KR102551313B1 - 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록 - Google Patents

염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록에 관한 것으로, 점자 블록의 강도 및 수밀성을 향상시키고 산업부산물을 활용함으로써 이산화탄소 발생량 저감은 물론 염분 및 동결방지제 등의 화학물질에 대해 높은 저항성을 가지는 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 고로슬래그와 이의 수화반응을 촉진시키기 위한 칼슘계 강도증진재가 프리믹싱된 고로슬래그 기반의 고강도 기능성 혼화재를 사용하고, 반응제어 촉진혼화제를 첨가하여 상기 프리믹싱된 고강도 기능성 혼화재의 반응시간 조절 및 잠재수경성 수화반응을 촉진시킴으로써 백색시멘트의 사용량을 줄이고 고로슬래그의 사용량을 높여 부산물 활용에 의한 생산단가를 낮추는 효과를 획득하며, 또한 종래에 비해 콘크리트의 유동성이 향상되고, 초기 및 장기강도 증진에도 우수한 효과를 나타내며, 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 향상시킨 표면층이 없는 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록에 관한 것이다.
상기 제조방법은 상기 백색시멘트 5.0~10중량%, 고강도 기능성 혼화재 9.0~14중량%, 굵은 골재 20~40중량%, 잔골재 40~60중량%, 반응제어 촉진혼화제 0.01~1.0중량%, 폴리카르본산계 고성능감수제 0.01~1.0중량%, 안료 0.5~1.5중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물에 관한 것을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록{the high-strength concrete braille block composition with the chlorine ion penetration resistance and the freezing and thawing resistance and concrete braille block using the same}
본 발명은 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록에 관한 것으로, 점자 블록의 강도 및 수밀성을 향상시키고 산업부산물을 활용함으로써 이산화탄소 발생량 저감은 물론 염분 및 동결방지제 등의 화학물질에 대해 높은 저항성을 가지는 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 고로슬래그와 이의 수화반응을 촉진시키기 위한 칼슘계 강도증진재가 프리믹싱된 고로슬래그 기반의 고강도 기능성 혼화재를 사용하고, 반응제어 촉진혼화제를 첨가하여 상기 프리믹싱된 고강도 기능성 혼화재의 반응시간 조절 및 잠재수경성 수화반응을 촉진시킴으로써 백색시멘트의 사용량을 줄이고 고로슬래그의 사용량을 높여 부산물 활용에 의한 생산단가를 낮추는 효과를 획득하며, 또한 종래에 비해 콘크리트의 유동성이 향상되고, 초기 및 장기강도 증진에도 우수한 효과를 나타내며, 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 향상시킨 표면층이 없는 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록에 관한 것이다.
최근 지구환경보전 및 자원재활용 측면에서 산업부산물을 콘크리트용 재료로 유영하게 활용하기 위한 기술개발이 다각적으로 이루어지고 있는데, 산업부산물의 대표적인 것으로는 고로슬래그 미분말와 플라이애시 등이 있다. 특히 이산화탄소 발생량 저감은 최근의 지구환경 보전을 위한 중요한 방법이므로, 우리나라 정부에서도 목표치를 설정하여 이산화탄소 발생량 저감을 위한 다각적인 노력을 경주하고 있다.
시멘트 산업은 이산화탄소를 많이 배출(시멘트 1톤 생산 시 CO2 발생량 : 931 ㎏)시키는 대표적인 산업이므로, 이산화탄소 저감을 위해서는 시멘트의 생산량을 줄이는 것이 효과적이지만, 건설산업을 지속적으로 유지, 발전시키기 위한 콘크리트 생산량은 일정량 확보되어야 한다. 그러므로 콘크리트의 결합재로 사용되는 시멘트의 역할을 대체할 수 있는 재료로써 고로슬래그 미분말(고로슬래그 미분말 1톤 생산 시 CO2 발생량 : 34 ㎏)이나 플라이애시(플라이애시 1톤 생산 시 CO2 발생량 : 3.5 ㎏)를 사용하는 것은 이산화탄소 발생량이 시멘트에 비하여 20분의 1 이하에 불과하므로 산업부산물의 재활용 효과는 물론 이산화탄소 저감효과를 획득할 수 있는 매우 유용한 방법임에 틀림없다.
선철 제조과정에서 발생되는 고로슬래그 미분말은 콘크리트에 적용 시 시멘트의 수화생성물인 수산화칼슘이나 황산염 등의 자극에 의해 수화반응이 진행되어 강도가 발현되는 잠재수경성이 있으나, 슬래그 자체만으로는 수경성이 없으므로 시멘트를 사용하지 않는 경우에는 알칼리 자극제와 함께 사용해야 한다.
상기 고로슬래그는 제철공정의 고로에서 발생되는 것으로, 특성에 따라 시멘트 첨가제, 콘크리트용 혼화재, 파쇄골재 등의 성분으로 제한적으로 이용되고 있으며, 최근 건축용 재료, 요업재료 등 다방면으로 활용되고 있다. 그중 고로슬래그는 고로에서 배출되는 슬래그를 서냉 또는 급냉하여 만들어지는데, 배출되는 슬래그에 고온의 가압수를 다량 분사하여 급냉시키면 모래형태의 고로수쇄슬래그가 생성되며 시멘트와 유사한 성분조성을 나타내어 반응성이 높아지는 반면, 고로수쇄슬래그 단독으로는 물과 반응하지 않아 수화반응이 거의 일어나지 않으나 특정한 조건하에서는 수화반응이 일어나므로 고로슬래그의 이러한 특성을 잠재수경성이라 한다.
예를 들면, 고로슬래그는 표면은 SiO2의 3차원 망목구조로 된 유리질의 피막이 존재하여 물과 접촉하여도 수화반응이 일어나지 않지만, 알칼리(Ca(OH)2, KOH, NaOH 등)가 존재하는 분위기나 황산염(CaSO4) 등의 자극을 받으면, 고로슬래그 표면의 유리질 피막이 파괴되어 SiO2, Al2O3, CaO, MgO 등의 이온들을 용출시키고 액상 중의 이온농도가 증가되면서 지속적으로 고로슬래그 입자를 자극하여 높은 수경성을 나타낸다.
