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 또한 초고성능 콘크리트 조성물은 내구성도 우수하기 때문에 아진공 튜브를 제작하기 위한 재료로서 적합할 수 있다. 그러나 초고성능 콘크리트 조성물은 물-결합재비가 아주 낮고 다량의 결합재와 미세한 재료를 사용하기 때문에 자기수축(autogenous shrinkage)으로 인한 균열 발생 가능성이 있으므로, 초고성능 콘크리트 조성물을 이용하여 아진공 튜브를 제작하기 위해서는 수축과 그에 따른 균열을 효과적으로 억제 내지 제어할 수 있는 방안이 모색되어야 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1705242호(2017. 02. 22. 공고).
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 압축ㅇ인장강도 등의 역학적 성능이 뛰어나면서도 수축과 그에 따른 균열을 효과적으로 억제 내지 제어하게 되어 콘크리트 부재를 제작하였을 때 매우 우수한 기밀성을 발휘함으로써, 하이퍼루프용 아진공 튜브와 같은 콘크리트 부재를 효율적으로 제작할 수 있도록 하는 초고밀도 콘크리트 조성물을 제공하는 것과, 이러한 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
더 나아가, 본 발명은 위와 같은 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 초고밀도 콘크리트 부재를 제작하는 방법과 그에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 시멘트, 반응성 분체, 충전재, 잔골재, 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 포함하는데; 시멘트 100중량부에 대하여 반응성 분체는 10 내지 30중량부, 충전재는 15 내지 30중량부, 잔골재는 100 내지 150중량부, 및 혼화제는 0.1 내지 1중량부로 포함되며; 보강섬유는 SAP과 혼합되어 접착제에 의해 SAP이 보강섬유의 표면에 고르게 부착되어 있는 상태의 SAP 부착 보강섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물이 제공된다.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여 시멘트, 반응성 분체, 충전재, 잔골재, 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 포함하는 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조하는 방법으로서, 시멘트 100중량부에 대하여 반응성 분체는 10 내지 30중량부, 및 충전재는 15 내지 30중량부, 잔골재는 100 내지 150중량부이 되도록 계량하여, 시멘트, 반응성 분체, 충전재 및 잔골재를 균질하게 혼합하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에 의해 혼합물에 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 투입하여 혼합하는 단계(단계 2)를 포함하는데; 혼화제는 시멘트 100중량부에 대하여 0.1 내지 1중량부로 계량하여 투입하며; 보강섬유는 SAP과 혼합되어 접착제에 의해 SAP이 보강섬유의 표면에 고르게 부착되어 있는 상태의 SAP 부착 보강섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물의 제조방법이 제공된다.
또한 본 발명에서는 상기한 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 콘크리트 부재를 제작하는 방법으로서, 거푸집에 초고밀도 콘크리트 조성물을 타설하고, 양생한 후 탈형하는 과정을 포함하는데, 양생시에는 거푸집에 타설된 초고밀도 콘크리트 조성물의 수분이 증발되지 않도록 비닐 등의 양생포를 타설된 상면을 덮고, 섭씨 15 내지 40도의 온도와 습도 90% 이상을 유지하면서 1 내지 2일을 경과한 후, 거푸집을 제거하여 탈형하며; 탈형이 완료된 후에는 섭씨 50 내지 98도의 온도 및 습도 95% 이상을 유지하면서 1 내지 3일 동안 고온 열양생을 실시하거나, 또는 섭씨 15도 이상의 온도와 습도 95% 이상을 유지하는 조건에서 7일 이상 습윤양생을 실시하는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 부재의 제작방법, 그리고 이에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재가 제공된다.
상기한 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 콘크리트 부재의 제작방법 및 이에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재에서, SAP 부착 보강섬유는, SAP과 보강섬유를 합한 것의 총중량 100중량%에 대하여, SAP 0.5 내지 1.5중량% 및 보강섬유 98.5 내지 99.5중량%가 되도록 계량하는 과정; 및 SAP과 보강섬유와 접착제를 혼합한 후 건조시키는 과정을 포함하는 방법에 의해 제조된 것일 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 콘크리트 부재의 제작방법 및 이에 의해 제작된 초고밀도 콘크리트 부재에서 SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 강섬유로 이루어진 SAP 부착 강섬유이고; 상기 SAP 부착 강섬유는 시멘트 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부로 포함되며; 배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지는데, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 포함되고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.39중량부로 포함되는 구성을 가질 수도 있으며, 이와 달리 SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 유기섬유로 이루어진 SAP 부착 유기섬유이고; 상기 SAP 부착 유기섬유는 시멘트 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 포함되며; 배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지는데, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 포함되고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.70중량부로 포함되는 구성을 가질 수도 있다.
특히, 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 부재는 하이퍼루프용 아진공 튜브일 수도 있다.
본 발명에 의하면, 유동성, 역학적 특성, 수축특성과 기밀성이 향상된 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조할 수 있게 되며, 이러한 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하게 되면 매우 높은 밀도를 가지면서 치밀한 구조를 가지는 콘크리트 부재를 제작할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 의하면 차량이 시속 1000km 이상의 고속으로 주행할 수 있는 하이퍼루프용 아진공 튜브 등과 같은 콘크리트 구조물도 매우 효율적으로 그리고 성공적으로 제작할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 강섬유에 대해 추가 배합수의 양을 실험적으로 구한 결과를 보여주는 그래프도이다.
도 2는 및 PVA 섬유에 대해 추가 배합수의 양을 실험적으로 구한 결과를 보여주는 그래프도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 실시예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물은, 종래의 초고성능 콘크리트 조성물과 유사하게 시멘트, 반응성 분체, 충전재, 잔골재, 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 포함하여 구성되지만, 종래의 초고성능 콘크리트 조성물과 달리 보강섬유로서 "고흡수성 수지(Super-Absorbent Polymer/ 이하 "SAP"이라고 약칭함) 부착 섬유"를 포함하고 있다.
