KR102589002B1 - 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물 - Google Patents
나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102589002B1 KR102589002B1 KR1020220137564A KR20220137564A KR102589002B1 KR 102589002 B1 KR102589002 B1 KR 102589002B1 KR 1020220137564 A KR1020220137564 A KR 1020220137564A KR 20220137564 A KR20220137564 A KR 20220137564A KR 102589002 B1 KR102589002 B1 KR 102589002B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- parts
- binder
- concrete composition
- nanocarbon material
- Prior art date
Links
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 45
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 10
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims description 7
- VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M sodium thiocyanate Chemical compound [Na+].[S-]C#N VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 6
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims description 4
- 150000004992 toluidines Chemical class 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 3
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 claims description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims description 3
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims description 3
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 229910001341 Crude steel Inorganic materials 0.000 claims 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N octyltriethoxysilane Chemical compound CCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011433 polymer cement mortar Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/022—Carbon
- C04B14/026—Carbon of particular shape, e.g. nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
- C04B20/008—Micro- or nanosized fillers, e.g. micronised fillers with particle size smaller than that of the hydraulic binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
- C04B20/023—Chemical treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/085—Acids or salts thereof containing nitrogen in the anion, e.g. nitrites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/02—Alcohols; Phenols; Ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
- C04B24/121—Amines, polyamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
- C04B24/122—Hydroxy amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/2641—Polyacrylates; Polymethacrylates
- C04B24/2647—Polyacrylates; Polymethacrylates containing polyether side chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0032—Controlling the process of mixing, e.g. adding ingredients in a quantity depending on a measured or desired value
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
본 발명은 분산성이 확보된 나노탄소소재에 의한 필러 및 수화 촉진 효과에 따라 조강 성능이 발현되는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 「결합재, 잔골재, 굵은골재 및 물이 배합 조성되고, 나노탄소소재가 결합재 대비 0.025~0.1 wt% 첨가되어, 재령 18시간 압축강도가 상기 나노탄소소재 미첨가 시 대비 20% 이상 향상 발현되는 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물」을 제공한다.
본 발명은 「결합재, 잔골재, 굵은골재 및 물이 배합 조성되고, 나노탄소소재가 결합재 대비 0.025~0.1 wt% 첨가되어, 재령 18시간 압축강도가 상기 나노탄소소재 미첨가 시 대비 20% 이상 향상 발현되는 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물」을 제공한다.
Description
본 발명은 분산성이 확보된 나노탄소소재에 의한 필러 및 수화 촉진 효과에 따라 조강 성능이 발현되는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
그래핀(Graphene), CNT(Carbon nanotube) 등의 나노탄소소재는 기계적, 화학적, 열적, 전기적 특성이 우수하다. 이러한 나노탄소소재는 다양한 매트릭스(Matrix)에 첨가될 때, 구조적 강도 및 내구성 향상, 열전달성 향상, 전기전도성 부여 등의 효과가 발현되므로 다양한 분야에 적용이 가능하다. 최근 콘크리트 기술 분야에서도 물리적 성질이 우수한 나노탄소소재를 적용하여 콘크리트의 내구성 및 압축강도를 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 발명은 콘크리트 조성물의 조강 성능 발현을 위해 나노탄소소재에 의한 필러 및 수화 촉진 효과를 이용하되, 상기 나노탄소소재의 분산성을 확보하고,
독자적으로 개발된 특허 제1989505호 및 특허 제2181656호를 상기 나노탄소소재와 복합 적용하여 조강성 및 경화촉진 면에서 시너지 효과가 발현되도록 하는,
나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물을 제공하기 위한 것이다.
전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 「결합재, 잔골재, 굵은골재 및 물이 배합 조성되고, 나노탄소소재가 결합재 대비 0.025~0.1 wt% 첨가되어, 재령 18시간 압축강도가 상기 나노탄소소재 미첨가 시 대비 20% 이상 향상 발현되는 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물」을 제공한다.
상기 나노탄소소재에는 표면개질 다중벽 탄소나노튜브(SM-MWCNT, Surface Modified Multi-Walled Carbon NanoTube), 그래핀 기능화 탄소나노분말(GFCNP, Graphene Functionalized Carbon Nano Powder) 및 실리케이트 기능화 그래핀(SFG, Silicate Functionalized Graphene) 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있다.
상기 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)는, 질산(HNO3)에 교반 후 세척함으로써 표면에 카르복실기(-COOH) 및 하이드록실기(-OH) 중 어느 한 가지 이상이 결합된 것을 적용할 수 있다.
