KR20030007417A - 내화성 초고성능 콘크리트 조성물 - Google Patents

내화성 초고성능 콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초고성능 콘크리트의 내화성을 증가시키기 위하여 상기 초고성능 콘크리트내에 있는 300℃ 미만의 융해점, 1mm 이상의 평균길이 ｌ 및 최대 200 ㎛의 직경 ø을 갖는 유기섬유들에 관한 것으로서, 상기 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트 체적의 0.1 내지 0.3%의 범위에 있을 정도이며, 콘크리트는 적어도 120 MPa의 특성 28-일 압축강도, 20 MPa의 굽힘강도 및 적어도 150 mm의 미 경화상태에서의 전성값을 가지며, 상기 값들은 20℃에서 저장되고 유지된 콘크리트에 대하여 주어지며, 상기 콘크리트는 금속섬유들이 분산되는 특히 경화시멘트 기지로 이루어진다.

Description

내화성 초고성능 콘크리트 조성물{FIRE-RESISTANT ULTRAHIGH-PERFORMANCE CONCRETE COMPOSITION}
“초고성능(ultrahigh-performance)”콘크리트라고 불리어지는 연성 콘크리트는 우수한 기계적 성질들, 특히 높은 압축강도를 요구하는 프리스트레스트콘크리트(prestressed concrete) 또는 난-프리스트레스트콘크리트(non-prestressed concrete) 부재들에 특히 사용된다. 연성콘크리트는 높은 굽힘강도, 전형적으로 적어도 20 MPa, 및 적어도 120 MPa의 28-일 압축강도 및 45 GPa이상의 28-일 탄성률을 가지며, 이들 값은 20℃에서 저장되고 유지된 콘크리트에 대하여 주어진다.
이 콘크리트의 기계적 성질을 향상시키기 위하여, 다양한 해결책이 추천되어 왔다.
그래서, WO 95/01316은 콘크리트의 기지를 이루는 골재입자의 크기에 대하여 한정된 비율내에서 선택된 크기를 가지며 조절된 양의 금속섬유의 혼합을 제안하고 있다.
WO 99/28267 의 대상은 또한 금속섬유들을 함유하는 초고성능 콘크리트에 관한 것이다. 콘크리트의 기계적 강도, 특히 미세균열의 발생 및 전파에 관련한 콘크리트 거동을 향상시키기 위하여, 이 공개공보는 인성을 향상시키는 입자들의 시멘트의 특질을 지닌 기지안으로의 혼합을 제안하며, 이 입자들은 최대 1mm의 평균크기를 갖는 박판형 또는 바늘형 입자들로부터 선택된다.
상기 바늘형 입자들은 규회석, 보크사이트, 뮬라이트, 티탄산칼륨, 탄화규소, 탄산칼슘과 같은 광물섬유들 및 수산화인회석 섬유들 또는 셀룰로스로부터 유도된 유기섬유들과 같은 광물섬유들이며, 이 섬유들은 선택적으로 고분자유기화합물의 표면피복을 가질 수 있다.
WO 99/58468의 대상은 이들 콘크리트의 연성을 증가시키기 위하여, 강화 섬유와 같은 유기섬유을 함유하는 초고성능 콘크리트에 관한 것이다. 이 출원에서는, 유기섬유들중의 일부가 금속섬유들로 대체되는 초고성능 콘크리트가 또한 설계된다. 유기섬유들은 콘크리트의 연소거동(fire behavior)을 변경시킨다고 기재되어 있다.
그러나, 위에 언급된 초고성능 콘크리트들은 그의 기계적 성질 때문에, 불충분한 내화성을 가지며, 이것은 불에 노출된 구조물들을 부수므로써 또한 아마도 물의 증기압에 의한 이들 구조물이 폭발함으로써, 비로소 명백하게 된다. 여기서,물은 열의 영향 때문에 물리적이거나 화학적으로 기지의 성분들에 의해 구속된다.
특허 US 5 749 961 는 약 90 내지 105 MPa의 압축강도를 갖는 고성능 무(無)-섬유 콘크리트들의 조성물들의 내화성을 증가시키는 것을 제안한다. 여기서 이러한 증가는 이 조성물들안에, 용해, 연화, 분해, 수축 또는 융해에 의해, 적어도 10㎛ 의 직경 및 적어도 5mm의 길이를 갖는 모세관 공극들의 망을 형성할 수 있는 석출 실리카와 섬유들의 결합체를 부가함으로써, 이루어질 수 있다. 그러나, 이 특허에서 언급되고 내화콘크리트에서 널리 실용되는 수단들중 하나, 즉 콘크리트내에 유기섬유들을 도입하는 것으로 구성되는 수단은 첫째로 경화콘크리트의 기계적 강도를 심각하게 감소시키는 효과를 나타낸다. 그 이유는 유기섬유들이 기지의 탄성의 용적보다 더 작은 탄성의 용적을 도입하기 때문이다. 둘째로, 갓 만들어진 상태의 콘크리트의 유동성이 이 조성물내의 유기섬유들의 존재에 의해 심하게 감소되고, 낮은 전성(spread)에 의해 특징이 지어진다.
그러므로, 이미 약 2%의 섬유체적을 추천한 특허출원 WO 99/28267 및 WO 99/58468에 기재된 초고성능 연성콘크리트에 이러한 해결책들을 인식하고 적용하는 것이 어렵게 되었다.
소성거동(plastic behaviour)에서 유동거동(fluid behaviour)으로 갈 수 있는 유동성 범위를 갖는 초고성능 콘크리트에 대한 조성들을 가질 수 있다는 것이 중요하다. 이러한 콘크리트들은 전통적으로 적어도 150mm의 전성값(spread value)을 가지며, 전성값은 충격테이블 기술(shock table technique)에 의해 측정되며, 표준기술은 대개, 모르타르에 대하여 사용된다.
그럼에도 불구하고, 지금까지, 이러한 콘크리트 조성물들은 나쁘지도 않고 좋지도 않은 내화성을 나타내는 결점을 가진다.
지금까지, 초고성능 콘크리트의 기계적성질을 개선할려는 시도들은 내화성에 해로운 영향을 미쳐왔다. 반대로, 콘크리트의 내화거동을 증가시키기 위해 제안된 해결책들은 대개, 미경화상태에서의 이 콘크리트들의 기계적 성질 및/또는 유동성을 감소시키는 효과를 나타낸다.
