KR102606774B1 - 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물 - Google Patents
메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 초속경시멘트, 메타카올린, 골재, 천연무수석고를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
콘크리트의 경우 내구성이 우수한 건축 토목재료로 알려져 왔지만 최근 지구온난화 등의 영향으로 잦은 폭설, 과다한 제설제살포, 콘크리트 구조물 손상, 동결융해, 염화물 등에 의해 열화 및 노후화가 진행되어 이에 대한 보수보강이 요구되고 있다. 콘크리트는 내구성 약화로 인해 특히 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성이 열악한 것이 단점이다.
한편, 최근 교량 및 건설구조물의 효과적인 유지관리를 통해 사용수명 연장에 대한 관심사가 높아지고 있으며 실제로 선진국의 경우 이미 교량 및 건설구조물의 유지관리에 많은 비중을 두고 있다.
현재 사용되고 있는 콘크리트 교면포장 및 콘크리트 포장 보수재는 보통 콘크리트의 제반 성능을 개선시키기 위해 콘크리트에 스티렌 부타디엔 라텍스, 카르복실레이트 스티렌 부타디엔 라텍스, 폴리아크릴 에멀젼 또는 에틸렌 비닐아세테이트, 에폭시 수지 등과 같은 종류의 개질제를 시공 목적에 맞게 혼합시켜 제조한 개질 콘크리트 및 몰탈이다. 특히 도로의 교면 포장, 보수, 보강, 표면보호제, 교량방수에 있어서는 분산성, 접착성, 방수성 등이 우수한 스티렌 부타디엔 라텍스를 혼합시킨 개질콘크리트가 주로 사용되고 있다.
콘크리트용 개질제인 스티렌 부타디엔 라텍스의 제조방법의 일예로는 대한민국 특허등록 제10-441055호에 부타디엔 단량체, 스티렌 단량체 등을 이용하여 전환율 80 내지 90%에서 70℃로 승온시켜 반응을 완료시키는 것을 특징으로 하는 개질콘크리트 제조용 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스의 제조방법이 알려져 있다.
그러나 이는 부타디엔 단량체 및 스티렌 단량체를 고압반응기를 이용하여 고온에서 3-5기압의 고압으로 합성시킴에 따라 제조설비가 복잡해짐에 따라 설비의 가동이 까다롭고, 그에 따른 제조설비의 비용이 과다 소요되며, 또한 반응시간이 20시간 이상 소요됨에도 불구하고 미반응 물질이 많이 잔류하여 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스의 농도가 40 내지 43 중량%에 지나지 않고 고농도의 합성라텍스를 얻기 위해 농축공정이 필요한 문제점들이 있었다.
다른 예로, 대한민국 특허등록 제10-871318호에는 콘크리트 개질용 카르복실레이트 스티렌 부타디엔 합성라텍스의 제조방법에 대해 기재하고 있는데, 이 또한 스티렌 모노머와 부타디엔 모노머를 주 모노머로 하는 SB계 라텍스이다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 슬럼프, 균열저항성, 압축강도가 우수하고, 나아가 초기강도 발현, 부착성, 내염해성, 동결융해저항성 등에 있어서 우수한 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물(이하, "본 발명의 조성물"이라 함)은 초속경시멘트, 메타카올린, 골재, 천연무수석고를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 합성고무라텍스가 더 포함되되, 상기 합성고무라텍스는 시드(seed)라텍스, 아크릴로니트릴 모노머, 스티렌모노머, 폴리부타디엔 라텍스, 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 메타크릴산(methacrylic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 퓨마릭산(fumaric acid)을 포함하는 라텍스의 주제 성분; 음이온 유화제, 암포트릭(amphoteric) 안정제, 디이소스테아릴말레이트를 포함하는 첨가제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 합성고무라텍스는 고형분 함량이 46~50중량%이고, pH가 9 내지 11이며, 점도가 100cps 이하이고, 전체 입자경이 1400~1800Å이며, 미반응 모노머 함량이 100ppm 이하인, 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무 라텍스이고, 메타카올린과 초속경시멘트의 총량에 대하여 1 내지 10중량% 되는 양으로 메타카올린이 포함되는 것이며, 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스는 그 함량이 시멘트와의 총량에 대하여 10 내지 30중량%에 해당되는 양인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 산화주석이 더 첨가됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 조기강도 증진재로서 아황산염 및 알지닌이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 조성물은 슬럼프, 균열저항성, 압축강도 등 우수한 물성이 발현될 수 있고, 나아가 고령토 산업부산물인 메타카올린을 혼입한 초속경 시멘트를 사용함으로써 특히 초기강도 발현, 방수성, 고내수성 및 부착성능에 있어서 우수한 특징을 나타낼 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 대한 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 본 발명의 한계를 명시하거나 내포하는 것이 아니라 본 발명을 통하여 활용할 수 있는 일반적인 방법을 설명하고 있으므로 아래에서 설명되는 실시 예에 한정되지는 않는다.
