KR102353567B1 - Quick-hardening cement concrete composition having ultra high performance and repairing method for road and bridge concrete structure using the same - Google Patents

Quick-hardening cement concrete composition having ultra high performance and repairing method for road and bridge concrete structure using the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an ultra-high performance and ultra-rapid hardening cement concrete composition and a method for repairing a road and bridge concrete structure using the same. The composition comprises: 20-50 wt% of fine aggregate; 10-40 wt% of coarse aggregate; 10-40 wt% of an ultra-high performance binder; 0.5-20 wt% of an ultra-high performance modifier; and 0.1-5 wt% of water. The ultra-high performance binder comprises: 100 parts by weight of crude Portland cement; 20-40 parts by weight of calcium sulfoaluminate; 1-20 parts by weight of barium fluoride; 1-20 parts by weight of blast furnace slag fine powder; 1-20 parts by weight of ferronickel slag; 0.1-10 parts by weight of hollow activated carbon nanopowder; 0.1-10 parts by weight of spicule; and 0.1-10 parts by weight of lepidochrosite. The ultra-high performance modifier comprises: 100 parts by weight of acrylic latex; 20-50 parts by weight of an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer; 20-50 parts by weight of a polyvinyl acetate resin; 10-30 parts by weight of an aminomethyl polystyrene resin; 10-30 parts by weight of silk fibroin fiber; 0.1-10 parts by weight of epigallocatechin gallate; and 0.1-10 parts by weight of oryzanol. Accordingly, occurrence of cracks is inhibited by improving the structure and pore structure of a hardened product, water tightness and expression strength are enhanced, a traffic control time can be minimized by significantly increasing the curing speed of concrete, neutralization and corrosion of concrete caused by chloride are inhibited, and freeze-thaw resistance in response to a temperature change is improved such that the overall durability and life cycle of concrete can be extended.

Description

초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법{Quick-hardening cement concrete composition having ultra high performance and repairing method for road and bridge concrete structure using the same}TECHNICAL FIELD [0002] Quick-hardening cement concrete composition having ultra high performance and repairing method for road and bridge concrete structure using the same}

본 발명은 경화체의 조직 및 공극 구조를 개선하여 균열을 억제하고, 수밀성 및 발현강도를 증진시키고, 콘크리트의 양생속도를 대폭 향상시켜 교통 통제시간을 최소화할 수 있으며, 염화물에 의한 콘크리트의 중성화 및 부식을 억제시키며, 기온변화에 따른 동결융해저항성을 개선함으로써, 콘크리트의 전반적인 내구성 및 생애주기를 연장할 수 있는 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것이다.The present invention suppresses cracking by improving the structure and pore structure of the hardening body, improves watertightness and expression strength, and greatly improves the curing speed of concrete to minimize traffic control time, and neutralization and corrosion of concrete by chloride The present invention relates to an ultra-high-performance super-fast-hardening cement concrete composition capable of extending the overall durability and life cycle of concrete by inhibiting and improving freeze-thaw resistance according to temperature changes, and a method for repairing concrete structures for roads and bridges using the same.

도로 및 교량의 콘크리트 구조물은 과적하중, 염화물 침투, 동결융해 등의 여러 요인으로 변형, 균열, 탈락 등의 파손의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 우리사회의 현대화·산업화가 급속도로 진행되어감에 따른 환경오염은 점차 심각해지고 있어, 콘크리트를 부식시키는 유해물질인 이산화탄소 및 아황산가스의 증가로 인하여 대기의 산성화와 산성비가 콘크리트의 노후화를 가속화시키고, 이는 상기한 문제를 더욱 악화시키고 있다. Concrete structures of roads and bridges may be damaged by deformation, cracking, and drop-off due to various factors such as overload, chloride penetration, and freeze-thaw. In addition, as the modernization and industrialization of our society is rapidly progressing, environmental pollution is becoming increasingly serious. Due to the increase in carbon dioxide and sulfur dioxide, which are harmful substances that corrode concrete, acidification of the atmosphere and acid rain accelerate the deterioration of concrete. , which exacerbates the above problem.

특히, 교량의 경우에는 중차량 통행에 따른 소성변형과 충격에 따른 파손, 지역적 특성에 따른 기후 변화, 동결융해에 대한 영향, 장대 교량의 경우, 처짐 진동에 따른 영향, 우수 및 염소이온 등의 침투로 인한 철근의 부식 및 이에 따른 교량 상판 콘크리트의 손상촉진 등의 원인에 의해 손상이 일어나기 쉽다. 또한, 철근 콘크리트의 경우 중성화가 진행되면서 철근의 부식을 초래함으로써 심한 경우에는 콘크리트 구조물의 구조적인 문제까지도 발생하게 된다.In particular, in the case of bridges, plastic deformation and damage due to impact caused by heavy vehicle traffic, climate change according to regional characteristics, effects on freeze and thaw, in the case of long bridges, effects due to deflection vibration, penetration of rainwater and chloride ions, etc. Damage is likely to occur due to the corrosion of the reinforcing bars and the promotion of damage to the concrete of the bridge deck. In addition, in the case of reinforced concrete, as the neutralization progresses, corrosion of the reinforcement is caused, and in severe cases, structural problems of the concrete structure also occur.

따라서 도로 및 교량 등 콘크리트 구조물의 파손은 운전 중 사고로 이어질 수 있기 때문에 긴급한 보수가 이루어져야 한다. 이와같이 도로포장에 손상이 발생하는 경우, 파손된 부분을 제거하고 그 부분을 보수해야 하는데, 특히 교량의 보수에 있어서는 장기간 교량 폐쇄시 교통 체증이 발생하게 되므로 도로포장의 보수공사는 빠른 시간에 신속하게 이루어질 필요가 있다. 또한, 기존 포장과의 접합이 우수해야 하고, 장기 강도 및 내구성이 우수하여 보수효과가 장기간 유지되어야 한다.Therefore, since damage to concrete structures such as roads and bridges can lead to accidents while driving, urgent repair is required. In this way, when the road pavement is damaged, the damaged part must be removed and repaired. In particular, in the case of bridge repair, when the bridge is closed for a long period of time, traffic jams occur. needs to be done In addition, the bonding with the existing pavement should be excellent, and long-term strength and durability should be excellent, so that the maintenance effect should be maintained for a long time.

상기의 문제점을 개선하기 위한 재료로 빠른 구조적 강도를 발현하기 위하여 속경성 재료가 사용되며, 시멘트는 주로 초속경 시멘트를 사용하며, 상기의 특성을 강화한 도로공사 규정을 만족시키기 위하여 액상 라텍스를 초속경 시멘트와 같이 사용하여 도로 및 교량보수를 실시하고 있다.As a material for improving the above problems, a fast-hardening material is used to express fast structural strength, and the cement is mainly used for the initial-speed cement. It is used together with cement to repair roads and bridges.

그러나 이러한 라텍스를 함유하는 초속경 시멘트 콘크리트 조성물은 계절에 따른 온도의 영향을 크게 받고 이러한 온도차에 따라 콘크리트의 성능이 크게 저하될 수 있는 문제점이 있었다. 특히, 동절기 염화물침투저항력, 동결융해안정성 및 스케일링저항성이 크게 저하되어, 동절기 이후, 라텍스 개질 속경성 시멘트 콘크리트의 표면박리, 부분손상과 탈락, 포트홀 발생 및 건조수축과 이완응력에 의한 균열이 발생하는 등의 문제점이 여전히 남아 있는 실정이다.However, there is a problem that the cement concrete composition containing such latex is greatly affected by the temperature according to the season, and the performance of the concrete may be greatly reduced according to the temperature difference. In particular, chloride penetration resistance, freeze-thaw stability, and scaling resistance are greatly reduced in winter, and after winter, surface peeling of latex-modified fast-hardening cement concrete, partial damage and dropping, portholes, and cracks due to drying shrinkage and relaxation stress occur. There are still problems such as

대한민국 등록특허 제10-0943312호Republic of Korea Patent Registration No. 10-0943312 대한민국 등록특허 제10-1710300호Republic of Korea Patent No. 10-1710300 대한민국 등록특허 제10-1831632호Republic of Korea Patent No. 10-1831632

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 콘크리트의 양생속도를 향상시키면서, 균열을 억제하고, 수밀성 및 발현강도를 증진시키고, 염화물에 의한 콘크리트의 중성화 및 부식을 억제시키며, 기온변화에 따른 동결융해저항성을 개선할 수 있는 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and one embodiment of the present invention improves the curing rate of concrete, suppresses cracks, improves watertightness and expression strength, and neutralizes and corrodes concrete by chloride It is an object of the present invention to provide an ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition capable of suppressing and improving freeze-thaw resistance according to temperature changes, and a method of repairing concrete structures for roads and bridges using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Various problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 구현예는 잔골재 20 내지 50 중량%, 굵은 골재 10 내지 40 중량%, 초고성능 결합재 10 내지 40 중량%, 초고성능 개질제 0.5 내지 20 중량% 및 물 0.1 내지 5 중량%를 포함하고; An embodiment of the present invention comprises 20 to 50% by weight of fine aggregate, 10 to 40% by weight of coarse aggregate, 10 to 40% by weight of ultra-high performance binder, 0.5 to 20% by weight of ultra-high performance modifier and 0.1 to 5% by weight of water;

상기 초고성능 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부, 칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부, 불화바륨 1 내지 20 중량부, 고로슬래그 미분말 1 내지 20 중량부, 페로니켈 슬래그 1 내지 20 중량부, 중공 활성탄소 나노분말 0.1 내지 10 중량부, 스피큘 0.1 내지 10 중량부 및 레피도크로사이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;The ultra-high performance binder includes 100 parts by weight of crude steel portland cement, 20 to 40 parts by weight of calcium sulfoaluminate, 1 to 20 parts by weight of barium fluoride, 1 to 20 parts by weight of fine blast furnace slag powder, 1 to 20 parts by weight of ferronickel slag, hollow active 0.1 to 10 parts by weight of carbon nanopowder, 0.1 to 10 parts by weight of spicule, and 0.1 to 10 parts by weight of lepidocrosite;

상기 초고성능 개질제는 아크릴 라텍스 100 중량부, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 20 내지 50 중량부, 폴리 비닐아세테이트 수지 20 내지 50 중량부, 아미노메틸폴리스티렌 수지 10 내지 30 중량부, 견 피브로인 10 내지 30 중량부, 에피갈로카테킨갈레이트 0.1 내지 10 중량부 및 오리자놀 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.The ultra-high performance modifier is 100 parts by weight of acrylic latex, 20 to 50 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, 20 to 50 parts by weight of polyvinyl acetate resin, 10 to 30 parts by weight of aminomethyl polystyrene resin, 10 to 10 parts by weight of silk fibroin It provides an ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition comprising 30 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of epigallocatechin gallate, and 0.1 to 10 parts by weight of oryzanol.

상기 중공 활성탄소 나노분말은 표면에 금속 황화물의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말인 것이고;The hollow activated carbon nanopowder is a hollow activated carbon nanopowder having crystals of metal sulfide on the surface;

상기 표면에 금속 황화물의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말은 금속 전구체, 황염, 폴리카보네이트(PC) 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN)를 제1 용매에 용해시켜 제1 전기방사 용액을 준비하는 단계; 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate)를 제2 용매에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비하는 단계; 외부노즐과 내부노즐이 동일한 축을 가지는 듀얼노즐을 준비하여, 상기 제1 전기방사 용액을 외부노즐에 연결하고, 상기 제 2 전기방사 용액을 내부노즐에 연결하여 전기방사하는 단계; 상기 외부노즐을 통해 전기방사되어 형성되는 쉘(shell)부에 금속 전구체, 황염 및 제1 고분자가 존재하고, 상기 내부노즐을 통해 전기방사되어 형성된 코어(core)부에 제2 고분자가 존재하는 코어-쉘 형상의 복합체를 형성하는 단계; 상기 코어-쉘 형상의 복합체를 분쇄하여 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하는 단계; 및 상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말에서 제2 고분자가 구성하는 코어부의 열분해, 및 쉘부의 고분자의 탄화 및 금속 황화물의 결정화를 위해 환원성 또는 비활성 분위기에서 상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 열처리하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.The hollow activated carbon nanopowder having crystals of metal sulfide on the surface is a first electrospinning solution by dissolving a metal precursor, sulfur salt, polycarbonate (PC) and peroxyacetyl nitrate (PAN) in a first solvent. preparing; preparing a second electrospinning solution by dissolving polymethyl methacrylate (PMMA, Polymethyl methacrylate) in a second solvent; preparing a dual nozzle having the same axis as the outer nozzle and the inner nozzle, connecting the first electrospinning solution to the outer nozzle, and connecting the second electrospinning solution to the inner nozzle for electrospinning; A core in which a metal precursor, sulfur salt, and a first polymer are present in a shell portion formed by electrospinning through the outer nozzle, and a second polymer is present in a core portion formed by electrospinning through the inner nozzle - Forming a shell-shaped composite; pulverizing the core-shell-shaped composite to form a core-shell-shaped composite nanopowder; and heat treatment of the core-shell composite nanopowder in a reducing or inert atmosphere for thermal decomposition of the core part composed of the second polymer in the core-shell composite nanopowder, carbonization of the polymer of the shell part, and crystallization of metal sulfide It may be manufactured by a manufacturing method comprising the step of:

상기 금속 전구체는 아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트(Fe(acac)2), 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트(Fe(acetylacetonate)3), 아이언(Ⅱ) 아세테이트(Fe(ac)2), 아이언(Ⅲ) 아세테이트(Fe(ac)3), 아이언 설파메이트(Fe(NH2SO3)2), 스테아르산철(Ⅱ), 스테아르산철(Ⅲ), 라우르산철(Ⅱ), 라우르산철(Ⅲ), 올레산철(Ⅱ), 올레산철(Ⅲ) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 철 전구체와; 아세트산구리(Copper acetate), 구리아세틸아세토네이트(Copper acetylacetonate), 구리아이소부티레이트(Copper i-butyrate), 구리에틸아세토아세테이트(Copper ethylacetoacetate), 구리2-에틸헥사노에이트(Copper 2-ethylhexanoate), 구리글루코네이트(Copper gluconate), 구리메톡사이드(Copper methoxide), 구리네오데카노에이트(Copper neodecanoate), 테트라아민구리황산염수화물(Tetraamminecopper sulfate hydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 구리 전구체를 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 것을 사용한 것이고;The metal precursor is iron (II) acetylacetonate (Fe(acac) 2 ), iron (III) acetylacetonate (Fe (acetylacetonate) 3 ), iron (II) acetate (Fe(ac) 2 ), iron (III) ) acetate (Fe(ac) 3 ), iron sulfamate (Fe(NH 2 SO 3 ) 2 ), iron(II) stearate, iron(III) stearate, iron(II) laurate, iron(III) laurate, at least one iron precursor selected from the group consisting of iron (II) oleate, iron (III) oleate, and mixtures thereof; Copper acetate, copper acetylacetonate, copper i-butyrate, copper ethylacetoacetate, copper 2-ethylhexanoate, copper At least one copper precursor selected from the group consisting of gluconate, copper methoxide, copper neodecanoate, tetraaminecopper sulfate hydrate, and mixtures thereof A mixture of 1: 0.5 to 1 by weight was used;

상기 금속 황화물은 황화철 및 황화구리를 포함하는 것일 수 있다.The metal sulfide may include iron sulfide and copper sulfide.

상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것이고;The spicule is a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface is modified to be hydrophilic;

상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 및 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.For the needle-shaped Spongilla lacustris spicules whose surface was modified to be hydrophilic, the crushed Spongilla lacustris spicules were loaded with hydrochloric acid solution, and then heated and sonicated by adding hydrogen peroxide to extract Spongilla lacustris spicules. to do; After supporting the extracted Spongilla lacustris spicules in hydrochloric acid solution, washing with phosphate buffered saline to neutralize the acidity and drying to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicule and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicule; and reacting a needle-shaped Spongilla lacustris spicule having pores on the surface with a basic compound to modify the surface to be hydrophilic.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법으로서,Another embodiment of the present invention is a method of repairing concrete structures for roads and bridges using the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition,

도로 및 교량 콘크리트 구조물의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 단계; 제거된 부위를 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 프라이머 또는 블루밍 처리된 상부에 상기 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설 후, 균열 유발 및 미끄럼 저항치를 높이기 위하여 타이닝하는 단계; 타이닝 단계 후 상부의 수분증발을 방지하여 초기 소성균열을 억제하기 위하여 양생제를 살포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.removing the deteriorated, damaged or contaminated parts of road and bridge concrete structures; cleaning the removed area; Primer or blooming treatment on the cleaned area; pouring the ultra-high-performance super-fast hardening cement concrete composition on the primer or blooming-treated top; After pouring, the step of tinting to increase the crack induction and slip resistance; Spraying a curing agent to prevent initial plastic cracking by preventing evaporation of moisture in the upper part after the tinting step; And it provides a method for repairing concrete structures of roads and bridges comprising the step of curing.

본 발명의 일 구현예에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법에 의하면, 경화체의 조직 및 공극 구조를 개선하여 균열을 억제하고, 수밀성 및 발현강도를 증진시킴으로써, 콘크리트 구조물의 역학적 성질을 개선할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 콘크리트의 양생속도를 대폭 향상시켜 교통 통제시간을 최소화할 수 있고, 염화물에 의한 콘크리트의 중성화 및 부식을 억제시키며, 기온변화에 따른 동결융해저항성을 개선함으로써, 콘크리트의 전반적인 내구성 및 생애주기를 연장할 수 있는 효과가 있다. According to the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to an embodiment of the present invention and the repair method for road and bridge concrete structures using the same, by improving the structure and pore structure of the hardened body and suppressing cracks, and enhancing watertightness and expression strength , has the effect of improving the mechanical properties of concrete structures. In addition, the overall durability and life cycle of concrete can be minimized by significantly improving the curing speed of concrete, suppressing neutralization and corrosion of concrete by chloride, and improving freeze-thaw resistance according to temperature changes. has the effect of prolonging

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is provided as an example, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예는 잔골재 20 내지 50 중량%, 굵은 골재 10 내지 40 중량%, 초고성능 결합재 10 내지 40 중량%, 초고성능 개질제 0.5 내지 20 중량% 및 물 0.1 내지 5 중량%를 포함하고; An embodiment of the present invention comprises 20 to 50% by weight of fine aggregate, 10 to 40% by weight of coarse aggregate, 10 to 40% by weight of ultra-high performance binder, 0.5 to 20% by weight of ultra-high performance modifier and 0.1 to 5% by weight of water;

상기 초고성능 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부, 칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부, 불화바륨 1 내지 20 중량부, 고로슬래그 미분말 1 내지 20 중량부, 페로니켈 슬래그 1 내지 20 중량부, 중공 활성탄소 나노분말 0.1 내지 10 중량부, 스피큘 0.1 내지 10 중량부 및 레피도크로사이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;The ultra-high performance binder includes 100 parts by weight of crude steel portland cement, 20 to 40 parts by weight of calcium sulfoaluminate, 1 to 20 parts by weight of barium fluoride, 1 to 20 parts by weight of fine blast furnace slag powder, 1 to 20 parts by weight of ferronickel slag, hollow active 0.1 to 10 parts by weight of carbon nanopowder, 0.1 to 10 parts by weight of spicule, and 0.1 to 10 parts by weight of lepidocrosite;

상기 초고성능 개질제는 아크릴 라텍스 100 중량부, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 20 내지 50 중량부, 폴리 비닐아세테이트 수지 20 내지 50 중량부, 아미노메틸폴리스티렌 수지 10 내지 30 중량부, 견 피브로인 10 내지 30 중량부, 에피갈로카테킨갈레이트 0.1 내지 10 중량부 및 오리자놀 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.The ultra-high performance modifier is 100 parts by weight of acrylic latex, 20 to 50 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, 20 to 50 parts by weight of polyvinyl acetate resin, 10 to 30 parts by weight of aminomethyl polystyrene resin, 10 to 10 parts by weight of silk fibroin It provides an ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition comprising 30 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of epigallocatechin gallate, and 0.1 to 10 parts by weight of oryzanol.

이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법에 의하면, 경화체의 조직 및 공극 구조를 개선하여 균열을 억제하고, 수밀성 및 발현강도를 증진시킴으로써, 콘크리트 구조물의 역학적 성질을 개선할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 콘크리트의 양생속도를 대폭 향상시켜 교통 통제시간을 최소화할 수 있고, 염화물에 의한 콘크리트의 중성화 및 부식을 억제시키며, 기온변화에 따른 동결융해저항성을 개선함으로써, 콘크리트의 전반적인 내구성 및 생애주기를 연장할 수 있는 효과가 있다. According to the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to an embodiment of the present invention and the repair method for road and bridge concrete structures using the same, the structure and pore structure of the hardened body are improved to suppress cracks, and water tightness and expression strength are improved This has the effect of improving the mechanical properties of the concrete structure. In addition, the overall durability and life cycle of concrete can be minimized by significantly improving the curing speed of concrete, suppressing neutralization and corrosion of concrete by chloride, and improving freeze-thaw resistance according to temperature changes. has the effect of prolonging

본 발명의 일 구현예에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물은 잔골재 20 내지 50 중량%, 굵은 골재 10 내지 40 중량%, 초고성능 결합재 10 내지 40 중량%, 초고성능 개질제 0.5 내지 20 중량% 및 물 0.1 내지 5 중량%를 포함한다.The ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to an embodiment of the present invention contains 20 to 50% by weight of fine aggregate, 10 to 40% by weight of coarse aggregate, 10 to 40% by weight of ultrahigh performance binder, 0.5 to 20% by weight of ultrahigh performance modifier and water 0.1 to 5% by weight.

본 발명에서 사용하는 골재는 잔골재와 굵은골재로 구분되며, 입경이 5 mm 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5 mm 보다 큰 것을 굵은골재라 한다. 잔골재는 본 발명의 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20 내지 50 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은골재는 본 발명의 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 10 내지 40 중량% 함유되는 것이 바람직하다.The aggregate used in the present invention is divided into fine aggregate and coarse aggregate. Those having a particle diameter of 5 mm or less are called fine aggregates, and those having a particle diameter greater than 5 mm are called coarse aggregates. The fine aggregate is preferably contained in an amount of 20 to 50% by weight based on the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition of the present invention, and the coarse aggregate is preferably contained in an amount of 10 to 40% by weight based on the ultra high performance super fast hardening cement concrete composition of the present invention. .

먼저, 상기 초고성능 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부, 칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부, 불화바륨 1 내지 20 중량부, 고로슬래그 미분말 1 내지 20 중량부, 페로니켈 슬래그 1 내지 20 중량부, 중공 활성탄소 나노분말 0.1 내지 10 중량부, 스피큘 0.1 내지 10 중량부 및 레피도크로사이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.First, the ultra-high performance binder is 100 parts by weight of crude steel Portland cement, 20 to 40 parts by weight of calcium sulfoaluminate, 1 to 20 parts by weight of barium fluoride, 1 to 20 parts by weight of fine blast furnace slag powder, 1 to 20 parts by weight of ferronickel slag, A hollow activated carbon nanopowder containing 0.1 to 10 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of spicule, and 0.1 to 10 parts by weight of lepidochrosite may be used.

상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도가 4,500 내지 9,000 ㎠/g인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.It is preferable to use the crude Portland cement specified in KS, and it is preferable to use a powder having a fineness of 4,500 to 9,000 cm2/g.

이하, 상기 초고성능 결합재를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부를 기준으로 한다.Hereinafter, the content of other components constituting the ultra-high performance binder is based on 100 parts by weight of the crude Portland cement.

상기 칼슘설포알루미네이트는 빠른 경화특성을 제공하는 기능을 한다. The calcium sulfoaluminate functions to provide fast curing properties.

상기 칼슘설포알루미네이트는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 20 내지 40 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 칼슘설포알루미네이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 칼슘설포알루미네이트의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 지나치게 빨라져 작업성이 저하되거나 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The calcium sulfoaluminate is preferably contained in an amount of 20 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement. If the content of the calcium sulfoaluminate is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient. There is a problem in that price competitiveness may be lowered.

상기 불화바륨은 휨 및 접착강도 등의 강도 발현, 수밀성, 내식성, 염해 및 동결융해 저항성을 향상시키고, 수축 방지 효과를 제공하는 기능을 한다. The barium fluoride functions to improve strength expression such as bending and adhesive strength, water tightness, corrosion resistance, salt damage and freeze-thaw resistance, and to provide a shrinkage prevention effect.

상기 불화바륨은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 불화바륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 불화바륨의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 저하되거나 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The barium fluoride is preferably contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude steel portland cement. When the content of the barium fluoride is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the barium fluoride is too large, the curing rate is lowered or the manufacturing cost is increased, so that the price competitiveness can be lowered. have.

상기 고로슬래그 미분말은 잠재수경성 특성으로 장기강도 발현 및 내구성 증진시키는 기능을 한다. The fine powder of blast furnace slag functions to express long-term strength and improve durability with latent hydraulic properties.

상기 고로슬래그 미분말은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.The fine powder of blast furnace slag is preferably contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude steel portland cement. When the content of the fine blast furnace slag powder is too small, the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the fine blast furnace slag fine powder is too large, there is a problem that the curing speed may decrease.

상기 페로니켈 슬래그는 페로니켈 공장에서 페로니켈의 제조시 전기로의 용융환원과정에서 발생하는 슬래그를 의미하는 것으로, 우수한 강도 발현과 수밀성을 향상시키고, 수축 방지 효과를 제공하는 기능을 한다. The ferronickel slag refers to slag generated during a smelting reduction process in an electric furnace during the production of ferronickel in a ferronickel factory, and functions to improve strength expression and watertightness, and to provide an effect of preventing shrinkage.

