KR20080102975A - Composition for high strength concrete for preventing explosive rupture - Google Patents

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Abstract

A composition for high-strength concrete for preventing explosive rupture is provided to prevent the explosive rupture of the high-strength concrete when a fire is generated, to control temperature inside the concrete, to increase a residual intensity after the fire breaks out by enhancing unity a force of the concrete structure and to secure safety to the fire of the ultra-high-rise structure. A composition for high-strength concrete comprises a binding material of 100 parts by weight, water 15 - 40 parts by weight and a chemical admixture 0.5-4.0 parts by weight. The binding material 100 parts by weight comprises cement 40 - 95 weight% and a blending material 5 - 60 weight%. The composition for the concrete additionally includes an organic synthetic fiber selected from an olefin group fiber including a polyethylene, a polyamide fiber including a nylon, a polyacryl fiber, a polyester fiber, a polypropylene fiber and a polyvinyl alcohol fiber. The blending material is selected from a group consisting of fly ash, blast furnace slag, silica fume, polymer, pozzolan and metakaolin. The chemical admixture is selected from a group consisting of an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a fluidifier and a promoter.

Description

폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물{Composition for high strength concrete for preventing explosive rupture}Composition for high strength concrete for preventing explosive rupture}
본 발명은 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for high strength concrete for preventing explosion.
최근 초고층 구조물, 대형 교량, 고속철도 등 철근콘크리트 구조물이 초고층화, 대형화, 특수화됨에 따라 고강도 콘크리트에 대한 관심이 증대되고 있고 그 사용이 증가할 것으로 기대된다.Recently, as reinforced concrete structures such as high-rise structures, large bridges, and high-speed railways become super tall, large, and specialized, interest in high-strength concrete is increasing and its use is expected to increase.
초고층 구조물에 보통 강도 콘크리트를 사용할 경우 건물 자중의 증가로 저층부에서 기둥, 벽체와 같은 수직 부재의 단면이 커지게 되고, 고층부에서는 수평하중(바람, 지진 등)의 증가에 따른 수평변위가 증가하여 구조물의 안전성과 사용성에 심각한 영향을 줄 수 있으며, 부재 단면의 증대로 인한 사용 면적의 감소로 구조물의 경제성이 떨어지게 되는 단점이 있다. 이에 반해 고강도 콘크리트는 고층구조물에서 매우 유효하게 사용되는 구조재료로서, 강도증가에 따라 높은 하중을 부담하고 단면이 축소되는 장점이 있다.In the case of using high-strength concrete for high-rise structures, the cross-section of vertical members such as columns and walls increases in the lower floor due to the increase in the weight of the building, and the horizontal displacement increases due to the increase of the horizontal load (wind, earthquake, etc.) in the higher floor. It can have a serious impact on the safety and usability of the structure, and there is a disadvantage in that the economic efficiency of the structure is reduced due to the reduction of the use area due to the increase of the cross section. In contrast, high-strength concrete is a structural material that is used very effectively in high-rise structures, it has the advantage of burdening high loads and reducing the cross-section according to the increase in strength.
고강도 콘크리트는 보통 콘크리트 보다 강도가 높은 콘크리트를 뜻하나, 그 의미는 시대와 지역에 따라 많은 차이가 있다. 국내의 경우 콘크리트 표준시방서에서는 40MPa이상의 강도를 갖는 콘크리트를 고강도 콘크리트로 정의하고 있다. High-strength concrete refers to concrete that is stronger than ordinary concrete, but its meaning varies greatly depending on the times and regions. In Korea, the concrete standard specification defines concrete with strength above 40MPa as high strength concrete.
그러나, 고강도 콘크리트는 큰 압축강도와 양호한 내구성을 발휘하도록 제조되는데, 이러한 성능을 충족시키기 위해 일반 콘크리트에 비해 콘크리트 구조체의 내부조직이 매우 치밀한 구조를 갖고 있어 화재발생 시 폭렬현상이 심하게 나타난다. 즉, 화재발생 시 발생하는 고온에 의해 콘크리트 구조체 내부에 수증기압이 발생하게 되나, 고강도 콘크리트의 치밀한 조직으로 인해 수증기압을 흡수할 수 있는 공극이 적어 수증기압이 유효하게 배출되지 않게 된다. 따라서, 수증기압이 콘크리트의 인장강도를 초과하면 심한 폭음과 함께 콘크리트가 박리 및 탈락이 일어나게 된다.However, high-strength concrete is manufactured to exhibit great compressive strength and good durability, and in order to satisfy this performance, the internal structure of the concrete structure is very dense compared with general concrete, so that the explosion phenomenon is severe when a fire occurs. That is, the steam pressure is generated inside the concrete structure due to the high temperature generated when the fire occurs, but due to the dense structure of the high-strength concrete, there are few pores that can absorb the vapor pressure, so that the vapor pressure is not effectively discharged. Therefore, when the water vapor pressure exceeds the tensile strength of the concrete, the concrete peels off and falls off along with severe binge drinking.
또한, 이러한 폭렬현상에 의해 콘크리트 내부의 철근이 노출되면 주요 구조부재의 내력저하로 인해 구조물의 붕괴를 초래할 수도 있다.In addition, when the reinforcing bar is exposed inside the concrete due to such a explosion phenomenon may collapse the structure due to the decrease in the strength of the main structural member.
본 발명은 화재발생 시 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 방지함과 아울러 콘크리트 구조체의 결속력을 높여 잔존강도를 증진시킬 수 있는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a composition for preventing high-strength concrete that can prevent the explosion phenomenon of high-strength concrete in the event of fire and increase the binding strength of the concrete structure to increase the remaining strength.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시멘트 40 내지 95 중량% 및 혼화재 5 내지 60 중량%를 포함하는 결합재 100 중량부에 대하여, 물 15 내지 40 중량부 및 화학혼화제 0.5 내지 4.0 중량부를 포함하는 고강도 콘크리트용 조성물이며, 콘크리트용 조성물은 유기합성섬유를 더 포함하되, 유기합성섬유의 함량은 콘크리트용 조성물 1m3 당 0.01 내지 5.0 kg가 되도록 함유되는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물이 제공된다.According to an aspect of the present invention, for high strength concrete including 15 to 40 parts by weight of water and 0.5 to 4.0 parts by weight of chemical admixtures based on 100 parts by weight of the binder including 40 to 95% by weight of cement and 5 to 60% by weight of admixture The composition, the composition for concrete further comprises an organic synthetic fiber, the content of the organic synthetic fiber is provided with a composition for preventing high-strength concrete is contained so that the content of 0.01 to 5.0 kg per m 3 of the composition for concrete.
폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물은 콘크리트의 중량에 대하여 0.05 내지 5.0 중량%의 강섬유를 더 포함할 수 있다.The composition for preventing high-strength concrete may further comprise 0.05 to 5.0 wt% steel fiber based on the weight of the concrete.
강섬유는 형상비가 2 내지 5,000일 수 있으며, 유기합성섬유와 강섬유는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 혼합될 수 있다.The steel fibers may have a shape ratio of 2 to 5,000, and the organic synthetic fibers and steel fibers may be mixed in a weight ratio of 1: 0.1 to 1:10.
유기합성섬유는 폴리에틸렌을 포함하는 올레핀계 섬유, 나일론을 포함하는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 폴리비닐알코올 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.The organic synthetic fibers may be at least one selected from the group consisting of olefinic fibers including polyethylene, polyamide based fibers including nylon, polyacrylic fibers, polyester fibers, polypropylene fibers and polyvinyl alcohol fibers.
유기합성섬유는 형상비가 10 내지 10,000이고, 섭씨 150도에서 녹기 시작하여 섭씨 300도에서 중량 잔존율이 0 내지 20%일 수 있다.The organic synthetic fibers may have a shape ratio of 10 to 10,000, start melting at 150 degrees Celsius, and have a weight residual ratio of 0 to 20% at 300 degrees Celsius.
상기 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물은 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 섬유분산제를 더 포함할 수 있다.The composition for preventing high-strength concrete may further include 0.1 to 5 parts by weight of the fiber dispersant based on 100 parts by weight of the binder.
혼화재는 플라이애쉬, 고로슬래그, 실리카흄, 폴리머, 포졸란 및 메타카올린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The admixture may be at least one selected from the group consisting of fly ash, blast furnace slag, silica fume, polymers, pozzolane and metakaolin.
화학혼화제는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제 및 촉진재로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The chemical admixture may be at least one selected from the group consisting of an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a fluidizing agent, and an accelerator.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
화재발생 시 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 방지할 수 있고, 콘크리트 내부의 온도 제어가 가능하다. 또한, 콘크리트 구조체의 결속력을 높여 화재발생 후 잔존강도를 증진시킬 수 있어 초고층 구조물의 화재에 대한 안전성을 확보할 수 있다.In case of fire, the explosion of high-strength concrete can be prevented, and the temperature inside the concrete can be controlled. In addition, it is possible to increase the binding strength of the concrete structure to increase the residual strength after the fire occurs to ensure the safety of fire of the high-rise structure.
본 발명에 따른 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물에 대한 실시예를 설명하기에 앞서 콘크리트의 배합설계에 대해서 간략히 설명하기로 한다.Before describing an embodiment of the composition for high-strength concrete for explosion prevention according to the present invention will be briefly described for the mixing design of concrete.
콘크리트의 배합이란 콘크리트를 구성하기 위한 각 재료의 비율 즉, 시멘트, 골재, 물, 혼화재 등의 혼합비율을 말하며, 배합설계란 필요로 하는 소요강도, 내구성, 슬럼프, 단위중량, 수밀성 및 워커빌리티(workability)를 얻음 동시에 콘크리트를 경제적으로 얻을 수 있도록 각 재료의 비율을 정하는 것을 말한다.The mix of concrete refers to the ratio of each material constituting the concrete, that is, the mix ratio of cement, aggregate, water, and mixed materials, and the mix design refers to the required strength, durability, slump, unit weight, water tightness, and workability. The ratio of each material is determined so that concrete can be obtained economically.
콘크리트의 배합설계의 순서를 간략히 살펴보면, 먼저, 목표로 하는 품질항목 및 목표값을 설정하고 계획배합의 조건과 재료를 선정하고, 자료 또는 시험에 의해 내구성, 수밀성 등의 요구성능을 고려하여 물-결합재비를 정하고, 단위수량, 단위시멘트량, 단위잔골재량, 단위굵은골재량, 혼화재료량 등을 순차적으로 산정하게 된다. 이렇게 구한 배합을 사용하여 시험비비기를 실시하고 그 결과를 참고로 하여 각 재료의 단위량을 보정하여 최종적인 배합을 결정하게 된다. 여기서, 물-결합재비란 결합재에 대한 물의 중량비를 의미한다.In order to briefly examine the sequence of concrete mixing design, first, set the target quality items and target values, select the conditions and materials of the planned blending, and consider the required performance of durability and watertightness by data or test. Determine the binder cost, and calculate the unit quantity, unit cement amount, unit residual aggregate amount, unit coarse aggregate amount, admixture amount and the like sequentially. The test formulation is performed using the compound obtained as described above, and the final amount is determined by calibrating the unit amount of each material with reference to the result. Here, the water-binder ratio means the weight ratio of water to the binder.
콘크리트의 배합설계는 콘크리트 1m3를 만들 때 쓰이는 각 재료의 양을 산정하는 과정이며 이러한 각 재료의 양을 단위량(예를 들면, 단위수량(W), 단위시멘트량(C), 단위굵은골재량(G), 단위잔골재량(S))이라 한다.Mix design of the concrete is the amount the amount of each of these materials is the process of estimating the amount of the materials used to make the concrete 1m 3 units (e.g., unit water (W), the unit cement amount of (C), the unit coarse goljaeryang (G), unit residual aggregate (S)).
콘크리트 구조물의 설계기준강도가 결정되면, 이에 따라 배합강도를 산정하게 되는데, 배합강도는 설계기준강도 및 콘크리트 강도의 표준편차를 고려하여 할증한 강도이다.When the design reference strength of the concrete structure is determined, the compounding strength is calculated accordingly. The compounding strength is a premium strength considering the standard deviation of the design reference strength and the concrete strength.
물-결합재비는 구조물이 역학적으로 안전하고, 소요의 강도, 내구성 및 수밀성을 갖도록 정하게 되는데, 먼저 배합강도를 만족시킬 수 있는 물-결합재비를 결정하고 그 값이 내구성 및 수밀성을 확보할 수 있는지를 확인하여 결정한다.The water-binding ratio is determined so that the structure is mechanically safe and has the required strength, durability, and watertightness. First, the water-binding ratio that can satisfy the compounding strength is determined and whether the value can ensure durability and watertightness. Check and decide.
콘크리트에 물이 많이 혼입되면 콘크리트의 건조수축, 블리딩 및 타설 후의 침하, 내구성 등에 나쁜 영향을 미치는 반면, 콘크리트의 운반, 타설 등의 워커빌리티를 좋게 한다. 따라서, 단위수량의 산정의 목표는 소요의 워커빌리티를 얻어지는 범위 내에서 단위수량을 적게 해야 한다. When water is mixed in concrete, it has a bad effect on dry shrinkage, bleeding and settling, durability, etc. of concrete, while improving the mobility of concrete. Therefore, the goal of calculating the unit quantity should be to reduce the unit quantity within the range to obtain the required workability.
단위수량이 결정되면 물-결합재비에 의해 단위결합재량이 산정된다. Once the unit quantity is determined, the unit binder mass is calculated by the water-binding ratio.
굵은골재 최대치수의 선정은 구조물의 종류, 부재의 최소치수, 철근간격 등을 고려해서 작업에 적합한 워커빌리티가 얻어지고 강도, 내구성, 수밀성 등에 지장이 없는 범위 내에서 굵은골재의 최대치수를 선정한다.The maximum size of coarse aggregate is selected in consideration of the type of structure, the minimum size of members, the rebar spacing, etc., and the maximum size of coarse aggregate is selected within the range where workability suitable for the work is obtained and there is no problem in strength, durability, watertightness, etc.
단위굵은골재량은 단위굵은골재의 겉보기 용적의 표준치를 기본으로 하여 결정한다.The unit coarse aggregate amount is determined based on the standard value of the apparent volume of unit coarse aggregate.
콘크리트의 슬럼프의 선정은 진동기 등의 작업기계나 작업방법에 적합한 범위 내에서 가능한 작게 선정한다.The concrete slump should be selected as small as possible within the range suitable for the working machine or work method such as a vibrator.
공기량의 산정은 굵은골재의 최대치수에 따라 다르고 치수가 클수록 공기량은 작게 하는데 건축공사표준시방서에서는 공기량의 범위를 정하고 있다.The calculation of air volume depends on the maximum size of the coarse aggregate. The larger the size, the smaller the air volume. The standard specification for building construction defines the air volume range.
잔골재율(S/a=S/(G+S))은 전체골재 용적 속에 차지하는 잔골재 용적의 비를 의미한다. 콘크리트 재료 중 가장 비싼 것은 시멘트이다. 따라서, 잔골재율(S/a)는 적당한 워커빌리티의 콘크리트를 얻을 수 있는 범위 내에서 시멘트 풀의 양이 최소가 되게 선정한다. Fine aggregate ratio (S / a = S / (G + S)) means the ratio of fine aggregate volume to total aggregate volume. The most expensive of the concrete materials is cement. Therefore, the fine aggregate ratio (S / a) is selected so that the amount of cement paste to the minimum within the range to obtain a suitable workability of concrete.
이렇게 구한 배합을 사용하여 시험비비기를 실시하고 그 결과를 참고로 하여 각 재료의 단위량을 보정하여 최종적인 배합을 결정하게 된다.The test formulation is performed using the compound obtained as described above, and the final amount is determined by calibrating the unit amount of each material with reference to the result.
이하, 본 발명에 따른 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the high-strength concrete composition for preventing explosion according to the present invention will be described in detail.
본 발명은 시멘트 40 내지 95 중량% 및 혼화재 5 내지 60 중량%를 포함하는 결합재 100 중량부에 대하여, 물 15 내지 40 중량부 및 화학혼화제 0.5 내지 4.0 중량부를 포함하는 고강도 콘크리트용 조성물이며, 콘크리트용 조성물은 유기합성섬유를 더 포함하되, 유기합성섬유의 함량은 콘크리트용 조성물 1m3 당 0.01 내지 5.0 kg가 되도록 함유되는 것을 구성요소로 한다. The present invention is a composition for high-strength concrete containing 15 to 40 parts by weight of water and 0.5 to 4.0 parts by weight of a chemical admixture with respect to 100 parts by weight of the binder including 40 to 95% by weight of cement and 5 to 60% by weight of admixtures. The composition further includes an organic synthetic fiber, the content of the organic synthetic fiber is to be contained so that the content of 0.01 to 5.0 kg per m 3 of the composition for concrete.
본 발명은 화재발생 시 콘크리트의 내의 유기합성섬유가 용융되어 콘크리트 구조체 내부의 수증기압을 흡수하여 폭렬현상을 방지할 수 있고, 콘크리트 구조체의 결속력을 높여 잔존강도를 증진시킬 수 있다.The present invention can prevent the bursting phenomenon by absorbing the water vapor pressure inside the concrete structure by melting the organic synthetic fibers in the concrete during the fire, and can increase the residual strength by increasing the binding force of the concrete structure.
고강도 콘크리트는 큰 압축강도와 양호한 내구성을 발휘하도록 제조되는데, 이러한 성능을 충족시키기 위해 콘크리트 구조체의 내부조직이 매우 치밀한 구조를 갖게 된다. 이러한 치밀한 구조는 화재발생 시 콘크리트 내부에 발생하는 수증기압의 방출을 막아 수증기압의 콘크리트의 인장강도를 초과하면 심한 폭음과 함께 콘크리트가 박리되고 탈락이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명은 콘크리트 내에 내열성이 적은 유기합성섬유를 혼입하여 화재발생 시 고온에 의해 유기합성섬유가 용융되고 연소되면서 형성된 공간이 콘크리트 구조체 내부의 수증기압을 흡수하여 폭렬현상을 방지할 수 있다. High-strength concrete is manufactured to have great compressive strength and good durability, and in order to satisfy this performance, the internal structure of the concrete structure has a very dense structure. Such a compact structure prevents the release of water vapor pressure generated inside the concrete during a fire, and when the tensile strength of the concrete of water vapor pressure is exceeded, the concrete peels off and falls off with a heavy explosion. Therefore, in the present invention, a space formed by incorporating organic synthetic fibers having low heat resistance into concrete and melting and combusting the organic synthetic fibers due to a high temperature during a fire may absorb water vapor pressure inside the concrete structure to prevent explosion.
본 발명에 있어서, 결합재는 응집력이나 접착력이 있어 물질을 결합하는데 쓰이는 재료로서, 시멘트도 이에 속한다. 한편, 시멘트와 더불어 혼화재를 결합재의 일부로 하여 콘크리트 특성을 개선할 수 있다. "혼화재"란 사용량이 많아 그 자체의 부피를 배합설계에 고려해야 하는 혼화재료를 의미하며, 이에 대해 사용량이 비교적 적어 그 자체의 부피를 배합설계에서 무시할 수 있는 혼화재료인 "화학혼화 제"와 구별된다. In the present invention, the binder has a cohesive force or an adhesive force and is a material used to bond materials, and cement also belongs to this. On the other hand, it is possible to improve the concrete properties by using the admixture as part of the binder together with the cement. "Mixed material" refers to a mixed material that has a high amount of use and needs to consider its own volume in the formulation design.However, it is distinguished from "chemical admixture" which is a mixed material in which the volume is relatively small and its volume can be ignored in the design. do.
또한, 설계강도 50MPa이상의 고강도 콘크리트를 발현하기 위한 물-결합재비에 따라 물의 함량이 결정되는데, 본 발명에 따른 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물에서는 결합재 100 중량부에 대하여 15 내지 40 중량부의 물이 사용된다.In addition, the content of water is determined according to the water-bonding material ratio for expressing high strength concrete with a design strength of 50 MPa or more. In the composition for high-strength concrete for explosion prevention, 15 to 40 parts by weight of water is used for 100 parts by weight of the binder. .
물의 함량이 15 중량부 미만이면 워커빌리티를 나쁘게 하여 시공성이 떨어지며, 40 중량부를 초과하면 고강도 발현에 문제가 있다. 일반적으로 고강도 콘크리트를 발현하기 위해서는 낮은 물-결합재비를 갖게 되는데 본 발명에서는 비교적 높은 물-결합재비로 하여 워커빌리티를 용이하게 확보할 수 있다.If the content of water is less than 15 parts by weight, the workability is worsened, the workability is lowered, and if it exceeds 40 parts by weight, there is a problem in high strength expression. In general, in order to express high-strength concrete, it has a low water-binding ratio, but in the present invention, it is possible to easily secure workability with a relatively high water-binding ratio.
물-결합재비를 정하고 소요의 워커빌리티가 확보될 수 있는 범위 내에서 단위수량이 결정되면, 결합재량을 산정한다. 본 발명에 있어서 결합재는, 시멘트와 혼화재로 이루어지며 산정된 결합재량 중의 혼화재의 양을 5 내지 60 중량%로 하고 나머지는 시멘트로 하여 시멘트와 혼화재량을 결정한다. When the water-binding ratio is determined and the unit quantity is determined within the range in which required laborability can be secured, the binding mass is calculated. In the present invention, the binder is composed of cement and a mixed material, and the amount of the mixed material in the calculated amount of the binder is 5 to 60% by weight, and the remainder is cement.
이러한 혼화재는 콘크리트의 유동성 및 작업성을 향상시키고 시멘트 입자 사이의 공극에 충전되어 콘크리트의 조직을 치밀하게 하여 콘크리트의 성능을 개선한다. 혼화재의 양이 5 중량% 이상일 때, 공극 충전효과로 인하여 원하는 강도를 얻을 수 있고, 이러한 상승효과는 60 중량%일 때까지 기대할 수 있다.These admixtures improve the fluidity and workability of the concrete and are filled in the voids between the cement particles to condense the structure of the concrete to improve the performance of the concrete. When the amount of admixture is 5% by weight or more, the desired strength can be obtained due to the void filling effect, and this synergy can be expected until 60% by weight.
혼화재로는 플라이애쉬, 고로슬래그, 실리카흄, 폴리머 및 포졸란, 메타카올린 등이 사용될 수 있다. 이러한 혼화재는 콘크리트의 수밀성을 향상하여 강도를 증진하거나, 콘크리트의 내화성 등의 콘크리트의 성능을 개선할 수 있다.As the admixture, fly ash, blast furnace slag, silica fume, polymer and pozzolane, metakaolin and the like can be used. Such admixtures may improve the watertightness of the concrete to enhance strength, or improve the performance of concrete such as the fire resistance of the concrete.
본 발명에 있어서, 화학혼화제는 콘크리트의 성질, 워커빌리티, 블리딩, 응 결시간, 길이변화, 내구성, 수화열 억제 등을 개선할 목적으로 사용된다. 이러한 화학혼화제는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 촉진재 등이 사용될 수 있다. 이외에도 콘크리트의 성질의 개선 목적에 따라 당업자에 자명한 다양한 화학혼화제가 사용될 수 있음은 물론이다. In the present invention, the chemical admixture is used for the purpose of improving the properties of concrete, workability, bleeding, setting time, change of length, durability, suppression of hydration heat and the like. Such chemical admixtures may be used AE agents, water reducing agents, AE water reducing agents, fluidizing agents, accelerators and the like. In addition, various chemical admixtures apparent to those skilled in the art may be used according to the purpose of improving the properties of concrete.
이러한 화학혼화제는 콘크리트의 성질의 개선 목적에 따라 단독 혹은 이들의 조합으로 혼입될 수 있으며, 결합재 100 중량부에 대하여 0.5 내지 4.0 중량부로 혼입되도록 한다. 화화혼화제의 양이 결합재 100 중량부에 대해 0.5 중량부 이상일 때 콘크리트에 충분한 유동성을 확보할 수 있어 소정의 워커빌리티를 얻을 수 있고, 4.0 중량부 이하로 함으로써 유동성을 제한하여 골재분리를 방지하고 및 콘크리트의 강도를 확보할 수 있다.These chemical admixtures may be incorporated alone or in combination, depending on the purpose of improving the properties of the concrete, to be incorporated in 0.5 to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder. When the amount of miscible admixture is 0.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the binder, it is possible to secure sufficient fluidity in the concrete to obtain a predetermined workability, and to be less than 4.0 parts by weight to limit the fluidity to prevent aggregate separation, and The strength of concrete can be secured.
본 발명에 있어서, 유기합성섬유는 콘크리트에 혼입되어 콘크리트의 강도 개선과 더불어 화재 시 콘크리트의 폭렬현상을 방지할 수 있다. 유기합성섬유는 화재발생 시 용융되어 콘크리트 구조체 내부의 수증기압을 흡수하여 폭렬을 방지하게 되며 평상시에는 콘크리트 내부에 균일하게 분산되어 있어 콘크리트의 결합력을 높여 강도를 개선한다. In the present invention, the organic synthetic fibers can be incorporated into the concrete to prevent the explosion of the concrete in the event of fire and improve the strength of the concrete. Organic synthetic fiber is melted in case of fire and absorbs water vapor pressure inside the concrete structure to prevent it from collapsing. In general, it is uniformly dispersed in concrete to improve the strength by increasing the bonding strength of concrete.
이러한 유기합성섬유는 콘크리트의 배합에 따른 콘크리트의 단위중량(kg/m3)에 따라 콘크리트 1m3 당 0.01 내지 5.0kg을 혼입할 수 있다. 유기합성섬유의 양을 콘크리트 1m3 당 0.01kg 이상으로 혼입함으로써 화재발생 시 폭렬저감효과를 발휘할 수 있고, 5.0kg 이하로 함으로써 콘크리트의 강도를 소정 수준 이상으로 확보할 수 있다. 일반적으로 고강도 콘크리트의 강도가 증가할수록 콘크리트의 단위중량도 증가하게 되므로 이에 따라 콘크리트의 단위중량의 증가에 따라 콘크리트에 혼입되는 유기합성섬유의 양도 증가될 수 있다. The organic synthetic fibers may be mixed with 0.01 to 5.0kg per 1m 3 of concrete in the concrete according to the unit weight of the formulation of the concrete (kg / m 3). May exhibit the case of fire by incorporating the amount of the organic synthetic fibers in concrete 1m 3 or more per 0.01kg explosion reducing effect it can be secured by more than a predetermined level by the strength of the concrete to less than 5.0kg. In general, as the strength of high-strength concrete increases, the unit weight of the concrete also increases, and accordingly, the amount of organic synthetic fibers mixed into the concrete may increase according to the increase in the unit weight of the concrete.
유기합성섬유로는 폴리에틸렌을 포함하는 올레핀계 섬유, 나일론을 포함하는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 폴리비닐알코올 섬유 등이 사용될 수 있다.As the organic synthetic fiber, olefin fiber including polyethylene, polyamide fiber including nylon, polyacrylic fiber, polyester fiber, polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber may be used.
유기합성섬유는 화재발생 시 용융되고 연소되어 콘크리트 내에 소정의 공극을 형성하게 되므로, 섬유길이를 직경으로 나눈 값인 형상비는 10 내지 10,000로 하고, 섭씨 150도 이상에서 용융되기 시작하여 섭씨 300도 이상에서 중량 잔존율이 20%이하인 것이 좋다. 여기서 중량 잔존율은 화재 후에 잔존하는 유기합성섬유의 중량을 화재 전의 중량으로 나눈 백분율을 의미한다.Organic synthetic fibers are melted and combusted when a fire occurs to form a predetermined void in concrete, so the ratio of fiber length divided by diameter is 10 to 10,000, and starts to melt at 150 degrees Celsius or higher and then at 300 degrees Celsius or higher. The weight residual ratio is preferably 20% or less. Here, the weight residual ratio means a percentage obtained by dividing the weight of the organic synthetic fiber remaining after the fire by the weight before the fire.
콘크리트 내에 유기합성섬유만을 혼입한 경우에도 섭씨 300도 정도에서도 완전 연소되지 않고 잔존하여 화재가 발생하더라도 콘크리트 구조체가 소정의 강도를 유지할 수 있다. Even when only organic synthetic fibers are mixed into the concrete, the concrete structure can maintain a predetermined strength even if a fire occurs due to remaining fire without being completely burned at about 300 degrees Celsius.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물은 콘크리트의 중량에 대하여 0.05 내지 5.0 중량%의 강섬유를 더 포함할 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the composition for preventing high-strength concrete may further comprise 0.05 to 5.0% by weight of steel fibers relative to the weight of the concrete.
최근 고강도 콘크리트를 사용하는 구조물이 증가함에 따라 고강도 콘크리트의내화성능 기준이 강화되는 추세이다. 최근 강화된 내화성능 기준을 살펴 보면, 기둥, 보의 주철근 온도가 내화구조 성능기준의 규정시간 동안 평균 섭씨 538도, 최고 섭씨 649도 이하여야 한다고 규정하고 있다. 고강도 콘크리트의 폭렬을 효과 적으로 방지하기 위해서는 유기합성섬유가 용융되면서 연소되어 콘크리트 내부에 수증기압을 흡수하기 위한 공간이 마련되어야 하는데, 유기합성섬유가 용융되고 연소되는 과정에서 상기와 같은 내화기준이 만족되도록 콘크리트 내에 강섬유를 혼입하여 콘크리트 내부의 온도를 제어할 수 있다. 즉, 폭렬방지용 고강도 콘크리트 제조 시 강섬유를 혼입시킴으로써 콘크리트 내의 강섬유가 화재에 인한 열 에너지를 흡수함과 아울러 콘크리트 내부의 온도를 균일하게 분포시켜 콘크리트 내의 온도를 낮출 수 있고, 이를 통해 철근의 온도가 상기 내화기준을 만족시키도록 콘크리트 내부의 온도제어가 가능하다. 또한, 콘크리트에 혼입된 이러한 강섬유는 화재발생 시 콘크리트 구조체의 결속력을 높여 잔존강도를 증진시켜 구조체의 붕괴를 방지할 수 있다.Recently, as the structure using high strength concrete increases, the fire resistance performance standard of high strength concrete is strengthened. The recently strengthened fire resistance performance standard stipulates that the temperature of cast iron in columns and beams should be below 538 degrees Celsius and up to 649 degrees Celsius for the time specified in the performance criteria. In order to effectively prevent the explosion of high-strength concrete, a space for absorbing water vapor pressure must be provided in the concrete while the organic synthetic fibers are melted and burned. The above fireproof standards are satisfied in the process of melting and burning the organic synthetic fibers. If possible, steel fibers may be incorporated into the concrete to control the temperature inside the concrete. That is, by mixing the steel fibers in the production of high-strength concrete for explosion prevention, the steel fibers in the concrete absorb the heat energy due to the fire and uniformly distribute the temperature inside the concrete to lower the temperature in the concrete, through which the temperature of the rebar Temperature control inside the concrete is possible to meet the fire resistance standard. In addition, such steel fibers mixed in the concrete can increase the cohesion of the concrete structure in the event of a fire to increase the remaining strength to prevent the collapse of the structure.
이와 같이 본 발명에서는, 콘크리트의 결속력을 증가시켜 콘크리트의 강도를 유지할 수 있도록 필요에 따라 강섬유를 혼입할 수 있는 것이다. 이러한 강섬유는 콘크리트의 제조 시 콘크리트의 강도를 개선함과 아울러 화재발생 시에도 콘크리트의 결속력을 유지시켜 콘크리트의 잔존압축강도비를 증진시킨다. 또한, 강섬유는 콘크리트에 혼입되면 균열에 대한 저항성 및 내충격성을 개선할 수 있다. 여기서 콘크리트의 잔존압축강도비란 화재 후에 측정한 압축강도를 화재 전의 설계강도로 나눈 백분율로서 화재발생 시 콘크리트의 안전도를 가늠할 수 있다.As described above, in the present invention, steel fibers may be mixed as necessary to increase the binding force of the concrete to maintain the strength of the concrete. Such steel fibers improve the strength of concrete during the manufacture of concrete and maintain the binding force of the concrete even in the event of a fire, thereby increasing the residual compressive strength ratio of the concrete. In addition, the steel fiber can improve the resistance to cracking and impact resistance when incorporated into concrete. Here, the residual compressive strength ratio of concrete is a percentage obtained by dividing the compressive strength measured after the fire by the design strength before the fire to estimate the safety of the concrete in the event of a fire.
강섬유의 혼입량을 콘크리트의 중량에 대하여 0.05 중량% 이상으로 하여 화재발생 시 필요한 잔존압축강도와 콘크리트 내부의 온도제어 효과를 얻을 수 있고, 5.0 중량% 이하로 함으로써 강섬유가 콘크리트 내에서 균일하게 분산되고, 콘크리 트 내에 공극이 증가되지 않도록 하여 콘크리트의 성능을 확보할 수 있다.The amount of steel fiber mixed is 0.05% by weight or more with respect to the weight of concrete, so that the residual compressive strength required in the event of a fire and the temperature control effect inside the concrete can be obtained, and by setting it to 5.0% by weight or less, the steel fiber is uniformly dispersed in the concrete. The performance of concrete can be secured by preventing voids from increasing in concrete.
강섬유의 형상비는 콘크리트의 인장강도 및 휨강도와 관련이 있으며, 형상비가 2 내지 5,000인 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 사용한다. 강섬유의 형상비를 2 이상으로 하여 콘크리트와의 결속력을 확보함으로써 콘크리트의 강도를 유지하며, 5,000 이하로 함으로써 강섬유의 엉킴현상(fiber-balling)을 방지할 수 있다.The shape ratio of the steel fiber is related to the tensile strength and the bending strength of the concrete, and the steel fiber having the shape ratio of 2 to 5,000 is mixed and used in the concrete. By maintaining the strength of the concrete by securing the binding force with the concrete by setting the shape ratio of the steel fiber to 2 or more, the fiber-balling of the steel fiber can be prevented by setting it to 5,000 or less.
본 발명에 따른 고강도 콘크리트용 조성물에는 유기합성섬유만을 혼입하여 고강도 콘크리트를 제조하거나, 유기합성섬유와 더불어 강섬유를 함께 혼입하여 고강도 콘크리트를 제조하는 것도 가능하다. 유기합성섬유와 강섬유를 함께 혼입하는 경우 유기합성섬유에 대한 강섬유의 비율은 중량비로 1: 0.1 내지 10으로 할 수 있다.In the composition for high-strength concrete according to the present invention, it is possible to prepare high-strength concrete by mixing only organic synthetic fibers or to prepare high-strength concrete by mixing steel fibers together with organic synthetic fibers. When the organic synthetic fibers and the steel fibers are mixed together, the ratio of the steel fibers to the organic synthetic fibers may be 1: 0.1 to 10 by weight.
한편, 상기와 같은 유리합성섬유나 강섬유를 콘크리트 내에 혼입하는 경우 섬유 간의 엉킴현상을 방지하여 섬유가 콘크리트 내에 균일하게 분산되도록 하여야 콘크리트가 굳은 후 제 성질을 발휘할 수 있다. 이를 위해 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 섬유분산제를 더 혼입할 수 있다.On the other hand, when mixing the glass synthetic fiber or steel fiber as described above in the concrete to prevent the entanglement between the fibers to be uniformly dispersed in the concrete can be exhibited the properties after the concrete is solidified. To this end, 0.1 to 5 parts by weight of the fiber dispersant may be further added to 100 parts by weight of the binder.
이하의 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 설명하기로 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이므로 이들만으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The present invention will be described through the following examples and comparative examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
(비교예 1) (Comparative Example 1)
아래 표 1의 배합비에 따라, 플라이애쉬(F/A)와 실리카 흄(S/F)을 혼입하지 않고 배합강도 60MPa의 콘크리트 배합으로 공시체를 제작하였다.According to the mixing ratio of Table 1 below, the test specimens were prepared by mixing concrete with a mixing strength of 60 MPa without mixing fly ash (F / A) and silica fume (S / F).
(비교예 2)(Comparative Example 2)
아래 표 1의 배합비에 따라, 플라이애쉬(F/A)를 혼입하여 배합강도 60MPa의 콘크리트 배합으로 공시체를 제작하였다.According to the mixing ratio of Table 1 below, the fly ash (F / A) was mixed to prepare a specimen by mixing the concrete of the mixing strength of 60MPa.
(비교예 3)(Comparative Example 3)
아래 표 1의 배합비에 따라, 배합강도 80MPa의 콘크리트 배합으로 공시체를 제작하였다.According to the compounding ratio of Table 1 below, the specimen was prepared by the concrete mixture of the compounding strength of 80MPa.
(비교예 4)(Comparative Example 4)
아래 표 1의 중량 배합비에 따라, 배합강도 100MPa의 콘크리트 배합으로 공시체를 제작하였다.According to the weight mix ratio of Table 1 below, the specimen was prepared by the concrete mix of the mixing strength of 100MPa.
표 1.Table 1.
Figure 112008035370910-PAT00001
Figure 112008035370910-PAT00001
(실시예 1 내지 4) (Examples 1 to 4)
아래 표 2에 따라, 상기의 비교예 1 내지 비교예 4와 동일한 배합으로 각각에 대하여 유기합성섬유 0.5kg/m3, 강섬유 1.67 중량%, 화학혼화제 및 섬유분산제를 혼입하고 교반하여 공시체를 제작하였다. 유기합성섬유로는 폴리프로필렌 섬유를 혼입하였다. 여기서, 콘크리트의 단위중량은 2,350kg/m3, 강섬유의 단위중량은 7,850kg/m3으로 본다. According to Table 2 below, 0.5 kg / m 3 of organic synthetic fibers, 1.67 wt% of steel fibers, a chemical admixture, and a fiber dispersant were mixed and stirred in the same formulation as Comparative Examples 1 to 4, respectively, to prepare specimens. . As the organic synthetic fiber, polypropylene fiber was mixed. Here, the unit weight of the concrete is 2,350kg / m 3 , the unit weight of the steel fiber is considered to be 7,850kg / m 3 .
(실시예 5 내지 8)(Examples 5 to 8)
아래 표 2에 따라, 상기의 비교예 1 내지 비교예 4와 동일한 배합으로 각각에 대하여 유기합성섬유 0.5kg/m3, 강섬유 3.34 중량% 및 화학혼화제를 혼입하고 교반하여 공시체를 제작하였다. 유기합성섬유로는 폴리프로필렌 섬유를 혼입하였다. 여기서, 콘크리트의 단위중량은 2,350kg/m3, 강섬유의 단위중량은 7,850kg/m3으로 본다.According to Table 2 below, 0.5 kg / m 3 of organic synthetic fibers, 3.34 wt% of steel fibers, and a chemical admixture were mixed and stirred in the same formulations as Comparative Examples 1 to 4, respectively, to prepare specimens. As the organic synthetic fiber, polypropylene fiber was mixed. Here, the unit weight of the concrete is 2,350kg / m 3 , the unit weight of the steel fiber is considered to be 7,850kg / m 3 .
(실시예 9 내지 12) (Examples 9 to 12)
아래 표 2에 따라, 상기의 비교예 1 내지 비교예 4와 동일한 배합으로 각각에 대하여 유기합성섬유 1.0kg/m3, 강섬유 1.67 중량%, 화학혼화제 및 섬유분산제를 혼입하고 교반하여 공시체를 제작하였다. 유기합성섬유로는 폴리프로필렌 섬유를 혼입하였다. 여기서, 콘크리트의 단위중량은 2,350kg/m3, 강섬유의 단위중량은 7,850kg/m3으로 본다.According to Table 2 below, in the same formulation as Comparative Examples 1 to 4 above, 1.0 kg / m 3 of organic synthetic fibers, 1.67 wt% of steel fibers, chemical admixtures and fiber dispersants were mixed and stirred to prepare specimens. . As the organic synthetic fiber, polypropylene fiber was mixed. Here, the unit weight of the concrete is 2,350kg / m 3 , the unit weight of the steel fiber is considered to be 7,850kg / m 3 .
(실시예 13 내지 16)(Examples 13 to 16)
아래 표 2에 따라, 상기의 비교예 1 내지 비교예 4와 동일한 배합 각각에 대하여 유기합성섬유 1.0kg/m3, 강섬유 3.34 중량% 및 화학혼화제를 혼입하고 교반하여 공시체를 제작하였다. 유기합성섬유로는 폴리프로필렌 섬유를 혼입하였다. 여기서, 콘크리트의 단위중량은 2,350kg/m3, 강섬유의 단위중량은 7,850kg/m3으로 본다.According to Table 2 below, for each of the same formulation as Comparative Examples 1 to 4 above, 1.0 kg / m 3 of organic synthetic fibers, 3.34 wt% of steel fibers, and chemical admixtures were mixed and stirred to prepare specimens. As the organic synthetic fiber, polypropylene fiber was mixed. Here, the unit weight of the concrete is 2,350kg / m 3 , the unit weight of the steel fiber is considered to be 7,850kg / m 3 .
표 2.Table 2.
구분division 폴리프로필렌 섬유 (kg/m3)Polypropylene Fiber (kg / m 3 ) 강섬유 (중량%)Steel fiber (wt%)
실시예 1 내지 4Examples 1-4 0.50.5 1.671.67
실시예 5 내지 8Examples 5-8 0.50.5 3.343.34
실시예 9 내지 12Examples 9-12 1.01.0 1.671.67
실시예 13 내지 16Examples 13-16 1.01.0 3.343.34
(실험예 1)Experimental Example 1
상기 비교예 1 내지 비교예 4의 굳지 않은 고강도 콘크리트용 조성물을 사용하여 배합된 콘크리트에 대하여 배합직후 슬럼프, 공기량 실험을 실시하였고, 굳은 후 28일 재령의 압축강도와 가열 후 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다. Slump and air volume experiments were performed on the concrete blended using the composition for the non-hardened high-strength concrete of Comparative Examples 1 to 4, and the compressive strength after heating and the compressive strength after heating were measured for 28 days. The results are shown in Table 3.
실험예 1 내지 실험예 5의 물성측정 방법에 있어, 슬럼프는 KS F 2594의 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 플로우 시험방법과 KS F 2402의 콘크리트의 슬럼프 시험방법, 공기량은 KS F 2421 압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험방법, 압축강도는 KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법에 의거하여 측정하였다. 또한, 폭렬발생여부는 KS F 2257 - 1 ~ 7의 건축부재의 내화시험 방법에 의거하여 측정하였다.In the measurement method of the physical properties of Experimental Examples 1 to 5, the slump is the test method of slump flow of unconsolidated concrete of KS F 2594, the slump test method of concrete of KS F 2402, and the amount of air is not hardened by KS F 2421 pressure method. The air volume test method and the compressive strength of concrete were measured according to the test method of compressive strength of KS F 2405 concrete. In addition, the occurrence of the explosion was measured according to the fire resistance test method of the building member of KS F 2257-1-7.
표 3.Table 3.
시험항목Test Items 단위unit 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4
슬럼프slump cmcm 23.523.5 23.023.0 23.023.0 23.023.0
공기량Air volume %% 4.04.0 4.04.0 4.44.4 4.34.3
압축강도(28일)Compressive Strength (28 Days) MPaMPa 60.960.9 62.362.3 83.483.4 101.9101.9
가열시험 압축강도Heat test compressive strength MPaMPa 44.544.5 44.344.3 40.940.9 40.440.4
폭렬발생여부Explosion O/XO / X OO OO OO OO
상기 표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 비교예 1 내지 비교예 4 모두 슬럼프가 23cm 이상으로 타설 시 적절한 유동성을 나타내었다. 또한, 비교예 1 내지 비교예 4 모두 목표 배합강도를 초과하고 있다. 한편, 비교예 1 내지 4 모두 가열 시 콘크리트에 폭렬이 발생함을 알 수 있다. As can be seen in Table 3, Comparative Examples 1 to 4 all exhibited proper fluidity when slumped to 23 cm or more. In addition, all of Comparative Examples 1 to 4 exceeded the target compounding strength. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 it can be seen that the explosion occurs in the concrete during heating.
(실험예 2)Experimental Example 2
상기 실시예 1 내지 실시예 4의 굳지 않은 고강도 콘크리트용 조성물을 사용하여 배합된 콘크리트에 대하여 배합직후 슬럼프, 공기량 실험을 실시하였고, 굳은 후 28일 재령의 압축강도와 가열 후 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.The concrete blended using the composition for the non-hardened high-strength concrete of Examples 1 to 4 was subjected to a slump and air volume experiment immediately after blending, and the compressive strength after 28 days of age and the compressive strength after heating were measured. The results are shown in Table 4.
표 4.Table 4.
시험항목Test Items 단위unit 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4
슬럼프slump cmcm 23.023.0 24.024.0 23.023.0 23.023.0
공기량Air volume %% 4.24.2 3.83.8 4.34.3 4.14.1
압축강도(28일)Compressive Strength (28 Days) MPaMPa 59.659.6 60.160.1 81.781.7 102.4102.4
가열시험 후 압축강도Compressive strength after heating test MPaMPa 57.157.1 57.457.4 67.767.7 70.570.5
폭렬발생여부Explosion O/XO / X XX XX XX XX
유동성liquidity 좋음good 좋음good 좋음good 좋음good
상기 표 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4 모두 슬럼프가 23cm 이상으로 타설 시 적절한 유동성을 나타내었다. 또한, 실시예 1은 압축강도가 59.6MPa로 배합강도에 미달되나 그 차가 0.4MPa로 무시할 만한 수준이며, 실시예 2 내지 실시예 4는 목표 배합강도를 초과하고 있다. 한편, 실시예 1 내지 실시예 4 모두 가열 시 콘크리트에 폭렬이 발생하지 않았고, 비교예 1 내지 비교예 4와 비교해 볼 때 가열시험 후 압축강도가 커서 화재발생 시 그 성능이 우수함을 알 수 있다. As can be seen in Table 4, Examples 1 to 4 all exhibited proper fluidity when slumped to 23 cm or more. In addition, in Example 1, the compressive strength is 59.6 MPa, which is lower than the compounding strength, but the difference is 0.4 MPa, which is negligible, and Examples 2 to 4 exceed the target compounding strength. On the other hand, all of Examples 1 to 4 did not cause explosion in the concrete during heating, and compared with Comparative Examples 1 to 4 it can be seen that the compressive strength after the heating test is large, the performance is excellent when a fire occurs.
(실험예 3)Experimental Example 3
상기 실시예 5 내지 실시예 8의 굳지 않은 고강도 콘크리트용 조성물을 사용하여 배합된 콘크리트에 대하여 배합직후 슬럼프, 공기량 실험을 실시하였고, 굳은 후 28일 재령의 압축강도와 가열 후 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다.The slump and air volume experiment was performed immediately after the mixing of the concrete blended using the composition for the high strength concrete of Example 5 to Example 8, and the compressive strength of the 28-day-old age and the compressive strength after heating were measured. The results are shown in Table 5.
표 5.Table 5.
시험항목Test Items 단위unit 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8
슬럼프slump cmcm 23.523.5 23.023.0 22.522.5 23.523.5
공기량Air volume %% 4.04.0 3.93.9 4.64.6 4.24.2
압축강도(28일)Compressive Strength (28 Days) MPaMPa 60.960.9 62.362.3 83.483.4 104.7104.7
가열시험 후 압축강도Compressive strength after heating test MPaMPa 56.456.4 58.458.4 63.963.9 62.462.4
폭렬발생여부Explosion O/XO / X XX XX XX XX
유동성liquidity 좋음good 좋음good 좋음good 좋음good
상기 표 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 5 내지 실시예 8 모두 슬럼프가 22cm 이상으로 타설 시 적절한 유동성을 나타내었다. 또한, 실시예 5 내지 실시예 8 모두 목표 배합강도를 초과하고 있다. As can be seen in Table 5, Examples 5 to 8 all exhibited proper fluidity when slumped to 22 cm or more. In addition, in Examples 5 to 8, each exceeds the target compounding strength.
한편, 실시예 5 내지 실시예 8 모두 가열 시 콘크리트에 폭렬이 발생하지 않았고, 비교예 1 내지 비교예 4와 비교해 볼 때 가열시험 후 압축강도가 커서 화재발생 시 그 성능이 우수함을 알 수 있다.On the other hand, all of Examples 5 to 8 did not cause explosion in the concrete during heating, and compared with Comparative Examples 1 to 4 it can be seen that the excellent compressive strength after the heating test, the performance is excellent when a fire occurs.
(실험예 4)Experimental Example 4
상기 실시예 9 내지 12의 굳지 않은 고강도 콘크리트용 조성물을 사용하여 배합된 콘크리트에 대하여 배합직 후 슬럼프, 공기량 실험을 실시하였고, 굳은 후 28일 재령의 압축강도와 가열 후 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 표 6에 나타내었다.The concrete blended using the composition for the non-hardened high strength concrete of Examples 9 to 12 was carried out after blending, slump and air volume experiment, and after hardening, the compressive strength after 28 days of age and the compressive strength after heating were measured. The results are shown in Table 6.
표 6.Table 6.
시험항목Test Items 단위unit 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12
슬럼프slump CmCm 23.523.5 23.523.5 22.522.5 22.522.5
공기량Air volume %% 3.93.9 3.83.8 4.54.5 4.44.4
압축강도(28일)Compressive Strength (28 Days) MPaMPa 58.958.9 60.360.3 81.781.7 101.9101.9
가열시험 후 압축강도Compressive strength after heating test MPaMPa 54.454.4 59.959.9 64.264.2 69.269.2
폭렬발생여부Explosion O/XO / X XX XX XX XX
유동성liquidity 좋음good 좋음good 좋음good 좋음good
상기 표 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 9 내지 실시예 12 모두 슬럼프가 22cm 이상으로 타설 시 적절한 유동성을 나타내었다. 실시예 9은 압축강도가 58.9MPa로 배합강도에 미달되나 그 차가 1.1MPa로 무시할 만한 수준이며, 실시예 10 내지 실시예 12는 목표 배합강도를 초과하고 있다.As can be seen in Table 6, Example 9 to Example 12 all exhibited proper fluidity when pouring slump 22 cm or more. In Example 9, the compressive strength was 58.9 MPa, which was lower than the compounding strength, but the difference was negligible as 1.1 MPa. Examples 10 to 12 exceeded the target compounding strength.
한편, 실시예 9 내지 실시예 12 모두 가열 시 콘크리트에 폭렬이 발생하지 않았고, 비교예 1 내지 비교예 4와 비교해 볼 때 가열시험 후 압축강도가 커서 화 재발생 시 그 성능이 우수함을 알 수 있다.On the other hand, all of Examples 9 to 12 did not cause explosion in the concrete during heating, compared with Comparative Examples 1 to 4 it can be seen that the performance is excellent when the fire occurs due to the high compressive strength after the heating test.
(실험예 5)Experimental Example 5
상기 실시예 13 내지 16의 굳지 않은 고강도 콘크리트용 조성물을 사용하여 배합된 콘크리트에 대하여 배합직 후 슬럼프, 공기량 실험을 실시하였고, 굳은 후 28일 재령의 압축강도와 가열 후 압축강도를 측정하였다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.The concrete blended using the composition for the non-hardened high-strength concrete of Examples 13 to 16 was subjected to a slump and air volume experiment after blending, and the compressive strength after 28 days of age and the compressive strength after heating were measured. The results are shown in Table 7.
표 7.Table 7.
시험항목Test Items 단위unit 실시예 13Example 13 실시예 14Example 14 실시예 15Example 15 실시예 16Example 16
슬럼프slump cmcm 23.023.0 23.523.5 23.023.0 23.023.0
공기량Air volume %% 3.93.9 3.73.7 4.34.3 4.54.5
압축강도(28일)Compressive Strength (28 Days) MPaMPa 57.157.1 57.157.1 78.878.8 101.1101.1
가열시험 후 압축강도Compressive strength after heating test MPaMPa 49.849.8 53.053.0 45.945.9 61.461.4
폭렬발생여부Explosion O/XO / X XX XX XX XX
유동성liquidity 좋음good 좋음good 좋음good 좋음good
상기 표 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 13 내지 실시예 16 모두 슬럼프가 23cm 이상으로 타설 시 적절한 유동성을 나타내었다. 실시예 13, 14 및 15는 압축강도가 57.1MPa, 57.1MPa, 78.8MPa로 배합강도에 미달되나 그 차가 2.9MPa, 2.9MPa, 1.2MPa로 무시할 만한 수준이며, 실시예 16은 목표 배합강도를 초과하고 있다.As can be seen in Table 7, Examples 13 to 16 all exhibited proper fluidity when slumped to 23 cm or more. Examples 13, 14, and 15 had compressive strengths of 57.1 MPa, 57.1 MPa, and 78.8 MPa, but the difference was negligible as 2.9 MPa, 2.9 MPa, and 1.2 MPa, and Example 16 exceeded the target compounding strength. Doing.
한편, 실시예 13 내지 실시예 16 모두 가열 시 콘크리트에 폭렬이 발생하지 않았고, 비교예 1 내지 비교예 4와 비교해 볼 때 가열시험 후 압축강도가 커서 화재발생 시 그 성능이 우수함을 알 수 있다.On the other hand, all of Examples 13 to 16 did not cause explosion in the concrete during heating, compared with Comparative Examples 1 to 4 it can be seen that the compression strength after the heating test is large, the performance is excellent when the fire occurs.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

Claims (9)

  1. 시멘트 40 내지 95 중량% 및 혼화재 5 내지 60 중량%를 포함하는 결합재 100 중량부에 대하여,For 100 parts by weight of a binder comprising 40 to 95% by weight cement and 5 to 60% by weight admixture,
    물 15 내지 40 중량부, 및15 to 40 parts by weight of water, and
    화학혼화제 0.5 내지 4.0 중량부를 포함하는 고강도 콘크리트용 조성물이며,Chemical admixture is a composition for high strength concrete containing 0.5 to 4.0 parts by weight,
    상기 콘크리트용 조성물은 유기합성섬유를 더 포함하되, 상기 유기합성섬유의함량은 콘크리트용 조성물 1m3 당 0.01 내지 5.0 kg가 되도록 함유되는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.The composition for concrete further comprises an organic synthetic fiber, wherein the content of the organic synthetic fiber is contained in an explosion-resistant high-strength concrete composition to be 0.01 to 5.0 kg per 1 m 3 of the concrete composition.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    콘크리트의 중량에 대하여 0.05 내지 5.0 중량%의 강섬유를 더 포함하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.A composition for preventing high-strength concrete further comprising 0.05 to 5.0% by weight of steel fibers relative to the weight of the concrete.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 강섬유는 형상비가 2 내지 5,000인 것을 특징으로 하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물. The steel fiber is a composition for preventing high-strength concrete, characterized in that the shape ratio of 2 to 5,000.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 유기합성섬유와 상기 강섬유는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.The organic synthetic fiber and the steel fiber is a composition for preventing high-strength concrete, characterized in that mixed in a weight ratio of 1: 0.1 to 1:10.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 유기합성섬유는 폴리에틸렌을 포함하는 올레핀계 섬유, 나일론을 포함하는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 폴리비닐알코올 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 이상인 것을 특징으로 하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물. The organic synthetic fiber is at least one selected from the group consisting of olefin fiber including polyethylene, polyamide fiber including nylon, polyacryl fiber, polyester fiber, polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber High strength concrete for prevention.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 유기합성섬유는 형상비가 10 내지 10,000이고, 섭씨 150도에서 녹기 시작하여 섭씨 300도에서 중량 잔존율이 0 내지 20%인 것을 특징으로 하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.The organic synthetic fiber has a shape ratio of 10 to 10,000, starting to melt at 150 degrees Celsius, the residual weight of the high-strength concrete composition for explosion prevention, characterized in that the weight residual ratio is 0 to 20% at 300 degrees Celsius.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 섬유분산제를 더 포함하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.Composition for preventing high-strength concrete further comprises 0.1 to 5 parts by weight of the fiber dispersant based on 100 parts by weight of the binder.
  8. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 혼화재는 플라이애쉬, 고로슬래그, 실리카흄, 폴리머, 포졸란 및 메타카올린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.The admixture is a fly ash, blast furnace slag, silica fume, polymer, pozzolanic and metakaolin for at least one selected from the group consisting of meta kaolin composition for preventing high-strength concrete.
  9. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 화학혼화제는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 및 촉진재로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭렬방지용 고강도 콘크리트용 조성물.The chemical admixture is a composition for preventing high-strength concrete, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of AE agent, water reducing agent, AE water reducing agent, fluidizing agent, and accelerator.
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