상기 그래핀 기능화 탄소나노분말(GFCNP)은 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 아세틸블랙, 흑연 층간 물질(GIC, Graphite Intercalation Compound), 팽창흑연 및 활성탄 중 어느 하나 이상의 상용탄소원 100 중량부 대비 환원산화그래핀(rGO, Reduced Graphene Oxide) 및 산화그래핀(GO, Graphene Oxide) 중 어느 하나 이상의 그래핀 산화물이 1 내지 100 중량부 혼합된 것을 적용할 수 있다.
상기 실리케이트 기능화 그래핀(SFG)은 산화그래핀(GO)에 실리케이트기가 결합된 것을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물에는,
결합재 대비 0.5~2.0 wt% 첨가되는 감수제와 결합재 대비 0.3~0.5 wt% 첨가되는 조강성 첨가제를 혼합 적용하되,
상기 조강성 첨가제는 티오시안나트륨(sodium thiocyanate, NaSCN) 0.1~50 중량부; 디에탄올아민(diethanolamine, DEA) 0.1~30 중량부; 글리세롤(glycerol) 0.1~30 중량부; 및 질산칼슘(calcium nitrate, Ca(NO3)2) 10~70 중량부 및 톨루이딘(toluidine) 0.1~10 중량부; 를 포함하여 조성된 것을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물에는 경화 촉진제를 결합재 대비 2.0~3.5 wt% 더 첨가하되,
상기 경화 촉진제는 ,
물 100 중량부 대비 수산화나트륨 0.5~2 중량부, 규산나트륨 2~4 중량부, 질산칼슘 25~52 중량부를 교반하여 제조한 규산칼슘 분산액을 제조하고,
상기 규산칼슘 분산액 100 중량부에 폴리카르복실레이트계 혼화제 5~10 중량부를 혼합하여 교반하고,
습식 나노 액상 분쇄장치에 의한 분쇄공정을 90~180분 지속하여 입자 비표면적이 20~30 ㎡/g이 되도록 함으로써 제조된 것을 적용할 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 구성들을 포함하되,
결합재 380~450 kg/㎥; 굵은골재 800~850 kg/㎥; 잔골재 900~950 kg/㎥; 물-결합재비(W/B) 40~45 wt%; 및 잔골재율 50~55 vol%; 배합으로,
굵은골재 최대치수 25 ㎜, 재령 28일 압축강도 30 MPa, 슬럼프 210 ㎜ 규격 기준을 충족시키도록 조성된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물을 함께 제공한다.
본 발명이 제공하는 기술사상을 통해,
분산성이 확보된 나노탄소소재가 콘크리트 조성물의 조강 성능 발현해 기여토록 할 수 있고,
특허 제1989505호에서 도출되는 조강성 첨가제와, 특허 제2181656호에서 도출되는 경화 촉진제를 복합 적용하여 콘크리트 조성물의 조강 성능 및 경화 촉진 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명은 물리적 특성이 우수한 나노탄소소재 및 나노탄소소재 기반의 소재가 콘크리트 매트릭스에 보강제로 적용되어 조기 압축강도 성능이 우수하게 발현되는 조강 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 「결합재, 잔골재, 굵은골재 및 물이 배합 조성되고, 나노탄소소재가 결합재 대비 0.025~0.1 wt% 첨가되어, 재령 18시간 압축강도가 상기 나노탄소소재 미첨가 시 대비 20% 이상 향상 발현되는 것을 특징으로 하는 조강 콘크리트 조성물」을 제공한다.
탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene) 등의 나노탄소소재는 강성, 인장강도, 내마모성 등의 기계적 특성이 우수하나, 비표면적이 크기 때문에 콘크리트 조성물 내에서 분산성이 문제되어 왔다. 본 발명의 발명자는 여러 실험을 통해 나노탄소소재가 콘크리트 조성물의 조기 강도 발현에 기여함을 확인하였으나 분산성이 확보되지 않는 상태에서는 나노탄소소재에 의한 조기 강도 발현 성능에 한계가 있었다.
이에 본 발명에서는 상기 나노탄소소재로서, 표면개질 다중벽 탄소나노튜브(SM-MWCNT, Surface Modified Multi-Walled Carbon NanoTube), 그래핀 기능화 탄소나노분말(GFCNP, Graphene Functionalized Carbon Nano Powder) 및 실리케이트 기능화 그래핀(SFG, Silicate Functionalized Graphene) 중 어느 하나 이상을 적용하여 상기 나보카본소재의 분산성이 확보되도록 한다.