고로슬래그의 수화반응을 간단히 설명하면, 먼저 고로슬래그가 물과 접한 직후에 Ca2++이 용출되고 그 표면에 투과성이 나쁜 SiO2 및 Al2O3의 사슬모양 결합에 의한 부정형의 산화피막이 형성되며, 이 유리질 피막으로 인해 고로슬래그 입자 속으로 물의 침투 및 고로슬래그 입자로부터의 이온의 용출이 억제되므로 수화반응은 진행되지 않는다.
그러나 알칼리 자극제를 함께 사용하여 고로슬래그의 잠재수경성을 자극시켜 수화반응을 촉진시키면 고로슬래그 입자에 OH-가 흡착되면서 유리질 피막이 파괴되어 내부에 존재하던 SiO2, Al2O3, CaO, MgO 등이 용출되고 반응이 시작되면서 자체에서 용출되는 알칼리 성분에 의해 pH가 높은 상태로 지속되는데, 이렇게 고로슬래그 입자의 유리구조를 형성하는 SiO2의 망목구조를 절단하는 역할을 하여 고로슬래그의 잠재수경성을 자극시키는 재료를 알칼리 자극제라고 한다.
일단 반응이 시작되면 고로슬래그는 자체에서 용출되는 알칼리 성분에 의해 높은 pH가 지속되고, 이 이상의 알칼리 자극제는 불필요하게 된다. 따라서 알칼리 자극제의 양은 초기 수화반응을 일으킬 수 있는 정도만 필요하며 이후의 반응은 고로슬래그 속에 함유되어 있는 CaO와 SiO2가 용출하여 지속적인 수화반응을 하며 C-S-H계의 수화물이 생성되어 경화현상이 일어나게 된다. 따라서 이와 같은 수화진행 메커니즘으로 인해 고로슬래그의 잠재수경성은 보통 포틀랜드 시멘트의 수화반응보다 초기의 수화 진행속도가 지연되게 되므로 고로슬래그 혼입한 콘크리트의 초기강도 발현은 지연되게 되지만, 수화반응 시간이 길어질수록 수화반응량도 증가되므로 장기강도는 보통 포틀랜드 시멘트만 사용한 경우보다 다소 증가되는 현상을 나타내게 된다.
한편, 화력발전소에서 산업부산물로 발생되는 석탄회는 크게 석탄이 보일러 내에서 연소될 때 보일러 하부로 낙하되는 괴상 또는 입경이 큰 바텀애시와 보일러 내의 연도 가스 내에 떠다니는 입자상의 재를 집진기로 포집한 미세한 입자인 플라이애시로 구분되는데, 이 중에서 시멘트 첨가제 및 콘크리트용 혼화재로 사용되는 것은 플라이애시로써 미연탄소분을 5% 이하로 분급하여 정제한 것이다.
플라이애시는 고로슬래그와 마찬가지로 일반적인 환경에서는 수화반응이 일어나지 않는 물질이지만, 입자 주위의 환경이 알칼리 분위기에서는 수화반응을 일으키는 포졸란 반응성이 있다. 예를 들어 시멘트와 플라이애시를 함께 사용하면 시멘트의 수화에 의해 생성된 pH가 약 12.5인 강알칼리성의 Ca(OH)2와 플라이애시의 유리질상 SiO2 및 Al2O3가 서서히 반응하여 C-H-S 수화물 등이 생성되어 반응하는 포졸란 반응이 나타남으로써 경화 현상이 일어나게 된다.
석탄회는 발전소의 보일러 타입에 따라 크게는 연소효율이 우수한 고발열량 유연탄을 사용하는 미분탄 보일러에서 나오는 석탄회와 연소효율이 낮은 저발열량 유연탄을 사용하는 순환유동층 보일러에서 나오는 석탄회로 분류될 수 있다. 현재 국내에는 미분탄 보일러를 사용하는 발전소가 대부분이나 고발열량 유연탄이 고갈되면서 점점 그 가격이 올라가 저가인 저발열량 유연탄을 사용하는 순환유동층 보일러가 대안으로 제시되고 있는 시점이다.
이러한 저발열량 유연탄을 사용하는 유동층 보일러에서 발생하는 순환유동층 보일러 애시는 노내 탈황 방식의 공정에서 발생되며, 탈황공정에서 생성되는 CaO분말과 SO3가 시멘트의 수화반응에 영향을 미치는 중요한 성분으로 작용하기 때문에 순환유동층 보일러 애시를 고로슬래그의 잠재수경성을 자극할 수 있는 자극제로 활용할 수 있도록 물리적 특성에 연구와 실험이 필요한 실정이다.
전술한 바와 같이, 고로슬래그를 이용한 시멘트 및 콘크리트 제조방법의 선행기술로는 등록특허 제10-1275435호의 "에어젯 밀을 이용한 고미분말 고로수쇄슬래그 혼합시멘트의 제조방법"의 구성은 고소수쇄슬래그를 얻어서 보통포틀랜트시멘트와 혼합한 후, 다시 알칼리활성제를 혼합하여 고로수쇄슬래그시멘트를 제조하여 시멘트 대체물질로 사용하고 있고, 그 이외에도 등록특허 제10-1167134호, 등록특허 제10-1078951호, 등록특허 제10-1272761호 등이 개시되었지만, 상기 선행기술들은 고강도 기능성 혼화재의 잠재수경성 수화반응 촉진 및 반응시간을 조절할 수 있는 반응제어 촉진혼화제의 역할은 하지 못하였다.