보다 구체적으로 상기 페로니켈 슬래그는 SiO2의 함량이 50 내지 70 중량%이고, MgO의 함량이 25 내지 45 중량%이고, CaO의 함량이 0.1 내지 3 중량%이고, Fe2O3의 함량이 1 내지 10 중량%이고, Al2O3의 함량이 0.1 내지 3 중량%이고, NiO의 함량이 0.1 내지 3 중량%이고, Cr2O3의 함량이 0.1 내지 3 중량%인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 균열제어 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.More specifically, the ferronickel slag has a SiO 2 content of 50 to 70 wt%, a MgO content of 25 to 45 wt%, a CaO content of 0.1 to 3 wt%, and a Fe 2 O 3 content of 1 to 10% by weight, the content of Al 2 O 3 is 0.1 to 3% by weight, the content of NiO is 0.1 to 3% by weight, and the content of Cr 2 O 3 is 0.1 to 3% by weight. In addition to being able to further improve the crack control effect, there is an effect that can further improve the excellent crack control effect.

상기 페로니켈 슬래그는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 페로니켈 슬래그의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 페로니켈 슬래그의 함량이 너무 많은 경우에는 더 이상의 성능개선 효과를 얻을 수 없고 반응성이 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The ferronickel slag is preferably contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude steel portland cement. If the content of the ferronickel slag is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient. There is a problem that can be degraded.

상기 중공 활성탄소 나노분말은 우수한 강도 발현 효과와 함께, 염해 및 동결융해 저항성을 향상시키고, 내열성, 내마모성 및 수축 방지 효과를 제공하는 기능을 한다. The hollow activated carbon nanopowder functions to improve resistance to salt damage and freeze-thaw, and to provide heat resistance, abrasion resistance and anti-shrinkage effect along with an excellent strength expression effect.

보다 구체적으로 상기 중공 활성탄소 나노분말은 표면에 금속 황화물의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말인 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 빠른 경화특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.More specifically, the hollow activated carbon nanopowder is a hollow activated carbon nanopowder having crystals of metal sulfide on the surface, so that the above-described effect can be further improved, and the effect of improving fast curing properties is have.

이러한 상기 표면에 금속 황화물의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말은 금속 전구체, 황염, 폴리카보네이트(PC) 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN)를 제1 용매에 용해시켜 제1 전기방사 용액을 준비하는 단계; 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate)를 제2 용매에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비하는 단계; 외부노즐과 내부노즐이 동일한 축을 가지는 듀얼노즐을 준비하여, 상기 제1 전기방사 용액을 외부노즐에 연결하고, 상기 제 2 전기방사 용액을 내부노즐에 연결하여 전기방사하는 단계; 상기 외부노즐을 통해 전기방사되어 형성되는 쉘(shell)부에 금속 전구체, 황염 및 제1 고분자가 존재하고, 상기 내부노즐을 통해 전기방사되어 형성된 코어(core)부에 제2 고분자가 존재하는 코어-쉘 형상의 복합체를 형성하는 단계; 상기 코어-쉘 형상의 복합체를 분쇄하여 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하는 단계; 및 상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말에서 제2 고분자가 구성하는 코어부의 열분해, 및 쉘부의 고분자의 탄화 및 금속 황화물의 결정화를 위해 환원성 또는 비활성 분위기에서 상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 열처리하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.The hollow activated carbon nanopowder having crystals of metal sulfide on the surface is a first electrospinning solution by dissolving a metal precursor, sulfur salt, polycarbonate (PC) and peroxyacetyl nitrate (PAN) in a first solvent. to prepare; preparing a second electrospinning solution by dissolving polymethyl methacrylate (PMMA, Polymethyl methacrylate) in a second solvent; preparing a dual nozzle having the same axis as the outer nozzle and the inner nozzle, connecting the first electrospinning solution to the outer nozzle, and connecting the second electrospinning solution to the inner nozzle for electrospinning; A core in which a metal precursor, sulfur salt, and a first polymer are present in a shell portion formed by electrospinning through the outer nozzle, and a second polymer is present in a core portion formed by electrospinning through the inner nozzle - Forming a shell-shaped composite; pulverizing the core-shell-shaped composite to form a core-shell-shaped composite nanopowder; and heat treatment of the core-shell composite nanopowder in a reducing or inert atmosphere for thermal decomposition of the core part composed of the second polymer in the core-shell composite nanopowder, carbonization of the polymer of the shell part, and crystallization of metal sulfide It may be manufactured by a manufacturing method comprising the step of:

이때, 상기 제1 전기방사 용액은 금속 전구체 5 내지 15 중량부, 황염 0.5 내지 5 중량부, 폴리카보네이트(PC) 1 내지 10 중량부 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN) 5 내지 15 중량부를 제1 용매 100 중량부에 용해시켜 준비되는 것을 바람직하게 사용할 수 있고; 상기 제 2 전기방사 용액은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate) 5 내지 30 중량부를 제2 용매 100 중량부에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In this case, the first electrospinning solution is 5 to 15 parts by weight of a metal precursor, 0.5 to 5 parts by weight of sulfur salt, 1 to 10 parts by weight of polycarbonate (PC), and 5 to 15 parts by weight of peroxyacetyl nitrate (PAN) Part prepared by dissolving 100 parts by weight of the first solvent may be preferably used; The second electrospinning solution may preferably be prepared by dissolving 5 to 30 parts by weight of polymethyl methacrylate (PMMA) in 100 parts by weight of the second solvent to prepare the second electrospinning solution.

또한, 상기 금속 전구체는 철, 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 주석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 금속의 전구체를 사용할 수 있다.In addition, as the metal precursor, one or more metal precursors selected from the group consisting of iron, copper, molybdenum, tungsten, tin, and mixtures thereof may be used.

보다 구체적으로, 상기 철 전구체는 아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트(Fe(acac)2), 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트(Fe(acetylacetonate)3), 아이언(Ⅱ) 아세테이트(Fe(ac)2), 아이언(Ⅲ) 아세테이트(Fe(ac)3), 아이언 설파메이트(Fe(NH2SO3)2), 스테아르산철(Ⅱ), 스테아르산철(Ⅲ), 라우르산철(Ⅱ), 라우르산철(Ⅲ), 올레산철(Ⅱ), 올레산철(Ⅲ) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있고; 상기 구리 전구체는 아세트산구리(Copper acetate), 구리아세틸아세토네이트(Copper acetylacetonate), 구리아이소부티레이트(Copper i-butyrate), 구리에틸아세토아세테이트(Copper ethylacetoacetate), 구리2-에틸헥사노에이트(Copper 2-ethylhexanoate), 구리글루코네이트(Copper gluconate), 구리메톡사이드(Copper methoxide), 구리네오데카노에이트(Copper neodecanoate), 테트라아민구리황산염수화물(Tetraamminecopper sulfate hydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있고; 상기 몰리브덴 전구체는 사티오몰리브덴산 암모늄(Ammonium tetrathiomolybdate), 헵타몰리브덴산 암모늄(Ammonium heptamolybdate), 암모늄 테트라티오몰리브데이트(Ammonium tetrathiomolybdate), 나트륨 몰리브데이트(Sodium molybdate), 트라이 사이오클로로 몰리브데이트(Trithio-chloro molybdate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있고; 상기 텅스텐 전구체는 암모늄 텅스테이트(Ammonium tungstate), 나트륨 텅스테이트(Sodium tungstate), 암모늄 테트라사이오텅스테이트(Ammonium tetrathiotungstate), 텅스텐 헥사카보닐(Tungsten hexacarbonyl), 텅스텐 클로라이드(Tungsten chloride), 텅스텐 플루오라이드(Tungsten fluoride) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 주석 전구체는 틴클로라이드(Tin chloride), 나트륨 다이에틸다이사이오카바메이트 트라이하이드레이트(Sodium diethyldithiocarbamate trihydrate), 틴나이트라이드(Tin nitride) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, the iron precursor is iron (II) acetylacetonate (Fe(acac) 2 ), iron (III) acetylacetonate (Fe (acetylacetonate) 3 ), iron (II) acetate (Fe(ac) 2 ) , iron(III) acetate (Fe(ac) 3 ), iron sulfamate (Fe(NH 2 SO 3 ) 2 ), iron(II) stearate, iron(III) stearate, iron(II) laurate, iron laurate (III), iron (II) oleate, iron (III) oleate, and at least one member selected from the group consisting of mixtures thereof can be preferably used; The copper precursor is copper acetate, copper acetylacetonate, copper isobutyrate (Copper i-butyrate), copper ethyl acetoacetate (Copper ethylacetoacetate), copper 2-ethylhexanoate (Copper 2- 1 selected from the group consisting of ethylhexanoate), copper gluconate, copper methoxide, copper neodecanoate, tetraamminecopper sulfate hydrate, and mixtures thereof More than one species can be preferably used; The molybdenum precursor is ammonium tetrathiomolybdate, ammonium heptamolybdate, ammonium tetrathiomolybdate, sodium molybdate (Sodium molybdate), trithiochloro molybdate (Trithio-chloro molybdate) and at least one selected from the group consisting of mixtures thereof may be preferably used; The tungsten precursor is ammonium tungstate, sodium tungstate, ammonium tetrathiotungstate, tungsten hexacarbonyl, tungsten chloride, tungsten fluoride ( Tungsten fluoride) and at least one selected from the group consisting of mixtures thereof may be preferably used, and the tin precursor is tin chloride, sodium diethyldithiocarbamate trihydrate, At least one selected from the group consisting of tin nitride and mixtures thereof may be preferably used.

보다 바람직한 상기 금속 전구체는 아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트(Fe(acac)2), 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트(Fe(acetylacetonate)3), 아이언(Ⅱ) 아세테이트(Fe(ac)2), 아이언(Ⅲ) 아세테이트(Fe(ac)3), 아이언 설파메이트(Fe(NH2SO3)2), 스테아르산철(Ⅱ), 스테아르산철(Ⅲ), 라우르산철(Ⅱ), 라우르산철(Ⅲ), 올레산철(Ⅱ), 올레산철(Ⅲ) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 철 전구체와; 아세트산구리(Copper acetate), 구리아세틸아세토네이트(Copper acetylacetonate), 구리아이소부티레이트(Copper i-butyrate), 구리에틸아세토아세테이트(Copper ethylacetoacetate), 구리2-에틸헥사노에이트(Copper 2-ethylhexanoate), 구리글루코네이트(Copper gluconate), 구리메톡사이드(Copper methoxide), 구리네오데카노에이트(Copper neodecanoate), 테트라아민구리황산염수화물(Tetraamminecopper sulfate hydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 구리 전구체를 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 것을 사용한 것으로써, 상기 표면에 황화철 및 황화구리의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말을 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.More preferably, the metal precursor is iron(II) acetylacetonate (Fe(acac) 2 ), iron(III) acetylacetonate (Fe(acetylacetonate) 3 ), iron(II) acetate (Fe(ac) 2 ), iron (III) acetate (Fe(ac) 3 ), iron sulfamate (Fe(NH 2 SO 3 ) 2 ), iron (II) stearate, iron (III) stearate, iron laurate (II), iron laurate (III) ), iron (II) oleate, iron (III) oleate, and at least one iron precursor selected from the group consisting of mixtures thereof; Copper acetate, copper acetylacetonate, copper i-butyrate, copper ethylacetoacetate, copper 2-ethylhexanoate, copper At least one copper precursor selected from the group consisting of gluconate, copper methoxide, copper neodecanoate, tetraaminecopper sulfate hydrate, and mixtures thereof By using a mixture of 1: 0.5 to 1 weight ratio, there is an effect that the above-described effect can be further improved by using a hollow activated carbon nanopowder having crystals of iron sulfide and copper sulfide on the surface.

또한, 상기 황염은 싸이오우레아(Thiourea), 황(Sulfur) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, the sulfur salt may preferably be at least one selected from the group consisting of thiourea, sulfur, and mixtures thereof.

또한, 제1 용매 및 상기 제2 용매는 서로 같거나 상이할 수 있는 것으로, 각각 독립적으로 증류수(Distilled Water), 디메틸포름아마이드(DMF, Dimethylformamide), 디메틸아세트아마이드(DMAc, Dimethylacetamide), 에탄올(Ethanol), 아세톤(Acetone), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 디메틸 술폭시드(DMSO, dimethyl sulfoxide), 에틸렌 글리콜(EG, Ethylene glycol) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, the first solvent and the second solvent may be the same or different from each other, and each independently distilled water (Distilled Water), dimethylformamide (DMF, Dimethylformamide), dimethylacetamide (DMAc, Dimethylacetamide), ethanol (Ethanol) ), acetone (Acetone), tetrahydrofuran (Tetrahydrofuran), dimethyl sulfoxide (DMSO, dimethyl sulfoxide), ethylene glycol (EG, Ethylene glycol), and at least one selected from the group consisting of mixtures thereof can be preferably used. have.

