KR102338988B1 - 개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제, 상기 첨가제의 제조방법 및 상기 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물 - Google Patents

개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제, 상기 첨가제의 제조방법 및 상기 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수지, 고무 또는 이들의 조합, 및 개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제, 상기 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법 및 이를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.

Description

개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제, 상기 첨가제의 제조방법 및 상기 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물{ADDITIVE FOR RAPID HARDENING CEMENT CONCTRETE COMPRISING MODIFIED SULFUR BINDER, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND RAPID HARDENING CEMENT COMPOSITION AND RAPID HARDENING CEMENT CONCTRETE COMPOSITION COMPRISING THE SAME}
본 발명은 개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제, 상기 첨가제의 제조방법 및 상기 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 100℃ 이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 가지는 개질 유황 결합재를 이용하여 제조되는 조강 시멘트용 첨가제, 그 제조 방법 및 상기 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
유황(sulfur)은 비금속 원소 중의 하나로써 원유나 천연 가스의 탈황 과정 등에서 많이 발생된다. 원유나 천연 가스의 탈황 과정에서 발생되는 유황을 단순한 산업 폐기물로 처리하기 보다는 이를 다양한 산업 분야에 활용하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 특히, 최근 유황을 종래의 건설 자재를 대신하여 또는 함께 이용하여 건설 자재의 성능을 향상시키는 기술이 개발되어 이용되고 있다.
그러나 유황의 물성은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서는 고체인 성질을 가진다. 또한, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로서 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어, 건설용 자재 등 실제 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있었다.
이러한 유황의 단점을 개량하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 유황의 물성상 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상으로 되어 성형할 수 없는 등의 단점이 있다. 특히, 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 개질 유황 결합재에 대한 많은 연구와 개발 노력이 있으나 여전히 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상으로 되어 성형할 수 없는 단점을 해결하지 못하고 있다
이에 본 발명자가 완성한 발명으로서, 종래의 개질 유황 결합재의 문제점을 극복할 수 있는 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법 등이 한국특허출원 제2007-0062430호가 출원되어 등록되어 있다. 상기 특허출원에 개시된 개질 유황 결합재는 물의 증발 온도인 100℃ 이하의 온도에서 재용융 가능하며, 통상 소수성인 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해시킬 수 있게 되었다. 또한, 유황과 첨가물의 첨가량의 범위에 따라 변화를 줄 수 있으며, 강도, 방수성, 내화학성, 탄성, 내화성 및 비폭열성 등에서 우수한 성능을 가지게 되었다.
한편, 조강 시멘트는 조기 강도 발현이 가능하도록 시멘트에 유리 석회 성분을 적게 포함하고 분말도가 보통 시멘트보다 큰 시멘트이다.
이러한 조강 시멘트는 보통 시멘트의 재령 28일 강도를 재령 3 내지 7일 내에 발현되도록 하는 시멘트로서 조기 강도 발현이라는 점에서는 조강 시멘트와 유사한 점이 있으나, 조강 시멘트의 응결 시간 등은 보통 시멘트와 유사하며, 조기 발현 강도가 일반 보통 시멘트보다 강한 것으로서, 보통 시멘트와 유사한 강도를 나타내며, 응결 시간이 2 내지 3시간 내인 초속경 시멘트와는 구분된다.
그리고 조강 시멘트는 강도 발현 시간의 단축에 따라 초조강 등으로 다시 구분되기도 하나 이러한 초조강 시멘트의 경우에도 조강 시멘트의 일종에 포함됨은 자명하다.
한편, 조강 시멘트는, 반드시 그러한 것은 아니나, 일반적으로 보통 시멘트에 비해 발현 강도가 우수하여 고급시멘트 등으로도 불리며, 콘크리트의 양생 시간이 짧고, 수화열이 많이 발생된다. 이러한 조강 시멘트를 이용한 조강 시멘트 콘크리트는 시멘트 콘크리트로 포장하는 도로 공사나 수중 공사, 한중 공사 등에서 상대적으로 좋은 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 이러한 조강 시멘트 콘크리트는 통상의 일반 시멘트 콘크리트와 비교하여 조기 강도 발현을 위해 높은 수화열이 발생하여, 콘크리트 내의 열과 수분의 이동에 따라 온도 응력과 수축으로 미세한 균열이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 미세한 균열로 인하여 콘크리트의 투수성을 증가시켜 콘크리트 구조물의 내구 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 조강 시멘트의 제조 비용이 높아 도로의 긴급 보수 공사나 활주로의 긴급 보수 공사 등에만 제한적으로 사용되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 미세한 균열의 발생을 억제하여 콘크리트의 수밀성을 증가시켜 콘크리트 구조물의 내구 성능을 향상시킬 수 있는 개질 유황 결합재를 이용한 조강 시멘트용 첨가제, 그 제조방법 및 상기 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 상대적으로 비용이 저렴하여 다양한 분야에 널리 이용될 수 있는 개질 유황 결합재를 이용한 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 수지, 고무 또는 이들의 조합; 및 개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제가 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말; 및 개질 유황 결합재를 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 혼합하는 단계를 포함하는, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 상기 본 발명에 의해 제조된 조강 시멘트용 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물이 제공된다.
