KR102464540B1 - 시멘트 복합체의 자가회복이 가능한 pH 감응형 시멘트 혼화제 - Google Patents

시멘트 복합체의 자가회복이 가능한 pH 감응형 시멘트 혼화제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화칼슘(CaO) 및 결합제(binder)를 포함하는 과립 형태의 pH 감응형 시멘트 혼화제 및 이를 포함하는 자가회복성 시멘트 복합체에 관한 것이다.
본 발명의 시멘트 혼화제는 시멘트의 탄산화에 의한 pH 저하에 감응하여 수산화이온(OH-)을 방출함으로써, 시멘트 복합체에 알칼리 자가회복성을 부여하고 이산화탄소 흡수능을 증진시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 혼화제는 시멘트 복합체에 혼입되더라도 시멘트의 성능을 저해하지 않으며, 복잡한 재료 및 공정과 별도의 보수 작업 없이도 시멘트 탄산화에 의한 문제를 방지할 수 있다.

Description

시멘트 복합체의 자가회복이 가능한 pH 감응형 시멘트 혼화제{pH-responsive Cement Admixture Capable of Self-recovery of Cement Composite}
본 발명은 시멘트 복합체의 자가회복이 가능한 pH 감응형 시멘트 혼화제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트 복합체의 탄산화에 의한 pH 저하에 감응하여 수산화이온(OH-)을 방출함으로써 시멘트 복합체에 알칼리 회복성을 부여할 수 있는 시멘트 혼화제에 관한 것이다.
모르타르, 콘크리트 등의 시멘트 복합체는 시멘트에 자갈, 모래 등과 물을 배합하여 굳힌 건축 재료를 의미하는 것으로, 우수한 성형성과 내구성 등으로 인하여 건물 시공, 도로 포장 등 건축 분야에서 널리 사용되고 있다.
시멘트 복합체의 원료 조성물과 물을 배합하고 타설하면 시멘트 성분이 물과 수화반응을 일으켜 굳기 시작하고 양생 기간이 지날수록 강도가 발현되며, 동시에 수산화칼슘이 생성되어 시멘트 복합체가 pH 11 이상의 강알칼리성을 나타낸다. 이러한 시멘트 복합체의 강알칼리성 특성으로 인하여 구조물 내에 매입된 철근이나 강재가 부식되지 않고 튼튼하게 유지될 수 있다.
그런데, 구조물 형성 후 시일이 경과함에 따라 시멘트 복합체 내에 존재하는 수산화칼슘 성분과 대기 중의 이산화탄소가 반응하여 탄산칼슘과 물을 생성하는 탄산화(중성화) 반응이 일어나게 된다. 상기 탄산화 반응은 시멘트 복합체 구조물의 알칼리성을 상실하게 하여, 내부에 위치하는 철근 기둥의 부식 및 체적의 팽창을 유발한다. 이에 따라 시멘트 복합체에 균열이 생길 수 있으며, 심각한 경우에는 건축물이 붕괴되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 시멘트 복합체로 이루어진 구조물의 내구연한을 연장하기 위해서는 시멘트의 강알칼리성을 유지할 수 있는 대책이 필요하다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허공보 제10-2090167호는 열화 방지막을 이용한 콘크리트 구조물의 표면보호공법을 개시하고 있다. 상기 기술에 따르면, 콘크리트 구조물 표면을 표면처리 및 세척하고 퍼티재를 도포한 다음 프라이머층 및 탄성 피막층을 순서대로 형성하고 1차 양생시킨 후, 양생된 콘크리트 구조물 표면에 열화 방지막 수지를 도장하고 2차 양생함으로써 콘크리트 구조물의 중성화 등을 방지한다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-2029168호는 콘크리트 구조물의 중성화를 방지하기 위한 보수 공법에 관한 것으로, 중성화된 콘크리트 구조물에 폴리머 접착제를 도포한 후 시멘트 재료에 무기접착제, 실리콘파우더, 발수파우더 등의 중성화 방지 성분을 첨가한 보수용 모르타르를 도포하는 보수 공법을 기재하고 있다.
그러나 이러한 기술들은 시멘트 자체의 성능 발현이 아닌 표면 보호 기술에 관한 것으로, 시멘트를 이용하여 구조물을 건축한 후 별도의 보수 공정을 수행하여야 하고, 다양한 종류의 재료가 필요하며, 다수의 코팅 및 양생 공정이 요구된다. 따라서, 공정이 복잡하고 비용 및 시간 측면에서 비효율적이며, 코팅층에 손상이 생기면 목적하는 표면 보호 기능이 상실되어 재도장이 필요하다는 문제가 있었다. 아울러, 시멘트는 탄산화 과정에서 대기 중의 이산화탄소를 흡수하게 되는데, 탄산화 자체를 억제하게 되면 이러한 이산화탄소 흡수능이 저하되어 환경에 부정적인 영향이 발생할 수 있다.
