KR20090094096A - 구조 요소 및 생산 방법 - Google Patents

구조 요소 및 생산 방법

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KR20090094096A
KR20090094096A KR1020097012598A KR20097012598A KR20090094096A KR 20090094096 A KR20090094096 A KR 20090094096A KR 1020097012598 A KR1020097012598 A KR 1020097012598A KR 20097012598 A KR20097012598 A KR 20097012598A KR 20090094096 A KR20090094096 A KR 20090094096A
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질 샹빌라
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라파르쥐
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Abstract

본 발명은 구조 요소 (10) 의 생산 공정에 관한 것으로, 적어도 2 개의 콘크리트 유닛 (12) 이 접착에 의해 조립되며, 이 콘크리트의 압축 강도는 80 MPa 보다 크다.
공정은 구조 요소의 생산을 위한 미리 공지된 공정에 대한 대안을 제시한다.
본 발명은 구조 요소에도 관한 것이다.

Description

구조 요소 및 생산 방법{PRODUCTION METHOD AND STRUCTURAL ELEMENT}
본 발명은 구조 요소 및 생산 공정에 관한 것이다.
볼트로 함께 조여져 조립된 금속부를 포함할 수 있는 구조 요소가 존재하며 또한, 접착되어 함께 조립된 나무 부분들을 포함할 수 있는 구조 요소가 존재한다. 2005 년 7 월에 의 <<Structural response of slabs combining Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concretes (UHPFRC) and reinforced concrete>> 의 문헌은 초 고성능 섬유화 콘크리트의 유닛을 구조의 손상된 전형적인 콘크리트에 접착함으로써 전형적인 콘크리트 구조의 수리에 대한 2003 년 Alaee 와 Karihaloo 의 작업을 언급한다.
다른 유형의 구조 요소와 구조 요소의 생산에 대한 공정이 필요하다.
기술적 문제점은 높은 응력을 견디는 구조용 구조 요소를 제조하는 것을 목표로 한다. 본 출원인은 놀랍게도 그러한 구조 요소를 콘크리트 부분들을 접착함으로써 제조할 수 있다는 것을 알게 되었다.
도 1 은 구조 요소의 실시예이다.
도 2 는 구조 요소의 다른 실시예이다.
도 3 은 구조 요소내의 경계면의 실시예이다.
본 발명은, 콘크리트의 적어도 2 개의 유닛이 접착되어 조립되며 콘크리트의 압축 강도가 80 MPa 보다 큰 구조 요소의 생산 공정에 관한 것이다.
변형예에 따르면, 콘크리트의 압축 강도는 90 MPa 보다 크고, 바람직하게는 100 MPa 보다 크다.
변형예에 따르면, 공정은 유닛들을 접착하기 전에 적어도 1 개의 유닛을 편평하게 제조하는 단계를 포함한다.
변형예에 따르면, 공정은 적어도 하나의 유닛의 열 처리 단계를 포함한다.
변형예에 따르면, 유닛의 마주보는 양면이 서로 접착되는데, 이 공정은 적어도 하나의 유닛의 적어도 한 측면의 처리 단계를 포함한다.
변형예에 따르면, 적어도 하나의 유닛의 적어도 한 측면의 처리 단계는 유닛 제조 후에 샌드 블라스팅, 그릿 블라스팅 또는 억제제를 가한 후의 세척에 의해 수행된다.
변형예에 따르면, 공정은 적어도 하나의 유닛의 외부 보강재 또는 내부 보강제에 의한 구조 요소의 보강 단계를 포함한다.
변형예에 따르면, 콘크리트는 극 고성능 콘크리트이다.
변형예에 따르면, 콘크리트는 초 고성능 콘크리트이다.
변형예에 따르면, 콘크리트는 섬유를 포함한다.
변형예에 따르면, 사용되는 콘크리트는 이하에 설명될 것이다.
본 발명은 적어도 2 개의 접착된 콘크리트 유닛을 포함하는 구조 요소에도 관한 것이며, 콘크리트의 압축 강도는 80 MPa 보다 크다.
변형예에 따르면, 콘크리트의 압축 강도는 90 MPa 보다 크고, 바람직하게는 100 MPa 보다 크다.
변형예에 따르면, 콘크리트는 극 고성능 콘크리트이다.
변형예에 따르면, 콘크리트는 초 고성능 콘크리트이다.
변형예에 따르면, 콘크리트는 섬유를 포함한다.
변형예에 따르면, 섬유는 금속성 재료, 무기질 재료, 또는 유기질 재료를 포함하는 그룹에서 선택된 재료로 이루어져 있다.
변형예에 따르면, 접착제는 구조용 접착제이다.
변형예에 따르면, 유닛은 내부 보강재 또는 외부 보강재를 포함한다.
변형예에 따르면, 유닛 사이의 경계면은 단면에서 파선이다.
변형예에 따르면, 설명하는 요소는 위에서 설명한 공정에 따라 얻어진다.
변형예에 따르면, 사용되는 콘크리트는 이하 더 설명한다.
본 발명은 또한 전술한 공정에 의해 얻어진 구조 요소에도 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은, 실시예를 위한 그리고 도면을 참조하는 본 발명의 실시형태에 이어 설명부를 통해 드러날 것이다.