상기 SM-MWCMT, GFCNP 및 SFG는 표면개질(Functionalized) 및 수 분산 처리를 통해 충분한 분산을 확보한 것이고, 분산성이 향상된 나노탄소소재는 콘크리트 매트릭스 내에서 필러 및 수화 촉진의 메커니즘에 의해 콘크리트의 조기압축 강도향상 성능을 충분히 발현할 수 있게 된다(동일 배합 및 동일 양생조건에서 나노탄소소재 미 포함 콘크리트 조성물 대비 재령 18시간 압축강도는 최대 137%까지 향상, 재령 24시간 압축강도는 최대 141%까지 향상).
이하에서는 구체적인 실시예와 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
아래 [표 1]은 조강성능 검토를 위한 본 발명 실시예와 비교예의 콘크리트 배합표이다. 굵은골재 최대치수 25 ㎜, 재령 28일 압축강도 30 MPa, 슬럼프 210 ㎜ 기준 콘크리트 배합(25-30-210 배합)에 맞추어 시험을 진행하였다.
이하의 모든 실시예와 비교예는 위의 [표 1]에 나타난 바와 같이 결합재(B) 400 kg/㎥, 굵은골재(G) 827 kg/㎥, 잔골재(S) 925 kg/㎥, 물-결합재비(W/B) 42.5 wt% 및 잔골재율(S/a) 53.0 vol% 로 배합 조건을 통제하였다. 상기 결합재(B)는 시멘트를 기반으로 하되 고로슬래그 미분말(S/P)을 40 kg/㎥ 포함시켰다.
아래 [표 2]는 나노탄소소재 첨가 여부 및 첨가된 나노탄소소재 종류에 따른 재령 초기 압축강도 시험결과를 정리하여 나타낸 것이다. 감수제(AD)는 결합재 대비 0.5~2.0 wt% 첨가될 수 있으나, 이하의 시험예에서는 결합재 대비 1.0 wt% 만큼을 첨가하였다.
[표 2]에서 Plain은 실시예들과 타 배합조건은 동일하되 나노탄소소재는 첨가되지 아니한 콘크리트 조성물이다. 실시예 2 내지 5의 재령별 압축강도 데이터 아래에는 Plain 대비 압축강도 비율을 괄호 안에 병기했다(이하 '시험 그룹 1').
실시예 1은 상기 나노탄소소재로 표면개질 다중벽 탄소나노튜브(SM-MWCNT, Surface Modified Multi-Walled Carbon NanoTube)를 적용한 콘크리트 조성물이다. 실시예 1에 적용된 SM-MWCNT는 질산(HNO3)에 교반 후 세척함으로써 표면에 카르복실기(-COOH) 또는 하이드록실기(-OH)가 결합되도록 하고 초음파 처리(Tip Sonication)로 고형분 1 wt%가 충분히 분산된 수분산액상으로 제조하였다.
실시예 1에서는 상기 수분산액 중의 물 중량만큼을 배합수 중량에서 제외하였으며, 이러한 사항은 이하의 모든 실시예에서 동일하다.
아래 [참고도 1]은 MWCNT의 표면을 개질하여 분산성이 향상된 SM-MWCNT를 제조하는 과정의 개념도이다.
[참고도 1]
실시예 2는 상기 나노탄소소재로 그래핀 기능화 탄소나노분말(GFCNP, Graphene Functionalized Carbon Nano Powder)을 적용한 콘크리트 조성물이다. 상기 GFCNP는 상용탄소원과 그래핀 산화물을 혼합하고, 기계적, 화학적, 전기적 방법을 통해 탄소 층수를 200층 이하로 제어 구성한 물질이다.
상기 상용탄소원으로는 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 아세틸블랙, GIC(GIC, Graphite Intercalation Compound), 팽창흑연 및 활성탄 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있고, 상기 그래핀 산화물로는 환원산화그래핀(rGO, Reduced Graphene Oxide) 및 산화그래핀(GO, Graphene Oxide) 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있다.
상기 GFCNP는 상기 상용탄소원 100 중량부 대비 상기 그래핀 산화물 1 내지 100 중량부 혼합하여 제조할 수 있으며, 실시예 2에 적용된 GFCNP의 구체적인 제조방법은 다음과 같다.
