KR102337439B1 - 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품 - Google Patents

순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품에 관한 것으로, 골재와 폴리머 결합재(테레 타입 불포화 폴리에스터수지), 충전재 및 기타 첨가제를 적절하게 배합함으로써 압축강도, 휨강도, 동결융해시험 후 휨강도, 내산성, 투수계수 등 성능지표가 우수하여 가격 대비 성능 측면에서 시장 경쟁력을 갖는 식생호안블록, 조경블록, 투수블록, 월패널 블록, 보강토 옹벽블록 등과 같은 블록 제품을 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트는, 주재료 전체 100중량%에 대하여 골재 79±5중량%, 충전재 15±5중량%, 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 5±1중량% 및 상기 주재료에 첨가제로 경화제와 실란 커플링제와 흐름방지제와 광안정제 및 섬유보강재 중 2개 이상이 혼합되어 이루어지되, 상기 첨가제는 상기 주재료 100중량부에 대하여, 경화제 1±0.5중량부, 실란 커플링제 1.5±0.7중량부, 흐름방지제 1.5±0.5중량부, 광안정제 0.5±0.2중량부, 섬유보강재 1.2±0.5중량부로 이루어지며, 상기 골재는 0.5~1.0%의 함수율로 건조되고, 상기 골재와 충전재와 첨가제 중 고체 재료인 섬유보강재가 믹싱되며 상기 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지와 첨가제 중에서 액상 재료인 경화제와 실란 커플링제와 흐름방지제 및 광안정제가 믹싱되고 상기 고체 재료와 액체 재료들이 믹싱되어 제조된다.

Description

순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품{No-Fines Polymer Concrete for Block Products using Recycled Aggregate and Tere Type Unsaturated Polyester Resin and Its Manufacturing Method}
본 발명은 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품에 관한 것이다.
이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.
「순환골재(recycled aggregates)」라 함은 "건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률" 제2조제7호의 규정(건설폐기물을 물리적 또는 화학적 처리과정 등을 거쳐 같은 법 제35조의 규정에 의한 품질기준에 적합하게 한 것)에 적합한 골재를 말한다.
그리고 「무세골재 폴리머 콘크리트(no-fines polymer concrete)」라 함은 세골재인 모래가 포함되어 있지 않고 조골재인 자갈이 폴리머 페이스트만으로 결합되어 있는 콘크리트이다. 시멘트를 사용한 무세골재 콘크리트는 강도가 약해서 용도가 제한되어 있으나 폴리머 결합재를 사용한 경우에는 구조용으로 사용할 수 있을 만큼 강도가 높으며, 특히 다공성과 경량성을 갖기 때문에 블록 제품을 제조하는데 유용하게 이용할 수 있다.
폴리머 콘크리트는 수경성 시멘트를 전혀 사용하지 않고 폴리머 수지를 결합재로 사용하여 제조되는 특수 콘크리트 중의 하나로서 강도가 높고 내악품성, 방수성, 절연성 등이 우수하기 때문에 1950년대 말부터 1960년대 초에 러시아, 미국, 독일, 일본 등에서 개발되기 시작한 이래 세계 여러 나라에서 프리캐스트 제품 제조용으로 이용되고 있으나 그 사용량이 뚜렷하게 증가하지는 못하고 있다.
이러한 이유는 지금까지 폴리머 콘크리트에 대한 연구가 우수한 강도와 물리ㅇ역학적 특성을 이용하기 위한 것들로서 치밀한 조직구조를 갖는 경우에 대한 연구가 주로 이루어져왔을 뿐이며, 용도에 따라 요구되는 적정한 성능을 발휘케 하여 경제성 있는 제품의 개발이라는 관점에서는 연구가 이루어지지 않았기 때문이다.
특히 연륜에 비해 폴리머 콘크리트가 전파되지 못한 원인 중에는 제조방법이 시멘트 콘크리트와 다르기 때문에 생소한 재료라는 점도 있으나 이 보다 더 중요한 것은 결합재인 폴리머 수지의 가격이 비싸 생산 단가가 높기 때문에 특수한 용도가 아니고서는 가성비를 맞출 수 없다는데 있다.
