KR20050106606A - 펌핑 윤활용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

펌핑 윤활용 조성물 및 이의 제조방법에 대해 개시한다. 본 발명은 점도를 증가시키기 위해 20％ ∼ 40％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 증점제; 농도를 묽게 하기 위해 20％ ∼ 40％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 희석제; 고체ㆍ액체의 용해 및 진한 용액을 희석시키기 위해 10％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 용제; 및 경화를 촉진시키기 위해 0.5％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 경화제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 건설현장에서 콘크리트 타설시에 콘크리트 양생과 생성에 전혀 이상 반응을 일으키지 않으면서 콘크리트 펌핑을 원활하게 수행하며, 침전된 슬러리ㆍ침전물 배출시에 침전을 방지함과 아울러 슬러리ㆍ침전물의 혼합을 용이하게 함으로써 배출을 용이하게 하고, 굴착공사에서 발생한 슬러리와 거친 혼합물 배출시에 직접 혼합하여 용해시킴으로써 펌핑을 원활하게 수행할 수 있다.

Description

펌핑 윤활용 조성물 및 이의 제조방법{Composition for Pumping Lubrication}
본 발명은 펌핑 윤활용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고층건물로의 콘크리트 압송시 배관 내부와 콘크리트와의 마찰을 최소화시키고, 오폐수 및 정화조의 슬러리ㆍ침전물의 혼합을 용이하게 하고 침전을 방지함과 아울러 슬러리ㆍ침전물 배출을 원활하게 하며, 굴착공사시 발생하는 슬러리ㆍ거친 혼합물의 청소 및 이의 배출을 용이하게 하는 펌핑 윤활용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
레미콘을 건설현장에서 고층건물에서의 콘크리트 타설시, 콘크리트 압송전에 콘크리트와 배관의 마찰을 최소화하여 고층건물로의 콘크리트 압송을 용이하게 하기 위해, 배관 내부에 미리 시멘트 페이스트(Paste) 또는 모르타르(Mortar)를 일정량 먼저 압송시켜 습윤(濕潤) 상태로 만든 후 펌핑하고 있다.
그런데, 상기 시멘트 페이스트, 모르타르 등이 콘크리트와 혼합이 잘 되지 않아 타설 부위 한 곳에 블리딩(Bleading) 현상과 레이턴스(Laitence)를 발생시킴으로써 콘크리트의 강도저하, 크랙, 누수 등 구조물의 내구성에 악영향을 주어 부실공사로 이어지는 문제점을 가지고 있었다.
한편, 오폐수 처리장, 정화조 등의 슬러리ㆍ침전물 펌핑시에 침전된 슬러리 또는 침전물을 휘저으면서 배출관을 통해 배출시키기 된다. 이 때, 슬러리 또는 침전물을 휘젖지 않을 경우에는 다시 침전되는 경향이 있어, 휘젖기에 힘든 공간이거나 그렇지 못한 경우에는 펌핑하기에 매우 곤란할 수도 있었다.
또한, 슬러리와 거친 혼합물(골재ㆍ흙덩이)이 나오는 굴착공사 등에서 발생하는 슬러리와 거친 혼합물을 처리 및 청소하기 위해서는, 물을 뿌려 주변을 청소한 후에 모여진 슬러리와 거친 혼합물을 펌프 등을 이용하여 외부로 배출시키고 있다. 이로 인해, 펌핑시에 배출관과의 마찰 때문에 배출하는데 상당한 펌핑력을 갖는 펌프를 이용하여야만 배출이 가능하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 고층건물로의 콘크리트 압송시 배관 내부와 콘크리트와의 마찰을 최소화시키고, 오폐수 및 정화조의 슬러리ㆍ침전물의 혼합을 용이하게 하고 침전을 방지함과 아울러 슬러리ㆍ침전물 배출을 원활하게 하며, 굴착공사시 발생하는 슬러리ㆍ거친 혼합물의 청소 및 이의 배출을 용이하게 하기 위해, 증점제, 희석제, 용제 및 경화제의 조성으로 제조된 펌핑 윤활용 조성물을 제공하는데 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 고층건물로의 콘크리트 압송시 배관 내부와 콘크리트와의 마찰을 최소화시키고, 오폐수 및 정화조의 슬러리ㆍ침전물의 혼합을 용이하게 하고 침전을 방지함과 아울러 슬러리ㆍ침전물 배출을 원활하게 하며, 굴착공사시 발생하는 슬러리ㆍ거친 혼합물의 청소 및 이의 배출을 용이하게 하기 위해, 증점제, 희석제, 용제 및 경화제를 이용한 펌핑 윤활용 조성물 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 펌핑 윤활용 조성물은, 점도를 증가시키기 위해 20％ ∼ 40％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 