KR20040053227A - 조절된 콘크리트에 유용한 방법, 조성물 및 장치 - Google Patents

Abstract

콘크리트 조성물 및 관련 장치의 사용 방법이 제공된다. 이 방법은 콘크리트 재료와 가속화제 분말 및 경우에 따라 콘크리트 재료를 모노리스 구조물로 조절 경화시킬 수 있도록 하는 연합 물질을 혼합하는 것이다. 본 발명의 장치는 슬립면 필름을 배치하여 비교적 지속적인 공정을 도모할 수 있다.

Description

조절된 콘크리트에 유용한 방법, 조성물 및 장치{METHOD, COMPOSITION AND APPARATUS FOR CONTROLLED CONCRETE}

콘크리트 재료는 성형성 콘크리트 재료의 일 회분을 혼합하는 단계, 이 재료를 수송하는 단계(콘베이어 벨트, 버킷, 호퍼, 펌프 등) 및 그 다음 이 재료를 형틀에 살포하여 경화 상태로 응결시키는 단계로 이루어진 방법으로 이용할 수 있다. 통상적으로, 콘크리트 재료는 형틀에서 작업처리되고 그 다음 이 위치에서 재료 경화 반응으로 재료가 응결되어 더 이상 유연성이 없게 된다. 경화 단계에 소요되는 시간은 경화가 일어날 때까지 추가 작업을 진행할 수 없어 데드 타임(dead time)이라 할 수 있기 때문에 경화 속도를 가속화할 수 있는 첨가제를 콘크리트 재료에 첨가하기도 한다. 하지만, 이러한 첨가제는 적용 장치 중에서 경화가 일어나거나 작업 공정 완료 이전에 경화가 진행되어 균일한 경화 성형 구조물을 제공할 수 있을 정도로 효과적일 수는 없다. 따라서, 너무 빠르게 작업하는 가속화제는 사용할 수 없다.

콘크리트 재료는 건식 적용 방법 및 습식 적용 방법, 예컨대 각각 "건나이트(gunnite)" 및 "샷크리트(shotcrete)" 방법으로 내화재를 적소에 주입(cast) 또는 투입(project)하여 신속히 무형 용도의 내화재를 제공함으로써 적용할 수 있다. 건나이트화 또는 샷크리트화된 내화성 산물의 필드 성능은 양호하지만 필드 설비는 종종 기존 기술의 문제점인 적용 두께 및 평활도의 상당한 조절 곤란성 등으로 인해 영향을 받는다. 이러한 문제점을 극복하고 목적한 평활 마무리와 조절된 두께를 얻기 위하여 주입으로 적용되는 내화재는 통상의 형틀을 필요로 하고, 따라서 응결 또는 경화 시간과 관련된 문제점을 갖게 될 수 있다. 종종, 이러한 응결 공정은 내화성 모노리스(monolith)에 이음매(seam)가 존재하도록 분할 주입 및 경화를 필요로 하기도 하며, 즉 마무리된 산물은 진정한 모노리스 형이 아니고 불연속성을 갖고 있어 성능의 문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 필요한 것은 콘크리트 재료, 이 재료를 이용하여 조절된 크기의 진정한 모노리스 구조물을 연속 형성할 수 있는 방법 및 장치이다. 본 발명의 목적은 조절된 치수를 가진 연속 모노리스 구조물을 형성하는데 사용할 수 있는 조절된 경화 속도를 가진 큰크리트 재료를 제공하는 것이다. 본 발명의 제2 목적은 구조물 표면의 분열없이, 재료의 조절된 경화를 이용할 수 있는 방식으로 이음매없는 모노리스를 형성할 수 있도록 본 발명의 콘크리트 재료를 적용할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 제3 목적은 이러한 재료와 장치를 각각 또는 함께 사용하는 방법을 제공하는 것이다. 이와 같은 목적 및 기타 다른 목적들이 본 명세서에 제시되고 있다.

관련 기술

미국 특허 제4,726,570호는 레이들(ladle) 내면에 사용되는 주입성 내화재의 부력에 대하여 맨드렐과 관련 부재를 레이들에 고정시키기 위한 체결 수단을 사용하는 레이들에 주입하는 시스템을 제공한다. 여기에서, 주입성 내화재를 고형화하고자 하는 경우, 전 조립체를 주축에 체결하는 관련 체결 기구는 풀리고 리프팅 고리에 부착된 적당한 리프팅 장치를 사용하여 상기 전 조립체를 레이들로부터 매달아올리게 된다.