본 발명에 의하면, 고무 및/또는 수지와 개질 유황 결합재의 그래프트 반응에 의해 콘크리트와의 결합력이 현저하게 향상된 조강 시멘트용 첨가제가 제공되고, 본 발명의 첨가제는 시멘트의 수축량을 저감시키고, 공극률을 감소시켜 휨강도, 굴곡 탄력성 및 압축 강도가 우수한 조강 시멘트 콘크리트 구조물을 형성할 수 있다.
도 1(a)은 비교예 1의 일반 시멘트를 사용한 콘크리트 조성물에서 획득한 콘크리트의 표면 사진, 도 1(b)는 비교예 2의 HSM(Hydraulic Sulfur Modified) 시멘트 콘크리트 조성물에서 획득한 콘크리트의 표면 사진을 나타낸 것이고, 그리고 도 1(c)는 실시예 2에서 획득한 TSM(Tire code Sulfur Modified) 시멘트 콘크리트 절단면에 대한 전자현미경 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 조강 시멘트용 첨가제가 콘크리트에 혼합되는 경우 시멘트의 미세한 균열의 발생을 억제하여 콘크리트의 수밀성을 증가시킴으로써 콘크리트 구조물의 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서 적용될 수 있는 개질 유황 결합재는 유황과, 이 유황의 개질제로서, 상기 유황 100 중량부에 대하여 1) 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제 10~100 중량부와, 2) 상기 유황 100 중량부에 대하여 헤테로 고리 아민류 (hetero cyclic amine) 또는 4급 암모늄염 0.1 내지 50 중량부가 용융 혼합되어 있으며, 상기 헤테로 고리 아민류는 피리딘(pyridine), 피리딘의 동족체, 퀴놀린(quinoline) 및 이소퀴놀린(Isoquinoline)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 것으로, 한국특허출원 제2007-0062430호에 기재된 개질 유황 결합재 관련 내용은 본 명세서에 전체적으로 편입된다.
보다 상세하게, 본 명세서에 있어서, "개질 유황 결합재"의 의미는, 유황을 개질시키기 위하여, 유황에, 유황 개질제로 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 4급 암모늄염과, 디시클로펜타디엔계 개질제를 용융 혼합시킨 액상의 개질 유황 결합재와, 이 액상의 개질 유황 결합재를 상온으로 냉각하여 얻은 고상의 개질 유황 결합재 모두를 의미한다.
이때, 상기 유황은 통상의 유황이고, 이러한 유황으로는 천연 유황, 또는 석유나 천연 가스의 탈황에 의해 생성한 유황을 들 수 있고, 유황을 120℃ 이상, 바람직하게는 125 내지 140℃에서 가열 용융한 용융 유황을 사용할 수 있다.
디시클로펜타디엔계 개질제는, 한국 특허공개 제2006-101878호에 개시된 것처럼, 개질 성분으로 디시클로펜타디엔(DCPD)을 포함한다. 이 DCPD는 단독으로　　 사용될 수도 있고, 혹은 상기 DCPD에 시클로펜타디엔(cyclopentadiene; CPD); DCPD 유도체; 및 메틸시클로펜타디엔(MCP) 또는 메틸디시클로펜타디엔(MDCP)와 같은 CPD 유도체 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물이 사용될 수도 있다. 이러한　　 디시클로펜타디엔계 개질제의 예시적인 조성으로서 DCPD 약 65 내지 75 중량%, CPD 약 10 내지 20 중량%, 이들의 유도체(MCP, MDCP 등) 약 10 내지 20 중량%, 그리고 기타 성분 약 0.1 내지 1.5 중량%로 제공될 수 있다. 또한, 상기 디시클로펜타디엔계 개질제는 디펜텐(dipentene), 비닐 톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머(styrene monomer), 디시클로 펜텐(dicyclo pentene) 등의 올레핀(olefin) 화합물과 혼합된 형태로 사용될 수도 있다. 상기 디시클로펜타디엔계 개질제는, 일본 특개 2002-60491호 공보와 한국 특허공개공보 제2005-26021호에 개시된 것처럼, DCPD의 함유량이 약 70 중량% (이를 "순도 70%"라고 한다) 이상인 것이 바람직하며, 소위 디시클로펜타디엔이라고 칭한 시판품의 대부분을 사용할 수 있다.
상기 헤테로 고리 아민류로는 피리딘(pyridine), 피리딘의 동족체, 퀴놀린(quinoline) 및 이소퀴놀린(isoquinoline)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것이다.
한편, 상기 4급 암모늄염은 알킬트리메틸 암모늄 클로라이드(Alkyltrimethyl ammonium chloride), 알킬디메틸벤질 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylbenzyl ammonium chloride), 알킬디메틸메타릴 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylmetharyl ammonium chloride)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것일 수 있다.