본 발명은 구조 요소의 생산 공정에 관한 것이며, 이 공정에서는 적어도 2 개의 콘크리트 유닛이 접착됨으로써 조립되고, 이 콘크리트의 압축 강도는 80 MPa 보다 크다. 이 공정은 이미 공지된 생산 공정에 대한 대안을 제시한다. 이 공정은 특히, 간단하게 생산할 수 있는 단일 모듈로부터 구조 요소를 더 쉽게 제조할 수 있게 한다. 또한, 80 MPa 보다 큰 강도를 갖는 콘크리트를 사용함으로써 그 자체의 중량이 더 작은 유닛이 제조될 수 있으며, 이는 접착제의 영구 응력을 감소시킬 수 있고 따라서, 구조 요소의 강도는 종래의 콘크리트의 강도보다 더 양호하다.
도 1 은 구조 요소 (10) 를 도시한다. 요소 (10) 는 조인트 접착제 (13) 로 함께 접착되는 적어도 2 개의 유닛 (12) 을 포함한다. 유닛 (12) 은 압축 강도가 80 MPa 보다 큰 콘크리트로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들면 이 콘크리트는 이하 더 정의할 극 고성능 콘크리트이거나 초 고성능 섬유 콘크리트이다. 유닛 (12) 은 용이하게 취할 수 있는 형상을 가지므로, 요소 (10) 는 쉽게 얻어진다. 실제로, 유닛 (12) 은 단순한 기하학적 형상을 가져 각각의 구조가 용이해지는데, 거푸집에 의해 쉽게 건축될 수 있도록 유닛 (12) 은 예를 들어 평행 6 면체이다.
구조 건축시 사용되는 조립체는 구조 요소에 의해 이해된다. 구조 요소는 빔 (beam) 일 수 있다는 것이 주목할 만하다. 구조 요소는 장식 요소일 수 있으며, 또는 특정한 기능을 갖는 콘크리트에서의 자유 기립 (free-standing) 요소일 수도 있다. 구조 요소는 유닛이라고 불리는 모듈들을 접착한 조립체이다. 이 유닛들은 개별적으로 제조될 수 있다. 구조 요소는 일반적으로 매우 상당한 응력을 받는다.
요소 (10) 는 서로 접착되어 있는 2 개 이상의 유닛 (12) 을 포함할 수 있다. 구조 요소 (10) 에 의해 유지되는 응력은, 유닛이 접착됨으로써 일 유닛에서 타 유닛으로 전달될 수 있다. 유닛들 사이를 접착함으로써 조립체는, 전단에 의해 작용 받는 인장 또는 압축 응력을 접착 조인트에 의해 전달할 수 있다. 그러므로, 접착으로 인해 일 유닛에서 타 유닛으로 연속된 응력 전달이 보장된다. 도 1 에서, 요소 (10) 는 121, 122, 123, 124 로 표시되는 4 개의 유닛 (12) 을 포함한다. 요소 (10) 는 예를 들어 빔이며, 도 1 에는 횡단면이 도시되어 있다. 유닛 (12) 은 복수개의 면을 갖는 평행 6 면체일 수 있으며, 이 유닛은 그 면들 중 하나의 면을 따라서 함께 접착되어 있다. 유닛 (12) 은 다른 단일 유닛 (12) 에 부분적으로 접착되는 적어도 하나의 면을 갖는다. 또한, 유닛 (12) 은 다른 유닛 (12) 에 부분적으로 접착되는 복수개의 면을 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 1 에서 유닛 121 은 유닛 122 쪽을 향하는 일 면을 포함하고, 이 유닛 121 의 그 면은 유닛 122 에 부분적으로 접착된다. 유닛 122 의 면들 중 2 개의 면이 유닛 121 및 유닛 123 에 각각 접착된다. 유닛 121 과 유닛 123 은 유닛 124 에 접착제에 의해 조립되고, 특히, 유닛 121 과 유닛 123 은 유닛 124 에 오목 끼워맞춤에 의해 부착된다. 유닛 124 의 면 중 일 면에 2 개의 홈이 형성되어 있고, 유닛 121 과 유닛 123 은 이 홈들에 삽입되어 접착된다.
사용되는 접착제 (13) 는 예를 들어 구조용 접착제 (주목할 만하게, 에폭시, 폴리우레탄, 또는 무기질 바인더, 예를 들면 고성능 또는 초 고성능 콘크리트) 이다. 바람직하게는 무기질 바인더계의 접착제를 사용한다. 변형예에 따르면, 바람직하게는 에폭시 접착제를 사용한다. 구조용 접착제는 구조적 조인트를 만들 수 있는 충분한 강도를 갖는다. 구조용 접착제로 접착된 조립체는 상당히 큰 응력을 지지할 수 있다. 유닛에 대한 접착제의 고정성을 향상시키는 프라이머를 유닛과 접착제 사이에 미리 사용할 수도 있다.
