KR20090012324A - 시멘트 함량이 낮은 콘크리트 - Google Patents

시멘트 함량이 낮은 콘크리트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이하의 질량비를 포함하는 혼합물에 관한 것이다: 1 ㎛ 미만의 D90 입자로 구성되고/구성되거나 6 ㎡/g 초과의 BET 비표면적을 갖는 0.4 ~ 4 %, 바람직하게는 0.8 ~ 1.7 % 의 초미립자 크기 재료, 1 ~ 6 %, 바람직하게는 2 ~ 5 % 의 포틀랜드 시멘트, D10 및 D90 은 1 ㎛ ~ 100 ㎛ 이고 BET 비표면적이 5 ㎡/g 미만인 시멘트와는 상이한 입자로 구성된 8 ~ 25 %, 바람직하게는 12 ~ 21 % 의 미립자 크기 재료, D10 및 D90 이 100 ㎛ ~ 5 mm 인 입자로 구성된 25 ~ 50 %, 바람직하게는 30 ~ 42 % 의 중간 입자 크기 재료 및 D10 및 D90 이 5 mm 초과인 입자로 구성되는 25 ~ 55 %, 바람직하게는 35 ~ 47 % 의 큰 입자 크기 재료. 본 발명은 또한 특히 준비 공정뿐만 아니라, 프리믹스드 콘크리트 조성물 및 결합된 경화 콘크리트에 관한 것이다.

Description

시멘트 함량이 낮은 콘크리트{LOW CEMENT CONCRETE}
본 발명은 포틀랜드 시멘트의 함량이 낮은 콘크리트뿐만 아니라, 이러한 콘크리트의 준비 공정 및 이들 공정의 실행에 유용한 조성물을 제공한다.
지난 몇 년 동안 콘크리트 분야의 기술적 발달이 압축 강도의 관점에서 현저하게 고성능 콘크리트를 얻는 것을 가능하게 해주는 혁신적인 시멘트 제형의 발전을 야기했다. 이들 제형은 일반적으로 시멘트 및 골재 및/또는 모래 외에 추가적인 재료의 사용을 포함하는데, 이 재료들은 일반적으로 시멘트 입자보다 작은 예컨대 섬유, 유기 첨가물 또는 소위 초미립자 등이다.
예를 들어 문헌 EP 0518777 은 포틀랜드 시멘트 외에, 직경이 80 ㎛ ~ 1 mm (특히 125 ~ 500 ㎛) 인 모래, 직경이 0.1 ~ 0.5 ㎛ 인 유리질 마이크로실리카 및 감수제 (water-reducing agent) 또는 가소제를 포함하는 모르타르 조성물을 설명한다. 마이크로실리카는 시멘트에 대해 오직 10 ~ 30 중량% 만을 차지한다.
문헌 WO 95/01316 은 포틀랜드 시멘트 이외에, 직경이 150 ~ 400 ㎛ 인 모래, 직경이 0.5 ㎛ 미만인 포졸란 반응 미세 요소 (특히 비정질 실리카뿐만 아니라 비산회 또는 용광로 슬래그), 소량의 금속 섬유 및 선택적인 연마 석영 분말 (평균 크기 10 ㎛) 및 소량의 다른 첨가물을 포함하는 콘크리트 조성물을 설명한다. 비정질 실리카는 시멘트에 대해 10 ~ 40 중량% 의 비율로 존재할 수도 있고, 사용될 때의 연마된 석영 분말은 통상적으로 시멘트에 대해 40 중량% 의 비율로 존재한다. 이에 따라 이 문헌에서의 콘크리트 조성물은 1 ㎥ 의 콘크리트 당 대략 900 ㎏ 의 시멘트를 필요로 한다.
문헌 WO 95/01317 에는, 이전의 콘크리트 조성물과 매우 유사한 콘크리트 조성물이 재시되고, 이 조성물은 금속 섬유로서 오직 스틸 울 및 포졸란 반응 요소인 비정질 실리카를 갖는다.
문헌 WO 99/23046 에 개시되어 있는 시멘트 조성물은 특히 웅덩이를 시멘트로 채우는데 사용되고, 수성 바인더 이외에 0.1 ~ 50 ㎛ 의 입경 분포를 갖고 바인더에 대해 20 ~ 35 중량% 인 마이크로실리카, 및 직경이 0.5 ~ 200 ㎛ 이고 바인더에 대해 20 ~ 35 중량% 인 미네랄 또는 유기 입자를 포함한다.
문헌 WO 99/28267 은 시멘트 및 금속 섬유 외에도, 6 mm 보다 작은 크기로 체질 (sieved) 되거나 연마된 모래 형태이고 시멘트 매트릭스에 대해 20 ~ 60 중량% 인 입자상 (granular) 요소, 1 ㎛ 보다 작은 크기의 포졸란 반응 원소, 1 mm 보다 작은 크기의 침상 또는 편상 요소, 및 분산제를 포함하는 콘크리트 조성물에 관한 것이다. 예에서, 포졸란 반응 요소는 포틀랜드 시멘트에 대해 대략 30 중량% 의 비율의 유리질 실리카로 구성된다.
비교적 유사한 방식으로, 문헌 WO 99/58468 은 적어도 소량의 유기 섬유, 2 mm 미만의 크기의 입자상 요소, 20 ㎛ 미만의 크기의 포졸란 반응 미세 요소 및 적어도 일종의 분산제를 포함하는 콘크리트 조성물을 개시하고 있다. 기재된 상 이한 예에서, 조성물은 시멘트에 대해 석영 분말의 대략 30 중량% 의 석영 분말 및 대략 30 중량% 의 실리카흄 (silica fume) 을 포함한다.
상이한 입자 크기 범위 사이의 이들 비율은 다른 콘크리트 조성물도 개시하고 있는 뒤의 문헌 (WO 01/58826) 에서 본질적으로 변경되는 것은 아니다.
문헌 EP 0934 915 은 입자가 3 ~ 7 ㎛ 의 평균 직경을 갖는 시멘트로부터 준비된 콘크리트를 개시하고 있고, 여기에 모래, 1 ㎛ 미만의 특성 직경을 갖는 실리카흄, 소포제 및 초가소제가 첨가되고, 적어도 3 개의 입자 크기 범위가 나타난다. 상이한 예의 견지에서, 실리카흄은 시멘트에 비해 소량이고, 이 시멘트는 통상적으로 1 ㎥ 의 콘크리트당 대략 900 ㎏ 의 비율을 나타낸다.
종래 기술의 분석 결과,
1) 제형화의 최적화는 특히 고성능 또는 초고성능 콘크리트를 지향하고 있고 일반적으로 보통의 콘크리트에는 적용되지 않고,
2) 현재 알려진 모든 콘크리트가 비교적 높은 시멘트 함량을 갖는 것으로 나타났다.
따라서, 압축 강도의 관점에서 상기에 설명된 콘크리트보다 덜 우수한 성능을 제공하는 표준 콘크리트 (예를 들어 B25-형 콘크리트 (혼합 후 28 일 후의 압축 강도가 25 MPa 이상임)) 를 조사해보아도, 시멘트의 양이 통상적으로 1 ㎥ 의 콘크리트당 260 ~ 360 ㎏ 이다. 또한, 현재의 유럽 표준은 보통의 콘크리트에 대해서 260 ㎏/㎥ 미만의 시멘트 양을 제공하지 않는다.
현재, 시멘트 제조 공정, 및 보다 구체적으로 시멘트의 주요 구성 성분인 클 링커가 높은 이산화탄소 방출의 원인이다. 클링커 입자의 제조는 사실,
a) 특히 석회석 및 점토인 원료를 연마하여 얻어진 원료의 예열 및 탈탄소화, 및
b) 1500 ℃ 온도에서의 소성 (firing) 또는 클링커링 (clinkering) 및 그 다음의 급랭을 필요로 한다.
이들 두 단계는 CO2 를 생성하는데, 이 CO2 는 한편으로는 탈탄소화의 직접적인 생성물이고 다른 한편으로는 온도를 상승시키기 위해서 소성 단계에서 실행되는 연소의 부산물이다.
이에 따라 방출 레벨은 표준 B25 콘크리트에 대해서 1 톤의 바인더당 최소 대략 560 ㎏ 의 CO2 가 되고 (1 톤의 시멘트당 방출되는 평균 850 ㎏ 의 CO2 를 기분으로), 초 고성능 콘크리트에서의 방출 레벨보다 더 크다.
현재, 시멘트 및 콘크리트 조성물의 표준 제조 공정에서의 높은 이산화탄소 방출은 주요 환경 문제가 되고, 이에 따라, 높은 경제적 불이익을 받게 된다.
이에 따라, 관련된 이산화탄소의 방출이 감소된 콘크리트의 제조를 가능하게 하는 공정에 대한 강한 요구가 존재하게 되고, 특히 건설 산업 분야에서의 사용의 관점에서, 상기 콘크리트는 만족할만한 기계적 특성, 특히 기존의 보통 콘크리트와 동등한 기계적 특성을 제공한다.