특허문헌 1, 2만 보더라도 포러스 폴리머 콘크리트에 대한 것으로 기술은 개발되었지만 가성비가 낮아 시장 경쟁력이 떨어지기 때문에 사업화되기가 쉽지 않다. 따라서 가성비를 높여 기술성과 함께 시장성, 경제성이 있는 제품을 제조하기 위한 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0586644호 대한민국 등록특허 제10-1343994호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 골재와 폴리머 결합재(테레 타입 불포화 폴리에스터수지), 충전재 및 기타 첨가제를 적절하게 배합함으로써 압축강도, 휨강도, 동결융해시험 후 휨강도, 내산성, 투수계수 등 성능지표가 우수하여 가격 대비 성능 측면에서 시장 경쟁력을 갖는 식생호안블록, 조경블록, 투수블록, 월패널 블록, 보강토 옹벽블록 등과 같은 블록 제품을 제조할 수 있으며, 특히 순환골재의 표면을 충분히 코팅하여 강도와 내산성을 확보하고, 부착력이 우수한 폴리머 페이스 페이스트를 제공함으로써 무세골재 폴리머 콘크리트의 강도 등 상기한 성능의 개선을 도모하는 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 콘크리트 제품을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트는, 주재료 전체 100중량%에 대하여 골재 79±5중량%, 충전재 15±5중량%, 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 5±1중량% 및 상기 주재료에 첨가제로 경화제와 실란 커플링제와 흐름방지제와 광안정제 및 섬유보강재 중 2개 이상이 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 첨가제는 상기 주재료 100중량부에 대하여 경화제 1±0.5중량부, 실란 커플링제 1.5±0.7중량부, 흐름방지제 1.5±0.5중량부, 광안정제 0.5±0.2중량부, 섬유보강재(유리섬유 등) 1.2±0.5중량부를 혼합비율로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트 및 그의 제조 방법에 따른 효과를 종래 기술과 비교하여 살펴보면, 특허문헌 1(대한민국 등록특허 제10-0586644호)은 수지사용량 6.6-7.5 중량%로서 압축강도 17-21MPa, 투수계수 0.41-0.77mm/sec이고, 특허문헌 2(대한민국 등록특허 제10-1343994호)는 수지사용량 6-9중량%로서 압축강도 19-25MPa, 투수계수 0.18-4.4mm/sec인데 비하여 본 발명은 수지 사용량이 소량임에도 압축강도 31.9-41.0MPa, 투수계수 3.25-4.95mm/sec로 종래 선행특허에 비해 수지 수지사용량이 적으면서도 압축강도, 투수계수 등 성능이 월등히 우수하게 나와 가성비 측면에서 아주 유리하며, 이는 사업화에 있어서 큰 경쟁력을 확보하는 효과가 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트의 테스트를 위해 제작한 시험체의 사진.
도 2는 본 발명에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트의 압축강도를 보인 그래프.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트(조성물)는, 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지를 포함하는 주재료 및 첨가제를 조성으로 하고, 상기 주재료는 전체 100중량%에 대하여 골재 79±5중량%, 충전재 15±5중량%, 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 5±1중량%를 조성으로 한다.
상기 순환골재는 입자의 크기가 5-25mm로서 KS F 2573(콘크리트용 순환골재) 및 순환골재 품질기준(시행 2017. 12.15. 국토교통부 공고 제2017-1711호)에 따라 전체 굵은 골재의 60중량% 이내로 이 기준에 규정된 입도와 품질인 것이 바람직하며, 폐자원의 재활용 측면에서 매우 유용하다.
상기 부순골재는 입자의 크기가 5-25mm로서 전체 굵은 골재의 40중량% 이상을 사용하며, KS F 2527(콘크리트용 부순골재)에 규정된 입도와 품질인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
순환골재와 부순골재는 골재 전체의 혼합비율인 74~84중량% 안에서 자유롭게 혼합 가능하고, 예를 들어 순환골재 38~44중량%, 부순골재 36~40중량%이다.