이에 따라, 이산화탄소 흡수능이 우수하면서 탄산화에 의한 pH 저하를 방지 및 회복할 수 있는 시멘트 복합체의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 시멘트 복합체의 pH 저하에 감응하여 시멘트가 자체적으로 알칼리성을 회복할 수 있게 하는 pH 감응형 시멘트 혼화제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제를 간단한 방법으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함하여 자가회복성 시멘트 복합체를 제조할 수 있는 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 산화칼슘(CaO) 및 결합제(binder)를 포함하는 과립 형태의 pH 감응형 시멘트 혼화제를 제공한다.
본 발명에서, 상기 결합제는 셀룰로오스 유도체로서 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 및 히드록시에틸셀룰로오스로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 산화칼슘 및 결합제의 중량비는 80:20 내지 99:1일 수 있다.
본 발명에서, 상기 과립의 평균 입경은 0.1 내지 2.0mm일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 제조방법은 산화칼슘 및 결합제를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계; 및 상기 페이스트를 과립화하여 과립 형태의 시멘트 혼화제를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 산화칼슘 및 결합제는 유기용매에서 혼합될 수 있다.
본 발명에서, 상기 페이스트는 분산제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 분산제는 폴리에틸렌 옥사이드계 분산제 또는 폴리카르본산계 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함하는 자가회복성 시멘트 복합체 제조용 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 상기 조성물은 시멘트, 골재 및 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제는 시멘트 복합체 전체 체적에 대하여 0.5 내지 10%의 체적비로 포함될 수 있다.
본 발명의 시멘트 혼화제는 시멘트 복합체의 탄산화에 의한 pH 저하에 감응하여 수산화이온(OH-)을 방출함으로써, 시멘트 복합체에 알칼리 자가회복성을 부여하고 이산화탄소 흡수능을 증진시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 혼화제는 시멘트와 혼화되더라도 시멘트 복합체의 성능을 저해하지 않으며, 복잡한 재료 및 공정과 별도의 보수 작업 없이도 탄산화에 의한 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 감응형 시멘트 혼화제의 성분 및 pH 회복 원리를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 감응형 시멘트 혼화제가 시멘트의 탄산화에 대응하여 pH를 회복시키는 원리를 구체적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 감응형 시멘트 혼화제 첨가에 의한 수산화칼슘 용액의 pH 변화를 나타낸 그래프이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 명세서에서, 시멘트 복합체란 시멘트 및 물로 제조된 시멘트 페이스트(cement paste); 시멘트, 모래 및 물로 제조된 모르타르(mortar); 및 시멘트, 모래, 자갈 및 물로 제조된 콘크리트(concrete)를 모두 포함하는 개념으로 해석된다.
본 발명은 산화칼슘(CaO)을 포함하는 pH 감응형 시멘트 혼화제 및 이를 이용한 시멘트 복합체에 관한 것이다.
시멘트 복합체는 시멘트와 물의 수화반응에 의해 제조되는데, 상기 수화반응에 의해 수산화칼슘이 생성되어 강알칼리성을 띠게 된다. 그런데 시멘트 복합체 내의 수산화칼슘과 대기 중의 이산화탄소가 만나면 탄산칼슘이 생성되는 탄산화 반응이 진행된다. 이러한 반응에 의해 시멘트 복합체의 알칼리성이 저하되고, 탄산화가 지속될수록 시멘트 복합체 내의 수산화칼슘의 양은 계속 부족해진다. 결과적으로, 시멘트 복합체의 pH 저하에 의해 시멘트 복합체 내부에 위치하는 철근 부동태 피막이 파괴되어 철근이 부식되고 수산화칼슘 양의 감소에 따라 이산화탄소 흡수능이 줄어들게 된다.
본 발명은 상기 시멘트 복합체의 탄산화에 의해 발생하는 문제를 해결하기 위한 것으로, 결합제를 이용하여 산화칼슘을 과립 형태로 제조하고, 이를 시멘트 복합체의 원료와 배합되는 혼화제로 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 시멘트 복합체의 탄산화 반응에 의해 pH가 저하되는 경우 혼화제가 pH에 감응하여 산화칼슘을 방출하고, 산화칼슘과 물의 반응에 의해 수산화이온(OH-)이 형성됨으로써 시멘트 복합체가 자체적으로 알칼리성을 회복할 수 있다.
본 발명의 pH 감응형 시멘트 혼화제는 산화칼슘(CaO) 및 결합제(binder)를 포함하는 과립 형태를 갖는다.
본 발명에서, 시멘트 혼화제가 pH 자가회복 특성을 나타내도록 하기 위하여 산화칼슘을 주재료로 이용한다. 구체적으로, 산화칼슘이 시멘트 복합체의 탄산화에 의해 발생하는 물과 반응하여 수산화이온을 생성할 수 있으므로, 본 발명의 시멘트 혼화제는 시멘트 복합체의 pH 저하에 감응하여 강한 알칼리 성분을 방출하는 특성을 발현할 수 있다.