이와 같은 고상의 개질 유황 결합재는 100℃ 이하의 온도에서 재용융이 가능한 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 개질 유황 결합재의 융점은 바람직하게는 50℃ 내지 100℃, 예를 들어 80℃ 내지 100℃이다.
한편, 상기 수지, 고무 또는 이들의 조합은 평균 입도가 0.1 내지 5mm의 분말인 것이 바람직하며, 예를 들어 평균 입도가 0.3 내지 3 mm의 분말인 것이다. 보다 바람직하게는 골재의 크기와 유사한 0.1 내지 3mm이며, 예를 들어 0.3 내지 0.5 mm 또는 0.8 내지 1.2 mm의 범위일 수 있다.
이와 같은 분말의 입도 조절 방법은 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 동결 분쇄 후 체거름을 통해 입도의 크기를 선별할 수 있다.
상기 수지, 고무 또는 이들의 조합의 분말 입자가 5 mm를 초과하는 경우에는 이후 콘크리트에 첨가 시 오히려 압축 강도 등을 저하시킬 수 있으며, 0.1 mm 미만인 경우에는 단위면적 당 체적비가 증가함으로써 시멘트와 혼화성이 낮아져 뭉치는 현상이 발생되고, 비중차이에 의해 상분리되는 현상이 발생될 수 있다. 다만, 고무 또는 이들의 조합의 분말 입자가 5 mm를 초과하는 경우에는 콘크리트 조직이 엉성한 고무 포장 블록, 예를 들어 보도 블록용 콘크리트 제작 시 사용이 가능하다. 고무 분말의 입자의 크기는 시멘트 원료에 사용되는 골재의 크기 중 잔골재의 입도를 기준으로 하여 이보다 직경이 작을 경우 '가는 고무분말'이라고 하고, 잔골재의 크기보다 큰 고무분말을 '굵은 고무분말'로 지칭할 수 있다.
본 발명의 조강 시멘트용 첨가제를 이용하는 경우 표면이 개질 유황 결합재로 개질 및/또는 그래프트된 수지, 고무 또는 이들의 조합을 획득할 수 있으며, 본 명세서에 있어서 그 결과 획득되는 이와 같은 개질 유황 결합재로 개질 및/또는 그래프트된 수지, 고무 또는 이들의 조합을 '조강 시멘트용 첨가제'라 지칭할 수 있다.
고무는 소수성 성질을 가지고 있어 특히 콘크리트에 첨가 시 비중 차이 및 친수성과 소수성의 차이에 의한 상분리 현상으로 첨가 시 오히려 콘크리트의 압축강도가 급격히 저하되는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 개질 유황 결합재로 개질 및/또는 그래프트된 수지, 고무 또는 이들의 조합을 이용하여 수지 및 고무의 표면에 개질 유황 결합재 유래의 친수성기와 반응성기를 부여하여 시멘트에 첨가재로 사용 시 고무분말과 시멘트와 혼화성 및 반응점을 형성할 수 있다.
본 발명의 조강 시멘트용 첨가제는 수지 및/또는 고무 표면에 개질 유황이 그래프트 반응한 탄성체가 형성되어 이후 콘크리트와 화학적 반응으로 탄성 및 내구성을 유지하도록 할 수 있다. 이와 같은 표면처리에 의해 콘크리트와의 상분리 현상이 최소화될 수 있다.
즉, 콘크리트에 고무 등의 분말을 단순 혼합하는 경우 상분리 현상에 의해 콘크리트의 물리적 강도가 저하되지만, 본 발명의 조강 시멘트용 첨가제는 개질 유황 결합재의 표면 처리에 의해 콘크리트의 미세한 균열 발생을 억제하여 콘크리트의 수밀성을 증가시켜 콘크리트 구조물의 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 개질 유황 결합재는 수지, 고무 또는 이들의 조합 1 중량부 당 1 내지 10 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 예를 들어 2 내지 4 중량부 또는 약 3 중량부로 포함되는 것이다. 조강 시멘트용 첨가제에 있어서 상기 개질 유황 결합재가 상기 범위 미만인 경우에는 수지, 고무 또는 이들의 조합의 표면 개질이 불충분한 문제가 있고, 이를 초과하는 경우에는 과도한 표면처리에 의한 성능저하 (degradation)가 발생할 우려가 있으며, 고무입자가 뭉치는 현상이 발생하여 오히려 강도를 저하시킬 우려가 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 상기 고무는 특히 제한되지 않으나, EPDM 고무(ethylene propylene diene methylene rubber), SBR(Styrene Butadiene Rubber), NBR(Nitryl Butadiene Rubber), 폐타이어 등을 사용할 수 있고, 상기 폐 타이어는 예를 들어, 고무를 주재료로 하여, 타이어 코드사 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이러한 폐 타이어라면 특별히 한정하지 않는다. 이때, 상기 타이어 코드사의 재질은, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론 등일 수 있다.
한편, 본 발명에 사용될 수 있는 상기 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 불포화 폴리에스테르, 폴리부타디엔 화합물 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 수지는 분말 형태 및/또는 섬유 형태일 수 있으며, 바람직하게는 에톡시화 처리된 것이다. 이때, 에톡시화는 수지를 에톡시 화합물에 담금(dipping)하는 단계를 거쳐 에톡시화 된 것일 수 있다.