충전재는 바람직하게, 보통 포틀랜드 시멘트가 사용되며 분말도(Blaine 비표면적)는 3,140㎠/g, 비중 3.15이고, 10중량% 미만은 충전 효과가 약하고 20중량% 초과는 다른 재료의 효과를 떨어뜨린다. 보통 포틀랜드 시멘트는 결합재의 증량 및 증점제로서 효과가 있다.
상기 테레 타입(tere type) 불포화 폴리에스터 수지는 점도 300cPs(20℃) 이하이고, 저수축 타입, 2액형, 속경성(겔 타임 7-11분)인 것이며, 다른 타입의 불포화 폴리에스터 수지에 비해 양호한 작업성과 접착성 확보에 효과가 있고, 4~6중량%는 작업성과 접착성 확보를 위한 최적의 혼합비율이다.
상기 첨가제는 경화제와 실란 커플링제와 흐름방지제와 광안정제 및 섬유보강재 중에서 2개 이상이 사용되며 주재료 100중량부에 대하여 3.3~8.1중량부를 혼합비율로 하며, 최적의 조성은 다음과 같다.
상기 경화제(촉매제)는 블록 제품의 제조 시 재료의 반응을 통해 경화를 제어하며 예를 들어 2액형(예를 들어 MEKPO(과산화벤조일) 55 중량% DMP(프탈산 디메틸) 45 중량%)인 것이 바람직하며, 2액형은 3액형에 비해 계량 및 혼합작업에 수월성을 제공한다.
상기 실란 커플링제(silane coupling agent)는 메타크릴 실란(methacryl silane)으로 무색투명하며, 동점도(25℃) 2.42 ㎟/sec, 순도 99.6%인 것이 바람직하며, 유기재료인 수지와 무기재료인 골재, 충전재 등과의 부착성을 증가시키는 효과가 있다.
상기 흐름방지제는 바람직하게 합성 미분실리카로서 입자크기가 0.015μm 이하, 밀도 2.1±0.1g/㎤인 SiO2가 바람직하며, 무세골재 콘크리트를 타설한 후 경화반응 개시 전까지 골재표면의 폴리머 페이스트가 흘려내려 공극이 막히는 것을 방지하는 효과가 있다.
상기 광안정제는 2-Hydroxyl Benzotriazole Derivatives가 바람직하며, 블록 제품을 제조하여 현장에 시공하였을 경우 자외선에 의한 색상 및 강도변화를 방지하는 효과가 있다.
섬유보강재는 바람직하게 유리섬유(E-글래스)로서 3mm로 절단된 것이 바람직하며, 골재 사이의 공극에서 변형 등에 의한 강성변화를 줄여주는 효과가 있다.
경화제 1±0.5중량부, 실란 커플링제 1.5±0.7중량부, 흐름방지제 1.5±0.5중량부, 광안정제 0.5±0.2중량부 및 섬유보강재(유리섬유) 1.2±0.5중량부는 각각 경화, 부착성, 흐름방지 및 보강을 위한 최적의 혼합비율인 것이다.
상기와 같은 재료들로 구성되는 본 발명에 따른 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트는 다음과 같이 제조된다.
(S10) 골재 건조.
순환골재 및 부순골재를 건조하며, 수분함량이 0.5∼1.0%를 만족하도록 건조한다. 상기 수분함량은 골재의 수분이 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 등과 골재의 부착력을 저하시키는 것을 막기 위한 것이며, 상기 함수율을 맞추기 위한 건조 조건은 예를 들어 온도 105±5℃, 건조시간 5시간 이상(5~7시간)이다.
(S20) 믹싱.