반응성 분체로는 실리카퓸, 고로슬래그 미분말, 플라이애시, 나노실리카 및 메타카올린으로 이루어진 그룹에서 선택된 1 이상의 것이 사용되는데, 시멘트 100중량부에 대하여 반응성 분체는 10 내지 30중량부로 포함된다.
충전재로는 석영 미분말과 석회석 미분말이 단독으로 또는 혼합되어 사용되는데, 시멘트 100중량부에 대하여 충전재는 15 내지 30중량부로 포함된다.
잔골재로는 규사 또는 천연모래가 단독으로 또는 혼합되어 사용되는데, 시멘트 100중량부에 대하여 잔골재는 100 내지 150중량부로 포함된다.
혼화제로는 폴리카르본산계 고성능감수제가 사용될 수 있는데, 시멘트 100중량부에 대하여 혼화제는 0.1 내지 1중량부로 포함된다.
본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물에도 보강섬유가 포함된다. 보강섬유로는 강섬유 또는 유기섬유가 사용되는데, 본 발명에서 사용되는 보강섬유는 SAP과 혼합되어 표면에 SAP이 고르게 부착되어 있는 상태의 보강섬유 즉, "SAP 부착 보강섬유"의 형태로 사용되며, 이러한 SAP 부착 보강섬유는 콘크리트 부재의 인성과 수축 특성을 향상시키는 재료로서 기능하게 된다. 보강섬유를 이루는 유기섬유로는 폴리비닐알콜 나일론섬유(PVA섬유), 탄소섬유, 나일론섬유, 폴리에틸렌섬유(PE섬유) 등을 이용할 수 있으며, 강섬유로는 직경 0.15 내지 0.25mm, 형상비(길이 대 직경 비 65 내지 100), 그리고 인장강도 2,000MPa 이상인 것을 이용할 수 있다. 물론 강섬유 및 유기섬유의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
SAP은 콘크리트의 수축과 균열을 저감시키기 위하여 포함되는 성분으로서, 물을 흡수하고 건조과정에서 물을 배출하는 성질을 가지고 있다. SAP을 사용한 콘크리트의 경우에는, 팽창되어 있던 SAP이 콘크리트의 경화 과정에서 수축되고, 그에 따라 SAP이 수축되는 만큼 공극이 발생하게 되는 현상이 생기게 된다. 이를 방지하기 위하여 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에서는 작은 입경을 가지는 구형의 입자로 이루어진 SAP을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때 SAP의 입경은 5 내지 30㎛인 것이 특히 바람직하다. 이와 같이 본 발명에서는 작은 입경의 SAP을 사용함으로써, SAP의 수축으로 인하여 발생하는 공극의 크기를 10㎛ 미만으로 축소시켜서 초고밀도 콘크리트의 강도에 미치는 영향을 최소화시키게 된다.
또한 SAP을 사용하는 경우에는 SAP의 불규칙한 분포 및 분산으로 인하여 콘크리트 부재 또는 구조물의 단면 부위마다 체적변화가 다르게 나타날 가능성이 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조함에 있어서는 SAP을 보강섬유의 표면에 골고루 부착하는 방식으로 사용한다. 즉, 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물에서는 콘크리트 부재 내지 구조물의 인장과 수축 특성을 향상시키기 위하여 SAP과 보강섬유가 사용되는데, 보강섬유의 표면에 SAP이 고르게 부착되어 있는 상태의 "SAP 부착 보강섬유"가 사용되는 것이다. 이와 같이 SAP 부착 보강섬유를 사용함으로써, 초고밀도 콘크리트 조성물 내에서 SAP이 고르게 분산되어 분포하게 되며, 그에 따라 초고밀도 콘크리트 조성물로 만들어진 콘크리트 부재 내지 구조물에서 체적변화가 전체적으로 고르고 일정하게 나타나게 되어 수축과 균열을 균질하게 제어할 수 있게 된다.
SAP을 보강섬유의 표면에 골고루 부착하여 "SAP 부착 보강섬유"를 준비하기 위하여 다음과 같은 작업을 수행한다.
(1) 현탁중합법 등을 통해 제조한 작은 입경(바람직하기는 5~30㎛의 입경)을 가지는 구형(球形) SAP과 보강섬유를 각각 중량비 0.5 내지 1.5% 및 98.5 내지 99.5%로 계량한다. 즉, SAP과 보강섬유를 합한 것의 총중량 100중량%에 대하여, SAP 0.5 내지 1.5중량% 및 보강섬유 98.5 내지 99.5중량%가 되도록 SAP과 보강섬유를 각각 준비하는 것이다.
(2) 접착제를 준비한다. 접착제는 녹말 등의 식물성 접착기재(基材)에 점도 안정제를 혼합한 것으로서, 접착제의 총중량 100중량%에 대하여 식물성 접착기재 99.0 내지 99.8 중량%와 점도 안정제 0.2 내지 1.0중량%를 혼합함으로써 접착제를 제조한다. 이 때 교반기에 식물성 접착기재와 점도 안정제를 투입하고 50 내지 80rpm 속도로 60 내지 100초 동안 교반하여 믹싱함으로써 액상(液狀)의 접착제를 제조하는 것이 바람직하다.
(3) SAP과 보강섬유, 그리고 상기한 접착제를 혼합한 후 건조시켜서, "SAP 부착 보강섬유"를 만들게 되는데, 구체적으로는 SAP과 보강섬유를 상기한 중량비율 즉, SAP과 보강섬유를 합한 것의 총중량 100중량%에서 SAP 0.5 내지 1.5중량% 및 보강섬유 98.5 내지 99.5중량%의 중량비율이 되도록 교반기에 투입하고, 그 전,후 또는 병행하여 식물성 접착기재와 점도 안정제로 제조된 접착제를, SAP과 보강섬유를 합한 것의 100중량부에 대하여 3 내지 7중량부로 교반기에 투입하여 혼합한 후 자연 건조시킴으로써 "SAP 부착 보강섬유"를 제조할 수 있다. 이 때, 교반기에서는 SAP, 보강섬유 및 접착제를 20 내지 50rpm의 속도로 100 내지 180초 동안 교반하여 혼합한 후, 섭씨 20 내지 30도에서 1시간 이상 자연 건조시키는 것이 바람직하다.