또한, 상기 전기방사는 외부노즐에 토출되는 방사용액의 속도가 내부노즐에 의해 토출되는 방사용액의 속도보다 느려야 안정적인 중공구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 외부노즐의 토출속도는 0.2 내지 500 μL/min의 범위에서 방사 용액의 점도에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 내부노즐의 토출 속도의 경우에는 0.1 내지 250 μL/min 범위에서 토출될 수 있다. 또한, 상기 듀얼노즐에 인가되는 전압은 5 내지 30 kV 범위에서 수행될 수 있다.In addition, the electrospinning can form a stable hollow structure when the speed of the spinning solution discharged to the outer nozzle is slower than the speed of the spinning solution discharged by the inner nozzle. At this time, the discharge rate of the outer nozzle may be appropriately selected depending on the viscosity of the spinning solution in the range of 0.2 to 500 μL/min, and in the case of the discharge rate of the inner nozzle, it may be discharged in the range of 0.1 to 250 μL/min. . In addition, the voltage applied to the dual nozzle may be performed in the range of 5 to 30 kV.

또한, 상기 코어-쉘 형상의 복합체를 분쇄하여 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하는 단계;는 상기 코어-쉘 형상의 복합체를, 물, 에탄올, N,N'-디메틸아시트아미드, N-메틸피롤리돈, 아세토니트릴, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 용매 내에 함침시킨 후, 평균직경이 0.015 내지 0.1 mm인 지르코니아 볼을 이용하여 마이크로 비드 분쇄함으로써 수행될 수 있다.In addition, the step of pulverizing the core-shell-shaped composite to form a core-shell-shaped composite nanopowder; -Methylpyrrolidone, acetonitrile, methylene chloride, and after impregnation in one or more solvents selected from the group consisting of mixtures thereof, microbead grinding using zirconia balls having an average diameter of 0.015 to 0.1 mm Can be carried out have.

또한, 상기 열처리는 질소(N2) 및 황화수소(H2S)를 1: 0.1 내지 0.3 부피비율로 혼합된 혼합가스 분위기에서, 500 내지 800 ℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.In addition, the heat treatment may be performed in a mixed gas atmosphere in which nitrogen (N 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) are mixed in a volume ratio of 1: 0.1 to 0.3, in a temperature range of 500 to 800 °C.

이러한 상기 중공 활성탄소 나노분말은 중공 구조 코어부의 직경은 0.3 내지 1.5 μm이고, 쉘부의 두께는 100 nm 내지 300 nm인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.The hollow activated carbon nanopowder may have a diameter of 0.3 to 1.5 μm of a hollow core and a thickness of 100 nm to 300 nm of the shell.

상기 중공 활성탄소 나노분말은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 중공 활성탄소 나노분말의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 중공 활성탄소 나노분말의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The hollow activated carbon nanopowder is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement. When the content of the hollow activated carbon nanopowder is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the hollow activated carbon nanopowder is too large, the manufacturing cost increases and the price competitiveness may be lowered. There is this.

상기 스피큘은 우수한 강도 발현 효과와 함께, 염해 및 동결융해 저항성을 향상시키고, 내열성, 내마모성, 미세균열 방지 및 수축 방지 효과를 제공하는 기능을 한다. The spicule functions to improve resistance to salt damage and freeze-thaw, and to provide heat resistance, abrasion resistance, microcrack prevention and shrinkage prevention effects along with an excellent strength expression effect.

보다 구체적으로 상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.More specifically, the spicule has the effect of further improving the above-described effect by using a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface is modified to be hydrophilic.

이러한 상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 및 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The needle-shaped Spongilla lacustris spicules modified with hydrophilicity of the above-mentioned surface were prepared by supporting crushed Spongilla lacustris spicules with hydrochloric acid solution, then heating and sonicating with hydrogen peroxide. extracting; After supporting the extracted Spongilla lacustris spicules in hydrochloric acid solution, washing with phosphate buffered saline to neutralize the acidity and drying to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicule and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicule; and reacting a basic compound with a needle-shaped Spongilla lacustris spicule having pores on the surface to modify the surface to be hydrophilic.

이때, 상기 염기성 화합물은 당분야에서 일반적으로 알려진 것으로, 그 종류를 특별히 제한하지 않지만, 3 내지 7 N농도의 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 및 3 내지 7 N농도의 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 1: 0.1 내지 0.5 부피비율로 혼합한 것을 사용하여, 우수한 장기강도 개선 효과를 얻을 수 있다.In this case, the basic compound is generally known in the art, and the type thereof is not particularly limited, but calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) at a concentration of 3 to 7 N and magnesium hydroxide (Mg(OH) at a concentration of 3 to 7 N) ) 2 ) is mixed in a volume ratio of 1: 0.1 to 0.5 to obtain an excellent effect of improving long-term strength.

상기 스피큘은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스피큘의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스피큘의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The spicule is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement. When the content of the spicule is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the spicule is too large, there is a problem that the manufacturing cost increases and price competitiveness may decrease.

상기 레피도크로사이트는 산화철계 화합물로서 우수한 강도발현, 수축 방지 및 내마모성을 개선하고, 빠른 경화특성을 보조하여, 초속경성을 나타내는 기능을 한다.The lepidochrosite is an iron oxide-based compound, and it functions to exhibit excellent strength, prevent shrinkage, and improve abrasion resistance, and assist in fast curing properties, thereby exhibiting super-fast hardness.

보다 구체적으로 상기 레피도크로사이트는 50 내지 200 g/m2의 비표면적을 갖는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.More specifically, the lepidochrosite may be used to have a specific surface area of 50 to 200 g/m 2 to further enhance the above-described effect.

상기 레피도크로사이트는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 레피도크로사이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 레피도크로사이트의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The lepidochrosite is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement. When the content of the lepidochrosite is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the lepidocrosite is too large, there is a problem that the manufacturing cost increases and the price competitiveness may decrease. .

또한, 상기 초고성능 결합재는 당분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제로서, 경화촉진제, 응결지연제, 감수제, 재료분리방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, the ultra-high performance binder is an additive generally used in the art, and may further include at least one selected from the group consisting of a curing accelerator, a setting retarder, a water reducing agent, a material separation preventing agent, and mixtures thereof.

보다 구체적으로, 상기 경화촉진제는 조성물의 수화반응을 더욱 활성화하여 조기에 압축강도를 발현하도록 하는 기능을 한다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 경화촉진제는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. More specifically, the curing accelerator functions to further activate the hydration reaction of the composition to express compressive strength at an early stage. In consideration of this function, the curing accelerator is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement.

또한, 상기 경화촉진제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 칼슘포메이트, 염화칼슘, 질산칼슘과 같은 칼슘염, 염화마그네슘과 같은 염화물, 황산마그네슘, 황산알루미늄과 같은 황산염, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 탄산나트륨과 같은 탄산염, 포름산 또는 그의 염 및 리튬카보네이트 등을 사용할 수 있다.In addition, the curing accelerator is generally used in the art, for example, calcium formate, calcium chloride, calcium salt such as calcium nitrate, chloride such as magnesium chloride, magnesium sulfate, sulfate such as aluminum sulfate, potassium hydroxide, sodium hydroxide , carbonates such as sodium carbonate, formic acid or a salt thereof, lithium carbonate, and the like can be used.

상기 응결지연제는 초기 작업시간 유지와 작업성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 응결지연제는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. The setting delay agent functions to maintain the initial working time and improve workability. In consideration of these functions, the setting retardant is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement.

또한, 상기 응결지연제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 주석산, 사과산, 구연산, 시트릭산(citric acid), 붕산과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 폴리비닐알콜, 글리세린과 같은 다가알콜 등을 사용할 수 있다.In addition, the setting delay agent is generally used in the art, for example, glucose, glucose, dextrin, sugars such as dextran, gluconic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid, citric acid, such as boric acid Acids or salts thereof, aminocarboxylic acids or salts thereof, phosphonic acid or derivatives thereof, polyvinyl alcohol, polyalcohols such as glycerin, and the like can be used.

상기 감수제는 입자간 반발력으로 입자를 분산시켜 일시적으로 유동성을 개선시키는 기능을 한다. 상기 감수제는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. The water reducing agent functions to temporarily improve fluidity by dispersing the particles by repulsive force between the particles. The water reducing agent is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement.

또한, 상기 감수제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리칼본산계 감수제 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 폴리칼본산계 감수제를 사용하는 것이 좋다.In addition, the water-reducing agent is generally used in the art, for example, a naphthalene-based, melamine-based, polycarboxylic acid-based water-reducing agent may be used. More preferably, it is good to use a polycarboxylic acid-based water reducing agent.

상기 재료분리방지제는 조성물의 재료분리를 방지하고 작업성을 개선시키는 기능을 한다. 상기 재료분리방지제는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다.The material separation preventing agent functions to prevent material separation of the composition and improve workability. The material separation preventing agent is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude Portland cement.

또한, 상기 재료분리방지제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 메틸셀롤로오스, 스타치, 검(Gum) 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 강도저하가 적은 스타치계 재료분리방지제를 사용하는 것이 좋다.In addition, the material separation preventing agent is generally used in the art, for example, methyl cellulose, starch, gum (Gum), etc. may be used. More preferably, it is good to use a starch-based material separation preventing agent with a small decrease in strength.

한편, 상기 초고성능 개질제는 본 발명의 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물의 경화시간, 작업성, 강도 및 내구성을 개선시키는 기능을 한다.On the other hand, the ultra-high performance modifier functions to improve the curing time, workability, strength and durability of the ultra-high performance ultra-fast hardening cement concrete composition of the present invention.

상기 초고성능 개질제는 본 발명의 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물에 0.5 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 초고성능 개질제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 초고성능 개질제의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 낮아져 작업성(슬럼프)은 좋아질 수 있으나, 수화반응을 지연시켜 속경성이 저하되거나, 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The ultra-high performance modifier is preferably contained in an amount of 0.5 to 20 wt % in the ultra high performance ultra fast hardening cement concrete composition of the present invention. When the content of the ultra-high-performance modifier is too small, the above-described improvement effect may be weak, and when the content of the ultra-high-performance modifier is too large, the viscosity is lowered and the workability (slump) can be improved, but by delaying the hydration reaction There is a problem in that the rapid hardening property is lowered or the manufacturing cost is increased, so that the price competitiveness may be lowered.

상기 초고성능 개질제는 아크릴 라텍스 100 중량부, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 20 내지 50 중량부, 폴리 비닐아세테이트 수지 20 내지 50 중량부, 아미노메틸폴리스티렌 수지 10 내지 30 중량부, 견 피브로인 10 내지 30 중량부, 에피갈로카테킨갈레이트 0.1 내지 10 중량부 및 오리자놀 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.The ultra-high performance modifier is 100 parts by weight of acrylic latex, 20 to 50 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, 20 to 50 parts by weight of polyvinyl acetate resin, 10 to 30 parts by weight of aminomethyl polystyrene resin, 10 to 10 parts by weight of silk fibroin 30 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of epigallocatechin gallate, and 0.1 to 10 parts by weight of oryzanol may be used.

상기 아크릴 라텍스는 휨, 인장 및 부착강도를 매우 증진시키는 기능을 한다. The acrylic latex functions to greatly enhance the bending, tensile and adhesion strength.

이러한 상기 아크릴 라텍스는 메타크릴산메틸(MMA: Methyl Methacrylate) 30 내지 50 중량%, 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA: Butyl Acrylate Monomer) 5 내지 20 중량%, 아크릴로니트릴 0.1 내지 10 중량%, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량% 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA: 2-Ethyl Hexylacrylate) 30 내지 50 중량%를 포함하는 중합용 모노머 조성물을 중합함으로써 제조되는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.The acrylic latex is 30 to 50% by weight of methyl methacrylate (MMA), 5 to 20% by weight of acrylic acid normal butyl ester (BA: Butyl Acrylate Monomer), 0.1 to 10% by weight of acrylonitrile, dimethylammono The above effects can be achieved by using a monomer composition for polymerization containing 0.1 to 10 wt% of ethylmethyl acrylate and 30 to 50 wt% of 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA: 2-Ethyl Hexylacrylate). can be further improved.

이하, 상기 초고성능 개질제를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 아크릴 라텍스 100 중량부를 기준으로 한다.Hereinafter, the content of other components constituting the ultra-high performance modifier is based on 100 parts by weight of the acrylic latex.

상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체는 우수한 접착력으로, 휨, 인장 및 부착강도를 증진시킬 뿐만 아니라 내수성, 내알칼리성, 내후성을 개선하는 기능을 한다.The acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer functions to improve water resistance, alkali resistance, and weather resistance as well as improve warpage, tensile and adhesion strength with excellent adhesion.

상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 내구성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer is preferably contained in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of the acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer is too large, the durability performance decreases There are problems that could be.

상기 폴리 비닐아세테이트 수지는 휨, 인장 및 부착강도를 증진시키는 기능을 한다. 또한, 재료분리방지를 방지하고 인장강도를 증진시키고 균열발생을 억제하며 균열이 발생한 후에는 균열의 폭을 감소시키고 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The polyvinyl acetate resin functions to enhance bending, tensile and adhesive strength. In addition, it prevents material separation, improves tensile strength, suppresses cracking, reduces crack width after cracking, and improves durability.