건조한 골재 그리고 액상재료를 제외한 충전재, 유리섬유 등을 믹싱(건비빔)하며, 예를 들어, 상기 재료들을 정밀도 1/10g인 디지털 저울 정밀하게 계량하고, 60±10rpm으로 회전하는 강제식 믹서에 3분(1분~5분)간 건비빔하며, 이러한 믹싱을 통해 액상인 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 등과의 균일한 혼합을 유도한다.
(S30) 액상재료 믹싱.
테레 타입 불포화 폴리에스터 수지, 경화제, 커플링제, 흐름방지제, 광안정제로 구성되는 결합재용 액상재료를 계량하고 스터(stir)로 혼합하여 이를 강제식 믹서에 투입하여 믹싱한다.
예를 들어, 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 등 재료를 정밀도 1/100g인 디지털 저울로 계량하고, 60±10rpm으로 회전하는 정치식 스터로 3±1분간 혼합하는 것은 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지와 경화제 등의 경화반응이 균일해야 되기 때문이다.
(S40) 제조.
(S20)과 (S30) 공정을 통해 제조한 재료둘을 강제식 믹서로 혼합(100±10rpm으로 3±1분간)하여 무세골재 폴리머 콘크리트를 제조한다.
이상의 공정으로 제조된 무세골재 폴리머 콘크리트를 이용하여 블록 제품을 제조하며, 예를 들어, 무세골재 폴리머 콘크리트를 블록 제품용 몰드에 주입하고 가압 다짐한 후 양생을 거쳐 탈형을 마지막으로 하여 블록 제품을 제조한다.
상기 다짐 조건은 3±1MPa의 압력으로 몰드를 가압다짐하며, 그 이유는 진동다짐을 할 경우 골재에 묻어 있는 폴리머 수지가 흘러내려 공극을 막을 수 있기 때문이다. 양생 조건은 온도 60±5℃, 건조시간 3±1시간이며 폴리머 콘크리트의 경화반응을 촉진시킴으로서 제품의 생산성을 높일 수 있는 장점이 있기 때문이다. 이 과정에서 습도는 외부의 습도는 양생에 영향을 미치지 않는다.
본 발명은 무세골재 폴리머 콘크리트를 이용하여 다양한 콘크리트 제품을 제조할 수 있으며, 형태를 기준으로 할 때 블록이나 패널 등, 용도를 기준으로 할 때옹벽 블록, 호안 블록 등 다양한 용도의 제품을 제조할 수 있다.
<실시예>
1. 조성 및 제조.
표 1과 같이 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지를 사용한 무세골재 폴리머 콘크리트의 실시예를 설계하고 상기 실시예로 시험체를 제조하였다.
시험체의 제조는 순환골재와 부순골재 건조(건조 온도105℃, 건조시간 5시간)(함수율 1.7%) - 고형 재료 믹싱(건조한 골재 그리고 액상재료를 제외한 충전재, 유리섬유 등을 디지털 저울로 정밀 계량한 후 60rpm으로 회전하는 강제식 믹서에서 3분간 믹싱) - 액상 재료 믹싱(테레 타입 불포화 폴리에스터 수지, 경화제, 커플링제, 흐름방지제, 광안정제로 구성되는 결합재용 액상재료를 계량하고 스터(stir)로 혼합하여 이를 강제식 믹서에 투입하여 믹싱(60rpm, 3분)) - 제조(고체 재료와 액상 재료를 믹서기에서 믹싱(100rpm, 3분)하여 본 실시예를 제조하였다).
무세골재 폴리머 콘크리트를 몰드에 주입하고 가압 다짐(3MPa)한 후 양생(온도 60℃, 건조시간 3시간)을 거쳐 탈형하여 시험체(도 1 참고)를 제조하였다.
표 1에서 실시예와 비교예 모두는 수지와 순환골재와 부순골재 및 충전재를 100중량%로 고정하고, 첨가제 전체를 5.7중량부로 고정하였다.