미국 특허 제5,958,312호는 레이들 벽 중 상부 구역에서 내화재 내면을 부분 복구하는 방법 및 이 방법을 수행하는 장치를 개시한다. 이 방법에서는 팽창성 이음체를 가진 주입성 내화재를 사용하였다.

일본 특허출원번호 10-064419에서는 습식 발파 건축용의 나트륨 폴리아크릴레이트를 보유한 내화재 배합물을 개시하고 있다. 여기에서는 가속화제로서 액체 특이적 규산염을 사용한다.

일본 특허출원번호 09-097895에서는 용융 금속 용기의 내면에 모노리스 내화재를 전달하기 전에 모노리스 내화재와 경화 가속화제를 혼합하기 위한 노즐, 및 이의 사용방법을 개시하고 있다.

본 발명은 콘크리트 재료 및 이 재료의 용도와 이 재료가 사용되는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 어떤 경우에는 일반 콘크리트 재료로 사용할 수 있고 다른 어떤 경우에는 내화성 콘크리트 재료로 사용할 수 있는 재료에 관한 것이다.

콘크리트 재료는 각종 용도가 있는데, 예컨대 토목 공학분야에서는 콘크리트로 사용되고, 강철 제조 산업에서는 내화재로 사용되기도 한다.

도 1은 모노리스 레이들 내면을 제작하는 공정의 초기 단계에서 본 발명에 의해 구현된 장치를 도시한 것이다.

도 2는 제작 공정의 후속 단계에서 나타나는 도 1과 동일한 장치를 도시한 것이다.

도 1과 2에서는 본 발명에 부합하는 장치의 사용에 대해 도시하고 있다. 도 1은 강철 레이들에 대해 모노리스 내면을 제작하는 본 발명의 일 구체예를 도시한 것이다. 수직 지지체 비임(1), 수평 지지체 베이스(2), 모서리 받침대(3)를 구비하는 장치가 도시되어 있다. 이 구성부재들은 단단하게 고정되어 있고 다리바퀴(12)에 의해 이동되며 배치용 잭(11)에 의해 고정하게 된다. 이동 승강대(4)는 장치 조작자가 설 수 있는 베이스를 제공한다. 조작자는 조정가능한 슬립 형틀 받침대(6)에 위치하며, 상기 받침대는 슬립 형틀(5)에 수직으로 부착되어 있다. 슬립 형틀(5)은 승강기 모터(9)의 동력을 통해 승강기 케이블(10)을 권선하거나 권출하여 이동시킬 수 있다. 조작자가 이러한 이동을 조절한다. 슬립 형틀(5)은 기존 벽(14)에서부터 바람직한 간격을 두고 배치하며 기존 바닥(15) 위에 고정시킨다. 콘크리트(13)는 벽(14)과 슬립 형틀(5) 사이의 공간에 주입한다. 필름 분배 로울(7)은 중합체 필름(8)을 콘크리트(13)와 슬립 형틀(5) 사이에 분배한다. 슬립 형틀(5)과 중합체 필름(8) 사이의 계면은 콘크리트(13)가 충분히 안정화되어 구조 완전성을 유지하는 즉시 슬립 형틀(5)이 위치변경할 수 있도록 하기 위해 슬립면을 갖추게 된다. 도 2는 도 1에 도시한 바와 같은 이전에 주입된 콘크리트(13)와 모노리스 형태로 추가 콘크리트(13)를 주입할 수 있도록 슬립 형틀(5)을 벽 위로 상승시킨 것을 도시한 것이다.

상세한 설명

본 발명의 일 양태는 콘크리트 조성물을 설치하는 방법이다. 이 방법은 다음과 같이 구현된다:

(a) 콘크리트 조성물을 함유하는 제1 조성물과 (b) 가속화제 조성물을 함유하는 제2 조성물을 혼합하여 주입성 또는 투입성 혼합물을 형성시키는 단계;

이 혼합물을 베이스 구조물과 이 구조물의 인접 위치에 일정 표면적을 가진 이동성 형틀과의 사이에 형성된 공간에 주입 또는 투입하는 단계;

이 혼합물을 응결시켜 개방된 구조물 표면을 가진 구조물을 형성시키는 단계; 및

그 다음 형틀을 인접한 다른 위치로 이동시키는 단계.