상기 폴리 비닐아세테이트 수지는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리 비닐아세테이트 수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리 비닐아세테이트 수지의 함량이 너무 많은 경우에는 내구성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The polyvinyl acetate resin is preferably contained in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of the polyvinyl acetate resin is too small, there is a problem that the improvement effect may be insufficient, and when the content of the polyvinyl acetate resin is too large, there is a problem that durability performance may be reduced.

상기 아미노메틸폴리스티렌 수지는 휨, 인장 및 부착강도를 증진시키는 기능을 한다. 또한, 재료분리방지를 방지하고 인장강도를 증진시키고 균열발생을 억제하며 균열이 발생한 후에는 균열의 폭을 감소시키고 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The aminomethyl polystyrene resin functions to enhance warpage, tensile strength and adhesion strength. In addition, it prevents material separation, improves tensile strength, suppresses cracking, reduces crack width after cracking, and improves durability.

상기 아미노메틸폴리스티렌 수지는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아미노메틸폴리스티렌 수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아미노메틸폴리스티렌 수지의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The aminomethyl polystyrene resin is preferably contained in an amount of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of the aminomethyl polystyrene resin is too small, the improvement effect may be insufficient, and when the content of the aminomethyl polystyrene resin is too large, there is a problem that price competitiveness may be lowered.

상기 견 피브로인은 휨, 인장 및 부착강도를 증진시키는 기능을 한다. 또한, 재료분리방지를 방지하고 인장강도를 증진시키고 균열발생을 억제하며 균열이 발생한 후에는 균열의 폭을 감소시키고 수밀성, 방수성 및 방청성 등의 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The silk fibroin functions to enhance flexural, tensile and adhesive strength. In addition, it prevents material separation, improves tensile strength, suppresses cracking, reduces the width of cracks after cracks occur, and improves durability such as watertightness, waterproofness and rust prevention.

상기 견 피브로인은 견 복합체를 탄산나트륨(Na2CO3) 용액이 투명해질 때 넣어 끓인 후 건조시킨 실크를, 리튬브로마이드(LiBr) 용액에 녹인 후 2 내지 5일 동안 투석하고 여과함으로써 정제된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The silk fibroin is preferably purified by putting silk complex into a sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) solution when the solution becomes transparent, boiling, and then dissolving the dried silk in a lithium bromide (LiBr) solution, dialyzing for 2 to 5 days, and filtering. can be used

상기 견 피브로인은 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 견 피브로인의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 견 피브로인의 함량이 너무 많은 경우에는 초기강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The silk fibroin is preferably contained in an amount of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of silk fibroin is too small, there is a problem that the improvement effect may be insufficient, and when the content of silk fibroin is too large, there is a problem that the initial strength may be lowered or price competitiveness may be lowered.

상기 에피갈로카테킨갈레이트는 우수한 작업성과 재료 간의 우수한 혼화성을 제공하고, 염해, 중성화, 동해 등의 저항성, 투수저항성, 내화학성, 방수성 및 방청성 등의 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The epigallocatechin gallate serves to provide excellent workability and excellent miscibility between materials, and to improve durability such as resistance to salt damage, neutralization, and freeze damage, water permeability resistance, chemical resistance, waterproofness and rust prevention.

상기 에피갈로카테킨갈레이트는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에피갈로카테킨갈레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 에피갈로카테킨갈레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 초기강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The epigallocatechin gallate is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of epigallocatechin gallate is too small, the above-described improvement effect may be insufficient. There are problems that could be.

상기 오리자놀은 초기 부착강도를 증진시키고, 재료분리방지를 방지하고 균열발생을 억제하여 우수한 작업성을 제공하는 기능을 한다.The oryzanol functions to provide excellent workability by enhancing the initial adhesion strength, preventing material separation, and suppressing crack generation.

상기 오리자놀은 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 오리자놀의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 오리자놀의 함량이 너무 많은 경우에는 내구성이 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The oryzanol is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of oryzanol is too small, the improvement effect may be insufficient, and when the content of oryzanol is too large, there is a problem in that durability or price competitiveness may decrease.

또한, 상기 초고성능 개질제는 우수한 결합력을 제공함으로써, 휨, 인장 및 부착강도를 더욱 증진시킬 뿐만 아니라 특히 우수한 균열저항성 및 수축저항성을 개선하고, 염해, 중성화, 동해 등의 저항성, 투수저항성, 방수성 등의 내구성을 향상시키기 위하여, 하기 화학식 1로 표시되는 세라마이드계 유도체를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the ultra-high-performance modifier provides excellent bonding strength, thereby further enhancing bending, tensile and adhesion strength, as well as improving particularly excellent crack resistance and shrinkage resistance, resistance to salt damage, neutralization, frost damage, etc., water permeability resistance, waterproofness, etc. In order to improve the durability of the ceramide-based derivative represented by the following formula (1) may be further included.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021121760396-pat00001
Figure 112021121760396-pat00001

상기 식에서, In the above formula,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 (C7내지C30)알킬, (C7내지C30)알케닐 및 이들의 혼합 작용기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.R 1 and R 2 are each independently at least one selected from the group consisting of linear or branched (C7 to C30)alkyl, (C7 to C30)alkenyl, and mixed functional groups thereof.

보다 구체적으로 상기 세라마이드계 유도체는 하기 화학식 1-1로 표시되는 세라마이드계 유도체 및 하기 화학식 1-2로 표시되는 세라마이드계 유도체를 1: 2 내지 5 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라 특히 우수한 투수저항성, 방수성 등의 내구성을 제공할 수 있는 효과가 있다.More specifically, the ceramide-based derivative is obtained by using a mixture of a ceramide-based derivative represented by the following Chemical Formula 1-1 and a ceramide-based derivative represented by the following Chemical Formula 1-2 in a ratio of 1: 2 to 5, by weight. Not only can it be further improved, but there is an effect that can provide durability such as particularly excellent water permeability resistance and waterproofness.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112021121760396-pat00002
Figure 112021121760396-pat00002

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112021121760396-pat00003
Figure 112021121760396-pat00003

이러한 상기 화학식 1로 표시되는 세라마이드계 유도체는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 세라마이드계 유도체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 세라마이드계 유도체의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선 효과를 얻을 수 없고 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The ceramide-based derivative represented by Formula 1 is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex. When the content of the ceramide-based derivative represented by Formula 1 is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the ceramide-based derivative represented by Formula 1 is too large, the performance improvement effect is further There is a problem in that price competitiveness may be lowered due to the high production cost and the production cost.

또한, 상기 초고성능 개질제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제로서, 소포제, 공기연행제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, the ultra-high performance modifier is an additive generally used in the art, and may further include one or more selected from the group consisting of an antifoaming agent, an air entraining agent, and mixtures thereof.

보다 구체적으로, 상기 소포제는 공기량을 저하시키고, 콘크리트 내의 갇힌 공기(Entrapped Air) 및 공극을 제거하여 강도 및 내구성을 더욱 개선시키는 기능을 한다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 소포제는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. More specifically, the anti-foaming agent functions to further improve strength and durability by reducing the amount of air and removing entrapped air and voids in the concrete. In consideration of this function, the antifoaming agent is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex.

또한, 상기 소포제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제, 알콜계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있고, 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 또한, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있고, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 또한, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.In addition, the anti-foaming agent is generally used in the art, for example, a silicone-based anti-foaming agent, a fatty acid-based anti-foaming agent, an oil-based anti-foaming agent, an ester-based anti-foaming agent, an oxyalkylene-based anti-foaming agent, an alcohol-based anti-foaming agent and the like may be used. The silicone-based antifoaming agent includes dimethyl silicone oil, polyorganosiloxane, fluorosilicone oil, and the like, and the fatty acid-based antifoaming agent includes stearic acid and oleic acid. In addition, the oil-based anti-foaming agent includes kerosene, animal and vegetable oil, castor oil, and the like, and the ester-based anti-foaming agent includes solitol trioleate, glycerol monoricinolate, and the like. In addition, the oxyalkylene-based antifoaming agent includes polyoxyalkylene, acetylene ethers, polyoxyalkylene fatty acid ester, polyoxyalkylenealkylamine, and the like, and the alcohol-based antifoaming agent includes glycol.

상기 공기연행제는 조성물의 분산성을 개선하여 작업성을 개선시키는 기능을 한다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 공기연행제는 상기 아크릴 라텍스 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. The air entraining agent functions to improve workability by improving the dispersibility of the composition. In consideration of these functions, the air entraining agent is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic latex.

또한, 상기 공기연행제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 폴리칼본산계, 나프탈렌계, 멜라민계 등이 있다. 보다 바람직한 상기 공기연행제는 폴리칼본산계 공기연행제를 사용하는 것이 좋다.In addition, the air entraining agent is generally used in the art, for example, there are polycarboxylic acid-based, naphthalene-based, melamine-based, and the like. More preferably, the air entraining agent is a polycarboxylic acid-based air entraining agent.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물은 잔골재 20 내지 50 중량%, 굵은 골재 10 내지 40 중량% 및 초고성능 결합재 10 내지 40 중량%를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 초고성능 개질제 0.5 내지 20 중량% 및 물 0.1 내지 5 중량%를 더 혼합하여 소정시간(예컨대, 1 내지 10분) 동안 교반하여 제조할 수 있다.The ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to a preferred embodiment of the present invention is prepared by stirring 20 to 50 wt % of fine aggregate, 10 to 40 wt % of coarse aggregate, and 10 to 40 wt % of ultra high performance binder in a forced mixer, followed by an ultra high performance modifier 0.5 to 20% by weight and 0.1 to 5% by weight of water may be further mixed and stirred for a predetermined time (eg, 1 to 10 minutes).

또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법으로서,In addition, another embodiment of the present invention is a method of repairing concrete structures for roads and bridges using the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition,

도로 및 교량 콘크리트 구조물의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 단계; 제거된 부위를 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 프라이머 또는 블루밍 처리된 상부에 상기 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설 후, 균열 유발 및 미끄럼 저항치를 높이기 위하여 타이닝하는 단계; 타이닝 단계 후 상부의 수분증발을 방지하여 초기 소성균열을 억제하기 위하여 양생제를 살포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.removing the deteriorated, damaged or contaminated parts of road and bridge concrete structures; cleaning the removed area; Primer or blooming treatment on the cleaned area; pouring the ultra-high-performance super-fast hardening cement concrete composition on the primer or blooming-treated top; After pouring, the step of tinting to increase the crack induction and slip resistance; Spraying a curing agent to prevent initial plastic cracking by preventing evaporation of moisture in the upper part after the tinting step; And it provides a method for repairing concrete structures of roads and bridges comprising the step of curing.

보다 구체적으로 상기 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 단계;는 상기 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 열화부, 손상부 또는 오염부를 파쇄기, 평삭기, 숏블라스터 또는 워터젯을 이용하여 절삭 및 블라스팅함으로써 수행될 수 있다.More specifically, the step of removing the deteriorated, damaged or contaminated portion of the road and bridge concrete structures; the deteriorated, damaged or contaminated portions of the road and bridge concrete structures using a crusher, planer, shot blaster or waterjet It can be done by cutting and blasting.

또한, 상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계;는 본 발명의 일 구현예에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물이 콘크리트 슬래브에 부착되기 용이하게 하는 작업을 의미하는 것으로 사용될 수 있다.In addition, the step of treating the cleaned area with a primer or blooming; may be used to refer to an operation of facilitating attachment of the ultra-high-performance super-fast hardening cement concrete composition according to an embodiment of the present invention to a concrete slab.

이때, 상기 프라이머 재료로는 폴리아크릴 에스테르(Poly Acryl Ester; PAE), 에폭시 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA) 및 아크릴 에멀젼 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 선택하여 사용할 수 있다.In this case, as the primer material, at least one selected from polyacrylic ester (PAE), epoxy emulsion, ethyl vinyl acetate (EVA), and acrylic emulsion may be selected and used.

또한, 상기 블루밍 재료로는 폴리 아크릴 에스테르(Poly Acryl Ester; PAE), 에폭시 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA) 및 아크릴 에멀젼 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 선택하여 사용할 수 있다.In addition, as the blooming material, at least one selected from poly acrylic ester (PAE), epoxy emulsion, ethyl vinyl acetate (EVA) and acrylic emulsion may be selected and used.

또한, 상기 양생하는 단계는, 현장의 온도, 습도, 바람의 세기를 포함하는 대기 상태에 따라 1) 양생제만을 살포하거나, 2) 양생제를 살포한 후 상부에 비닐 또는 양생포를 덮고 살수하여 습윤상태를 유지하거나, 또는 3) 양생제 살포 후 비닐, 양생포, 또는 보온덮개를 이용하여 보온을 유지하면서 양생하는 단계를 구분하여 적용하는 것이 좋다. In addition, in the curing step, depending on the atmospheric conditions including the temperature, humidity, and wind strength of the site, 1) spraying only the curing agent, or 2) after spraying the curing agent, cover the top with a vinyl or curing cloth and water it. It is recommended to separate the curing steps while maintaining the wet state, or 3) using a vinyl, curing cloth, or a thermal insulation cover after the curing agent is sprayed.