수 지
(중량%) 		순환골재 (중량%) 부순골재 (중량%) 충전재
(중량%)		 첨가제
경화제 커플링제 흐 름
방지제		 광안정제 유리섬유
(비교예 1) 3.4 49.5 35.1 12.0 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 2) 4.0 47.7 35.8 12.5 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 3) 4.6 45.7 36.7 13.0 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 4) 5.2 44.1 37.2 13.5 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(실시예) 5.7 42.2 38.1 14.0 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 5) 6.3 40.9 38.3 14.5 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 6) 6.3 40.9 38.3 14.5 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 7) 6.3 40.9 38.3 14.5 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 8) 6.8 39.7 38.5 15.0 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 9) 6.8 39.7 38.5 15.0 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
(비교예 10) 6.8 39.7 38.5 15.0 1.0 1.5 1.5 0.5 1.2
상기 표 1에 의한 시험체를 대상으로 하여 3일 재령의 압축강도 시험 결과로부터 강도 발현 경향을 분석하였으며, 그 시험결과는 도 2와 같다.
표 1에서 실시예의 배합비를 이용하여 5개의 시험체를 제작하고 이에 대하여 압축강도, 휨강도, 동결융해 후 휨강도, 내산성, 투수계수에 대하여 시험을 실시한 바 이에 대하여 구체적으로 설명한다.
2. 테스트.
가. 압축강도.
온도 60±5℃인 건조기에서 3±1시간 양생시킨 후 상온(23±2℃)에서 7일 재령이 되었을 때 압축강도를 시험하였다.
한국산업표준 KS F 2405 : 2010(콘크리트 압축강도 시험 방법)에 규정된 방법으로 Φ100x200mm 크기의 시험체에 대하여 시험 하였으며, 다음 식에 의하여 산출하였다.
fc = P/π(d/2) 2
여기에서, fc : 압축강도(MPa), P : 시험체가 파괴될 때까지 시험기가 나타내는 최대하중(N)이다.
본 발명의 실시예에 대한 압축강도를 시험한 결과는 [표 2]에서와 같이 평균 37.4MPa로서 한국콘크리트협동조합연합회 단체표준 SPS-KCIC0001- 0703:2020(콘크리트 호안 및 옹벽 블록) 5.2항에서 다공성 호안블록이나 다공성 옹벽블록의 경우 압축강도를 16.0 MPa이상으로 정하고 있는바 이보다 2.33 배나 높은 값을 보여 주었다. 이는 충전재, 커플링제 등의 효과가 나타나기 때문이다. 표 1에서 비교예의 배합비를 이용하여 비교 시험체를 동일하게 제조하여 테스트 하였으며 본 발명의 실시예는 압축강도 등에서 비교예보다 우수한 것으로 확인되었다.
시험체 번호 1 2 3 4 5 평 균
압축강도(MPa) 37.7 37.3 39.4 40.8 31.7 37.4
나. 휨강도.
온도 60±5℃인 건조기에서 3±1시간 양생시킨 후 상온(23±2℃)에서 7일 재령이 되었을 때 휨강도를 시험하였다.
한국산업표준 KS F 4419 : 2016(보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)의 8.1항 과 우수 제활용품(GR) 제품표준 GR F 4007 : 2017(재활용 골재 보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)에 규정된 방법으로 200x200x60mm 크기의 시험체에 대하여 시험 하였으며, 다음 식에 의하여 산출하였다.
fb=3Pl / 2bd 2
여기에서, fb : 휨 강도(MPa), P : 시험기가 나타낸 최대 파괴하중(N), l : 지점간 거리(mm), b : 지점간에 직각 방향의 평균 너비(mm), d : 블록의 평균 두께(mm)이다.
본 발명의 실시예에 대한 휨강도를 시험한 결과는 [표 3]에서와 같이 평균 8.1MPa로서 한국공업규격 KS F 4419 4.2 항에 규정된 투수성 블록의 휨강도 기준이 보도용은 4.0MPa 이상, 차도용은 5.0MPa 이상인바 이에 비하면 1.6∼2.0에 달한다. 이는 흐름방지제, 유리섬유 등의 효과 때문이다.
