KR102353418B1 - 자기충전이 가능한 프리캐스트 콘크리트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기충전이 가능한 프리캐스트 콘크리트 조성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 프리캐스트 콘크리트 제작시 반드시 필요하던 진동과 다짐공정을 생략하고도 자기 충전이 이루어질 수 있도록 하여, 프리캐스트 콘크리트 제작의 공정시간을 단축시키고, 작업환경을 개선시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명은 결합재, 굵은골재, 잔골재, 감수제 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 결합재는 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하고, 상기 감수제는 폴리카르본산계 혼화제 및 점성저감제를 포함하며, 상기 점성저감제는 상기 감수제 100 중량% 대비 3.6~5중량% 포함된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공한다.

Description

자기충전이 가능한 프리캐스트 콘크리트 조성물{Self-leveling Precast Concrete Composition}
본 발명은 자기충전이 가능한 프리캐스트 콘크리트 조성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 프리캐스트 콘크리트 제작시 반드시 필요하던 진동과 다짐공정을 생략하고도 자기 충전이 이루어질 수 있도록 하여, 프리캐스트 콘크리트 제작의 공정시간을 단축시키고, 작업환경을 개선시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공한다.
최근, 프리캐스트 콘크리트 제품 분야에서도 내구성, 강도, 경제성에 대한 요구가 강하고, 이러한 요구를 만족시키기 위한 연구개발이 활발하게 움직이고 있다.
상기 프리캐스트 콘크리트 제품에 대한 요구를 만족시키기 위해, 제조면에서는 생산성 향상, 간소화가 요구되어, 이 요구에 합치하도록 작업성이 우수한 강도가 높은 콘크리트가 필요해, AE감수제 등의 콘크리트 혼화제를 첨가하는 방법 등이 시도되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 AE감수제만을 첨가해 PC 제품을 제조하는 경우에는 비교적 경반죽 콘크리트가 되기 때문에 바이브레이터(진동다지기) 등을 사용하여 정밀하게 다진 후에만 원하는 성능의 제품을 얻을 수 있게 되고, 다짐을 하지 않는 경우나 불충분한 경우에는 유동성이 나쁘기 때문에 거푸집의 구석구석까지 충전하지 못하며, 만족이 가는 성능의 제품을 얻을 수 없다고 하는 문제점이 있다.
또한, 미경화 상태에서 바이브레이터를 사용하지 않고도 거푸집 구석 구석까지 스스로 충전될 수 있도록, 점성이 우수한 콘크리트를 얻기 위해서는 사용하는 재료의 선정과 이와 같은 재료를 적절하게 조절하는 배합설계가 뒤따라야 하나, 아직까지는 미흡한 실정이다.
1. 한국 등록특허 제10-1340856호 2. 한국 등록특허 제10-1385722호
전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 종래 프리캐스트 콘크리트 제작시 반드시 필요하던 진동과 다짐공정을 생략할 수 있도록 하여, 프리캐스트 콘크리트 제작의 공정시간을 단축시키고, 작업환경을 개선시킬 수 있는 있을 뿐만 아니라, 압축강도와 표면품질이 우수하게 발현되는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적 달성을 위해, 본 발명은,
결합재, 굵은골재, 잔골재, 감수제 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에 있어서,
상기 결합재는 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하고,
상기 감수제는 폴리카르본산계 혼화제, 점성저감제 및 소포제를 포함하며,
상기 점성저감제는 에스테르(R-COO-R')에 카르복실산(-COOH) 또는 알코올(-OH) 중 어느 하나 이상이 포함된 중합체로서, 상기 감수제 100 중량% 대비 3.6~5 중량% 포함되고,
상기 소포제는 알콜계, 광물계, 폴리에테르계열, 실리콘계 에멀전 계열로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것으로서, 상기 감수제 100 중량% 대비 0.1~0.3 중량% 포함되고,
슬럼프 플로 600±50㎜의 고유동성, T500(채움성 평가) 2∼4초의 자기충전성, 소성점도 35~50Pa.S, 재령 17시간 압축강도 30MPa 이상 및 재령 28일 압축강도 45MPa 이상의 물성이 발현되어,
성형 몰드에 타설 후 진동 다짐 없이 프리캐스트 콘크리트 부재를 제작할 수 있는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 조강형 시멘트는 비표면적이 4,000~5,000㎠/g이고, 총 알칼리량(T.A)이 0.6% 이하이면서, 직경 45㎛ 이하 잔사율 2.0wt% 이하, SO3 함량이 3.0~3.5wt%인 것을 적용할 수 있고, 상기 고로슬래그 미분말은 비표면적이 4,000~6,000㎠/g의 3종 고로슬래그 미분말을 적용할 수 있다.
