KR102631755B1 - 순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물 - Google Patents

순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102631755B1
KR102631755B1 KR1020220171550A KR20220171550A KR102631755B1 KR 102631755 B1 KR102631755 B1 KR 102631755B1 KR 1020220171550 A KR1020220171550 A KR 1020220171550A KR 20220171550 A KR20220171550 A KR 20220171550A KR 102631755 B1 KR102631755 B1 KR 102631755B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
recycled
aggregate
fine aggregate
csa
concrete composition
Prior art date
Application number
KR1020220171550A
Other languages
English (en)
Inventor
이세현
윤상혁
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Application granted granted Critical
Publication of KR102631755B1 publication Critical patent/KR102631755B1/ko

Links

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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/008—Cement and like inorganic materials added as expanding or shrinkage compensating ingredients in mortar or concrete compositions, the expansion being the result of a recrystallisation
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/167—Recycled materials, i.e. waste materials reused in the production of the same materials
    • 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
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/021—Ash cements, e.g. fly ash cements ; Cements based on incineration residues, e.g. alkali-activated slags from waste incineration ; Kiln dust cements
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • 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
    • 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
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/304—Air-entrainers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명은 순환 잔골재를 사용함과 동시에 CSA계 혼화재를 사용하며 설계기준강도 27MPa를 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 목표로 하는 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 정도에 따른 건축물 용적률 기준 완화 적용 범위에 맞추어서 순환 굵은 골재의 함유량을 조절하는 구성을 가지고 있어서 재활용 건축자재의 활용기준에 적용하기에 적합한 "순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물"에 관한 것이다.

Description

순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물{27MPa Concrete Composition having Recycled Fine Aggregates with CSA-system Expansive Admixture}
본 발명은 순환골재로서 생산된 잔골재("순환 잔골재")를 포함하며 건축물 또는 구조물의 골조 공사에 사용되는 콘크리트 조성물로서, 구체적으로는 순환골재 중에서 굵은 골재 즉, "순환 굵은 골재"의 사용을 배제하거나 억제함과 동시에, CSA계 팽창재를 사용면서 목표로 하는 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 정도에 따른 건축물 용적률 기준 완화 적용 범위에 맞추어서 순환 잔골재의 함유량을 조절하는 구성을 가지고 있어서, 재활용 건축자재의 활용기준에 맞추어서 현장 적용이 쉽고 적합한 "순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물"에 관한 것이다.
건설폐기물에서부터 생산된 순환골재를 사용하는 콘크리트 조성물이 대한민국 등록특허 제10-1951431호 등에 의해 알려져 있다. 순환골재는 "순환 잔골재"와 "순환 굵은 골재"로 구분될 수 있다. 순환골재를 사용하는 콘크리트("순환골재 콘크리트")는 건축물의 골조 공사에도 사용될 수 있는데, 순환골재 콘크리트를 위한 조성물에서의 순환골재 사용량은 재활용 건축자재의 활용기준에 큰 영향을 준다. 국토교통부의 <재활용 건축자재의 활용기준> 고시에서는 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 15 내지 25%에 따라 건축물 용적률 기준 완화 적용 범위를 정하고 있다. 편의상 이러한 건축물 용적률 기준 완화 적용 범위를 "적용 범위 비율"이라고 한다. 연면적 500제곱미터 이상의 건축물에서 기둥, 기초, 바닥, 벽, 보, 계단, 지붕 등의 골조를 구축하는 공사에 순환골재 콘크리트를 사용할 수 있는데, 이 경우 순환골재 사용량("순환골재량")에 따라 적용 범위 비율을 5 내지 15% 범위 내에서 정할 수 있다. 국토교통부의 상기한 <재활용 건축자재의 활용기준> 고시에 따르면, 부피비로서 순환골재량이 15% 이상일 경우에는 적용 범위 비율을 5%로 할 수 있고, 순환골재량이 20% 이상일 경우에는 적용 범위 비율을 10%로 할 수 있으며, 순환골재량이 25% 이상일 경우에는 적용 범위 비율을 15%로 할 수 있는 것이다.