그리고 선행기술로 고로슬래그를 이용한 점자 블록에 대하여 살펴보면, 등록특허 제10-1747319호("점자블록 조성물 및 이를 이용한 점자블록 제조방법")에 개시된 바와 같이, "제철소에서 발생되는 부산물인 고로슬래그를 재활용하여, 압축강도 600∼700㎏/㎥, 휨강도가 6∼8㎏/㎥의 고강도 점자 블록을 제조할 수 있고, 내마모성이 우수하고, 염해, 동해, 화학약품에 대한 반응이 없으며, 완전방수가 이루어지므로, 물의 침투로 인한 문제가 발생되지 않으며, 열섬효과가 우수하여 여름철에 복사열로 인한 문제가 없으며, 겨울철에 햇빛을 흡수하므로 노면의 결빙 또는 동해에도 빨리 융해되며, 외부로 중금속 검출이 전혀 되지 않아 물, 흙 등을 오염을 시키지 않도록 하였다.
그러나 상기 등록특허는 표면층(상판)과 기층(하판)이 구분되어 있는 점자 블록에 대한 것으로 표면층이 없는 일체형 점자 블록인 본 발명과는 점자 블록의 단면구성 및 제조방법이 다르고, 고강도 기능성 혼화재의 수화반응 촉진 및 반응시간을 조절할 수 있는 반응제어 촉진혼화제의 역할은 포함되어 있지 않으며, 고강도 기능성 혼화재의 잠재수경성 수화반응을 촉진시켜 백색시멘트의 사용량을 줄임으로써 산업부산물 재활용에 의한 생산단가를 낮추는 효과를 찾아볼 수는 없었다.
그리고 본 발명에서 제시하고자 하는 시각장애인용 점자 블록에 대하여 살펴보면, 콘크리트 점자 블록은 표면에 점형이나 선형의 돌출부가 있는 위치 및 주의 표시용 점형블록과 유도 표시용 선형블록으로 구분되며, 시각장애인이 발바닥이나 지팡이로 돌출부를 감지하여 보행 위치와 방향의 안내 및 위험물의 주의 표시를 하기 위한 것이다.
점자 블록은 색상이 있는 유색의 블록인데, 시력이 매우 낮지만 빛과 색을 어느 정도 인지할 수 있는 시각장애인의 경우에 가장 쉽게 구별할 수 있는 색이 노란색이므로 국토부의 「교통약자의 이동편의 증진법 시행규칙 [별표1]」에서는 "점자블록의 색상은 원칙적으로 노란색을 사용하고, 상황에 따라 다른 바닥재의 색상과 구별하기 쉬운 것을 사용할 수 있다"라고 규정되어 있어, 최근에는 검정색 등의 다른 색을 사용하는 경우도 있다.
또한, KS F 4561(시각 장애인용 점자블록)에는 점자블록은 여러 가지 재질로 만들어질 수 있으며, 표준형의 치수는 다음의 [표 1]과 같이 규정되어 있고, 콘크리트제 점자블록의 성능은 [표 2]와 같이 규정되어 있다.
Figure 112023013245745-pat00001
Figure 112023013245745-pat00002
종래의 점자 블록은 고무제, 플라스틱제, 점토벽돌제 등 다양한 재질로 제조될 수 있으나, 그 중에서 콘크리트제 점자 블록이 가장 많이 사용되고 있다. 콘크리트 점자 블록은 건식방법과 습식방법으로 제조될 수 있는데, 건식방법으로 제조하는 점자 블록은 보통 굵은골재, 잔골재, 혼화재료, 시멘트 등을 혼합한 1차 보강용 콘크리트 (기층)을 타설한 후에 골재, 인조석, 착색재료, 백색시멘트 등을 혼합하여 기층 위에 두께 8㎜ 이상의 층(표면층)을 2차로 타설하여 가압성형하는 형태로 제조된다. 이로 인하여 기층과 표면층의 접착불량으로 인한 하자발생의 우려가 있고, 표면층 두께가 불균일하며, 2단계의 다소 복잡한 제조공정으로 이루어진다는 단점이 있다. 또한 표면층에도 백색시멘트를 사용하므로 이산화탄소 발생량이 많으며 제품의 가격상승 요인이 되기도 한다.
콘크리트 점자 블록은 강도에 대한 품질기준이 휨강도 5.0MPa 이상으로써 보통강도 수준에 불과하고 흡수율이 높은 다공질의 조직구조로 되어 있다. 따라서, 동절기에 공극내부 수분의 동결융해 반복작용에 의한 동해, 해수 및 제설제의 침투에 의한 염해 등에 의한 노후화가 진행되기 쉬우며, 강도가 낮을수록 자연파손이나 충돌파손에 취약하게 되어 하자발생이 빈번하게 된다. 그러므로 콘크리트의 내부공극이 적은 고강도 점자 블록을 사용할 필요가 있으며, 콘크리트 조직구조의 치밀성과 외부로부터의 수분이나 염분 및 화학물질 등의 침투를 억제하기 위한 수밀성을 확보할 필요가 있다.
한편 우리나라는 동절기에 영하의 기온으로 내려가는 기간이 길어 동결과 융해의 반복작용에 의한 콘크리트의 내구성 저하현상이 많이 발생될 수 있으며, 또한 강설로 인하여 도로에 제설제를 살포하는 경우가 많으므로 염해에 의한 내구성 저하현상도 많이 발생되게 된다. 특히, 점자 블록은 이러한 동결·융해 작용이나 제설제에 의한 염해 등에 직접적으로 노출되는 조건에서 사용되므로, 이러한 원인으로 인한 내구성 저하가 심각하게 우려되는 제품임에 틀림없다.
이러한 현상들에 의해 콘크리트 열화가 진행되면 콘크리트의 내구성이 저하되어 강도 저하, 균열, 박리, 파손 등의 노후화에 의한 성능저하가 진행되게 되며, 노후화가 진행된 콘크리트 점자 블록은 본래의 기능을 못하게 되고 하자발생 및 미관을 해치는 것은 물론이며 유지·보수 또는 교체를 위해 경제적 비용 손실이 발생하게 되므로, 콘크리트 점자 블록의 노후화를 방지하기 위한 조성물 및 제품의 개발과 사용이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1167134호 대한민국 등록특허 제10-1078951호 대한민국 등록특허 제10-1272761호 대한민국 등록특허 제10-1275435호 대한민국 등록특허 제10-1747319호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 백색시멘트의 사용량을 줄이고 산업부산물인 고로슬래그의 잠재수경성 수화반응을 촉진시키기 위하여 반응제어 촉진혼화제와 고강도 기능성 혼화재를 적용하여 기존 제품보다 높은 압축강도와 우수한 품질을 발현하는 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
아울러, 본 발명은 백색시멘트의 사용량을 대폭 줄이고 고로슬래그의 사용량을 대폭 증가시킴으로써, 고로슬래그 미분말을 재활용함으로써 이산화탄소 발생량을 크게 저감시키고 점자 블록 제품의 가격경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.