우선, 그래핀 산화물 제조를 위해 1) 팽창흑연을 황산 및 과망간산칼륨과 1시간 반응시켜 산화흑연 슬러리를 제조하고, 2) 산화흑연 슬러리를 염산으로 세척하고 필터링, 정제하여 케이크(cake) 상태 물질을 제조한다. 3) 상기 케이크 상태 물질을 원심분리로 추가적으로 정제한 후, 4) 정제된 수용액을 건조하여 산화그래핀(GO) 분말을 얻을 수 있고, 5) 상기 산화그래핀(GO) 분말을 환원하여 환원산화그래핀(rGO) 분말을 얻을 수 있다.
이후 상기 상용탄소원과 상기 그래핀 산화물 수용액을 소정의 비율로 혼합(실시예 2에서는 팽창흑연과 산화그래핀 수용액을 중량비 7:3로 혼합)한 뒤 초음파 처리(Tip Sonication)를 통해 혼합수용액(시험예 2에서는 고형분 1 wt%가 충분히 분산된 혼합수용액)을 제조할 수 있다.
실시예 3은 상기 나노탄소소재로 실리케이트 기능화 그래핀(SFG, Silicate Functionalized Graphene)을 적용한 콘크리트 조성물이다. 상기 SFG는 산화그래핀(GO)에 실리케이트기가 결합된 것이다. 실시예 3에 적용된 SFG의 구체적인 제조방법은 다음과 같다.
MEK(Methyl Ethyl Ketone) 용액 내에 팽창흑연 10g과 실리콘 산화물을 포함한 고분자 화합물 중 VTMS(Vinyltrimethoxysilane) 6.75 mmol을 넣고 질소 퍼지(purge) 처리 후, 80℃로 조절된 가열 맨틀(heating mantle) 적용 조건 하에서 8시간 교반한다. 교반 후 생성된 용액에서 MEK를 증발시키고, 이후 초음파 처리(Tip Sonication)를 통해 고형분 1 wt가 충분히 분산된 혼합수용액을 제조한다. 이때의 고형분이 곧 실리케이트 기능화 그래핀이다. 상기 실리콘 산화물을 포함한 고분자 화합물은 VTMS 외에 TEOS(tetraethoxysilane), n-octyltriethoxysilane, 실록산(siloxane) 등을 예시할 수 있다.
아래 [참고도 2]는 팽창흑연을 원료로 하여 SFG를 생성하는 과정의 개념도이다.
[참고도 2]
위와 같은 SFG는 표면에 CaO, SiO2 등이 결합한 후 수화 및 결정 성장이 시작되므로 수화 및 결정 성장의 씨드(seed)로 작용하여, 조기 압축강도 성능 및 조직 치밀화 등의 효과가 도출되는 것으로 검토된다.
위의 실시예 1 내지 실시예 3은 적용된 나노탄소소재의 종류는 상이하나, 나노탄소소재 첨가량은 결합재 대비 0.025 wt%로 통제하였다. 상기 결합재 대비 0.025 wt%는 조강성 발현을 위한 최소 함량으로서, 결합재 대비 0.025 wt% 미만 함량으로는 나노탄소소재에 의한 필러 및 수화 촉진 효과를 기대하기 어렵다.
실시예 1 내지 3 모두 Plain 보다 재령 18시간, 24시간, 48시간 압축강도가 모두 높게 발현되었으며, 슬럼프는 모두 Plain과 동등 이상의 수준으로 나타났다. SFG를 적용한 실시예 3에서 각 재령별 압축강도가 가장 높게 나타났다. 재령 18시간을 기준으로 볼 때, 압축강도 향상 효가가 가장 낮았던 실시예 1에서 Plain 대비 20% 향상되었다.
한편, [표 2]에서 실시예 4 및 실시예 5는 나노탄소소재로 SFG를 첨가하되, 그 첨가량을 결합재 대비 0.05 wt%, 0.1 wt%로 각각 증가시켜 조강성능을 검토한 결과이다.
SFG를 결합재 대비 0.05 wt% 첨가한 실시예 4에서 재령별 압축강도가 가장 높ㄴ게 나타났으며, SFG를 결합재 대비 0.1 wt% 첨가한 실시예 5에서는 실시예 4에 비해 재령별 압축강도가 동등 이하 수준으로 나타나, SFG를 결합재 대비 0.1 wt% 초과하는 양으로 첨가하는 것은 콘크리트 조성물의 조강 성능 발현에 크게 기여하지 않는 것으로 판단된다.