이와 같이 콘크리트용 골재로서 순환골재를 사용할 경우, 콘크리트 조성물에 포함되는 순환골재량에 따라 건축관련 법규에서 규정하고 있는 재활용 건축자재 사용량의 용적비율이 달라지고 용적률을 완화시킬 수 있는 적용 범위 비율이 변화되는 바, 건축물 시공에서의 경제성 향상을 위해서는 적용 범위 비율을 최대로 적용시킬 수 있는 최적의 순환골재량을 제시하는 것이 매우 중요하다.
대한민국 등록특허 제10-2354482호와 제10-2385043호에는 각각 <순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 자철광 잔골재 함유 24MPa급 순환골재 콘크리트 조성물>와 <순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 18MPa급 순환골재 콘크리트 조성물>이 제시되어 있지만, 이에 더하여 순환 굵은골재의 사용을 최대한 배제하면서도 목표로 하는 강도를 더 높이고 위와 같은 재활용 건축자재 사용 관련 적용 범위 비율을 순환 잔골재에도 적용하여 규정에 부합될 수 있는 순환골재 콘크리트 조성물의 제시가 업계에서는 절실히 요구되고 있는 상황이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1951431호(2019. 02. 22. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-2354482호(2022. 01. 24. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-2385043호(2022. 04. 11. 공고). 일본 특허 제5165436호(2012. 12. 28. 공고).
본 발명은 위와 같은 목적하게 개발된 것으로서, 구체적으로는 순환골재를 포함하면서 설계기준강도 27MPa을 만족시키는 순환골재 콘크리트 조성물로서, 순환골재 중에서 순환 굵은 골재의 사용을 배제하여 순환 굵은 골재 대신에 천연 굵은 골재를 이용하고, 순환골재로서 순환 잔골재를 이용하며, 적용 범위 비율을 최대로 적용시킬 수 있는 최적의 순환골재량을 가지는 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 별로 최적의 순환골재량으로 순환골재를 포함하되, 콘크리트의 물성을 극대화시킬 수 있도록 팽창재, 특히 CSA계 팽장재를 사용함과 동시에 그 사용량을 최적화 시킴으로써 최적의 유동성 및 강도 특성과, 건조수축 보상을 통해서 균열을 완화시키거나 저감시키는 특성을 가지게 되는 순환골재 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 물, 천연 굵은 골재, 천연 잔골재, 순환 잔골재, 바인더 및 CSA계 혼화재를 포함하는 조성을 가지며; 천연 굵은 골재량은 843 내지 863kg/㎥이고; 천연 잔골재량은 382 내지 594kg/㎥이며; 순환 잔골재량은 254 내지 466kg/㎥이고; 순환 잔골재와 천연 잔골재의 혼합비는 3:7 내지 5:5이고; CSA계 혼화재 함유량은 바인더의 100중량부에 대하여 10중량부 이하이고; 설계기준강도는 27MPa인 것을 특징으로 하는 순환골재 콘크리트 조성물이 제공된다.
본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에 있어서, 설계기준강도는 27MPa이고; 순환골재의 함유량은 목표로 하는 적용 범위 비율에 따라 달라지는데; 목표로 하는 적용 범위 비율이 5%일 경우에는 순환 잔골재량은 254 내지 297kg/㎥이고 천연 잔골재량은 551 내지 594kg/㎥이며; 목표로 하는 적용 범위 비율이 10%일 경우에는 순환 잔골재량은 339 내지 382kg/㎥이고 천연 잔골재량은 466 내지 509kg/㎥이고; 목표로 하는 적용 범위 비율이 15%일 경우에는 순환 잔골재량은 424 내지 466kg/㎥이고 천연 잔골재량은 382 내지 424kg/㎥로 될 수 있다.