본 발명의 혼화제에 사용되는 결합제 성분으로는 과립화가 가능하면서 산화칼슘의 성분에 영향을 미치지 않는 고분자를 사용할 수 있으며, 예를 들어 셀룰로오스 유도체로서 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 및 히드록시에틸셀룰로오스로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이에 따라, 결합제가 pH 저하에 감응하여 분해됨으로써 산화칼슘을 방출할 수 있다.
바람직하게, 상기 결합제 중에서 에틸셀룰로오스를 사용할 수 있다. 서방형 과립의 구성 재료로서 예를 들어 HPMC와 같은 수중 불분리형 혼화제 재료를 사용하게 되면, 시멘트 복합체의 초기 수화반응을 저해하여 응결시간 지연 및 초기 강도 저하의 문제를 유발하고, 응집력 증가로 인하여 작업성을 떨어뜨리는 단점이 있다. 또한, HPMC를 결합제로 이용하고 코팅제로 코팅하여 과립을 제조한다 하더라도, 혼화제가 시멘트 복합체 원료와 혼합되는 과정에서 과립 코팅에 손상이 매우 쉽게 발생하므로, HPMC에 의한 시멘트 복합체 성능 저하의 문제를 해결하기 어렵다.
본 발명에서, 산화칼슘을 주재료로 이용하고 에틸셀룰로오스와 같은 결합제로 과립을 제조하는 경우, 초기 수화반응, 응결시간 등에 영향을 미치지 않으면서 시멘트 복합체의 pH 저하에 감응하여 성능을 발현할 수 있으므로, 에틸셀룰로오스를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 과립에서, 상기 산화칼슘과 결합제의 중량비는 80:20 내지 99:1, 바람직하게는 90:10 내지 95:5일 수 있다.
본 발명에서, 과립은 0.1 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.2 내지 1.0mm, 더 바람직하게는 0.3 내지 0.6mm의 평균 입경을 갖는 구형의 입자일 수 있다. 과립의 크기가 상기 범위 내인 경우, 과립 내 산화칼슘의 용출과이 용이해지며 혼화제를 혼입하여 시멘트 복합체를 제조하더라도 강도 저하가 발생하지 않고, 시멘트 복합체 내에 균일하게 분포될 수 있다.
본 발명에서, 상기 시멘트 혼화제는 분산제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 분산제로는 폴리에틸렌 옥사이드계 분산제, 또는 분자 내 카르복실기(carboxyl group)를 갖는 폴리카르본산계 분산제를 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 감응형 시멘트 혼화제의 재료 및 작용 기전을 간략하게 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 산화칼슘(CaO)과 에틸 셀룰로오스(EC) 결합제 및 분산제를 유기용매(에탄올:메틸벤젠(톨루엔), 중량비 1:4)에서 혼합하여 제조된 pH 감응형 시멘트 혼화제의 경우, 주변 환경의 pH가 저하되면 결합제가 분해되어 칼슘 이온과 수산화 이온을 방출한다. 이로써, 본 발명의 pH 감응형 시멘트 혼화제에 의해 시멘트 복합체의 pH가 자가회복되는 특성이 나타날 수 있다.
본 발명의 pH 감응형 시멘트 혼화제는 산화칼슘 및 결합제로 과립을 형성함으로써 제조될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 상기 시멘트 혼화제는 산화칼슘 및 결합제를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계; 및 상기 페이스트를 과립화하여 산화칼슘이 결합제로 결합된 과립 형태의 혼화제를 형성하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
상기 혼합 단계에서, 산화칼슘 및 결합제는 유기용매에서 혼합될 수 있다. 본 발명에서는, 결합제를 용해시키기 위한 용매로서 유기용매를 이용하므로 산화칼슘이 물과 반응하여 수산화칼슘으로 변하지 않고 과립 형태의 혼화제를 제조할 수 있다.
본 발명에서, 상기 유기용매로는 톨루엔, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 1,2-디클로로벤젠, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 부틸셀로솔브, 부틸셀로솔브아세테이트, n-메틸-2-피롤리돈, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아세톤, 시클로헥사논 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 산화칼슘의 함량은 페이스트 전체 중량에 대하여 80 내지 99중량%, 바람직하게는 90 내지 95중량%일 수 있고, 상기 결합제의 함량은 페이스트 전체 중량에 대하여 1 내지 20중량%, 바람직하게는 5 내지 10중량%일 수 있다.
또한, 상기 혼합 단계에서 분산제를 더 첨가할 수 있다. 상기 분산제로는 폴리에틸렌 옥사이드계 분산제, 또는 분자 내 카르복실기(carboxyl group)를 갖는 폴리카르본산계 분산제를 이용할 수 있다. 본 발명에서, 상기 분산제의 함량은 결합제의 중량에 대하여 0.1 내지 10중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5중량%일 수 있다.
본 발명에서, 각 성분을 혼합하고 교반하는 반죽 공정을 통해 페이스트를 제조한 다음, 과립화 단계를 수행한다.