아래 [표 3]은,
위의 [표 1]에 나타난 Plain 시험체에 조강성 첨가제를 추가로 첨가한 비교예 1, 상기 비교예 1을 기반으로 실시예 1 내지 3과 대응하도록 SM-MWCNT, GFCNP, SFG를 각각 첨가한 실시예 6 내지 8(이하 '시험 그룹 2')과
상기 비교예 1에 경화촉진제를 더 첨가한 비교예 2, 상기 비교예 2를 기반으로 실시예 1 내지 3과 대응하도록 SM-MWCNT, GFCNP, SFG를 각각 첨가한 실시예 9 내지 11(이하 '시험 그룹 3')에 대한 재령 초기 압축강도 시험결과를 정리하여 나타낸 것이다.
상기 실시예 6 내지 8, 실시예 9 내지 11에 각각 첨가되는 SM-MWCNT, GFCNP, SFG는 실시예 1 내지 3과 함께 설명된 사항과 동일하다.
상기 시험 그룹 2,3에서는 모두 감수제(AD)에 조강성 첨가제를 더 포함시켰다. 상기 조강성 첨가제는 결합재 대비 0.3 wt% 첨가되었으며, 특허 10-1989505에 기재된 기술을 응용하여 적용된 것이다.
위 [표 3]에서 비교예와 실시예들의 재령별 압축강도 데이터 아래에는 비교예 대비 압축강도 비율을 상부 괄호 안에 병기했고, Plain 시험체 대비 압축강도 비율을 하부 괄호 안에 병기했다.
우선 시험 그룹 2를 보면, Plain에서 조강성 첨가제만을 결합재 대비 0.33 wt% 더 첨가한 비교예 1에서 재령 18시간, 24시간, 48시간의 압축강도가 모두 크게 향상된 것이 확인된다.
구체적으로 상기 조강성 첨가제는 티오시안나트륨(sodium thiocyanate, NaSCN) 0.1~50 중량부; 디에탄올아민(diethanolamine, DEA) 0.1~30 중량부; 글리세롤(glycerol) 0.1~30 중량부; 질산칼슘(calcium nitrate, Ca(NO3)2) 10~70 중량부 및 톨루이딘(toluidine) 0.1~10 중량부를 포함하여 조성된다. 상기 조강성 첨가제는 경제성 및 목표 성능 발현을 종합적으로 고려할 때 적정 첨가 범위가 결합재 대비 0.3~0.5 wt%로 도출되고, 시험 그룹 2, 3은 모두 위 적정 첨가 범위 중 최소량인 0.3 wt% 기준으로 검토하였다.
상기 티오시안나트륨과 디에탄올아민은 조강성 확보를 위해 적용된 성분이며, 상기 글리세롤은 콘크리트의 재료분리 방지를 위한 것으로서, 점성이 매우 높은 특징이 있어 콘크리트에 혼합시 재료분리를 방지하고 작업성을 향상시킬 수 있다. 상기 질산칼륨 및 톨루이딘은 저온에서의 강도 발현 촉진을 위한 성분이다.
상기 조강성 첨가제에 관한 더욱 구체적인 사항은 등록특허 10-1989505를 통해 이해할 수 있다.
상기 비교예 1에 SM-MWCNT, GFCNP 및 SFG를 각각 결합재 대비 0.025 wt% 더 첨가한 실시예 6 내지 8에서 각 재령별 압축강도 향상 폭이 더욱 커지며, 조기 강도 발현 관점에서 상기 조강성 첨가제와 나노탄소소재의 시너지 효과가 나타남을 알 수 있다.
특히, 시험 그룹 1에서는 재령 증가에 따라 압축강도 향상 비율의 폭이 작아지는 경향이 나타났으나, 시험 그룹 2에서는 재량 증가에 따른 압축강도 향상 비율의 폭이 더욱 커지는 것으로 나타났다.
시험 그룹 2는, 시험 그룹 1 조성물에 경화 촉진제를 결합재 대비 2.0 wt% 더 첨가한 것이다. 상기 조강성 첨가제는 감수제(AD)와 혼합된 상태로 첨가되지만 상기 경화 촉진제는 상기 감수제(AD)와는 별개로 첨가된다. 상기 경화 촉진제는 특허 10-1989505에 기재된 기술을 응용하여 적용된 것이다.
구체적으로 상기 경화 촉진제는,
물 100 중량부 대비 수산화나트륨 0.5~2 중량부, 규산나트륨 2~4 중량부, 질산칼슘 25~52 중량부를 교반하여 제조한 규산칼슘 분산액을 제조하고,
상기 규산칼슘 분산액 100 중량부에 폴리카르복실레이트계 혼화제 5~10 중량부를 혼합하여 교반하고,
습식 나노 액상 분쇄장치에 의한 분쇄공정을 90~180분 지속하여 입자 비표면적이 20~30 ㎡/g이 되도록 함으로써 제조되는 것이다.