이와 같은 방법을 효과적으로 반복하면 이동성 형틀의 표면적 보다 훨씬 큰 표면적을 가진 모노리스 구조물 섹션이 형성된다. 모노리스 구조물 섹션은 형틀과 베이스 구조물 사이에 형성된 여러 구조물 섹션들이 연속 구조로 연결된 것이다. 즉, 성능차를 초래하는 이음부나 다른 불연속선도 전혀 존재하지 않는다. 예를 들면, 베이스 구조물이 내화성 용기인 경우에, 모노리스 구조물은 용기 사용 중에 용융된 금속에 노출된 개방 표면을 가진 레이들 벽일 수 있다. 이 벽의 모노리스 형태로 인하여, 용기의 용융을 위협하는 방식으로 용융 금속을 용기의 외측 금속 벽에 도달시키는 이음매 또는 다른 불연속부는 존재하지 않게 된다.

본 발명의 방법은 사용자에게 약 10mm 미만, 바람직하게는 약 5mm 미만의 두께 가변성을 가진 모노리스 구조물을 생산할 수 있는 선택권을 부여한다.

본 발명에 사용할 수 있는 가속화제 조성물은 무수 형태로서, 바람직하게는 콘크리트 기술분야에 사용되는 공지의 가속화제 중 하나인 것이 좋다. 가속화제 조성물의 바람직한 형태는 분말이다. 또한, 본 발명은 이전 당해 적용분야에서는 사용할 수 없었던 공지의 가속화제를 사용할 수 있게 하는 형태로 공지의 가속화제를 사용할 수 있는 선택권을 제공한다. 예를 들면, 일부 공지의 가속화제는 액체 상태로서 지나치게 작용속도가 빨라 당해 적용분야에서 사용할 수 없었다. 그러나, 분말과 같은 고체 상태로 사용하면 이 가속화제는 본 발명의 방법을 통해 사용할 수있게 된다. 이러한 가속화제는 일반적으로 조성물의 pH 상승과 관련된 응집 등으로 인한 농축이나 겔화를 일으켜 작용하는 것으로 추정된다. 이러한 가속화제는 또한 콘크리트 결합을 고화하거나 경질 응결시켜 작용할 수 있다. 즉, 경직성과 내력 특성을 나타내는 시스템의 결합 상이 개시되게 한다. 본 발명의 방법에서, 가속화제 분말은 콘크리트 분말이 고정 상태에서 사용 장소로, 예컨대 콘크리트 또는 내화재 형틀 내로 전달하기 위해 이송될 때 콘크리트 조성물과 혼합될 수 있다. 이것은 또한 사용 장소로 전달되기 전에 중간 단기 고정 단계와 함께 수행될 수도 있다. 바람직한 전달 방법은 "샷크리팅(shotcreting)"법이라 불리는 것이다. 이 방법에서 콘크리트 조성물은 노즐을 통해 가압, 예컨대 기압 또는 수압에 의해 적재할 표면으로 전달된다. 가속화제는 콘크리트 조성물이 노즐을 통해 투입되기 전에 그 조성물과 혼합하기 위해 노즐 내로 이송하는 것이 유리하다. 이러한 혼합은 또한 오거(auger) 작용으로 이루어질 수도 있다.

바람직하게는 본 발명의 방법은 가속화제를 보유하는 제2 조성물을 가속화제의 분산 및/또는 수송을 조절하는 담체와 효과적으로 연합시켜 사용한다. 이러한 담체는 분말, 액체 또는 용융물일 수 있다. 연합된 물질은 경우에 따라 가속화제 분말 상에 코팅물로서 존재할 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 코팅물로는 지방산, 또는 다른 용해성 캡슐화 조성물을 포함할 수 있다.

담체는, 바람직하게는 액체이고, 보다 바람직하게는 유기 액체 조성물이다. 담체 물질의 비제한적 예는 글리콜이다. 바람직한 유기 액체는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 또는 실온에서 액체인 기타 다른 글리콜; 광유 또는 합성유와 같은오일; 또는 본 발명의 용도에 적합한 점도와 인화점을 가진 다른 적합한 액체이다.

바람직하게는, 제2 조성물은 가속화제 분말 상의 코팅물과는 다른 담체를 추가로 포함하는 것이 좋다. 이 담체는 분말, 액체 및 용융물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함한다. 담체는 물에 혼화성일 때 작업하기에 가장 바람직한 것이다.

콘크리트 조성물이란 용어는 경화하여 강도 및 내력 등의 유용한 기능을 수행하는 공학용 재료에 사용되는 1종 또는 복수의 칼슘 알루미늄 또는 이와 동등한 무기 재료 시스템을 의미하는 것이다. 바람직하게는, 콘크리트 조성물은 알루미늄산칼슘 시멘트, 규산칼슘 시멘트, 규산염 결합 시멘트, 염소 결합 시멘트, 콜로이드성 실리카 결합제 시멘트 및 콜로이드성 알루미나 결합제 시멘트로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 또는 그 이상의 시멘트를 포함하는 것이다. 바람직한 방법에서, 콘크리트 조성물은 내화성 조성물인 것이다.