구조 요소의 생산 공정은, 유닛을 접착하는 단계를 포함하며, 이 단계는 2 개의 유닛 중 적어도 하나의 유닛의 면에 접착제를 가함으로써 수행된다. 접착될 유닛의 2 개의 면 중 하나의 면에 접착제 (그리고 필요시 프라이머) 를 가할 수도 있으며, 바람직하게는 접착될 유닛의 2 개의 면에 접착제 (그리고 필요시 프라이머) 를 가한다. 그리고 나서, 2 개의 유닛은 서로에 대하여 가압된다. 예를 들어, 이 유닛들 중의 하나의 유닛은 다른 유닛에 유리하게 접착될 수 있도록 무중력상태로 배치된다. 대안으로, 유닛을 수직방향으로 조립할 수 있으며 그리고 나서 수평방향의 압력이 가해진다. 이 두 경우에, 과잉 접착제 모두를 제거하기 위해 압력이 가해진다. 이점은, 다루기 쉬운 작은 크기의 유닛을 조립할 수 있기 때문에 조립이 쉽다는 것이다. 실제로, 80 MPa 보다 큰 강도를 갖는 콘크리트를 사용함으로써 유닛의 체적이 감소될 수 있으며 이로써 유닛의 중량이 줄어들고, 이로써 이 유닛을 들어올리는 수단 없이도 다룰 수 있게 된다. 이러한 점은, 압축 강도가 20 MPa ~ 40 MPa 이며 보강재를 꼭 제공해야 하는 종래의 콘크리트 보다 더 유리한 점인데, 그 이유는 종래의 콘크리트를 사용하게 되면 더 큰 체적 및 중량을 발생시키고 이로써 이러한 콘크리트를 다루는 것은 더 힘들기 때문이다. 또, 상기 공정은 구조 요소를 국부적으로 강화시킬 수 있다. 실제로, 이 공정은 구조 요소의 주어진 위치에서 보충 유닛들이 인접해 있을 수 있게 한다. 예를 들어, 도 1 에서 유닛 124 은 보충 유닛을 접착함으로써 국부적으로 보강될 수 있다. 따라서, 응력이 큰 위치에서의 구조 요소를 얇게 할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 구조 요소를 위한 복잡한 거푸집을 꼭 필요로 하지 않고서 간단한 방식으로 구조 요소의 두께를 변화시킬 수 있다. 이로써, 최종 구조 요소의 형상이 최적화될 수 있다는 이점이 제공된다.
또, 공정은, 유닛을 접착하기 전에, 적어도 하나의 콘크리트 유닛을 편평하게 제조하는 단계를 더 포함한다. 콘크리트가 섬유화된 경우에, 평면에서 섬유는 똑바로 뻗은 방향을 가질 수 있게 되는데, 이러한 점은 접착에 의해 조립되는 구조 요소를 설계할 때 유리한 점일 수 있다. 예를 들어, 도 1 에서 섬유는 유닛 124 의 수평방향 평면을 향하고 이로써 유닛 124 의 휨 강도는 증가한다. 바람직한 섬유의 방향은 섬유화 콘크리트 혼합 설계인 유닛의 형상과 주입하는 적합한 모드를 조정함으로써 얻어진다. 길이 방향으로 유동하는 혼합물과 함께 얇은 요소를 편평하게 주입함으로써, 섬유는 그 자신들을 평면상에 위치시키고 이로써, 직선 방향을 가질 것이다. 동일하게, 큰 치수를 갖는 유닛을 제조할 수 있으며 이 유닛은 필요에 따라 작은 크기로 주문받은 유닛으로 절단될 수 있다. 이렇게 하면, 예를 들면 특정한 위치에서 큰 크기를 갖는 유닛을 제조하고 나서 이를 필요한 치수에 따라 작은 크기의 유닛으로 절단하여 쉽게 운반할 수 있다. 이 유닛은 다른 방법으로도 제작될 수 있는데, 예를 들면 어떠한 위치에서 폐쇄 몰드안에 주입함으로써 또는 압출함으로써 유닛이 제작될 수 있다.
공정은 적어도 하나의 유닛의 열 처리 단계를 포함할 수 있다. 이 단계는 바인더의 수화 메카니즘을 촉진시키며 결과적으로 재료의 수축을 안정시킨다는 이점을 제공한다. 따라서, 유닛은 신속하게 최종 치수를 얻고, 이로써 접착에 의한 구조 요소의 생산이 촉진될 수 있다. 이로써, 콘크리트에 대한 고유 특성인 변형이 지연되고 제한되어 발생된 응력의 효과로 접착제 조인트가 마모되고 손상을 입게 되는 것이 기피될 수 있다.
또, 공정은, 접착 전에, 접착될 적어도 하나의 유닛의 적어도 하나의 면의 처리 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 접착될 유닛의 마주보는 면들이 처리된다. 이 처리는 유닛으로의 접착제의 접착성을 향상시킬 수 있으며, 실제로 표면 처리는 유닛의 몰딩에 의해 형성되는 스킨 층을 제거함으로써 표면 상태를 개선할 수 있다. 이 처리는 유닛이 거푸집을 벗어나는 때에 나타나는 매끈한 표면에 접착제가 가해지는 것을 기피할 수 있게 하며, 이 처리는 접착제가 가해지는 표면을 더 거칠게 만들 수 있게 하는 처리이다. 처리는 실시예를 통해 그릿 블라스팅 또는 샌드 블라스팅에 의해 수행된다. 샌드 블라스팅의 이점은 유닛의 처리된 표면의 편평도가 더 양호하게 유지된다는 점이며, 그리고 그릿 블라스팅의 이점은 더 거친 표면을 얻을 수 있다는 점이다. 유닛 생산시 수화 억제제를 사용할 수도 있다. 이 억제제는 접착될 표면에 상응하는 제 위치에서 몰드에 확산된다. 유닛의 거푸집 제거 이후에, 고압 용수 제트로 세정되면 몰딩된 표면층이 제거될 수 있으며 양호한 접착을 위한 충분한 조도를 얻을 수 있다.