시험체 번호 1 2 3 4 5 평 균
휨강도(MPa) 7.5 8.4 8.7 8.5 7.6 8.1
다. 동결융해 후 휨강도.
온도 60±5℃인 건조기에서 3±1시간 양생시킨 후 상온 (23±2℃)에서 7일 재령일 때 GR F 4004:2016(재활용 골재 콘크리트 호안블록)에 근거하여 동결융해 100 사이클을 작용시킨 후 휨강도를 시험한 것이다.
한국산업표준 KS F 4419 : 2016(보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)의 8.1 항에 의하여 휨 시험을 실시하였으며, 산출 식은 상기한 휨 강도에서 사용한 것과 같다.
본 발명의 실시예에 대한 동결융해 후 휨강도 시험 결과는 [표 4]에서와 같이 평균 6.4MPa로서 우수 재활용품(GR) 제품표준 GR F 4007 : 2017(재활용 골재 보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)의 5항에 규정된 5.0 MPa 보다 1.3배에 달하는 값이다. 이는 충전재, 유리섬유, 커플링제 등의 효과 때문이다.
시험체 번호 1 2 3 4 5 평 균
동결융해 후 휨강도(MPa) 7.7 5.9 8.2 5.1 5.1 6.4
라. 내산성.
온도 60±5℃인 건조기에서 3±1시간 양생시킨 후 상온(23±2℃)에서 7일 재령일의 시험체를 황산 용액(5wt/vol%)에 168시간 침지한 다음 중량 변화율을 내산성으로 하였으며, 다음 식에 의하여 산출하였다.
Aa(%)=[(Wb??Wa) / Wa]ㅧ100
여기에서, Aa : 내산성(%), Wb : 시험 전 무게(g), Wa : 시험 후 무게(g)이다.
본 발명의 실시예에 대한 내산성 시험결과는 [표 5]에서와 같이 평균 0.10%로서 매우 낮게 나타난 바 이는 커플링제와 광안정제 등의 효과를 들 수 있으나 근본적으로 내산성이 취약한 순환골재의 표면에 대한 폴리머 수지의 코팅효과 때문이다.
시험체 번호 1 2 3 4 5 평 균
내산성(%) 0.12 0.11 0.15 0.11 0.14 0.10
마. 투수계수.
온도 60±5℃인 건조기에서 3±1시간 양생시킨 후 상온(23±2℃)에서 7일 재령일 때의 시험체로 투수계수를 측정하였다.
한국 산업 표준 KS F 4419 : 2016의 8.3항에 따라 200x200x60mm 크기의 시험체에 대하여 시험하였으며, 다음 식에 의해 투수계수를 산출 하였다.
K=[(d/h) ㅧ Q/(Aㅧ30s)]
여기에서, K : 투수계수(mm/sec), Q : 배수되는 유출수량(㎣), d : 블록의 두께(㎜), h : 수위 차(㎜), A : 블록의 단면적(㎟), 30s : 측정시간(sec)이다.
본 발명의 실시예에 대한 투수계수 시험 결과는 [표 6]에서와 같이 4.1mm/sec 인데 이것은 KS F 4419 4.2항 에 규정된 투수성 블록의 투수계수 기준은 0.1mm/sec 이상이고, 한국콘크리트협동조합연합회 단체표준 SPS-KCIC 0001-0703:2020(콘크리트 호안 및 옹벽 블록) 5.2항에는 다공성 호안블록이나 다공성 옹벽블록의 경우 투수계수는 0.3mm/sec 이상을 요구하고 있는바 이 기준에 비하면 13.6∼41.0배로서 매우 높게 나타났다. 이는 흐름 방지제의 효과로 골재 사이의 공극이 최대한 확보되었기 때문이다.