바람직하게는, 가속화제 조성물은 투입성 혼합물 총중량의 약 0.05 내지 약 5중량% 범위, 보다 바람직하게는 투입성 혼합물 총 중량의 약 0.1 내지 약 1중량% 범위인 것이 좋다.

또 다른 구체예에서, 본 발명의 방법은 응집제와 응결제를 둘다 함유하는 가속화제 조성물을 사용하는 것이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 방법은 투입성 조성물이 일시적으로 유동할 수 있도록 가속화제 분말의 작용을 효과적으로 조절하기 위해 응집제와 응결제의 비율을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 조정은 작업 마다 또는 주위 상황이 확실한 특정 작업 과정 중에 수행할 수 있다.

또 다른 구체예로서, 본 발명의 방법은 비수평 구조물을 제작하는데 사용된다. 예를 들어, 내화용기에서 용기벽 내면을 제작하는데 사용할 수 있다. 이러한 용도에서 형틀은 수직 벽에 인접 제공된다. 이러한 형틀은 용기의 내부 표면에 평행을 이루며, 콘크리트 조성물이 충분히 응결 또는 고화되어 형틀을 제거한 후에도 적소에 서있을 수 있을 때까지 콘크리트 조성물을 적소에 고정시키는 작용을 한다. 바람직하게는, 본 방법은 콘크리트 조성물과 이동성 형틀 사이에 슬립면을 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것이 좋은데, 이의 목적은 개방 벽 표면이 흠없이 유지되면서 형틀이 다른 인접 위치로 이동할 수 있게 하기 위한 것이다. 이와 같이 형틀은 공정 초기에 용기의 하부 또는 바닥 위치에서 출발하여 벽 위로 상승 이동할 수 있다. 이러한 용도에서, 본 발명의 방법은 형틀의 하부에서 충분량의 내화 재료가 고화하는 즉시 형틀이 이동되고 그 다음 이 재료 위의 벽과 형틀 사이의 빈 공간에 추가의 내화 재료가 충전되기 때문에 용기의 바닥에서부터 상부로 하나의 모노리스 형태로 벽 섹션을 형성한다. 이 내화 재료는 형틀 상부에 있는 기존 재료가 여전히 성형가능한 상태에 있을 때 형틀 내의 기존 재료와 모노리스식으로 결합하여 실질적으로 이음매가 없게 된다. 경우에 따라 형틀은 용기 바닥에 수평인 측방향으로 이동할 수도 있다.

본 발명의 방법은 내화 재료와 형틀 사이에 필름 또는 이에 동등한 배리어(barrier)를 배치하는 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이 장치는 형틀 표면과 내화재의 응결 표면 사이에 마찰 상호작용을 방지하여 "슬립면" 기능을 제공하는 작용을 하여 내화재 표면의 부식이나 마모 및 내화재 표면 붕괴를 피할 수 있다. 경우에 따라, 본 발명의 방법은 플라스틱, 고무, 금속박, 종이 및 스크린 중에서 선택되는 1종 이상의 재료를 포함하는 슬립면을 이용한다. 매트릭스는 라텍스 또는 중합체 조성물, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다.

이와 마찬가지로, 성형된 구조물이 개방된 상부 표면을 지닌 수평형 모노리스 구조물인 용도에서, 구체적인 방법은 다음과 같은 단계를 포함하는 것이다:

(a) 콘크리트 조성물을 함유하는 제1 조성물과 (b) 가속화제(바람직하게는 분말)를 함유하는 제2 조성물을 혼합하여 주입성 또는 투입성 혼합물을 형성시키는 단계;

이 혼합물을 베이스 구조물과 이 구조물의 인접 위치에 일정 표면적을 지닌 이동성 형틀 사이의 공간에 주입 또는 투입하는 단계;

이 혼합물을 개방 구조물 표면을 지닌 구조물로 응결 형성시키는 단계; 및

이 혼합물을 가공처리하여 바람직한 두께에서 두께 가변성을 보유하는 모노리스 구조물을 형성시키는 단계.