또한 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에 있어서, 바인더는 360 내지 380kg/㎥으로 포함될 수 있고, 더 나아가 콘크리트의 설계기준강도는 27MPa이고; 바인더는 시멘트이거나 또는, 고로슬래그 미분말과 플라이애시가 모두 또는 선택적으로 시멘트에 혼합된 것일 수 있다. 또한 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에 있어서, AE제(공기연행제)가 0.05 내지 0.20g/㎥으로 더 함유될 수도 있으며, 물의 함유량은 157 내지 177kg/㎥로 될 수 있다.
본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물에는, 최적의 순환골재량으로 순환골재가 포함되어 있는 바, 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물을 이용하여 건축물을 구축하는 경우, 적용 범위 비율을 최대로 할 수 있게 되고, 그에 따라 건축물 시공 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물은, 최적의 사용량으로 CSA계 혼화재를 포함하고 있는 바, 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 별로 최적의 순환골재량으로 순환골재를 포함하면서도 순환골재의 사용에 따른 단점을 최소화시켜서 콘크리트의 물성을 극대화시킬 수 있게 되는 장점을 가지게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 및 이와 대비되는 비교예에 대하여 재령에 따른 건조수축 변형률 측정결과를 보여주는 그래프도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 예시된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물은, 설계기준강도 27MPa을 기준으로 하여 적용 범위 비율을 최대로 할 수 있는 최적의 순환골재량으로 순환골재를 포함하고 있는 것으로서, 구체적으로는 물, 바인더(분체), 천연 굵은 골재, 천연 잔골재, 순환 잔골재, CSA 팽창재 및 AE제(공기연행제)를 포함하는 조성을 가지고 있다. 청구범위를 포함한 본 명세서 전체에서는 "순환 잔골재"는 순환골재로 이루어진 잔골재를 의미한다.
본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에는 순환 굵은 골재는 "전혀" 사용되지 않으며 잔골재로서는 천연 잔골재와 순환 잔골재가 혼합되어 사용된다. 구체적으로 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서 천연 굵은 골재는 843 내지 863kg/㎥으로 포함되고, 순환 잔골재는 254 내지 466kg/㎥으로 포함되며, 천연 잔골재는 382 내지 594kg/㎥으로 포함된다. 천연 굵은 골재는 밀도가 약 2.62인 것이 바람직하다.
본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서 순환 잔골재와 천연 잔골재의 혼합비율(단위용적당 질량비)은 3:7 내지 5:5로 하는 것이 바람직하며, 특히 본 발명에서는 목표로 하는 적용 범위 비율 및 콘크리트 설계기준강도에 따라 순환 잔골재의 함유량("순환 잔골재량")과 천연 잔골재의 함유량("천연 잔골재량")이 달라질 수 있다. 앞서 살펴본 것처럼 국토교통부의 <재활용 건축자재의 활용기준> 고시에서는 재활용 건축자재 사용량의 용적비율에 따라 기준 완화 적용 범위를 정하고 있는데, 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서는 이러한 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 즉, 적용 범위 비율에 맞추어서 순환 굵은 골재량이 달라지는 것이다.
구체적으로 설계기준강도가 27MPa이고 목표로 하는 적용 범위 비율이 5%일 경우에는, 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물에서의 순환 잔골재량은 254 내지 297kg/㎥이고, 천연 잔골재량은 551 내지 594kg/㎥이 된다. 설계기준강도가 27MPa이고 목표로 하는 적용 범위 비율이 10%일 경우에는 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서 순환 잔골재량은 339 내지 382kg/㎥이고 천연 잔골재량은 466 내지 509kg/㎥이 된다. 또한 설계기준강도가 27MPa이고 목표로 하는 적용 범위 비율이 15%일 경우에는 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서의 순환 잔골재량은 424 내지 466kg/㎥이고, 천연 잔골재량은 382 내지 424kg/㎥가 된다.
본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에 사용되는 순환 잔골재는 최대 치수 5mm인 것으로서, 약 2.32의 밀도를 가지는 것이 바람직하다. 천연 잔골재의 경우 역시 최대 치수 5mm인 것인데, 천연 잔골재의 밀도는 약 2.6인 것이 바람직하다.