본 발명의 조성물은 초속경시멘트, 메타카올린, 골재, 천연무수석고를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 150 내지 500중량부, 굵은골재 100 내지 400중량부, 메타카올린 1 내지 10중량부, 천연무수석고 1 내지 10중량부, 합성고무라텍스 10 내지 50중량부로 배합되도록 하는 것이 타당하다.
본 발명의 조성물에는 시멘트로서 메타카올린을 포함하는 초속경시멘트를 사용한다.
고령토 산업부산물인 메타카올린을 혼입한 초속경 시멘트와 이하에서 설명하는 합성고무라텍스를 사용한 개질 콘크리트 조성물은 특히 초기강도 발현, 방수성, 고내수성 및 부착성능에 있어서 우수한 특징을 가질 수 있다.
메타카올린을 포함한 초속경 시멘트는 메타카올린과 초속경 계열의 시멘트를 프리믹스하여 얻어진 것일 수 있다. 이는 초기강도 발현과 수밀성 및 부착성을 증대시킬 수 있다.
이러한 메타카올린을 포함한 초속경 시멘트와 함께, 상기 합성고무라텍스를 사용하면 부착성능 및 방수성이 개선되어 궁극적으로 콘크리트 부착성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 천연무수석고에 포함된 삼산화황(SO3)과 산화칼슘(CaO)은 모르타르 혹은 콘크리트에 있어서 자극제역할을 수행하고 최종 시멘트 혹은 콘크리트의 강도 발현에 중요한 작용을 하는 요소로 작용한다.
이러한 조성물에 의해 시공하는 경우 시공 후 3-4시간 이내에 교통개방이 가능한 재포장공법이며 상용재료와 유사하므로 시공이 용이한 시공성을 충족하고, 고강도, 고내구성 및 부착성이 우수하며, 신구면 간의 접착, 방수성, 균열저항성이 우수하고, 기존 바닥판 콘크리트와 일체화 거동 및 구조성능을 향상시킬 수 있다.
또한 경제적이며 도로주행성을 확보할 수 있고 공용 수명을 증진시킬 수 있으며, 기존의 라텍스 개질 콘크리트에 비하여 라텍스의 혼입율을 줄이더라도 목적하는 물성을 달성할 수 있어서 경제적이다.
또한 산업 부산물인 메타카올린을 재활용하는 것으로서 친환경적인 건설재료이며, 낮은 온도에서 생산된 합성고무라텍스를 사용함으로써 저탄소 재료인 효과를 얻을 수 있다. 특히, 동결융해 저항성이 우수하고 표면박리저항성이 우수하며 염소이온침투성이 우수한 고기능성을 발현할 수 있다.
상기 합성고무라텍스는, 시드(seed)라텍스, 아크릴로니트릴 모노머, 스티렌모노머, 폴리부타디엔 라텍스, 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 메타크릴산(methacrylic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 퓨마릭산(fumaric acid)을 포함하는 라텍스의 주제 성분; 음이온 유화제, 암포트릭(amphoteric) 안정제, 디이소스테아릴말레이트를 포함하는 첨가제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
라텍스는 크게 NBR, SB라텍스로 나뉠 수 있다. 첫 번째로 NBR라텍스는 아크릴로니트릴 모노머와 부타디엔 모노머를 주 모노머로 한 라텍스로, 아크릴로니트릴은 내유성, 내마모성, 접착성, 인열, 인장강도를 향상시키는 물질이다. 이전까지 사용된 SB 라텍스라 함은 스티렌 모노머와 부타디엔 모노머를 주 모노머로 하는 라텍스이다.