이 콘크리트들의 원하는 성질들, 즉 높은 인장/굽힘 강도, 높은 압축강도 및 소성거동에서 유동거동까지의 범위에 걸칠 수 있는 미경화 상태에서의 콘크리트의 유동성과 양립하는, 섬유들을 함유하는 초고성능 콘크리트들의 내화성의 문제에 대한 어떠한 만족스러운 해결책도 없었다.
본 발명은 콘크리트 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 섬유 콘크리트에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 특히 구조용 부재가 제조할 빌딩과 구조물의 제조에 사용되어지게 하는 초고성능 콘크리트에, 조절가능한 유동성질 및 높은 기계적 성질과 결합된 높은 내화성을 제공하는 데 있다. 본 발명의 목적은 공지의 구조용 부재의 방화성질들보다 우수한 방화성질들을 갖는 개선된 콘크리트를 얻는 데 있다.
본 발명의 대상은 금속강화 섬유들을 함유하고, 선행기술의 유사한 콘크리트의 성질들과 적어도 균등한 성질들, 소성거동에서 유동거동까지의 범위에 걸칠 수 있는 미경화상태에서의 콘크리트의 유동성을 가지는 초고성능 콘크리트이며, 또한 우수한 내화성을 나타내는 콘크리트이다.
이 목적은, 초고성능 콘크리트의 내화성을 증가시키기 위하여, 300℃ 미만의 융해점, 1mm 이상의 평균길이 ｌ 및 최대 200 ㎛의 직경 ø을 갖는 유기섬유들을 초고성능 콘크리트를 사용하는 데에 있는 본 발명에 의해 달성되며, 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트 체적의 0.1 내지 0.3%의 범위에 있을 정도이며, 콘크리트는 적어도 120 MPa의 특성 28-일 압축강도, 1 달에서 20 MPa의 특성 굽힘강도 및 적어도 150 mm의 미 경화상태에서의 전성값을 가지며, 이 값들은 20℃에서 저장되고 유지된 콘크리트에 대하여 주어진다. 상기 콘크리트는 금속섬유들이 분산되는 경화시멘트 기지로 이루어지며, 이는 물과 혼합함으로써 얻어지며, 조성물은 금속 섬유들이외에,
(a) 시멘트;
(b) 최대 10mm의 입자크기D90를 갖는 골재입자들;
(c) 0.1 내지 100㎛의 범위에 걸쳐 있는 기본적인 크기를 갖는 포졸란-반응 입자들; 및
(d) 적어도 하나의 분산제를 포함하며,
하기 조건을 만족시킨다.
(1) 상기 시멘트 (a)와 상기 입자들 (c)의 결합 중량에 대한 물의 중량백분율이 8-24% 범위내에 있다;
(2) 상기 금속섬유들은 적어도 2mm의 평균길이 ｌ1및 적어도 20의 ｌ1/ø1비를 가진다(여기서 ø1는 섬유들의 직경이다);
(3) 유기섬유들의 체적V에 대한 금속섬유들의 체적 V1의 비, V1/V는 1보다 크며 유기섬유들의 길이 l에 대한 금속섬유들의 길이l1의 비, l1/l는 1보다 크다;
(4) 골재 입자들의 크기 D90에 대한 금속섬유들의 평균길이 l1의 비 R는 적어도 3, 바람직하게는 적어도 5이다;
(5) 금속섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후에 콘크리트의 체적의 4% 미만일 정도이다.
본 발명의 대상은 또한 적어도 120MPa의 특성 28-일 압축강도, 적어도 20 MPa의 특성 굽힘 강도 및 적어도 150mm의 미경화상태에서의 전성값을 갖는 내화성 초고성능 콘크리트이며, 이들 값은 20℃에서 저장되고 유지되며, 상기 콘크리트는 금속섬유들이 분산되는 경화 시멘트 기지로 구성된다. 이 콘크리트는 물과 함께 혼합함으로써 얻어지며, 조성물은 금속 섬유들이외에,
(a) 시멘트;
(b) 최대 10mm의 입자크기D90를 갖는 골재입자들;
(c) 0.1 내지 100㎛의 범위에 걸쳐 있는 기본적인 크기를 갖는 포졸란-반응 입자들;
(d) 적어도 하나의 분산제; 및
(e) 유기섬유들를 포함하며,
하기 조건을 만족시킨다.
(1) 상기 시멘트 (a)와 상기 입자들 (c)의 결합 중량에 대한 물의 중량백분율이 8-24% 범위내에 있다;
(2) 상기 금속섬유들은 적어도 2mm의 평균길이 ｌ1및 적어도 20의 ｌ1/ø1비를 가진다(여기서 ø1는 섬유들의 직경이다);
(3) 유기섬유들은 200℃미만의 융해점, 1mm 보다 큰 평균길이 l 및 최대 200㎛의 직경 ø을 가진다;
(4) 유기섬유들의 체적V 에 대한 금속섬유들의 체적 V1의 비, V1/V는 1보다 크며, 유기섬유들의 길이l 에 대한 금속섬유들의 길이l1의 비, l1/l는 1보다 크다;
(5) 골재 입자들의 크기 D90에 대한 금속섬유들의 평균길이 l1의 비 R는 적어도 3, 바람직하게는 적어도 5이다;
(6) 금속섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후에 콘크리트 체적의 4% 미만일 정도이다.
(7) 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후에 콘크리트 체적의 0.1 내지 3%의 범위에 있는 정도의 양이다.
그래서, 시멘트 기지 및 그의 강화섬유들과의 관계에 대한 신규한 개념에 의해, 이 해결책이 기계적 성질/유동성/내화성의 이러한 타협을 가지고 제기된 문제점을 해결한다.
용어 “시멘트 기지(cementitious matrix)”는 어떠한 금속섬유도 갖지 않은 경화 시멘트 조성물을 의미한다.
D90은 골재 입자들중 90 중량%가 10mm보다 작거나 또는 같은 입자크기를 가진다는 것을 의미한다. 입자크기는 체들의 메시크기들에 의해 측정되며, 그의 체를 통과한 부분이 입자의 총중량의 90%를 이룬다.
D75은 골재 입자들중 75 중량%가 10mm보다 작거나 또는 같은 입자크기를 가진다는 것을 의미한다. 입자크기는 체들의 메시크기들에 의해 측정되며, 그의 체를 통과한 부분이 입자의 총중량의 75%를 이룬다.