상기 수지가 섬유 형태인 경우, 유기계 복합재료로써 탄성력을 유지할 수 있는 보강사 역할을 증진시킬 수 있으나, 상기 섬유의 길이는 약 1 내지 50 mm인 것이 바람직하며, 예를 들어 3 내지 15 mm인 것이 보다 바람직하다. 섬유의 길이가 50mm를 초과하는 경우에는 이후 콘크리트 재료와 혼합 시 섬유의 엉킴 및 뭉침 현상이 발생하고 상 분리 가능성이 있다. 이때, 섬유 직경의 범위는 평균 약 20 내지 35㎛인 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 조강 시멘트용 첨가제는 디시클로펜타디엔(DCPD)이 추가로 포함될 수 있으며 이때 상기 디시클로펜타디엔(DCPD)은 조강 시멘트용 첨가제 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 0.5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. DCPD는 개질 유황 결합재로 개질된 표면의 황과 열적 반응을 하여 그래프트 폴리머(graft polymer) 형태를 유지할 수 있어 추가의 결합력을 부여할 수 있으며, 예를 들어 폐 고무를 사용하는 경우 가교화된 고무분말의 탄성율을 향상시키기 위해서 DCPD를 추가로 첨가하여 폐 고무 분말을 연성화 및 활성화시켜 고무의 탄성을 회복시킬 수 있다. 다만, 디시클로펜타디엔(DCPD)이 과량으로 포함되는 경우에는 고무분말이 반응하지 않은 자유 황, 즉 가교 반응이 이루어지지 않은 황과 고무분말의 가소화로 고무탄성이 저하될 수 있다 .
나아가, 본 발명에 의하면, 조강 시멘트용 첨가제 첨가제의 제조방법이 제공되며, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법은 보다 상세하게는 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말; 및 개질 유황 결합재를 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 혼합하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명의 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법에 있어서 수지, 고무 또는 이들의 조합; 및 개질 유황 결합재를 포함하는 조강 시멘트용 첨가제에 관하여 상술한 바와 같다.
바람직하게, 상기 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법은 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말을 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 가열하는 단계; 및 개질 유황 결합재를 투입하여 혼합하는 단계를 포함한다.
상기 가열하는 단계는 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말을 활성화하는 것으로서, 80℃ 이상 200℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 내지 160℃, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 가열한다. 상기 가열과 함께, 예를 들어 교반 내지 회전에 의해 표면을 마찰시켜 표면을 활성화시키는 것이 바람직하다. 이러한 마찰에 의한 활성화에 의해 표면에 정전기 전하가 형성되어 대전 이온이 발생하게 되고, 이후 개질 유황 결합재와 접촉하는 경우 이온반응이 수행된다. 이때, 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말을 가열하는 단계에서, 상기 교반은 회전에 의해 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 800 내지 1,200 rpm 범위로 수행할 수 있다.
상기 가열하는 단계는 1분 내지 20분 동안 수행될 수 있으며, 예를 들어 3 내지 15분, 바람직하게는 7 내지 10분간 동안 수행될 수 있다.
상기 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말은 시멘트 재료와 상분리되기 때문에 표면을 개질하여 친수성을 부여할 필요가 있으며, 이를 위해 시멘트와 혼화성이 우수한 물질을 첨가 또는 개질 할 수 있다. 본 발명에 의하면 표면이 활성화된 수지 및/또는 고무를 개질 유황 결합재와 혼합하는 단계를 수행하며, 이때 온도는 개질 유황 결합재의 용융점 이상의 온도인 것이 바람직하며, 예를 들어 50℃ 내지 100 ℃, 예를 들어 80℃ 내지 100℃이다. 즉, 이때 혼합되는 개질 유황 결합재는 용융되어 유동상인 것이 바람직하다.
이와 같은 혼합하는 단계는 1 분 내지 10분 동안 수행될 수 있으며, 예를 들어 1분 내지 5분, 바람직하게는 2분 내지 4분 동안 수행될 수 있다.
한편, 상기 혼합하는 단계에서 개질 유황 결합재를 투입하는 방법은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 분사에 의해 용융 개질 유황을 투입할 수 있다.
상기 표면이 활성화된 수지 및/또는 고무를 개질 유황 결합재와 혼합하는 단계의 수행에 의해 개질 유황 결합재가 수지 및/또는 고무 표면에 반응하게 되며, 태킹(tacking) 작용에 의해 조직 밀도가 증가하게 되고, 바인딩(binding) 작용에 의해 시멘트 등과의 결합력이 증가하게 된다.
상기 개질 유황 결합재를 투입하여 혼합하는 단계에 후속적으로 추가로 디시클로펜타디엔을 추가하는 단계를 수행할 수 있다.