증점제; 농도를 묽게 하기 위해 20％ ∼ 40％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 희석제; 고체ㆍ액체의 용해 및 진한 용액을 희석시키기 위해 10％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 용제; 및 경화를 촉진시키기 위해 0.5％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 경화제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 펌핑 윤활용 조성물 제조방법은, 10％ ∼ 20％ 범위내에서 설정된 계면활성제, 30％ ∼ 60％ 범위내에서 설정된 탄산나트륨(Sodium Carbonate)의 무수물(Anhydrate) 또는 수화물(decahydrate), 5％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 구연산(Citric Acid) 또는 구연산의 일수화물(Monohydrate)를 혼합하여 용제를 만드는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 결과물에 증점제를 혼합하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계의 결과물에 경화제를 혼합하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계의 결과물에 희석제를 혼합하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 제 1 단계 내지 제 4 단계는 상온에서 처리된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 펌핑 윤활용 조성물은 점도를 증가시키는 증점제, 농도를 묽게하는 희석제(稀釋劑), 고체ㆍ액체의 용해 및 진한 용액을 희석시키는 용제(溶劑) 및 경화를 촉진시키는 경화제(硬化劑)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 증점제로는, 셀룰로즈계, 아크릴계 및 기타 혼합물 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.
상기 증점제로 사용될 수 있는 셀룰로즈계로는, 메틸 셀룰로즈(Methly Cellulose), 하이드록시 에틸 셀룰로즈(Hydroxy Etyl Cellulose), 하이드록시 프로필 셀룰로즈(Hydroxy Propyl Cellulose), 하이드록시 에틸 메틸 셀룰로즈(Hydroxy Etyl Methly Cellulose) 및 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로즈(Hydroxy Propyl Methly Cellulose) 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.
여기에, AE(Air Entraining) 감수제, 또는 유동화제[멜라민 술폰산염계(트리아진계)] 중에서 어느 하나를 적용한다.
상기 증점제로 사용될 수 있는 아크릴계로는, 하기하는 [화학식 Ⅰ]의 구조를 갖는 폴리 아크릴아마이드(Poly acrylamide), 하기하는 [화학식 Ⅱ]의 구조를 갖는 폴리 아크릴아마이드(Poly acrylamide)와 소디움 폴리아크릴레이트(Sodium Polyacylate)의 중합물 및 폴리 아크릴아마이드(Poly acrylamide) 부분 가수분해물 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.
[화학식 Ⅰ]
여기서,
R1 = R2 또는 H,
R2 = 존재하지 않음 또는 R1,
M = -(CH2CHCONR1R2)n~m 또는 Modifier(개질제),
n은 0＜n＜4, m은 0＜m＜4 조건을 충족시킨다.
[화학식 Ⅱ]
여기서, l은 0＜l＜4 조건을 충족시킨다.
여기에, 유동화제로는 나프탈린 술폰산염계, 멜라민 술폰산염계(트리아진계), 아크릴계, 폴리 칼본산계 중에서 어느 하나를 선택적으로 적용한다.
상기 증점제로 사용될 수 있는 기타 혼합물은, 하기하는 [화학식 Ⅲ]의 구조를 갖는 알긴산염(Sodium Alginate)과 하기하는 [화학식 Ⅳ]의 구조를 갖는 소디움 카르복시 메틸 셀룰로즈(Sodium Carboxy Methyl Cellulose)의 혼합물을 사용한다.
[화학식 Ⅲ]
여기서, k는 0＜k＜4 조건을 충족시킨다.
[화학식 Ⅳ]
한편, 상기 희석제(稀釋劑)로는, 규조토(硅藻土, Diatomite), 고령토(高嶺土, kaolinite), 불석(拂石, Zeolite), 활석(滑石, Tale) 및 벤토나이트(Bentonite) 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.
