KR20010007855A

KR20010007855A - 경량기포 콘크리트용 기포제의 제조

Info

Publication number: KR20010007855A
Application number: KR1020000059383A
Authority: KR
Inventors: 남기열; 송명신; 김영호; 김범수
Original assignee: 남기열; 송명신; 김영호; 김범수
Priority date: 2000-10-09
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2001-02-05

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

경량기포 콘크리트용 기포제의 제조

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

국내 공동주택 단열용, 연약지반의 성토용, 터널, 폐광 등의 공간 채움용 경량기포 콘크리트원료인 기포제의 기포 안정성에 의한 소포 방지 및 시멘트와의 혼용에 의한 시멘트의 건조수축에 의한 균열저감 및 압축강도 증진, 균일한 흡수율의 유지 등을 목적으로 한 기포제의 제조

3. 발명의 해결방법의 요지

경량 기포 콘크리트의 균열발생 및 압축강도 저하는 생성된 기포의 불안정에 의한 소포와 생성 기포의 불균일에 의한 힘의 고르지 못한 분산에 있다. 본 발명에서는 기포의 안정성을 증진시키고, 균일한 크기의 미세한 입자의 기포를 생성시켜 소포를 방지하고, 이로 인하여 기포 콘크리트의 압축강도를 증진시키고자 하였다. 이를 위한 방법으로 벤젠기가 아닌 소디움 라우릴 설페이트와 이의 에스테르를 주원료로 하여 기포 생성력을 극대화하고, 생성된 기포의 안정성을 위하여 코코넛 지방산을 사용하였으며, 기포의 소포 방지를 위하여 트리 에탄올 아민 라우릴 에테르 설페이트를 사용하였다.

4. 발명의 중요한 용도

경량기포 콘크리트의 제조에 있어서 주 발포화합물인 기포제로 사용되며, 시멘트 슬러리와 혼용되어 연약지반의 성토용, 공동주택의 단열용, 기타 터널 등의 채움재로 사용됨.

Description

경량기포 콘크리트용 기포제의 제조{Manufacture of foaming agent for light weight foamed concrete}

경량 기포 콘크리트는 생성된 기포에 의한 낮은 열전도성, 일정기간 양생 후의 압축강도발현, 낮은 비중 및 현장 시공의 편리성 및 원가절감의 차원에서 국내외 토목, 건축 현장에서 많이 사용되고 있다. 국내의 경우 경량기포 콘크리트의 낮은 열전도성 및 저렴한 원가, 현장시공의 편리성 등으로 인하여 공동주택의 바닥 난방 단열용으로 사용되고 있다. 그러나 공동주택 단열용 경량기포 콘크리트는 시공 후 경량 기포 콘크리트의 심한 균열로 그 효과가 저감되고 있는 실정이다. 경량기포 콘크리트의 균열 발생의 원인은 주로 기포제에 의한다. 기포제는 압축공기에 의해 발포되어 기포군을 형성하며, 이는 시멘트 슬러리와 혼합되어 경량기포 콘크리트를 구성한다. 그러나 생성된 미세한 기포는 일부가 서로 합쳐져서 일부가 큰 입자를 형성하게 되고 이로 인하여 소포되거나, 커다란 시멘트 공극을 만들게 된다. 기포군은 시멘트와 혼합되어 양생되는 도중에 생성된 기포의 소포에 의해 부피가 적어지게 되며, 또한 이로 인하여 균열이 발생된다.

본 발명에서는 생성되는 기포가 미세한 입자로 균일하게 생성되도록 하기 위하여 기존의 알킬벤젠 설포네이트 대신에 소디움 라우릴 설페이트와 소디움 라우릴 에테르 설페이트를 기포 생성의 주재료로 하였으며, 생성된 기포에 안정성을 부여하기 위하여 코코넛 지방산 에테르를 사용하였고 생성된 미세 기포입자가 서로 혼합되어 커다란 기포의 형성을 방지하기 위하여 트리에탄올아민 에테르 설페이트를 사용하였다.