상기 과립화 단계에서, 과립화는 공지의 과립화 공정을 통해 수행될 수 있으며, 예를 들어 페이스트를 압출기(extruder)에 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 압출기의 타공 스크린 망의 지름은 0.1 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.2 내지 1.0mm, 더 바람직하게는 0.3 내지 0.6mm일 수 있다.
또한, 구형화기(spheronizer)를 이용하여 압출기를 통과한 원추형의 과립을 구형의 과립으로 성형할 수 있다. 상기 구형화 공정은 원추형 과립을 200 내지 1,000rpm, 바람직하게 400 내지 800rpm의 조건에서 1 내지 10분, 바람직하게 2 내지 5분 동안 회전시킴으로써 수행될 수 있다.
상기 과립화 단계 이후, 과립을 건조하는 단계를 더 수행할 수 있다. 상기 건조는 분무 건조기, 열풍 건조기, 진공 건조기, 건조 오븐 등을 사용하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 과립화 단계 이후, 과립의 크기를 선별하는 정립 단계를 수행할 수 있다. 상기 정립은 과립이 덩어리를 형성하는 것을 방지하고 균일한 크기를 갖는 과립을 얻기 위한 것으로, 과립을 체에 통과시키는 방식으로 수행할 수 있다.
이와 같은 과립화 단계를 거쳐, 산화칼슘이 결합제로 결합된 과립형 시멘트 혼화제가 제조된다.
본 발명에 따르면, 과립의 표면에 코팅하는 작업 없이도 과립이 캡슐 형태를 유지할 수 있으므로, 혼화제의 제조 공정을 간소화할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함하는 시멘트 복합체 제조용 조성물을 제공한다.
본 발명의 시멘트 복합체 제조용 조성물은 시멘트 복합체의 원료인 시멘트, 골재 등과 함께, 상기 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함할 수 있다.
시멘트 원료에 본 발명의 pH 감응형 시멘트 혼화제를 혼입하면, 시멘트 복합체에서 탄산화 반응이 진행되어 pH가 저하되는 경우 혼화제에서 수산화이온(OH-)이 방출되어 시멘트 복합체가 자체적으로 알칼리성을 회복할 수 있으며 이산화탄소 흡수능이 증진될 수 있다. 또한, 본 발명의 혼화제는 시멘트 복합체에 혼입되더라도 시멘트 복합체의 성능을 저해하지 않으므로, 제조된 시멘트 복합체의 초기 강도가 우수하고 수화반응 지연 및 응결시간 지연의 문제가 발생하지 않는다.
본 발명에서, 상기 시멘트는 석회(CaO), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3) 등으로 이루어진 광물, 예를 들어 알라이트(3CaO·SiO2, C3S), 벨라이트(2CaO·SiO2, C2S) 등의 규산칼슘 화합물; 알루미네이트(3CaO·Al2O3, C3A), 페라이트(4CaO·Al2O3·Fe2O3, C4AF) 등의 간극상 화합물 등을 포함할 수 있다. 이러한 시멘트 성분은 물과 수화반응을 일으켜 수산화칼슘을 형성하게 되는데, 이에 따라 양생 기간이 지날수록 강도가 발현되고, 시멘트 복합체가 pH 11 이상, 바람직하게는 12 이상의 강알칼리성을 나타낸다.
상기 시멘트로는, 대표적으로 포틀랜드 시멘트(Portland　cement)를 사용할 수 있다. 포틀랜드 시멘트는 통상 알라이트(C3S)를 45 내지 60%, 벨라이트(C2S)를 15 내지 30% 정도 포함하고, 알루미네이트(C3A) 및 페라이트(C4AF)를 각각 10% 전후로 포함하는 시멘트로, 오늘날 전 세계적으로 널리 쓰이는 시멘트 재료이다. 상기 포틀랜드 시멘트는 성분의 비율에 따라 오디너리 포틀랜드 시멘트(ordinary portland cement), 중용열 포틀랜드 시멘트(moderate heat portland cement), 조강 포틀랜드 시멘트(early strength portland cement), 저열 포틀랜드 시멘트(low heat portland cement), 내황산염 포틀랜드 시멘트(sulfate resisting portland cement) 등으로 분류할 수 있으며, 용도에 따라 적합한 종류를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 시멘트로서, 포틀랜드 시멘트에 고로슬래그 미분말(ground granulated blast-furnace slag, GGBS), 플라이애쉬(fly ash, FA), 실리카 흄(silica fume), 천연 포졸란(pozzolan) 등의 광물 혼화재(mineral admixture)를 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 혼합 시멘트는 수화열이 낮고, 콘크리트와 같은 시멘트 복합체의 수밀성 및 장기재령에서의 강도가 우수하며, 원가를 절감할 수 있다는 장점이 있다. 다만, 광물 혼화재의 수화반응에 수산화칼슘이 사용되므로 시멘트 복합체의 염기성이 낮아지고 탄산화가 빠르게 진행되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따르면 시멘트 등의 원료에 pH 감응형 혼화제를 혼합하여 자체적으로 알칼리성을 회복할 수 있는 시멘트 복합체를 제조할 수 있으므로, 종래 혼합 시멘트에서 탄산화 반응으로 인하여 pH가 빠르게 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에서, 상기 골재는 시멘트와 혼합 사용되는 혼합재로서, 시멘트 복합체의 원료 비용을 저감하면서 건조 및 수축을 억제하고, 강도 및 내구성을 보강하는 역할을 한다.
