KR20000026182A - 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물 - Google Patents

경량기포콘크리트용 혼화제 조성물 Download PDF

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Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
경량기포콘크리트용 혼화제 조성물.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
경량기포콘크리트의 제조시 혼합하여 균일하고 미세하며 안정성이 향상된 기포가 발생토록 하여 소포(消泡)에 의한 기포콘크리트의 체적감소를 방지하고, 기포콘크리트의 건조수축에 의한 균열을 저감시키고 초기 강도를 증진시킨다.
3. 발명의 해결방법의 요지
경량기포콘크리트의 제조시에 함께 배합되는 혼화제 조성물에 있어서, 지방산 알콜 약 5 내지 20%와, 에틸렌옥사이드 공중합물 약 35 내지 40%와, 아질산염 약 5 내지 20%와 폴리아크릴산 약 4 내지 10%와, 황산알루미늄 약 20 내지 30%를 포함한다.
또한, 다른 실시예로 경량기포콘크리트의 제조시에 함께 배합되는 혼화제 조성물에 있어서, 지방산 알콜 약 5 내지 20%와, 비닐알콜 중합물 약 35 내지 40%와, 아질산염 약 5 내지 20%와 폴리아크릴산 약 4 내지 10%와, 황산알루미늄 약 20 내지 30%를 포함한 것을 특징으로 한다.
4. 발명의 중요한 용도
공동주택의 단열 처리용 경량기포콘크리트에 혼합되는 혼화제로 이용됨.

Description

경량기포콘크리트용 혼화제 조성물
본 발명은 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 경량기포콘크리트의 제조시 혼합하여 균일하고 미세하며 안정성이 향상된 기포가 발생토록 하여 소포(消泡)에 의한 기포콘크리트의 체적감소를 방지하고, 기포콘크리트의 건조수축에 의한 균열을 저감시키고 초기 강도를 증진시키기 위한 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물에 관한 것이다.
종래 공동주택의 온돌바닥구조는 바닥 슬래브 위에 단열층과 축열층을 시공하고, 그 위에 난방 배관을 설치하는 구조를 적용하였다. 그러나 80년대 중반 이후 공동주택 건설이 급격히 늘어나면서 축열층으로 사용되는 콩자갈이 부족하게 되었고, 인건비가 상승하면서 단열층으로 암면이나 스티로폼을 설치한 후, 축열층으로 콩자갈을 포설하는 종래 공법의 노동집약적인 성격에 대한 개선이 절실히 요구되었다. 또 이 시기부터 난방방식이 간헐난방에서 연속난방으로 바뀌면서 축열층의 필요성이 감소되는 등의 여러 가지 상황과 맞물려 중동의 해외 건설현장에서 옥상 단열재로 사용되던 경량기포콘크리트가 자연스럽게 국내 공동주택 현장으로 도입되게 되었다.
온돌구조에 경량기포콘크리트를 사용하면 단열이라는 기본적인 효과 외에 상하층간 차음, 구조물의 중량감소, 후속 설비배관 작업의 성력화 등의 효과가 있으며, 세대 내에서 기능상 필요한 높낮이 차를 경제적으로 확보할 수 있다. 또 비교적 좁은 면적에서도 쉽게 현장 생산이 가능하고, 시공이 용이한 점 등의 여러 가지 장점이 있어 경량기포콘크리트는 국내 공동주택에서 그 사용 범위가 급격히 확대되어 왔으며, 오늘날에는 국내 공동주택의 온돌바닥구조의 대부분에 적용되고 있다.