본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서, 바인더는 분체로서 360 내지 380kg/㎥으로 포함되는데, 바인더로는 시멘트만을 사용할 수도 있지만 필요에 따라서는 고로슬래그 미분말과 플라이애시를 모두 또는 선택적으로 시멘트와 함께 바인더로서 사용할 수도 있다. 이 때, 바인더의 총 100중량%에서, 고로슬래그 미분말과 플라이애시가 혼합된 것은 10 내지 15중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 이를 통해서 순환골재 콘크리트 조성물에서 설계기준강도 27MPa 이상의 품질을 확보할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물에는 특별히 CSA계 팽장재가 더 포함된다. 순환골재 콘크리트의 경우, 건조수축으로 인하여 균열 발생이 증가될 수 있고 이로 인하여 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물에는 CSA계 팽창재가 더 포함된다. 본 발명에서 CSA계 팽창재는 바인더 함유량의 10% 이하로 포함된다. 즉, 바인더의 함유량을 100중량부라고 할 때, CSA계 팽창재는 10중량부 이하로 포함되는 것이다. 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물에는 CSA계 혼화재가 상기한 함유량으로 포함되어 사용되므로, 콘크리트는 더욱 치밀한 구조와 높은 밀도를 가지게 되고, 그에 따라 건조수축을 완화 내지 저감시켜서 균열 발생을 억제하게 됨은 물론이고 압축강도가 향상되어 사용성 및 성능이 증진되는 효과가 발휘된다.
CSA계 팽창재는 3CaO·3Al2O3·CaSO4 및 CaO 등의 광물로 구성된 것으로서, 그 구체적인 성분 내용은 아래의 표 1과 같다. 표 1에 기재된 수치의 단위는 중량%이다. CSA계 팽창재를 이루는 3CaO·3Al2O3·CaSO4는 콘크리트의 경화시에 CaSO4 및 Ca(OH)2와 반응하여 미세한 침상의 에트링가이트(Ettringite) 결정을 생성하게 되고, 이를 통해서 상기한 바와 같은 콘크리트의 치밀한 구조 형성, 높은 밀도 발휘, 건조수축 보상 내지 억제를 통한 균열발생 저감, 그리고 강도 개선의 효과를 발휘하게 된다. 본 발명에서 사용되는 CSA계 팽창재로는 비중 2.8 내지 2.9를 가지며, 분말도 2,500㎠/g 이상의 것이 바람직하다.
본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에는 AE제가 더 포함될 수 있는데, AE제는 0.05 내지 0.20kg/㎥으로 포함될 수 있다. 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물에서, 물은 157 내지 177kg/㎥으로 포함된다.
상기한 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물의 배합구성을 정리하면 아래의 표 2와 같다.
본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물의 성능을 확인하기 위하여, 아래와 같은 내용으로 실시예 및 비교예를 준비하여 굳지 않은 콘크리트 상태의 슬럼프와 공기량을 각각 측정하였으며, 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예1에 대한 각각의 공시체를 준비하여 압축강도를 각각 측정하였다. 아래의 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예1은 공통 조성으로서 재령 28일 기준 설계기준강도 27MPa를 가지도록 하였으며, 물은 167kg/㎥ 함유되었고, 순환 굵은 골재는 전혀 함유하지 않고 천연 굵은 골재만 853kg/㎥로 함유되었으며, 공기연행제(AE제)가 0.15kg/㎥으로 함유되었다. 실시예1~3의 경우에는 CSA계 팽창재가 함유됨으로써 재령 0일에서 7일까지는 팽창이 진행되었지만 7일 이후에는 수축하였다. 반면에 비교예1는 재령 0일에 1일까지 실시예1~3에 비하여 낮은 팽창과 높은 수축의 경향을 보였다. 바인더로는 시멘트, 고로 슬래그 미분말 및 플라이애시가 혼합된 것을 이용하였다. 잔골재에 있어서, 비교예1은 천연 잔골재만을 함유하고 있는데 비하여, 실시예1 내지 실시예3은 각각 아래의 표 3에 제시된 것처럼 천연 잔골재와 순환 잔골재를 함께 함유하고 있다.