본 발명을 수행하는데 있어서, 가속화제 조성물의 분산을 도모하고 가속화제의 용해 속도가 후속 경화 속도에 영향을 미치게 하는 담체를 선택한다. 즉, 액체의 분산 특성과 이 액체가 가속화제의 용해 속도에 미치는 임의의 감쇠 효과 또는 기타 다른 영향에 균형이 이루어지게 할 수 있다. 예를 들면, 가속화제 분말과 담체의 혼합물인 가속화제 조성물과 콘크리트 조성물의 혼합 시, 초기에는 불용성 상태인 가속화제 분말은 입자 크기, 가속화제 분말 코팅 또는 담체 액체에 따라 소정속도로 용해한다. 따라서, 바람직한 구체예에 있어서, 혼합물이 형성된 후에도 초기 경화 반응은 일어나지 않거나 또는 사전용해된 가속화제가 존재하는 경우보다 비교적 더 느린 속도로 경화 반응이 일어나게 된다. 일정 시간 후 가속화제가 용해하여 콘크리트 재료가 상호작용하기 시작하면 경화 속도는 가속된다. 이 반응은 응집 또는 응결을 지속적으로 형성시킨다.

바람직한 구체예에 있어서, 성형가능한 조성물은 펌프주입가능한 조성물이다. 펌프주입가능한 조성물은 콘크리트 조성물을 함유하는 제1 조성물의 혼합물을 포함한다. 이 조성물은 투입력을 제공하는 공기 또는 물과, 가속화제 분말과 선택 물질을 함유하는 가속화제 조성물이 재료의 성형이 이루어지는 표면에 노즐을 통해 투입되기 이전에 혼합되는 펌프주입 장치를 통해 유동할 수 있다. 선택 물질은 유기 액체인 것이 바람직하다. 가속화제 분말의 용해를 통해 나타나는 반응 지연은 가속화제의 존재에 의한 가속하에 경화 반응의 임의의 유의적인 개시 이전에, 예를 들어 블레이드 또는 진동기에 의한 것과 같은 초기 성형을 허용한다. 이러한 시간 지연은 적용 장치의 점증적으로 빠른 이동이나 지속적 이동에 의해 모노리스 형태가 지속적으로 형성될 수 있도록 하여 바람직하다.

본 발명의 방법은 펌프주입가능한 재료가 슬립 형틀 공동내로 유동하여 공동의 형태를 갖춘 후 경화에 이르도록 한다. 콘크리트 재료와 가속화제 사이의 지연 반응은 이어서 신속한 응결을 초래하고, 이에 따라 슬립 형틀이 신속 이동할 수 있게 해준다. 슬립 형틀이 이동할 때 노출되는 응결 재료는 평활한 표면과 슬립 형틀과 거의 똑같은 치수를 보유한다. 이러한 응결 재료는 직접 중량을 지지할 수 있어통상의 적용 특이 형틀의 필요성을 소멸시키면서 평활도와 두께 조절을 달성하게 된다. 주입용으로 통상의 형틀에 대한 사용만이 평활도와 치수 공차를 달성할 수 있었던 종래 기술과 달리 본 발명은 이러한 제한적 관습을 제거해준다. 종래 방법에서는 주입시 재료가 형틀에서 완전 유체이어서 상당한 강도의 형틀 또는 주형을 필요로 하였다. 본 발명에 따른 신규 방법은 재료의 비교적 소량 만이 어느 한 시점에서 유체이면 되어서 보다 경량의 보다 간단한 형틀 구조물을 사용할 수 있게 한다. 또한, 통상적인 주입은 일반적으로 형틀의 제거 이전에 허용되는 경화를 달성하기 위하여 주형 내에서 연장된 경화 시간(급속 응결 재료는 제외한다), 종종 24 내지 48 시간 정도의 상당한 시간을 필요로 한다. 하지만, 본 발명은 목적한 응결에 도달한 후 형틀 제거 이전에 과잉의 경화 시간을 제거해주어 바람직하다.

이러한 신규 방법에 의한 투입 노즐에서의 가속화제 분말과 담체의 첨가는 급속 경화 주입성 재료에 비해 유리하다. 이러한 본 발명의 신규 조성물은 조기 응결될 우려 없이 연장된 시간 동안 호퍼 또는 혼합기에서 습식 혼합물로서 유지될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 재료가 슬립 형틀에 유입된 후 즉시 가속화제와 혼합된 다음 경화한다. 이에 따라 설비에 대해 보다 광범위한 유연성이 얻어진다.