그러나, 경량기포콘크리트를 적용함으로써 기대할 수 있는 이러한 우수한 특성들에도 불구하고, 현실적으로 국내에서 시공되는 온돌단열용 경량기포콘크리트는 품질과 성능 발현에 핵심이 되는 기포제의 성능이 좋지않아, 이로 인한 소포(消泡)에 의한 체적감소, 강도 부족, 과다한 균열발생, 높은 흡수율 등의 여러 가지 문제점이 발생되고 있다. 경량기포콘크리트에서 발생되는 이러한 문제점들은 단열효율을 떨어뜨리는 동시에 상부 온돌미장층의 물량 과다투입과 불균등 수화에 의한 균열 발생을 유도하는 등 온돌바닥구조 전체의 품질과 경제성에 심각한 문제를 야기한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 경량기포콘크리트의 제조시 혼합하여 균일하고 미세하며 안정성이 향상된 기포가 발생토록 하여 소포(消泡)에 의한 기포콘크리트의 체적감소를 방지하고, 기포콘크리트의 건조수축에 의한 균열을 저감시키고, 초기 강도를 증진시키기 위한 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예는 경량기포콘크리트의 제조시에 함께 배합되는 혼화제 조성물에 있어서, 지방산 알콜 약 5 내지 20%와, 에틸렌옥사이드 공중합물 약 35 내지 40%와, 아질산염 약 5 내지 20%와 폴리아크릴산 약 4 내지 10%와, 황산알루미늄 약 20 내지 30%를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예는 경량기포콘크리트의 제조시에 함께 배합되는 혼화제 조성물에 있어서, 지방산 알콜 약 5 내지 20%와, 비닐알콜 중합물 약 35 내지 40%와, 아질산염 약 5 내지 20%와 폴리아크릴산 약 4 내지 10%와, 황산알루미늄 약 20 내지 30%를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성을 살펴보면, 본 발명은 저급 지방산 알콜 및 황산알루미늄을 사용하여 경량기포콘크리트의 건조 수축 현상이 저감되도록 함으로써 균열을 방지하고, 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 공중합물 또는 비닐알콜 중합물과 폴리아크릴산을 사용하여 기포(Air Bubble)의 안정화 반응을 유도함으로써, 기포제에 의해 생성되는 기포를 직경 약 1mm 이하의 미세한 기포군으로 형성시켜 불균일한 기포의 생성에 의한 경량기포콘크리트의 체적 감소를 방지하고, 단열효과가 극대화되도록 하였다. 또한, 황산알루미늄 및 아질산염을 사용하여 수화반응을 촉진시킴으로써, 조강성이 부여되도록 한다. 이로 인해 수화 초기의 압축강도가 향상된다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 후술할 실시예는 단지 본 발명의 목적을 달성하기 위한 예에 불과하며, 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
총 배합량 1000 kg을 기준으로 하여 각 실시예에서의 각 재료의 배합량을 살펴본다.
본 발명의 실시예 1에서는 지방산 알콜 약 200kg과, 에틸렌옥사이드 공중합물 또는 비닐알콜 중합물 약 400kg과, 아질산염 약 80kg과, 폴리아크릴산 약 46kg과, 황산알루미늄 약 240kg과, 포름 알데히드 약 20kg과, 기타 약 14kg을 배합하여 제조 하였다.
실시예 2
본 발명의 실시예 2에서는 지방산 알콜 150kg과, 에틸렌옥사이드 공중합물 또는 비닐알콜 중합물 약 400kg과, 아질산염 약 120kg과, 폴리아크릴산 약 46kg과, 황산알루미늄 약 240kg과, 포름 알데히드 약 30kg과, 기타 약 14kg을 배합하여 제조 하였다.
실시예 3
본 발명의 실시예 3에서는 지방산 알콜 100kg과, 에틸렌옥사이드 공중합물 또는 비닐알콜 중합물 약 390kg과, 아질산염 약 160kg과, 폴리아크릴산 약 79kg과, 황산알루미늄 약 240kg과, 포름 알데히드 약 20kg과, 기타 약 11kg을 배합하여 제조 하였다.
실시예 4
본 발명의 실시예 4에서는 지방산 알콜 50kg과, 에틸렌옥사이드 공중합물 또는 비닐알콜 중합물 약 377kg과, 아질산염 약 200kg과, 폴리아크릴산 약 92kg과, 황산알루미늄 약 240kg과, 포름 알데히드 약 30kg과, 기타 약 11kg을 배합하여 제조 하였다.
전술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예에 따른 각 성분의 배합비율을 표1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
배합비율(%) 배합량(1 톤) 배합비율(%) 배합량(1 톤) 배합비율(%) 배합량(1 톤) 배합비율(%) 배합량(1 톤)
지방산 알콜 20 200 15 150 10 100 5 50
에틸렌옥사이드 공중합물 또는 비닐알콜 중합물 40 400 40 400 39 390 37.7 377
아질산염 8 80 12 120 16 160 20 200
폴리아크릴산 4.6 46 4.6 46 7.9 79 9.2 92
황산알루미늄 24 240 24 240 24 240 24 240
포름알데히드 2 20 3 30 2 20 3 30
기 타 1.4 14 1.4 14 1.1 11 1.1 11
상기와 같이 구성된 본 발명의 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물의 성능을 실험하기 위해 아래의 표2와 같은 배합비를 갖는 경량기포콘크리트를 제조하여 실험하였다. 그리고, 이에 따른 실험 결과를 표3에 나타내었다.