"SAP 부착 보강섬유"는 위와 같은 과정에 의해 만들어질 수 있고, 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물에는 이러한 SAP 부착 보강섬유가 포함되는데, 보강섬유의 종류에 따라 그 함유량이 달라질 수 있다. 보강섬유로서 강섬유를 사용하여 만들어진 SAP 부착 보강섬유 즉, "SAP 부착 강섬유"의 경우에는, 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에서 SAP 부착 강섬유가 시멘트 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부로 포함된다.
반면에 보강섬유로서 유기섬유가 사용된 SAP 부착 보강섬유 즉, "SAP 부착 유기섬유"의 경우에는 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에서 시멘트 100중량부에 대하여 SAP 부착 유기섬유는 1 내지 5중량부로 포함된다. SAP 부착 강섬유가 10중량부 미만으로 함유되는 경우에는 SAP 부착 강섬유의 함유에 따른 인성 및 수축 특성 향상 효과가 크지 않고, 40중량부를 초과하는 경우에는 오히려 역효과가 나타났고, 제조원가도 크게 증가하게 된다. SAP 부착 유기섬유의 경우에도 이와 유사하게 1중량부 미만의 SAP 부착 유기섬유 함유량에서는 인성 및 수축 특성 향상 효과가 크게 발현되지 않게 되고 5중량부를 초과하게 되면 인성 및 수축 특성에서의 부정적인 영향 및 제조원가 상승의 문제점이 발생하게 된다.
SAP은 물을 흡수하는 성질을 가지고 있기 때문에, SAP을 포함할 경우에는 배합수의 양을 늘려야 한다. 만일 SAP을 고려하지 않고 산정한 양으로 배합수를 사용할 경우에는 SAP이 배합수를 흡수하게 되어 콘크리트 조성물의 유동성이 저하되고, 이로 인하여 성분재료(콘크리트 조성물의 각 성분)의 혼합이 제대로 이루어지지 않게 되거나 또는 수화작용에 필요한 수분이 부족하게 되는 결과가 초래된다. 따라서 SAP에 의해 흡수되는 물의 량과 그에 따른 슬럼프 플로의 감소 정도를 고려하여 배합수의 양을 산정할 필요가 있다.
앞서 설명한 것처럼 본 발명에서 SAP은 보강섬유의 표면에 부착된 상태로 사용된다. 그리고 콘크리트 조성물의 슬럼프 플로는 보강섬유의 양에 따라 상당한 영향을 받는다. 위에서 설명한 것처럼 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에서 "SAP 부착 보강섬유"의 함유량은 보강섬유의 종류에 따라 달라지는 바, 결국 보강섬유의 종류에 따라 배합수의 양도 달라진다. 이러한 점을 고려하여 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에 있어서 배합수는 "기본 배합수"와 "추가 배합수"의 2가지로 구분하게 되며, 그에 따라 배합수의 양은 "기본 배합수의 양"과 "추가 배합수의 양"의 합이 된다. "기본 배합수의 양"는 SAP의 사용과 무관하게, 그리고 보강섬유의 종류와 무관하게 정해지는 양이며, "추가 배합수의 양"은 SAP이 부착된 보강섬유의 종류에 따라 정해지는 양이다.
구체적으로 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에서 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 함유된다. 즉, 시멘트 100중량부에 대하여 기본 배합수의 양은 15 내지 25중량부가 되는 것이다. 추가 배합수는 보강섬유의 종류에 따라 달라지는데, 보강섬유가 강섬유인 경우에는 시멘트 100중량부에 대하여 추가 배합수의 양은 0.39 내지 1.39중량부가 되며, 보강섬유가 유기섬유일 경우에는 시멘트 100중량부에 대하여 추가 배합수의 양은 0.39 내지 1.70중량부가 된다.
본 발명에서 보강섬유의 종류에 따른 추가 배합수의 양은 목표 슬럼프 플로 600 내지 800mm를 만족하는 상태가 될 때를 기준으로 실험적으로 도출하였는데, 도 1 및 도 2에는 각각 강섬유 및 PVA 섬유에 대해 추가 배합수의 양을 실험적으로 구한 결과를 보여주는 그래프도가 도시되어 있다. 도 1에는 아래의 수학식 1이 표시되어 있고, 도 2에는 아래의 수학식 2가 표시되어 있는데, 수학식 1 및 수학식 2는 각각 도 1 및 도 2에서 점선으로 표시된 선을 나타내는 회귀식이다. 수학식 1 및 수학식 2에서 x는 섬유의 양을 나타내며 y는 추가 배합수의 양을 나타낸다.
Figure 112020117336412-pat00001
Figure 112020117336412-pat00002
좀 더 구체적으로는 보강섬유가 강섬유인 경우, 추가 배합수의 양은 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.39중량부의 범위 내에서 강섬유의 실제 함유량(
Figure 112020117336412-pat00003
값)을 이용하여 상기 수학식 1에 의해 산출된 값(
Figure 112020117336412-pat00004
값)으로 포함되고, 보강섬유가 유기섬유일 경우, 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.70중량부의 범위 내에서 상기 수학식 2에 의해 산출된 값으로 추가 배합수의 양이 포함되는 것이 바람직하다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조하기 위한 방법에서는 구체적으로 아래의 과정을 포함한다.