본 발명은 아크릴로니트릴, 스티렌, 부타디엔을 주 모노머로 하여, NBR라텍스와 SB라텍스의 장점을 합한 하이브리드형의 망상구조를 가지는 합성고무 라텍스이다.
바람직하게는 시드(seed)라텍스 100중량부에 대해 아크릴로니트릴 모노머 80 내지 150중량부, 스티렌모노머 50 내지 150중량부, 폴리부타디엔 라텍스 50 내지 150중량부, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부, 메타크릴산 5 내지 15중량부, 이타코닉산 5 내지 15중량부, 퓨마릭산 5 내지 15중량부를 포함하는 라텍스의 주제 성분 100중량부에 대해 첨가제로서 음이온 유화제 0.2 내지 0.5중량부, 암포트릭(amphoteric) 안정제 0.1 내지 0.3 중량부, 디이소스테아릴말레이트 0.1 내지 0.3중량부가 포함되는 것이 타당하다.
상기 첨가제로는 상기 조성들 외에도 라텍스의 주제 성분 100중량부에 대해 반응개시제 0.5 내지 5중량부, 분자량 조절제 0.5 내지 5중량부, 가교제 0.5 내지 5중량부가 더 포함되도록 할 수 있다.
상기 조성들을 반응기에 일괄 투입하여 상압 하에서 70 내지 90℃에서 7 내지 9시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시키는, 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 제조방법에 의해 제조될 수 있는 것이다.
본 발명의 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스 (이하 '에스앤비알 합성라텍스'라 약칭 한다)의 제조방법에 사용되는 화합물들을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 시드(seed) 라텍스는 폴리부타디엔 라텍스를 중합하여 합성시 중합체의 입자를 성장시키기 위해 중합 전 첨가하는 라텍스로써, 시드(seed) 라텍스의 첨가량이 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가될 경우에는 폴리부타디엔 라텍스와 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머가 상대적으로 과량이어서 중합 라텍스의 시드(seed)에 엉김 현상이 발생되거나 또는 미반응의 폴리부타디엔 라텍스와 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머가 잔류하여 전화율이 낮아질 우려가 있다.
그리고 본 발명에서 시드(seed) 라텍스 입자의 크기는 600∼1,000Å인 것이 바람직하다. 시드(seed) 라텍스 입자의 크기가 600Å 미만이 될 경우에는 라텍스의 최종입자경이 적어 점도가 높고, 교반이 어렵고, 시멘트 혼합성이 어려울 수 있고, 시드(seed) 라텍스 입자의 크기가 1,000Å를 초과할 경우에는 최종 입자경이 커서 라텍스 응고물이 다량 발생할 우려가 있다.
그리고 본 발명에서 주제인 폴리부타디엔 라텍스로는 기본물성이 고형분 38~41 중량%, 반응전환율 98%, 점도 70cps, 표면장력 45dyne/㎝, 입자 크기 600∼1,000Å, 겔 함량 60~85 중량%, 응고물 0.1 중량% 이하인 것이 바람직하다.
폴리부타디엔 라텍스의 입자경이 상기에서 정한 크기의 범위보다 작을 경우에는 폴리부타디엔 라텍스의 입자의 크기가 작아 개질 콘크리트의 제반 물성이 저하할 우려가 있고, 상기에서 정한 크기의 범위보다 클 경우에는 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머와의 그라프트 공중합시 에스엔비알 합성라텍스를 균일하게 형성시키기가 어려워 개질 콘크리트의 제반 물성의 저하를 초래할 우려가 있다.
그리고 고형분 또는 겔의 함량이 상기에서 정한 함량의 범위보다 적을 경우에는 그라프트 단량체가 증가하면서 중합속도가 빨라짐에 따라 중합 안정성이 저하되어 응고물이 다량 생성될 우려가 있고, 상기에서 정한 함량의 범위보다 클 경우에는 그라프트 단량체가 감소되어 그라프트 반응이 불균일하게 진행되어 합성고무라텍스의 물성이 저하될 우려가 있다.
상기 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머는 폴리부타디엔과 공중합 시키기 위한 모노머이다. 한편, 불포화 카르복실산은 그라프트 중합되어 라텍스 입자의 껍질부에 친수성 유화제와 함께 카르복실기를 결합시키는 역할을 하는 모노머이다.