상기 골재는 입자 크기를 기준으로 나눌 수 있으며, 10mm 체를 전부 통과하고 5mm 체를 85중량% 이상 통과하는 골재를 잔골재(fine aggregate), 5mm 체에 85중량% 이상 잔류하는 골재를 굵은골재(coarse aggregate)라고 한다. 일반적으로 잔골재로는 모래(규사)를, 굵은골재로는 자갈을 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 골재는 작업성, 강도, 내구성 등의 측면에서 시멘트 복합체의 전체 원료 중 40 내지 90중량%, 바람직하게는 50 내지 80중량% 포함될 수 있다.
본 발명의　시멘트 복합체 제조용 조성물은 필요에 따라, 착색제, 경화촉진제, 소포제, 분산제, 자외선 안정제, 자외선 차단제, 무기물 충진제, 유화제, 계면활성제, 점도조절제, 산화방지제 등에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 시멘트 복합체 제조용 조성물을 이용하여 제조되는 자가회복성 시멘트 복합체 구조물을 제공한다.
도 2는 본 발명에서 알칼리토금속의 산화물로서 산화칼슘(CaO)을 사용하는 경우를 예시로 하여, pH 감응형 시멘트 혼화제에 의한 시멘트 복합체 구조물의 pH 회복 기전 및 순환 작용을 도시한 것이다. 도 2에서 확인 가능한 바와 같이, 시멘트 복합체에서 수산화칼슘과 이산화탄소에 의한 탄산화 반응이 일어나 탄산칼슘 및 물이 형성되면, 본 발명의 pH 감응형 시멘트 혼화제에서 산화칼슘이 용출되고, 물과 반응하여 수산화이온을 형성한다. 따라서, 탄산화에 의해 저하된 pH를 회복할 수 있다. 또한, 이와 같은 시멘트 복합체의 알칼리성 회복에 의해 이산화탄소의 흡수 또한 지속적으로 일어날 수 있으므로, 이산화탄소 흡수능이 향상될 수 있다.
본 발명의 자가회복성 시멘트 복합체 구조물은 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함하는 시멘트 복합체 제조용 조성물에 물을 배합하고 양생함으로써 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 조성물에 물을 투입하면, 시멘트와 물이 수화반응을 일으켜 시멘트 복합체의 수화물이 형성된다. 예를 들어, 시멘트에 포함되는 알라이트(C3S), 벨라이트(C2S)와 같은 규산칼슘 화합물이 물과 반응하여 칼슘이온을 용출하게 되고, 높은 알칼리성이 되며, 동시에 규산이온이 수산화규산 이온으로 되어 칼슘이온과 결합함으로써 규산칼슘 수화물을 형성한다. 알라이트 및 벨라이트의 수화반응은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
2(C3S) + 6H2O → C3S2H3 + 3Ca(OH)2
2(C2S) + 4H2O → C3S2H3 + Ca(OH)2
물은 시멘트의 중량 대비 30 내지 70중량%, 바람직하게는 40 내지 60중량%의 비율로 포함될 수 있다. 시멘트를 물과 혼합할 때, 물의 양이 너무 많으면 반응하지 않고 남은 물에 의해 시멘트 복합체 구조물 내에 기공이 형성되어 강도 저하, 수축, 균열 등의 원인이 될 수 있다. 반면, 물의 양이 너무 적으면 유동성이 낮아 혼합이 힘들고, 성형 시 균일하게 재료를 충전하기 어려워질 수 있다.
상기 조성물에 물을 배합한 후, 이를 타설하고 양생함으로써 시멘트 복합체에 강도를 부여할 수 있다.
본 발명에서, 상기 양생은 7일 이상, 바람직하게는 28일 이상 수행될 수 있다. 이로써 시멘트 복합체에 강도가 충분히 발현되어, 45MPa 이상의 압축강도를 갖는 고강도 자가회복성 시멘트 복합체 구조물을 형성할 수 있다.
상기 양생은 시멘트 복합체에 수분을 가하고 마를 때까지 보존하는 습윤 양생(wet curing), 표면에 방수막을 형성하여 수분 증발을 방지하는 막 양생(membrane curing), 고온의 증기로 수화 반응을 촉진시키는 증기 양생(steam curing), 전열선을 배치하는 전열 양생(electric heat curing), 고온-고압 환경에서 양생하는 오토클레이브 양생(autoclave curing) 등의 방식으로 수행할 수 있다.