(단계 1) 위에서 설명한 함유량에 맞추어서 시멘트, 반응성 분체, 충전재 및 잔골재를 계량한 후 혼합하여 성분재료들이 균질하게 혼합되어 분포되게 만든다. 혼합시에는 교반기를 이용할 수 있는데, 약 15 내지 50rpm의 교반속도로 30 내지 180초 동안 건비빔 방식으로 혼합하는 것이 바람직하다.
(단계 2) 위의 단계 1에 의해 준비된 혼합물에 혼화제, 배합수, 및 SAP 부착 보강섬유를 상술한 양으로 계량하여 투입한 후 혼합한다. 이 때 위의 단계 1에 의해 준비된 혼합물에 혼화제와 기본 배합수를 교반기에 우선 투입한 후 약 30 내지 70rpm의 교반속도로 약 1분 30초 내지 5분 동안 혼합하여 유동성이 발휘되도록 한 상태에서, 후속하여 추가 배합수와 SAP 부착 보강섬유를 교반기에 투입하여 1차 교반에 의해 약 50 내지 100rpm의 교반속도로 약 1분 내지 3분 동안 혼합한 다음에, 2차 교반으로서 약 5 내지 15rpm의 교반속도로 약 2분 내지 5분 동안 추가 혼합하는 것이 바람직하다. 이러한 과정에 의하면 교반 과정에서 발생하는 기포가 쉽게 제거되는 장점이 있다.
특히, 본 발명에서는 배합수를 2번에 걸쳐 나누어서 혼합하는 것이 바람직하다. 단계1에서 <기본 배합수>를 넣어서 SAP이 물을 흡수하게 만들고 후속하여 단계2에서 <추가 배합수>를 넣는다. 이와 같이 배합수를 2번에 걸쳐 나누어서 혼합하게 되면 유동성이 향상되며, 그에 따라 고성능 감수제의 사용량을 줄일 수 있게 되는 장점이 발휘된다. 물론 기본 배합수와 추가 배합수를 동시에 넣는 것을 완전히 배제하지는 않는다.
앞서 설명한 것처럼 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물에는 "SAP 부착 보강섬유"가 사용되고, 이러한 "SAP 부착 보강섬유"를 준비하는 과정은 위에서 상세히 설명하였는데, "SAP 부착 보강섬유"의 준비는 상기한 단계 2의 2차 교반 작업을 수행하기 전에만 완료하면 된다. 즉, 상기한 단계 2의 2차 교반 작업을 수행하기 전에, 상기한 단계 1의 전,후 또는 단계 1의 수행과 병행하여 진행하면 충분한 것이다.
위와 같은 과정에 의해 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물이 만들어지면, 준비해놓은 거푸집에 초고밀도 콘크리트 조성물을 타설하고, 양생시킨 후 탈형함으로써 계획했던 콘크리트 부재를 제작하게 된다. 이와 같이 본 발명에 따라 콘크리트 부재를 제작함에 있어서, 초고밀도 콘크리트 조성물의 양생 및 탈형은 아래와 같은 방식으로 진행하는 것이 바람직하다.
우선 양생에 있어서는, 거푸집에 타설된 초고밀도 콘크리트 조성물의 수분이 증발되지 않도록 비닐 등의 양생포를 타설된 상면을 덮고, 섭씨 15 내지 40도의 온도와 습도 90% 이상을 유지하면서 1 내지 2일을 경과한 후, 거푸집을 제거하여 탈형한다. 탈형이 완료된 후에는 섭씨 50 내지 98도의 온도 및 습도 95% 이상을 유지하면서 1 내지 3일 동안 고온 열양생을 실시하거나, 또는 섭씨 15도 이상의 온도와 습도 95% 이상을 유지하는 조건에서 7일 이상 습윤양생을 실시한다. 위와 같은 과정에 거침으로써, 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 우수한 기밀성을 가지는 콘크리트 부재를 매우 효과적으로 제작할 수 있게 된다.
다음에서는 본 발명의 실시예 및 이에 대비되는 비교예에 대하여 설명한다.
우선 추가 배합수와 "SAP 부착 보강섬유"에 따른 영향과 효과를 검증하기 위하여, 아래의 조성을 가지도록 비교예와 본 발명의 실시예를 각각 준비하였다.
(비교예1-1)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제, 기본 배합수, 및 보강섬유로서 강섬유를 포함하되, SAP와 추가 배합수는 포함하지 않으며, 각 성분들은 시멘트 100중량부에 대하여 실리카퓸 20중량부, 석영 미분말 25중량부, 규사 110중량부, 폴리카르본산계 고성능감수제 0.45중량부, 기본 배합수 20중량부, 및 강섬유 22중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(비교예1-2)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제 및 기본 배합수는 상기한 비교예1-1과 동일한 함유량으로 포함하며, 추가 배합수는 포함하지 않지만 보강섬유로서 강섬유를 포함하고 SAP은 강섬유에 부착하지 않은 채 강섬유와는 별도로 더 포함하되, 시멘트 100중량부에 대하여 강섬유 22중량부 및 SAP 1중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(비교예1-3)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 폴리카르본산계 고성능감수제 및 기본 배합수는 상기한 비교예1-1과 동일한 함유량으로 포함하며, 추가 배합수는 포함하지 않고, 보강섬유로는 "SAP 부착 강섬유"를 포함하는데, 시멘트 100중량부에 대하여 "SAP 부착 강섬유"를 23중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(실시예1-1)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 및 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제는 상기한 비교예1-1과 동일한 함유량으로 포함하며, 보강섬유로는 "SAP 부착 강섬유"를 포함하는데, 시멘트 100중량부에 대하여 "SAP 부착 강섬유"를 23중량부로 포함하고, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 20중량부로 함유하며 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.81중량부로 포함하는 초고밀도 콘크리트 조성물.