용어“유기섬유들”은 위의 조건들을 만족시키는 모든 중합체 섬유들을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 문장내에서, 표현“섬유들의 직경”은 섬유들이 비원형 단면적을 가질 때 등가의 직경을 의미하는 것으로 이해된다.
용어“굽힘 강도”는 7×7×28cm의 치수를 갖는 시험편들에서 측정된 4-점 굽힘 강도를 의미하는 것으로 이해된다.
바람직하게는, 유기섬유들은 1.5mm 보다 크고 최대 12mm의 길이 l를 갖는다.
1/Ø 비는 바람직하게는 20 내지 500 이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 유기 섬유들의 직경은 2 내지 100 ㎛이고, 바람직하게는 80 ㎛ 보다 작다.
비 V1/V는 바람직하게는 적어도 2이다.
변형예에 의하면, 유기섬유들의 양은 바람직하게는 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트의 체적의 2% 보다 작은 정도이다.
유기섬유들은 최대 300℃의 융해점, 바람직하게는 최대 275℃의 융해점을 갖는 어떤 동종 중합체 또는 혼성 중합체로도 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 섬유들의 융해점은 200℃ 보다 작거나 또는 같다.
폴리아크릴아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리아미드 및 폴리비닐 알콜, 그 자체 또는 그의 혼합물로부터 선택된 동종 중합체 또는 혼성 중합체로 이루어진 유기 섬유들을 특히 열거할 수 있다. 하나의 특정 실시예에 따르면, 유기 섬유들은 6 mm의 길이 및 18 ㎛의 직경을 갖는 폴리프로필렌 섬유들이다.
금속섬유들과 관련하여, 이것들은 고강도강 섬유, 비정질강 섬유, 또는 스테인레스강 섬유 등의 강 섬유들 중에서 선택된 금속섬유들일 수 있다. 선택적으로는, 강 섬유들은 동, 아연, 니켈 (또는 그것들의 합금들) 등의 비철금속으로 피복될 수 있다.
금속섬유들의 평균길이는 바람직하게는 5-30 mm 범위내에 있다. l1/ø1비는 바람직하게는 최대 200 이다.
가변 형상의 금속섬유들이 사용될 수 있다. 금속섬유들은 그의 단부들에서 톱니형상이거나, 물결형상이거나 또는 갈고리 형상일 수 있다. 또한 섬유들의 거칠기를 변화시키거나 및/또는 가변 단면적의 섬유들을 사용할 수 있다. 섬유들은, 비틀림 조립체를 형성하는 몇개의 금속선들의 브레이딩(braiding) 또는 케이블링(cabling)을 포함하는 어떤 적절한 기술에 의해서도 얻어질 수 있다.
금속섬유들의 양은 그것들의 체적이 바람직하게는 응결후에 콘크리트의 체적의 3.5% 보다 작는 정도이다.
바람직하게는, 경화된 시멘트 기지에서의 금속섬유들의 평균결합응력(average bonding stress)은 적어도 10 MPa이어야 하며, 바람직하게는적어도 15 MPa이어야 한다. 이 응력은 콘크리트의 블록에서, 끼워넣어진 단일 섬유를 추출하는 시험에 의해 결정된다.
부가적으로 이러한 섬유결합응력 및 높은 기지 인성(바람직하게는 적어도 15 J/㎡)을 갖는 본 발명에 따른 콘크리트들은, 이 두 성질들의 협력작용에 의해 더 우수한 기계적 성능을 초래할 수 있다는 것을 발견하였다.
섬유/기지 결합의 수준은 개별적으로 또는 동시에 사용될 수 있는 여러 수단에 의해 조절될 수 있다.
제 1 수단에 의하면, 시멘트 기지내에서의 섬유들의 결합은 섬유들의 표면을 열처리함으로써 달성될 수 있다. 이 섬유 처리는 다음 공정들중 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다:
-섬유 에칭;
-특히 금속 인산염을 침전시킴으로써, 섬유들상에 광물 화합물의 석출.
에칭은 예를 들면, 섬유들을 산과 접촉시킨 후 중화처리를 행함으로써 수행될 수 있다.
대개, 금속인산염은 인산처리공정을 사용하여 침전되며, 이 인산처리는 예비산세된 금속섬유들을 금속인산염, 바람직하게는 인산 마그네슘 또는 인산 아연을 포함하는 수용액에 도입하고, 그리고나서 섬유들을 회수하기 위하여 그 수용액을 여과하는 것으로 이루어진다. 다음에, 그 섬유들을 수세하고 중화처리하고 그후에 다시 수세한다. 통상의 인산처리공정과 달리, 얻어진 섬유들은 그리이스 형 피니싱(grease-type finishing)을 거칠 필요가 없다. 그러나, 이 섬유들은 방청보호를 제공하거나 또는 이 섬유들이 시멘트 매질로 가공되는 것을 용이하게 하기 위하여 첨가물로 침착될 수 있다. 인산처리는 또한 금속인산염용액을 섬유들에 피복하거나 또는 분무함으로써 행해질 수 있다.
어떤 형태의 인산처리공정도 사용될 수 있다
-G. Lorin의 논문 명칭“The Phosphatizing of Metals”1973에 기재된 처리들에 대한 주제에 대하여 언급될 수 있다.
제 2 수단에 의하면, 시멘트 기지에서의 섬유들의 결합응력은 다음 화합물들중 적어도 하나를 조성물에 도입함으로써 얻어질 수 있다: 대부분 실리카로 이루어진 실리카 화합물들, 석출된 탄산칼슘, 수용액내의 폴리비닐 알콜, 라텍스 또는 상기 화합물들의 혼합물.
문구 “대부분 실리카로 이루어진 실리카 화합물들”는 여기서는 석출된 실리카들, (에어로실 형의)실리카 졸들, 알루미노실리케이트들, 예를 들면, Phone-Poulenc에 의해 판매되는 Tixosil 28, 또는 점토-형 제품들(천연 또는 유도된), 예를 들면 스멕타이트, 마그네슘 실리케이트, 시이피어라이트 및 몬모릴론나이트 중에서 선택된 합성 제품들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
적어도 하나의 석출된 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.