본 발명의 자가회복성 시멘트 복합체 구조물에서, pH 감응형 시멘트 혼화제는 구조물의 전체 용적(체적) 중 0.5 내지 10%, 바람직하게는 1 내지 8%, 더 바람직하게는 2 내지 6%의 체적비로 포함될 수 있다. 시멘트 복합체 구조물의 전체 용적에서 혼화제가 차지하는 부피가 너무 적으면 알칼리 회복 성능이 미미할 수 있으며, 부피가 너무 크면 시멘트 복합체의 강도가 저하될 수 있다.
본 발명의 자가회복성 시멘트 복합체 구조물은 내부에 철근을 포함하는 형태, 예를 들어 철근콘크리트 구조물일 수 있다. 구조물 내에 철근을 배근함으로써 시멘트 복합체의 인장강도를 보완할 수 있으며, 본 발명에 따른 시멘트 복합체의 높은 알칼리성으로 인하여 철근이 부식되지 않는다.
다만, 시멘트 복합체 구조물에서 탄산화 반응이 일어나면 구조물 내부에 위치하는 철근이 부식하고 팽창하여 구조물의 강도가 약해지고 균열이 생기는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 자가회복성 시멘트 복합체 구조물은 탄산화로 인해 pH가 저하되는 경우 pH 감응형 시멘트 혼화제로부터 수산화이온(OH-)이 용출되어 pH를 자가회복하는 특성을 나타낼 수 있으므로, 구조물 내부에 배치된 철근의 부식을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 혼화제는 시멘트와 혼화되더라도 시멘트의 성능을 저해하지 않으므로, 시멘트 복합체 구조물 건축 시 초기 강도가 우수하고 수화반응 지연 및 응결시간 지연의 문제가 발생하지 않는다.
실시예
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위하여 일부 실험방법과 조성을 나타낸 것으로, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
제조예: CaO 및 EC 결합제를 이용한 시멘트 혼화제(CaO-EC) 제조
주재료로 산화칼슘(CaO)을 이용하고, 결합제로 에틸 셀룰로오스(EC)를 이용하여 시멘트 혼화제(CaO-EC)를 제조하였다.
산화칼슘(주재료) 및 에틸셀룰로오스(결합제)를 93:7의 중량비로 하고, 결합제의 1중량%의 폴리에틸렌 옥사이드 분산제를 첨가하여 혼합한 후 톨루엔과 에탄올을 4:1의 중량비로 혼합한 용매를 첨가하여 리본믹서로 5분 동안 반죽하였다.
압출기(extruder)를 이용하여 반죽을 지름 0.5mm의 스크린에 통과시키고, 구형화기(spheronizer)에서 원추형 과립을 600rpm으로 3분 동안 회전시켜 구형의 시멘트 혼화제를 제조하였다.
비교예 1: Ca(OH) 2 , HPMC 결합제 및 HPMC 코팅제를 이용한 시멘트 혼화제(Ca(OH) 2 -HPMC/HPMC) 제조
주재료로 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 이용하고, 결합제 및 코팅제로 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)를 이용하여 혼화제(Ca(OH)2-HPMC/HPMC)를 제조하였다.
99.9%의 수산화칼슘 분체와 3cPs의 점도를 갖는 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)를 수산화칼슘 질량의 1%의 양으로 혼합하여 충분히 교반한 후 물을 용매로 하여 적당한 질기의 반죽으로 제작하였다.
그 다음, 로터리식 과립기를 사용하여 상기 반죽을 지름 0.8mm의 스크린에 통과시킴으로써 과립을 제조하였다. 과립을 건조시킨 후, 체눈크기가 0.6mm인 체에 통과시켰다. 팬코팅기를 이용하여 통과된 과립을 1% 농도의 HPMC 용액으로 코팅함으로써, 코팅층을 포함하는 과립형 혼화제를 제조하였다.
비교예 2: CaO, HPMC 결합제 및 EC 코팅제를 이용한 시멘트 혼화제(CaO-HPMC/EC) 제조
주재료로 산화칼슘(CaO)을 이용하고, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 결합제 및 에틸 셀룰로오스(EC) 코팅제를 이용하여 혼화제(CaO-HPMC/EC)를 제조하였다.
96%의 산화칼슘 분체와 3cPs의 점도를 갖는 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)를 산화칼슘 질량의 1%의 양으로 혼합하여 충분히 교반한 후 물을 용매로 하여 적당한 질기의 반죽으로 제작하였다.
그 다음, 로터리식 과립기를 사용하여 상기 반죽을 지름 0.8mm의 스크린에 통과시킴으로써 과립을 제조하였다. 과립을 건조시킨 후, 체눈크기가 0.6mm인 체에 통과시켰다. 팬코팅기를 이용하여 통과된 과립을 1% 농도의 에틸 셀룰로오스 용액으로 코팅함으로써, 코팅층을 포함하는 과립형 혼화제를 제조하였다.