위 비교예1-1, 비교예1-2, 비교예1-3 및 실시예1-1의 모두에 대해 공통적으로 시멘트, 실리카퓸, 석영 미분말, 규사를 믹서에 넣어 30rpm 속도로 1분 30초 동안 건비빔을 하여 혼합된 재료가 균질하게 분포되도록 한 후, 기본 배합수와 혼화제를 건비빔된 재료에 넣어 50rpm 속도로 2분 30초 동안 혼합하여 유동성이 발휘되도록 한 다음, 비교예1-1, 비교예1-2, 비교예1-3 및 실시예1-1의 각 조성에 맞추어서 강섬유, SAP, SAP 부착 강섬유, 및 추가 배합수를 추가로 더 투입하여 70rpm 속도로 2분 동안 혼합한 후 10rpm 속도로 3분 동안 혼합하되, 믹싱 과정에서 발생한 기포를 제거하는 방법에 의해 콘크리트 조성물을 제조하였다.
비교예1-1, 비교예1-2, 비교예1-3 및 실시예1-1에 따라 각각 제조된 콘크리트 조성물에 대해 KS F 2594의 슬럼프 플로 시험을 실시하였고, 압축강도, 인장강도, 및 기밀성 시험을 위한 공시체를 각각 성형 제작한 후, 양생포와 비닐시트를 사용하여 섭씨 18 내지 22도의 온도와 92 내지 98%의 습도를 유지하면서 1일 동안 습윤양생을 실시한 다음에 거푸집을 제거하여 탈형하였다. 그 후 섭씨 83 내지 87도 온도의 수중에서 1일 동안 고온 열양생을 실시한 후, KS F 2405에 따라 압축강도를 평가하고, 한국콘크리트학회 제규격인 KCI-UC 105에 따라 인장강도를 평가하였으며, Torrent 직접가압장치를 이용하여 기밀성을 평가하였다. 자기수축은 KS F 2586 방법으로 재령 56일 동안 수행하여 평가하였다.
아래의 표 1에는 비교예1-1, 비교예1-2, 비교예1-3 및 실시예1-1의 각각에 대한 조성이 정리되어 있고, 아래의 표 2에는 이에 대한 각종 물성 시험 결과가 정리되어 있다.
Figure 112020117336412-pat00005
Figure 112020117336412-pat00006
위의 표 2에 정리된 것처럼, SAP와 강섬유를 각각 단독으로 사용한 비교예1-2의 경우는, SAP을 사용하지 않은 채 강섬유만을 단독으로 사용한 비교예1-1에 비해 슬럼프 플로가 크게 감소하여 유동성이 저하되었고, 압축강도, 인장강도 및 기밀성은 경화과정에서 수축한 만큼 공극이 발생하기 때문에 저하되는 것으로 나타났으나, 자기수축은 크게 감소하였다. 비교예1-2가 비교예1-1에 비하여 유동성이 저하되는 것은 SAP 배합과 믹싱 과정에서 배합수를 흡수하기 때문인 것으로 분석되며, 비교예2가 비교예1에 비하여 기밀성이 저하되는 것은 경화과정에서 SAP이 수축함에 따라 공극이 발생하였기 때문인 것으로 분석된다.
비교예1-3은 비교예1-1에 비하여 유동성을 제외하고 압축강도, 인장강도 및 기밀성에서 비교예1-1과 유사한 결과를 나타났으나 자기수축은 크게 감소하였다. 실시예1-1은 유동성, 압축강도, 인장강도 및 기밀성이 비교예1-1보다 높으며, 자기수축은 크게 감소하였다.
이상의 결과는, SAP 부착 보강섬유를 사용하고, 기본 배합수에 더하여 추가 배합수를 더 함유한 본 발명에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하게 되면, 시공성, 역학적 특성, 수축특성 그리고 기밀성이 모두 크게 향상된 콘크리트 부재를 제작할 수 있음을 확인하여 주는 것이다.
다음으로 보강섬유로서 유기섬유를 사용한 "SAP 부착 유기섬유"와, 추가 배합수에 따른 영향과 효과를 검증하기 위하여, 아래의 조성을 가지도록 비교예와 본 발명의 실시예를 각각 준비하였다.
(비교예2-1)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제, 기본 배합수, 및 보강섬유로서 PVA섬유를 포함하되, SAP와 추가 배합수는 포함하지 않으며, 각 성분들은 시멘트 100중량부에 대하여 실리카퓸 20중량부, 석영 미분말 25중량부, 규사 110중량부, 혼화제 0.47중량부, 기본 배합수 20중량부, 및 PVA섬유 2.5중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(비교예2-2)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제 및 기본 배합수는 상기한 비교예2-1과 동일한 함유량으로 포함하며, 추가 배합수는 포함하지 않고, 보강섬유로서 PVA섬유를 포함하고, SAP은 PVA섬유에 부착하지 않은 채 PVA섬유와는 별도로 더 포함하되, 시멘트 100중량부에 대하여 PVA섬유 2.5중량부 및 SAP 1중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(비교예2-3)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제 및 기본 배합수는 상기한 비교예2-1과 동일한 함유량으로 포함하며, 추가 배합수는 포함하지 않고, 보강섬유로는 "SAP 부착 PVA섬유"를 포함하는데, 시멘트 100중량부에 대하여 "SAP 부착 PVA섬유"를 2.6중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(실시예2-1)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 및 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제는 상기한 비교예2-1과 동일한 함유량으로 포함하며, 보강섬유로는 "SAP 부착 PVA섬유"를 포함하는데, 시멘트 100중량부에 대하여 SAP 부착 PVA섬유를 2.6중량부로 포함하고, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 20중량부로 함유하고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.71중량부로 포함하는 초고밀도 콘크리트 조성물.