이에 시드 라텍스, 폴리부타디엔 라텍스, 아크릴로니트릴 모노머, 스티렌 모노머 및 불포화 카르복실산 모노머를 총체적으로 라텍스의 주제 성분으로 통칭한다.
또한 본 발명에서 사용하는 불포화카르복실산은 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 메타크릴산(methacrylic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 퓨마릭산이 바람직하며, 수용액 상에 현탁된 합성 라텍스 입자의 껍질부에 친수성 유화제와 함께 카르복시기(-COOH)를 결합시켜 합성고무라텍스의 유동성, 접착성, 방수성, 내구성 등과 같은 물성을 향상시켜주는 역할을 한다.
상기 음이온 유화제는 소디움도데실벤젠설포네이트 , 소디움라우릴설페이트, 소디움옥틸설페이트, 소디움톨루엔설포네이트, 포타슘스테아릴포스페이트 및 포타슘스테아레이트 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 암포트릭(amphoteric) 안정제는 노닐페닐에테르슬폰산염 또는 노닐폐닐에테르슬퐁산 암모늄이 바람직하다.
상기 반응개시제는 벤조일퍼옥사이드, 테트라 부틸퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 암모늄퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트, 아세틸퍼옥사이드 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 분자량 조절제는 n-도데실메르캅탄, t-도데실 메르캅탄 및 n-옥틸메르캅탄 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가교제는 디비닐벤젠, 1,3-부탄디올 아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 아릴 아크릴레이트, 아릴메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리코올 디아크릴레이트 및 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
특히 본 발명에 있어 합성고무라텍스에는 첨가제로 디이소스테아릴말레이트가 더 첨가되는데 디이소스테아릴말레이트는 특히 저온에서 탄성유지력을 높여 동결융해에 대한 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
또한 본 발명의 조성물에는 산화주석이 더 포함되도록 하여 접착강도 및 휨강도를 향상시켜, 장기강도를 매우 개선시키고, 내화학성을 매우 개선함으로써 염해저항성, 동결융해저항성 등에 있어 물성을 향상시키도록 한다.
본 발명에 따라 얻어질 수 있는 에스엔비알(S-NBR) 라텍스는, 전 고형분 함량이 46~50 중량%이고, pH가 9 내지 11이며, 점도가 100cps 이하이고, 전체 입자경이 1400~1800Å이며 미반응 모노머 함량이 100 ppm 이하인 것이다.
또한 표면장력 45dyne/㎝ 이하이고, 응고분이 0.1 중량% 이하인 것이다.
상기 산화주석은 할로술폰산으로 황산화된 산화주석인 것을 사용하여 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 경화속도를 더욱 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
바람직하게 상기 산화주석은 초속경시멘트 100중량부에 대해 1 내지 10중량부 범위로 함유되는 것이 타당하다.
그런데 산화주석만을 첨가하는 경우 특성상 빠른 수분 흡수로 인해 초기 유동성 감소 및 점도의 증가로 실제 현장에서의 콘크리트 타설시 콘크리트 유동성(Workability)에 문제가 발생할 수 있다.
이에 본 발명에서는 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 포함되도록 하는 예가 제시되고 있다.
상기 소듐 폴리아크릴레이트 스타치는 배합 및 타설과정에까지 작업성이 유지되도록 하는 것이다. 즉 메타카올린 등에 의해 조성물의 배합이 젤(Gel) 형태가 되는데 소듐 폴리아크릴레이트 스타치의 첨가에 의해 이러한 조성물의 배합 및 타설과정 등에서 기계적 충돌에 의해 졸(Sol) 형태로 변하여 작업성이 시간적 경과에도 불구 유지되도록 하는 것이며 이후 타설후에 기계적 충돌 등 에너지가 제거되면 다시 젤(Gel) 형태가 되어 점성이 발현되도록 하는 것이다.
바람직하게 소듐 폴리아크릴레이트 스타치는 초속경시멘트 100중량부에 대해 0.01 내지 0.05중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.
한편 본 발명에서는 조기강도 증진재로서 아황산염 및 알지닌 혼합물을 더 포함하는 것을 제시하고 있다. 바람직하게 상기 조기강도 증진재는 초속경시멘트 100중량부에 대해 0.1 내지 5중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.