한편, 상기 용제(溶劑)로는, 계면활성제, 탄산나트륨(Sodium Carbonate)의 무수물(Anhydrate)과 수화물(decahydrate), 하기하는 [화학식 Ⅴ] 구조를 갖는 구연산(Citric Acid) 및 구연산의 일수화물(Monohydrate)을 각각 적용한다.
[화학식 Ⅴ]
한편, 상기 경화제(硬化劑)로는, 염화칼슘(CaCI2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 칼슘알루미네이트계류(C12A7, C11A7CaF2), 칼슘설포알루미네이트를 사용한다.
[실시예]
상기한 본 발명의 펌핑 윤활용 조성물의 제조방법에 대해 설명한다.
[표 1]
조성물(성분) 비율(중량％)
증점제 20％∼40％
희석제 20％∼30％
용제 계면활성제 10％∼20％ 10％∼25％
탄산나트륨의 무수물과 수화물 30％∼60％
구연산 및 구연산의 일수화물 5％∼15％
경화제 0.5％∼10％
[표 2]
조성물(성분) 비율(중량％)
증점제 30％∼50％
희석제 20％∼30％
용제 계면활성제 10％∼20％ 10％∼15％
탄산나트륨의 무수물과 수화물 30％∼60％
구연산 및 구연산의 일수화물 5％∼15％
경화제 0.5％∼10％
[표 3]
조성물(성분) 비율(중량％)
증점제 알긴산염 50％∼70％ 20％∼40％
소디움 카르복시 메틸 셀룰로즈 30％∼50％
희석제 20％∼30％
용제 계면활성제 10％∼20％ 10％∼15％
탄산나트륨의 무수물과 수화물 30％∼60％
구연산 및 구연산의 일수화물 5％∼15％
경화제 0.5％∼10％
상기한 [표 1], [표 2] 및 [표 3]에서와 같이, 먼저 계면활성제, 탄산나트륨(Sodium Carbonate)의 무수물(Anhydrate) 또는 수화물(decahydrate), 구연산(Citric Acid) 또는 구연산의 일수화물(Monohydrate)를 상기한 [표]들에서 제시한 비율로 혼합하여 용제를 만든다.
이 용제에 상기한 [표]들에서 제시한 비율로 증점제, 경화제 및 희석제를 순서적으로 혼합한다. 이 때, 혼합은 상온에서 교반을 통해 이루어지게 된다. 보통 사용하는 분체용 혼합기( 리본믹셔, 콘 믹셔, 더블콘 믹셔, 무중력 믹셔, 완 샤푸트믹셔, 투 샤푸트 믹셔)를 사용하여 계량조에서 계량 믹셔에 투입, 믹싱, 단위 계량 소포장 하는 과정을 연속적으로 진행한다.
[실험]
콘크리트 타설시에는 빈 통에 본 발명의 펌핑 윤활용 조성물을 용해시킨 후, 호퍼에 투입하여 흡입구에 펌핑 윤활용 조성물 용액이 먼저 흡입되도록 하여 배관 내부를 초벌한 후에 콘크리트를 서서히 흘러 넣으면서 압송한다.
이후, 콘크리트 종결(응고)이 이루어지게 되는데, 이 종결 이전에 본 발명의 펌핑 윤활용 조성물이 가수분해되어 액상으로 변하여 빠져나가게 된다. 이는 콘크리트 양생과 생성에 전혀 이상 반응을 일으키지 않는다는 것을 의미하며 다음과 같이 표현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 펌핑 윤활용 조성물은 다음과 같은 용도로 활용될 수 있다.
1. 건설현장에서 콘크리트 타설시
콘크리트 종결(응고) 이전에 본 발명의 펌핑 윤활용 조성물이 가수분해되어 액상으로 변하여 빠져나가므로 콘크리트 양생과 생성에 전혀 이상 반응을 일으키지 않으므로, 최초 타설 부위의 블리딩 현상과 레이턴스 발생을 억제시키고, 타설시 드는 추가 비용이 절감된다.
2. 오폐수 처리장, 정화조 등의 슬러리ㆍ침전물 펌핑시
침전된 슬러리ㆍ침전물은 휘저어도 가라 앉기 때문에, 펌핑하기 곤란할 경우에 본 발명의 펌핑 윤활용 조성물을 적당량의 물과 혼합하여 사용하면 침전을 방지함과 동시에 침전된 슬러리ㆍ침전물의 혼합을 용이하게 함으로써 용이하게 배출시킬 수 있다.