위 비교예2-1, 비교예2-2, 비교예2-3 및 실시예2-1의 모두에 대해 공통적으로 시멘트, 실리카퓸, 석영 미분말, 규사를 믹서에 넣어 30rpm 속도로 1분 30초 동안 건비빔을 하여 혼합된 재료가 균질하게 분포되도록 한 후, 기본 배합수와 혼화제를 건비빔된 재료에 넣어 50rpm 속도로 2분 30초 동안 혼합하여 유동성이 발휘되도록 한 다음, 비교예2-1, 비교예2-2, 비교예2-3 및 실시예2-1의 각 조성에 맞추어서 PVA섬유, SAP, SAP 부착 PVA섬유, 및 추가 배합수를 추가로 더 투입하여 70rpm 속도로 2분 동안 혼합한 후 10rpm 속도로 3분 동안 혼합하되, 믹싱 과정에서 발생한 기포를 제거하는 방법에 의해 콘크리트 조성물을 제조하였다.
비교예2-1, 비교예2-2, 비교예2-3 및 실시예2-1에 따라 각각 제조된 콘크리트 조성물에 대해 KS F 2594의 슬럼프 플로 시험을 실시하였고, 압축강도, 인장강도, 및 기밀성 시험을 위한 공시체를 각각 성형한 후, 양생포와 비닐시트를 사용하여 섭씨 18 내지 22도의 온도와 92 내지 98%의 습도를 유지하면서 1일 동안 습윤양생을 실시한 다음에 거푸집을 제거하여 탈형하였다. 그 후 섭씨 83 내지 87도 온도의 수중에서 1일 동안 고온 열양생을 실시한 후, KS F 2405에 따라 압축강도를 평가하고, 한국콘크리트학회 제규격인 KCI-UC 105에 따라 인장강도를 평가하였으며, Torrent 직접가압장치를 이용하여 기밀성을 평가하였다. 자기수축은 KS F 2586 방법으로 재령 56일 동안 수행하여 평가하였다.
아래의 표 3에는 비교예2-1, 비교예2-2, 비교예2-3 및 실시예2-1의 각각에 대한 조성이 정리되어 있고, 아래의 표 4에는 이에 대한 각종 물성 시험 결과가 정리되어 있다.
Figure 112020117336412-pat00007
Figure 112020117336412-pat00008
위의 표 4에 정리된 것처럼, SAP 부착 PVA 섬유를 사용하였을 때의 영향과, 추가 배합수를 사용하였을 때의 영향은, 위에서 표 2와 관련하여 살펴본 비교예1-1, 비교예1-2, 비교예1-3 및 실시예1-1에서 확인한 정도와 거의 유사한 결과를 나타났다. SAP을 사용하지 않고 PVA 섬유만을 사용한 비교예2-1의 경우에는 수축이 증가하였고, SAP을 사용하되 PVA 섬유와 별도로 SAP을 추가한 비교예2-2의 경우에는 수축은 감소하지만 유동성, 압축강도, 인장강도 및 기밀성이 저하되는 결과를 보였다. 반면에 SAP 부착 PVA 섬유를 사용한 비교예2-3의 경우는 압축강도, 인장강도 및 기밀성에서 비교예2-1 및 비교예2-2와 유사하지만 수축 특성은 크게 향상되었다. 다만, 유동성이 저하되는 문제점이 있다.
비교예2-3의 조성에 더하여 추가 배합수를 사용한 실시예2-1의 경우에는 압축강도, 인장강도 및 기밀성을 충분히 확보하면서도 수축특성이 크게 향상되고, 더 나아가 양호한 유동성을 확보할 수는 결과가 나왔다.
이러한 결과 역시 SAP 부착 PVA섬유를 사용하고, 기본 배합수에 더하여 추가 배합수를 더 이용한 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하였을 때 시공성, 역학적 특성, 수축특성 그리고 기밀성이 모두 크게 향상된 콘크리트 부재를 제작할 수 있음을 확인하여 주는 것이다.
추가적으로 보강섬유로서 "SAP 부착 강섬유"를 사용하였을 때 그 함유량에 따른 영향과 효과를 검증하기 위하여, 아래의 조성을 가지도록 비교예와 본 발명의 실시예를 각각 준비하였다.
(비교예3-1)
시멘트, 반응성 분체로서 실리카퓸, 충전재로서 석영 미분말, 잔골재로서 규사, 혼화제로서 폴리카르본산계 고성능감수제, 기본 배합수, 추가 배합수, 및 SAP 부착 강섬유를 포함하되, 각 성분재료들은 시멘트 100중량부에 대하여 실리카퓸 20중량부, 석영 미분말 25중량부, 규사 110중량부, 혼화제 0.45중량부, 기본 배합수 20중량부, 추가 배합수 0.22중량부, 및 SAP 부착 강섬유 5중량부로 포함하는 콘크리트 조성물.
(실시예3-1)
상기한 비교예3-1과 동일한 조성을 가지되, SAP 부착 강섬유의 함유량이 시멘트 100중량부에 대하여 10중량부이고, 추가 배합수의 합유량이 시멘트 100중량부에 대하여 0.39중량부인 콘크리트 조성물.
(실시예3-2)
상기한 비교예3-1과 동일한 조성을 가지되, SAP 부착 강섬유의 함유량이 시멘트 100중량부에 대하여 23중량부이고, 추가 배합수의 함유량은 시멘트 100중량부에 대하여 0.81중량부인 콘크리트 조성물.
(실시예3-3)
상기한 비교예3-1과 동일한 조성을 가지되, SAP 부착 강섬유의 함유량이 시멘트 100중량부에 대하여 40중량부이고, 추가 배합수의 합유량은 시멘트 100중량부에 대하여 1.37중량부인 콘크리트 조성물.
(비교예3-2)
상기한 비교예3-1과 동일한 조성을 가지되, SAP 부착 강섬유의 함유량이 시멘트 100중량부에 대하여 50중량부이고, 추가 배합수의 합유량은 시멘트 100중량부에 대하여 1.69중량부인 콘크리트 조성물.