특히, 상기 양생하는 단계에서, 현장 대기조건(예를 들면, 하절기처럼 대기온도(25℃이상)가 높고 상대습도가 낮으며 바람이 많은 대기조건인 경우에는 양생제 살포 후 비닐, 양생포 등을 덮고 살수하여 습윤 상태를 유지한다. 반대로 대기온도(25℃이하)가 높지 않고 상대습도가 높으며 바람이 적은 대기조건인 경우에는 양생제만을 살포하여 양생한다.)에 따라 양생제만을 살포하거나 양생제를 살포한 후 상부에 비닐, 양생포 등을 덮고 살수하여 습윤 상태를 유지하면서 양생하는 단계를 구분하여 적용할 수 있다. 또한, 대기온도가 5℃ 이하가 되는 경우에는 양생제 살포 후 비닐, 양생포, 보온덮개 등을 이용하여 보온양생을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.In particular, in the curing step, in the case of on-site atmospheric conditions (for example, in the case of atmospheric conditions with high atmospheric temperature (25 ℃ or more), low relative humidity, and windy conditions, such as in summer, vinyl, curing cloth, etc. Conversely, if the atmospheric temperature (below 25℃) is not high, relative humidity is high, and there is little wind, spray only curing agent and cure according to). After spraying, cover the top with vinyl, curing cloth, etc. In addition, when the atmospheric temperature is 5 ℃ or less, after spraying the curing agent, it may further include the step of performing thermal insulation curing using vinyl, curing cloth, insulation cover, etc.

본 발명의 일 구현예에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법에 의하면, 경화체의 조직 및 공극 구조를 개선하여 균열을 억제하고, 수밀성 및 발현강도를 증진시킴으로써, 콘크리트 구조물의 역학적 성질을 개선할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 콘크리트의 양생속도를 대폭 향상시켜 교통 통제시간을 최소화할 수 있고, 염화물에 의한 콘크리트의 중성화 및 부식을 억제시키며, 기온변화에 따른 동결융해저항성을 개선함으로써, 콘크리트의 전반적인 내구성 및 생애주기를 연장할 수 있는 효과가 있다. According to the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to an embodiment of the present invention and the repair method for road and bridge concrete structures using the same, by improving the structure and pore structure of the hardened body and suppressing cracks, and enhancing watertightness and expression strength , has the effect of improving the mechanical properties of concrete structures. In addition, it is possible to minimize the traffic control time by significantly improving the curing speed of concrete, suppress the neutralization and corrosion of concrete by chloride, and improve the freeze-thaw resistance according to temperature changes, thereby improving the overall durability and life cycle of concrete. has the effect of prolonging the

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. This is possible.

<제조예 1><Production Example 1>

중공 활성탄소 나노분말의 제조Preparation of hollow activated carbon nanopowder

폴리카보네이트(PC) 9 중량부 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN) 14 중량부를 테트라하이드로퓨란 100 중량부에 용해시켜 제1 전기방사 용액을 준비하였다. 이와는 별도로, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate) 28 중량부를 테트라하이드로퓨란 100 중량부에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비하였다.A first electrospinning solution was prepared by dissolving 9 parts by weight of polycarbonate (PC) and 14 parts by weight of peroxyacetyl nitrate (PAN) in 100 parts by weight of tetrahydrofuran. Separately, a second electrospinning solution was prepared by dissolving 28 parts by weight of polymethyl methacrylate (PMMA) in 100 parts by weight of tetrahydrofuran.

한편, 외부노즐과 내부노즐이 동일한 축을 가지는 듀얼노즐을 준비하여, 상기 제1 전기방사 용액을 외부노즐에 연결하고, 상기 제 2 전기방사 용액을 내부노즐에 연결하여 전기방사하였다. 이때, 상기 외부노즐의 토출속도는 1.2 μL/min로, 내부노즐의 토출 속도는 0.5 μL/min로 토출되었으며, 상기 듀얼노즐에 인가되는 전압은 10 kV에서 수행되었다.Meanwhile, by preparing a dual nozzle having the same axis as the outer nozzle and the inner nozzle, the first electrospinning solution was connected to the outer nozzle, and the second electrospinning solution was connected to the inner nozzle to perform electrospinning. At this time, the discharge rate of the outer nozzle was 1.2 μL/min, the discharge rate of the inner nozzle was 0.5 μL/min, and the voltage applied to the dual nozzle was 10 kV.

이로써, 코어-쉘 형상의 복합체를 형성하였고, 상기 코어-쉘 형상의 복합체를, N-메틸피롤리돈 용매 내에 함침시킨 후, 평균직경이 0.055 mm인 지르코니아 볼을 이용하여 마이크로 비드 분쇄함으로써 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하였다.Thus, a core-shell-shaped composite was formed, and the core-shell-shaped composite was impregnated in N-methylpyrrolidone solvent, and then microbeads were pulverized using zirconia balls having an average diameter of 0.055 mm. A shell-shaped composite nanopowder was formed.

상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 질소(N2) 분위기에서, 550 ℃의 온도 범위에서 열처리함으로써, 중공 구조 코어부의 직경은 0.47 μm이고, 쉘부의 두께는 183 nm인 중공 활성탄소 나노분말을 제조하였다.By heat-treating the core-shell-shaped composite nanopowder in a nitrogen (N 2 ) atmosphere at a temperature range of 550 ° C., a hollow activated carbon nanopowder having a diameter of 0.47 μm and a shell thickness of 183 nm prepared.

<제조예 2><Preparation Example 2>

표면에 황화철 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말의 제조Preparation of hollow activated carbon nanopowder with iron sulfide crystals on the surface

아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트(Fe(acetylacetonate)3) 7 중량부, 싸이오우레아(Thiourea) 0.7 중량부, 폴리카보네이트(PC) 7 중량부 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN) 13.3 중량부를 테트라하이드로퓨란 100 중량부에 용해시켜 제1 전기방사 용액을 준비하였다. 이와는 별도로, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate) 28 중량부를 테트라하이드로퓨란 100 중량부에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비하였다.Iron (III) acetylacetonate (Fe (acetylacetonate) 3 ) 7 parts by weight, thiourea (Thiourea) 0.7 parts by weight, polycarbonate (PC) 7 parts by weight, and peroxyacetyl nitrate (PAN) 13.3 parts by weight A first electrospinning solution was prepared by dissolving parts in 100 parts by weight of tetrahydrofuran. Separately, a second electrospinning solution was prepared by dissolving 28 parts by weight of polymethyl methacrylate (PMMA) in 100 parts by weight of tetrahydrofuran.

한편, 외부노즐과 내부노즐이 동일한 축을 가지는 듀얼노즐을 준비하여, 상기 제1 전기방사 용액을 외부노즐에 연결하고, 상기 제 2 전기방사 용액을 내부노즐에 연결하여 전기방사하였다. 이때, 상기 외부노즐의 토출속도는 1.2 μL/min로, 내부노즐의 토출 속도는 0.5 μL/min로 토출되었으며, 상기 듀얼노즐에 인가되는 전압은 10 kV에서 수행되었다.On the other hand, by preparing a dual nozzle having the same axis as the outer nozzle and the inner nozzle, the first electrospinning solution was connected to the outer nozzle, and the second electrospinning solution was connected to the inner nozzle to perform electrospinning. At this time, the discharge rate of the outer nozzle was 1.2 μL/min, the discharge rate of the inner nozzle was 0.5 μL/min, and the voltage applied to the dual nozzle was 10 kV.

이로써, 코어-쉘 형상의 복합체를 형성하였고, 상기 코어-쉘 형상의 복합체를, N-메틸피롤리돈 용매 내에 함침시킨 후, 평균직경이 0.055 mm인 지르코니아 볼을 이용하여 마이크로 비드 분쇄함으로써 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하였다.Thus, a core-shell-shaped composite was formed, and the core-shell-shaped composite was impregnated in N-methylpyrrolidone solvent, and then microbeads were pulverized using zirconia balls having an average diameter of 0.055 mm. A shell-shaped composite nanopowder was formed.

상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 질소(N2) 및 황화수소(H2S)를 1: 0.2 부피비율로 혼합된 혼합가스 분위기에서, 600 ℃의 온도 범위에서 열처리함으로써, 중공 구조 코어부의 직경은 0.38 μm이고, 쉘부의 두께는 205 nm인 표면에 황화철 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말을 제조하였다.The core-shell-shaped composite nanopowder is heat-treated at a temperature of 600 ° C. in a mixed gas atmosphere in which nitrogen (N 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) are mixed at a volume ratio of 1: 0.2, the diameter of the hollow core part A hollow activated carbon nanopowder having iron sulfide crystals on the surface of which silver was 0.38 μm and the shell had a thickness of 205 nm was prepared.

<제조예 3><Production Example 3>

표면에 황화철 및 황화구리 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말의 제조Preparation of hollow activated carbon nanopowder having iron sulfide and copper sulfide crystals on the surface

아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트(Fe(acetylacetonate)3)와 구리글루코네이트(Copper gluconate)를 1: 0.7 중량비율로 혼합한 금속 전구체 5 중량부, 싸이오우레아(Thiourea) 1.3 중량부, 폴리카보네이트(PC) 7 중량부 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN) 13.7 중량부를 테트라하이드로퓨란 100 중량부에 용해시켜 제1 전기방사 용액을 준비하였다. 이와는 별도로, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate) 28 중량부를 테트라하이드로퓨란 100 중량부에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비하였다.Iron (III) acetylacetonate (Fe (acetylacetonate) 3 ) and copper gluconate (Copper gluconate) 1: 0.7 weight ratio of a mixture of metal precursor 5 parts by weight, thiourea (Thiourea) 1.3 parts by weight, polycarbonate ( A first electrospinning solution was prepared by dissolving 7 parts by weight of PC) and 13.7 parts by weight of peroxyacetyl nitrate (PAN) in 100 parts by weight of tetrahydrofuran. Separately, a second electrospinning solution was prepared by dissolving 28 parts by weight of polymethyl methacrylate (PMMA) in 100 parts by weight of tetrahydrofuran.

한편, 외부노즐과 내부노즐이 동일한 축을 가지는 듀얼노즐을 준비하여, 상기 제1 전기방사 용액을 외부노즐에 연결하고, 상기 제 2 전기방사 용액을 내부노즐에 연결하여 전기방사하였다. 이때, 상기 외부노즐의 토출속도는 1.2 μL/min로, 내부노즐의 토출 속도는 0.5 μL/min로 토출되었으며, 상기 듀얼노즐에 인가되는 전압은 10 kV에서 수행되었다.On the other hand, by preparing a dual nozzle having the same axis as the outer nozzle and the inner nozzle, the first electrospinning solution was connected to the outer nozzle, and the second electrospinning solution was connected to the inner nozzle to perform electrospinning. At this time, the discharge rate of the outer nozzle was 1.2 μL/min, the discharge rate of the inner nozzle was 0.5 μL/min, and the voltage applied to the dual nozzle was 10 kV.

이로써, 코어-쉘 형상의 복합체를 형성하였고, 상기 코어-쉘 형상의 복합체를, N-메틸피롤리돈 용매 내에 함침시킨 후, 평균직경이 0.055 mm인 지르코니아 볼을 이용하여 마이크로 비드 분쇄함으로써 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하였다.Thus, a core-shell-shaped composite was formed, and the core-shell-shaped composite was impregnated in N-methylpyrrolidone solvent, and then microbeads were pulverized using zirconia balls having an average diameter of 0.055 mm. A shell-shaped composite nanopowder was formed.

상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 질소(N2) 및 황화수소(H2S)를 1: 0.2 부피비율로 혼합된 혼합가스 분위기에서, 600 ℃의 온도 범위에서 열처리함으로써, 중공 구조 코어부의 직경은 0.41 μm이고, 쉘부의 두께는 212 nm인 표면에 황화철 및 황화구리 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말을 제조하였다.The core-shell-shaped composite nanopowder is heat-treated at a temperature of 600 ° C. in a mixed gas atmosphere in which nitrogen (N 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) are mixed at a volume ratio of 1: 0.2, the diameter of the hollow core part A hollow activated carbon nanopowder having iron sulfide and copper sulfide crystals on the surface of which silver was 0.41 μm and the shell had a thickness of 212 nm was prepared.

<제조예 4><Production Example 4>

표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 제조Preparation of needle-shaped Spongilla lacustris spicules with pores formed on the surface

파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 0.1M 염산용액으로 15 분간 담지시킨 다음, 30 %(w/w)의 과산화수소 5 ml/g을 가하여 2시간 동안 가열한 후, 300 W 및 40 kHz 조건에서 1시간 동안 초음파 처리한 후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복함으로써, 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하였다.After supporting the crushed Spongilla lacustris in 0.1M hydrochloric acid solution for 15 minutes, adding 5 ml/g of 30% (w/w) hydrogen peroxide and heating for 2 hours, 300 W and 40 kHz conditions for 1 hour After sonicating for a while, filtration and washing with 500 ml of purified water were repeated three times to extract Spongilla lacustris spicules.