상기 습식 나노 액상 분쇄장치로는 균질화기(homogenizer), 초음파파쇄기(ultrasonicator) 및 콜로이드 밀(colloid mill) 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
상기 폴리카르복실레이트계 혼화제는 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 3]의 화합물 중 어느 하나 이상으로 조성된 것을 적용할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 [화학식 1] 내지 [화학식 3]에서,
R1 내지 R6는 각각 수소 또는 메틸이고,
M1 내지 M3는 각각 Na, 수소 및 메틸 중 어느 하나이고,
a, b 및 c는 각각 70이상의 정수이고,
n, m, o, p, q 및 r은 각각 공중합체 중의 단위체(Monomer) 개수로서, 정수이다.
상기 경화 촉진제는 경제성 및 목표 성능 발현을 종합적으로 고려할 때 적정 첨가 범위가 결합재 대비 2.0~3.5 wt%로 도출되고, 시험 그룹 3은 위 적정 첨가 범위 중 최소량인 2.0 wt% 기준으로 검토하였다.
상기 경화 촉진제에 관한 더욱 구체적인 사항은 등록특허 10-2181656을 통해 이해할 수 있다.
상기 비교예 2는 시험 그룹 2 보다 재령별 압축강도가 크게 향상되었으며, 비교예 2에 SM-MWCNT, GFCNP 및 SFG를 각각 결합재 대비 2.0 wt% 더 첨가한 실시예 9 내지 11에서 각 재령별 압축강도 향상 폭이 더욱 커지므로, 상기 경화 촉진제와 나노탄소소재의 시너지 효과를 파악할 수 있다.
특히, 시험 그룹 2에서는 재령 24일 압축강도가 Plain에 비해 4~5배 높게 나타남을 알 수 있다.
한편, VTMS 함량(실리케이트기 함량) 증가에 따른 초기 수화반응 촉진 정도를 검토하기 위해, 상기 팽창흑연 10g 대비 VTMS 혼합량을 실시예 11의 6.75mmol에서, 13.0 mmol, 26.0 mmol, 52.0 mmol로 각각 증가시킨, 실리케이트 기능화 그룹 함량별 실리케이트 기능화 그래핀을 제조하여 실시예 12 내지 14로 각각 적용하였다(이하, '시험 그룹 4').
위 실시예 11 내지 14의 그래핀 1 g 대비 VTMS 함량(mmol)은 0.68 mmol/g, 1.30 mmol/g, 2.6 mmol/g, 5.2 mmol/g으로 각각 나타낼 수 있다. 각 실시예에서 실리케이트 기능화 그래핀 함량은 결합재 대비 0.025 wt%로 동일하게 통제하였다.
아래 [표 4]는 시험 그룹 4에 재령 18시간, 24시간, 48시간 압축강도 시험 결과를 정리한 것이다.
위 [표 4]에서 시험 그룹 4 실시예들의 재령별 압축강도 데이터 아래에는 비교예 2 대비 압축강도 비율을 상부 괄호 안에 병기했고, Plain 시험체 대비 압축강도 비율을 하부 괄호 안에 병기했다.
SFG 중의 VTMS 함량(실리케이트기 함량) 증가에 따라 48시간 이내의 전 재령에서 압축강도가 높게 측정되었으나, 실시예 13과 실시예 14를 비교해 볼 때 VTMS 함량(실리케이트기 함량)이 2배 증가하였음에도 재령별 압축강도는 거의 동등한 수준으로 나타났다.
아래 [그래프 1]을 통해 VTMS 함량(실리케이트기 함량)에 따른 수화반응 촉진 경향을 분석할 때, 경제성을 고려한 그래핀 1 g 대비 VTMS 함량(mmol)은 0.6~3.0 mmol/g 범위가 적절한 것으로 판단된다.
[그래프 1]
이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.