나아가, 본 발명의 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법은 상기 혼합하는 단계에 의해 획득된 혼합물을 상온 이하로 냉각시키는 단계; 및 냉각된 조강 시멘트용 첨가제를 절단하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이때 냉각 온도는 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 -20℃ 내지 상온의 온도, 바람직하게는 -20 내지 35℃ 이하, 예를 들어 0 초과 내지 25℃일 수 있다. 이때 상온은 25℃ 내지 35℃의 온도를 의미할 수 있다.
한편, 상기 가열하는 단계 및/또는 혼합하는 단계는 교반이 수반되는 혼합기에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 헨셀믹서(Henschel Mixer)를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상술한 본 발명에 의해 제조된 조강 시멘트용 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물이 제공된다.
본 발명의 조강 시멘트 조성물은 개질 유황 결합재에 의해 표면이 개질된, 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말을 포함하는 것으로, 보다 상세하게 시멘트 및 물을 포함하는 것이다. 본 발명의 조강 시멘트 조성물은 시멘트 100 중량부를 기준으로, 수지, 고무 또는 이들의 조합 0.1 내지 5 중량부; 및 개질 유황 결합재 0.5 내지 20 중량부, 예를 들어 개질 유황 결합재 2 내지 7 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 조강 시멘트 콘크리트 조성물은 개질 유황 결합재에 의해 표면이 개질된, 수지, 고무 또는 이들의 조합으로 이루어진 분말을 포함하는 것으로, 보다 상세하게 시멘트, 잔골재, 굵은 골재 및 물을 포함하는 것이다.
상기 조강 시멘트용 첨가제는 조강 시멘트 조성물 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물에 사용된 시멘트 100 중량부 기준으로 0.1 내지 35 중량부 포함하며, 예를 들어 0.1 내지 20 중량부의 함량으로 포함한다. 상기 조강 시멘트용 첨가제가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우에는 콘크리트의 미세한 균열의 발생 억제로 인한 콘크리트의 수밀성 향상 효과를 얻기가 어려우며, 이로 인해 콘크리트 구조물의 내구성 향상 효과를 확보하기 어렵다. 한편, 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 개질 유황 결합재가 처리된 고무입자의 비중이 낮아 고무입자와 조강 시멘트 콘크리트 조성물간의 상 분리 현상이 발생할 수 있다.
한편, 상기 조강 시멘트용 첨가제를 조강 시멘트 콘크리트 조성물에 첨가하는 경우 이에 상응하는 양만큼 잔골재 및/또는 굵은 골재의 투입량을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 잔골재 및 굵은 골재는 공지의 잔골재 및 굵은 골재를 공지된 함량 범위에서 사용할 수 있으며 예를 들어 상기 잔골재 및 굵은 골재는 모래, 자갈 등일 수 있다.
나아가, 본 발명에 있어서 상기 잔골재의 적어도 일부 혹은 전부는 잔골재로 통용되는 입도와 동일한 범위의 입도(입자 크기)로 형성된 금속 볼로 대체될 수 있으며, 이때 금속 볼의 재질은 금속이라면 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 철 볼을 사용할 수 다. 이와 같이 잔골재로서 금속 볼을 사용하는 경우에는 고주파영역에서 흡수계수를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 고무 및 수지와 개질 유황 결합재의 그래프트 반응에 의해 콘크리트와의 결합력이 현저하게 향상된 조강 시멘트 콘크리트 조성물이 제공되고, 이에 따라 방수성, 전기 절연성, 접착 성 및 화학적 안정성을 더욱 높일 수 있게 되며, 조강 시멘트 콘크리트의 본래의 목적인 조기 강도 발현도 달성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 조강 시멘트 콘크리트 조성물은 초기 수화 현상이 증가되어 작업성이 낮아질 수 있는데, 작업성을 확보하기 위해 필요에 따라 지연제를 투입할 수 있다.
본 발명에 따른 조강 시멘트용 첨가제를 포함하는 조강 시멘트 콘크리트 조성물은 시멘트 콘크리트 조성물이 확보하고자 하는 강도를 발현할 수 있음은 물론, 상기 첨가제의 사용으로 인해 미세 균열의 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다. 따라서 도로 포장의 보수 공사 등에 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 조강 시멘트 콘크리트 조성물을 이용하여 도로 포장의 보수 공사 등을 수행하는 경우 조강 시멘트용 첨가제의 접착력으로 인한 수밀성 증대의 효과를 제공할 수 있다.
실시예
1. 콘크리트의 제조
(1) 개질 유황 결합재의 제조
PID (자동 온도 제어) 방식으로 일정한 온도가 유지되는 항온조(실리콘 오일을 열매로 사용) 내에 500 ml용 3-neck 형식의 유리 반응기를 제작하였다. 이 반응기 내에 공업용 분말 유황 300g을 투입하여 약 130℃에서 유황을 용융 시킨 후 반응기 임펠러를 교반 시키면서 디시클로펜타디엔(순도 85%짜리 공업용 원료) 60을 약 5 내지 10분 내에 서서히 투입하였다. 이때 발열 반응으로 인하여 온도의 급작스런 상승에 유의하면서 반응 온도를 136℃로 유지하면서 교반을 40분간 진행하였다.