시험체 번호 1 2 3 4 5 평 균
투수계수
(mm/sec)		 4.5 4.8 4.9 3.2 3.4 4.1

Claims (7)

  1. 주재료 전체 100중량%에 대하여 골재 79±5중량%, 충전재 15±5중량%, 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지 5±1중량% 및 상기 주재료에 첨가제로 경화제와 실란 커플링제와 흐름방지제와 광안정제 및 섬유보강재 중 2개 이상이 혼합되어 이루어지되,
    상기 첨가제는 상기 주재료 100중량부에 대하여, 경화제 1±0.5중량부, 실란 커플링제 1.5±0.7중량부, 흐름방지제 1.5±0.5중량부, 광안정제 0.5±0.2중량부, 섬유보강재 1.2±0.5중량부로 이루어지며, 상기 골재는 0.5~1.0%의 함수율로 건조되고,
    상기 골재와 충전재와 첨가제 중 고체 재료인 섬유보강재가 믹싱되며 상기 테레 타입 불포화 폴리에스터 수지와 첨가제 중에서 액상 재료인 경화제와 실란 커플링제와 흐름방지제 및 광안정제가 믹싱된 후 상기 고체 재료와 액상 재료들이 믹싱되어 제조되는 것을 특징으로 하는 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 골재는 주재료 100중량%에 대하여 순환골재 38~44중량%, 부순골재 36~40중량%인 것을 특징으로 하는 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 충전재는 보통 포틀랜드 시멘트인 것을 특징으로 하는 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 의한 순환골재와 테레 타입 불포화 폴리에스터수지를 사용한 블록 제품용 무세골재 폴리머 콘크리트로 제조된 것을 특징으로 하는 콘크리트 제품.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102537454B1 (ko) 2022-08-18 2023-05-31 주식회사 아이콘텍이앤씨 보수성이 향상된 폴리머 콘크리트 블록 및 그 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0138541B1 (ko) * 1996-03-20 1998-04-27 연규석 폴리머 콘크리트 경계 블록
JP2891088B2 (ja) * 1994-02-15 1999-05-17 昭和高分子株式会社 貯蔵安定性に優れたコンクリートまたはモルタル保護材料
KR20060011273A (ko) * 2004-07-30 2006-02-03 김영익 Mma 개질 에코-포러스 콘크리트 및 그 제조방법
KR100580595B1 (ko) * 2003-05-12 2006-05-16 한양대학교 산학협력단 폐 피이티 재생 불포화 폴리에스테르 수지와 재생골재를이용한 폴리머 콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법
KR101343994B1 (ko) 2012-03-08 2013-12-24 충남대학교산학협력단 우수배출기능을 향상시킨 포러스 폴리머 블록 및 그 제조방법
KR101905744B1 (ko) * 2018-01-23 2018-10-11 동광산업주식회사 수분산 우레탄 바인더를 이용한 고성능 투수콘크리트 조성물 및 이의 시공방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2891088B2 (ja) * 1994-02-15 1999-05-17 昭和高分子株式会社 貯蔵安定性に優れたコンクリートまたはモルタル保護材料
KR0138541B1 (ko) * 1996-03-20 1998-04-27 연규석 폴리머 콘크리트 경계 블록
KR100580595B1 (ko) * 2003-05-12 2006-05-16 한양대학교 산학협력단 폐 피이티 재생 불포화 폴리에스테르 수지와 재생골재를이용한 폴리머 콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법
KR20060011273A (ko) * 2004-07-30 2006-02-03 김영익 Mma 개질 에코-포러스 콘크리트 및 그 제조방법
KR100586644B1 (ko) 2004-07-30 2006-06-08 김영익 Mma 개질 에코-포러스 콘크리트 및 그 제조방법
KR101343994B1 (ko) 2012-03-08 2013-12-24 충남대학교산학협력단 우수배출기능을 향상시킨 포러스 폴리머 블록 및 그 제조방법
KR101905744B1 (ko) * 2018-01-23 2018-10-11 동광산업주식회사 수분산 우레탄 바인더를 이용한 고성능 투수콘크리트 조성물 및 이의 시공방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102537454B1 (ko) 2022-08-18 2023-05-31 주식회사 아이콘텍이앤씨 보수성이 향상된 폴리머 콘크리트 블록 및 그 제조방법

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