본 발명의 가속화제 분말은 콘크리트 또는 내화재 기술분야에 공지된 가속화제 분말 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 물론 종래 당해 용도에 사용된 바 없었던 가속화제도 포함한다. 바람직하게는, 알칼리 화합물 중에서 선택되는 것이 좋다. 바람직한 알칼리 화합물은 나트륨, 리튬 또는 칼륨 화합물이다. 그 예로는, 규산나트륨, 알루미늄산나트륨, 탄산리튬, 구연산리튬, 규산칼륨, 알루미늄산칼륨,탄산칼륨, 탄산나트륨 및 수산화리튬이 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다. 다른 공지의 가속화제도 사용할 수 있다. 이러한 가속화제로는 유기 화합물, 예컨대 트리에탄올아민 또는 황산염 화합물이 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다. 가속화제 분말의 물리적 성질 역시 분말의 선택과 사용시 고려해야 한다. 따라서, 또 다른 바람직한 구체예에 있어서, 가속화제 분말은 용해 및 후속 반응의 속도를 조절하기에 효과적인 입자 크기 분포를 갖는 것을 특징으로 한다. 모든 경우 마다 유효 반응을 위해 완전 용해가 필요한 것은 아니다. 바람직하게는, 입자 크기는 담체 매질에 분말을 현탁시키기에 충분히 작지만 필요한 반응 속도를 얻기 위해 용해 조절하기에 충분히 큰 것이면 좋다.

유기 액체는 다른 재료 및 의도한 용도에 상용성인 것이면 무엇이든 사용할 수 있다. 콘크리트 재료, 가속화제 분말 및 유기 액체의 상대적 비율은 성형가능한 조성물이 약 15초 내지 약 5분 동안 성형가능한 상태이도록 조절된 것이 바람직하다. 이러한 비율은 광범위한 용도에 콘크리트 재료를 사용할 수 있게 해준다.

바람직한 내화재 조성물에 있어서, 제2 조성물은 약 30 내지 약 60중량%의 가속화제 분말과 약 40 내지 약 70중량%의 프로필렌 글리콜을 포함하는 것이다.

또 다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 베이스 표면에 부착한 모노리스 매스를 생성하기 위한 목적으로, 성형가능한 콘크리트 조성물을 베이스 표면에 적용하는 제1 적용 수단; (b) 이 베이스 표면에서부터 일정 간격을 두고 모노리스 매스의 외측 표면을 슬립 성형하기 위한 성형 수단; (c) 상기 외측 표면을 흠없이 유지하기에 효과적인, 성형 수단과 모노리스 매스 사이에 보호용 배리어를 적용하는 제2 적용 수단; (d) 모노리스 매스의 생성에 효과적이도록 제1 적용 수단을 베이스 표면에 상대적으로 배치시키는 구조 수단; 및 (e) 모노리스 매스가 흠없이 유지되고 베이스 표면에 부착하도록 상기 구조 수단의 위치를 효과적으로 조절하여 모노리스 매스의 성형을 조절하는 조절 수단을 포함하는 장치를 제공한다. 이 조절 수단은 바람직한 치수 공차를 유지하도록 작용하는 것이 바람직하다. 이 구체예는 공지의 콘크리트 조성물 또는 본 발명의 조성물에 모두 사용될 수 있다. 대안적인 바람직한 구체예에 있어서, 이 장치는 추가로 성형가능한 콘크리트 조성물을 생성하기 위한 목적으로 콘크리트 조성물과 콘크리트 가속화제 조성물을 혼합하는 혼합 수단을 포함한다. 또 다른 구체예에 있어서, 성형가능한 콘크리트 조성물을 충분한 에너지로 주위 공기를 통해 표면으로 투입시킬 수 있도록 하는 가압 공기를 혼합시키는 수단을 포함할 수 있다.

본 발명에 사용하기에 바람직한 혼합 장치는 샷크리팅 장치이다. 또는, 스크류 오거도 재료 혼합에 사용할 수 있고 재료 전달은 투입이 아닌 수송에 의해 이루어질 수도 있다.

다음 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로, 어떤 측면에서든지 본 발명을 제한하는 것이 아니다.

발명의 개요

제1 양태로, 본 발명은 콘크리트 재료와 가속화제 조성물을 혼합하는 유리한 방법을 사용하여 콘크리트 구조물을 성형하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 장점 중 하나는 모노리스 구조물이 형성될 수 있도록 콘크리트 경화를 엄중 조절할 수 있다는 것이다. 선발한 선택 재료의 연합이나 첨가를 통해 추가 조절이 가능할 수 있다.

제2 양태로, 본 발명은 상기 본 발명의 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다. 이 장치의 일 구성요소는 조절된 표면 공차로 모노리스 구조가 수득되도록 콘크리트 재료와 장치 사이에 슬립면으로서 필름을 제공한다는 장점이 있다.

제3 양태로, 본 발명은 콘크리트 재료와 가속화제 조성물의 신규 혼합 조성물을 제공한다. 경화 공정의 부가 조절을 위하여 선택성 물질을 첨가할 수 있다.

실시예 1

주입가능한 배합물

주입가능한 배합물 샘플은 다음과 같은 재료 및 양을 사용하여 생산하였다.