위 비교예3-1, 실시예3-1, 실시예3-2, 실시예3-3 및 비교예3-2의 모두에 대해 공통적으로 시멘트, 실리카퓸, 석영 미분말, 규사를 믹서에 넣어 30rpm 속도로 1분 30초 동안 건비빔을 하여 혼합된 재료가 균질하게 분포되도록 한 후, 기본 배합수와 혼화제를 건비빔된 재료에 넣어 50rpm 속도로 2분 30초 동안 혼합하여 유동성이 발휘되도록 한 다음, 비교예3-1, 실시예3-1, 실시예3-2, 실시예3-3 및 비교예3-2의 각 조성에 맞추어서 SAP 부착 강섬유, 및 추가 배합수를 추가로 더 투입하여 70rpm 속도로 2분 동안 혼합한 후 10rpm 속도로 3분 동안 혼합하되, 믹싱 과정에서 발생한 기포를 제거하는 방법에 의해 콘크리트 조성물을 제조하였다.
비교예3-1, 실시예3-1, 실시예3-2, 실시예3-3 및 비교예3-2에 따라 각각 제조된 콘크리트 조성물에 대해 KS F 2594의 슬럼프 플로 시험을 실시하였고, 압축강도, 인장강도, 및 기밀성 시험을 위한 공시체를 각각 성형한 후, 양생포와 비닐시트를 사용하여 섭씨 18 내지 22도의 온도와 92 내지 98%의 습도를 유지하면서 1일 동안 습윤양생을 실시한 다음에 거푸집을 제거하여 탈형하였다. 그 후 섭씨 83 내지 87도 온도의 수중에서 1일 동안 고온 열양생을 실시한 후, KS F 2405에 따라 압축강도를 평가하고, 한국콘크리트학회 제규격인 KCI-UC 105에 따라 인장강도를 평가하였으며, Torrent 직접가압장치를 이용하여 기밀성을 평가하였다. 자기수축은 KS F 2586 방법으로 재령 56일 동안 수행하여 평가하였다.
아래의 표 5에는 비교예3-1, 실시예3-1, 실시예3-2, 실시예3-3 및 비교예3-2의 각각에 대한 조성이 정리되어 있고, 아래의 표 6에는 이에 대한 각종 물성 시험 결과가 정리되어 있다.
Figure 112020117336412-pat00009
Figure 112020117336412-pat00010
위의 표 6에 정리된 것처럼, SAP 부착 강섬유의 함유량이 증가할수록 슬럼프 플로가 감소하는데, 이것은 SAP과 강섬유의 양이 동시에 증가하기 때문이라고 분석된다. 다만, SAP 부착 강섬유의 함유량이 40중량부가 될 때까지는 슬럼프 플로 700mm 이상을 유지할 수 있는 것으로 나타났다. SAP 부착 강섬유의 함유량이 40중량부가 될 때까지는 SAP 부착 강섬유의 함유량 증가에 비례하여 압축강도와 인장강도가 모두 향상되지만, SAP 부착 강섬유의 함유량이 50중량부일 때는 압축강도와 인장강도 모두 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 강섬유의 사용량 증가보다 SAP의 사용양이 증가함으로 인하여 공극량이 증가하게 되고 유동성이 저하되어 밀실도가 저하되기 때문인 것으로 분석된다. 자기수축은 SAP 부착 강섬유의 사용량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며, 이것은 SAP의 영향으로 관련되어 있다.
기밀성은 SAP 부착 강섬유의 함유량이 23중량부가 될 때까지는 SAP 부착 강섬유의 사용량에 비례하여 증가하지만 SAP 부착 강섬유의 함유량이 40중량부가 되었을 때 다소 저하되고 SAP 부착 강섬유의 함유량이 50중량부가 되었을 때 급격히 저하되는 것으로 나타났다. 이것은 압축강도와 인장강도의 결과와 마찬가지로 SAP의 사용량이 증가하여 공극량이 증가한 것과 유동성이 저하되어 밀실도가 저하되기 때문으로 분석된다. 이상과 같이 SAP 부착 강섬유의 함유량이 10중량부 미만일 경우에는 사용에 따른 효과가 크지 않고, 40중량부를 초과할 경우에는 오히려 역효과가 나타났으며, 제조원가도 크게 저하된다. 따라서 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물과 같이 SAP 부착 강섬유의 함유량은 시멘트 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부로 되는 것이 적절하며, 추가 배합수의 사용을 통해서 물성에 대한 영향을 보정함으로써 유동성, 역학적 특성, 수축특성과 기밀성이 향상된 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조할 수 있다. 따라서 본 발명의 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하게 되면, 매우 높은 밀도를 가지면서 치밀한 구조를 가지는 콘크리트 부재를 제작할 수 있고, 특히 차량이 시속 1000km 이상의 고속으로 주행할 수 있는 하이퍼루프용 아진공 튜브 등과 같은 콘크리트 구조물도 매우 효율적으로 그리고 성공적으로 제작할 수 있게 된다.

Claims (13)

  1. 시멘트, 반응성 분체, 충전재, 잔골재, 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 포함하는데;
    시멘트 100중량부에 대하여 반응성 분체는 10 내지 30중량부, 충전재는 15 내지 30중량부, 잔골재는 100 내지 150중량부, 및 혼화제는 0.1 내지 1중량부로 포함되며;
    보강섬유는 SAP과 혼합되어 접착제에 의해 SAP이 보강섬유의 표면에 고르게 부착되어 있는 상태의 SAP 부착 보강섬유로 이루어지고;
    SAP 부착 보강섬유는,
    SAP과 보강섬유를 합한 것의 총중량 100중량%에 대하여, SAP 0.5 내지 1.5중량% 및 보강섬유 98.5 내지 99.5중량%가 되도록 계량하는 과정; 및
    SAP과 보강섬유와 접착제를 혼합한 후 건조시키는 과정을 포함하는 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 강섬유로 이루어진 SAP 부착 강섬유이고;
    상기 SAP 부착 강섬유는 시멘트 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부로 포함되며;
    배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지는데, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 포함되고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.39중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 유기섬유로 이루어진 SAP 부착 유기섬유이고;
    상기 SAP 부착 유기섬유는 시멘트 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 포함되며;
    배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지는데, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 포함되고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.70중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물.