하나 이상의 유닛은 보강재 (16) 를 포함할 수 있다. 이렇게 함으로써 유닛의 강도를 향상시키며, 이로써 구조 요소의 강도를 향상시킨다. 보강재 (16) 는 금속물 (금속성 보강재) 또는 합성물 (에폭시로 코팅된 유리 섬유, 탄소 섬유) 일 수 있다. 보강재 (16) 는 적어도 하나의 유닛에 대해 내부 보강재일 수 있다. 유닛내에 일체화된 보강재 (16) 는 비활성 또는 활성 (예비 장력에 의한 예압에 의해) 일 수 있다. 또, 보강재 (16) 는 적어도 하나의 유닛에 대해 외부 보강재일 수 있다. 이 경우에는, 접착하여 조립할 때 콘크리트의 외부 보강재를 삽입함으로써 구조 요소를 보강시킬 수 있다. 이로써 금속성 또는 합성 플레이트가 접착될 수 있다. 또한, 콘크리트 유닛을 접착한 후에 외부 보강재 (16) 가 부가될 수 있다. 접착된 구조 요소 (생산시 유닛의 외부 또는 그 유닛의 구멍) 를 따라서 후 장력에 의한 예압 케이블이 길이방향으로 삽입될 수 있다.
콘크리트는 섬유를 포함할 수 있다. 콘크리트에 사용되는 섬유는 금속성, 유기질 또는 무기질 섬유일 수 있다. 섬유는 특히 콘크리트의 두께가 작을 때, 콘크리트와 연속 보강재 사이의 응력 전달을 향상시킨다. 사용되는 섬유의 특성은 각각의 섬유에 대하여 기대하는 성능에 따라 서로 상이할 수 있다. 다른 종류의 섬유 혼합물이 가능하다.
조립시, 최종 구조에 존재하는 기계적 응력에 따라 구조 요소에 가변수의 유닛을 배치시킬 수 있다.
도 2 는 구조 요소 (10) 의 실시형태의 다른 실시예를 보여준다. 요소 (10) 는 작은 치수를 갖는 유닛으로부터 얻어지는 빔의 다른 실시예이다. 요소 (10) 는 유닛 (121, 122, 123, 124, 125, 126) 을 포함한다. 유닛 124, 125, 126 은 예를 들어 유닛 121, 122, 123 의 두께보다 얇다. 유닛 121, 122, 123 은 접착 조인트 (13) 에 의해 함께 접착된다. 유닛 124, 125, 126 은 또한 접착 조인트 (13) 에 의해 함께 접착되지만, 접착 조인트 (13) 에 의해 유닛 121, 122, 123 에 동일하게 접착된다. 바람직하게는, 유닛 121, 122, 123 사이의 접착 조인트 (13) 는 유닛 124, 125, 126 사이의 접착 조인트 (13) 에 대하여 오프셋되어 있다. 이로써, 유닛 121, 122, 123 사이의 접착 영역을 강화시킬 수 있다. 유닛 121, 122, 123 은 예를 들어 작은 길이의 단일 유닛을 갖는 특정한 길이를 갖는 빔을 만들 수 있게 하며, 이로써 빔의 축조가 용이해진다. 유닛 124, 125, 126 은 유닛 121, 122, 123 으로 구성된 빔을 강화시키고 강성률을 향상시키며, 유닛 124, 125, 126 을 사용함으로써 빔에 쉽게 접착될 수 있게 되는데, 그 이유는 유닛 124, 125, 126 은 접착시 더 다루기 쉽기 때문이다. 또, 보강제 (16) 가 하나 또는 복수개의 유닛에 설치될 수 있다.
유닛은 80 MPa 이상의 압축 강도를 갖는 콘크리트로 이루어진다. 바람직하게는 압축 강도는 90 MPa 보다 크며, 유리하게는 100 MPa 보다 크다. 콘크리트는 예를 들어 극 고성능 콘크리트 (약자로 VHPC) 이다. 유닛 (12) 은 초 고성능 콘크리트, 특히 초 고성능 섬유화 콘크리트 (약자로 UHPFC) 로 이루어질 수 있다. 유닛 (12) 은 예를 들어 적어도 2 cm 두께, 바람직하게는 2 cm ~ 10 cm 두께, 바람직하게는 2 cm ~ 4 cm 두께일 수 있다. 이로써, 보강재가 삽입될 수 있으며 그 후 유닛의 내부 표면에 최대한 가깝게 배치될 수 있게 된다. 이로써, 주입시 섬유의 직교 방향을 조력할 수 있게 된다.
초 고성능 콘크리트는 이하에서 설명하는 바와 같이 시멘트 메트릭스를 포함한다. 그 콘크리트의 압축 강도는 80 MPa 보다 크고, 바람직하게는 90 MPa 보다 크며, 유리하게는 100 MPa 보다 크다.
초 고성능 섬유화 콘크리트는 이하에 설명되는 바와 같이 섬유를 포함하는 시멘트 메트릭스를 갖는 콘크리트이다. 문헌 및 으로부터 을 참조로 한다. 이러한 콘크리트의 압축 강도는 120 MPa 초과, 일반적으로 150 Mpa 초과이다. 섬유는 금속성, 유기질 또는 이들의 혼합물이다. 바인더의 적량은 크다 (W/C 는 낮은데, 일반적으로 W/C 는 최대 대략 0.3 이다).