Claims (8)
- 결합재, 잔골재, 굵은골재 및 물이 배합 조성되고,
산화그래핀(GO)에 실리케이트기가 결합된 실리케이트 기능화 그래핀(SFG, Silicate Functionalized Graphene)이 포함된 나노탄소소재가 결합재 대비 0.025~0.1 wt% 첨가되어,
재령 18시간 압축강도가 상기 나노탄소소재 미첨가 시 대비 20% 이상 향상 발현되는 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
- 제1항에서,
상기 나노탄소소재에는 표면개질 다중벽 탄소나노튜브(SM-MWCNT, Surface Modified Multi-Walled Carbon NanoTube) 및 그래핀 기능화 탄소나노분말(GFCNP, Graphene Functionalized Carbon Nano Powder) 중 어느 하나 이상이 더 포함된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
- 제2항에서,
상기 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)는, 질산(HNO3)에 교반 후 세척함으로써 표면에 카르복실기(-COOH) 및 하이드록실기(-OH) 중 어느 한 가지 이상이 결합된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
- 제2항에서,
상기 그래핀 기능화 탄소나노분말(GFCNP)은 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 아세틸블랙, 흑연 층간 물질(GIC, Graphite Intercalation Compound), 팽창흑연 및 활성탄 중 어느 하나 이상의 상용탄소원 100 중량부 대비 환원산화그래핀(rGO, Reduced Graphene Oxide) 및 산화그래핀(GO, Graphene Oxide) 중 어느 하나 이상의 그래핀 산화물이 1 내지 100 중량부 혼합된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
- 삭제
- 제2항에서,
감수제가 결합재 대비 0.5~2.0 wt% 첨가되고,
티오시안나트륨(sodium thiocyanate, NaSCN) 0.1~50 중량부;
디에탄올아민(diethanolamine, DEA) 0.1~30 중량부; 글리세롤(glycerol) 0.1~30 중량부; 및
질산칼슘(calcium nitrate, Ca(NO3)2) 10~70 중량부 및 톨루이딘(toluidine) 0.1~10 중량부; 를 포함하는 조강성 첨가제가,
결합재 대비 0.3~0.5 wt% 더 첨가된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
- 제6항에서,
물 100 중량부 대비 수산화나트륨 0.5~2 중량부, 규산나트륨 2~4 중량부, 질산칼슘 25~52 중량부를 교반하여 제조한 규산칼슘 분산액을 제조하고,
상기 규산칼슘 분산액 100 중량부에 폴리카르복실레이트계 혼화제 5~10 중량부를 혼합하여 교반하고,
습식 나노 액상 분쇄장치에 의한 분쇄공정을 90~180분 지속하여 입자 비표면적이 20~30 ㎡/g이 되도록 함으로써 제조되는 경화 촉진제가,
결합재 대비 2.0~3.5 wt% 더 첨가된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
- 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에서,
결합재 380~450 kg/㎥;
굵은골재 800~850 kg/㎥;
잔골재 900~950 kg/㎥;
물-결합재비(W/B) 40~45 wt%; 및
잔골재율 50~55 vol%; 배합으로
굵은골재 최대치수 25 ㎜, 재령 28일 압축강도 30 MPa, 슬럼프 210 ㎜ 규격 기준을 충족시키도록 조성된 것을 특징으로 하는 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220137564A KR102589002B1 (ko) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220137564A KR102589002B1 (ko) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102589002B1 true KR102589002B1 (ko) | 2023-10-17 |
Family
ID=88557461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220137564A KR102589002B1 (ko) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102589002B1 (ko) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101989505B1 (ko) | 2018-12-28 | 2019-06-17 | 주식회사 삼표산업 | 콘크리트 조강 촉진형 혼화제 및 이를 포함하는 콘크리트 조성물 |
| KR102158508B1 (ko) | 2020-01-30 | 2020-09-23 | 세기하이테크건설 주식회사 | 그래핀을 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수·보강용 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법 |
| KR102181656B1 (ko) | 2020-01-03 | 2020-11-23 | 주식회사 삼표산업 | 조강 첨가제 제조 방법 및 조강성 콘크리트 조성물 |
| KR102194680B1 (ko) | 2020-06-25 | 2020-12-28 | 주식회사 중앙폴리텍 | 수축 저감 효과가 뛰어난 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법 |
| KR20210054405A (ko) * | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 한양대학교 산학협력단 | 그래핀옥사이드-탄소나노튜브 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 시멘트 페이스트 |
| KR20210067832A (ko) * | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 단국대학교 산학협력단 | 탄소나노튜브 교착 혼합시멘트 및 이의 제조방법 |
| KR102307292B1 (ko) * | 2021-01-19 | 2021-10-01 | 주식회사 한화건설 | 조기강도 촉진형 콘크리트 조성물 |
-
2022
- 2022-10-24 KR KR1020220137564A patent/KR102589002B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101989505B1 (ko) | 2018-12-28 | 2019-06-17 | 주식회사 삼표산업 | 콘크리트 조강 촉진형 혼화제 및 이를 포함하는 콘크리트 조성물 |
| KR20210054405A (ko) * | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 한양대학교 산학협력단 | 그래핀옥사이드-탄소나노튜브 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 시멘트 페이스트 |
| KR20210067832A (ko) * | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 단국대학교 산학협력단 | 탄소나노튜브 교착 혼합시멘트 및 이의 제조방법 |