또한 고로슬래그 시멘트와 고로슬래그의 수화반응을 촉진시키기 위한 칼슘계 강도증진재가 프리믹싱된 고강도 기능성 혼화재와 수화반응 촉진작용 이외에도 수화반응의 급격한 촉진으로 성형성 및 장기강도에 미칠 수 있는 악영향을 방지하기 위하여 수화반응시간을 조절하기 위한 반응제어 촉진혼화제 및 콘크리트의 고강도화 및 흡수율 저감을 위한 폴리카르본산계 고성능감수제를 사용함으로써 종래에 비해 콘크리트의 유동성이 향상되고, 초기 및 장기강도 발현성이 우수하며, 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 향상시킨 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명에 따른 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록에 대하여 살펴보면, 반응제어 촉진혼화제, 고강도 기능성 혼화재, 콘크리트용 화학혼화제인 폴리카르본산계 고성능감수제, 안료를 포함하는 콘크리트 점자 블록 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 백색시멘트 5.0~10중량%, 고강도 기능성 혼화재 9.0~14중량%, 굵은 골재 20~40중량%, 잔골재 40~60중량%, 반응제어 촉진혼화제 0.01~1.0중량%, 폴리카르본산계 고성능감수제 0.01~1.0중량%, 안료 0.5~1.5중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물에 관한 것을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 백색시멘트는 화학성분 중 Fe2O3가 0.5%이하, 분말도 3000cm2/g 이상, 백색도 89 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 고강도 기능성 혼화재는 고로슬래그 미분말 30~50중량부, 칼슘계 강도증진제 50~70중량%를 프리믹싱한 것을 특징으로 하고, 고로슬래그의 수화반응을 촉진시키기 위한 상기 칼슘계 강도증진제는 천연무수석고, 이수석고, 반수석고, 탈황석고, 생석회, 탄산칼슘, 잠재수경성 및 포졸란계 화합물 중 적어도 하나 또는 그 이상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 고로슬래그의 수화반응 촉진작용 이외에도 수화반응의 급격한 촉진으로 성형성 및 장기강도에 미칠 수 있는 악영향을 방지하기 위하여 수화반응 시간을 조절하기 위한 상기 반응제어 촉진혼화제는 글리콜류, 리그닌류, 티오황산나트륨(Sodium Thiosulfate)으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 리그닌류는 칼슘리그노설포네이트와 나트륨리그노설포네이트 중 적어도 하나 혹은 그 이상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 화학혼화제는 고형분 24%의 폴리카르본산계 고성능감수제인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 굵은골재는 10㎜ 이하로 이루어지고, 사용된 잔골재는 석분, 세척사, 글래스샌드 중 적어도 하나 또는 그 이상을 사용하며, 5㎜ 이하로 이루어진 것을 특징으로 한다
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 점자 블록은 다음과 같은 효과가 있다.
- 본 발명은 습식 공정으로 제조한 일체형 시각 장애인용 점자 블록으로써, 반응제어 촉진혼화제 및 폴리카르본산계 고성능감수제의 사용으로 물-결합재비(Water Binder Ratio, W/B)를 낮추어 강도 및 수밀성이 향상되고, 염분 침투 저항성 및 동결융해 저항성도 향상되는 효과가 있다.
- 기층과 표면층(유색층)이 구분되어 있는 기존의 점자 블록에 비하여, 본 발명은 일체형 제품으로써 표면층(유색층)과 기층의 구분이 없으므로 제품 전체가 동일한 색으로 이루어지므로 기존의 유색층 깨짐 발생 시에 기층의 색상이 나타나게 되는 현상이 없이 동일한 색으로 유지되는 효과가 있으며, 기층과 표면층의 접착불량으로 인한 하자발생 방지, 표면층 두께의 불균일성 문제 제거 및 공정 단순화의 효과가 있다.
- 또한, 본 발명은 고로에서 선철 제조 시 부산물로 발생되는 고온의 용융상태인 슬래그에 물을 분사하여 급냉시켜 가공한 고로슬래그 미분말의 제조 시에 발생하는 이산화탄소 발생량(34 ㎏/ton)은 보통포틀랜드 시멘트 제조 시 발생량(931 ㎏/ton)의 20분의 1에도 미치지 않는다는 점에 착안하여, 백색시멘트의 일부를 산업부산물인 고로슬래그 미분말로 대체활용함으로써 지구온난화 대책으로 큰 효과가 있으며, 시멘트 제조를 위하여 필요한 천연석회석 자원개발과 이로 인한 산림훼손 및 제조 시의 막대한 전력에너지 소비를 감소시킬 수 있으므로 사회적, 환경적 측면에서도 매우 유익한 효과가 있다.
- 고로슬래그는 단독으로는 물과 반응하지 않아 수화반응이 거의 일어나지 않으므로 알칼리 자극제인 칼슘계 강도증진재를 혼입하여 슬래그의 수화반응을 촉진시켜 강도가 발현되도록 하였으며, 고로슬래그 미분말과 강도증진재를 프리믹싱한 제품(고강도 기능성 혼화재)을 사용함으로써 제품의 품질편차를 저감시키는 효과가 있다.