석출된 실리카는 여기서, 석출매질의 적절한 PH, 특히 염기성, 중성 또는 약 산성에서, 산, 알칼리 금속 실리케이트의 산, 대개 유기산과의 반응으로부터 석출에 의해 얻어진 실리카를 의미하는 것으로 이해되어야 한다; 어떠한 방법(산의 실리케이트 침강물에의 첨가, 산의 또는 실리케이트의 물 또는 실리케이트-용액 침강물에의 전체적 또는 부분적 동시 첨가, 등)도 실리카를 제조하는 데 사용될 수 있다. 방법은 얻고자 하는 실리카의 형태에 따라서 선택될 수 있다; 석출단계 후에 어떤 공지 수단, 예를 들면 필터 프레스 또는 진공 필터를 사용하여 반응혼합물로부터 실리카를 분리하는 단계가 대개 이어진다; 그래서 이 케이크가 선택적으로 크람블링(crumbling)후에, 어떤 공지 수단에 의해, 특히 스프레이 드라잉에 의해 건조될 수 있고 그후에 선택적으로 그라인딩 및/또는 아글로메레이션(agglomeration)될 수 있다.
대개, 도입된 석출된 실리카의 양은, 건조물질로 나타내었을 때, 콘크리트의 총 중량에 대하여 0.1중량% 내지 5중량%이다. 5중량%위에서는, 모르타르의 석출동안에 유동성문제가 통상 일어난다.
바람직하게는, 석출된 실리카는 조성물에 현탁수의 형태로 도입된다. 이것은 특히 다음을 갖는 실리카 현탁수(aqueous silica suspension)일 수 있다:
-10 내지 40 중량%의 고체 함량;
-50 s-1의 전단속도에 대한 4×10-2 Pa.s 미만의 점성도;
-상기 현탁수에 함유된 실리카의 중량의 50% 이상인 30 분 동안 7500 rpm에서 원심분리기에 걸은 후에 상기 현탁수의 상청액(supernatant)에 함유된 실리카의 양.
이 현탁수는 특허출원 WO-A-96/01787에 보다 상세하게 기재되어 있다. Phone-Poulenc에 의해 판매되는 Rhoximat CS 60 SL 실리카 현탁액이 이 형태의 콘크리트에 특히 적합하다.
본 발명에 따른 콘크리트의 시멘트 (a)는 바람직하게는 포트랜드 시멘트 CPA PMES, HP, HPR, CEM I PMES, 52.5 또는 52.5R 또는 HTS(높은 실리카 함량) 등의 포트랜드 시멘트이다.
골재 입자들(b)은 본질적으로 체질되거나 그라인딩된 미세 모래들 또는 미세 모래들의 혼합물이며, 그것은 바람직하게는 규산질 모래, 특히 석영 가루를 포함할 수 있다.
이들 골재의 입자크기 D75는 최대 6mm가 바람직하다.
이들 골재입자는 일반적으로 시멘트 기지의 20 내지 60 중량%의 양으로 존재하며, 바람직하게는 상기 기지의 25 내지 50 중량%의 양으로 존재한다.
미세 포졸란-반응 입자들은 적어도 0.1㎛ 및 최대 1㎛, 바람직하게는 최대 0.5㎛의 기본적인 크기를 가진다. 이 입자들은 실리카 화합물, 플라이애쉬, 용광로슬래그, 및 카올린 등의 점토유도물로부터 선택될 수 있다. 실리카는 실리콘 산업계로부터 생기는 실리카 분진보다 오히려 지르코늄 산업계로부터 생기는 실리카 분진일 수 있다.
본 발명의 문장내에서, 위에 기재된 콘크리트는 선택적으로 강화입자들을 포함한다. 이들 강화입자는 기지의 인성을 증가시키기 위하여 조성물에 부가되어 기지를 형성한다.
인성은 선형파괴역학의 공식을 사용하여, 응력(응력집중인자:Kc) 또는 에너지(임계스트레인에너지 방출속도:Gc)로 나타내어질 수 있다. 바람직하게는, 시멘트 기지의 인성은 적어도 15 J/m2, 바람직하게는 적어도 20 J/m2이다. 인성을 측정하는 방법은 특허출원 PCT WO 99/28267에 기재되어 있다.
시멘트 기지의 인성은 최대 1mm의 평균크기, 바람직하게는 500 ㎛의 평균크기의 강화입자들을 시멘트조성물에 첨가함으로써 유리하게 얻어지며, 강화입자들은 바늘형상 또는 박편형상을 이룬다. 강화입자들은 35% 미만의 체적비율로 대개 존재하며, 특히 골재입자들(b)과 포졸란-반응 입자들(c)의 결합체적의 5-25%의 범위내에 존재한다.
강화입자들의 용어 “크기”는 그것들의 최대치수의 크기(특히 바늘형상의 경우에 길이)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
이것들은 천연 또는 합성제품일 수 있다.
바늘형상의 강화입자들은 유리하게는, 1mm 미만의 섬유들, 예를 들면 규회석 섬유들, 보크사이트 섬유들, 뮬라이트 섬유들, 티탄산칼륨 섬유들, 탄화규소 섬유들, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 아세테이트 등의 셀룰로오스-유도 섬유들, 탄산칼슘 섬유들, 수산화인회석 섬유들 및 기타 인산칼슘 또는 상기 섬유들 및 상기 섬유들의 혼합물을 그라인딩함으로써 얻어진 유도 제품들 중에서 선택된다.
바람직하게는, 길이/직경 비로 나타내어지는, 강화섬유의 침상도(acicularity)가 적어도 3 및 바람직하게는 적어도 5인 강화섬유들이 사용된다.
규회석 섬유들은 우수한 결과를 나타낸다.
박편형상의 강화입자들은 운모 박편, 활석 박편, 혼합된 실리케이트(점토) 박편, 질석 박편, 알루미나 박편 및 혼합된 알루미나 또는 실리케이트 박편 및 상기 박편들의 혼합물중에서 선택될 수 있다.
운모박편은 우수한 결과를 나타낸다.
본 발명에 따라 콘크리트의 조성물에 이들 다양한 형상 또는 유형의 강화입자들의 결합체를 사용할 수 있다. 천연제품들인 강화입자들에 대하여 이 유형의 처리가 특히 추천된다. 이러한 강화입자들이 특허출원 WO 99/28267 및 EP-A-372 804에 상세히 기재되어 있다.
콘크리트 기술에서 전통적인, 물-시멘트 중량비는, 시멘트대체물 특히 포졸란-반응 입자들이 사용되었을 때, 변할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 필요에 의하여, 시멘트와 포졸란-반응 입자들의 결합중량에 대한, 물의 양의 중량비(E)가 정의되었다. 그렇게 정의된 이 비는 약 8 내지 24%이고, 바람직하게는 약 13 내지 20%이다. 그러나, 실시예들의 기술에서, 물-대(對)-시멘트 비 W/C가 사용될 것이다.
