KR20080072062A - 부식 감소용 조성물과 이 조성물의 이용 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수경성으로 결합하는 조성물용으로 제공되는 적어도 하나의 액화제와, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노알코올을 함유하는 조성물뿐 아니라, 강에서, 특히 프리캐스트 부재 내 강제 거푸집틀에서, 또는 콘크리트 구조의 보강 철근에서 부식을 감소시키기 위해 적용되는 상기 조성물의 이용에 관한 것이다.
수경성 결합 조성물, 액화제, 아미노알코올, 프리캐스트 부재, 강제 거푸집틀, 콘크리트 구조, 보강 철근.

Description

부식 감소용 조성물과 이 조성물의 이용{CORROSION-REDUCING COMPOSITION AND USE THEREOF}
본 발명은 강에, 특히 프리캐스트 부재 내 강제 거푸집틀에, 또는 콘크리트 구조의 보강 철근에 이용되는 부식 억제제의 영역에 관한 것이다. 특히 본 발명은 수경성으로 결합하는 조성물용으로 제공되는 적어도 하나의 액화제와, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노알코올을 함유하는 조성물에 관한 것이다.
강제 거푸집틀은 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집이다. 이 거푸집 내에는 프리캐스트 부재로도 불리는 콘크리트 구조물을 제조하기 위한 프레시 콘크리트(fresh concrete)가 주입된다. 콘크리트의 경화 후에, 강제 거푸집틀은 대개 제거된다. 이에 강제 거푸집틀의 부식은 큰 문제를 초래한다. 즉, 강제 거푸집틀이 부식됨에 따라, 콘크리트 품질, 특히 콘크리트 표면 품질이 저하될 수 있고, 예컨대 치장 콘크리트 상에 바람직하지 못한 녹 흔적이 남을 수 있다. 녹 억제를 위해 대개 강제 거푸집틀을 이용하기 전에 녹막이 오일로도 불리는 콘크리트 분리제를 도포한다. 이런 녹막이 오일은 제한된 조건에서만 부식과 그에 따른 녹 형성을 억제하고, 더욱이 이용될 때마다 각각의 강제 거푸집틀에 개별적으로 도포 되어야 하 는 단점이 있다. 이는 실제로 비경제적일 뿐 아니라, 환경에 부담을 준다.
구조물 내 보강 수단으로서 이용되는 강은 널리 이용되고 있다. 특히 중요한 것은 콘크리트 강이다. 강은 수경성 결합 자재 내에 주입되어 그 자재를 보강한다. 강은 특히 밧줄 모양으로 특히 봉 또는 격자로서 이용되고, 당업자에 의해 가끔은 철근 또는 보강철로도 불린다. 수경성 결합 자재 내에 존재하는 강의 부식은 경제적으로 매우 중요하다. 철근의 부식에 의해, 철근의 강도와 그에 따른 콘크리트의 강도가 감소한다. 그 외에도 예컨대 산화철 또는 수산화 산화철과 같은 부식 생성물은 부식되지 않은 강 자체보다 더욱 큰 용적을 갖는다. 그 결과 콘크리트 내에 응력이 발생하고, 이런 응력은 전체 콘크리트 부분의 균열 또는 미소파괴를 야기할 수 있다.
따라서 예컨대 아질산염, 아민, 알칸올아민, 또는 무기질산, 유기질산 또는 인산 에스테르를 함유하는 앞서 말한 성분의 혼합물과 같은 부식 억제제를 프레시 콘크리트에 첨가하거나, 또는 경화된 철근 콘크리트 표면을 침투성 부식 억제제로 처리하는 점이 공지되었다. 그러나 부식 억제제의 작용을 보장하기 위해, 부식 억제제는 대량으로 이용해야 하며, 이런 점은 경제학 및 생태학의 두 측면 모두에서 단점일 수 있다.
전술한 콘크리트 액화제의 이용은 오래전부터 공지되었다. 예컨대 EP 1 138 697 B1 또는 EP 1 061 089 B1으로부터는, 에스테르 곁사슬과 경우에 따라 아미드 곁사슬을 함유하는 (메트)아크릴레이트-폴리머가 콘크리트 액화제로서 적합하다는 사실이 공지되었다. 이와 관련하여 상기 콘크리트 액화제는 첨가제로서 시멘트에 첨가되거나, 또는 분쇄 전에 시멘트에 첨가되며, 그리고 그로부터 제조되는 콘크리트 또는 모르타르의 강력한 액화, 또는 물 소모량의 절감을 가져온다.
따라서 본 발명의 목적은, 특히 강제 거푸집틀 또는 강화 철근에서 부식을 감소시키기 위한 조성물에 있어서, 종래 기술의 단점을 극복하는 상기 조성물을 제공하는 것에 있다. 놀랍게도 수경성 결합 조성물용으로 제공되는 적어도 하나의 액화제와, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노알코올을 함유하는 조성물이 강제 거푸집틀 또는 보강 철근에서 부식을 억제하거나 또는 감소시키기에 적합하다는 사실을 확인하였다. 그 외에도 상기 조성물은 탁월한 가공성과 높은 안정성을 갖는다.
본 발명은 수경성으로 결합하는 조성물용으로 제공되는 적어도 하나의 액화제와, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노알코올을 함유하거나, 또는 그 두 성분으로 이루어지는 조성물에 관한 것이다. 특히 바람직한 것은 적어도 하나의 액화제와 2-아미노-2-메틸-1-프로판올을 포함하거나, 또는 그 두 성분으로 구성되는 조성물이다. N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민은 또한 2-[(3-아미노프로필)메틸아미노]에탄올(CAS No. 41999-70-6)으로부터 지칭된다.
본 발명에 따른 조성물의 적어도 하나의 아미노알코올은 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 또는 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민이거나, 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민의 혼합물이다.
액화제로서는, 수경성 결합 조성물을 액화하거나, 또는 그 수분 소모량을 감소시키기에 적합한 그런 성분이 고려된다. '액화제'는 본 발명의 의미에서 가끔은 "용매제(flux)"로도 지칭된다.
바람직한 실시예에 따라, 액화제는 폴리카르복실레이트, 바람직하게는 폴리카르복실레이트 에테르(PCE)를 함유하거나, 또는 그 물질로 구성된다.
바람직하게는 폴리카르복실레이트는 다음 화학식(I)을 갖는 적어도 하나의 폴리머 A를 함유하거나, 또는 그 폴리머 A로 구성된다.
Figure 112008044660710-PCT00001
위의 식에서 M은 서로 독립적으로 H+, 알칼리 금속 이온, 토류 알칼리 이온, 2가 또는 3가의 금속 이온, 암모늄 이온 또는 유기질 암모늄기를 나타낸다. "서로 독립적으로"라는 표현은 본 실시예 및 다음에서 각각 치환기가 동일한 분자 내에서 서로 다르게 이용되는 의미를 가질 수 있음을 의미한다. 그러므로 예컨대 화학식(I)의 폴리머 A는 동시에 카르본산기 및 나트륨 카르복실레이트기를 포함할 수 있다. 다시 말해 여기서 R1은 서로 독립적으로 H+ 및 Na+를 의미한다.
당업자에게 있어, 한편으로 이온 M이 결합되는 카르복실레이트가 있어야 하고, 다른 한편으로 다가 이온 M의 경우 전하는 상대 이온에 의해 균형을 이루어야 한다는 점은 명확한 사실이다.
또한, 치환기 R은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸을 나타낸다. 다시 말해 폴리머 A는 치환된 폴리(아크릴레이트), 폴리(메트아크릴레이트)이거나, 또는 폴리((메트)-아크릴레이트)이다.
또한, 치환기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 C1- 내지 C20-알킬, 시클로알킬, 알킬아릴 또는 -[AO]n-R4를 나타낸다. 여기서 A는 C2- 내지 C4-알킬렌기를 나타내고, R4는 C1- 내지 C20-알킬기, 시클로헥실기 또는 알킬아릴기를 나타낸다. 그에 반해 n은 2 내지 250의 값, 특히 8 내지 200의 값, 특히 바람직하게는 11 내지 150의 값을 나타낸다.
또한, 치환기 R3은 서로 독립적으로 -NH2, -NR5R6, -OR7NR8R9를 나타낸다. 여기서 R5 및 R6은 서로 독립적으로 H를 나타내거나, 또는 C1- 내지 C20-알킬기, 시클로알킬기 또는 알킬아릴기 또는 아릴기 또는 히드록시알킬기 또는 아세톡시에틸기(CH3-CO-O-CH2-CH2-) 또는 히드록시-이소프로필기(HO-CH(CH3)-CH2-) 또는 아세톡시이소프로필기(CH3-CO-O-CH(CH3)-CH2-)를 나타내거나, 또는 R5 및 R6은 함께 고리를 형성하고, 이 고리의 일부분은 모르폴린 고리 또는 이미다졸린 고리를 구성할 수 있도록 -NR5R6의 질소가 된다. 또한, 여기서 R8 및 R9는 서로 독립적으로 C1- 내지 C20-알킬기, 시클로알킬기, 알킬아릴기, 아릴기 또는 히드록시알킬기를 나타내며, 그리고 R7은 선형 또는 분지형 C2-C4-알킬렌기, 특히 C2-C4-알킬렌의 이성질체, 바람직하게는 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌 또는 -C(CH3)2-CH2-를 나타낸다.
마지막으로 지수 a, b, c 및 d는 화학식(I)의 폴리머 A 내에 함유된 구조 원소들의 몰비를 나타낸다. 이런 구조 원소들은 서로 다음과 같은 비율을 가지며:
a/b/c/d = (0.05-0.9)/(0.05-0.9)/(0-0.8)/(0-0.5)이고,
특히 a/b/c/d = (0.1-0.9)/(0.1-0.9)/(0-0.5)/(0-0.1)이고,
특히 바람직하게는 a/b/c/d = (0.1-0.9)/(0.1-0.9)/(0-0.3)/(0-0.06)이며,
그에 반해 지수의 합, 즉 a + b + c + d = 1이다. c + d의 합은 바람직하게는 0보다 크다.
전형적으로 화학식(I)의 폴리머 A의 비율은 액화제의 중량과 관련하여 10 내지 100중량 퍼센트, 특히 바람직하게는 25 내지 50중량 퍼센트이다.
폴리머 A의 제조는 하기와 같은 각각의 모노머의 라디칼 축합반응을 통해,
Figure 112008044660710-PCT00002
또는 하기 화학식(III)의 폴리카르본산의 이른바 폴리머 유사 반응을 통해 이루어질 수 있다.
Figure 112008044660710-PCT00003
폴리머 유사 반응에서 폴리카르본산은 대응하는 알코올, 아민으로 에스테르화 되거나, 또는 아미드화 된다. 폴리머 유사 반응에 대한 상세 내용은 예컨대 EP 1 138 697 B1의 7쪽 20행에서 8쪽 50행과 그 실시예 설명 부분에, 또는 EP 1 061 089 B1의 4쪽 54행에서 5쪽 38행과 그 실시예 설명에 공개되어 있다. 이런 변형예의 경우, EP 1 348 729 A1의 3쪽 내지 4쪽 및 그 실시예 설명 부분에 설명된 것 처럼, 폴리머 A는 고체의 응집체 상태로 제조될 수 있다.
입증된 점에 따라, 폴리머의 특히 바람직한 실시예는 c+d > 0, 특히 d > 0인 그런 실시예이다. 잔기 R3으로서는 특히 -NH-CH2-CH2-OH가 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 상기 폴리머 A는 화학적으로 결합된 에탄올아민을 함유한다. 이 에탄올아민은 분리될 수 있다. 에탄올아민은 특히 효율적인 부식 억제제를 나타낸다. 부식 억제제의 화학적 결합에 의해 냄새는 그 부식 억제제가 첨가 혼합만 되어 있는 경우와 비교하여 강하게 감소한다. 또한, 상기 폴리머 A는 결정적으로 더욱 강력한 액화 특성이 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
추가의 바람직한 실시예에 따라, 본 발명에 따른 조성물의 액화제는 바람직하게는 리그닌 술폰산염, 나프탈린 술폰산염 또는 멜라민 술폰산염을 기반으로 하는 적어도 하나의 술폰산염, 적어도 하나의 폴리사카라이드 또는 비닐 코폴리머를 함유하거나, 또는 그 성분들로 구성된다. 비닐 코폴리머는 바람직하게는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐에테르를 기반으로 한다. 바람직하게는 액화제는 Na-, Ca- 또는 Mg-리그닌 술폰산염, Na-, Ca-, 또는 Mg-나프탈린 술폰산염, Na- 또는 Ca-멜라민 술폰산염, 술폰화 멜라민- 또는 나프탈린-포름알데히드 축합 생성물을 함유하거나, 그 성분들로 구성되거나, 또는 그 성분들을 기반으로 한다. 특히 바람직한 성분은 Na-리그닌 술폰산염 또는 Na-나프탈린 술폰산염이다.
추가의 실시예에 따라, 본 발명에 따른 조성물은 추가의 첨가제, 바람직하게는 용매, 특히 물을 함유할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 분산액, 특히 수성 분산액이거나, 또는 용액, 특히 수성 용액이다.
이용되는 용매로서 적합한 것은 물과 유기질 용매이다. 선택은 기술적 관점에서, 바람직하게는 예컨대 유독성, 물 위협 등급 또는 생분해성과 같은 생태학적 관점에서 이루어진다.
유기질 용매로서 특히 적합한 것은 알코올, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올이며, 에틸렌글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜과 같은 폴리에테르폴리올, 및 부틸글리콜, 메톡시프로판올 및 알킬폴리에틸렌글리콜과 같은 에테르알코올처럼 더욱 높은 도수의 알코올이며, 또한, 알데히드, 에스테르, 에테르, 아미드 또는 케톤, 특히 아세톤, 메틸에틸케톤, 탄화수소, 특히 메틸에스테르, 에틸에스테르, 이소프로필에스테르, 헵탄, 시클로헥산, 크실로, 톨루올, 화이트 스프릿일 뿐만 아니라, 이 전술한 성분들의 혼합물이다. 바람직한 것으로 적용되는 성분은 에틸아세테이트, 에탄올, 이소프로판올 또는 헵탄과 이 성분들의 혼합물이다.
특히 바람직하게는 물이 용매로 이용된다. 또한, 바람직하게는 50중량 퍼센트 이상, 바람직하게는 65중량 퍼센트 이상, 특히 바람직하게는 80중량 퍼센트 이상의 수분 함량을 가지는, 알코올과 물의 혼합물이다.
특히 바람직한 경우는 Na-리그닌 술폰산염 또는 Na-나프탈린 술폰산염, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 물로 구성되는 조성물이다.
추가 첨가제에 대해서는, 콘크리트 공학에서 보편적인 것과 같은 첨가제, 특히 계면활성제, 열안정제, 광안정제, 분리제, 크롬산염 환원제, 착색제, 소포제, 촉진제, 지연제, 추가 부식 억제제, 공기 흡입 물질, 취기 물질, 기공 형성제, 펌핑 보조제, 점도 조절제, 방수 가공제 또는 요변성제, 수축 저감제를 예로 들 수 있다.
아미노알코올의 비율은 조성물의 총중량과 관련하여 0.1 내지 20중량 퍼센트, 바람직하게는 0.5 내지 10중량 퍼센트, 특히 바람직하게는 1 내지 5중량 퍼센트이다.
적어도 하나의 액화제의 비율은 조성물의 총중량과 관련하여 10 내지 99.9중량 퍼센트, 바람직하게는 50 내지 95중량 퍼센트, 더욱 바람직하게는 80 내지 90중량 퍼센트이다.
물 또는 용매의 비율은 조성물의 총중량과 관련하여 0 내지 70중량 퍼센트, 바람직하게는 5 내지 50중량 퍼센트, 더욱 바람직하게는 10 내지 40중량 퍼센트이다.
추가의 관점에서 본 발명은 수경성으로 결합하는 조성물에 관한 것이다. 이런 조성물은 본 발명에 따르는 조성물과 또한 적어도 하나의 수경성 결합제를 함유하거나 또는 그 성분들로 구성된다. 수경성 결합제는 바람직하게는 예컨대 시멘트, 석고, 플라이애시, 실리카 흄, 슬래그, 입상 슬래그, 석회석 충진재, 또는 생석회(burnt lime)이다. 바람직한 수경성 결합제는 적어도 하나의 시멘트, 특히 유럽 표준 EN 197에 준하는 적어도 하나의 시멘트, 또는 안히드리트, 반수화물 또는 이수화물 석고 형태의 황산칼슘; 또는 수산화칼슘을 함유한다. 바람직한 경우는 포트랜드 시멘트, 설포알루미네이트 시멘트 및 고 알루미나 시멘트이며, 특히 바람직한 경우는 포트랜드 시멘트이다. 시멘트 배합물은 특히 우수한 특성을 제공할 수 있다. 빠른 경화를 위해 특히 시멘트 성질의 급속 결합제가 이용된다. 이런 급속 결합제는 바람직하게는 적어도 하나의 고 알루미나 시멘트, 또는 그 외, 예컨대 알루미네이트를 분배하는 클링커(clinker)와 같은 알루미네이트 소스를 함유하며, 그리고 경우에 따라, 안히드리트, 반수화물 석고 또는 이수화물 석고 형태의 황산 칼슘; 및/또는 수산화칼슘을 함유한다. 수경성 결합제의 구성 성분으로서는 포트랜드 시멘트가 바람직하다. 특히 바람직한 성분은 크롬산염이 없는 시멘트이다.
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물의 비율이 수경성 결합제의 중량과 관련하여 0.1 내지 5중량 퍼센트, 바람직하게는 0.2 내지 2중량 퍼센트, 특히 바람직하게는 0.4 내지 1.5중량 퍼센트가 되도록 수경성 결합제에 계량 첨가한다.
본 발명에 따른 조성물은 적어도 하나의 액화제와, 아미노알코올, 즉 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 또는 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민을 혼합함으로써 제조하되, 아미노알코올을 기반으로 할지, 또는 액화제를 기반으로 할지 여부와 같은 순서는 중요하지 않다. 수성 조성물 또는 용액은, 액화제의 제조 시에, 특히 화학식(I)의 폴리머 A의 제조 시에 물 또는 유기질 용매를 첨가함으로써, 또는 이후에 물 또는 유기질 용매와 아미노알코올 또는 액화제 및 아미노알코올을 혼합함으로써 제조한다. 바람직하게는 물 또는 유기질 용매와, 바람직하게는 물과 액화제를 혼합하고, 이어서 아미노알코올을 첨가한다. 본 발명에 따른 조성물은 투명하거나 불투명한 용액으로서, 또는 분산액으로서, 다시 말해 에멀젼 또는 현탁액으로서 수득할 수 있다.
수경성으로 결합하는 조성물의 제조 시에, 바람직하게는 수경성 결합 조성물의 배합수와 동시에, 바람직하게는 건조한 콘크리트 배합물의 배합수와 동시에 본 발명에 따른 조성물을 첨가하거나, 또는 배합수를 첨가한 후에 마지막에 수경성 결합 조성물에 본 발명에 따른 조성물을 혼입한다.
추가의 관점에서 본 발명은 강에서 부식을, 특히 프리캐스트 부재의 강제 거푸집틀에서 또는 콘크리트 구조의 보강 철근에서 부식을 감소시키거나 억제하기 위해 적용되는 본 발명에 따른 조성물의 이용에 관한 것이다. 특히 적합한 경우는, 프리캐스트 부재를 제조하기 위해 이용되는 강제 거푸집틀에서 부식을 감소시키거나 억제하기 위해 본 발명에 따른 조성물을 이용할 때이다.
추가의 관점에서 본 발명은 프리캐스트 부재의 강제 거푸집틀에서, 또는 콘크리트 구조의 보강 철근에서 부식을 감소시키거나 억제하기 위해 적용되는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및/또는 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민의 이용에 관한 것이다.
또 다른 관점에서 본 발명은 프리캐스트 부재의 강제 거푸집틀에서, 또는 철근 콘크리트 구조의 강 보강재에서 부식을 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 이와 관련하여 본 발명에 따른 조성물은 프레시 콘크리트에 첨가되고, 이 프레시 콘크리트가 강과 접촉하게 된다.
본 발명의 추가 대상은 강제 거푸집틀의 부식 또는 강 보강재의 부식이 방지되는 콘크리트 구조에 관한 것이다. 이 콘크리트 구조는 본 발명에 따르는 적어도 하나의 조성물을 포함한다. 콘크리트 구조는 바람직하게는 건축 구조이거나, 토목 공사, 특히 건물이나 터널, 도로나 교량의 건축 부재이며, 특히 프리캐스트 부재로 제조되는 건축 구조이다.
그러므로 본 발명의 추가의 대상은 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 프리캐스트 부재이다. 프리캐스트 부재는 예컨대 배관, 벽판, 덮개판 또는 바닥판, 튜브 부재, 지주, 교량 거더, 교량 세그먼트, 거더, 계단 또는 기초이다.
본 발명에 따른 조성물은, 수경성 결합 조성물용 액화제로서, 그리고 강철용 부식 억제제로서 동시에 작용하는 장점이 있다. 그로 인해, 추가로 부식 억제 작용을 위한 방식은 아미노알코올에 의해 재차 개선되는데, 왜냐하면, 액화제의 이용을 통해 콘크리트 제조 시 소요되는 배합수량이 감소되고, 그로 인해 물/시멘트 비율(w/c 비율)도 감소한다. 물/시멘트 비율이 낮아질수록, 콘크리트와 접촉하게 되는 강제 거푸집틀 또는 철근의 부식 민감성도 낮아진다.
따라서 이 실시예에 따라, 액화제 또는 부식 억제제의 이후 첨가 혼합은 더 이상 필요하지 않으며, 그로 인해 시멘트 적용 시 작업 공정도 줄일 수 있다. 그러므로 이런 시멘트는 대량으로 생산할 수 있고 "즉시 사용 가능한" 제품을 나타낸다.
본 발명에 따른 조성물의 추가의 장점은, 수경성 결합 조성물에 부식 억제제를 직접 혼입할 수 있으며, 그에 따라 강제 거푸집틀 또는 철근을 이용하기 전에, 강제 거푸집틀이나 철근에 부식 억제제를 더 이상 도포할 필요가 없다는 점에 있다. 이는 개선된 방식 및 시간 절감을 제공한다.
본 발명은 예시에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
1.1. 사용 원료
상표명 공급업체 종류 축약어
Liquiment®N Liquiment Linz GmbH Na-나프탈린 술폰산염 (40%), 물(60%) Liquiment
Borresperse NA 244 Borregaard, 독일 Na-리그닌 술폰산염 (45%), 물(55%) Borresperse
Borrement CA 124 Borregaard, 독일 Ca-리그닌 술폰산염 (50%), 물(50%) Borrement
AMP-90® The Dow Chemical Company 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(90%), 물(10%) AMP-90
XTA-758 Huntsman N-아미노프로필-모노메틸-에탄올아민 또는 2-[(3-아미노프로필)-메틸아미노]에탄올(CAS No. 41999-70-6) XTA
2-(디메틸아미노)-에탄올 Fluka, 스위스 2-(디메틸아미노)-에탄올 DMA
트리에탄올아민 Fluka, 스위스 트리에탄올아민 TEA
도표 1: 사용 원료: 퍼센트 값은 원료의 총중량과 관련한 중량 퍼센트이다.
1.2. 사용 폴리머 A
축약어 의미 Mw
PEG1000 말단의 OH 기를 포함하지 않은 폴리에틸렌글리콜 1000 g/mol
PEG3000 말단의 OH 기를 포함하지 않은 폴리에틸렌글리콜 3000 g/mol
EO/PO(50/50)2000 말단의 OH 기를 포함하지 않고, 50:50 비율의 에틸렌옥시드 및 프로필렌옥시드로 이루어진 블록 코폴리머 2000 g/mol
도표 2: 사용 축약어. Mw = 평균 분자 중량
도표 3에 지시한 폴리머 A-1은 공지된 유형 및 방식에 따라 대응하는 알코올 및 아민과 폴리(메트)아크릴산으로 폴리머 유사 반응을 이용하여 제조하였다. 폴리머 A-1은 NaOH에 의해 부분적으로 중화되어 존재한다(M = H+, Na+).
폴리머 A는 본 예시에서 수성 용액으로서 이용된다. 폴리머 함량은 40중량 퍼센트이다. 이 수성 용액은 A-1L로서 지칭된다. A-1에 대해 다음 도표에 지시한 농도는 각각 수성 용액 A-1L의 함량과 관계한다.
R = H
R1 = -PEG1000-OCH3 : -PEG3000-OCH3 57.2:42.8 몰비
R2 = EO/PO(50/50)2000-OCH3
R3 =
a/b/c/d = 0.640/0.358/0.002/0.000
Mw 72,000
도표 3: 폴리머 A-1은 화학식(I)에 상응하되, M= H+, Na+이다.
2. 강판 상에서 액화제 및 아미노알코올에 의해 나타나는 부식 거동
5중량 퍼센트의 시멘트(CEM I 42.5 R)를 95중량 퍼센트의 물과 혼합하고, 이 혼합물을 여과하였다. 결과물로서 이른바 "침출수"를 얻었다. 그런 후에 침출수와 아미노알코올 또는 액화제로 이루어진 혼합물, 또는 침출수, 아미노알코올 및 액화제로 이루어진 혼합물을 제조하고, 이 혼합물 각각의 3방울을 강판(20x20cm, ST35)에 도포하였다. 침출수에 첨가되는 아미노알코올 또는 액화제의 투입량은 도표 4에 지시되어 있다. % 지시 값은 각각 아미노알코올 또는 액화제의 수성 용액과 침출수의 전체 혼합물과 관련하여 아미노알코올 또는 액화제의 수성 용액의 중 량 퍼센트이다.
번호 물질 투여량(%) 부식 강도
1 침출수만 - 강함
2 A-1L 0.35 강함
3 A-1L 1 강함
4 A-1L 2 보통
5 Borresperse 0.35 보통
6 Borrement 0.35 강함
7 Liquiment 0.35 강함
8 AMP-90 0.3 없음
9 2-(디메틸아미노)-에탄올 0.3 약함
10 트리에탄올아민 0.3 보통
11 XTA 0.3 약함-보통
12 A-1L/Borrement 0.25/0.1 강함
13 A-1L/AMP-90 2/0.1 약함
14 A-1L/AMP-90 1/0.3 약함
15 A-1L/AMP-90 1/0.1 약함
16 A-1L/AMP-90 0.35/0.1 약함
17 A-1L/AMP-90 0.35/0.01 보통
18 A-1L/Borrement/AMP-90 0.25/0.1/0.1 약함
19 A-1L/Borrement/AMP-90 0.33/0.01/0.01 강함
20 A-1L/XTA 0.35/0.1 약함
도표 4: 강판 상에서 침출수 내 아미노알코올 또는 액화제에 의해 나타나는 부식 거동
3. 강판에서 작용하는 모르타르 혼합물의 부식 거동
표준 모르타르 혼합물[1350g의 표준 모래(표준 EN 480에 따름), 450g의 시멘트(CEM I 42.5 R), 225g의 물, 0.5%의 w/c 비율]을 액화제 및 아미노알코올로 이루어진 혼합물과 혼합하였다. 그리고 강판 상에 놓인 백색 밴드 필터용지 위에 앞서 혼합한 혼합물을 1cm 두께의 층으로 도포하였다. 24시간 후에 강판 상의 부식 강도를 육안으로 판정하였다(도표 5). 투여량의 % 지시 값은 각각 시멘트의 총중량과 관련하는 아미노알코올 또는 액화제의 중량 퍼센트이다.
번호 물질 투여량(%) 부식 강도
21 모르타르 혼합물만 - 강함
22 A-1L 1 강함
23 A-1L/AMP-90/Borresperse 0.96/0.02/0.02 약함
24 A-1L/AMP-90/Borresperse 0.94/0.03/0.03 약함
도표 5: 강판 상에서 아미노알코올 또는 액화제를 함유하는 모르타르 혼합물에 의해 나타나는 부식 거동.
4. 콘크리트 배합물의 슬럼프, 압축 강도 및 기공 함량.
EN 934에 따라, C35/45의 압축 강도 등급, F5의 슬럼프 등급, 16mm(GK16)의 최대 입자, 및 0.45의 물/시멘트 비율(w/c 비율)을 갖는 360kg/㎥의 CEM I 52.5 R으로 콘크리트 배합물을 제조하였다.
콘크리트 배합물을 액화제 또는 액화제/아미노알코올 혼합물과 혼합하고, EN 12350에 따른 슬럼프, EN 12350에 따른 기공 함량, 및 EN 12390에 따른 경화 블록 압축 강도를 측정하였다.
다음의 액화제 또는 아미노알코올을 시험하였다(도표 6):
번호 물질 투여량(%)
V1 A-1L / AMP-90 / Borresperse 90 / 5 / 5
V2 A-1L / AMP-90 / Borresperse 80 / 10 / 10
V3 A-1L / AMP-90 / Borresperse 94 / 3 /3
V4 A-1L / AMP-90 90 / 10
Ref 1 A-1L 100
도표 6: 액화제 또는 아미노알코올 및 이 성분의 혼합물. 투여량은 액화제/아미노알코올 혼합물의 총중량과 관련하여 중량 퍼센트로 지시하였다.
구분 V1 V2 V3 V4 Ref 1
시멘트와 관련한 투여량 (중량 퍼센트) 0.5 0.56 0.53 0.52 0.48
10분 후 슬럼프 [cm] 62 56 57 59 59
30분 후 슬럼프 [cm] 43 39 41 36 41
45분 후 슬럼프 [cm] 35 33 34 33 34
16시간 후 압축 강도 [N/㎟] 49 43 46 50 41
24시간 후 압축 강도 [N/㎟] 49 43 46 50 41
기공 함량 [%] 2.4 2.6 1.8 2 1.5
도표 7: 다양한 액화제/아미노알코올 혼합물을 함유하는 콘크리트 배합물의 가공성 및 점조도 비교.
도표 7의 결과로부터, 액화제만을 함유하는 콘크리트 배합물과 비교하여, 액화제 및 아미노알코올을 함유하는 콘크리트 배합물의 가공성 및 점조도가 동일하게 우수한 상태로 유지되는 것을 알 수 있다.