- 콘크리트의 수화반응속도가 너무 빠르면 경화가 빨라서 콘크리트의 타설이 불가능해지는 등의 성형성에 문제가 발생될 수 있으며, 반대로 수화반응속도가 너무 느린 경우에는 콘크리트가 경화되기까지의 시간이 많이 소요되어 공사의 진행이 늦어지게 되므로, 수화반응속도의 조절이 매우 중요하여 수화반응시간을 조절하기 위한 반응제어 촉진혼화제를 혼입함으로써 수화반응의 급격한 촉진 또는 과도한 지연에 의한 콘크리트의 유동성 및 성형성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
- 고로슬래그 시멘트를 사용한 콘크리트는 보통포틀랜드 시멘트를 사용한 콘크리트에 비하여 다음과 같은 원인에 의해 염해에 대한 방지효과가 있다.
ⅰ) 고로슬래그 시멘트를 사용하면 콘크리트의 내무조직이 치밀해 지고 모세관공극의 직경이 작아져서 염소이온 및 황산염 등의 확산이 적다.
ⅱ) 고로슬래그 시멘트는 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 생성량이 적고, 팽창성의 에트린자이트의 생성량이 적다.
ⅲ) 고로슬래그 시멘트는 염소이온을 많이 고정화시키는 성질이 있다.
그러므로 본 발명은 콘크리트 점자 블록이 염분에 직접적으로 노출되는 조건에서 사용된다는 점을 고려하여 고로슬래그 시멘트를 사용하여 염소이온 침투 저항성을 확보할 수 있도록 하였다.
- 콘크리트의 염해 및 동해 등의 내구성은 외부로부터 수분이나 염분 및 화학물질 등이 용이하게 침투할수록 가속화되므로, 내부공극이 적은 수밀성이 높은 고강도 콘크리트일수록 염해 및 동해 등의 내구성을 확보하기에 효과적이다. 그러므로 본 발명은 KS F 4561(시각 장애인용 콘크리트 점자 블록)에 규정되어 있는 품질기준(보통강도)보다 강도수준이 높은 고강도 콘크리트 점자 블록을 제조하여 염해 및 동해를 방지할 수 있도록 하였다.
- 기존의 점자 블록 제조공법으로 일반적으로 채용되고 있는 건식방법으로 제조하는 점자 블록은 보통 굵은골재, 잔골재, 혼화재료, 시멘트 등을 혼합한 1차 보강용 콘크리트 (기층)을 타설한 후에 골재, 인조석, 착색재료, 백색시멘트 등을 혼합하여 기층 위에 두께 8㎜ 이상의 유색층(표면층)을 2차로 타설하여 가압성형하는 형태로 제조되는 것에 비하여, 본 발명은 기층과 표면층(유색층)이 분리되지 않는 일체형이므로 기층과 표면층의 접착불량으로 인한 하자발생 방지, 표면층 두께의 불균일성 문제 제거 및 공정 단순화의 효과가 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예를 제시한다. 그러나 이하의 실시예는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐이며, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물의 주요구성은 반응제어 촉진혼화제, 고강도 기능성 혼화재, 콘크리트용 화학혼화제인 폴리카르본산계 고성능감수제, 안료를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
산업부산물인 고로슬래그를 활용함으로써 이산화탄소 발생량을 저감시키고, 고로슬래그 미분말과 이의 수화반응을 촉진시키기 위한 칼슘계 강도증진재가 프리믹싱된 고강도 기능성 혼화재, 슬래그의 반응시간을 조절하기 위한 반응제어 촉진혼화제, 폴리카르본산 고성능감수제 및 안료를 포함함으로써 종래에 비해 콘크리트의 유동성이 우수하고, 초기 및 장기강도 증진에도 우수하며, 하자발생이 적고, 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성이 우수한 콘크리트 점자 블록을 경제적으로 제조할 수 있다는 것을 특징으로 하고 있다.
일반적으로 점지블록은 시각장애인의 안전을 위하여 도로 등에 부설한 특수블록으로서, 발의 촉감으로 위치와 방향을 알 수 있도록 표면에 돌기가 형성된 것을 의미한다. 상기 점자 블록에는 보행자의 위치를 파악할 수 있도록 형성된 위치표시용과 시각장애인에게 보행방향을 제공하도록 형성된 방향표시용으로 구분할 수 있다. 전자인 위치표시용 점자 블록은 상판에 원형 돌기가 형성되며, 후자인 방향표시용 점자 블록은 선형의 돌기가 형성되어 있다.
여기서, 상기 위치표시용 점자 블록은 시각장애인을 유도할 필요가 있거나, 시각장애인에게 위험한 장소, 예를 들어 계단, 장애인용 승강기, 화장실, 지하철승강장 등의 장소 전방 또는 방향표시용 점자 블록이 시작, 교차, 굴절되는 지점에 설치되며, 상기 방향표시용 점자 블록은 보행을 유도하는 방향에 따라 연속하여 설치된다.
이러한 점자 블록을 생산하기 위해서는 제품의 색상을 구현하기 위하여 일반시멘트보다 단가가 높은 백색시멘트를 사용하므로(일반시멘트-약8~9만/ton, 백색시멘트 약25만/ton), 본 발명에서는 백색시멘트의 사용량을 줄이고, 산업부산물인 고로슬래그의 잠재수경성 수화반응을 촉진시킬 수 있도록 반응제어 촉진혼화제와 고강도 기능성 혼화재를 적용하여 습식공정으로 일체형의 점자 블록을 생산하기 때문에, 기존 제품보다 강도 및 내구성 등의 품질이 우수한 콘크리트 점자 블록 조성물을 제공하기 위한 것이다.
이에 대한 본 발명의 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물을 보다 구체적으로 살펴보면, 백색시멘트 5.0~10중량부, 칼슘계 강도증진재가 첨가된 고로슬래그 기반의 고강도 기능성 혼화재 9.0~14중량부, 굵은 골재 20~40중량부, 잔골재 40~60중량부, 반응제어 촉진혼화제 0.01~1.0중량부, 폴리카르본산계 고성능감수제 0.01~1.0중량부, 안료 0.5~1.5중량부를 포함하여 구성한다.