본 발명에 따른 조성물은 또한 적어도 하나의 분산제를 포함한다. 이 분산제는 일반적으로 가소제이다. 가소제는 술폰화리그린, 카제인, 폴리나프탈렌, 특히 알칼리 금속의 술폰화폴리나프탈렌, 포름알데히드 유도체, 알칼리금속의 폴리아크릴레이트, 알칼리금속의 폴리카르복실레이트 및 그라프트된 폴리에틸렌옥사이드중에서 선택될 수 있다. 대개, 본 발명에 따른 조성물은 시멘트의 100 중량부 당 가소제의 0.5 내지 2.5 중량부를 포함한다.
본 발명에 따라 기타 첨가제, 예를 들면 거품억제제가 첨가될 수 있다. 실시예를 통하여, 프로필렌-글리콜-기본 또는 폴리디메틸실록산-기본 거품억제제가 사용될 수 있다.
이 유형의 제들(agents) 중에서, 용액 형태 또는 특히 고체 형태, 바람직하게는 수지, 오일 또는 특히 물에서의 에멀션 형태의 실리콘을 특별히 열거할 수 있다. M 반복단위들(RSiO0.5)와 D 반복단위들(R2SiO)을 필수적으로 포함하는 실리콘들이 특히 적합하다. 이들 식에서, 동일하거나 또는 다를 수 있는 라디칼들 R은 1 내지 8 탄소원자를 포함하는 수소 및 알킬 라디칼들 중에서 보다 구체적으로는 선택되며, 메틸 라디칼이 바람직하다. 반복단위들의 수는 바람직하게는 30 내지 120 범위내에 있다.
조성물에서의 이러한 제(agent)의 양은 대개 시멘트의 100 중량부 당 최대 5 중량부이다.
다르게 표시되지 않는다면, 입자들의 크기는 TEM(투과전자현미경) 또는 SEM(주사전자현미경)에 의해 측정된다.
기지는 또한, 다른 성분들이 콘크리트의 예측된 성능을 해하지 않는 한, 다른 성분들을 포함할 수 있다.
콘크리트는 당업자에게 공지된 어떠한 공정에 의해, 특히 고체성분들을 물과 혼합하고, 성형(모울딩, 캐스팅, 분사, 펌핑, 압출, 캘린더링)하고, 그후에 경화함으로써, 얻어질 수 있다.
예를 들면, 콘크리트를 제조하기 위하여, 시멘트 기지와 금속섬유들의 성분들을 적절한 양의 물과 혼합한다.
유리하게는, 혼합의 다음순서가 고려된다.
- 기지의 분말성분들의 혼합(예를 들면 2분동안);
- 물과 일 분율, 예를 들면 1/2 분율의 혼화제들의 도입;
- 혼합(예를 들면 1 분동안);
- 나머지 분율의 혼화제들의 도입;
- 혼합(예를 들면 3 분동안);
- 섬유들의 도입;
- 혼합(예를 들면 2 분동안).
바람직한 실시예에 의하면, 유기섬유들은 물이 첨가되기 전에 도입된다.
콘크리트는 그 후에 원하는 기계적 성질을 얻는 데 필요한 시간 동안 20℃ 내지 100℃에서 숙성된다.
실온 근처의 온도에서의 숙성(maturation)은 우수한 기계적 성질을 주며, 이것은 시멘트 기지내에서의 성분들의 선택 때문에 사실이다. 이 경우에, 콘크리트는 예를 들면 20℃ 부근의 온도에서 숙성되도록 방치된다.
숙성은 또한 정상압 하에서 경화 콘크리트에 대한 60 내지 100℃의 열처리를 포함한다.
얻어진 콘크리트는 특히 60 내지 100℃에서 6 시간 내지 4일 동안 열처리되며, 최적 시간은 2일이고 처리는 혼합 응결 상의 종결 후에 시작되거나 적어도 응결 착수 후의 적어도 1일 후에 시작된다. 일반적으로, 상술한 온도 범위에서 6 내지 72 시간의 처리 시간이면 충분하다.
열처리는 건식 또는 습식 분위기에서 수행되거나, 이를테면 24 시간의 습식 분위기에 이어 24시간의 건식 분위기가 따르는, 상기 두 분위기의 교대 주기를 따라 수행된다.
이러한 열처리는 그들의 응결 상을 완결한 콘크리트에 이행되며, 이들은 바람직하게는 적어도 1일 동안, 보다 바람직하게는 적어도 대략 7일 동안 숙성된다.
석영 분말의 첨가는 콘크리트가 상기 열처리될 때 유용할 수 있다.
콘크리트는 본드 와이어 또는 본드 건(bonded tendon)에 의해 프리텐션(pretension)될 수 있거나, 단일의 비본드(unbonded) 건 또는 케이블 또는 피복 바(sheathed bar)에 의해 포스트텐션(post-tension)될 수 있으며, 상기 케이블은 와이어 어셈블리 또는 건들로 구성된다.
프리스트레스는, 프리텐션 형태 또는 포스트텐션 형태이든 간에, 본 발명에 따른 콘크리트로 구성된 제품에 특히 적합하다.
이는 금속 프리스트레스 케이블이 언제나 매우 높은 인장 강도를 갖기 때문이나, 그러나 그들을 포함하는 기지의 결함이 콘크리트 구조용 부재의 치수가 최적화될 수 없도록 하기 때문에 그다지 이용되지 않는다.
본 발명에 따라 얻어진 콘크리트는 일반적으로 적어도 8 MPa의 직접 인장강도 Rt를 가진다. 바람직한 실시예에 따라, 본 발명에 유용한 콘크리트는 적어도 150MPa의 고유 압축강도 및 적어도 25 MPa인 고유 4-점 굽힘 강도를 가진다.
본 발명에 따라 얻어진 콘크리트는 다음의 예에 나타낸 바와 같이, 비경화 상태 및 경화 상태에서 모두 양호한 물성을 유지하면서도 양호한 내화성을 보여준다.