본 발명은 질량비로서,
- 0.4 ~ 4 %, 바람직하게는 0.8 ~ 1.7 % 이고, 1 ㎛ 미만의 D90 을 갖고 6 ㎡/g 초과의 비 BET 표면적을 갖는 입자를 포함하는 초미립자 크기 범위의 재료;
- 1 ~ 6 %, 바람직하게는 2 ~ 5 % 의 포틀랜드 시멘트;
- 8 ~ 25 %, 바람직하게는 12 ~ 21 % 이고 D10 및 D90 이 1 ㎛ ~ 100 ㎛ 이고 비 BET 표면적이 5 ㎡/g 미만인 입자를 포함하는 상기 시멘트와 다른 미립자 크기 범위의 재료;
- 25 ~ 50 %, 바람직하게는 30 ~ 42 % 이고 D10 및 D90 이 100 ㎛ ~ 5 mm 인 입자를 포함하는 중간 입자 크기 범위의 재료; 및
- 25 ~ 55 %, 바람직하게는 35 ~ 47 % 이고 D10 이 5 mm 초과인 입자를 포함하는 큰 입자 크기 범위의 재료를 포함하는 혼합물을 제공한다.
본 발명은 또한
- 포틀랜드 시멘트;
- 상기에 기재된 미립자 크기 범위; 및
- 상기에 기재된 초미립자 크기 범위를 포함하는 바인더 프리믹스로서,
상기 프리믹스의 포틀랜드 시멘트의 질량비는 50 % 미만이고 바람직하게는 5 ~ 35 %, 보다 바람직하게는 10 ~ 25 % 인 바인더 프리믹스를 제공한다.
유리하게는, 상기 프리믹스에서 초미립자 크기 범위의 질량비는 2 ~ 20 %, 바람직하게는 5 ~ 10 % 이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 바인더 프리믹스는 질량비로서,
- 5 ~ 35 %, 바람직하게는 10 ~ 25 % 의 포틀랜드 시멘트;
- 60 ~ 90 %, 바람직하게는 65 ~ 85 % 의 미립자 크기 범위의 재료;
- 2 ~ 20 %, 바람직하게는 5 ~ 10 % 의 초미립자 크기 범위의 재료를 포함한다.
본 발명에 따른 혼합물 또는 바인더 프리믹스의 하나의 유리한 실시형태에 따라, 초미립자 크기 범위는 실리카흄, 석회석 분말, 침강 실리카, 침강 탄산염, 파이로제네이티드 실리카 (pyrogenated silica), 천연 포졸란, 부석, 연마된 비산회, 연마된 수화 또는 탄산 실리카질 수경성 바인더, 및 이들의 혼합물 또는 혼합물의 공동 연마물을 포함하는 군 중에서 선택된 재료를 건조 형태 또는 수성 현탁액에서 포함한다.
본 발명에 따른 혼합물 또는 바인더 프리믹스의 특정 실시형태에 따라, 상기 혼합물 (포틀랜드 시멘트 및 미립자 크기 범위) 은:
- D10 및 D90 이 1 ~ 10 ㎛ 인 입자를 포함하는 제 1 입자 크기 서브 범위; 및
- D10 및 D90 이 10 ~ 100 ㎛ 인 입자를 포함하는 제 2 입자 크기 서브 범위를 포함하고, 제 1 입자 크기 서브 범위는 포틀랜드 시멘트를 포함한다.
본 발명에 따른 혼합물 또는 바인더 프리믹스의 하나의 대안적인 실시형태에 따라, 상기 혼합물 (포틀랜드 시멘트 및 미립자 크기 범위) 은 D10 및 D90 이 1 ~ 20 ㎛ 인 입자를 포함한다.
상기에 기재된 혼합물 또는 바인더 프리믹스의 하나의 유리한 실시형태에 따라, 상기 미립자 크기 범위는 비산회, 포졸란, 석회석 분말, 실리카질 분말, 석회, 황산칼슘, 슬래그 중에서 선택된 1 종 이상의 재료를 포함한다.
유리하게는, 상기에 기재된 혼합물 또는 프리믹스는:
- 포틀랜드 시멘트 및 비산회; 또는
- 포틀랜드 시멘트 및 석회석 분말; 또는
- 포틀랜드 시멘트 및 슬래그; 또는
- 포틀랜드 시멘트, 비산회 및 석회석 분말; 또는
- 포틀랜드 시멘트, 비산회 및 슬래그; 또는
- 포틀랜드 시멘트, 석회석 분말 및 슬래그; 또는
- 포틀랜드 시멘트, 비산회, 석회석 분말 및 슬래그를 포함한다.
일 실시형태에 따라서, 혼합물 또는 바인더 프리믹스는 포틀랜드 시멘트 및 비산회를 포함하고 슬래그는 포함하지 않는다.
일 실시형태에 따라서, 혼합물 또는 바인더 프리믹스는 포틀랜드 시멘트 및 슬래그를 포함하고 비산회는 포함하지 않는다.
유리하게는, 상기에 기재된 혼합물 또는 바인더 프리믹스는 또한:
- 가소제,
- 선택적으로 촉진제 및/또는 공기 함유제 및/또는 증점제 및/또는 지연제를 포함한다.
상기에 기재된 바인더 프리믹스의 하나의 유리한 실시형태에 따라, 가소제의 비율은 바인더 프리믹스의 질량에 대한 가소제의 건조 추출물의 질량비로서 표현하여 0.05 ~ 3 %, 바람직하게는 0.2 ~ 0.5 % 이다.
본 발명은 또한:
- 상기에 기재된 바인더 프리믹스;
- 상기에 기재된 중간 입자 크기 범위; 및
- 상기에 기재된 큰 입자 크기 범위를 포함하는 혼합물을 제공한다.
유리하게는, 상기 혼합물은, 질량비로서,
- 10 ~ 35 %, 바람직하게는 15 ~ 25% 의 바인더 프리믹스;
- 25 ~ 50 %, 바람직하게는 30 ~ 42 % 의 중간 입자 크기 범위의 재료;
- 25 ~ 55 %, 바람직하게는 35 ~ 47 % 의 큰 입자 크기 범위의 재료를 포함한다.
상기에 언급된 혼합물의 하나의 유리한 실시형태에 따라:
- 중간 입자 크기 범위는 모래 및/또는 세사를 포함하고,
- 큰 입자 크기 범위는 골재 및/또는 자갈 및/또는 조약돌 및/또는 잔자갈을 포함한다.
상기에 언급된 혼합물의 하나의 유리한 실시형태에 따라, 바인더에 의한 스켈리턴의 간격 계수가 0.5 ~ 1.3, 바람직하게는 0.7 ~ 1.0 이다.
본 발명은 또한 물과 혼합되고 본 발명에 따른 혼합물을 포함하는 습식 콘크리트의 조성물을 제공한다.
유리하게는, 습식 콘크리트의 상기 조성물은:
- 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 초미립자 입자 크기 범위의 재료;
- 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 의 포틀랜드 시멘트;
- 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 미립자 크기 범위의 재료;
- 600 ~ 1200 ㎏/㎥, 바람직하게는 700 ~ 1000 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료;
- 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료; 및
- 선택적으로, 가소제를 포함한다.
유리하게는, 습식 콘크리트의 상기 조성물은 또한 촉진제 및/또는 공기 함유제 및/또는 증점제 및/또는 지연제를 포함한다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, W 는 물의 양을 나타내고 C 는 포틀랜드 시멘트의 양을 나타낼 때, W/C 비가 1 ~ 2.5, 바람직하게는 1.3 ~ 1.5 이다. W/C 비에 대한 다른 가능한 범위는 예를 들어 1 ~ 1.3, 1 ~ 1.5, 1.3 ~ 2.5 및 1.5 ~ 2.5 이다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, W/B 비는 0.1 ~ 0.45, 바람직하게는 0.18 ~ 0.2 이고, W 는 물의 양을 나타내고 B 는 혼합물 (포틀랜드 시멘트 및 미립자 크기 범위) 의 양을 나타낸다. W/B 비에 대한 다른 가능한 범위는 예를 들어 0.1 ~ 0.18, 0.1 ~ 0.32, 0.18 ~ 0.45, 및 0.32 ~ 0.45 이다.
W/C 및 W/B 비는 원하는 양의 시멘트 및 최종 기계적 특성에 따라 분명하게 조정된다. 적은 양의 시멘트로, 상기 비가 비교적 더 작아질 것이다. 당업자에 의한 통상적인 시험으로 샘플의 압축 강도 측정에 따라서, 시멘트, 조성물의 미립자 및 초미립자의 양과 관련한 물의 양이 결정될 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물은 60 ~ 180 ℓ/㎥, 바람직하게는 80 ~ 150 ℓ/㎥, 보다 바람직하게는 95 ~ 135 ℓ/㎥ 의 물을 포함한다.
하나의 유리한 실시형태에 따라, 본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물은 셀프-플레이싱 (self-placing) 콘크리트이다.
본 발명은 또한 150 ㎏/㎥ 미만, 바람직하게는 120 ㎏/㎥ 미만, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 의 포틀랜드 시멘트를 포함하고 혼합 후에 16 시간 후에 4 MPa 이상, 및 혼합 후 28 일 후에 25 MPa 이상, 바람직하게는 30 MPa 이상인 압축 강도를 갖는 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 상기에 기재된 조성물의 경화 콘크리트의 물품을 제공한다.
본 발명은 또한:
- 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 초미립자 크기 범위의 재료;
- 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 인 포틀랜드 시멘트의 양에 대응하는 양의 포틀랜드 시멘트 수화물;
- 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 미립자 크기 범위의 재료;
- 600 ~ 1200 ㎏/㎥, 바람직하게는 700 ~ 1000 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료;
- 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료를 포함하는 경화 콘크리트의 물품을 제공한다.
본 발명에 따른 경화 콘크리트의 물품의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, 바인더에 의한 스켈리턴의 간격 계수는 0.5 ~ 1.3, 바람직하게는 0.7 ~ 1.0 이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 경화 콘크리트의 물품은 80 일 후에, 400 ㎛/m 미만, 바람직하게는 200 ㎛/m 미만의 수축을 갖는다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 혼합물을 물과 혼합하는 단계를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물을 준비하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 바인더 프리믹스와 상기에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료, 상기에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료와 물을 혼합하는 단계를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정을 제공한다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정의 일 실시형태에 따라, 사용되는 포틀랜드 시멘트의 양이 150 ㎏/㎥ 미만, 바람직하게는 120 ㎏/㎥ 미만, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 이다.
본 발명은 또한:
- 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 초미립자 크기 범위의 재료;
- 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 의 포틀랜드 시멘트;
- 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 미립자 크기 범위의 재료;
- 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 의 상기에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료; 및
- 선택적으로, 가소제 및/또는 촉진제 및/또는 공기 함유제 및/또는 증점제 및/또는 지연제와;
- 물을 혼합하는 단계를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정을 제공한다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, W 는 물의 양을 나타내고 C 는 포틀랜드 시멘트의 양을 나타낼 때, 상기 혼합은 1 ~ 2.5, 바람직하게는 1.3 ~ 1.5 인 W/C 비로 실시된다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, W 는 물의 양을 나타내고 B 는 혼합물 (포틀랜드 시멘트와 미립자 크기 범위) 의 재료의 양을 나타낼 때, 상기 혼합은 0.1 ~ 0.45, 바람직하게는 0.18 ~ 0.32 인 W/B 비로 실시된다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, 사용되는 물의 양은 60 ~ 180 ℓ/㎥, 바람직하게는 80 ~ 150 ℓ/㎥, 보다 바람직하게는 95 ~ 135 ℓ/㎥ 이다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정의 일 실시형태에 따라서, 압축 강도는 혼합 후 16 시간 후에 4 MPa 이상이다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정의 하나의 유리한 실시형태에 따라서, 압축 강도는 혼합 후 28 일 후에 25 MPa 이상, 바람직하게는 30 MPa 이상이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따르거나, 또는 상기에 언급된 공정에 의해 얻을 수 있는 습식 콘크리트의 조성물을 주조하는 단계를 포함하는 주조 습식 콘크리트의 준비 공정을 제공한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따르거나 또는 상기에 언급된 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정에 의해 얻을 수 있는 조성물, 또는 상기에 설명된 주조 습식 콘크리트의 조성물을 경화하는 단계를 포함하는 콘크리트의 물품의 제조 공정을 제공한다.
본 발명은 공지된 콘크리트에 의해 지금까지는 만족되지 않았던 CO2 방출의 감소에 대한 요구를 충족시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 범위 내에서 사용되는 시멘트 (특히 클링커) 의 양은 종래에 필요한 양보다 적다. 예를 들어, 1 ㎥ 의 콘크리트당 70 ㎏ 의 클링커를 갖는 본 발명에 따른 제형에 있어서, CO2 방출은 1 톤의 바인더당 대략 110 ㎏ 이고, 이것은 콘크리트의 기계적 성능의 어떠한 상당한 감소 없이 표준 B25 유형의 콘크리트에 비해 CO2 방출이 거의 80 % 감소된 것을 보여주는데, 왜냐하면 본 발명이 혼합 후 28 일 후에 25 MPa 이상의 기계적 압축 강도를 갖는 콘크리트를 제공하기 때문이다.
본 발명에 따라 얻어진 콘크리트는 또한 이하의 이점을 제공한다:
- 강화 콘크리트에서 강화재의 부식의 거동이 표준 B25 형 콘크리트만큼 적어도 양호하거나 그보다 훨씬 양호하다;
- 공극률 및 투과성이 표준 B25 형 콘크리트에 비해 적다;
- 수축성이 표준 B25 형 콘크리트에 비해 적다;
- 염화물 확산에 대한 저항이 표준 B25 형 콘크리트에 비해 우수하다.
본 발명의 상이한 목적 및 이점이 모든 제형 파라미터의 전체적인 최적화 및 특히 이하에 의해 얻어진다:
- 별도의 입자 크기 범위, 특히 미립자 범위, 중간 범위, 큰 범위, 및 초미립자 범위로 재료의 구분화를 갖는 바인더 조성물의 개발로서, 상이한 입자의 패킹의 최적화, 및 바인더에 의한 스켈리턴의 간격 계수의 최적화를 가능하게 하는 개발;
- 시멘트 이외에, 시멘트에 비하여 대다수인 미립자 크기 범위에 속하는 비시멘트계 바인더 재료의 존재, 및 비시멘트계 바인더 재료의 최적화된 선택 및 비율;
- 수경성 바인딩 기능에 관여할 수 있는, 초미립자, 특히 포졸란 반응 요소의 사용;
- 물 수요의 조정;
- 상이한 첨가제의 최적화.
도 1a ~ 1d 는 관련된 혼합 콘크리트뿐만 아니라 본 발명에 따른 건조 조성물을 준비하는데 사용되는 다양한 재료의 입자 크기 분포 프로파일을 나타낸다. ㎛ 크기가 x-축에 도시되고 부피% 가 y-축에 도시된다. 재료의 이름의 의미에 따른 실시예 부분에 대해 참조될 수도 있다. 따라서 도 1a 는 예를 들어 이하의 제형 FA1, FA2, FA7 또는 FA8 에서 사용된 재료의 프로파일을 제공한다. 도 1b 는 예를 들어 이하의 제형 FA3 에서 사용된 재료의 프로파일을 제공한다. 도 1c 는 예를 들어 이하의 제형 FA4 또는 FA5 에서 사용된 재료의 프로파일을 제공한다. 도 1d 는 예를 들어 이하의 제형 FC1, FC2 또는 FC3 에서 사용된 재료의 프로파일을 제공한다.
도 2 는 건조 모르타르의 조성의 표준 B25 (오른쪽) 와 비교하여 본 발명에 따른 건조 모르타르의 전형적인 조성 (왼쪽) 을 도식적으로 설명하는 사진이다. 상이한 구성 성분은 다음과 같다: A: 필러 (표본의 오른쪽은 석회석 필러, 표본의 왼쪽은 비산회); B, 시멘트; C, 모래; D, 골재; E, 물; F, 실리카흄.
도 3 은 제어 표준 B25 콘크리트 (□) 와 비교하여 본 발명에 따른 콘크리트 (x) 에서 측정된 수축을 나타낸다. 낮 시간이 x-축에 도시되고 콘크리트의 치수 변화가 % 로서 y-축에 도시된다.
본 발명은 보다 상세하게 설명될 것이고 이하의 설명으로 한정되는 것은 아니다.
입자 크기 범위의 분포
본 발명은 이하의 질량비의 다양한 구성 성분의 혼합물의 형태의 건조 모르타르 조성물을 제공한다:
- 1 ~ 6 %, 바람직하게는 2 ~ 5 % 의 포틀랜드 시멘트,
- 0.4 ~ 4 %, 바람직하게는 0.8 ~ 1.7 % 의 초미립자 크기 범위의 재료,
- 8 ~ 25 % , 바람직하게는 12 ~ 21 % 이고 시멘트와는 상이한 미립자 크기 범위의 재료,
- 25 ~ 50 %, 바람직하게는 30 ~ 42 % 의 중간 입자 크기 범위의 재료,
- 25 ~ 55 %, 바람직하게는 35 ~ 47 % 의 큰 입자 크기 범위의 재료.
상기의 혼합물을 포함하는 재료는 입자의 형태, 즉 재료의 단위 요소 (unitary element) 로 존재한다. 입자 크기 분포에 따라 구성 성분을 여러 개의 "입자 크기 범위", 즉 본질적으로 별도의 구간으로 나눌 수 있다.
따라서, 초미립자 크기 범위는:
(ⅰ) 1 ㎛ 미만의 D90 을 갖는 입자 또는
(ⅱ) 6 ㎡/g 을 초과하는 비 BET 표면적을 갖는 입자 또는
(ⅲ) 1 ㎛ 미만의 D90 을 갖고 6 ㎡/g 을 초과하는 비 BET 표면적을 갖는 입자로 구성된다.
미립자 크기 범위는 D10 및 D90 이 1 ㎛ ~ 100 ㎛ 이고 비 BET 표면적이 5 ㎡/g 미만인 입자군에 대응한다. 중간 입자 크기 범위는 D10 및 D90 이 100 ㎛ ~ 5 mm 인 입자군에 대응한다. 또한 큰 입자 크기 범위는 D10 이 5 mm 를 초과하는 입자군에 대응한다.
D90 은 입자 크기 분포의 90 번째 입자에 대응하고, 즉 입자의 90 % 가 D90 보다 작고 70 % 가 D90 보다 크다. 유사하게 D10 은 입자 크기 분포의 10 번째 입자에 대응하고, 즉 입자의 10 % 가 D10 보다 작은 크기를 갖고 90 % 가 D10 보다 큰 크기를 갖는다.
D10 및 D90 은 도면에 도시된 바와 같은 Dv10 및 Dv90 이다. 달리 말하면, 미립자 크기 범위에 있는 입자의 적어도 80 % (바람직하게는 적어도 90 %, 보다 바람직하게는 적어도 95 % 또는 심지어 적어도 99 %) 가 1 ㎛ ~ 100 ㎛ 의 크기를 갖고, 중간 입자 크기 범위의 입자의 적어도 80 % (바람직하게는 적어도 90 %, 보다 바람직하게는 적어도 95 % 또는 심지어 적어도 99 %) 가 100 ㎛ ~ 5 mm 의 크기를 갖고, 큰 입자 크기 범위의 입자의 적어도 90 % (바람직하게는 적어도 95 % 또는 심지어 적어도 99 %) 가 5 mm 를 초과하는 크기를 갖고, 또한, 상기의 경우 (ⅰ) 및 (ⅲ) 에 대응하는 실시형태에 따라, 초미립자 크기 범위의 입자의 적어도 90 % (바람직하게는 적어도 95 %, 보다 바람직하게는 적어도 99 %) 가 1 ㎛ 보다 작은 크기를 갖는다. 4 개의 입자 크기 범위 (초미세, 미세, 중간 및 큰) 는 이에 따라 본질적으로 별도의 크기 구간에 대응한다.
입자군의 D10 또는 D90 은 일반적으로 200 ㎛ 보다 작은 입자에 대한 레이저 입자 크기 분석, 또는 200 ㎛ 를 초과하는 입자에 대한 체질 (sieving) 에 의해 결정될 수도 있다.
그럼에도 불구하고, 각각의 입자가 결집하려는 경향이 있을 때는, 레이저 회 절 입자 크기 분석에 의해 측정된 외견상 크기가 실제 입자 크기보다 커져서 판단을 왜곡할 수 있다면, 입자들의 크기는 전자 현미경에 의해 결정되어야 한다.
비 BET 표면적은 돋을새김, 요철, 표면 또는 내부 캐비티, 및 공극률의 존재를 고려한 입자의 실제 표면적의 측정치이다.
하나의 대안적인 실시형태에 따라, 미립자 범위와 초미립자 범위 간에 입자 크기의 중복이 있을 수 있는데, 즉 초미립자 및 미립자 범위의 입자의 10 % 이상 동일한 크기 범위에 위치될 수도 있다. 이 경우에, 미립자 및 초미립자 범위의 구별은 비 BET 표면적에 의해 이루어지는데, 초미립자는 최대 비표면적을 갖는다 (이에 따라 고 반응성을 가짐). 특히, 이 경우에, 초미립자 범위의 재료의 비 BET 표면적은 바람직하게는 10 ㎡/g 보다 크고, 유리하게는 30 ㎡/g 보다 크고, 보다 바람직하게는 80 ㎡/g 보다 크다. 또한 초미립자 범위의 재료가 이 재료의 D90 이 1 ㎛ 미만인 경우에도 이들 바람직한 비 BET 표면적값을 가질 수도 있다는 것을 유념해야 한다.
초미립자 및 미립자 범위가 입자의 크기가 아닌 비 BET 표면적으로만 상이한 경우의 일례는 초미립자가 연마된 수화 수경성 바인더를 포함하는 경우일 수도 있다. 이 예에서, 초미립자는 대략 100 ㎡/g 일 수 있는 비표면적에 대해 대략 10 ㎛ 의 크기를 가질 수도 있다 (이 재료의 공극률로 인해서).
본 발명의 다른 특정 실시형태는 시멘트 및 미립자 크기 범위를 포함하는 혼합물을 두 개의 입자 크기 서브 범위로 세분할 수 있다:
- D10 및 D90 이 1 ~ 10 ㎛ 인 입자로 구성된 제 1 입자 크기 서브 범위,
- D10 및 D90 이 10 ~ 100 ㎛ 인 입자로 구성된 제 2 입자 크기 서브 범위.
이 경우에, 시멘트는 특히 제 1 입자 크기 서브 범위에 속한다.
달리 말하면, 본 실시형태에 따라, 제 1 입자 크기 서브 범위에 있는 입자의 적어도 80 % (바람직하게는 적어도 90 %, 가장 바람직하게는 적어도 95 % 또는 심지어 적어도 99 %) 가 1 ~ 10 ㎛ 의 크기를 갖고, 제 2 입자 크기 서브 범위에 있는 입자의 적어도 80 % (바람직하게는 적어도 90 %, 가장 바람직하게는 적어도 95 % 또는 심지어 적어도 99 %) 가 10 ~ 100 ㎛ 의 크기를 갖는다. 본 실시형태에 따라서, 혼합물은 5 개의 입자 크기 범위 또는 5 개의 본질적으로 별개의 구간을 포함한다: 초미립자 범위 (1 ㎛ 미만); 시멘트의 제 1 서브 범위 + 미립자 범위 혼합물 (1 ㎛ ~ 10 ㎛); 시멘트의 제 2 서브 범위 + 미립자 범위 혼합물 (10 ㎛ ~ 100 ㎛); 중간 범위 (100 ㎛ ~ 5 mm); 및 큰 범위 (5 mm 초과).
하나의 대안적인 실시형태에 따라, 시멘트 및 제 1 미립자 크기 범위를 포함하는 혼합물은 D10 및 D90 이 1 ~ 20 ㎛ 인 입자를 포함한다. 즉, 이 실시형태에 따라서, 시멘트 또는 미립자 크기 범위에 있는 재료의 입자의 적어도 80 % (바람직하게는 적어도 90 %, 가장 바람직하게는 적어도 95 % 또는 심지어 적어도 99 %) 가 1 ~ 20 ㎛ 의 크기를 갖는다. 본 실시형태는, 입자 크기 분포 프로파일이 불연속성을 포함하는 경우에 대응한다: 혼합물은 직경이 20 ~ 100 ㎛ 인 입자를 거의 포함하지 않는다.
상기에 설명된 상이한 실시형태는 그레인 또는 입자의 최적화된 패킹 모드에 대응한다. 상기에 설명된 바와 같이, 본 발명은 또한 건조 모르타르를 위한 이 들 혼합물에 대응하는 바인더 프리믹스를 제공하고, 이것은 중간 입자 크기 범위, 또는 큰 입자 크기 범위에 있는 재료를 포함하지 않는다. 상기 바인더 프리믹스는 콘크리트의 준비 전 또는 준비시에 중간 및 큰 입자 크기 범위에 있는 재료와 혼합될 것이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 혼합물은 0.5 ~ 1.3, 바람직하게는 0.7 ~ 1.0 에 포함되는 바인더에 의한 스켈리턴 (skeleton) 의 간격 계수를 특징으로 한다. "스켈리턴" 은 중간 및 큰 입자 크기 범위의 재료를 나타내고, "바인더" 는 미립자 및 초미립자 입자 크기 범위의 재료뿐만 아니라 시멘트를 나타낸다. 이에 따라 문제의 "간격 계수" 는 바인더의 체적과 스켈리턴의 기공의 체적 사이의 비를 나타낸다. 이 계수는 특히 스켈리턴의 진동 공극률로부터 계산된다.
재료의 선택
상기에 규정된 조성물에서, 시멘트는 포틀랜드 시멘트의 표준 CPA-형 (Artificial Portland Cement), 및 특히 유럽 표준 EN 197-1 에 기재되어 있는 시멘트 중에서 선택되는 포틀랜드 시멘트이다. CEM1 또는 CEM2 52.5 N 또는 R 또는 PM 시멘트 (해상 구조물용) 또는 PMES 시멘트 (해상 구조물, 황산화수 (sulfated water) 용) 를 사용할 수 있다. 시멘트는 HRI 형 (높은 초기 강도를 가짐) 일 수도 있다. 예를 들어, 특히 CEN2 형에 있어서, 포틀랜드 시멘트는 순수 클링커를 포함하지는 않지만, 37 % 까지의 양의 적어도 일종의 추가 재료 (슬래그, 실리카흄, 포졸란, 비산회, 하소 편암 (calcined schist), 석회 등) 와 미리 혼합되어 제공된다. 이들 경우에, 시멘트의 상기에 언급된 양은 보다 특히 클 링커의 양에 대응하고, 추가 재료는 적절한 입자 크기 범위 (예컨대, 통상적으로 슬래그 성분은 미립자 크기 범위이고, 실리카흄 성분은 초미립자 크기 범위이다) 내에서 계산된다.
큰 입자 크기 범위는 골재 및/또는 자갈 및/또는 조약돌 및/또는 잔자갈을 포함할 수도 있다.
중간 입자 크기 범위는 특히 모래 또는 세사를 포함할 수도 있다.
미립자 크기 범위는 비산회, 포졸란, 석회석 분말, 실리카질 분말, 석회, 황산칼슘 (특히 무수 또는 반수화 형태의 석고), 슬래그 중에서 선택되는 일종 이상의 재료를 포함할 수도 있다.
"필러" 라는 단어는 때때로 상기 재료의 대부분을 나타내는데 사용된다.
시멘트를 다음의 생성물과 혼합하는 것이 특히 흥미롭다: 비산회 단독; 또는 석회석 분말 단독; 또는 슬래그 단독; 또는 비산회 및 석회석 분말; 또는 비산회 및 슬래그; 또는 석회석 분말 및 슬래그; 또는 비산회, 석회석 분말 및 슬래그.
하나의 변형예에 따라, 미립자 크기 범위는 비산회 (선택적으로 다른 재료와 관련하여) 를 포함하지만 슬래그는 포함하지 않는다. 하나의 대안적인 변형예에 따라, 미립자 크기 범위는 슬래그 (선택적으로 다른 재료와 관련하여) 를 포함하지만 비산회는 포함하지 않는다. 이들 두 변형예는 프리믹스 및 혼합물의 총 CO2 비용을 제한하는데, 왜냐하면 슬래그 및 비산회의 생성이 CO2 방출과 관련되기 때문이다. 제 1 변형예에 있어서, CO2 비용을 제한한다는 이 이점은 특히 분명 하다.
초미립자 크기 범위는 건조 형태 또는 수성 현탁액에서 실리카흄, 석회석 분말, 침강 실리카, 침강 탄산염, 파이로제네이티드 실리카 (pyrogenated silica), 천연 포졸란, 부석, 연마된 비산회, 연마된 수화 또는 탄산 실리카질 수경성 바인더, 및 이들의 혼합물 또는 이들의 공동 연마물을 포함하는 군 중에서 선택되는 재료를 포함할 수도 있다.
"연마된 수화 실리카질 수경성 바인더" 라는 용어는 특히 문헌 FR 2708592 에 기재된 생성물을 나타낸다.
어떠한 표준 가소제 (또는 초가소제) 도, 바인더 프리믹스의 질량에 대한 가소제의 건조 추출물의 질량비로 표현하여, 바람직하게는 0.05 ~ 3 %, 바람직하게는 0.2 ~ 0.5 % 의 농도로 본 발명에 따른 혼합물 또는 바인더 프리믹스에 유리하게 첨가될 수도 있다. 가소제는 포화상태 또는 불포화 상태로 사용될 수도 있다. 가소제의 양은 또한 페이스트의 원하는 질에 따라, 특히 셀프-플레이싱 콘크리트를 원하는지 원하지 않는지에 따라 결정된다. 슬럼프 측정으로 제형화에 사용되어야 하는 가소제의 유형 및 양을 결정할 수 있다.
예를 들어 초가소제, 촉진제, 공기-함유제, 증점제, 지연제 등의 다른 알려진 첨가제 또는 혼합물도 본 발명의 테두리 안에서 사용될 수도 있다.
콘크리트
본 발명에 따른 콘크리트가 상기 혼합물 또는 상기 바인더 프리믹스와 물을 혼합하여 준비된다. 이 경우에, 사용되는 포틀랜드 시멘트의 양은 유리하게는 150 ㎏/㎥ 미만, 바람직하게는 120 ㎏/㎥ 미만이고, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 이다. 또한 이하의 비율로, 상이한 재료를 서로 및 물과 직접 혼합하여 콘크리트가 준비될 수도 있다:
- 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 인 초미립자 크기의 재료;
- 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 인 포틀랜드 시멘트;
- 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 인 미립자 크기 범위의 재료;
- 600 ~ 1200 ㎏/㎥, 바람직하게는 700 ~ 1000 ㎏/㎥ 인 중간 입자 크기의 재료;
- 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 인 큰 입자 크기의 범위의 재료 및
- 선택적으로, 가소제.
"㎏/㎥" 는 제조된 콘크리트의 1 ㎥ 당 사용되는 재료의 질량으로서 이해된다.
특정 실시형태에 따라, 당해의 재료는 본 발명에 따른 혼합물 및 바인더 프리믹스와 관련하여 상기에 설명된 바와 동일한 특성을 갖는다.
혼합수 (mixing water) 의 양은 표준 콘크리트에 비해 감소되고, 60 ~ 180 ℓ/㎥, 바람직하게는 80 ~ 150 ℓ/㎥, 보다 바람직하게는 95 ~ 135 ℓ/㎥ 이다. W/B 비는 이에 따라 표준 콘크리트에 비해 감소되고, 통상적으로 0.1 ~ 0.45, 바 람직하게는 0.18 ~ 0.32 이고, 여기서 W 는 물의 양을 나타내고 B 는 바인더 (혼합물 (포틀랜드 시멘트 + 미립자 크기 범위)) 의 양을 나타낸다. 한편으로는, 존재하는 소량의 시멘트로 인해 W/C 비는 표준 콘크리트의 경우보다 크고, 여기서 W 는 물의 양을 나타내고 C 는 시멘트의 양을 나타낸다. W/C 비는 바람직하게는 1 ~ 2.5, 가장 바람직하게는 1.3 ~ 1.5 이다.
혼합은 실제로 통상의 혼합 기간 동안, 통상적인 믹서를 사용하여 실행된다.
일 실시형태에 따라, 본 발명에 따라 배합된 콘크리트의 조성물은 최적화된 패킹 (입자 크기의 선택 및 혼합 (admixturization) 의 선택), 최적화된 수화 화학작용 (실제로 많은 성분이 반응에 참여함: 석회석 분말, 비산회, 실리카흄 등) 및 최적화된 물 수요를 보장하기 위해서 관련된 상이한 파라미터 (재료 및 그 농도의 선택) 의 복합적인 최적화의 결과이다.
초미립자 범위의 구성 성분, 특히 실리카흄은 복수의 기능, 즉 입자들 사이의 자유 공간을 채우는 역할, 이종 수화물 핵 생성 사이트를 제공하는 역할, 표면 실라놀기에 의해 끌어당겨지는 칼슘 및 알칼리를 흡착하는 역할 및 포졸란 역할을 가질 수도 있다.
본 발명에 따라 얻어진 콘크리트 조성물은 특히 28 일 압축 강도, 세팅, 수축, 및 내구력 동역학의 관점에서, 표준 B25 형 콘크리트만큼 적어도 우수하거나 심지어 그보다 더욱 우수한 필적하는 기계적 특성을 갖는다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 압축 강도는 혼합 후 16 시간 뒤에 4 MPa 이상이고, 혼합 후 28 일 뒤에는 25 MPa 이상, 바람직하게는 30 MPa 이상이다. 또한, 80 일 후의 수축은 유리하게는 400 ㎛/m 미만이고, 바람직하게는 200 ㎛/m 미만이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 콘크리트는 유체 또는 셀프-플레이싱 콘크리트이다.
콘크리트는 Abrams cone (1981 년 12 월, 프랑스 표준 NF P 18-451 에 따름) 을 사용하여 측정된 슬럼프값이 적어도 150 mm, 바람직하게는 적어도 180 mm 때 유체로 간주된다. 콘크리트는 Specification and Guidelines for Self Compacting Concrete, EFNARC, February 2002, p.19-23 에 기재된 작동 과정에 따른 콘크리트에 대해 650 mm 더 클 때 (그리고 일반적으로 800 mm 미만) 셀프-플레이싱된다고 간주된다.
본 발명에 따른 콘크리트를 준비하는데 사용되는 시멘트의 양은 표준 B25 형 콘크리트를 준비하는데 필요한 것보다 훨씬 적어서, CO2 방출의 관점에서 극적인 저감을 가능하게 해준다. 95 ㎏/㎥ 의 석회석 및 260 ㎏/㎥ 의 시멘트를 포함하는 기준 B25 제형에 비해, 예를 들어 70 ㎏/㎥ 의 클링커를 포함하는 본 발명에 따른 콘크리트는 대략 80 % 의 CO2 방출을 저감할 수 있도록 해준다. 이 저감은 오직 50 ㎏/㎥ 의 클링커가 사용된다면 85 % 를 초과할 수도 있다.
본 발명에 따른 콘크리트는 통상의 방법에 따라 주조될 수도 있다: 수화/경화 이후에, 건축 요소, 엔지니어링 구조 요소 등의 경화된 콘크리트 물품이 얻어진다.
실시예
이하의 실시예는 본 발명을 제한하지 않으면서 본 발명을 설명한다.
실시예 1: 레이저 입도 측정 방법
상이한 분말의 입자 크기 곡선이 Malvern MS2000 레이저 입도계를 이용하여 얻어진다. 측정은 습식법 (수성 매질) 에 의해 실시되고, 입자 크기는 0.02 ㎛ ~ 2 mm 이어야 한다. 적색 He-Ne 레이저 (632 nm) 및 청색 다이오드 (466 nm) 에 의해 광원이 제공된다. 프라운호퍼 (Fraunhofer) 광학 모델이 사용되고, 계산 매트릭스는 다분산 (polydisperse) 형이다.
백그라운드 노이즈의 측정은 초음파 없이, 2000 rpm 의 펌프 속도, 800 rpm 의 교반기 속도 및 10s 이상의 노이즈 측정으로 먼저 실시되었다. 그 다음에, 레이저의 광 세기는 적어도 80 % 인 것으로 확인되고 백그라운드 노이즈에 대한 감소 지수 곡선이 얻어진다. 그렇지 않으면, 셀 렌즈가 세정되어야만 한다.
그 다음 첫 번째 측정이 이하의 파라미터를 갖는 샘플에서 실시된다: 펌프 속도 2000 rpm, 교반기 속도 800 rpm, 초음파 없음, 10 ~ 20 % 의 암식 한계 (obscuration limit). 10 % 보다 약간 더 큰 암식을 갖도록 샘플이 도입된다. 암식의 안정화 이후에, 함침 (immersion) 과 10s 에서의 측정 세트 사이의 기간 동안에 측정이 실시된다. 측정 기간은 30s 이다 (30000 회절 이미지가 분석됨). 얻어진 입자 크기 다이어그램에서, 분말의 개체군의 일부가 덩어리질 수 있다는 사실이 고려되어야만 한다.
그 다음에 두 번째 측정이 초음파를 사용하여 실시된다 (탱크를 비우지 않 고). 펌프 속도는 2500 rpm, 교반기는 1000 rpm 으로 설정되고, 초음파는 100 % (30 watts) 로 방출된다. 이 체제는 3 분 동안 유지된 후에, 처음의 파라미터가 다시 사용된다: 펌프 속도 2000 rpm, 교반기 속도 800 rpm, 초음파 없음. 10s 말미에 (가능한 어떠한 기포도 제거하기 위해서), 30s 동안 측정이 이루어진다 (30000 이미지가 분석됨). 이 두 번째의 측정은 초음파 분산에 의한 덩어리지지 않은 분말에 대응한다.
각각의 측정은 적어도 두 번 반복되어서 결과의 안정성을 증명한다. 크기 분포 곡선이 알려져 있는 표준 샘플 (Sifraco C10 실리카) 에 의해 각각의 작업 기간 전에 장치가 보정된다. 설명에 주어진 모든 측정값 및 보고된 범위는 초음파로 얻어진 값에 대응한다.
실시예 2: 주사 전자 현미경에 의한 직접 가시화 방법
덩어리지려는 경향이 강한 분말에 대해서, 주사 전자 현미경에 의한 직접 가시화 기술이 사용된다 (얻어진 이미지에서 입자를 측정 및 카운팅함). 분말의 각각의 샘플은 50℃ 미만의 온도에서 건조 오븐을 통과하거나, 진공 하에서 또는 동결 건조 (lyophilization) 에 의해 선택적으로 건조된다. 그 다음에 샘플을 준비하기 위한 두 가지 대안적인 방법이 사용된다: 분말 (덩어리짐 효과 등) 을 전체적으로 관찰하기 위해 접착 테이프에서의 준비 및 입자의 특징 (크기, 형상, 표면 양태 등) 을 각각 설명하기 위한 현탁액에서의 준비.
접착 테이프의 준비시에, 금속 블록이 취해지고 양면 자기-접착 전도성 패치 또는 양면 자기 접착 전도성 테이프가 금속 블록의 상면에 위치된다. 스파츌라 (spatula) 를 이용하여, 샘플링 및 살포 동안에 정전기 효과에 유의하여, 시험될 분말이 이 표면에 살포된다. 양면 접착 테이프가 구비된 표면이 시험될 분말에 동일하게 적용될 수도 있다. 접착 테이프에 의해 유지되지 않는 잉여 분말은 블록을 톡톡 쳐서 제거되고, 상면은 단단한 면에서 수직으로 유지된다. 선택적으로, 불량하게 고정된 어떠한 입자도 제거하기 위해서 샘플은 건조 에어 스프레이로 가볍게 불어지고, 금속화가 실시된다.
현탁액을 준비하는데 흑연 블록이 사용된다. 흑연 블록은 에탄올로 세정되고, 표면은 연마 페이스트 (예를 들어 PIKAL) 로 연마된다. 대략 10 ㎤ 의 현탁액 (이 경우 에탄올) 이 비이커에 도입된다. 관찰될 분말이 점진적으로 첨가되고, 비이커는 초음파 탱크에 위치된다 (현탁액의 불투명도를 낮추기 위해). 초음파의 적용은 분말의 도입이 완료되면 계속된다. 그 다음에 몇 방울의 현탁액이 샘플링되어 흑연 블록에 위치된다. 마이크로피펫 또는 스파츌라를 사용하여 샘플링이 실시된다. 침전 현상을 피하기 위해서, 현택액의 교반을 멈추지 않고, 가능한 한 신속하게 샘플링이 실시된다. 그 다음에 선택적으로 블록을 적외선 램프 밑에 위치시켜서, 액체를 증발시킨다. 적층된 필름은 어떠한 축적도 보이지 않으면서 매우 미세해야 하고, 육안으로는 거의 보이지 않아야 한다. 그렇지 않으면, 샘플은 사용될 수 없다. 표면 위에서 불충분하게 유지된 잉여 분말이 블록을 톡톡 쳐서 제거되고, 상부면은 단단한 표면 위에서 수직으로 유지된다. 선택적으로, 불량하게 고정된 어떠한 입자도 제거하기 위해서 샘플은 건조 에어 스프레이로 가볍게 불어지고, 금속화가 실시된다.
금속화는 진공 하에서 용융 금속 (또는 탄소) 의 유동을 분사하여 실시된다. SEM 측정 자체가 당업자에게 알려진 종래 방식으로 실시된다.
실시예 3: 비 BET 표면적 의 측정 방법
상이한 분말의 비표면적이 이하와 같이 측정된다. 이하의 질량의 분말 샘플이 취해진다: 30 ㎡/g 을 초과하는 추정된 비표면적에 대해 0.1 ~ 0.2 g; 10 ~ 30 ㎡/g 의 추정된 비표면적에 대해 0.3 g; 3 ~ 10 ㎡/g 의 추정된 비표면적에 대해 1 g; 2 ~ 3 ㎡/g 의 추정된 비표면적에 대해 1.5 g; 1.5 ~ 2 ㎡/g 의 추정된 비표면적에 대해 2 g, 1 ~ 1.5 ㎡/g 의 추정된 비표면적에 대해 3 g.
샘플의 체적에 따라 3 ㎤ 또는 9 ㎤ 의 셀이 사용된다. 측정 셀 어셈블리의 무게를 잰다 (셀 + 유리 로드). 그 다음에 셀에 샘플이 추가된다: 제품은 셀의 개방부의 상부로부터 1 mm 미만이어서는 안된다. 어셈블리의 무게를 잰다 (셀 + 유리 로드 + 샘플). 측정 셀이 탈가스 유닛에 위치되고 샘플에서 가스가 제거된다. 탈가스 파라미터는 포틀랜드 시멘트, 석고, 포졸란에 대해 30 mim/45℃; 슬래그, 실리카흄, 비산회, 고알루미나 시멘트, 석회석에 대해서는 3 h/200℃ 이다. 탈가스 후에 셀이 스토퍼로 신속하게 폐쇄된다. 어셈블리의 무게를 재고 결과를 기록한다. 모든 무게 측정은 스토퍼 없이 실시된다. 샘플의 질량은 (셀 + 탈가스된 샘플의 질량) 으로부터 (셀의 질량) 을 뺌으로써 얻어진다.
그 다음에 측정 유닛에 샘플을 위치시킨 후에 샘플의 분석이 실시된다. 분석기는 Beckman Coulter SA 3100 이다. 측정은 주어진 온도에서 샘플에 의한 질소 흡착에 기초하고, 이 경우에 액체 질소의 온도는 즉 -196 ℃ 이다. 장치는 흡착물질이 포화 증기압에 있는 기준 셀의 압력 및 알려진 체적의 흡착물질이 주입되는 샘플 셀의 압력을 측정한다. 이들 측정치의 결과적인 곡선은 흡착 등온선이다. 측정 공정에서, 셀의 사공 (dead space) 을 아는 것이 필수적이다. 이에 따라 분석 전에 헬륨으로 이 체적의 측정이 실시된다.
미리 계산된 샘플의 질량이 파라미터로서 입력된다. 비 BET 표면적은 실험 곡선으로부터의 선형 회귀에 의한 소프트웨어에 의해 결정된다. 21.4 ㎡/g 의 비표면적을 갖는 실리카에서 10 번의 측정으로부터 얻어진 재현성 표준 편차는 0.07 이다. 0.9 ㎡/g 의 비표면적을 갖는 시멘트에서 10 번의 측정으로부터 얻어진 재현성 표준 편차가 0.02 이다. 기준 제품에서 매 2 주마다 제어가 실시된다. 일 년에 두 번, 제조자에 의해 공급되는 기준 알루미나로 제어가 실시된다.
실시예 4: 사용되는 원료
다음의 재료가 보다 특히 사용된다:
- 큰 입자 크기 범위: Cassis 10 ~20 골재 및 Cassis 6 ~ 10 골재 (공급자 Lafarge);
- 중간 입자 크기 범위: Honfleur 모래 (공급자 Lafarge);
- 시멘트: HTS CPA CEM1 52.5 PEMS Le Teil 시멘트: 0.84 ㎥/g BET 또는 St Pierre La Cour CPA CEM1 52.5 R 시멘트: 0.89 ㎥/g BET (공급자 Lafarge);
- 미립자 크기 범위: 비산회 (이하에서 FA 로도 나타냄) Sundance: 1.52 ㎡ /g BET (공급자 Lafarge), Superpozz: 1.96 ㎡/g BET (공급자 Lafarge) 또는 Cordemais: 4.14 ㎡/g BET (공급자 Surschiste); 석회석 분말 (이하에서 FC 로도 나타냄) Mikhart: 4.66 ㎥/g BET (공급자 Provencale SA) 또는 BL200: 0.7 ㎡/g BET (공급자 Omya);
- 초미립자 크기 범위: 실리카흄 (이하에서 SF 로도 나타냄) Elkem 971U; 21.52 ㎥/g BET.
사용되는 재료의 입자-크기 분포 프로파일 (200 ㎛ 미만의 평균 크기를 갖는 입자에 대해서는 레이저 입자-크기 분석 및 200 ㎛ 초과의 평균 크기를 갖는 입자의 경우에는 비디오 입자-크기 분석에 의해 결정됨) 이 도 1a ~ 1d 에 나타나 있고 재료를 별도의 입자 크기 범위로 나눈다.
다음의 혼합물에서, 혼합물 Premia 180 이 가소제 또는 초가소제로서도 사용된다.
실시예 5: 본 발명에 따른 콘크리트 제형
도 2 의 사진은 본 발명에 따른 건조 모르타르 및 표준 B25 형 건조 모르타르의 편리한 도식적 시각화를 제공한다. 시멘트의 비율은 본 발명에 따른 건조 모르타르에서 대략 80 % 만큼 감소되는 것이 관찰되고, 바인더 (시멘트, 미립자 및 초미립자 범위) 의 양은 표준 모르타르에 비해 본 발명에 따른 건조 모르타르에서 대략 40 % 더 크다. 물의 양이 감소되고, 새로운 초미립자 범위가 보인다.
이하의 공식은 비산회에 기초한, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 공식이다. 실시예 4 에 기재된 재료들이 사용된다. 각각의 숫자는 1 ㎥ 의 콘크 리트를 준비하기 위해 사용된 질량 (㎏) 에 대응한다.
Figure 112008079170309-PCT00001
Figure 112008079170309-PCT00002
Figure 112008079170309-PCT00003
Figure 112008079170309-PCT00004
Figure 112008079170309-PCT00005
Figure 112008079170309-PCT00006
Figure 112008079170309-PCT00007
Figure 112008079170309-PCT00008
이하의 제형들은 석회석 분말 또는 석회석 필러에 기초한, 본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 제형이다.
Figure 112008079170309-PCT00009
Figure 112008079170309-PCT00010
Figure 112008079170309-PCT00011
실시예 6: 본 발명에 따른 콘크리트의 성능
본 발명에 따른 콘크리트의 성능이 이하의 관점에서 평가된다.
- 압축 강도. 압축 강도는 직경이 70, 110 또는 160 mm 이고 세장비 (slenderness ratio) 가 2 인 원통형 시험 시편을 제조하고, 세장비를 NF P18-406 표준에 따라 조정한 후에, 파괴될 때까지 시편에 하중을 가하여 측정된다. 하중과 관련하여, 프로토콜은 2 또는 3 층의 셀로판 테이프로 각각의 샘플을 둘러싸 고, 1 MPa/s 의 힘 제어를 위해 구성된 센터링 템플레이트 (기준 NF P18-411 및 412 에 따르는 3000 kN 의 힘 제어 용량을 갖는 기계적 시험 기계) 를 이용하여 프레스의 하부판에 중심맞춤시키며, NF P18-406 표준에 따라 파괴할 때까지 하중을 가하고 그리고 파괴 시점의 하중값을 기록하는 것을 포함한다. 그 다음에 힘은 시험 시편의 단면으로 힘을 나누어 강도값을 구한다.
- 수축. 수축은 4×4×16 또는 7×7×28× 또는 10×10×40 치수 (cm) 를 갖는 각주형 몰드를 이용하는 NF P 196-1 표준에 따라 제조된 시험 시편에서 측정된다. 시험 시편과의 선형 접촉을 갖는 두 개의 지지부에 시험 시편을 수평으로 배열함으로써 균일한 건조가 보장된다. NF P 15-433 표준에 따른 측정 페그 (peg) 가 각각의 시험 시편에 연결된다. 시험 시편이 몰드로부터 제거된 후에, 리트랙토미터 (retractometer) 를 이용하여 측정이 실시된다 (초기에는, 그 다음엔 각각의 선택된 시간에). 실험의 전체 기간 동안에, 시험 시편이 저장되는 룸은 20 ℃ ± 2 ℃ 의 온도 및 50 % ± 5 % 의 상대 습도에서 유지된다.
- 내구성 (물 공극률 및 가스 투과성의 측정). 가스 투과성은 AFGC 시험 또는 Association Francaise de Genie Civil (Scientific and Technical Document, 2004: "Conception des betons pour une duration de vie donnee des ouvrages")[≪Design of concrete for a given structure's service life≫ 참조] 에 따라 평가된다.
이들 성능은 때때로 이하의 조성을 갖는 표준 B25 콘크리트 (제어) 의 성능과 비교된다:
Figure 112008079170309-PCT00012
제어 콘크리트로서 선택된 콘크리트는 표준 B25 에 비해 특별히 고성능을 갖는다는 것을 주의해야 한다. 이에 따라 이 제어 콘크리트보다 약간 더 낮은 성능을 갖는 콘크리트가 전체적으로 만족스럽다고 평가될 수도 있다.
압축 강도 측정의 결과가 이하의 표 1 에 도시되어 있다: 특히 실시예 5 에 있는 제형 중 다양한 제형이 16 시간 후에 4 MPa 이상 및 28 일 후에 25 또는 30 MPa 이상의 압축 강도를 얻을 수 있도록 해준다.
Figure 112008079170309-PCT00013
(1) 70 mm 의 직경을 갖고, 세장비 계수가 2 인 시험 시편에서 실시된 실험;
(2) 110 mm 의 직경을 갖고, 세장비 계수가 2 인 시험 시편에서 실시된 실험.
제어 콘크리트는 직경이 110 mm 이고 세장비 계수가 2 인 시험 시편에서 시험된다.
더 긴 기간 동안 특정 샘플의 압축 강도를 관찰하기 위해서, 시멘트의 다른 배치에서 다른 별도의 실험이 실시된다. 결과가 표 2 에 주어지고, 시간이 흐르면서, 특정 제형이 매우 양질의 B25 콘크리트와 유사하거나, 또는 더 양호한 기계적 강도를 얻는다는 것을 알 수 있다.
Figure 112008079170309-PCT00014
제어 B25 콘크리트의 수축과 본 발명에 따른 콘크리트의 수축을 비교하는 실험이 도 3 에 따르는 결과를 주었다. 제형 FA2(x) 는 표준 제형에 비해 2 주가 넘어도 덜 수축되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 이 유형의 콘크리트는 수평의 경우 또는 대규모 건설에 적절한 것으로 보인다.
내구성 연구와 관련하여, 본 발명에 따라 제형화된 콘크리트의 물리적 특성이 낮은 물 공극률 (혼합 후 하루에, 콘크리트 제형 FA2 의 경우 대략 10 %, 보통의 B25 콘크리트의 경우에는 대략 17 %, 그리고 혼합 후 28 일에는 각각 8 % 및 14 %) 및 낮은 가스 투과성 (혼합 후 28 일에, 제형 FA2 의 콘크리트의 경우 대략 5 × 10-16 ㎡ 인 반면 표준 B25 콘크리트의 경우는 1.1 × 10-15 ㎡) 으로 인해 표준 B25 콘크리트의 물리적 특성보다 더 유리하다. 내식성 시험 결과, 보통의 B25 콘크리트에 비해 거동이 더 우수하다는 것으로 나타났다.

Claims (37)

  1. 질량비로서,
    - 0.4 ~ 4 %, 바람직하게는 0.8 ~ 1.7 % 이고, 1 ㎛ 미만의 D90 을 갖고/갖거나 6 ㎡/g 초과의 비 BET 표면적을 갖는 입자를 포함하는 초미립자 크기 범위의 재료;
    - 1 ~ 6 %, 바람직하게는 2 ~ 5 % 의 포틀랜드 시멘트;
    - 8 ~ 25 %, 바람직하게는 12 ~ 21 % 이고 D10 및 D90 이 1 ㎛ ~ 100 ㎛ 이고 비 BET 표면적이 5 ㎡/g 미만인 입자를 포함하는 상기 시멘트와 다른 미립자 크기 범위의 재료;
    - 25 ~ 50 %, 바람직하게는 30 ~ 42 % 이고, D10 및 D90 이 100 ㎛ ~ 5 mm 인 입자를 포함하는 중간 입자 크기 범위의 재료; 및
    - 25 ~ 55 %, 바람직하게는 35 ~ 47 % 이고, D10 이 5 mm 초과인 입자를 포함하는 큰 입자 크기 범위의 재료를 포함하는 혼합물.
  2. - 포틀랜드 시멘트;
    - 제 1 항에 기재된 미립자 크기 범위; 및
    - 제 1 항에 기재된 초미립자 크기 범위를 포함하는 바인더 프리믹스로서,
    상기 프리믹스의 포틀랜드 시멘트의 질량비는 50 % 미만이고, 바람직하게는 5 ~ 35 %, 보다 바람직하게는 10 ~ 25 % 인 바인더 프리믹스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프리믹스에서 초미립자 크기 범위의 질량비는 2 ~ 20 %, 바람직하게는 5 ~ 10 % 인 바인더 프리믹스.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 질량비로서,
    - 5 ~ 35 %, 바람직하게는 10 ~ 25 % 의 포틀랜드 시멘트;
    - 60 ~ 90 %, 바람직하게는 65 ~ 85 % 의 미립자 크기 범위의 재료;
    - 2 ~ 20 %, 바람직하게는 5 ~ 10 % 의 초미립자 크기 범위의 재료를 포함하는 바인더 프리믹스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 초미립자 크기 범위는 실리카흄, 석회석 분말, 침강 실리카, 침강 탄산염, 파이로제네이티드 실리카 (pyrogenated silica), 천연 포졸란, 부석, 연마된 비산회, 연마된 수화 또는 탄산 실리카질 수경성 바인더, 및 이들의 혼합물 또는 혼합물의 공동 연마물을 포함하는 군 중에서 선택된 재료를 건조 형태 또는 수성 현탁액에서 포함하는 혼합물 또는 바인더 프리믹스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합물 (포틀랜드 시멘트 및 미립자 크기 범위) 은
    - D10 및 D90 이 1 ~ 10 ㎛ 인 입자를 포함하는 제 1 입자 크기 서브 범위; 및
    - D10 및 D90 이 10 ~ 100 ㎛ 인 입자를 포함하는 제 2 입자 크기 서브 범위를 포함하고,
    제 1 입자 크기 서브 범위는 포틀랜드 시멘트를 포함하는 혼합물 또는 바인더 프리믹스.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물 (포틀랜드 시멘트 및 미립자 크기 범위) 은 D10 및 D90 이 1 ~ 20 ㎛ 인 입자를 포함하는 혼합물 또는 바인더 프리믹스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 크기 범위는 비산회, 포졸란, 석회석 분말, 실리카질 분말, 석회, 황산칼슘, 슬래그 중에서 선택된 1 종 이상의 재료를 포함하는 혼합물 또는 바인더 프리믹스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 포틀랜드 시멘트 및 비산회; 또는
    - 포틀랜드 시멘트 및 석회석 분말; 또는
    - 포틀랜드 시멘트 및 슬래그; 또는
    - 포틀랜드 시멘트, 비산회 및 석회석 분말; 또는
    - 포틀랜드 시멘트, 비산회 및 슬래그; 또는
    - 포틀랜드 시멘트, 석회석 분말 및 슬래그; 또는
    - 포틀랜드 시멘트, 비산회, 석회석 분말 및 슬래그를 포함하는 혼합물 또는 프리믹스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 포틀랜드 시멘트 및 비산회를 포함하고 슬래그는 포함하지 않는 혼합물 또는 프리믹스.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 포틀랜드 시멘트 및 슬래그를 포함하고 비산회는 포함하지 않는 혼합물 또는 프리믹스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 가소제,
    - 선택적으로 촉진제 및/또는 공기 함유제 및/또는 증점제 및/또는 지연제를 포함하는 혼합물 또는 프리믹스.
  13. 제 12 항에 있어서, 가소제의 비율은 바인더 프리믹스의 질량에 대한 가소제의 건조 추출물의 질량비로서 표현하여 0.05 ~ 3 %, 바람직하게는 0.2 ~ 0.5 % 인 바인더 프리믹스.
  14. - 제 2 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 바인더 프리믹스;
    - 제 1 항에 기재된 중간 입자 크기 범위; 및
    - 제 1 항에 기재된 큰 입자 크기 범위를 포함하는 혼합물.
  15. 제 14 항에 있어서, 질량비로서,
    - 10 ~ 35 %, 바람직하게는 15 ~ 25% 의 바인더 프리믹스;
    - 25 ~ 50 %, 바람직하게는 30 ~ 42 % 의 중간 입자 크기 범위의 재료;
    - 25 ~ 55 %, 바람직하게는 35 ~ 47 % 의 큰 입자 크기 범위의 재료를 포함하는 혼합물.
  16. 제 1 항, 제 5 항 내지 제 12 항, 제 14 항 또는 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 중간 입자 크기 범위는 모래 및/또는 세사를 포함하고,
    - 큰 입자 크기 범위는 골재 및/또는 자갈 및/또는 조약돌 및/또는 잔자갈을 포함하는 혼합물.
  17. 제 1 항, 제 5 항 내지 제 12 항, 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 바인더에 의한 스켈리턴의 간격 계수가 0.5 ~ 1.3, 바람직하게는 0.7 ~ 1.0 인 혼합물.
  18. 물과 혼합되고 제 1 항, 제 5 항 내지 제 12 항, 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 혼합물을 포함하는 습식 콘크리트의 조성물.
  19. - 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 초미립자 입자 크기 범위의 재료;
    - 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 의 포틀랜드 시멘트;
    - 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 미립자 크기 범위의 재료;
    - 600 ~ 1200 ㎏/㎥, 바람직하게는 700 ~ 1000 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료;
    - 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료; 및
    - 선택적으로, 가소제를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 촉진제 및/또는 공기 함유제 및/또는 증점제 및/또는 지연제를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, W 는 물의 양을 나타내고 C 는 포틀랜드 시멘트의 양을 나타낼 때, W/C 비가 1 ~ 2.5, 바람직하게는 1.3 ~ 1.5 인 습식 콘크리트의 조성물.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, W 는 물의 양을 나타내고 B 는 혼합물 내 재료 (포틀랜드 시멘트 및 미립자 크기 범위) 의 양을 나타낼 때, W/B 비가 0.1 ~ 0.45, 바람직하게는 0.18 ~ 0.2 인 습식 콘크리트의 조성물.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 60 ~ 180 ℓ/㎥, 바람직하게는 80 ~ 150 ℓ/㎥, 보다 바람직하게는 95 ~ 135 ℓ/㎥ 의 물을 포함하는 습식 콘크리트의 조성물.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 셀프-플레이싱 (self-placing) 콘크리트인 습식 콘크리트의 조성물.
  25. 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 경화 콘크리트의 물품.
  26. - 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 초미립자 크기 범위의 재료;
    - 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 인 포틀랜드 시멘트의 양에 대응하는 양의 포틀랜드 시멘트 수화물;
    - 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 미 립자 크기 범위의 재료;
    - 600 ~ 1200 ㎏/㎥, 바람직하게는 700 ~ 1000 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료;
    - 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료를 포함하는 경화 콘크리트의 물품.
  27. 제 26 항에 있어서, 바인더에 의한 스켈리턴의 간격 계수는 0.5 ~ 1.3, 바람직하게는 0.7 ~ 1.0 인 경화 콘크리트의 물품.
  28. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 80 일 후에, 400 ㎛/m 미만, 바람직하게는 200 ㎛/m 미만의 수축을 갖는 경화 콘크리트의 물품.
  29. 제 1 항, 제 5 항 내지 제 12 항, 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 혼합물을 물과 혼합하는 단계를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  30. 제 2 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 바인더 프리믹스와, 제 1 항에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료, 제 1 항에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료 및 물을 혼합하는 단계를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 사용되는 포틀랜드 시멘트의 양이 150 ㎏/㎥ 미만, 바람직하게는 120 ㎏/㎥ 미만이고, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 인 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  32. - 10 ~ 100 ㎏/㎥, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 초미립자 크기 범위의 재료;
    - 25 ~ 150 ㎏/㎥, 바람직하게는 50 ~ 120 ㎏/㎥, 보다 바람직하게는 60 ~ 105 ㎏/㎥ 의 포틀랜드 시멘트;
    - 200 ~ 600 ㎏/㎥, 바람직하게는 300 ~ 500 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 미립자 크기 범위의 재료;
    - 600 ~ 1200 ㎏/㎥, 바람지하게는 700 ~ 1000 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 중간 입자 크기 범위의 재료;
    - 600 ~ 1300 ㎏/㎥, 바람직하게는 800 ~ 1100 ㎏/㎥ 의 제 1 항에 기재된 큰 입자 크기 범위의 재료; 및
    - 선택적으로, 가소제 및/또는 촉진제 및/또는 공기 함유제 및/또는 증점제 및/또는 지연제와;
    - 물을 혼합하는 단계를 포함하는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  33. 제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, W 는 물의 양을 나타내고 C 는 포틀랜드 시멘트의 양을 나타낼 때, 상기 혼합은 1 ~ 2.5, 바람직하게는 1.3 ~ 1.5 인 W/C 비로 실시되는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  34. 제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, W 는 물의 양을 나타내고 B 는 혼합물 (포틀랜드 시멘트와 미립자 크기 범위) 의 재료의 양을 나타낼 때, 상기 혼합은 0.1 ~ 0.45, 바람직하게는 0.18 ~ 0.32 인 W/B 비로 실시되는 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  35. 제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 물의 양은 60 ~ 180 ℓ/㎥, 바람직하게는 80 ~ 150 ℓ/㎥, 보다 바람직하게는 95 ~ 135 ℓ/㎥ 인 습식 콘크리트의 조성물의 준비 공정.
  36. 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 습식 콘크리트의 조성물을 주조하는 단계를 포함하는 주조 습식 콘크리트의 준비 공정.
  37. 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 습식 콘크리트의 조성물을 경화하는 단계를 포함하는 콘크리트의 물품의 제조 공정.
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