이후, 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 0.5M 염산용액에 1일 동안 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척 및 정제수로 3회 세척한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.After that, the extracted Spongilla lacustris spicules were supported in 0.5 M hydrochloric acid solution for 1 day, washed with phosphate buffered saline to neutralize acidity, washed 3 times with purified water, and dried at 50 ° C. I got my brother's Spongilla Lacustris Spicule.

이후, 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 35%(w/w)의 과산화수소 20 ml/g을 가하여 15 시간 동안 교반 및 반응시켜 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 기공(pore)을 형성시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Then, 20 ml/g of 35% (w/w) hydrogen peroxide was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicule, stirred and reacted for 15 hours, and pores ( pores) were formed. Thereafter, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated 3 times, and then dried at 50° C. to obtain a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface.

<제조예 5><Preparation Example 5>

표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 제조Preparation of needle-shaped Spongilla lacustris spicules modified with hydrophilic surface

파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 0.1M 염산용액으로 15 분간 담지시킨 다음, 30 %(w/w)의 과산화수소 5 ml/g을 가하여 2시간 동안 가열한 후, 300 W 및 40 kHz 조건에서 1시간 동안 초음파 처리한 후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복함으로써, 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하였다.The crushed Spongilla lacustris was supported for 15 minutes with 0.1M hydrochloric acid solution, then 5 ml/g of 30% (w/w) hydrogen peroxide was added and heated for 2 hours, and then heated for 2 hours at 300 W and 40 kHz conditions for 1 hour. After sonicating for a while, filtration and washing with 500 ml of purified water were repeated three times to extract Spongilla lacustris spicules.

이후, 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 0.5M 염산용액에 1일 동안 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척 및 정제수로 3회 세척한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.After that, the extracted Spongilla lacustris spicule was supported in 0.5 M hydrochloric acid solution for 1 day, washed with phosphate buffered saline to neutralize acidity, washed 3 times with purified water, and dried at 50 ° C. I got my brother's Spongilla Lacustris Spicule.

이후, 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 35%(w/w)의 과산화수소 20 ml/g을 가하여 15 시간 동안 교반 및 반응시켜 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 기공(pore)을 형성시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Then, 20 ml/g of 35% (w/w) hydrogen peroxide was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicule, stirred and reacted for 15 hours, and pores ( pores) were formed. Thereafter, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface.

상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 1N NaOH 10 ml/g을 첨가하고 40 ℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면을 친수성(수산기)으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.10 ml/g of 1N NaOH was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicules having pores formed on the surface and reacted at 40° C. for 1 hour. Thereafter, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface was modified to be hydrophilic (hydroxyl group).

<제조예 6><Preparation Example 6>

표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 제조Preparation of needle-shaped Spongilla lacustris spicules modified with hydrophilic surface

파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 0.1M 염산용액으로 15 분간 담지시킨 다음, 30 %(w/w)의 과산화수소 5 ml/g을 가하여 2시간 동안 가열한 후, 300 W 및 40 kHz 조건에서 1시간 동안 초음파 처리한 후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복함으로써, 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하였다.The crushed Spongilla lacustris was supported for 15 minutes with 0.1M hydrochloric acid solution, then 5 ml/g of 30% (w/w) hydrogen peroxide was added and heated for 2 hours, and then heated for 2 hours at 300 W and 40 kHz conditions for 1 hour. After sonicating for a while, filtration and washing with 500 ml of purified water were repeated three times to extract Spongilla lacustris spicules.

이후, 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 0.5M 염산용액에 1일 동안 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척 및 정제수로 3회 세척한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.After that, the extracted Spongilla lacustris spicule was supported in 0.5 M hydrochloric acid solution for 1 day, washed with phosphate buffered saline to neutralize acidity, washed 3 times with purified water, and dried at 50 ° C. I got my brother's Spongilla Lacustris Spicule.

이후, 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 35%(w/w)의 과산화수소 20 ml/g을 가하여 15 시간 동안 교반 및 반응시켜 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 기공(pore)을 형성시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Then, 20 ml/g of 35% (w/w) hydrogen peroxide was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicule, stirred and reacted for 15 hours, and pores ( pores) were formed. Thereafter, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface.

상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 5 N농도의 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 및 5 N농도의 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 1: 0.5 부피비율로 혼합한 염기성 화합물 10 ml/g을 첨가하고 40 ℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면을 친수성(수산기)으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다. Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) at a concentration of 5 N and magnesium hydroxide at a concentration of 5 N (Mg(OH) 2 ) were added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicule having pores on the surface 1: 10 ml/g of a basic compound mixed in a 0.5 volume ratio was added and reacted at 40° C. for 1 hour. Thereafter, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface was modified to be hydrophilic (hydroxyl group).

<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 혼합된 잔골재, 굵은 골재 및 초고성능 결합재를 강제식 혼합믹서에 투입한 후, 건배합 조건으로 3분간 혼합하고, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 혼합된 초고성능 개질제 및 물을 동시에 투입하여 2분간 혼합하여 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 비교용 콘크리트 조성물을 제조하였다.Fine aggregate, coarse aggregate, and ultra-high-performance binder mixed in the components and contents shown in Table 1 below were put in a forced mixing mixer, mixed for 3 minutes under dry mixing conditions, and components and contents as shown in Table 1 below The ultra-high-performance modifier and water mixed with a high-performance modifier and water were simultaneously added and mixed for 2 minutes to prepare an ultra-high-performance, ultra-fast-hardening cement concrete composition and a comparative concrete composition.

구분(중량%)Category (wt%) 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 잔골재fine aggregate 3939 3939 3939 3939 3939 굵은골재coarse aggregate 3333 3333 3333 3333 3333 water 33 33 33 33 33 초고성능 결합재Super high performance binder 1818 1818 1818 1818 1818 (중량부)(parts by weight) 조강 포틀랜드 시멘트
(분말도: 4,720 ㎠/g)
crude steel portland cement
(Powder: 4,720 ㎠/g)
100100 100100 100100 100100 100100
칼슘설포알루미네이트Calcium sulfoaluminate 2323 2323 2323 -- 2323 불화바륨 barium fluoride 1212 1212 1212 -- -- 고로슬래그 미분말 Blast Furnace Slag Fine Powder 1717 1717 1717 -- 1717 페로니켈 슬래그 (1) Ferronickel Slag (1) 1212 1212 1212 -- 1212 중공 활성탄소 나노분말hollow activated carbon nanopowder 6
[제조예1]
6
[Production Example 1]
6
[제조예2]
6
[Production Example 2]
6
[제조예3]
6
[Production Example 3]
-- --
스피큘 spicule 5
[제조예4]
5
[Production Example 4]
5
[제조예5]
5
[Production Example 5]
5
[제조예6]
5
[Production Example 6]
-- --
레피도크로사이트
(비표면적: 77 g/m2)
lepidochrosite
(Specific surface area: 77 g/m 2 )
22 22 22 -- --
경화촉진제hardening accelerator 1.41.4 1.41.4 1.41.4 1.41.4 1.41.4 응결지연제setting retardant 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 감수제water reducing agent 0.90.9 0.90.9 0.90.9 0.90.9 0.90.9 재료분리방지제 material separation inhibitor 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 초고성능 개질제Ultra high performance modifier 77 77 77 77 77 (중량부)(parts by weight) 아크릴 라텍스(2) Acrylic Latex (2) 100100 100100 100100 100100 100100 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer 3535 3535 3535 -- 3535 폴리 비닐아세테이트 수지polyvinyl acetate resin 3838 3838 3838 -- 3838 아미노메틸폴리스티렌 수지aminomethyl polystyrene resin 1919 1919 1919 -- -- 견 피브로인silk fibroin 1515 1515 1515 -- -- 에피갈로카테킨갈레이트epigallocatechin gallate 33 33 33 -- -- 오리자놀 oryzanol 33 33 33 -- -- 세라마이드계 유도체Ceramide derivatives -- 1
[화학식 1-1]
One
[Formula 1-1]
1 (3) 1 (3) -- --
소포제antifoam 0.80.8 0.80.8 0.80.8 0.80.8 0.80.8 공기연행제air entrainment agent 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.21.2 (1) 페로니켈 슬래그: SiO2의 함량이 54.8 중량%이고, MgO의 함량이 34.2 중량%이고, CaO의 함량이 0.9 중량%이고, Fe2O3의 함량이 5.4 중량%이고, Al2O3의 함량이 1.2 중량%이고, NiO의 함량이 0.28 중량%이고, Cr2O3의 함량이 0.54 중량%인 것을 사용함.

(2) 아크릴 라텍스: 메타크릴산메틸(MMA: Methyl Methacrylate) 45 중량%, 아크릴산 노말 부틸에스테르(BA: Butyl Acrylate Monomer) 8 중량%, 아크릴로니트릴 4.5 중량%, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 3.5 중량% 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA: 2-Ethyl Hexylacrylate) 39 중량%를 포함하는 중합용 모노머 조성물을 중합함으로써 제조되는 것을 사용함.

(3) 하기 화학식 1-1로 표시되는 세라마이드계 유도체 및 하기 화학식 1-2로 표시되는 세라마이드계 유도체를 1: 3 중량비율로 혼합한 것을 사용
[화학식 1-1]

Figure 112021121760396-pat00004

[화학식 1-2]
Figure 112021121760396-pat00005
(1) ferronickel slag: the content of SiO 2 is 54.8% by weight, the content of MgO is 34.2% by weight, the content of CaO is 0.9% by weight, the content of Fe 2 O 3 is 5.4% by weight, and Al 2 O The content of 3 is 1.2 wt%, the content of NiO is 0.28 wt%, and the content of Cr 2 O 3 is 0.54 wt%.

(2) Acrylic latex: methyl methacrylate (MMA: Methyl Methacrylate) 45 wt%, acrylic acid normal butyl ester (BA: Butyl Acrylate Monomer) 8 wt%, acrylonitrile 4.5 wt%, dimethylammonoethylmethyl acrylate 3.5 Weight% and 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA: 2-Ethyl Hexylacrylate) using the one prepared by polymerizing a monomer composition for polymerization containing 39% by weight.

(3) A mixture of a ceramide-based derivative represented by the following Chemical Formula 1-1 and a ceramide-based derivative represented by the following Chemical Formula 1-2 is used in a 1:3 weight ratio
[Formula 1-1]
Figure 112021121760396-pat00004

[Formula 1-2]
Figure 112021121760396-pat00005

아래의 시험예들은 상기에 개시한 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.The following test examples are experiments comparing the properties of Examples 1 and 2 according to the present invention with those of Comparative Examples 1 and 2 in order to more easily understand the characteristics of Examples 1 to 3 according to the present invention disclosed above. the results are shown.

<시험예 1><Test Example 1>

본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 비교예 1 및 2에 따른 비교용 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2402에 규정한 방법에 따라 슬럼프 시험(반죽의 정도)을 수행하였다. 상기 슬럼프 시험은 콘크리트의 연도 및 점조성 등과 같은 반죽의 질기를 시험하는 것으로, 수치가 클수록 워커빌리티(Workability) 즉, 콘크리트의 타설시 작업성이 우수하다는 것을 의미한다. 상기 시간 경과에 따른 슬럼프의 변화값은 하기 표 2에 나타내었다.A slump test (degree of kneading) was performed on the ultra-high performance super fast hardening cement concrete compositions according to Examples 1 to 3 of the present invention and the cement concrete compositions for comparison according to Comparative Examples 1 and 2 according to the method specified in KS F 2402. . The slump test is to test the quality of the dough, such as the softness and consistency of concrete, and the larger the number, the better the workability, that is, the workability when pouring concrete. The change value of the slump over time is shown in Table 2 below.

슬럼프(cm)Slump (cm) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 교반 직후Immediately after stirring 2525 2525 2525 2525 2525 20분 경과 후after 20 minutes 2222 2323 2424 2121 2222 30분 경과 후after 30 minutes 1616 1717 1919 1313 1515 40분 경과 후after 40 minutes 1313 1515 1717 55 99

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1 및 2에 따른 비교용 시멘트 콘크리트 조성물과 비교하여, 작업성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 2, it was confirmed that the ultra-high performance super fast hardening cement concrete compositions according to Examples 1 to 3 were very excellent in workability compared to the comparative cement concrete compositions according to Comparative Examples 1 and 2 .

<시험예 2><Test Example 2>

본 발명에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물의 특성을 보다 구체적으로 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 비교예 1 및 2에 따른 비교용 콘크리트 조성물의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.In order to more specifically grasp the characteristics of the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to the present invention, the ultra high performance super fast hardening cement concrete compositions according to Examples 1 to 3 of the present invention and the comparative concrete compositions according to Comparative Examples 1 and 2 The characteristics were evaluated and the results are shown in Table 3 below.