재료	크기	중량%
백색 용융 알루미나	0 내지 5000 마이크론	60
알루미나 마그네시아 스피넬	0 내지 700 마이크론	20
알루미나 시멘트		5
하소 알루미나		15
분산제		필요량

이 배합물을 65%의 정지류를 형성하도록 물과 혼합하였다.

주입가능한 배합물 샘플(샘플 A)을 이 주입가능한 배합물의 중량을 기준으로 0.3 중량%의 규산나트륨 용액(44 중량% 고형물)과 혼합하였다. 이에 따라 15초 이내에 0차 유속 상태로 응집을 일으킨다. 이 샘플은 주형에 유입되기에는 지나치게 농축된 상태가 되었다.

또 다른 주입가능한 배합물 샘플(샘플 B)을 42% 규산나트륨 분말, 7% 수화알루미나 분말 및 51% 프로필렌 글리콜 액체를 함유하는 가속화제 배합물 0.3%와 혼합하였다. 가속화제 배합물의 모든 함량은 중량%이다. 샘플 B는 다음과 같은 결과를 산출하였다:

초기 유속	양호한 유동
초기 응집	0:48(분/초)
초기 고화	1:10(분/초)
최종 응결	4:05(분/초)

"양호한 유동"이란 재료가 여전히 유동성(가속화제 첨가 이전과 같은 상태)임을 의미한다.

"최종 응결"이란 재료가 단단한 손가락 압력에 대해 변형성이 아닌 것을 의미한다.

실시예 2

제2의 샘플 A를 실시예 1에서와 같이 배합하였다. 제2의 샘플 B는 20% 규산나트륨 분말, 30% 탄산리튬 분말 및 50% 프로필렌 글리콜 액체를 함유하는 가속화제 0.45%(중량%)를 첨가하여 제조하였다. 가속화제 배합물의 모든 함량(%)은 중량%이다. 샘플 B는 다음과 같은 결과를 나타내었다:

초기 유속	양호한 유동
초기 응집	0:44(분/초)
초기 고화	4:00(분/초)
최종 응결	8:15(분/초)

실시예 1과 2의 샘플 B가 나타내는 양호한 유동성 유지의 장점은 재료가 가속화제 첨가 후에도 용이하게 성형될 수 있어 균일한 모노리스 구조물이 제작될 수 있게 해준다는 것이다.

Claims (27)

1. (a) 콘크리트 조성물을 함유하는 제1 조성물과 (b) 가속화제 조성물을 함유하는 제2 조성물을 혼합하여 투입성 혼합물을 형성시키는 단계;

   이 혼합물을 베이스 벽과 이 벽의 인접 위치에 일정 표면적을 가진 이동성 형틀과의 사이에 형성된 공간에 투입하는 단계;