실시예: 시멘트 혼화제를 포함하는 모르타르 시편 제조
오디너리 포틀랜드 시멘트(OPC) 500g, 모래(ISO 표준사) 1,375g 및 물 242.5g을 배합한 배합체에, 제조예 또는 비교예의 시멘트 혼화제를 각각 0, 1, 3 및 5%의 체적비로 혼입하여 모르타르 시편을 제조하였다. 시편은 KS F 4042 규격에 따라 40mmХ40mmХ160mm의 크기로 제조하였으며, 혼화제 혼입률은 전체 모르타르 시편 체적에 대한 체적비(%)를 의미한다.
실험예 1: 혼화제 첨가 여부에 따른 수산화칼슘 용액의 pH 변화 측정
혼화제의 pH 감응성을 확인하기 위하여, 포화 수산화칼슘 용액에서 pH 변화를 측정하였다.
500ml의 포화 수산화칼슘 용액에 제조예의 CaO-EC 혼화제를 5중량%로 혼입하고, 시간에 따른 pH 변화를 측정하였다. 대조군으로서 혼화제를 첨가하지 않은 수산화칼슘 용액(P)에 대해서도 동일한 시험을 수행하였다.
도 3은 각 용액에 대해 시간에 따른 pH 값을 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 3을 참고하면, 수산화칼슘 용액은 외부 환경에 의해 시간이 지날수록 pH가 감소하는 결과가 나타나는 반면, 제조예의 CaO-EC 혼화제를 혼입한 수산화칼슘 용액은 초기에 pH가 천천히 저하되며, 15일 이후에는 오히려 pH가 증가하는 결과를 확인하였다.
상기 실험 결과에 따라, 상기 CaO-EC 혼화제가 외부의 pH 변화에 감응하여 OH-를 방출함으로써 pH 회복 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 혼화제 종류에 따른 모르타르의 압축강도 변화 비교
실시예의 모르타르 시편을 수중양생하면서 재령 3일, 7일 및 28일 째에 만능시험기(Universal Testing Machine, UTM)로 압축강도(MPa)를 측정하였다.
표 1은 본 발명에 따른 제조예의 혼화제(CaO-EC, 체적비 5%) 및 비교예 1의 혼화제(Ca(OH)2-HPMC/HPMC, 체적비 5%)을 각각 혼입한 모르타르 시편과, 혼화제 미혼입(0%) 모르타르 시편의 압축강도 측정 결과를 나타낸 것이다.
모르타르 시편 3일 7일 28일
혼화제 미혼입 33.2 37.3 48.1
CaO-EC 혼입 32.4 36.7 49.4
Ca(OH)2-HPMC/HPMC 혼입 14.7 26.6 28.4
상기 압축강도 측정 결과로부터, 수산화칼슘을 이용하고 결합제 및 코팅제로 HPMC를 이용하여 제조한 서방형 혼화제의 경우, HPMC로 인하여 초기 수화반응 및 압축강도 발현이 지연되는 문제가 나타나는 것을 확인하였다.
그러나, 주재료로 CaO를, 결합제로 EC를 이용하고 코팅 없이 제조된 본 발명의 혼화제는 초기 수화반응 및 강도에 미치는 영향이 매우 적어, 혼화제 미혼입 시편과 유사한 수준을 나타낼 수 있음을 확인하였다.
실험예 3: 혼화제 종류 및 혼입량에 따른 모르타르의 압축강도 변화 비교
기존 드라이몰탈에서 pH 감응형 혼화제의 압축강도 영향을 확인하기 위하여, 드라이몰탈 제품(A사)에 시멘트 혼화제를 혼입하여 실시예의 방법으로 시편을 제작하고 수중양생하면서 재령 3일, 7일 및 28일 째에 만능시험기(Universal Testing Machine, UTM)로 압축강도(MPa)를 측정하였다.
표 2는 본 발명에 따른 제조예의 혼화제(CaO-EC) 및 비교예 2의 혼화제(CaO-HPMC/EC)을 각각 혼입한 모르타르 시편과 혼화제 미혼입(0%) 모르타르 시편의 압축강도 측정 결과를 비교하여 나타낸 것이다. 혼입률은 전체 모르타르 시편 체적에 대한 체적비(%)를 의미한다.
모르타르 시편 혼입률 3일 7일 28일
혼화제 미혼입 0 42.3 53.3 59.8
CaO-EC 혼입 1 42.4 52.8 58.4
3 41.8 52.4 58.6
5 39.7 51.6 56.5
CaO-HPMC/EC 혼입 1 33.1 47.8 48.8
3 15.6 31.9 34.7
5 14.7 26.6 28.4
상기 압축강도 측정 결과로부터, 내부 결합제로 HPMC를 사용하고 EC 코팅을 적용한 코팅 과립형 혼화제의 경우 모르타르 배합 과정에서 혼화제의 외벽이 파괴되어 내부의 HPMC와 반응함으로써 초기 수화반응이 지연되고, 강도 저하가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 코팅 없이 EC 결합제를 사용하여 제조된 본 발명의 혼화제는 초기 수화반응 및 강도에 미치는 영향이 매우 적어, 혼화제 미혼입 시편과 유사한 수준의 강도가 나타났다.