상기 아황산염은 에트링자이트 생성을 촉진시킴으로써 시멘트의 급결성을 부여하기 위한 것이며, 동시에 분해작용에 의해 페이스트로부터 잔존하는 염소기(Cl-) 성분의 분해가 촉진되고 염화수소를 거쳐 고체상의 염화아연으로 고정화 되도록 함으로써 염해저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
그런데 아황산염만을 첨가하는 경우 pH가 낮아져 중성화에 노출될 수 있는 문제가 있으며, 조강성의 증진에 의해 건조수축 등에 의한 균열을 유발할 수 있는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 아황산염에 더하여 알지닌이 더 혼합되도록 하는 것이다.
상기 알지닌의 알카리성에 의해 pH가 낮아지는 문제가 제어되도록 하며, 알지닌은 보습제로서 기능도 발현되어 상기에서 언급한 조강성의 증진에 따른 균열에 대한 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
이와 같은 특성에 의해 아황산염의 첨가에 의한 조강성 및 내염해성을 확보하면서 이 과정에서 발생될 수 있는 균열발생의 문제, pH저하에 의한 중성화 문제가 알지닌의 첨가에 의해 제어되도록 하는 것이다.
바람직하게 아황산염 및 알지닌 혼합물은 중량비로 (7:3) 내지 (9:1)로 혼합되는 것이 타당하다.
이하 실험 예를 통해 본 발명의 실시 예를 설명한다.
하기에서 보는 바와 같이 시료를 제작하였으며, 그 실험결과가 표 1에 도시되고 있다. 하기 시료에 있어 잔골재는 비중 2.64, 조립율 2.96, 입도 KS F 2536에 의하고, 굵은골재는 비중 2.70, 조립율 6.44, 입도 KS F 2536에 의한다.
[실시예 1]
초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 300중량부, 굵은골재 250중량부, 메타카올린 5중량부, 천연무수석고 5중량부, 합성고무라텍스 30중량부, 아황산염 3중량부를 포함하도록 배합하되, 상기 합성고무라텍스는 시드(seed) 라텍스 100중량부에 대해 폴리부타디엔 라텍스 50중량부, 아크릴로니트릴 250중량부, 스티렌모노머 50중량부, 메틸메타아크릴레이트 25중량부, 메타크릴산 20중량부, 이타코닉산 7중량부, 퓨마릭산 7중량부, 소디움도데실벤젠설포네이트 0.5중량부, 노닐페닐에테르슬폰산염 0.5중량부, 벤조일퍼옥사이드 5중량부, n-도데실메르캅탄 2중량부, 디비닐벤젠 2중량부를 동시에 반응기에 투입하여 상압 하에서 80℃의 조건에서 8시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켜 제조하였다.
[실시예 2]
초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 300중량부, 굵은골재 250중량부, 메타카올린 5중량부, 천연무수석고 5중량부, 합성고무라텍스 30중량부, 아황산염 3중량부를 포함하도록 배합하되, 상기 합성고무라텍스는 시드(seed) 라텍스 100중량부에 대해 폴리부타디엔 라텍스 50중량부, 아크릴로니트릴 250중량부, 스티렌모노머 50중량부, 메틸메타아크릴레이트 25중량부, 메타크릴산 20중량부, 이타코닉산 7중량부, 퓨마릭산 7중량부, 소디움도데실벤젠설포네이트 0.5중량부, 노닐페닐에테르슬폰산염 0.5중량부, 벤조일퍼옥사이드 5중량부, n-도데실메르캅탄 2중량부, 디비닐벤젠 2중량부, 디이소스테아릴말레이트 2중량부를 동시에 반응기에 투입하여 상압 하에서 80℃의 조건에서 8시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켜 제조하였다.
[실시예 3]
초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 300중량부, 굵은골재 250중량부, 메타카올린 5중량부, 천연무수석고 5중량부, 합성고무라텍스 30중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 3중량부를 포함하도록 배합하되, 상기 합성고무라텍스는 상기 실시예 2와 동일하게 제조하였다.
[실시예 4]
초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 300중량부, 굵은골재 250중량부, 메타카올린 5중량부, 천연무수석고 5중량부, 합성고무라텍스 30중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 3중량부, 산화주석 5중량부를 포함하도록 배합하되, 상기 합성고무라텍스는 상기 실시예 2와 동일하게 제조하였다.