본 발명은 또한 금속 섬유를 포함하지 않는 분말 형태의 조성물에 관한 것으로, 유기 섬유 및 시멘트, 골재 입자들, 포졸란-반응 입자들, 분산제 및 강화 입자들 중에 선택된 적어도 하나의 부재를 포함하며, 이들 입자들은 상기에서 정의된 바와 같이, 이러한 조성물에 금속 섬유 및 물을 첨가할 때 본 발명의 콘크리트가 얻어지는 양 만큼이다.
하나의 특정 실시예에 따르면, 금속 섬유를 포함하지 않는 분말 형태의 구성물은, 상기에서 정의된 바와 같이, 이러한 조성물에 금속 섬유 및 물을 첨가할 때 본 발명의 콘크리트가 얻어지는 양 만큼의 시멘트, 포졸란-반응 입자들, 분산제 및 유기 섬유를 포함한다.
본 발명에 따른 콘크리트의 예시적인 실시예 및 이들 콘크리트와 더불어 얻어진 내화 산물이 하기에 기재된다.
시편 제조
다음 예에 이용된 초고성능 콘크리트는 다음의 구성요소로부터 얻어진다.
i) 포틀랜드(Portland) 시멘트 : 라파지사(Lafar; 프랑스)의 HTS(high silica content) 타입;
ii) 모래 : 350㎛의 D75를 갖는 시프라코사(Sifraco; 프랑스)의 석영 모래;
iii) 석영 가루 : 시프라코사(프랑스)의 10 마이크론 보다 작은 입자 50%를 가지는 C400 등급;
iv) 분진 실리카(fumed silica) : SEPR사(프랑스)의, 지르코늄 제조로부터 생성되고, 12m2/g의 BET 고유 표면 영역을 갖는 MST 형인 유리질 마이크로실리카;
v) 혼화재 : 치리소사(Chryso; 프랑스)의 액화 옵티마(OPTIMA) 100 가소제;
vi) 금속 섬유 : 금속 섬유는 13mm의 길이, 200 마이크론의 지름 및 2800 MPa의 인장강도를 가지는, 베케르트(Bekaert; 벨기에)사의 강재 섬유였다. 사용된 양이 아래의 표에 기재되고;
vii) 유기 섬유 : 유기 섬유는 폴리프로필렌 또는 폴리비닐 알콜 섬유였으며, 기하학적 특성 및 사용된 양이 아래 표에 정의 된다.
하기의 콘크리트는, 분말 성분들을 혼합하고, 물 및 혼화제의 일분율을 도입하고, 혼합하고, 혼화제의 나머지 분율을 도입하고, 혼합하고, 금속 섬유들을 넣어 혼합하고, 물을 첨가하기 전해 그 혼합물에 유기 섬유들을 넣으므로써 얻어졌다. 이들 시험에서, 고와류 및 회전의 용기를 갖는 EIRICH PV02-형 믹서가 사용되었다.
주형들은 이 조성물이 채워졌고 이어 표준 방식을 이용하여 진동되었다. 캐스팅 48 시간 후 시험 시편들이 형분리(demold)되었다. 이어 시험 시편들은 오븐에 저장되어 습도 100%과 90℃에서 48시간 동안 열처리되었다.
콘크리트의 공식은 하기에 주어진다:
HTS시멘트 MST분진 실리카 C400석영 가루 BE31모래 강재섬유 유기섬유 옵티마 100 가소제 W/C물
1 0.325 0.3 1.43 X Y 0.054 0.22
X 및 Y는 표1에 기재한 금속 섬유 및 유기 섬유 내용물이다.
제 1 차 시험:
콘크리트들은 다음 분석 방법으로 분석되었다.
ㆍ압축강도 RC, 20℃에서 원통형 시험 시편(70mm 직경과 140mm 높이)에 직접 압축으로 얻어짐 :
Rc= 4F/πd2
F는 N에서 파괴시 힘이고 d는 시편의 직경이다.
ㆍ4-점 굽힘강도, 식을 이용하여, NFP 18-411, NFP 18-409 및 ASTM C 1018 표준에 따라, 롤러 지지부에 장착된 70×70×280mm의 시험 시편에서 측정됨:
Rf= 3Fmax(1-1')/2dw2
Fmax는 N, 1 = 210mm, 1' =1/3 및 d=w=70mm에서 최대 힘(피크 힘).
ㆍ전성(spread) 값, ASTM C320, ISO 2768-1 및 EN 459-2 표준에 따라, 충격 테이블 기술(20블로:blow)를 이용하여 측정됨.
ㆍ내화성, (1) 70×70×250 mm 프리즘 형상의 콘크리트 시험 시편들은, 온도에 노출한 후의 잔여 특성 4-점 굽힘 강도. 시험 시편들은, 2면이 격리되었고 비격리된 2면이, 20분에 걸쳐 800℃까지 상승되었고 이어 800℃에서 1h 동안 고정된 예비가열로(400 내지 500℃)에서, 불에 노출되었다; (2) 70mm 일측면으로 절단된 큐빅 시험 시편을 온도에 노출한 후의 잔여 특성 압축강도;의 측정에 의해 결정됨. (3)폭발적 스폴링(spalling) 발생 또한 각 시편 마다 측정되었다.
예 1 2 3 4 5 6 7
W/C 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22
금속 섬유(vol%) X 1.8 2 2 2 2 0 0
유기 섬유(vol%) Y 1.4 2 0.7 0.5 1 2.8 4.4
유기 섬유의 성질 PP PP PVA PP PP PVA PVA
유기 섬유길이(mm)횡단(Transverse) dim.(㎛) 또는 직경(㎛) 1950 ×500 1950 ×500 615 620 620 12200 12200
전성, 20블로우(mm) 160 140 160 200 160 225 190
불에 대한 노출 전의 압축강도(MPa) 165 175.5 204.5 181.3 173.3 165.9 148.4
불에 대한 노출 전의 굽힘강도(MPa) 32.5 25.8 30.9 26.9 23.9 15.5 22.5
불에 대한 노출 후의 잔여 굽힘강도(MPa) 9.3 11.5 9.4 11.4 8.7 0.2 0.3
불에 대한 노출 후의 시험 시편의 외형 큰 크랙및스플린터링(splintering) 크랙 크랙 크랙 크랙 크랙및스폴링 크랙및스폴링
불에 대한 노출 후의 압축강도(MPa) 82.3 99.5 106.4 117.4 89.5 34.1 27.9
예 1 및 2에서, 폴리프로필렌(PP) 섬유들은 FIBERMESH 6130 섬유였다 - 이들 섬유들의 융해점은 170℃이다.