반응 생성물의 색상이 오렌지 색깔의 투명 상태에서 색상이 짙어 지는 시점 (즉, 전구체가 생성되기 시작하는 시점)에서 10 내지 20분간 반응을 진행시키면 불투명한 상태에서 암적색으로 변할 때 피리딘 30g을 서서히 투입하여 반응을 계속 진행시킨다. 반응 시간이 진행됨에 따라 색상이 더욱 진해지면서 점도가 생기기 시작하는 시점에서 3-neck 마개 1개를 열고서 피리딘의 기화 작업을 진행시킨다. 피리딘이 점차로 증발되면서 냄새도 거의 없어지고 색상이 암흑색으로 변하는 시점에서 (피리딘 기화 시간이 30분) 최종 반응 온도는 140℃이었고, 이때에 반응을 종료시키고 상온에서 냉각하여 고상의 개질 유황 결합재를 제조하였다. 이와 같이 하여 제조된 고상의 개질 유황 결합재의 재용융 온도는 약 85 ℃이었다.
(2) 조강 시멘트용 첨가제의 제조
조강 시멘트용 첨가제는 고무를 입도 약 1~3 mm 범위로 절단한 고무 분말의 표면을 상기 (1)로부터 획득되는 개질 유황 결합재와 반응시켜 획득된다.
보다 상세하게, 100~150℃로 가온된 헨셀믹서에 고무분말을 투입하여 3분 내지 10분 정도 800~1,200 rpm으로 회전시켜 고무분말끼리의 마찰로 인해 고무표면을 활성화시켜 활성화된 고무 표면에 대전이온을 형성한다. 이에 개질 유황 결합재를 헨셀 믹서에 첨가하여 표면에 형성된 대전이온과 이온 반응하여 조강 시멘트용 첨가제가 시멘트 콘크리트 조성물과 상용성있게 분산하고 시멘트 모르타르와 반응성을 갖도록 할 수 있다. 이후 800 내지 1,200 rpm으로 회전을 유지하면서, 온도를 -20 내지 10 ℃로 낮추어 냉각시킨다.
헨셀믹서에서 수행한 과정은 보다 상세하게는 먼저 입도가 약 1 내지 3 mm인 고무분말을 이축압출기(twin screw extruder) 반죽기(kneader)에서 이축압출기의 각 압출 영역(zone)을 아래 표 1과 같은 온도도 설정하고 고무 분말을 호퍼에 투입하였다. 이때 투입구의 온도는 고무입자의 예열온도로 설정하고 서서히 온도를 상승시켜 영역 4에서 분해 및 미가황된 고무입자가 처리될 수 있도록 하고 영역 4에 측면 투입(side feeding) 장치를 부착하여 상기 (1)에서 획득된 개질 유황을 투입하여 고무입자와 반응하도록 하였다.
이축압출기의 영역 별 온도 조건(℃)
호퍼 영역 1 영역 2 영역 3 영역 4 영역 5 영역 6 다이
90 100 125 150 170 150 140 130
(3) 콘크리트 조성물의 제조 콘크리트 조성물의 배합비는 시멘트의 함량과 잔 골재, 굵은 골재, 물, 감수재(AE) 등을 하기 표 2와 같이 콘크리트 표준 배합표에 의거 원료 별도 개근하고 콘크리트를 배합하여 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프는 KS F 2594에의 슬럼프 값이 6cm가 되도록 하고, 공기량은 KS F 2421에 의거하여 5% 정도 되도록 시험을 실시하였다.
가는 골재의 입도는 평균 3mm, 그리고 굵은 골재는 평균 입도 19mm인 것을 사용하였고, 이때 사용된 시멘트는 조강 시멘트이며, 지연제 및 감수제는 폴리카보네이트계 AE제(AE, air-entraining agent)를 사용하였다.
조강 콘크리트 조성물의 양생 방법은 공기 중에서 10시간 대기양생 후 몰드와 시험공시체를 분리하였으며, 12시간 압축강도 시험공시체를 제외한 시험공시체는 수중양생으로 양생하였고, 수중양생 시 시험 전까지 20±2℃의 온도에서를 유지하여 콘크리트 시험공시체를 양생 하였다.
하기 콘크리트 조성물 A(비교예 1)는 일반 콘크리트 조성물이고, 콘크리트 조성물 B는 콘크리트 조성물 A에 개질 유황 결합재(E6)를 첨가한 콘크리트 조성물(비교예 2)로 그 조성은 각각 하기 표 2와 같다.
비교예 콘크리트 조성물
구분 단위재료량(kg/㎥) 시멘트조성물(kg)
W C S G AE제 THSM TP-C TP-F T.C P(수지) 조강시멘트
비교1 160 410 892 835 4.51 0 0 0 0 0 410
비교2 160 410 892 835 4.51 25 0 0 0 0 385
W: 물, C: 시멘트, S: 잔골재, G: 굵은골재, THSM: 개질유황결합제, TP-C: 굵은고무분말, TP-F: 가는 고무분말, T.C: 타이어 코드사, P: 수지
한편, 본 발명의 조강 시멘트용 첨가제를 이용한 콘크리트 조성물을 하기 표 3과 같은 조성으로 고무 분말의 입도를 달리하여 하기 표 3과 같이 제조하였으며, 이때 고무는 폐타이어 고무의 분말을 사용하였고 가는 고무분말은 입자의 크기가 평균 1mm 이하이고, 굵은 고무 분말은 입자의 크기가 평균 5mm인 것을 사용하였다.