[실시예 5]
초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 300중량부, 굵은골재 250중량부, 메타카올린 5중량부, 천연무수석고 5중량부, 합성고무라텍스 30중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 3중량부, 산화주석 5중량부, 소듐 폴리아크릴레이트 스타치 0.01중량부를 포함하도록 배합하되, 상기 합성고무라텍스는 상기 실시예 2와 동일하게 제조하였다.
| 시험항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | |
| 압축강도 (MPa) |
4시간 | 25.1 | 25.3 | 26.4 | 26.2 | 26.3 |
| 28일 | 43.2 | 43.1 | 48.7 | 48.1 | 48.3 | |
| 염소이온 침투저항성 (coulomb) |
615 | 614 | 579 | 521 | 523 | |
| 슬럼프(mm) | 250 | 260 | 240 | 180 | 250 | |
| 부착강도(MPa) | 1.4 | 1.5 | 1.3 | 1.9 | 1.8 | |
| 동결융해(%) | 81 | 92 | 91 | 98 | 97 | |
표 1의 기재에서, 슬럼프는 KS F 2402, 압축강도는 KS F 2405, 부착강도는 KS F 2762, 염소이온침투저항성은 KS F 2711, 동결융해저항성은 KS F 2456 A에 의거하여 평가한 결과이다.
강도면에서 보면 실시예 3 내지 5의 경우가 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 아황산염 및 알지닌 혼합물이 첨가되어 조기강도가 발현되면서도 균열제어에 기인한 것으로 판단된다.
염소이온 침투저항성을 보면 실시예 3이 실시예 1 및 실시예 2보다 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 아황산염 및 알지닌 혼합물이 첨가되어 밀실한 페이스트가 구현되고 균열제어에 기인한 것으로 판단된다. 또한 실시예 4 및 5의 경우가 가장 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 산화주석의 첨가에 기인한 것으로 판단된다.
작업성면에서 보면 실시예 4에서 가장 불리한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데 이는 산화주석의 첨가에 기인한 것으로 판단되며, 실시예 5의 경우 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가되어 작업성이 유지되면서도 산화주석에 의한 염소이온 침투저항성 및 동결융해 저항성이 향상의 효과가 그대로 유지되는 것을 알 수 있다.
동결융해에 대한 저항성을 보면 실시예 1보다 실시예 2 및 3이 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데, 이는 합성고무라텍스의 제조에 있어 실시예 2 및 3의 경우 디이소스테아릴말레이트가 더 첨가되어 저온에서 탄성유지성을 안정화시킨 결과에 기인한 것으로 판단된다. 또한 실시예 4 및 5의 경우가 가장 유리한 효과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 산화주석의 더 첨가됨에 기인한 것으로 판단된다.
Claims (7)
- 초속경시멘트, 메타카올린, 골재, 천연무수석고 및 합성고무라텍스를 포함하되,
상기 합성고무라텍스는 시드(seed)라텍스, 아크릴로니트릴 모노머, 스티렌모노머, 폴리부타디엔 라텍스, 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 메타크릴산(methacrylic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 퓨마릭산(fumaric acid)을 포함하는 라텍스의 주제 성분; 음이온 유화제, 암포트릭(amphoteric) 안정제, 디이소스테아릴말레이트를 포함하는 첨가제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
초속경시멘트 100중량부에 대해 잔골재 150 내지 500중량부, 굵은골재 100 내지 400중량부, 메타카올린 1 내지 10중량부, 천연무수석고 1 내지 10중량부, 합성고무라텍스 10 내지 50중량부로 배합되도록 하는 것을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 합성고무라텍스는 고형분 함량이 46~50 중량%이고, pH가 9 내지 11이며, 점도가 100 cps 이하이고, 전체 입자경이 1400~1800Å이며 미반응 모노머 함량이 100 ppm 이하인, 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무 라텍스이고,
메타카올린과 초속경시멘트의 총량에 대하여 1 내지 10중량% 되는 양으로 메타카올린이 포함되는 것이며, 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스는 그 함량이 시멘트와의 총량에 대하여 10 내지 30중량%에 해당되는 양인 것을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물.
- 제 1항에 있어서,
산화주석이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물.
- 제 5항에 있어서,
소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가됨을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물.
- 제 1항에 있어서,
조기강도 증진재로서 아황산염 및 알지닌이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 메타카올린 초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물.
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-
2023
- 2023-06-19 KR KR1020230077988A patent/KR102606774B1/ko active IP Right Grant
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