예 3에서, 폴리비닐 알콜(PVA) 섬유들은 KURARAY RMS 182 섬유였고, 융해점은 220℃이다.
예 4 및 5에서, 폴리프로필렌 섬유들은 Chryso SA 사에 의해 프랑스에 공급된 FIBRIN 623 섬유였다.
예 6 및 7에서, 섬유들은 KURARAY RF 350 섬유였다.
얻어진 결과들은, 예 1(폴리프로필렌: 1 - 19 mm)의 섬유들은 2%의 조사에 대해 정확한 내화성을 허용한다. 그러나 유동성은 매우 열악하다(전성/20 블로우: 140mm). 감소된 조사(1.4%)에 대해, 유동성은 본질적으로 향상되지만(전성:160mm), 내화성은 매우 열악해진다: 큰 크랙 및 스프린터링 존재함.
예3의 유기 섬유들(폴리비닐 알콜: 1 = 6mm)과 0.7%의 조사에 대해, 유동성은 여전히 정확하고(전성: 160mm) 내화성은 만족스럽다(스프린터링 없음).
최상의 결과들은 예 4 및 5(폴리프로필렌: 길이 = 6 mm)에서 얻어진다. 감소된 조사(0.5%)에 대해, 유동성이 뛰어나고(전성:200 mm) 내화성이 양호하다. 기계적 강도 값들(압축 및 밴딩에서)이 높다.
오직 유기 섬유들만을 포함하는 예 6 및 7의 콘크리트에서, 양호한 콘크리트 전성 값이 얻어지지만, 이들 콘크리트들은, 비록 불에 대한 노출 동안 파열이 없으나, 불에 대한 노출 후에 매우 낮은 기계적 특성을 갖는다.
제 2 차 시험
ㆍ예 4에 따라 제조된 콘크리트는 다양한 비충진 부재들과 같은 캐스트(cast)이다. 이들 부재들은 다음과 같다:
- 치수 400×300×25mm3의 슬라브들;
- 치수 300×300×25mm3또는 200×200×900mm3의 컬럼(column)들; 및
- 치수 2100×150×240mm3이고, 50mm 두께의 웹(web)을 갖는 Ⅰ-빔들.
부재들 일부는 제 1 차 시험과 동일한 열처리를 겪었다(습도 100%과 90℃에서 48 h). 이어, 처리되고 미처리된 것 둘다인, 부재들 모두는 2 시간 동안의 18/2/99의 EN 1365-2 표준에 따라 불에 노출되었다(즉, 불의 온도가 약 1050 ℃에 도달함).
시험 결과들은 다음과 같다:
- 열처리되거나 또는 열처리 안된 슬라브는, 오직 밑면만 가열되고 중간-길이(mid-length)에 42 daN으로 횡적으로 하중이 걸렸고, 열화를 겪지 않았다;
- 칼럼은 균일하게 가열되고, 불 테스트 후에 스폴링을 나타내지 않았다.
- 열처리를 겪었던 빔은, 균일하게 가열되고, 시험 후에 스폴링을 나타내지 않았다.
ㆍ예 4의 콘크리트는 또한 20×20 cm의 단면 및 90 cm의 높이를 가지는 컬럼과 같은 캐스트이다.
열처리(습도 100% 및 90℃에서 48 h) 후에, 14mm의 편심(eccentricity)과 함께, 두 개의 컬럼이 2000kN의 압축 하중을 겪었다(즉, 부재가 겪었을 것의 43.6%).
이들 시편들은 18/2/99의 EN 1365-2 표준에 따라 불에 노출되었다. 컬럼들 중 하나는 89 분 동안 하중을 견뎌낼 수 있었고 다른 것은 82 분 동안 하중을 견뎌낼 수 있었다(이는 대략 1000℃의 불의 온도를 나타낸다). 그들은 파쇄 전에 소수의 스폴링을 나타내었다.

Claims (36)

  1. 초고성능 콘크리트의 내화성을 증가시키기 위하여 상기 초고성능 콘크리트내에 있는 300℃ 미만의 융해점, 1mm 이상의 평균길이 ｌ 및 최대 200 ㎛의 직경 ø을 갖는 유기섬유들로서, 상기 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트 체적의 0.1 내지 0.3%의 범위에 있을 정도이며, 콘크리트는 적어도 120 MPa의 특성 28-일 압축강도, 1 달에서의 20 MPa의 특성 굽힘강도 및 적어도 150 mm의 미 경화상태에서의 전성값을 가지며, 상기 값들은 20℃에서 저장되고 유지된 콘크리트에 대하여 주어지며, 상기 콘크리트는 금속섬유들이 분산되는 경화시멘트 기지로 이루어지며, 이는 물과 혼합함으로써 얻어지며, 조성물은 금속 섬유들이외에,
    (a) 시멘트;
    (b) 최대 10mm의 입자크기D90를 갖는 골재입자들;
    (c) 0.1 내지 100㎛의 범위에 걸쳐 있는 기본적인 크기를 갖는 포졸란-반응 입자들; 및
    (d) 적어도 하나의 분산제를 포함하며,
    (1) 상기 시멘트 (a)와 상기 입자들 (c)의 결합 중량에 대한 물의 중량백분율이 8-24% 범위내에 있고;
    (2) 상기 금속섬유들은 적어도 2mm의 평균길이 ｌ1및 적어도 20의 ｌ1/ø1비를 가지며(여기서 ø1는 섬유들의 직경이다);
    (3) 유기섬유들의 체적V에 대한 금속섬유들의 체적 V1의 비, V1/V는 1보다 크고 유기섬유들의 길이 l에 대한 금속섬유들의 길이l1의 비, l1/l는 1보다 크며;
    (4) 골재 입자들의 크기 D90에 대한 금속섬유들의 평균길이 l1의 비 R는 적어도 3이며; 또한
    (5) 금속섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후에 콘크리트의 체적의 4% 미만인 정도의 조건을 만족시키는 유기섬유.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 콘크리트는 기지의 인성을 증가시킬 수 있는 강화입자들을 포함하며, 상기 강화입자들은 최대 1mm의 평균크기를 가지며 및 골재입자들(b)과 포졸란-반응 입자들(c)의 결합체적의 35% 미만의 체적 비율로 존재하는 바늘형상 또는 박편형상의 입자들로부터 선택된 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유기섬유들의 l/Ø 비는 20 내지 500 인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 1.5 mm 보다 크고 최대 12 mm 의 길이 l 를 갖는 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 80 ㎛ 미만의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들에 대한 상기 금속섬유들의 비 V1/V 는 적어도 2 인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트 체적의 2% 미만의 정도인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트 체적의 1 % 미만의 정도인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  9. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 폴리아크릴아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리아미드 및 폴리비닐 알콜 그룹들, 그 자체 또는 그의 혼합물로부터 선택된 동종 중합체 또는 혼성 중합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  10. 전술 한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 폴리프로필렌 섬유들인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 섬유들은 6 mm의 길이와 18 ㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  12. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속섬유들은 강 섬유들인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  13. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속섬유들은 5 내지 30 mm의 범위내의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  14. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 골재입자들 (b)의 입자크기 D75는 최대 6mm인 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  15. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 200℃ 이하의 융해점을 갖는 것을 특징으로 하는 유기섬유.