| KR102181656B1 (ko) | 2020-01-03 | 2020-11-23 | 주식회사 삼표산업 | 조강 첨가제 제조 방법 및 조강성 콘크리트 조성물 |
| KR102158508B1 (ko) | 2020-01-30 | 2020-09-23 | 세기하이테크건설 주식회사 | 그래핀을 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수·보강용 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법 |
| KR102194680B1 (ko) | 2020-06-25 | 2020-12-28 | 주식회사 중앙폴리텍 | 수축 저감 효과가 뛰어난 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법 |
| KR102307292B1 (ko) * | 2021-01-19 | 2021-10-01 | 주식회사 한화건설 | 조기강도 촉진형 콘크리트 조성물 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| da Luz et al. | Effect of pristine and functionalized carbon nanotubes on microstructural, rheological, and mechanical behaviors of metakaolin-based geopolymer | |
| Hu et al. | Dispersion of triethanolamine-functionalized graphene oxide (TEA-GO) in pore solution and its influence on hydration, mechanical behavior of cement composite | |
| Liu et al. | Hybrid effects of nano-silica and graphene oxide on mechanical properties and hydration products of oil well cement | |
| Khater et al. | Characterization of alkali activated geopolymer mortar doped with MWCNT | |
| JP5098032B2 (ja) | 硫黄セメント又は硫黄セメント−骨材複合体の製造方法 | |
| Kafi et al. | Microstructural characterization and mechanical properties of cementitious mortar containing montmorillonite nanoparticles | |
| Kaur et al. | Comparative effects of sterically stabilized functionalized carbon nanotubes and graphene oxide as reinforcing agent on physico-mechanical properties and electrical resistivity of cement nanocomposites | |
| Roy et al. | Effect of graphene oxide nanosheets dispersion in cement mortar composites incorporating metakaolin and silica fume | |
| Du et al. | Influence of hybrid graphene oxide/carbon nanotubes on the mechanical properties and microstructure of magnesium potassium phosphate cement paste | |
| Kiamahalleh et al. | Physiochemical and mechanical properties of reduced graphene oxide–cement mortar composites: Effect of reduced graphene oxide particle size | |
| Sikora et al. | The effects of Fe3O4 and Fe3O4/SiO2 nanoparticles on the mechanical properties of cement mortars exposed to elevated temperatures | |
| Assi et al. | Multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) dispersion & mechanical effects in OPC mortar & paste: A review | |
| CN109231914A (zh) | 一种石墨烯/纤维复合材料改性的混凝土及其制备方法 | |
| CN112608051B (zh) | 一种利用表面修饰的硅灰-氧化石墨烯混合物制备水泥基复合材料的方法 | |
| Wei et al. | The role of sucrose on enhancing properties of graphene oxide reinforced cement composites containing fly ash | |
| RU2447036C1 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
| Yao et al. | A new in-situ growth strategy to achieve high performance graphene-based cement material | |
| Byron et al. | Evaluation of properties of polymer concrete based on epoxy resin and functionalized carbon nanotubes | |
| Khater et al. | Characterization of alkali activated geopolymer mortar doped with MWCNT | |
| Zhang et al. | Influence of multi-walled carbon nanotubes on the multi-scale performance of internally cured concrete containing pre-wetted lightweight aggregate | |
| Silvestro et al. | Effect of multiwalled carbon nanotube functionalization with 3-Aminopropyltriethoxysilane on the rheology and early-age hydration of Portland cement pastes | |
| Apandi et al. | Graphene oxide as carbon-based materials: A review of geopolymer with addition of graphene oxide towards sustainable construction materials | |
| Zhang et al. | A comprehensive review of cementitious composites modified with nano silica: Fabrication, microstructures, properties and applications | |
| KR102589002B1 (ko) | 나노탄소소재를 적용한 조강 콘크리트 조성물 | |
| Bunea et al. | Assessing the effect of adding TiO2 and calcined montmorillonite clay nanoparticles on the mechanical properties of cement mortar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |