KR102482686B1 - 혼합 분말 및 수용성 포장재를 포함하는 콘크리트용 분말형 혼화제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리카르본산, 메타카올린(metakaolin), 리그닌 및 AE제(air entraining agent)로 이루어진 혼합분을 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 분말 형태의 콘크리트용 혼화제가 종래의 액상 형태보다 우수한 슬럼프, 감수율, 1일강도 및 28일 강도를 나타낼 뿐만 아니라, 본 발명의 콘크리트용 혼화제 조성물은 액상이 아닌 분말 형태이므로, 별도의 설비없이 직접 컨베이어벨트에 투여하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

혼합 분말 및 수용성 포장재를 포함하는 콘크리트용 분말형 혼화제 조성물{Powder-type admixture composition for concrete comprising mixed powder and soluble packaging material}
본 발명은 혼합 분말 및 수용성 포장재를 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물에 관한 것이다.
콘크리트가 경화(硬化)하기 전 또는 경화 후의 성질을 개량하기 위한 목적으로 시멘트, 물, 골재 이외에 콘크리트에 계획적으로 첨가하는 혼화재료 중 그 사용량이 콘크리트의 용적 계산에 영향을 미치지 않을 정도로 사용되는 것을 콘크리트혼화제 또는 단순히 혼화제라고 한다. 보통 시멘트량의 1% 전후가 사용되며, 포촐라나(pozzolana) 또는 플라이애시(fly ash) 등과 같이 비교적 다량으로 사용되는 혼화제와 구분된다.
시멘트는 그 3요소인 시멘트, 물 및 골재의 종류나 조합 또는 시공법에 의해어느 정도까지 만족할 수 있는 콘크리트를 만들 수 있지만, 최근 콘크리트에 대한높은 요구를 충족시키거나 여러 가지 결점을 해결하여 보다 경제적인 콘크리트를 제조하는 면에서 혼화제는 빼놓을 수 없는 것이다. 혼화제는 한 가지의 것이 몇 가지의 목적을 겸하고 있으므로 그 종류를 성질에 따라 분류하는 것은 어렵다. 그 중에서도 특히 많이 사용되고 있는 것은 분산제와 AE제(air entraining agent)이며, 이 양자만으로 전 혼화제의 90% 가까이를 차지하고 있다. 이들의 혼화제는 그 밖에경화 촉진이나 지연 작용도 포함시켜 사용되고 있으며, 분산제로서 공기 연행 작용을 겸해서 사용된다. 이 밖의 혼화제에는 방수제, 팽창제, 방수제, 발포제, 소포제, 착색제 등이 있으며, 내구성의 개선과 강도의 증진, 시행성의 향상 또는 철근의 발수 개량 등의 목적으로 각종 혼화제가 사용되고 있다. 콘크리트에 대한 요구조건을 충족시키는지를 사용 전에 시험 혼합에 의해 확인할 필요가 있다.
한편, 한국등록특허 제1086733호에 콘크리트용 폴리카르본산계 중합체 조성물 및 이를 포함한 콘크리트에 관한 기술이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0944238호에 콘크리트용 친환경 유동화제 조성물 및 친환경 콘크리트에 관한 기술이 개시되어 있으나, 아직까지는 본 발명의 혼합 분말 및 수용성 포장재를 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물에 대해서 개시된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 폴리카르본산, 메타카올린(metakaolin), 리그닌 및 AE제(air entraining agent)로 이루어진 혼합분말을 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물을 제공하고, 본 발명에 따른 분말 형태의 콘크리트용 혼화제가 종래의 액상 형태보다 우수한 슬럼프, 감수율, 1일강도 및 28일 강도를 나타내는 것을 확인함로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리카르본산, 메타카올린(metakaolin), 리그닌 및 AE제(air entraining agent)로 이루어진 혼합분말 및 수용성 포장재를 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물을 제공한다.
본 발명은 폴리카르본산, 메타카올린(metakaolin), 리그닌 및 AE제(air entraining agent)로 이루어진 혼합분말을 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 분말 형태의 콘크리트용 혼화제가 종래의 액상 형태보다 우수한 슬럼프, 감수율, 1일강도 및 28일 강도를 나타낼 뿐만 아니라, 본 발명의 콘크리트용 혼화제 조성물은 액상이 아닌 분말 형태이므로, 별도의 설비없이 직접 컨베이어벨트에 투여하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 폴리카르본산, 메타카올린(metakaolin), 리그닌 및 AE제(air entraining agent)로 이루어진 혼합분말을 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물에 관한 것이다.
상기 폴리카르본산, 메타카올린(metakaolin), 리그닌 및 AE제(air entraining agent)의 혼합분말은 15~30중량%의 폴리카르본산, 49~74중량%의 메타카올린(metakaolin), 10~20중량%의 리그닌 및 0.8~2.0중량%의 AE제(air entraining agent)인 것이 바람직하지만 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 혼합분말은 수용성 포장재로 포장할 수 있고, 상기 수용성 포장재는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol) 필름, 제라틴 필름, 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 필름 및 전분 필름 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다.
상기 AE제는 계면활성제의 일종으로, 모르타르 또는 콘크리트 중에서 미세한 기포를 포함시키기 위해 첨가되는 기포 안정제이며, 음이온계, 양이온계, 양성계 및 비이온계 계면활성제 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 리그닌 술폰산 나트륨을 주성분으로 하는 음이온계 계면활성제인 것이지만 이에 한정하는 것은 아니다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
실시예 1. 콘크리트 혼화제의 제조
하기 표 1에 개시한 구성 및 배합비율로 본 발명의 혼화제를 제조하였다. AE제는 리그닌 술폰산 나트륨을 주성분으로 하는 음이온계 계면활성제를 사용하였다.
분말 혼화제의 배합비
폴리카르본산 메타카올린 리그닌 AE제
실험예 1 15 중량% 74 중량% 10 중량% 1.0 중량%
실험예 2 30 중량% 49 중량% 20 중량% 1.0 중량%
실시예 2. 본 발명의 분말 혼화제의 성능 평가
[시험재료]
시멘트: 국내 S사에서 생산되는 KS L2501규정에 적합한 1종 포틀랜드 시멘트를 사용함.
굵은골재: 최대골재치수 25mm를 초과하지 않는 골재를 사용함.
잔골재: 국내 자연사를 채취하기 어려우므로 부순 모래를 사용함.
액상혼화제(비교예): 분말혼화제와 비교를 하기 위한 액상혼화제로 D사의 SP1000S를 사용함.
콘크리트 슬럼프 시험: 제작된 콘크리트의 사용 전에 그 일관성을 측정하는 것으로, 콘크리트 배합설계로 만들어진 콘크리트의 작업성을 확인하기 위해 거푸집같은 틀(슬럼프 콘)이 일정시간 후 제거된 후 일정시간 노출로 굳지 않은 콘크리트의 반죽질기를 측정함으로써 수행된다.
콘크리트 배합설계
시멘트량 물 굵은 골재 잔골재 혼화제
400kg 150kg 1020kg 950kg 2kg
(기준:골재 최대치수: 25mm, 호칭강도: 27Mpa, 슬럼프 값: 150mm)
표 2에 개시한 바와 같은 콘크리트 배합(배합디자인 1m3 기준)비로, 혼합하여 성능평가를 실시하였으며, 구체적으로는 굳지 않은 콘크리트의 유동성을 파악하기 위해 KS F 2402에 의거하여 슬럼프 시험을 실시하였다.
굳은 콘크리트의 강도 측정을 위하여 100(지름)×200(높이)mm 실린더형 공시체를 제작하여 봉 다짐으로 소정의 횟수만큼 다진 후, 비닐로 밀봉하여 24시간 후에 탈형하였다. 탈형 후에는 압축강도 측정 시일까지 20±3℃의 항온조에서 수중 양생하였다. 양생 후에는 KS F 2405의 규정에 따라 UTM으로 변위 제어법으로 0.015mm/s의 속도로 압축강도 측정 실험을 실시하였다.
그 결과 하기 표 3에 개시한 바와 같이, 종래의 액상 혼화제를 사용하는 것 대비 본 발명에 따른 분말 혼화제를 사용하는 경우, 슬럼프, 감수율, 1일강도 및 28일 강도가 증가한 것을 확인하였다.
혼화제에 따른 성능평가 결과
혼화제 슬럼프
(mm)		 감수율
(%)		 1일강도
(Mpa)		 28일강도
(Mpa)		 호칭강도(27Mpa 기준)대비
28일강도 증가율(%)
비교예(액상 혼화제) 150 18 10 32.9 121.2
실험예 1 170 20 12 36.8 136.3
실험예 2 230 25 15 40.1 148.5

Claims (5)

  1. 시멘트 100중량부에 대하여, 15~30중량%의 폴리카르본산, 49~74중량%의 메타카올린(metakaolin), 10~20중량%의 리그닌 및 0.8~2.0중량%의 AE제(air entraining agent)로 이루어진 혼합분말 0.5 중량부를 포함하는 콘크리트용 혼화제 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 혼합분말은 수용성 포장재로 포장된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 혼화제 조성물,
  4. 제3항에 있어서, 상기 수용성 포장재는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol) 필름, 제라틴 필름, 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 필름 및 전분 필름 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트용 혼화제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 AE제는 음이온계, 양이온계, 양성계 및 비이온계 계면활성제 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트용 혼화제 조성물.
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