상기 점성저감제는 높은 비표면적을 가지는 조강형 시멘트로 인하여 점성이 증가된 콘크리트 조성물에 첨가하여 콘크리트의 점성을 저하시키는 재료이다. 상기 점성저감제는 에스테르가 주사슬을 이루고, 카르복실산(-COOH) 또는 알코올(-OH)이 측쇄사슬을 이루는 중합체로서, 상기 중합체의 사슬 길이가 길수록 시멘트 입자 간격을 더 멀리 떨어뜨려 점성이 감소하게 된다. 또한 상기 카르복실산(-COOH) 또는 알코올(-OH)은 콘크리트 조성물 내에서의 혼화성을 향상시킨다.
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본 발명에 따르면 종래 프리캐스트 콘크리트 제작시 반드시 필요하던 진동과 다짐공정을 생략할 수 있도록 하여, 프리캐스트 콘크리트 제작의 공정시간을 단축시키고, 작업환경을 개선시킬 수 있는 있을 뿐만 아니라, 프리캐스트 콘크리트의 압축강도와 표면품질이 우수하게 발현된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법을 간략히 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 프리캐스트 콘크리트 부재의 제조방법을 간략히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 사용한 점성저감제 함량에 따른 Slump flow 성능을 분석한 그래프이다.
도 4는 본 발명에서 사용한 점성저감제 함량에 따른 T500성능을 회귀분석한 그래프이다.
도 5는 본 발명에서 사용한 소포제 함량에따른 표면의 공극을 확인한 사진이며 표면을 확인하기 위해서 400×200×400(mm)의 철재몰드 및 수성박리제를 동등한 조건으로 사용하였다.
이하, 본 기재의 프리캐스트 콘크리트 조성물 및 프리캐스트 콘크리트 부재 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 프리캐스트 콘크리트 제작시, 타설과 다짐을 반복함에 따라 공정시간이 길어지며, 이에 따른 소음 및 진동 발생으로 작업환경이 매우 좋지 않다는 문제를 해결하기 위해 연구를 거듭하여, 자기충전 콘크리트가 갖는 장점을 프리캐스트 콘크리트 조성물에 접목시킬 수 있도록 한 결과, 고로슬래그 미분말의 혼화재료를 적정량 치환하고, 점성저감제의 사용 범위를 정하여 프리캐스트용 콘크리트에 적합한 점성을 확보함으로써, 진동 다짐 공정 없이도 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조할 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 결합재, 굵은골재, 잔골재, 감수제(폴리카르본산계 혼화제, 점성저감제 및 소포제 포함) 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 결합재는 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하고, 상기 점성저감제는 에스테르(R-COO-R')에 카르복실산(-COOH) 또는 알코올(-OH) 중 어느 하나 이상이 포함된 중합체로서, 상기 감수제 100 중량% 대비 3.6~5 중량% 포함된 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 부재 제작을 위한 콘크리트 조성물에 관한 것으로써, 프리캐스트 콘크리트 부재 제작시 다짐공정을 생략할 수 있어 공정시간 단축이 가능하면서도 압축강도 및 표면 품질이 우수한 프리캐스트 콘크리트 조성물을 제공하기 위한 것이다.
이러한 본 발명의 목적을 효과적으로 달성하기 위해서, 본 발명의 프리캐스트 콘크리트는 슬럼프 플로 600±50㎜의 고유동성, T500(채움성 평가) 2∼4초의 자기충전성, 재령 17시간 압축강도 30 MPa이상 및 재령 28일 압축강도 45MPa이상의 물성을 충족하는 것을 목표로 한다.
이때, 상기 결합재는, 결합재 100 중량부 기준 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부가 배합되며, 바람직하게는 조강형시멘트 70~80 중량부 및 고로슬래그 미분말 20~30중량부를 사용하는 것이 낮은 물-시멘트비에서 높은 유동성을 발휘할 수 있다.
여기서, 상기 조강형 시멘트는 조기 강도 발현이 가능하도록 시멘트에 유리 석회 성분을 적게 포함하고 분말도가 보통 시멘트보다 큰 시멘트로, 본 발명이 속한 분야에서 사용되는 조강형 시멘트를 사용할 수 있다.
상기 조강시멘트는 구체적으로 비표면적 4,500~5,500㎠/g, 총 알칼리(T.A) 0.6% 이하, 직경 45㎛ 이하 잔사율 2.0wt% 이하, SO3 함량 3.0~3.3wt%인 조강형 시멘트를 사용할 수 있고, 이 경우 콘크리트의 내구성 및 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 고로슬래그 미분말은 KS F 2563(콘크리트용 고로 슬래그 미분말)에 따라 규격화된 분말도가 4,000~6,000㎠/g일 수 있고, 이 범위 내에서 표면적이 넓어 물과 수화반응이 촉진되고, 이로 인해 응력 및 고강도의 수밀성을 향상시키게 된다. 즉, 분말도가 4,000㎠/g미만일 경우에는 시멘트의 표면적이 작아 수화반응이 떨어지고 이로 인해 응력 및 강도의 한계로 보강효과가 저하될 우려가 있으며, 분말도가 6,000㎠/g를 초과할 경우에는 표면적이 넓어 물과 수화반응이 촉진되어 응력 및 강도는 향상되지만 통기성이 저하되고 경제적 효과가 미약하다.
본 발명의 결합재는 1㎥ 당 400~500kg 배합될 수 있고, 이 범위 내에서 콘크리트의 응력 및 고강도의 수밀성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 프리캐스트 콘크리트 조성물은 굵은골재 및 잔골재가 단위체적(1m3)당 800~900kg, 바람직하게는 800~850kg/m3 포함되는 것이 프리캐스트 콘크리트 부재에 적합한 압축강도 및 유동성 확보가 가능하다.
상기 굵은골재는 결합재 100중량부에 대하여 150~250중량부, 또는 180~220중량부로 콘크리트 조성물 내 포함되는 것이 바람직하고, 상기 잔골재는 결합재 100중량부에 대하여 100~200중량부, 또는 130~160중량부로 포함되는 것이 콘크리트의 우수한 강도발현에 효과가 있다.
또한, 물-결합재비(W/B)는 단위결합재에 대한 물의 양을 표현하고자 사용되는 비율로서, 본 발명의 물-결합재비(W/B)는 30~45%, 바람직하게는 30~43%이고, 이 범위 내에서 프리캐스트 콘크리트 제작에 적합한 슬럼프 플로 및 유동성을 갖을 수 있다.
상기 잔골재는 잔골재율(S/a, vol%)이 50~60vol%, 바람직하게는 51~55vol%로 하는 것이 바람직하다. 상기 잔골재율이 60vol% 이상인 경우에는 콘크리트 압축강도저하가 뚜렷하게 발생하기 때문이다.
본 발명에서 감수제는 폴리카르본산계 혼화제, 점성저감제 및 소포제를 포함하여 조성된다.
상기 폴리카르본산계 혼화제는 콘크리트 혼화제로 상용화된 것으로서 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르계 단량체와 말레인산을 공중합시키는 형태, 아크릴산과 메톡시폴리에칠렌글리콜메타아크릴레이트를 공중합시키는 형태, 아크릴산, 메톡시폴리에칠렌글리콜메타아크릴레이트와 메타알릴설포네이트 형태의 3개의 수용성 비닐단량체를 공중합시킨 형태 또는 말레인산과 무수말레인산을 알킬폴리에칠렌글리콜과 에스테르화시켜 단량체를 제조하고, 이를 아크릴산과 중합하는 형태로 제조할 수 있다.
상기 폴리카르본산계 혼화제는 통상 콘크리트 배합에서 고성능 감수제로 단독 사용되는 것인데, 폴리카르본산계 혼화제 사용으로 인해 콘크리트 조성물 자체에 낮은 점성을 부여하고, 시멘트 분산작용으로 물시멘트비를 대폭적으로 줄이고 유동성을 향상시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명에서는 프리캐스트 콘크리트 부재 제조를 위한 적합한 물성을 갖출 수 있도록 하기 위해 점성저감제를 함께 사용한다.
상기 점성저감제는 에스테르(R-COO-R')에 카르복실산(-COOH) 또는 알코올(-OH) 중 어느 하나 이상이 포함된 중합체를 적용할 수 있다.
상기 점성저감제를 조강형 시멘트와 같이 높은 분말도를 가지는 시멘트에 적용할 경우 시멘트 입자 사이를 효율적으로 멀어지게 하여 점성을 저감시키는 효과를 가질 뿐만 아니라 초기에는 점성을 저감시켜 우수한 작업성이 발현되도록 하지만, 이후에는 에스테르 구조가 주사슬의 중추(Backbone)로 존재하여 콘크리트 내에서 물과 가수분해 반응을 하여 초기강도 발현에 우수한 구조를 가지도록 설계되었다. 또한 점성저감제의 분자량이 높아질 경우 콘크리트 내부에서 더 우수한 성능을 가지는 것을 확인하였다.
구체적으로, 상기 점성저감제로는, 소듐글루코네이트(Sodium Gluconate), 네오펜틸글리콜(Neopentanediol), 폴리옥시에틸렌-폴리카르복실레이트중합체(Polyoxyethylene-co-polycarboxylate), 지방산(fatty acid), 폴리옥시알킬렌글리콜(polyoxyalkyleneglycol), 지방산-폴리옥실알킬렌글리콜 공중합체(fatty acid-co-polyoxyalkyleneglycol), 폴리옥실알킬렌글리콜의 지방산 에스테르(fatty acid ester of polyoxyalkyleneglycol) 및 폴리카르복실레이트-아크릴-폴리카르복실레이트 공중합체(Polycarboxylate-co-acrylic-co-polycarboxylate) 중 어느 하나 이상이 포함된 것을 적용할 수 있다.
본 발명의 점성저감제는 상기 감수제 100 중량% 대비 3.6~5 중량% 포함되고, 이에 따라 프리캐스트 콘크리트에 적합한 점성을 갖는 콘크리트 조성물을 얻을 수 있고, 궁극적으로 압축강도가 우수하면서도 프리캐스트 콘크리트 제작 시 진동 다짐 공정을 생략할 수 있게 되어, 공정시간 단축 및 작업환경 개선의 효과가 있다.
또한, 상기 감수제는 상기 폴리카르본산계 혼화제로 인해 발생하는 기포 형성을 억제하기 위한 소포제가 포함되어 조성된다.
상기 소포제는 일례로, 알콜계, 광물계, Poly-ether계열, 실리콘계 에멀전 계열로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 이 경우 콘크리트 조성물 내 발생되는 기포 형성을 효과적으로 억제할 수 있어 궁극적으로는 프리캐스트 콘크리트 부재의 표면 품질을 향상시키는 효과가 있다.
상기 소포제는 상기 감수제 100 중량% 대비 0.1 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.3 중량%가 포함될 수 있고, 이 경우 콘크리트 표면 품질 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 프리캐스트 콘크리트 제조방법은 (a) 결합재, 굵은골재, 잔골재, 감수제 및 물을 혼합하여 프리캐스트 콘크리트 조성물을 형성하는 단계; (b) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물을 성형 몰드에 타설하는 단계; 및 (c) 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물이 성형 몰드에 타설된 상태 그대로 마감 및 미장하는 단계; 를 포함하되, 상기 결합재는 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하고, 상기 점성저감제는 상기 감수제 100 중량%를 기준으로 3.6~5 중량% 포함하는 것으로, 상기 프리캐스트 콘크리트 조성물에 대한 진동 다짐을 실시하는 단계가 생략된 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계는 프리캐스트 콘크리트 조성물을 형성하는 단계로서, 상기 결합재는 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하고, 상기 감수제는 폴리카르본산계 혼화제, 점성 저감제 및 소포제를 포함하며, 점성저감제는 상기 감수제 100 중량%를 기준으로 3.6~5 중량% 포함되고, 상기 소포제는 상기 감수제 100 중량%를 기준으로 0.1~0.3중량% 포함되도록 조성한다.
상기 (b)단계는 상기 (a)단계를 통해 마련된 프리캐스트 콘크리트 조성물을 성형 몰드에 타설하는 단계로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 실시할 수 있다.
상기 (b)단계 실시 전에는 상기 성형 몰드에 수성 박리제를 도포할 수 있다.
상기 성형 몰드 전체 표면에 수성 박리제를 도포하여, 성형 몰드 탈형 시 표면 상처를 방지할 수 있다.
상기 수성 박리제는 광물계 오일, 계면활성제, 물로 이루어진 재료이며 각 재료의 함량 별로 제조할 경우 밀도가 달라지며 적절한 밀도는 0.85 ~ 095g/cm3 수준이며 이 범위에 있는 수성박리제에서 선택된 1 종이상을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 수성 박리제는 밀도가 0.90~095 g/cm3 수준이며 1:2 수준까지 물로 희석하여 사용할 수 있다. 이 경우 성형 몰드 탈형 시 표면 상처를 방지하여 표면 품질이 향상된다. 또한, 수성박리제는 진동 및 다짐 공정을 생략하는 공정에 적용하는 경우, 일반적으로 사용하는 유성박리제보다 표면품질을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 (c)단계 이후, 콘크리트 조성물에 대해 (d) 상압증기양생을 실시하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 증기양생이란 성형몰드를 빨리 제거하고 단시일 내에 소요의 콘크리트 압축강도를 발현하기 위해 고온의 증기로 양생하는 방법이다. 상압증기양생은 콘크리트의 초기강도를 빠르게 발현시키기 위한 방법으로서 프리캐스트 콘크리트 조성물을 몰드에 타설한 채 그대로 증기양생실에 넣어 2~3시간 지난 후 온도를 일정하게 상승시킨 후 증기양생실의 온도가 최고온도에 도달한 상태에서 증기양생을 실시하는 방법이다.
상기 (d)단계의 상압 증기양생은 상온에서의 전치공정 2시간, 상기 증기양생실의 온도가 50~60℃에 이르기까지 일정하게 온도를 상승시키는 승온공정 2~3시간, 상기 증기양생실의 온도를 최고온도에 도달한 상태로 유지시키는 정온공정 4~6시간, 상기 증기양생실의 온도가 상온에 이르기까지 일정하게 온도를 하강시키는 냉각공정 5~6 시간을 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 제조방법은 진동 다짐 공정 실시를 생략할 수 있는 것을 특징으로 한다. 진동 다짐은 보통 진동테이블 또는 바이브레이터를 이용하여 콘크리트를 치밀하고 내구성을 향상시키기 위한 것이나, 본 발명에서는 별도의 진동 다짐 공정없이도, 프리캐스트 콘크리트 부재에 적합한 치밀성 및 내구성을 갖출 수 있도록 하였다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
본 발명의 보통강도용 자기 충전 콘크리트는 하기 [표 1]에 기재된 목표성능을 달성하고자 표 2∼7에 제시된 바와 같이 배합 설계하고, 제작된 콘크리트의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하였다.
- 슬럼프 플로(Slump Flow) 및 T500: 유동성 평가
슬럼프 플로(slump flow, 단위: mm) 및 슬럼프 플로 500mm 도달시간(T500, sec)는 KS F 2594 '콘크리트의 플로우시험방법'에 의해 슬럼프 플로를 측정하고, 콘크리트가 중심으로부터 500mm까지 도달하는 시간을 측정하였다.
이때, 슬럼프 플로(Slump Flow)는 유동성 평가방법이고, T500은 채움속도 및 성능 평가방법이다.
- 압축강도(MPa) 평가
압축강도는 KS F 2405에 준하여, Φ100mm x 200mm의 원기둥 형태의 공시체를 제작한 후, KS F 2405에 준하여 압축 응력도의 증가율이 매초 0.6±0.4 MPa가 되도록 하중을 가하여, 하기 식 1에 의해 3회 산출한 값의 평균으로 나타내었다.
[식 1]
Fc(MPa) = P / A
(상기 식 2에서, Fc는 압축강도(MPa)이고, P는 가해지는 최대 하중(N)이고, A는 가압판이 접촉하는 공시체의 단면적(mm2)임.)
- 소성점도(plastic viscosity, Pa.s) 측정방법
소성점도는 소성물질이 유동할 때 유동성을 나타내는 척도로써 콘크리트를 혼합한 뒤, Rheometer 측정기를 통하여 측정하였다. Rheometer는 콘크리트의 레올로지 특성을 파악하는 장비로써 소성점도, 전단응력을 확인할 수 있으며, 본 발명에서는 유동성능을 자세히 파악하기 위해 소성점도를 측정하므로써 점성을 수치화 하였다.
- 목표성능
본 발명에서는 프리캐스트 콘크리트 조성물의 목표 성능을 아래 [표 1]과 같이 설정하였다.
구분 Slump Flow
(mm)		 T500
(sec)		 Air
(%)		 소성점도
(Pa.s)		 압축강도(MPa)
17시간 28일
목표물성
(20-45-650)		 650±50 2.0~5.0 2.5±1.5 35 ~ 50 30.0 45.0
- 실시예 별 물성 시험결과
아래 [표 2]는 본 발명 각 성분의 배합 비율을 달리하여 설정한 실시예 리스트를 정리한 것이다.
Figure 112020079835288-pat00001
W/B : 물-결합재비
S/a : 잔골재율
W : 단위수량
Binder : 결합재의 총량(시멘트 + 고로슬래그 미분말)
C : 시멘트(KS L 5201(포틀랜트 시멘트)에 따른 3종(조강) 시멘트를 사용하였다.)
S/P : 고로슬래그 미분말 파우더
S: 잔골재(잔골재는 KS F 2526(콘크리트용 골재)에 따른 사용 모래의 품질특성을 만족하는 것을 사용하였다.)
G: 굵은골재(굵은 골재는 KS F 2526(콘크리트용 골재)에 따른 규정을 만족하는 것을 사용하였다.)
AD: 감수제, 결합재 총량 *%
점성저감제, AD*%
소포제, AD*%
실시예 1 내지 실시예 3은 결합재 총량 중 S/P의 함량을 30wt%로 고정하되, 결합재량을 달리한 것이다. 이들 실시예의 물성 시험결과는 하기 [표 3]과 같다.
Figure 112020079835288-pat00002
결합재량이 제시된 범위 내에서 증가하면서 재령별 압축강도가 및 소성점도가 증가하나, 슬럼프 플로우 및 채움속도(T500)에는 는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 실시예 1 내지 실시예 3 모두 모든 목표 성능이 충족된다.
실시예 4 및 실시예 5는 결합재량을 450kg/m3 으로 고정하되 골재량을 달리한 것이다. 이들 실시예의 물성 시험결과는 하기 [표 4]와 같다.
Figure 112020079835288-pat00003
골재량이 제시된 범위 내에서 많아지면서 재령별 압축강도가 증가하나, 레올로지 특성은 전반적으로 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 실시예 4 및 실시예 5 모두 모든 목표 성능이 충족된다.
실시예 6 내지 실시예 8은 결합재량을 460kg/m3으로 고정하되 결합재 총량 중 S/P의 함량을 달리한 것이다. 이들 실시예의 물성 시험결과는 하기 [표 5]와 같다.
Figure 112020079835288-pat00004
S/P 함량이 제시된 범위 내에서 많아질수록 초기강도(재령 17시간)는 다소 저하되나 장기강도(재령 28시간)는 다소 증가하였으며, 레올로지 특성에는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 실시예 6 내지 실시예 8 모두 모든 목표 성능이 충족된다.
실시예 9 내지 실시예 14는 결합재량을 450kg/m3으로 고정하고 잔골재량과 굵은골재량을 동일하게 고정하면서 점성저감제 함량만을 달리한 것이다 이들 실시예의 물성 시험결과는 하기 [표 6]과 같다.
Figure 112020079835288-pat00005
점성저감제를 사용하지 않은 실시예 9는 소성점도 및 채움속도(T500)면에서 목표성능이 발현되지 않았다. 한편, 점성저감제를 감수제의 2wt% 적용한 실시예 10은 모든 목표 성능이 충족되기는 하나, 소성점도 및 채움속도(T500)가 타 실시예에 비해 부족한 것으로 나타났다. 또한, 점성저감제를 감수제의 10wt% 적용한 실시예 14 역시 모든 목표 성능이 충족되기는 하나, 소성점도가 목표 기준의 하한에 가깝고 채움속도(T500)가 타 실시예에 비해 늦게 발현된다. 실시예 11 내지 실시예 13은 모두 모든 목표 성능 발현에 큰 문제가 없다.
실시예 15 및 실시예 16은 결합재량을 450kg/m3으로 고정하고 잔골재량, 굵은골재량 및 점성저감제 함량을 동일하게 고정하면서 소포제 첨가 여부만을 달리한 것이다 이들 실시예의 물성 시험결과는 하기 [표 7]과 같다.
Figure 112020079835288-pat00006
상기 [표 7]에서 소포제를 사용하지 않은 실시예 15는 공기량이 목표 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 실시예 15가 콘크리트의 레올로지 특성 및 재령별 압축강도는 목표 기준에 부합하나 [도 5]에 타나난 바와 같이 소포제 미사용에 따라 표면 공극이 증가하는 것으로 확인되었다.
해당없음

Claims (5)

  1. 결합재, 굵은골재, 잔골재, 감수제 및 물이 배합된 프리캐스트 콘크리트 조성물에 있어서,
    상기 결합재는 조강형 시멘트 50~95중량부 및 고로슬래그 미분말 5~50중량부를 포함하고,
    상기 감수제는 폴리카르본산계 혼화제, 점성저감제 및 소포제를 포함하며,
    상기 점성저감제는 에스테르(R-COO-R')에 카르복실산(-COOH) 또는 알코올(-OH) 중 어느 하나 이상이 포함된 중합체로서, 상기 감수제 100 중량% 대비 3.6~5 중량% 포함되고,
    상기 소포제는 알콜계, 광물계, 폴리에테르계열, 실리콘계 에멀전 계열로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것으로서, 상기 감수제 100 중량% 대비 0.1~0.3 중량% 포함되고,
    슬럼프 플로 600±50㎜의 고유동성, T500(채움성 평가) 2∼4초의 자기충전성, 소성점도 35~50Pa.S, 재령 17시간 압축강도 30MPa 이상 및 재령 28일 압축강도 45MPa 이상의 물성이 발현되어,
    성형 몰드에 타설 후 진동 다짐 없이 프리캐스트 콘크리트 부재를 제작할 수 있는 프리캐스트 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조강형 시멘트는 비표면적 4,000~5,000㎠/g, 총 알칼리량(T.A)이 0.6% 이하, 직경 45㎛ 이하 잔사율 2.0wt% 이하 및 SO3 함량 3.0~3.5wt%이고,
    상기 고로슬래그 미분말은 비표면적이 4,000~6,000㎠/g인 3종 고로슬래그 미분말인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 조성물.
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