(비교예1)
상기한 공통 조성에 더하여, 바인더로서 시멘트 278kg/㎥, 고로 슬래그 미분말 56kg/㎥ 및 플라이애시 37kg/㎥을 포함하고, 천연 잔골재 848kg/㎥를 포함하되 순환 잔골재는 전혀 사용하지 않으며, CSA계 팽창재도 전혀 함유하지 않은 구성으로 제조된 콘크리트 조성물.
(실시예1)
<순환 잔골재의 제1부피비(부피비로서 사용되는 골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율) 15% 이상> 및 <순환 잔골재의 제2부피비(부피비로서 사용 잔골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율) 30% 이상>을 기준으로 하여 국토교통부 고시의 <적용 범위 비율 5%>에 해당하는 것으로서, 상기한 공통 조성과 함께 바인더로서 시멘트 250.2kg/㎥, 고로 슬래그 미분말 56kg/㎥ 및 플라이애시 37kg/㎥을 포함하고, 천연 잔골재 585kg/㎥와 순환 잔골재 263kg/㎥를 포함하며, CSA계 팽창재 27.8kg/㎥을 함유하는 구성으로 제조된 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물.
(실시예2)
<순환 잔골재의 제1부피비(부피비로서 사용되는 골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율) 20% 이상> 및 <순환 잔골재의 제2부피비(부피비로서 사용 잔골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율) 40% 이상>을 기준으로 하여 국토교통부 고시의 <적용 범위 비율 10%>에 해당하는 것으로서, 상기한 공통 조성과 함께 바인더로서 시멘트 250.2kg/㎥, 고로 슬래그 미분말 56kg/㎥ 및 플라이애시 37kg/㎥을 포함하고, 천연 잔골재 500kg/㎥와 순환 잔골재 348kg/㎥를 포함하며, CSA계 팽창재 27.8kg/㎥을 함유하는 구성으로 제조된 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물.
(실시예3)
<순환 잔골재의 제1부피비(부피비로서 사용되는 골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율) 25% 이상> 및 <순환 잔골재의 제2부피비(부피비로서 사용 잔골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율) 50% 이상>을 기준으로 하여 국토교통부 고시의 <적용 범위 비율 15%>에 해당하는 것으로서, 상기한 공통 조성과 함께 바인더로서 시멘트 250.2kg/㎥, 고로 슬래그 미분말 56kg/㎥ 및 플라이애시 37kg/㎥을 포함하고, 천연 잔골재 416kg/㎥와 순환 잔골재 432kg/㎥를 포함하며, CSA계 팽창재 27.8kg/㎥을 함유하는 구성으로 제조된 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물.
위 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예1 각각의 조성범위는 표 3에 정리되어 있다.
위 표 3에서 <순환 굵은 골재의 제1부피비>는 부피비로서, 사용되는 골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율을 의미하고, <순환 잔골재의 제2부피비>는 부피비로서, 사용 잔골재의 총량에서 순환 잔골재가 차지하는 비율을 의미한다.
(시험방법)
위 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예1에 대해 공통적으로 KSC 기준에 따라 굳지 않은 콘크리트 상태의 슬럼프와 공기량을 측정하였으며, KSC 기준에 따라 공시체를 제작하여 재령3일, 재령7일, 재령 28일 및 재령 91일 강도를 측정하였다. 아울러, 재령을 달리하여 건조수축에 따른 변형률을 측정하였다.
위 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예1에 대한 슬럼프 및 공기량 측정결과는 표 4에 정리되어 있으며, 압축강도 시험결과는 표 5에 정리되어 있고, 건조수축에 따른 변형률 측정결과는 표 6에 정리되어 있다. 특히 재령에 따른 건조수축 변형률 측정결과의 그래프도가 도 1에 도시되어 있다.
위 표 4에서 "기준*"은 국가건설기준표준시방서 KSC 14 20 10 일반콘크리트 기준에 대한 수치이다.