시멘트 메트릭스는 일반적으로 시멘트 (포틀랜드), 포졸란 반응 원소 (주목할 만하게는 실리카 퓸 (silica fume)) 및 고운 모래를 포함한다. 각각의 치수는 특성과 각각의 양에 따라 선택된 간격들이다. 예를 들어, 시멘트 메트릭스는,
- 포틀랜드 시멘트,
- 고운 모래,
- 실리카 퓸 종류의 원소,
- 선택적으로 석영 가루, 및/또는 석회질 충전재
- 일반적으로 최대 치수는 5 ㎜ 를 초과하지 않으며, 미크론과 서브 미크론 범위 및 밀리미터로부터 선택되는 치수 및 가변적인 양을 갖는 다양한 원소,
- 일반적으로 혼합 용수가 첨가된 고성능 감수제를 포함할 수 있다.
시멘트 메트릭스의 실시예로는 EP-A-518777, EP-A-934915, WO-A-9501316, WO-A-9501317, WO-A-9928267, WO-A-9958468, WO-A-9923046, WO-A-0158826 의 특허 출원에 기재된 것들이 있는데, 더 상세한 것은 여기에서 찾을 수 있다.
섬유는 희망하는 기계적 특성을 효과적으로 제공하는 길이 및 직경 특성을 갖는다. 섬유의 양은 일반적으로 적으며, 예를 들면 1 ~ 8 체적% 이다.
메트릭스의 실시예는 RPC (Reactive Powder Concretes) 이며, UHPFC 의 실시예는 Eiffage 의 BSI, Lafarge 의 Ductal®, Italcementi 의 Cimax ®, Vicat 의 BCV 이다.
이하의 콘크리트가 특정 실시예다 :
1) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - "CPA" 라고 불리는 일반 포틀랜드 시멘트, "CPA-HP" 라고 불리는 고성능 포틀랜드 시멘트, "CPA-HPR" 이라고 불리는 고성능 및 고속 응결 포틀랜드 시멘트, 및, 일반 또는 고성능 및 고속 응결 유형의, 낮은 레벨의 트라이칼슘 알루미네이트 (C3A) 를 가지는 포틀랜드 시멘트로 이루어진 그룹에서 선택된 포틀랜드 시멘트,
b - 유리질 마이크로 실리카: 입자의 주요 부분이 지르코늄 산업에서 부산물로서 얻어지는 100 Å-0.5 미크론의 직경을 갖고, 실리카의 비율은 시멘트 중량의 10 ~ 30 중량 % 임,
c - 전체 비율의 0.3 % ~ 3 % (시멘트의 중량에 대한 건조 추출물의 중량) 을 차지하는 고성능 감수제 (water-reducing superplasticizer) 및/또는 유동화제,
d - 주요 부분이 0.08 ㎜ ~ 1.0 ㎜ 의 직경을 갖는 석영 입자를 포함한 쿼리 (quarry) 모래, 및
e - 선택적으로 다른 혼화제, 또는
2) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 평균 조화 직경에 상응하거나 또는 7 ㎛, 바람직하게는 3 ~ 7 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 시멘트,
b - 다양한 입자 크기를 갖는 하소된 보크 사이트 모래의 혼합물: 가장 고운 모래의 평균 입자의 크기가 1 ㎜ 이하이고, 가장 굵은 모래의 평균 입자의 크기가 10 ㎜ 이하임,
c - 입자의 40 % 가 1 ㎛ 보다 작은 치수를 갖고, 평균 조화 직경이 약 0.2 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 인 실리카 퓸,
d - 소포제,
e - 고성능 감수제,
f - 선택적으로 섬유,
및 물,
시멘트, 모래와 실리카 퓸이 적어도 3 개 그리고 최대 5 개의 다른 입자 크기의 클래스를 갖도록 입자 크기를 갖고, 입자 크기의 한 클래스의 평균 조화 직경과 그 바로 위의 클래스의 비율은 대략 10 임, 또는,
3) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 포틀랜드 시멘트,
b - 과립 원소,
c - 포졸란 반응의 미세 원소,
d - 금속 섬유,
e - 분산제,
및 물,
과중 (preponderant) 과립 원소는 최대 800 마이크로미터의 최대 입자 크기 (D) 를 갖고, 과중 금속 섬유는 각각 4 ㎜ ~ 20 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 전술한 최대 크기 (D) 간의 비율 (R) 은 적어도 10 이며, 과중 금속 섬유의 양은 이 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 1.0 % ~ 4.0 % 를 차지하도록 설정됨, 또는,
4) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 100 p. 의 포틀랜드 시멘트,
b - 적어도 150 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 30 ~ 100 p. 또는 더 양호하게는 40 ~ 70 p. 의 고운 모래,
c - 0.5 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는 10 ~ 40 p. 또는 더 양호하게는 20 ~ 30 p. 의 비결정질의 실리카,
d - 10 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는 20 ~ 60 p. 또는 더 양호하게는 30 ~ 50 p. 의 분쇄된 석영,
e - 25 ~ 100 p. 또는 더 양호하게는 45 ~ 80 p. 의 스틸 울,
f - 유동화제,
g - 13 ~ 26 p. 또는 더 양호하게는 15 ~ 22 p. 의 물,
열 양생이 포함됨, 또는,
5) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 시멘트,
b - 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 최대 입자 크기 (Dmax) 를 갖는 과립 원소,
c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
d - 최대 1 ㎜ 의 평균 크기를 갖는 판형 또는 침상 원소에서 선택된 메트릭스의 조도를 향상시킬 수 있으며, 과립 원소 (b) 와 포졸란 반응의 원소 (c) 의 결합 체적에 대해 2.5 ~ 35 % 의 체적 비율로 존재하는 구성 요소,
e - 적어도 1 종의 분산제, 및
이하의 조건을 만족하는 것:
(1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 최대 입자 크기 (Dmax) 간의 비율 (R) 은 적어도 10 이며, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하, 바람직하게는 3.5 % 이하를 차지하도록 설정됨, 또는,
6) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 시멘트,
b - 과립 원소,
c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
d - 최대 1 ㎜ 의 평균 크기를 갖는 판형 또는 침상 원소에서 선택된 메트릭스의 조도를 향상시킬 수 있으며, 과립 원소 (b) 와 포졸란 반응의 원소 (c) 의 결합 체적의 2.5 ~ 35 % 의 체적 비율로 존재하는 구성 요소,
e - 적어도 1 종의 분산제, 및
이하의 조건을 만족하는 것:
(1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 모든 구성 요소 (a), (b), (c), 및 (d) 의 입자 크기 (D75) 간의 비율 (R) 은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10 이고, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하, 바람직하게는 3.5 % 이하의 체적을 차지하도록 설정되어 있으며, (5) 모든 구성 요소 (a), (b), (c), 및 (d) 는 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 입자 크기 (D75) 를 갖고, 최대 200 ㎛, 바람직하게는 최대 150 ㎛ 의 입자 크기 (D50) 를 갖고, 또는,
7) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 시멘트,
b - 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 최대 입자 크기 (D) 를 갖는 과립 원소,
c - 최대 20 ㎛, 바람직하게는 최대 1 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 미세 원소,
d - 적어도 1 종의 분산제, 및
이하의 조건을 만족하는 것:
(e) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트는 8 ~ 25 % 이며, (f) 유기 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (g) 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 최대 입자 크기 (D) 의 비율 (R) 은 적어도 5 이며, (h) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 최대 8 % 를 차지하도록 설정됨, 또는,
8) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 시멘트,
b - 과립 원소,
c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
d - 적어도 1 종의 분산제, 및
이하의 조건을 만족하는 것,
(1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량 (C) 에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 모든 구성 요소 (a), (b), (c) 의 입자 크기 (D75) 의 비율 (R)은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10 이고, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 최대 8 % 를 차지하도록 설정되어 있으며, (5) 모든 구성 요소 (a), (b) 및 (c) 는 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 입자 크기 (D75) 와, 최대 150 ㎛, 바람직하게는 최대 100 ㎛ 의 입자 크기 (D50) 를 갖고, 또는,
9) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 포틀랜드 시멘트 클래스 (G) (API) 와 포틀랜드 시멘트 클래스 (H) (API) 와 낮은 레벨의 알루미네이트를 갖는 다른 수경 바인더로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 1 종의 수경성 바인더,
b - 입자 크기가 0.1 ~ 50 마이크로미터이며, 수경성 바인더에 대해 20 ~ 35 중량 % 비율을 차지하는 마이크로 실리카,
c - 입자 크기가 0.5 ~ 200 마이크로미터이며, 수경성 바인더에 대하여 20 ~ 35 중량 % 의 비율을 차지하는 중간 무기 및/또는 유기 입자, 전술한 중간 입자의 첨가의 양은 마이크로 실리카의 양보다 적거나 같음, 수경성 바인더에 대해 1 ~ 3 중량 % 의 비율을 차지하는 고성능 감수제 및/또는 수용성 유동화제, 및
수경성 바인더에 대해 최대 30 중량 % 의 양을 차지하는 물, 또는,
10) 이하의 혼합물로 생성되는 콘크리트
a - 시멘트,
b - 최대 10 ㎜ 의 입자 크기 (Dg) 를 갖는 과립 원소,
c - 0.1 ~ 100 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
d - 적어도 1 종의 분산제,
e - 금속 및 유기 섬유, 및
이하의 조건을 만족하는 것,
(1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대하여 물의 중량 퍼센트가 8 ~ 24 % 이며, (2) 금속 섬유는 적어도 2 mm 의 평균 길이 (Lm) 를 갖고, 섬유의 직경 (dl) 에 대한 평균 길이 (Lm) 의 비율 (Lm/dl) 은 적어도 20 이며, (3) 유기 섬유의 체적 (V) 에 대한 금속 섬유의 체적 (Vi) 의 비율 (Vi/V) 은 1 보다 크고, 유기 섬유의 길이에 대한 금속 섬유의 길이의 비율 (Lm/Lo) 은 1 보다 크고, (4) 금속 섬유의 평균 길이 (Lm) 와 과립 원소의 크기 (Dg) 사이의 비율 (R) 은 적어도 3 이며, (5) 금속 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하를 차지하도록 설정되어 있으며, (6) 유기 섬유는 300 ℃ 이하의 용융 온도를 갖고, 평균 길이 (Lo) 는 1 ㎜ 보다 크고, 직경 (Do) 은 최대 200 ㎛ 이며, 유기 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 콘크리트의 체적의 0.1 ~ 3 % 을 차지하도록 설정되어 있음.
전술한 바와 같이, 상기 콘크리트에 대해 열 처리 (양생) 가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 열 양생은, 수경 응결 후에, 수 시간동안 90 ℃ 이상의 온도까지, 일반적으로 48 시간동안 90 ℃ 까지 가열하는 것을 포함한다.
섬유의 실시예는 UHPFC 에 대해 주어지지만, 이 실시예들은 전술한 콘크리트에, 특히 극 고성능 콘크리트에 적용된다.