시험 1(실시예 1) 시험 2(실시예 2) 시험 3(실시예 3) 시험 4(실시예 4)
시멘트 (Kg) 280 240 280 240 240 240 240 240 240 240
Coated 스티로폼비드 (m3) 0.4 0.4 0 0 0.4 0 0.4 0 0.4 0
Uncoated 스치폼비드(m3) 0 0 0.4 0.4 0 0.4 0 0.4 0 0.4
기포제(ℓ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
물(ℓ) 180 160 180 160 150 150 150 150 140 140
본 발명(Kg) 0 2.4 0 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4
시험 1(실시예 1) 시험 2(실시예 2) 시험 3(실시예 3) 시험 4(실시예 4)
a b c d a b a b a b
단위중량(kg/m3) 870 710 890 720 660 670 660 660 640 650
압축강도(kg/cm2) 6 17 5 16 19 19 18 18 23 22
열전도율(Kcal/mhOC) 0.12 0.06 0.14 0.07 0.05 0.06 0.05 0.06 0.05 0.06
흡수율(%) 0.09 0.05 0.16 0.06 0.05 0.06 0.04 0.05 0.04 0.04
블리딩율(%) 52 19 재료분리측정불가 21 15 16 12 12 10 10
표2에서 스티로폼비드는 산업용 단열재인 발포스티렌(상표명 스티로폼)을 분쇄한 알갱이를 말한다. 스티로폼비드 위에 시멘트와의 부착성을 높이기 위해 에멀젼 코팅을 한 제품(coated 스티로폼비드)와 코팅을 하지 않고 분쇄립 그대로 사용하는 제품(uncoated 스티로폼비드)가 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 혼화제 조성물을 실제 건축물에 적용하여 실험하였다. 여기서는 본 발명의 효과를 확인하기 위해 본 발명의 혼화제 조성물을 배합하지 않은 경우에서의 측정 결과와 본 발명의 혼화제 조성물을 배합한 경우의 측정 결과를 각각 나타내었다.
먼저, 본 발명의 혼화제 조성물을 배합하지 않은 경우에서의 실험 결과를 살펴보면, 실험은 공동 주택의 23 평형, 31 평형, 37 평형, 47 평형, 57 평형 아파트에 모두 적용하여 경량기포콘크리트 타설 후 1개월 경과후의 균열길이를 측정하였다. 측정 결과로서, 각 평형별 100세대 이상씩 총 1,500세대의 평균 값에 해당하는 균열발생 길이 및 폭을 표4에 나타내었다.
23평형 31평형 37평형 47평형 57평형
균열길이(m) 21.7 30.2 41.5 50.1 62.5
다음은 본 발명의 모든 실시예에 해당하는 혼화제 조성물을 배합한 경우의 측정 결과로서, 기포 콘크리트 타설 1주일 후부터 1주일 간격으로 관찰하였으며, 경량기포콘크리트 타설 1개월 경과 시점에서의 측정결과를 표5에 나타내었다.
23평형 31평형 37평형 47평형 57평형
균열길이(m) 0 0∼3 2∼5 4∼8 6∼8
전술한 바와 같이 본 발명의 혼화제를 사용하는 경우에 경량기포콘크리트의 성능이 현격히 향상되고, 균열이 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 경량기포콘크리트의 제조시에 함께 배합되는 혼화제 조성물에 있어서,
    지방산 알콜 약 5 내지 20%와, 에틸렌옥사이드 공중합물 약 35 내지 40%와, 아질산염 약 5 내지 20%와 폴리아크릴산 약 4 내지 10%와, 황산알루미늄 약 20 내지 30%를 포함한 것을 특징으로 하는 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    포름알데히드 약 2 내지 3%를 더 포함한 것을 특징으로 하는 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에틸렌옥사이드 공중합물은 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 공중합물인 것을 특징으로 하는 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물.
  4. 경량기포콘크리트의 제조시에 함께 배합되는 혼화제 조성물에 있어서,
    지방산 알콜 약 5 내지 20%와, 비닐알콜 중합물 약 35 내지 40%와, 아질산염 약 5 내지 20%와 폴리아크릴산 약 4 내지 10%와, 황산알루미늄 약 20 내지 30%를 포함한 것을 특징으로 하는 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    포름알데히드 약 2 내지 3%를 더 포함한 것을 특징으로 하는 경량기포콘크리트용 혼화제 조성물.
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