시험항목Test Items 시험방법Test Methods 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 건조수축(길이변화율(%))Drying shrinkage (length change rate (%)) KS F 2424KS F 2424 0.0060.006 0.0030.003 0.0020.002 0.280.28 0.130.13 압축강도(MPa)_12시간Compressive strength (MPa)_12 hours KS F 2405KS F 2405 2727 3030 3333 1414 1818 압축강도(MPa)_28일Compressive strength (MPa)_28 days KS F 2405KS F 2405 3939 4141 4242 2222 2828 휨강도(MPa)_12시간Flexural strength (MPa)_12 hours KS F 2405KS F 2405 6.66.6 6.96.9 7.37.3 3.13.1 4.94.9 휨강도(MPa)_28일Flexural strength (MPa)_28 days KS F 2405KS F 2405 9.59.5 9.89.8 10.010.0 6.06.0 7.87.8 부착강도(MPa)_12시간Adhesive strength (MPa)_12 hours KS F 2762KS F 2762 2.42.4 2.82.8 2.92.9 0.90.9 1.71.7 부착강도(MPa)_28일Adhesive strength (MPa)_28 days KS F 2762KS F 2762 3.53.5 3.83.8 4.14.1 1.71.7 2.52.5 염분침투저항성(coulomb)Salt penetration resistance (coulomb) KS F 2711KS F 2711 714714 681681 617617 18541854 11921192 동결융해저항성(%)Freeze-thaw resistance (%) KS F 2456KS F 2456 8888 9292 9393 6565 7676 마모저항성(mm)Wear resistance (mm) ASTM C 779ASTM C 779 0.040.04 0.030.03 0.010.01 0.380.38 0.240.24 균열 저항성crack resistance AASHTO PP34-98AASHTO PP34-98 균열없음no cracks 균열없음no cracks 균열없음no cracks 균열발생crack generation 균열없음no cracks 중량변화율
(%)
weight change rate
(%)
염산Hydrochloric acid 일본 공업 규격 원안
[콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]
Japanese industrial standard draft
[Method of testing chemical resistance by solution immersion of concrete]
-0.3-0.3 -0.3-0.3 00 -1.8-1.8 -0.9-0.9
황산sulfuric acid -0.02-0.02 00 -0.01-0.01 -0.8-0.8 -0.5-0.5 수산화나트륨sodium hydroxide 0.20.2 0.10.1 00 1.31.3 0.70.7 방청률 (%)Rust rate (%) KS F 2561KS F 2561 93.593.5 95.095.0 97.097.0 76.576.5 78.478.4 흡수율(%)Absorption rate (%) KS F 4004KS F 4004 0.20.2 0.10.1 0.10.1 1.91.9 0.70.7

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1 및 2에 따른 비교용 시멘트 콘크리트 조성물과 비교하여, 건조수축에 따른 길이변화율이 적은 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 3, the ultra-high performance super fast hardening cement concrete compositions according to Examples 1 to 3 had a small rate of change in length due to drying shrinkage compared to the comparative cement concrete compositions according to Comparative Examples 1 and 2 could check

또한, 실시예 1 내지 3에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1에 따른 비교용 시멘트 콘크리트 조성물과 비교하여, 우수한 압축강도, 휨강도 및 부착강도를 갖고; 우수한 염분침투저항성, 동결융해저항성, 마모저항성, 내약품성, 방청률 및 낮은 흡수율을 갖는 것을 확인할 수 있었다.In addition, the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to Examples 1 to 3 has superior compressive strength, flexural strength and adhesion strength, compared to the comparative cement concrete composition according to Comparative Example 1; It was confirmed that it had excellent salt penetration resistance, freeze-thaw resistance, abrasion resistance, chemical resistance, rust prevention rate and low water absorption.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that all of the embodiments described above are illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention, rather than the above detailed description, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later and their equivalents.

Claims (5)

잔골재 20 내지 50 중량%, 굵은 골재 10 내지 40 중량%, 초고성능 결합재 10 내지 40 중량%, 초고성능 개질제 0.5 내지 20 중량% 및 물 0.1 내지 5 중량%를 포함하고;
상기 초고성능 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부, 칼슘설포알루미네이트 20 내지 40 중량부, 불화바륨 1 내지 20 중량부, 고로슬래그 미분말 1 내지 20 중량부, 페로니켈 슬래그 1 내지 20 중량부, 중공 활성탄소 나노분말 0.1 내지 10 중량부, 스피큘 0.1 내지 10 중량부 및 레피도크로사이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;
상기 초고성능 개질제는 아크릴 라텍스 100 중량부, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 20 내지 50 중량부, 폴리 비닐아세테이트 수지 20 내지 50 중량부, 아미노메틸폴리스티렌 수지 10 내지 30 중량부, 견 피브로인 10 내지 30 중량부, 에피갈로카테킨갈레이트 0.1 내지 10 중량부 및 오리자놀 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물.
20 to 50% by weight of fine aggregate, 10 to 40% by weight of coarse aggregate, 10 to 40% by weight of ultra high performance binder, 0.5 to 20% by weight of ultrahigh performance modifier and 0.1 to 5% by weight of water;
The ultra-high performance binder includes 100 parts by weight of crude steel portland cement, 20 to 40 parts by weight of calcium sulfoaluminate, 1 to 20 parts by weight of barium fluoride, 1 to 20 parts by weight of fine blast furnace slag powder, 1 to 20 parts by weight of ferronickel slag, hollow active 0.1 to 10 parts by weight of carbon nanopowder, 0.1 to 10 parts by weight of spicule, and 0.1 to 10 parts by weight of lepidocrosite;
The ultra-high performance modifier is 100 parts by weight of acrylic latex, 20 to 50 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, 20 to 50 parts by weight of polyvinyl acetate resin, 10 to 30 parts by weight of aminomethyl polystyrene resin, 10 to 10 parts by weight of silk fibroin 30 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of epigallocatechin gallate, and 0.1 to 10 parts by weight of oryzanol Ultra high performance super fast hardening cement concrete composition, characterized in that it contains.
제1항에 있어서,
상기 중공 활성탄소 나노분말은 표면에 금속 황화물의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말인 것이고;
상기 표면에 금속 황화물의 결정을 갖는 중공 활성탄소 나노분말은
금속 전구체, 황염, 폴리카보네이트(PC) 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트(peroxyacetyl nitrate; PAN)를 제1 용매에 용해시켜 제1 전기방사 용액을 준비하는 단계;
폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl methacrylate)를 제2 용매에 용해시켜 제 2 전기방사 용액을 준비하는 단계;
외부노즐과 내부노즐이 동일한 축을 가지는 듀얼노즐을 준비하여, 상기 제1 전기방사 용액을 외부노즐에 연결하고, 상기 제 2 전기방사 용액을 내부노즐에 연결하여 전기방사하는 단계;
상기 외부노즐을 통해 전기방사되어 형성되는 쉘(shell)부에 금속 전구체, 황염 및 제1 고분자가 존재하고, 상기 내부노즐을 통해 전기방사되어 형성된 코어(core)부에 제2 고분자가 존재하는 코어-쉘 형상의 복합체를 형성하는 단계;
상기 코어-쉘 형상의 복합체를 분쇄하여 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 형성하는 단계; 및
상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말에서 제2 고분자가 구성하는 코어부의 열분해, 및 쉘부의 고분자의 탄화 및 금속 황화물의 결정화를 위해 환원성 또는 비활성 분위기에서 상기 코어-쉘 형상의 복합 나노분말을 열처리하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물.
According to claim 1,
The hollow activated carbon nanopowder is a hollow activated carbon nanopowder having crystals of metal sulfide on the surface;
The hollow activated carbon nanopowder having crystals of metal sulfide on the surface is
preparing a first electrospinning solution by dissolving a metal precursor, a sulfur salt, polycarbonate (PC) and peroxyacetyl nitrate (PAN) in a first solvent;
preparing a second electrospinning solution by dissolving polymethyl methacrylate (PMMA, Polymethyl methacrylate) in a second solvent;
preparing a dual nozzle having the same axis as the outer nozzle and the inner nozzle, connecting the first electrospinning solution to the outer nozzle, and connecting the second electrospinning solution to the inner nozzle for electrospinning;
A core in which a metal precursor, sulfur salt, and a first polymer are present in a shell portion formed by electrospinning through the outer nozzle, and a second polymer is present in a core portion formed by electrospinning through the inner nozzle - Forming a shell-shaped composite;
pulverizing the core-shell-shaped composite to form a core-shell-shaped composite nanopowder; and
Heat treatment of the core-shell composite nanopowder in a reducing or inert atmosphere for thermal decomposition of the core part composed of the second polymer in the core-shell composite nanopowder, carbonization of the polymer of the shell part, and crystallization of metal sulfide An ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition, characterized in that it is prepared by a manufacturing method comprising the steps of.
제2항에 있어서,
상기 금속 전구체는
아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트(Fe(acac)2), 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트(Fe(acetylacetonate)3), 아이언(Ⅱ) 아세테이트(Fe(ac)2), 아이언(Ⅲ) 아세테이트(Fe(ac)3), 아이언 설파메이트(Fe(NH2SO3)2), 스테아르산철(Ⅱ), 스테아르산철(Ⅲ), 라우르산철(Ⅱ), 라우르산철(Ⅲ), 올레산철(Ⅱ), 올레산철(Ⅲ) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 철 전구체와;
아세트산구리(Copper acetate), 구리아세틸아세토네이트(Copper acetylacetonate), 구리아이소부티레이트(Copper i-butyrate), 구리에틸아세토아세테이트(Copper ethylacetoacetate), 구리2-에틸헥사노에이트(Copper 2-ethylhexanoate), 구리글루코네이트(Copper gluconate), 구리메톡사이드(Copper methoxide), 구리네오데카노에이트(Copper neodecanoate), 테트라아민구리황산염수화물(Tetraamminecopper sulfate hydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 구리 전구체를 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 것을 사용한 것이고;
상기 금속 황화물은 황화철 및 황화구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물.
3. The method of claim 2,
The metal precursor is
Iron (II) acetylacetonate (Fe(acac) 2 ), iron (III) acetylacetonate (Fe (acetylacetonate) 3 ), iron (II) acetate (Fe(ac) 2 ), iron (III) acetate (Fe (ac) 3 ), iron sulfamate (Fe(NH 2 SO 3 ) 2 ), iron(II) stearate, iron(III) stearate, iron(II) laurate, iron(III) laurate, iron(II) oleate ), iron (III) oleate, and at least one iron precursor selected from the group consisting of mixtures thereof;
Copper acetate, copper acetylacetonate, copper i-butyrate, copper ethylacetoacetate, copper 2-ethylhexanoate, copper At least one copper precursor selected from the group consisting of gluconate, copper methoxide, copper neodecanoate, tetraaminecopper sulfate hydrate, and mixtures thereof A mixture of 1: 0.5 to 1 by weight was used;
The metal sulfide is an ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition, characterized in that it includes iron sulfide and copper sulfide.
제1항에 있어서,
상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것이고;
상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은
파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계;
상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계;
상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 및
상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물.
According to claim 1,
The spicule is a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface is modified to be hydrophilic;
The needle-shaped Spongilla lacustris spicule, whose surface is modified to be hydrophilic, is
Supporting the crushed Spongilla lacustris in hydrochloric acid solution, and then heating and sonicating by adding hydrogen peroxide to extract Spongilla lacustris spicules;
After supporting the extracted Spongilla lacustris spicules in hydrochloric acid solution, washing with phosphate buffered saline to neutralize the acidity and drying to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules;
reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicule and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicule; and
Super high performance super fast hardening cement concrete, characterized in that it is manufactured by a manufacturing method comprising the step of modifying the surface to be hydrophilic by reacting a basic compound with a needle-shaped Spongilla lacustris spicule having pores formed on the surface composition.
제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법으로서,
도로 및 교량 콘크리트 구조물의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 단계; 제거된 부위를 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 프라이머 또는 블루밍 처리된 상부에 상기 초고성능 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설 후, 균열 유발 및 미끄럼 저항치를 높이기 위하여 타이닝하는 단계; 타이닝 단계 후 상부의 수분증발을 방지하여 초기 소성균열을 억제하기 위하여 양생제를 살포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 및 교량 콘크리트 구조물의 보수방법.
A method of repairing concrete structures for roads and bridges using the ultra-high performance super fast hardening cement concrete composition according to any one of claims 1 to 4,
removing the deteriorated, damaged or contaminated parts of road and bridge concrete structures; cleaning the removed area; Primer or blooming treatment on the cleaned area; pouring the ultra-high-performance super-fast hardening cement concrete composition on the primer or blooming-treated top; After pouring, the step of tinting in order to increase the crack induction and slip resistance; Spraying a curing agent to prevent initial plastic cracking by preventing evaporation of moisture in the upper part after the tinting step; and curing the road and bridge concrete structures.
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