일반적으로 건식방법으로 생산하는 기층과 표면층이 구분되는 점자 블록에서 기층은 결합재로써 일반적으로 보통포틀랜드 시멘트를 사용하거나, 보통포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 미분말을 혼합한 고로슬래그 시멘트를 사용하기도 하며, 표면층에는 색상을 구현하기 위하여 백색시멘트를 사용한다. 그러나 본 발명은 기충과 표면층의 구분이 없는 일체형 점자 블록에 대한 것으로써, 점자 블록의 색상을 구현하기 위하여 결합재로써 고강도 기능성 혼화재 9.0~14중량부와 백색시멘트 5.0~10중량부를 사용함으로써 가격이 비싼 백색시멘트의 사용량을 대폭 감소시켜 경제성을 향상시킨 것이다. 그리고 상기 백색시멘트는 화학성분 중 Fe2O3 0.5% 이하, 분말도 3,000㎠/g 이상, 백색도 89 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고강도 기능성 혼화제, 반응제어 촉진혼화제, 폴리카르본산 고성능감수제를 사용하는 것으로써, 이를 사용한 본 발명의 점자 블록은 기존 고로슬래그 시멘트를 사용하는 경우에 비해 초기강도가 빠르고, 콘크리트 조직의 수밀성이 우수하며, 휨, 압축, 인장강도가 매우 우수한 고강도 특성을 갖고, 동결융해저항성, 염화물 이온 침투 저항성, 내마모성 등이 매우 우수한 고내구성의 점자 블록을 제공할 수 있는 효과가 있다. 따라서 고강도 기능성 혼화재는 백색시멘트의 대체재료로 사용이 가능한 것이다.
상기 고강도 기능성 혼화제는 고로슬래그 미분말 30~50중량부, 칼슘계 강도증진제 50~70중량부를 프리믹싱한 것을 특징으로 하고, 상기 칼슘계 강도증진제는 천연무수석고, 이수석고, 반수석고, 탈황석고, 생석회, 탄산칼슘, 잠재수경성 및 포졸란계 화합물 중 적어도 하나 또는 그 이상으로 이루어지는 것이다.
또한, 환경적으로 다양한 문제를 야기하는 시멘트의 사용량을 줄이고, 산업부산물인 고로슬래그를 재활용하여 이산화탄소 발생량을 저감함으로써 친환경적인 점자 블록을 제공할 수 있다. 또한 표면층이 없는 일체형 점자 블록이므로, 열화에 의하여 이미 파손된 점자 블록의 효과적인 보수가 가능하여, 점자 블록의 장기적인 공용성을 개선하여 유지관리 비용을 절감할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 사용되는 고로슬래그는 철강 산업부산물로서 주성분이 CaO와 SiO2 등으로써 시멘트와 그 조성이 유사하면서도 CO2를 발생시키지 않아 친환경적인 장점이 있다. 보다 구체적으로 상기 고로슬래그는 용광로 제선과정 중에서 발생되는 부산물인 슬래그의 배출 시에 고온 용융 상태의 고로슬래그를 살수 급냉함으로써, 평균입경 5 ㎜ 미만의 비결정질 알갱이 상태로 형성되는 수재슬래그를 사용할 수 있다. 또한, 상기 수재슬래그를 분말화하여 분말도가 4,000 내지 8,000 ㎠/g인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
그뿐만 아니라 고로에서 선철 제조 시 부산물로 발생되는 고온의 용융상태인 슬래그에 물을 분사하여 급냉시켜 가공한 고로슬래그 미분말은 유연탄 연소 시 발생하는 이산화탄소를 줄이고, 시멘트 제조에 필요한 천연석회석 자원과 막대한 전력에너지 소비를 감소시키는 친환경 원료로써, 이를 사용하여 사회적·환경적 측면에서 매우 경제적인 조성물 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 고로슬래그의 수화반응을 촉진시키기 위한 상기 칼슘계 강도증진재는 천연무수석고, 이수석고, 반수석고, 탈황석고, 생석회, 탄산칼슘, 잠재수경성 및 포졸란계 화합물 중 적어도 하나 또는 그 이상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 칼슘계 강도증진제로 사용하는 천연무수석고는 초기 강도증진, 경화시 건조수축에 의한 균열저감, 에트링자이트 생성을 위해 혼합되는 것으로, 고로슬래그의 자극제로서 탈황석고 및 천연무수석고가 상호 보완작용을 함으로써 무시멘트에 의해서도 적정의 강도(20Mpa)이상이 발현되도록 하여 친환경적이면서도 그 적용성이 큰 모르타르 조성물에 관한 것이다.
상기 고로슬래그는 물과 접촉될 경우 직접적으로 반응을 하지 않으나 수산기 이온 및 황산염 등과 접촉할 때 경화하는 잠재수경성을 가지고 있다. 기존에는 화학적 활성화제를 첨가하여 고로슬래그의 반응을 유도토록 하였으나, 이러한 화학적 활성화제의 과다사용에 따른 2차 오염의 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 화학적 활성화제 대신 탈황석고가 첨가되도록 하는데 상기 탈황석고는 산업 부산물로 이렇게 탈황석고를 자극제로서 첨가함에 따라 친환경적인면에서 유리하게 되는 것이고, 탈황석고는 그 자체로 품질변동 없어 치환율을 높일 수 있다. 단, 탈황석고만을 첨가하는 경우 응결지연 등에 의해 압축강도가 저하되는 문제가 있어 본 발명에서는 자극제로서 천연무수석고를 배합하게 되는 것이다.
천연무수석고에 포함된 삼산화황(SO3)과 산화칼슘(CaO)은 모르타르 혹은 콘크리트에 있어서 자극제역할을 수행하고 최종 시멘트 혹은 콘크리트의 강도 발현에 중요한 작용을 하는 요소인 바, 본 발명에서는 탈황석고를 주자극재로 첨가하면서 가격이 비싸고 전량 수입에 의존하는 천연무수석고를 첨가하여 탈황석고의 높은 치환율에 따른 단점인 강도를 보완하도록 한 것이다.