   이 혼합물을 응결시켜 개방된 벽 표면을 가진 벽을 형성시키는 단계; 및

   그 다음 형틀을 인접한 다른 위치로 이동시키는 단계를 포함하며, 이 공정을 반복하여 형틀의 표면적 보다 훨씬 큰 표면적을 지닌 모노리스 벽 섹션을 형성시키는, 콘크리트 조성물을 설치하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 제2 조성물이 분말, 액체 및 용융물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 또는 그 이상의 담체 물질에 효과적으로 연합된 가속화제를 포함하며, 상기 1종 이상의 담체 성분은 투입성 조성물이 일시적으로 유동하도록 가속화제 조성물의 작용을 조절하기 위한 것임이 특징인 방법.
3. 제2항에 있어서, 담체 물질이 유기 액체 조성물인 것이 특징인 방법.
4. 제1항에 있어서, 공정이 약 10mm 미만의 두께 가변성을 제공하도록 수행되는 것이 특징인 방법.
5. 제2항에 있어서, 담체가 물에 혼화성인 것이 특징인 방법.
6. 제1항에 있어서, 콘크리트 조성물이 알루미늄산칼슘 시멘트, 규산염 결합된 시멘트, 염소결합된 시멘트, 콜로이드성 실리카 결합제 시멘트, 규산칼슘 시멘트 및 콜로이드성 알루미나 결합제 시멘트로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 시멘트를 포함하는 것이 특징인 방법.
7. 제1항에 있어서, 가속화제 분말이 투입성 혼합물 총 중량의 약 0.05 내지 약 5중량% 범위인 것이 특징인 방법.
8. 제7항에 있어서, 가속화제 분말이 투입성 혼합물 총 중량의 약 0.1 내지 약 1 중량% 범위인 것이 특징인 방법.
9. 제1항에 있어서, 콘크리트 조성물이 내화성 조성물인 것이 특징인 방법.
10. 제1항에 있어서, 가속화제 분말이 응집제 및 응결제를 포함하는 것이 특징인 방법.
11. 제10항에 있어서, 응집제와 응결제의 비율을 투입성 조성물이 일시적으로 유동할 수 있도록 가속화제 분말의 작용을 효과적으로 조절하는 비율로 조절하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인 방법.
12. 제1항에 있어서, 형틀이 다른 인접 위치로 이동시 개방 벽 표면이 흠없이 유지될 수 있도록 콘크리트 조성물과 이동성 형틀 사이에 슬립면을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인 방법.
13. 제12항에 있어서, 슬립면이 플라스틱, 고무, 금속박, 종이 및 스크린으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 재료를 포함하는 것이 특징인 방법.
14. 제13항에 있어서, 재료가 라텍스 또는 중합체 조성물인 것이 특징인 방법.
15. (a) 콘크리트 조성물을 함유하는 제1 조성물과 (b) (i) 가속화제 분말 및 (ii) 유기 액체 조성물을 함유하는 제2 조성물의 혼합물을 포함하는 성형가능한 조성물로서, 상기 유기 액체 조성물은, 상기 혼합물이 제조될 때 제1 조성물과 가속화제 분말 사이의 반응을 조절하여 성형가능한 조성물이 일시적으로 유동할 수 있게 하기 위해, 가속화제 분말과 효과적으로 연합되어 있는 것이 특징인 성형가능한 조성물.
16. 제15항에 있어서, 성형가능한 조성물이 펌프주입가능한 조성물인 것이 특징인 성형가능한 조성물.
17. 제15항에 있어서, 성형가능한 조성물이 주입가능한 조성물인 것이 특징인 성형가능한 조성물.
18. 제15항에 있어서, 가속화제 분말이 규산나트륨, 알루미늄산나트륨, 탄산리튬, 구연산리튬, 규산칼륨, 알루미늄산칼륨, 탄산칼륨, 탄산나트륨 및 수산화리튬으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 함유하는 것이 특징인 성형가능한 조성물.
19. 제15항에 있어서, 가속화제 분말이 반응 속도를 조절하기에 효과적인 입자 크기 분포를 보유하는 것을 특징으로 하는 성형가능한 조성물.
20. 제15항에 있어서, 유기 액체가 글리콜인 것이 특징인 성형가능한 조성물.
21. 제15항에 있어서, 유기 액체가 오일인 것이 특징인 성형가능한 조성물.
22. 제20항에 있어서, 제2 조성물이 약 30 내지 약 60중량%의 가속화제 분말과 약 40 내지 약 70중량%의 프로필렌 글리콜을 함유하는 것이 특징인 성형가능한 조성물.
23. 제15항에 있어서, 성형가능한 조성물이 약 15초 내지 약 5분 사이에 성형가능한 것이 특징인 성형가능한 조성물.
24. (a) 베이스 표면에 부착한 모노리스 매스를 생성하기 위한 목적으로, 성형가능한 콘크리트 조성물을 베이스 표면에 적용하는 제1 적용 수단;

    (b) 이 베이스 표면에서부터 일정 간격을 두고 모노리스 매스의 외측 표면을 슬립 성형하기 위한 성형 수단;

    (c) 상기 외측 표면을 흠없이 유지하기에 효과적인, 성형 수단과 모노리스 매스 사이에 보호용 배리어를 적용하는 제2 적용 수단;

    (d) 모노리스 매스의 생성에 효과적이도록 제1 적용 수단을 베이스 표면에 상대적으로 배치시키는 구조 수단; 및

    (e) 모노리스 매스가 흠없이 유지되고 베이스 표면에 부착하도록 상기 구조 수단의 위치를 효과적으로 조절하여 모노리스 매스의 성형을 조절하는 조절 수단을 포함하는 장치.
25. 제24항에 있어서, 성형가능한 콘크리트 조성물을 형성시키기 위해 콘크리트 조성물과 콘크리트 가속화제 조성물을 혼합하는 혼합 수단을 추가로 포함하는 것이 특징인 장치.
26. 제24항에 있어서, 제1 적용 수단이 추가로 성형가능한 콘크리트 조성물을 충분한 에너지로 주위 공기를 통해 표면으로 투입될 수 있도록 하는 가압 공기를 혼합하는 수단을 포함하는 것이 특징인 장치.
27. 제24항에 있어서, 모노리스 매스의 두께 가변성이 약 10mm 미만에서 형성되는 것이 특징인 장치.