위 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예1에서 확인되는 바와 같이, 건축관련 법규에서 규정하고 있는 적용 범위 비율에 맞추어서 순환 잔골재량을 조절한 조성을 가지며 CSA계 혼화재를 적절한 량으로 함유하고 있는 본 발명에 따른 순환골재 콘크리트 조성물은, 천연 골재만을 사용한 경우와 대비하여 볼 때, 슬럼프 및 공기량(작업성 관련 물성), 그리고 압축강도(콘크리트 성능)에서 천연 골재를 사용한 경우와 동등하거나 오히려 우수한 성능을 발휘하고 있다. 즉, 본 발명에 따르면 재활용 건축자재 사용량의 용적비율 별로 최적의 순환 잔골재량을 가지는 순환골재 콘크리트 조성물을 만들 수 있는 것이며, 그에 따라 건축물 시공에서의 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물을 이용하게 되면, 순환골재의 재활용이 더욱 활발하게 되는 바, 부족한 천연자원인 천연골재를 사용한 보통의 콘크리트의 사용량을 감소시켜서, 천연자원 채취를 위한 환경파괴 및 환경부하를 저감시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물은 CSA계 혼화재를 최적의 함유량으로 포함하고 있는 바, 이를 통해서 유동성(흐름성) 개선, 슬럼프 및 공기량(작업성 관련 물성), 그리고 압축강도(콘크리트 성능)에서 우수한 성능을 발휘하고 있다.
그리고 본 발명의 순환골재 콘크리트 조성물은 한국산업규격 기준을 만족시키는 우수한 품질을 가지는 바, 건축물뿐만 아니라, 각종 토목구조물에도 사용할 수 있어서, 그 활용도가 극대화되는 장점이 있으며, 따라서 순환골재의 활용 역시 증대하게 되고, 레미콘 업계에서 생산되는 순환골재 콘크리트 조성물에 대하여 우수한 품질을 확보하고 보장할 수 있게 된다.
더 나아가 본 발명에서는, 목표로 하는 적용 범위 비율 및 콘크리트 설계기준강도에 맞추어서 최적화된 순환 잔골재량과 CSA계 혼화재량을 가지는 순환골재 콘크리트 조성물이 제공되는 바, 목적에 따라 적용 범위 비율을 최대로 할 수 있게 되고, 그에 따라 건축물 시공의 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

Claims (6)

  1. 물, 천연 굵은 골재, 천연 잔골재, 순환 잔골재, 바인더 및 CSA계 혼화재를 포함하는 조성을 가지는데;
    물 함유량은 167kg/㎥이고;
    천연 잔골재는 최대 치수 5mm 및 밀도 2.6을 가지는 것으로서, 천연 잔골재 함유량은 585kg/㎥이며;
    순환 잔골재의 함유량은 263kg/㎥이고;
    천연 굵은 골재의 함유량은 853kg/㎥이며;
    바인더는 시멘트 250.2kg/㎥, 고로 슬래그 미분말 56kg/㎥ 및 플라이애시 37kg/㎥가 혼합된 것이고;
    CSA계 팽창재 함유량은 27.8kg/㎥이며;
    순환 굵은 골재는 포함하지 않으며;
    재령 28일 설계 기준강도는 27MPa인 것을 특징으로 하는 순환골재 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020220171550A 2022-08-25 2022-12-09 순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물 KR102631755B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220106630 2022-08-25
KR1020220106630 2022-08-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102631755B1 true KR102631755B1 (ko) 2024-02-01

Family

ID=89859092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220171550A KR102631755B1 (ko) 2022-08-25 2022-12-09 순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102631755B1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5165436U (ko) 1974-11-18 1976-05-24
KR101547895B1 (ko) * 2014-11-18 2015-08-31 매일종합건설(주) 콘크리트 구조물 보수용 수용성 라텍스 모르타르 및 이의 제조 및 시공방법
KR101951431B1 (ko) 2016-12-15 2019-02-22 강원대학교산학협력단 순환골재를 이용한 콘크리트 조성물
KR102311713B1 (ko) * 2020-08-25 2021-10-13 한국건설기술연구원 순환 잔골재 배제형 27Mpa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102354482B1 (ko) 2021-02-26 2022-01-24 한국건설기술연구원 순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 자철광 잔골재 함유 24MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102372576B1 (ko) * 2021-12-09 2022-03-11 (주)콘텍이엔지 폴리머 혼화제 개질 속경성 콘크리트 조성물, 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법