자명한 사실에 따라, 본 발명은 도시하고 설명한 실시예들에만 국한되지 않는다. 이에 본 발명과 관련하여 앞서 언급한 특징들은 각각 지시된 조합 형태로뿐만 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서, 다른 방식으로 수정, 조합 및 변경을 통해, 또는 단독으로 이용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 조성물에 있어서,
    수경성 결합 조성물용으로 제공되는 적어도 하나의 액화제
    및
    2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 N-아미노프로필-모노메틸-에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노알코올을 함유하는
    조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액화제는 적어도 하나의 폴리카르복실레이트, 바람직하게는 적어도 하나의 폴리카르복실레이트 에테르를 함유하거나, 또는 그 성분들로 구성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리카르복실레이트는 하기 화학식(I)을 갖는 적어도 하나의 폴리머 A를 포함하거나, 또는 그 폴리머 A로 구성되되,
    Figure 112008044660710-PCT00004
    위의 식에서,
    M = 서로 독립적으로, H+, 알칼리 금속 이온, 토류 알칼리 금속 이온, 2가 또는 3가의 금속 이온, 암모늄 이온 또는 유기질 암모늄기를 나타내고,
    R = 각각의 R은 다른 R과 독립되어 수소 또는 메틸을 나타내고,
    R1 및 R2 = 서로 독립적으로, C1- 내지 C20-알킬, 시클로알킬, 알킬아릴 또는 -[AO]n-R4를 나타내고, 여기서 A = C2- 내지 C4-알킬렌, R4 = C1- 내지 C20-알킬, 시클로헥실 또는 알킬아릴을 나타내며, 그리고 n = 2 - 250이며,
    R3 = -NH2, -NR5R6, -OR7NR8R9이되, R5 및 R6은 서로 독립적으로 H이거나, C1- 내지 C20-알킬기, 시클로알킬기 또는 알킬아릴기, 또는 아릴기이거나,
    또는 히드록시알킬기이거나,
    또는
    아세톡시에틸기(CH3-CO-O-CH2-CH2-)이거나, 또는 히드록시-이소프로필기(HO-CH(CH3)-CH2-)이거나, 또는 아세톡시이소프로필기(CH3-CO-O-CH(CH3)-CH2-)이거나,
    또는 R5 및 R6 은 함께 고리를 형성하고, 모르폴린 고리 또는 이미다졸린 고리를 구성하기 위해 상기 고리의 일부분은 -NR5R6의 질소이되,
    여기서 R7은 C2-C4-알킬렌기이며, 그리고
    R8 및 R9는 서로 독립적으로 C1- 내지 C20-알킬기, 시클로알킬기, 알킬아릴기, 아릴기 또는 히드록시알킬기이며, 그리고
    a, b, c, 및 d는 몰비를 나타내고, a/b/c/d = (0.05-0.9)/(0.05-0.95)/(0-0.8)/(0-0.5)이면서, a+b+c+d = 1인
    것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제3항에 있어서, n = 8 - 200, 특히 바람직하게는 n = 11 - 150인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    a/b/c/d = (0.1-0.9)/(0.1-0.9)/(0-0.5)/(0-0.1)이며, 바람직하게는
    a/b/c/d = (0.1-0.9)/(0.1-0.9)/(0-0.3)/(0-0.06)인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제5항에 있어서, c+d > 0인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 액화제는 적어도 하나의 폴리사카라이드, 비닐 코폴리머, 또는 술폰산염, 특히 리그닌 술폰산염, 나프탈린 술폰산염 또는 멜라민 술폰산염을 포함하거나, 또는 그 성분들로 구성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 분산액, 특히 수 성 분산액인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 용액, 특히 수성 용액인 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 추가로 추가의 첨가제, 바람직하게는 용매 또는 물을 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아미노알코올의 비율은 상기 조성물의 총중량과 관련하여 0.1 내지 20중량 퍼센트, 바람직하게는 0.5 내지 10중량 퍼센트, 특히 바람직하게는 1 내지 5중량 퍼센트인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액화제의 비율은 상기 조성물의 총중량과 관련하여 10 내지 99.9중량 퍼센트, 바람직하게는 50 내지 95중량 퍼센트, 더욱 바람직하게는 80 내지 90중량 퍼센트인 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 조성물 및 적어도 하나의 수경성 결합제를 함유하는 수경성 결합 조성물.
  14. 강에서 부식을 감소시키기 위한 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 조성물의 이용.
  15. 제14항에 있어서, 프리캐스트 부재의 강제 거푸집틀에서의 부식이 감소되는 것을 특징으로 하는 이용.
  16. 제14항에 있어서, 콘크리트 구조의 보강 철근에서의 부식이 감소되는 것을 특징으로 하는 이용.
  17. 프리캐스트 부재의 강제 거푸집틀에서 부식을 감소시키기 위한 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및/또는 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민의 이용.
  18. 콘크리트 구조의 보강 철근에서 부식을 감소시키기 위한 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및/또는 N-아미노프로필-모노메틸에탄올아민의 이용.
  19. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 조성물을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    a) 아미노알코올, 즉 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 또는 N-아미노프로필-모노메틸에탄올 아민과 적어도 하나의 액화제를 혼합시키는 단계를 포함하는 방법.
  20. 프리캐스트 부재의 강제 거푸집틀에서, 또는 철근 콘크리트 구조의 강 보강재에서 부식을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 조성물이 프레시 콘크리트에 첨가되며, 이 프레시 콘크리트가 강과 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 조성물을 함유하는 콘크리트 구조.
  22. 제21항에 있어서, 상기 콘크리트 구조는 건축 구조이거나, 또는 토목 공사, 특히 건물, 도로, 교량 또는 터널의 건축 부재인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조.
  23. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 조성물을 함유하는 프리캐스트 부재.
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