상기 이수석고(CaSO4 + 2H2O2)는 황산칼슘(CaSO4)을 주성분으로 하는 매우 부드러운 황산염 광물로서, 시멘트의 초기수화와 응결에 많은 영향을 미친다. 상기 이수석고는 주요 수화반응 활성화제 역할을 하는 SO3 2이온을 방출하여 산성피막을 파괴하는 역할과 동시에 내부에서 용출되는 물질과 반응하여 수화물을 생성한다. 더욱 효과적으로는 이수석고 상태의 폐석고를 습식비중선별에 의해 중화처리 및 중금속 등을 제거하고, 정제 이수석고를 고형화한 후 450~700℃에서 20~40분간 가열하여 무수석고로 전이시키며, 그 다음 분쇄 및 분급과정을 거쳐 3,000~6,000㎠/g으로 미분말화하여 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 이수석고는 침상의 결정으로 팽창의 특성이 있고, 생성된 수화물은 수축 특성이 있어서 콘크리트 균열의 영향이 되기도 하는바, 이수석고의 사용량을 제어할 필요가 있으며, 본 발명자들은 이수석고의 사용량을 확인하기 위하여 후술하는 바와 같이 실
상기 반수석고는 이수석고를 -600torr 이상의 감압 하에 75 ~ 150℃의 온도로 1 시간 이상가열하는 것으로, 감압가열에 의해 α형반수석고가 제조되며 상기 알파형 반수석고를 시멘트와 혼합하여 사용하는 경우 수축팽창율에서 거의 제로
상기 생석회는 팽창이나 수축되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 물과 혼합 시 에트린가이트 수화물을 생성하고, 이때, 발생한 열에 의해 콘크리트 조성물의 내구성이나 수분민감성에서 미흡한 점을 개선할 수 있도록 한다.
상기 생석회는 당업계의 통상적인 생석회라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 석회석을 1,100 내지 1,300℃에서 소성한 것을 사용하는 것이 좋다.
상기 탄산칼슘은 발전 배출가스인 CO2를 CaO와 직접 반응을 통하여 포집된 CO2 포집물 즉 CO2 포집 탄산칼슘이 첨가되도록 하는 것으로 CO2 포집 탄산칼슘의 분말도가 10,000∼15,000㎠/g 인 것으로 한정하는 것이며 이와 같이 고분말도의 CO2 포집 탄산칼슘이 배합되도록 하여 점자블록으로서 강도가 확보되도록 하는 것이다.
상기 잠재수경성 화합물은 포틀랜드 시멘트 클링커(Portland cement clinker), 용광로 슬래그 등을 분쇄하여 다양한 수경성 분체가 제조되고 있다. 예를 들면, 포틀랜드 시멘트는, 석회석, 점토, 고철(iron scraps) 등의 원료를 소성하여 얻어진 클링커에 적량의 석고를 첨가하고, 분쇄하여 제조된다.
그리고 잠재수경성 화합물은 물과 반응하여 경화하는 성질을 가지는 물질, 단일 물질에서는 경화성을 가지지 않지만, 2종 이상을 조합시키면 물을 통해 상호작용에 의해 수화물을 형성하여 경화하는 화합물 등이 포함된다.
상기 포졸란계 화합물은 점자 블록의 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 소성 분쇄 점토(분쇄 벽돌), 플라이애시(fly ash), 실리카 분진, 유혈암 애시(oil shale ash)(유혈암 = 역청질 석회 함유 혈암) 및 하소 카올린(calcined kaolin)(메타카올린)이 있다.
포졸란은 분쇄 벽돌, 플라이애시, 실리카 분진, 유혈암 애쉬 및 메타카올린으로 이루어진 군에서 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 고로슬래그의 수화반응 촉진작용 이외에도 수화반응의 급격한 촉진으로 성형성 및 장기강도에 미칠 수 있는 악영향을 방지하기 위하여 수화반응 시간을 조절하기 위한 상기 반응제어 촉진혼화제는 글리콜류, 리그닌류, 티오황산나트륨(Sodium Thiosulfate)으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 리그닌류는 칼슘리그노설포네이트와 나트륨리그노설포네이트 중 적어도 하나 혹은 그 이상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 글리콜이라는 용어는 탄소수 2 내지 6의 지방족 2가 및 3가의 알콜을 의미한다. 본 발명의 사용에 적합한 글리콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 글리세롤이다. 상기 조건을 만족시키는 다른 화합물은 이 기술 분야에서 종사하는 당업자에게는 자명할 것이다. 지금까지는 이러한 화합물이 경화촉진 성질을 가지는 것으로 알려지고 않고 미분 조제 및 경화 지연제로 주로 사용되었다.
이러한 이유로 이러한 화합물들이 경화촉진제의 일부로서 가치가 있다고 간주되지 않았다. 상기 언급한 글리콜이 시멘트 조성물에 경화촉진 성분만 부가하여 얻어지는 것보다 시멘트의 경화촉진을 증진 시키기 위하여 경화촉진성분과 함께 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 바람직한 증진효과를 가지는 시멘트 조성물이 글리콜 성분을 활용하는 것이다.
상기 리그닌류을 첨가함으로써 시멘트의 결합력을 증대시켜 블록의 강도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 유해한 시멘트의 양을 줄임과 동시에 펄프공업의 부산물인 리그닌을 재활용할 수 있어 친환경적이라는 장점을 갖는다.
또한, 티오황산나트륨(Sodium Thiosulfate)은 사진접착제, 유지의 표백제, 의약분석시약, 피혁용, 염료합성, 환원제, 중금속 중독 등에 사용된다. 여기서, 티오황산나트륨(Sodium Thiosulfate)은 시멘트의 독성물질을 완화 정착시키고, 최초 ｐＨ를 고정시켜 상당 기간이 지나도 그 ｐＨ를 그대로 유지시켜주는 역할을 한다.
상기 화학혼화제는 고형분 24%의 폴리카르본산계 고성능감수제인 것을 특징으로 한다. 상기 폴리카르본산계 고성능감수제의 사용으로 물-결합재 비(Water Binder Ratio, W/B)를 낮추어 강도 향상을 통한 고강도 콘크리트 점자 블록의 제조가 가능하며, 유동성 개선, 균열 방지 및 수밀성 향상으로 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성 향상의 효과가 있다.