실시예 콘크리트 조성물
구분 단위재료량(kg/㎥) 시멘트조성물(kg)
W C S G AE제 THSM TP-C TP-F T.C P(수지) 조강시멘트
실시예1 160 410 892 835 4.51 22.5 2.5 0 0 0 385
실시예2 160 410 892 835 4.51 22.5 0 2.5 0 0 385
W: 물, C: 시멘트, S: 잔골재, G: 굵은골재, THSM: 개질유황결합제, TP-C: 굵은고무분말, TP-F: 가는 고무분말, T.C: 타이어 코드사, P: 수지
나아가, 타이어타이어 내에 고무의 결합강도를 향상시키기 위해서 삽입된 나일론계 코드사가 미분리된 상태로 사용하여 조강 시멘트용 첨가제를 제조하였다. 이때, 타이어코드사가 포함된 고무분말 입자의 크기는 굵은 고무분말 입자(입자의 크기는 약 3 내지 6mm)로 하였으며, 이를 조강 시멘트 콘크리트 조성물에 조강 시멘트용 첨가제로 첨가하여 하기 표 4와 같이 제조하였다.
한편, TC(Tire Code Yarn:타이어코드사)를 소량 첨가하여 반응 시 장기간 사용 및 햇빛 등 자연환경에서 경화되어 탄성을 잃게 된 고무의 탄성을 회복시킬 수 있다.
실시예 조강 시멘트 콘크리트 조성물 - 코드사가 함유된 고무분말 이용
구분 단위재료량(kg/㎥) 시멘트조성물(kg)
W C S G AE제 THSM TP-C TP-F T.C P(수지) 조강시멘트
실시예3 160 410 892 835 4.51 20.4 2.3 0 2.3 0 385
실시예4 160 410 892 835 4.51 20.4 0 2.3 2.3 0 385
실시예5 160 412.3 892 835 4.51 20.4 0 2.3 4.6 　 385
W: 물, C: 시멘트, S: 잔골재, G: 굵은골재, THSM: 개질유황결합제, TP-C: 굵은고무분말, TP-F: 가는 고무분말, T.C: 타이어 코드사, P: 수지
한편, 고무분말 대신 고분자 섬유인 나이콘소재㈜ 폴리아미드 섬유(친수성 나이콘화이버, 섬유 직경은 15~35mμm)를 약 6 내지 12 mm 길이로 절단하여 80℃로 가열된 헨셀 믹서에 투입하고 2 내지 5 분간 교반하여 섬유 표면이 충분히 가열되도록 한 후 개질 유황 결합재 분말 24kg을 투입하여 일정 시간 반응(15분간) 및 혼합시켜 조강 시멘트용 첨가제를 하기 표 5와 같은 조성으로 제조하였다.
실시예 조강 시멘트 콘크리트 조성물 - 고분자 섬유를 이용하는 경우
구분 단위재료량(kg/㎥) 시멘트조성물(kg)
W C S G AE제 THSM TP-C TP-F T.C P(수지) 조강시멘트
실시예6 160 410 892 835 4.51 24 0 0 0 1.0 385
실시예7 160 411 892 835 4.51 24 0 0 0 2.0 385
실시예8 160 413 892 835 4.51 24 0 0 0 4.0 385
W: 물, C: 시멘트, S: 잔골재, G: 굵은골재, THSM: 개질유황결합제, TP-C: 굵은고무분말, TP-F: 가는 고무분말, T.C: 타이어 코드사, P: 수지
이 경우 용융 개질 유황 결합재가 섬유 표면에 부착되어 섬유와 열 반응하여 섬유 표면이 친수성기가 반응하여 물의 분산효과가 증진되어 조강 시멘트 콘크리트 제조 시 균질한 분산성을 유지할 수 있다. 이때, 시멘트 원료를 투입하여 분산시켜 시멘트 원료 내에 고른 섬유 혼합물을 제조할 수 있다.
2. 조강 시멘트 콘크리트의 물성 확인
(1) 조강 시멘트 콘크리트의 표면 구조 확인
본 발명에 의해 제조된 조강 시멘트 콘크리트의 표면 구조 확인을 위해 표면 사진을 전자현미경(JEOL사, 6700F)을 이용하여 콘크리트의 표면 구조를 확인하였다.