도 3 은 구조 요소 (10) 내 경계면의 실시예를 나타낸다. 경계면은 2 개의 유닛 (12) (121 과 122 로 표시된) 사이에 있다. 경계면은 접착제 (13) 도포 영역이다. 경계면은 다른 형상을 가질 수 있다. 경계면은 평면일 수 있다. 즉, 서로 마주보는 유닛들의 면들은 편평하다. 도 1 과 도 2 에서, 유닛들 사이의 경계면은 편평하며 도면들의 평면에 대해 수직을 이루지만, 또한 도시된 평면에 대하여 경계면이 기울어져 있을 수도 있다. 도 3 에서, 구조 요소 (10) 가 단면형태로 나타나 있는데, 경계면은 파선 (전단 키 (shear key)) 이다. 유닛은 홈 (18) 및 채널 (20) 을 포함하고, 이 홈 및 채널은 각각 마주보는 유닛의 채널 (20) 및 홈 (18) 과 상호작용한다. 이로써, 전단 응력의 기계적 효과 (기어 효과) 에 의한 통로를 허용하고 이로써 접착제 (13) 에서의 변형을 수용한다.
실시예
다른 종류의 접착제 시험
시험 조건
표본 번호 표면 처리 접착 시스템
시리즈 1 3 샌드 블라스팅 에폭시 프라이머(Sikafloor®) + 에폭시 접착제(Sikafloor®-30) + 60℃ 물에 48 시간동안 담굼
시리즈 2 3 샌드 블라스팅 에폭시 프라이머 (Sikafloor®) + 폴리우레탄 접착제(Sikaforce 7750)
시리즈 3 3 샌드 블라스팅 20 ℃ 에서 7 일 양생,샌드 블라스팅, 및 무기질 바인더에 의해 접착(프리믹스1)
시리즈 4 3 샌드 블라스팅 7 일후 샌드 블라스팅, 20 ℃ 에서 35 일양생, 및 무기질 바인더에 의해접착 (프리믹스 1)
시험체의 생산
UHPC 의 유닛은 2 % 의 금속성 섬유를 포함하는 기초 혼합 설계 (프리믹스 1: 표 2 참조) 로 제조된다.
프리믹스 1 의 조성
성분 상대적 양
시멘트-CEM Ⅰ유형 1
실리카 퓸 0.25
석회질 충전재 0.3
규토질 석회질 샌드(Dmax = 1.5 mm) 1.37
고성능 감수제 - PCP 유형 0.013
W/C 0.2
사용되는 몰드는 강으로 이루어졌다. 표본은 7 일 후에 탈형되었다. 어떠한 특정한 처리도 이루어지지 않았다. 28 일후에 70 mm 직경을 갖는 표본의 측정된 평균 압축 강도는 모든 시리즈에 있어서 152 ± 6 MPa 이었다. 샌드 블라스팅에 의한 표면 처리는 7 일 후에 탈형된 후에 이루어졌다.
프라이머를 가하고 24 시간이 지나고 나서, 유닛은 접착제를 사용하여 접착되었다. 이중 접착 작업이 (조립될 콘크리트의 2 면에 접착제를 가하여) 이루어졌다. 그리고 나서, 표본은 수직방향으로 조립되었고, 그리고 나서 과잉의 접착제 모두를 제거할 수 있도록 수평방향의 압력이 가해졌다. 조인트의 평균 두께는 시리즈 1 및 시리즈 3 에 있어서 0.8 mm, 시리즈 2 에 있어서 0.5 mm, 시리즈 4 에 있어서 2 mm 로 평가되었다.
시리즈 1 의 표본은 48 시간 동안 60 ℃±2 온도의 물속에 유지되었고, 그 후에 (28 일 후) 시험되었다.
시리즈 2 의 표본은 7 일 동안 20 ℃ 로 유지되었으며, 28 일 후에 시험되었다.
시리즈 3 의 표본은 7 일 후에 샌드 블라스팅되고 나서 접착되고, 7 일동안 물에 저장되고 나서, 28 일 후에 시험되었다.
시리즈 4 의 표본에 있어서, 표본은 7 일 후에 샌드 블라스팅되었고, 35 일 후에 접착되고, 65 일후에 시험되었다.
각각의 시리즈의 생산 일정 및 양생에 대한 설명
양생 샌드 블라스팅 접착 강도 측정
시리즈 1 20 ℃에서 7 일+ 60 ℃/100% 습기에서 48 시간 7 일 7 일 28 일
시리즈 2 20 ℃에서 7 일 7 일 7 일 28 일
시리즈 3 20 ℃에서 7 일+ 20 ℃/100% 습기에서 7일+20 ℃에서 14 일 7 일 7 일 28 일
시리즈 4 20 ℃에서 28 일 7 일 35 일 65 일
계측
계측에 의해, 10 -3 mm 정밀도의 ±5 mm 스트로크 센서인 상표 RDP ® 의 LVDT (Linear Variable Differential Transformer:직선형 가변 차동 변압기) 유도형 변위 센서에 접착제 조인트를 적재하는 동안 접착제 조인트의 길이를 따른 평균 슬립을 평가할 수 있다. 이 센서는 도 1 에서 부분 123 과 부분 122 사이에 배치된다.