  16. 적어도 120MPa의 특성 28-일 압축강도, 적어도 20 MPa의 특성 굽힘 강도 및 적어도 150mm의 미경화상태에서의 전성값을 갖는 내화성 초고성능 콘크리트로서, 상기 값들은 20℃에서 저장되고 유지된 콘크리트에 대하여 주어지며, 상기 콘크리트는 금속섬유들이 분산되는 경화 시멘트 기지로 구성되고, 상기 콘크리트는 물과 함께 혼합함으로써 얻어지며, 조성물은 금속 섬유들이외에,
    (a) 시멘트;
    (b) 최대 10mm의 입자크기D90를 갖는 골재입자들;
    (c) 0.1 내지 100㎛의 범위에 걸쳐 있는 기본적인 크기를 갖는 포졸란-반응 입자들;
    (d) 적어도 하나의 분산제; 및
    (e) 유기섬유들를 포함하며,
    (1) 상기 시멘트 (a)와 상기 입자들 (c)의 결합 중량에 대한 물의 중량백분율이 8-24% 범위내에 있고;
    (2) 상기 금속섬유들은 적어도 2mm의 평균길이 ｌ1및 적어도 20의 ｌ1/ø1비를 가지며(여기서 ø1는 섬유들의 직경이다);
    (3) 유기섬유들은 200℃미만의 융해점, 1mm 보다 큰 평균길이 l 및 최대 200 ㎛의 직경 ø을 가지고;
    (4) 유기섬유들의 체적V 에 대한 금속섬유들의 체적 V1의 비, V1/V는 1보다 크며, 유기섬유들의 길이l 에 대한 금속섬유들의 길이l1의 비, l1/l는 1보다 크고;
    (5) 골재 입자들의 크기 D90에 대한 금속섬유들의 평균길이 l1의 비 R는 적어도 3이며;
    (6) 금속섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후에 콘크리트 체적의 4% 미만일 정도이고;
    (7) 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후에 콘크리트 체적의 0.1 내지 3%의 범위에 있는 정도의 양인 조건을 만족시키는 내화성 초고성능 콘크리트.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 80 ㎛ 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  18. 제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들의 l/Ø 비는 20 내지 500 인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  19. 제 16 항 또는 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들에 대한 상기 금속섬유들의 비 V1/V 는 적어도 2 인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 최대 12 mm의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들의 양은 그것들의 체적이 응결후의 콘크리트 체적의 1 % 미만의 정도인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기섬유들은 적어도 10 ㎛ 미만의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 섬유들은 약 6 mm의 직경과 18 ㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  24. 제 16 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속섬유들은 강섬유들인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  25. 제 16 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속섬유들은 5 내지 30 mm의 범위내의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  26. 제 16 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 기지의 인성을 증가시킬 수 있는 강화입자들을 포함하며, 상기 강화입자들은 최대 1mm의 평균크기를 가지며 및 골재입자들(b)과 포졸란-반응 입자들(c)의 결합체적의 35% 미만의 체적 비율로 존재하는 바늘형상 또는 박편형상의 입자들로부터 선택된 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  27. 제 16 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강화입자들은 최대 500㎛의 평균크기를 가지며 및 골재입자들(b)과 포졸란-반응 입자들(c)의 결합체적의 5% 내지 25% 범위내의 체적 비율로 존재하는 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  28. 제 16 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 강화입자들은 규회석 섬유들인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  29. 제 16 항 내지 제 28 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 강화입자들은 운모 박편인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  30. 제 16 항 내지 제 29 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 골재입자들(b)의 입자크기 D75는 최대 6mm 인 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  31. 제 16 항 내지 제 30 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 프리텐션에서 프리스트레스된 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  32. 제 16 항 내지 제 31 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 포스트-텐션에서 프리스트레스된 것을 특징으로 하는 내화성 초고성능 콘크리트.
  33. 제 16 항 내지 제 32 항중 어느 한 항에 있어서, 시멘트; 최대 10mm의 입자크기 D90를 갖는 골재입자들; 0.1 내지 100 ㎛의 기본입자크기를 갖는 포졸란-반응 입자들; 적어도 하나의 분산제; 및 유기 섬유들을 적당한 양의 물과 혼합하는 것으로 이루어지며, 상기 섬유들은 물을 첨가하기 전에 혼합물안에 도입되는, 제 16 항 내지 제 32 항중 어느 한 항에 따른 정의된 콘크리트를 제조하는 방법.
  34. 금속섬유를 포함하지 않은 분말 형태의 조성물로서, 상기 조성물은 유기섬유들과, 시멘트, 골재입자들, 포졸란-반응 입자들, 분산제 및 강화입자들 중에서 선택된 적어도 하나의 요소들를 포함하며, 금속섬유들과 물을 상기 조성물에 첨가하였을 때, 적어도 120 MPa의 특성 28-일 압축강도, 적어도 20 MPa의 특성 굽힘강도 및 적어도 150 mm의 비경화상태에서의 전성값을 가지는 내화성 초고성능 콘크리트는 얻어지며, 상기 값들이 20 ℃에서 저장되고 유지된 콘크리트에 대하여 주어질 정도의 양으로, 상기 입자들과 상기 유기섬유들이 제 16 항 내지 제 32 항중 어느 한 항에서 정의되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  35. 제 35 항에 있어서, 시멘트, 포졸란-반응 입자들, 분산제 및 유기섬유들을 포함하는 조성물.
  36. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서, 상기 유기섬유들의 융해점은 200 ℃ 미만인 것을 특징으로 하는 조성물.
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