보다 상세하게, 도 1은 비교예 1에서 획득한 조강 시멘트 콘크리트, 그리고 도 1(b)는 비교예 2에서 획득한 조강 시멘트 콘크리트의 표면 사진을 나타낸 것으로, 개질 유황 결합재가 시멘트 수화 반응 시 겔화된 시멘트 원료와 탄산칼슘을 형성하여 칼사이트(Calcite) 구조를 형성하는 것을 확인할 수 있으며, 이와 같은 구조의 형성으로 조강 시멘트 콘크리트의 강도 및 탄성률이 증가하며, 조강 시멘트 콘크리트의 미세한 균열의 발생을 억제하여 수밀성을 증가시켜 콘크리트 구조물의 내수성을 향상시킨다. 실시예 1의 콘크리트 표면은 기공의 크기 및 수가 크게 줄어들었고 고무분말의 입자표면과의 접착성능이 우수한 것을 전자현미경 관찰결과 확인할 수 있다(도 1(c)). 이는 본 발명의 조강 시멘트용 첨가제가 팽윤과 수축을 줄여주는 특성을 발현하기 때문이며, 나아가 탄성력에 의한 공극 발생을 줄여주는 효과도 나타낼 수 있다.
(2) 조강 시멘트 콘크리트의 압축 강도 확인
본 발명에 의해 제조된 조강 시멘트 콘크리트의 압축 강도 확인을 위해 탈형 후 7일, 14일, 28일 경과 후 각각 압축강도 측정을 실시하였으며, 압축강도 측정은 KS F 2403에 의거하여 측정하였다.
이와 같은 시험 결과를 하기 표 7에 정리하였다.
압축강도 (MPa)
12시간 24시간 7일 28일
비교예1 19.39 28.18 29.93 32.45
비교예2 24.56 38.61 39.89 43.41
실시예1 23.82 36.80 37.78 41.05
실시예2 26.55 39.26 41.42 45.66
실시예3 22.38 36.42 36.86 39.02
실시예4 24.23 38.02 39.16 42.40
실시예5 22.35 33.67 34.62 36.63
실시예6 24.38 36.91 38.28 40.63
실시예7 24.22 37.90 39.08 40.81
실시예8 21.84 32.04 33.14 37.15
비교예 1 조강 시멘트 콘크리트의 압축강도와 관련하여 일반 콘크리트의 압축강도는 35 MPa이상이 되어야 하는데, 본 발명의 조강 시멘트용 첨가제를 포함하는 경우에는 28일 압축 강도가 모두 42 MPa 이상임을 확인할 수 있었다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 수지를 에톡시 화합물에 담금(dipping)하는 단계를 거쳐 얻어진 에톡시화된 수지의 분말, 또는 수지를 에톡시 화합물에 담금하는 단계를 거쳐 에톡시화된 수지 및 고무의 분말; 및 개질 유황 결합재를 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 혼합하는 단계를 포함하는, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 분말은 평균 입도가 0.1 내지 5mm의 분말인, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 분말을 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 가열하는 단계; 및
    개질 유황 결합재를 투입하여 혼합하는 단계
    를 포함하는, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가열하는 단계는 상기 분말을 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 마찰시켜 표면을 활성화시키는 단계인, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 혼합하는 단계는 개질 유황 결합재의 용융점 이상의 온도에서 수행되는, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 제9항에 있어서, 상기 혼합하는 단계에 의해 획득된 혼합물을 -20℃ 내지 상온의 온도로 냉각시키는 단계; 및 냉각된 조강 시멘트용 첨가제를 절단하는 단계를 추가로 포함하는, 조강 시멘트용 첨가제의 제조방법.
  16. 삭제
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  20. 삭제
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001122652A (ja) * 1999-09-04 2001-05-08 Basf Ag 再分散性ポリマー粉末を含有するセメント組成物
KR20110065809A (ko) * 2009-12-10 2011-06-16 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재를 이용한 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 그 제조 방법
KR101219010B1 (ko) * 2012-08-29 2013-01-09 김선욱 수성 실리콘 에멀젼 수지 조성물, 수성 실리콘 에멀젼 수지 조성물을 이용한 코팅 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법
KR20130034716A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 한미이엔씨 주식회사 개질유황이 함유된 콘크리트용 자재 혼합방법
KR102059395B1 (ko) * 2013-01-11 2019-12-27 윤민주 개질 유황 결합재 및 이의 제조방법
KR102134403B1 (ko) * 2019-06-28 2020-07-15 (주)삼성 냄새가 저감된 중온형 개질 아스팔트 혼합물 및 이의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001122652A (ja) * 1999-09-04 2001-05-08 Basf Ag 再分散性ポリマー粉末を含有するセメント組成物
KR20110065809A (ko) * 2009-12-10 2011-06-16 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재를 이용한 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 그 제조 방법
KR20130034716A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 한미이엔씨 주식회사 개질유황이 함유된 콘크리트용 자재 혼합방법
KR101219010B1 (ko) * 2012-08-29 2013-01-09 김선욱 수성 실리콘 에멀젼 수지 조성물, 수성 실리콘 에멀젼 수지 조성물을 이용한 코팅 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법
KR102059395B1 (ko) * 2013-01-11 2019-12-27 윤민주 개질 유황 결합재 및 이의 제조방법
KR102134403B1 (ko) * 2019-06-28 2020-07-15 (주)삼성 냄새가 저감된 중온형 개질 아스팔트 혼합물 및 이의 제조방법

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