일반적으로 골재는 잔골재와 굵은골재로 구분되는데, 본 발명에서 사용되는 굵은 골재는 10㎜ 이하로 20~40중량부를 혼합하고, 잔골재는 석분, 세척사, 글래스샌드, 규사 중 적어도 하나 혹은 그 이상으로 이루어진 것으로써 평균입경이 5㎜ 이하로 40~60중량부를 혼합하며, 안료는 0.5~1.5중량부를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 안료에는 무기 안료와 유기안료가 있다. 무기안료는 발색성분이 무기물로 이루어져 있으며, 일반적으로 열, 빛, 알칼리 등에 대해서 화학적으로 안정하며, 밑바탕 또는 골재의 색을 보이지 않게 하는 능력(hiding power)은 크지만 색조는 유기안료에 비해서 선명하지 않다. 유기안료는 색조가 선명하고 착색력도 크지만 열과 빛에 대하여 내구적이지 못한 것이 많고 변색되기 쉽다. 따라서 콘크리트 점자 블록의 요구성능 및 사용환경조건을 고려하여 안료의 종류 및 사용량을 결정해야 하며, 일반적으로 무기안료가 보다 적절한 착색재이다.
본 점자 블록의 칼라를 내기 위해서 사용되는 유기안료는 아조계, 프탈로시아닌계, 축합다환계 유기안료 중 어느 하나인 것이고, 무기안료는 산화철이 주성분인 적색, 황색, 흑색안료와 코퍼 프탈로시아닌계 발색단을 주성분인 녹색, 청색안료 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상이 조합된 무기계 안료이다.
상기 각 안료의 사용량은 총 사용재료량에 대해 0.5~1.5중량% 정도 사용한다.
상기 각 조성 성분들에 있어서, 수치한정범위의 상한을 초과하는 양을 사용하는 경우에는 완성된 콘크리트제품의 강도를 저하, 탈색 도의 증가 및 단가 상승의 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 못하며, 수치한정범위의 하한에 미달하는 양을 사용하는 경우에는 안료에 의한 착색효과, 광택효과를 충분하게 달성하지 못하는 문제점이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.
- 실시예 1 (점자 블록 현장실험 결과-피노콘)
[공시체 제작]
KS L 5105에 의거 5×5×5㎝의 큐빅(cubic) 형태의 몰드와 KS F 2403에 의거 Ø10×20㎝의 몰드를 사용하였으며, 30℃에서 24시간 양생 후 몰드에서 탈영하여 압축강도기를 사용하여 압축강도를 측정하였다.
비교예 1) 사용된 결합재(Bonder)는 U사의 백색시멘트 70중량%와 고로슬래그 미분말 30중량%를 혼합하였다.
실시예 1)사용된 결합재는 U사의 백색시멘트 50중량%와 고강도 기능성 혼화재 50중량%를 혼합하고 반응제어 촉진혼화제 1중량%를 첨가하였다.
각 재료를 혼합한 후 소정의 배합수(W/B 48%)와 유동화제 1중량%를 첨가하여 믹서기에서 혼합하였다. 재료들을 혼합한 반죽을 성형체 몰드에 넣고 2시간 동안 상온(20℃)에서 정치한 후 30℃에서 24시간동안 증기양생을 실시하였다. 양생 후 몰드에서 탈형하여 공시체를 얻었다.
상기 제조와 같이 반응제어 촉진혼화제 적용 실험을 진행하였다. 비교를 위해 비교예1과 백색시멘트에 반응제어 촉진혼화제를 첨가한 고강도 기능성 혼화재 혼합물에 대하여 양생 후 경화체의 강도를 비교하였다. 압축강도를 비교한 결과를 [표 3]에 의해 알 수 있었다.
Figure 112023013245745-pat00003
비교예 1 - 백색시멘트 : 고로슬래그 미분말 = 7 : 3
실시예 1 - 백색시멘트 : 고강도 기능성 혼화재 = 5 : 5
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 잠재수경성을 가지고 있는 고로슬래그의 사용량이 많을수록 초기 강도는 비교예 1에 못 미치지만, 양생 후 7일을 기준으로 실시예 1은 기준 배합인 비교예 1과 비교하여 105% 이상의 압축강도를 나타내었다. 이는 고로슬래그에 칼슘계 강도증진재 및 반응제어 촉진혼화제가 경화 촉진제로서 충분한 작용을 하였기 때문인 것으로 보인다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 백시멘트 5.0~10중량부, 고강도 기능성 혼화재 9.0~14중량부, 반응제어 촉진혼화제 0.01~1.0중량부, 고형분 24%의 폴리카르본산계 고성능감수제 0.01~1.0중량부, 안료 0.5~1.5중량부, 굵은 골재 20~40중량부, 잔골재 40~60중량부를 함유하되,
    상기 굵은골재의 크기는 10㎜ 이하로 이루어지고, 상기 잔골재의 크기는 5㎜ 이하로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자블록 조성물에 있어서,
    상기 잔골재는 석분, 세척사, 글래스샌드, 규사 중 적어도 하나 혹은 그 이상으로 이루어지며,
    상기 고강도 기능성 혼화재는 고로슬래그 미분말 30~50중량부, 칼슘계 강도증진제 50~70중량부이고,
    상기 칼슘계 강도증진제는 천연무수석고, 이수석고, 반수석고, 탈황석고, 생석회, 탄산칼슘, 잠재수경성 및 포졸란계 화합물 중 적어도 하나 또는 그 이상으로 이루어지고,
    상기 반응제어 촉진혼화제는 글리콜류, 리그닌류, 티오황산나트륨(Sodium Thiosulfate)으로 이루어지고,
    상기 고강도 콘크리트 보차도 점자 블록의 칼라를 내기 위해 무기안료 또는 유기안료 첨가는 안료의 사용량을 총 사용재료량에 대해 0.5~1.5중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물.
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  5. 제 1항의 염소이온 침투 저항성 및 동결융해 저항성을 강화한 고강도 콘크리트 점자 블록 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 콘크리트 점자 블록.

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