실험예 4: 혼화제 종류 및 혼입량에 따른 시멘트 응결 시간 비교
KS L ISO 9597 시멘트 응결 및 안정성 시험방법에 따라, 시멘트 페이스트 시편의 초결(initial) 및 종결(final) 시점을 측정하였다. 이 때, 초결 시점은 페이스트의 유동성이 없어지는 시점을 의미하고, 종결 시점은 고체의 특성이 나타나는 시점을 의미한다.
표 3은 본 발명에 따른 제조예의 혼화제(CaO-EC) 및 비교예 2의 혼화제(CaO-HPMC/EC)을 각각 혼입한 시편과 혼화제 미혼입(0%) 시편의 응결시간 측정 결과(분:초)를 나타낸 것이다. 혼입률은 전체 시편 체적에 대한 체적비(%)를 의미한다.
시멘트 페이스트 시편 혼입률 Initial Final
혼화제 미혼입 0 6:50 9:30
CaO-EC 혼입 1 6:40 9:35
3 6:50 9:50
5 6:40 9:45
CaO-HPMC/EC 혼입 1 7:20 10:15
3 10:40 14:25
5 12:30 16:40
상기 응결시험 결과로부터, 내부 결합제로 HPMC를 사용하고 EC 코팅을 적용한 혼화제의 경우 시멘트 페이스트 배합 과정에서 코팅이 손상되어 과립 내부의 HPMC에 의해 경화 지연 현상이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 코팅 없이 EC 결합제를 사용하여 제조된 본 발명의 혼화제는 응결시간에 미치는 영향이 미비한 결과가 나타났다.
이상으로 본 발명의 내용의 특정부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 형태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 산화칼슘(CaO), 및 에틸셀룰로오스를 포함하는 결합제(binder)의 혼합물을 포함하는 과립 형태의 pH 감응형 시멘트 혼화제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합제가 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 및 히드록시에틸셀룰로오스로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는, pH 감응형 시멘트 혼화제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화칼슘 및 결합제의 중량비가 80:20 내지 99:1인, pH 감응형 시멘트 혼화제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 과립의 평균 입경이 0.1 내지 2.0mm인, pH 감응형 시멘트 혼화제.
  5. 산화칼슘, 및 에틸셀룰로오스를 포함하는 결합제를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계; 및
    상기 페이스트를 과립화하여 과립 형태의 시멘트 혼화제를 제조하는 단계
    를 포함하는, pH 감응형 시멘트 혼화제의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 산화칼슘 및 결합제가 유기용매에서 혼합되는, pH 감응형 시멘트 혼화제의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 페이스트가 분산제를 더 포함하는, pH 감응형 시멘트 혼화제의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분산제가 폴리에틸렌 옥사이드계 분산제 또는 폴리카르본산계 분산제를 포함하는, pH 감응형 시멘트 혼화제의 제조방법.
  9. 시멘트, 골재 및 pH 감응형 시멘트 혼화제를 포함하는 자가회복성 시멘트 복합체 제조용 조성물로서,
    상기 pH 감응형 시멘트 혼화제가 산화칼슘, 및 에틸셀룰로오스를 포함하는 결합제의 혼합물을 포함하는 과립 형태인, 자가회복성 시멘트 복합체 제조용 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 pH 감응형 시멘트 혼화제가 복합체 전체 체적에 대하여 0.5 내지 10%의 체적비로 포함되는, 자가회복성 시멘트 복합체 제조용 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115925447A (zh) * 2022-12-29 2023-04-07 东南大学 一种润湿性对pH响应的改性剂及其使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3001221A1 (fr) * 2013-01-21 2014-07-25 Raymond Decros Formation d'un nouveau complexe calcio-cellulosique et ses applications
WO2016012662A1 (fr) * 2014-07-24 2016-01-28 Raymond Decros Complexe organo-minéral calcio-cellulosique, procédé de préparation et applications
KR102087707B1 (ko) * 2019-09-06 2020-05-26 주식회사 에코이앤씨 수산화칼슘 수용액과 친환경 탄산나노버블수 및 보수용 모르타르 조성물을 이용한 자기치유에 의한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보강 공법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3001221A1 (fr) * 2013-01-21 2014-07-25 Raymond Decros Formation d'un nouveau complexe calcio-cellulosique et ses applications
WO2016012662A1 (fr) * 2014-07-24 2016-01-28 Raymond Decros Complexe organo-minéral calcio-cellulosique, procédé de préparation et applications
KR102087707B1 (ko) * 2019-09-06 2020-05-26 주식회사 에코이앤씨 수산화칼슘 수용액과 친환경 탄산나노버블수 및 보수용 모르타르 조성물을 이용한 자기치유에 의한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보강 공법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Shuxian Hong 외 3인., Materials 2019, 12, 3966. 1부.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115925447A (zh) * 2022-12-29 2023-04-07 东南大学 一种润湿性对pH响应的改性剂及其使用方法

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