KR102385043B1 (ko) 2021-03-17 2022-04-11 한국건설기술연구원 순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 18MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102393545B1 (ko) * 2021-11-23 2022-05-03 원용한 순환 잔골재 및 동슬래그 미분말을 혼합한 순환골재 콘크리트 제조용 모르타르 조성물

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5165436U (ko) 1974-11-18 1976-05-24
KR101547895B1 (ko) * 2014-11-18 2015-08-31 매일종합건설(주) 콘크리트 구조물 보수용 수용성 라텍스 모르타르 및 이의 제조 및 시공방법
KR101951431B1 (ko) 2016-12-15 2019-02-22 강원대학교산학협력단 순환골재를 이용한 콘크리트 조성물
KR102311713B1 (ko) * 2020-08-25 2021-10-13 한국건설기술연구원 순환 잔골재 배제형 27Mpa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102354482B1 (ko) 2021-02-26 2022-01-24 한국건설기술연구원 순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 자철광 잔골재 함유 24MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102385043B1 (ko) 2021-03-17 2022-04-11 한국건설기술연구원 순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 18MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102393545B1 (ko) * 2021-11-23 2022-05-03 원용한 순환 잔골재 및 동슬래그 미분말을 혼합한 순환골재 콘크리트 제조용 모르타르 조성물
KR102372576B1 (ko) * 2021-12-09 2022-03-11 (주)콘텍이엔지 폴리머 혼화제 개질 속경성 콘크리트 조성물, 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Partha et al. Strength and permeation properties of slag blended fly ash based geopolymer concrete
Khalil et al. Carbonation of ternary cementitious concrete systems containing fly ash and silica fume
KR101530172B1 (ko) 무수축 그라우트재 조성물 및 이를 이용한 그라우팅 방법
KR102311713B1 (ko) 순환 잔골재 배제형 27Mpa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102354482B1 (ko) 순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 자철광 잔골재 함유 24MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
US10807911B2 (en) Concrete composition and production method therefor
KR102385043B1 (ko) 순환 굵은 골재의 사용비율에 따른 18MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
JP2019085304A (ja) 無収縮グラウト組成物、及び無収縮グラウト材
JP2015124136A (ja) 初期及び長期高強度発現性及び高ひび割れ抵抗性を有するコンクリート組成物及び当該組成物を用いたコンクリート体
JP7022959B2 (ja) コンクリート組成物、及び、コンクリート組成物の製造方法
JP5136829B2 (ja) 水硬性組成物およびその硬化物
Garg et al. Behavior of ground granulated blast furnace slag and limestone powder as partial cement replacement
KR20230036643A (ko) 작업성 및 재료분리에 대한 저항성이 우수한 저수축 중유동 콘크리트 조성물
JP2016088778A (ja) 高耐久性コンクリート
JP2021155231A (ja) 膨張材含有コンクリート
JP5866731B2 (ja) 重量コンクリート
KR102631755B1 (ko) 순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물
KR102393545B1 (ko) 순환 잔골재 및 동슬래그 미분말을 혼합한 순환골재 콘크리트 제조용 모르타르 조성물
KR101750830B1 (ko) 저점성 저발열 결합재 및 이를 이용한 저점성 저발열 매스 콘크리트 조성물
KR101461506B1 (ko) 친환경 바닥마감용 콘크리트
JP2017165625A (ja) グラウト組成物
JP5592807B2 (ja) 高じん性・高強度モルタル組成物
JP4137072B2 (ja) セメント組成物
KR20150146469A (ko) 수축 저감제 조성물 및 이를 포함하는 모르타르, 콘크리트 조성물
KR101797350B1 (ko) PSC(Pre-stressed concrete) 거더용 고강도 콘크리트 조성물

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