현행 경량기포콘크리트용 기포제로는 동물성 기포제라 불리우는 아미노산계와 식물성 기포제라 불리우는 알킬벤젠 설포네이트계가 있다. 동물성 기포제는 동물의 발톱 등을 가수분해하여 제조하는 것으로서 산, 알카리의 사용이 높아 PH의 변화에 의해 기포 생성력이 크게 달라지며, 이로 인하여 제조 후 수일 이내에 사용하지 않을 경우 기포의 발생이 현저하게 줄어들며, 장기보관 시 공기 중에서 산화되어 기포 생성력이 현저히 떨어지게 된다. 또한 시공 현장에서 사용 시 심한 악취로 인하여 작업자의 호흡 곤란 및 환경에 의한 민원이 빈번하게 발생되고 있다. 식물성 기포제는 알킬벤젠 설포네이트를 주원료로 제조되고 있으며, 이러한 식물성 기포제에 의해 생성된 기포는 안정성 부족으로 기포가 소멸되거나, 미세 기포입자가 서로 결합하여 커다란 입자의 기포로 바뀌어 소포되는 현상이 나타난다. 생성 기포의 안정성 부족으로 인한 소포는 공동주택의 단열성능을 저하시키며, 상부의 바닥용 모르터의 균열을 유발함으로서 심한 민원의 근본적인 원인이 되고 있다. 즉 경량기포 콘크리트의 소포에 의한 문제점으로서는 단열성능의 저하 등의 문제점이 있지만, 상부의 모르터에 영향을 미치는 것이 더욱 큰 문제점으로 대두되고 있다. 경량기포콘크리트의 조기강도발현, 균열억제, 소포저감 및 균일한 흡수율 등은 후속공정의 품질에 상당히 중요한 영향을 미치게 된다. 즉 상부의 시멘트 모르터 타설 시 모르터의 균열에 심각한 영향을 미치게 된다. 조기강도 발현 저하로 후속작업이 진행되면서 작업중량에 의한 균열, 편칭파괴, 지압파괴 등이 일어나서 경량기포콘크리트 층이 조각조각 부서지거나 함몰하게 되고, 건조수축에 의해 심한 균열이 발생하게 된다. 이러한 경우 온수배관 파이프의 고정불가로 온수배관 파이프 따라 발생하는 상부 시멘트 모르터의 침하 균열 발생과, 하지의 경량기포콘크리트 층의 불균일한 흡수에 의한 상부 모르터 미장 마감시간의 지연 및 불균일에 의한 미장 품질저하와 소성수축에 의한 모르터의 균열 등을 유발하게 된다. 따라서 경량기포콘크리트의 안정성은 상부 모르터의 품질에 상당히 중요한 역할을 하게된다. 소포에 의한 부피감소는 상부의 모르터 층의 두께가 넓어져 설계량 이상의 재료가 소용되는 원가상승의 요인이 되며, 온수배관의 들뜸으로 인한 모르터의 파이프 밑으로의 충진으로 파이프를 따라서 발생하는 균열의 원인이 되기도 한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상기의 여러 가지 문제점은 시공방법이나 장비개선 등으로는 개선할 수 없는 문제점으로서 이를 개선하기 위하여 기포제를 개발하였다. 본 발명은 경량기포 콘크리트의 안정성을 유지하여 소포를 방지함으로서 경량기포 콘크리트의 균열발생을 방지하고, 공동주택의 바닥단열성능을 증진시키며, 상부 바닥 모르터의 균열저감에 기여하고자 하였다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소디움 라우릴 설페이트와 소디움 라우릴 에테르 설페이트를 약 1:5내지 7의 비율로하여 전체에 대하여 약 50내지 70 중량부로 하고, 트리에탄올아민 에테르 설페이트를 약 2내지 4 중량부로 하고, 코코넛 지방산을 약 0.5 내지 1.5 중량부로 첨가 혼합된 것을 특징으로 하며, 이것을 1분당 20회전 이상의 회전속도로 혼합시킨 후 상온에서 약 6시간 동안 숙성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하기로 하며, 후술할 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

실시예 1에서는 기포제 1 kg 제조에 대하여 소디움 라우릴 설페이트와 소디움 라우릴 에테르 설페이트의 비율을 1:5.5로 한 것을 620g, 트리에탄올아민 에테르 설페이트를 28g, 코코넛 지방산 8g을 혼합한 후 나머지 물을 344g 첨가한 후 1분당 회전수 20으로 서서히 30분간 교반하였다. 혼합물을 다시 상온( 섭씨 20±2도)에서 6시간 이상 숙성시켰다.

경량 기포 콘크리트 1입방미터를 생산한다고 할 때, 본 발명의 기포제1kg과, 시멘트 320kg과, 물 192kg으로 배합하였다. 기포 발생기 및 혼합용기를 제자리에 배치하고 1배치의 재료를 다음의 순서에 따라 혼합한다.

① 본 발명의 기포제를 부피비로 물과 1:40의 비율로 혼합하여 희석한다.

② 희석된 기포액을 2.5∼2.7 bar의 압력으로 발포시킨다.

③ 혼합기 안에 시멘트와 물을 넣고 100rpm의 속도로 1분간 혼합한다.

④ 혼합기를 정지하고, ②항에 의한 생기포를 투입한다. 이때 미리 시간당 발생되는 기포의 량을 파악한 후 필요량만큼의 시간동안 기포를 투입한다.

⑤ 다시 100 rpm의 속도로 3분간 혼합한 후 혼합을 마친다.

상기와 같은 본 발명의 혼화제 특성을 확인하기 위해 소포성 실험을 행하였다. 그 결과를 나타내었다.

1) 소포시험

그림에 나타낸 것은 기존의 동물성 기포제를 사용한 것과 본 발명의 기포제를 사용하여 경량 기포 콘크리트를 제조 후, 직경 10 cm 길이 20cm의 원통형 몰드에 채워 넣은 후 재령 7일 경과 후에 몰드의 한면을 탈형한 상태이다

그림에서 보아 알 수 있듯이 본 발명의 기포제를 사용한 경우에는 전혀 소포되지 않았음을 알 수 있으며 기존의 동물성 기포제를 사용한 경우에는 상부에서 약 1cm 정도 소포되었음을 확인할 수 있었다.

Claims

경량기포 콘크리트용 기포제로서 소디움 라우릴 설페이트와 소디움 라우릴 에테르 설페이트의 비율을 약 1:5내지 7의 비율로한 혼합물 약 50내지 70 중량%와 트리에탄올아민 에테르 설페이트 약 2내지 4 중량부로 하고, 코코넛 지방산을 약 0.5 내지 1.5 중량부로 첨가 혼합된 것을 특징으로 하며, 이것을 1분당 20회전 이상의 회전속도로 혼합시킨 후 상온에서 약 6시간 동안 숙성하는 것
제 1 항에 있어서,

기포의 소포에 대한 안정성 재료로서 코코넛 지방산 약 0.5 내지 1.5 중량부와 트리에탄올 아민 에테르 설페이트 약 2내지 4 중량부를 사용 하는것