3. 슬러리와 거친 혼합물(골재ㆍ 흙덩이)이 나오는 굴착공사 등에서
굴착공사에서 발생한 슬러리와 거친 혼합물과 본 발명의 펌핑 윤활용 조성물을 직접 혼합하여 용해시킴으로써 펌핑을 원활하게 수행할 수 있다.

Claims (12)

  1. 점도를 증가시키기 위해 20％ ∼ 40％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 증점제;
    농도를 묽게 하기 위해 20％ ∼ 40％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 희석제;
    고체ㆍ액체의 용해 및 진한 용액을 희석시키기 위해 10％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 용제; 및
    경화를 촉진시키기 위해 0.5％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 중량을 첨가하는 경화제
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 증점제로는, 셀룰로즈계, 아크릴계 및 알긴산염과 소디움 카르복시 메틸 셀룰로즈의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 셀룰로즈계로는, 메틸 셀룰로즈(Methly Cellulose), 하이드록시 에틸 셀룰로즈(Hydroxy Etyl Cellulose), 하이드록시 프로필 셀룰로즈(Hydroxy Propyl Cellulose), 하이드록시 에틸 메틸 셀룰로즈(Hydroxy Etyl Methly Cellulose) 및 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로즈(Hydroxy Propyl Methly Cellulose) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 셀룰로즈계에 AE(Air Entraining) 감수제, 또는 멜라민 술폰산염계중 트리아진계를 포함하는 유동화제를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 아크릴계로는, 하기하는 [화학식 Ⅰ]의 구조를 갖는 폴리 아크릴아마이드(Poly acrylamide), 하기하는 [화학식 Ⅱ]의 구조를 갖는 폴리 아크릴아마이드(Poly acrylamide)와 소디움 폴리아크릴레이트(Sodium Polyacylate)의 중합물 및 폴리 아크릴아마이드(Poly acrylamide) 부분 가수분해물 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
    [화학식 Ⅰ]
    여기서,
    R1 = R2 또는 H,
    R2 = 존재하지 않음 또는 R1,
    M = -(CH2CHCONR1R2)n~m 또는 Modifier(개질제),
    n은 0＜n＜4, m은 0＜m＜4 조건을 충족시킨다.
    [화학식 Ⅱ]
    여기서, l은 0＜l＜4 조건을 충족시킨다.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 아크릴계에 첨가되는 유동화제로는 나프탈린 술폰산염계, 트리아진계를 포함하는 멜라민 술폰산염계, 아크릴계, 폴리 칼본산계 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 알긴산염은 하기하는 [화학식 Ⅲ]의 구조를 가지며, 상기 소디움 카르복시 메틸 셀룰로즈는 하기하는 [화학식 Ⅳ]의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
    [화학식 Ⅲ]
    여기서, k는 0＜k＜4 조건을 충족시킨다.
    [화학식 Ⅳ]
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 희석제로는, 규조토(Diatomite), 고령토(kaolinite), 불석(Zeolite), 활석(Tale) 및 벤토나이트(Bentonite) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 용제로는, 계면활성제, 탄산나트륨(Sodium Carbonate)의 무수물(Anhydrate)과 수화물(decahydrate), 하기하는 [화학식 Ⅴ] 구조를 갖는 구연산(Citric Acid) 및 구연산의 일수화물(Monohydrate)을 각각 적용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
    [화학식 Ⅴ]
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 경화제로는, 염화칼슘(CaCI2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 칼슘알루미네이트계류(C12A7, C11A7 CaF2), 칼슘설포알루미네이트 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물.
  11. 10％ ∼ 20％ 범위내에서 설정된 계면활성제, 30％ ∼ 60％ 범위내에서 설정된 탄산나트륨(Sodium Carbonate)의 무수물(Anhydrate) 또는 수화물(decahydrate), 5％ ∼ 15％ 범위내에서 설정된 구연산(Citric Acid) 또는 구연산의 일수화물(Monohydrate)를 혼합하여 용제를 만드는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계의 결과물에 증점제를 혼합하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계의 결과물에 경화제를 혼합하는 제 3 단계; 및
    상기 제 3 단계의 결과물에 희석제를 혼합하는 제 4 단계
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 단계 내지 제 4 단계는 상온에서 처리되는 것을 특징으로 하는 펌핑 윤활용 조성물 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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