  5. 시멘트, 반응성 분체, 충전재, 잔골재, 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 포함하는 초고밀도 콘크리트 조성물을 제조하는 방법으로서,
    시멘트 100중량부에 대하여 반응성 분체는 10 내지 30중량부, 및 충전재는 15 내지 30중량부, 잔골재는 100 내지 150중량부이 되도록 계량하여, 시멘트, 반응성 분체, 충전재 및 잔골재를 균질하게 혼합하는 단계(단계 1); 및
    상기 단계 1에 의해 혼합물에 혼화제, 배합수 및 보강섬유를 투입하여 혼합하는 단계(단계 2)를 포함하는데;
    혼화제는 시멘트 100중량부에 대하여 0.1 내지 1중량부로 계량하여 투입하며;
    보강섬유는 SAP과 혼합되어 접착제에 의해 SAP이 보강섬유의 표면에 고르게 부착되어 있는 상태의 SAP 부착 보강섬유로 이루어지고;
    SAP 부착 보강섬유는,
    SAP과 보강섬유를 합한 것의 총중량 100중량%에 대하여, SAP 0.5 내지 1.5중량% 및 보강섬유 98.5 내지 99.5중량%가 되도록 계량하는 과정; 및
    SAP과 보강섬유와 접착제를 혼합한 후 건조시키는 과정을 포함하는 방법에 의해 제조되는 것임을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 강섬유로 이루어진 SAP 부착 강섬유이고;
    배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지며;
    상기 단계 1에서는 기본 배합수를 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 계량하여 시멘트, 반응성 분체, 충전재 및 잔골재와 함께 균질하게 혼합하며;
    상기 단계 2에서는 추가 배합수를 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.39중량부로 계량하고, 상기 SAP 부착 강섬유를 시멘트 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부로 계량하여 투입하고 혼합하는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 유기섬유로 이루어진 SAP 부착 유기섬유이고;
    배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지며;
    상기 단계 1에서는 기본 배합수를 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 계량하여 시멘트, 반응성 분체, 충전재 및 잔골재와 함께 균질하게 혼합하며;
    상기 단계 2에서는 추가 배합수를 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.70중량부로 계량하고, 상기 SAP 부착 유기섬유를 시멘트 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 계량하여 투입하고 혼합하는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 조성물의 제조방법.
  9. 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 초고밀도 콘크리트 부재를 제작하는 방법으로서,
    초고밀도 콘크리트 조성물은 청구항 제1항에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물이고;
    거푸집에 초고밀도 콘크리트 조성물을 타설하고, 양생한 후 탈형하는 과정을 포함하는데,
    양생시에는 거푸집에 타설된 초고밀도 콘크리트 조성물의 수분이 증발되지 않도록 비닐 등의 양생포를 타설된 상면을 덮고, 섭씨 15 내지 40도의 온도와 습도 90% 이상을 유지하면서 1 내지 2일을 경과한 후, 거푸집을 제거하여 탈형하며;
    탈형이 완료된 후에는 섭씨 50 내지 98도의 온도 및 습도 95% 이상을 유지하면서 1 내지 3일 동안 고온 열양생을 실시하거나, 또는 섭씨 15도 이상의 온도와 습도 95% 이상을 유지하는 조건에서 7일 이상 습윤양생을 실시하는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법.
  10. 제9항에 있어서,
    SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 강섬유로 이루어진 SAP 부착 강섬유이고;
    상기 SAP 부착 강섬유는 시멘트 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부로 포함되며;
    배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지는데, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 포함되고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.39중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법.
  11. 제9항에 있어서,
    SAP 부착 보강섬유는, SAP이 부착되는 보강섬유가 유기섬유로 이루어진 SAP 부착 유기섬유이고;
    상기 SAP 부착 유기섬유는 시멘트 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 포함되며;
    배합수는 기본 배합수와 추가 배합수로 이루어지는데, 기본 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 포함되고, 추가 배합수는 시멘트 100중량부에 대하여 0.39 내지 1.70중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 부재의 제작방법.
  12. 초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 제작된 초고밀도 콘크리트 부재로서,
    초고밀도 콘크리트 조성물은 청구항 제1항에 따른 초고밀도 콘크리트 조성물이고;
    거푸집에 초고밀도 콘크리트 조성물을 타설하고, 양생한 후 탈형하는 과정을 포함하는 방법에 의해 제작되는데,
    양생시에는 거푸집에 타설된 초고밀도 콘크리트 조성물의 수분이 증발되지 않도록 비닐 등의 양생포를 타설된 상면을 덮고, 섭씨 15 내지 40도의 온도와 습도 90% 이상을 유지하면서 1 내지 2일을 경과한 후, 거푸집을 제거하여 탈형하며;
    탈형이 완료된 후에는 섭씨 50 내지 98도의 온도 및 습도 95% 이상을 유지하면서 1 내지 3일 동안 고온 열양생을 실시하거나, 또는 섭씨 15도 이상의 온도와 습도 95% 이상을 유지하는 조건에서 7일 이상 습윤양생을 실시하는 제작방법에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 부재.
  13. 제12항에 있어서,
    초고밀도 콘크리트 조성물을 이용하여 제작된 초고밀도 콘크리트 부재는,
    하이퍼루프에 사용되는 아진공 튜브인 것을 특징으로 하는 초고밀도 콘크리트 부재.
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