± 1 kN 정밀도의 1000 kN 힘센서가 프레스와 콘크리트의 중앙 유닛의 상부 (도 1 에서 요소 122 위에) 사이에 배치된다. 다양한 센서가 얻은 정보는 전체 로딩에 걸쳐 초당 1 레코딩 주파수로 비사이 (Vishay) 4000 자료 수집 체인에 의해 기록되었다.
0.5 mm/min 의 로드 증가 속도에서의 변위에 의해 구동된다.
시리즈 1 내지 4 의 결과
시리즈 표본 힘 (kN) 응력 (MPa) 슬립 (mm)
1 1A 196.2 9.81 0.094
1B 197.7 9.885 0.098
1C 190 9.5 0.096
평균 194.6 9.7 0.096
표준 편차 4.1 0.2 0.002
2 2A 23.6 1.18 0.485
2B 23.12 1.156 0.468
2C 22.12 1.106 0.513
평균 22.9 1.1 0.489
표준 편차 0.8 0.0 0.023
3 3A 113 5.65 0.019
3B 111.15 5.5575 0.0215
3C 110.81 5.5405 0.023
평균 111.7 5.6 0.021
표준 편차 1.2 0.1 0.002
4 4A 40.1 2.005 -
4B 43 2.15 -
4C 38 1.9 -
평균 40.4 2.0 -
표준 편차 2.5 0.1 -
가요성 폴리우레탄 접착제를 사용하는 것은 5 배 이상 유연한 조립체를 얻을 수 있게 하지만, 에폭시 접착제에 비해 9 배 작은 강도를 제공한다. 폴리우레탄 접착제의 파괴점에서의 평균 강도는 1.1 MPa 이었으며, 에폭시 접착제는 9.7 MPa 이었다.
프리믹스 1 로부터 정밀히 제조된 무기질 접착제에 있어서, 파괴점에서의 평균 강도는 조립체의 매우 큰 강성률 (에폭시 접착제의 강성률에 비해 3 배 큰) 을 갖고 5.6 MPa 이었다. 또, 조립체의 신축성 - 취성 형 거동이 주목되었다.
시리즈 4 에 있어서, 일부를 주입하고 28 일이 지나고 나서 이루어진 무기질 접착은 시리즈 3 의 무기질 접착과 동일한 정도의 성능에 근접하지 않았다. 그러므로, 일부를 탈형한 후에 신속하게 접착 작업을 하는 것이 필요한데, 이는 즉 조립될 부분들이 생산되고 나서 첫째날에 이루어져야 된다.
결과적으로, 콘크리트의 유닛을 접착하여 상당한 응력을 견뎌내는 구조 요소를 얻을 수 있다. 또, 다른 종류의 접착제를 사용할 수 있으며, 각각의 접착제는 다양한 상태에 순응한 이점과 불리한 점을 갖는다.

Claims (22)

  1. 구조 요소의 생산 공정으로서,
    콘크리트의 적어도 2 개의 유닛이 접착되어 조립되며, 이 콘크리트의 압축 강도는 80 MPa 보다 큰, 구조 요소의 생산 공정.
  2. 제 1 항에 있어서, 사용되는 콘크리트의 압축 강도는 90 MPa 보다 크고, 바람직하게는 100 MPa 보다 큰, 구조 요소의 생산 공정.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유닛을 접착하기 전에, 적어도 하나의 유닛을 편평하게 제조하는 단계를 포함하는, 구조 요소의 생산 공정.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 유닛의 열 처리 단계를 포함하는, 구조 요소의 생산 공정.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유닛은 이 유닛의 마주보는 면들에 의해 함께 접착되며, 상기 공정은 적어도 하나의 유닛의 적어도 하나의 면의 처리 단계를 포함하는, 구조 요소의 생산 공정.
  6. 제 5 항에 있어서, 적어도 하나의 유닛의 적어도 하나의 면의 처리 단계는 유닛 제조 후에 샌드 블라스팅, 그릿 블라스팅 또는 억제제를 가한 후의 세척에 의해 행해지는, 구조 요소의 생산 공정.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 유닛의 외부 보강 또는 내부 보강에 의한 구조 요소의 보강 단계를 포함하는, 구조 요소의 생산 공정.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 극 고성능 콘크리트인, 구조 요소의 생산 공정.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 초 고성능 콘크리트인, 구조 요소의 생산 공정.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 섬유를 포함하는, 구조 요소의 생산 공정.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 이하의 혼합물의 생성물인, 구조 요소의 생산 공정:
    1) 혼합물
    a - "CPA" 라고 불리는 일반 포틀랜드 시멘트, "CPA-HP" 라고 불리는 고성능 포틀랜드 시멘트, "CPA-HPR" 이라고 불리는 고성능 및 고속 응결 포틀랜드 시멘트, 및, 일반 또는 고성능 및 고속 응결 유형의, 낮은 레벨의 트라이칼슘 알루미네이트 (C3A) 를 가지는 포틀랜드 시멘트로 이루어진 그룹에서 선택된 포틀랜드 시멘트,
    b - 유리질 마이크로 실리카: 입자의 주요 부분이 지르코늄 산업에서 부산물로서 얻어지는 100 Å-0.5 미크론의 직경을 갖고, 실리카의 비율은 시멘트 중량의 10 ~ 30 중량 % 임,
    c - 전체 비율의 0.3 % ~ 3 % (시멘트의 중량에 대한 건조 추출물의 중량) 을 차지하는 고성능 감수제 (water-reducing superplasticizer) 및/또는 유동화제,
    d - 주요 부분이 0.08 ㎜ ~ 1.0 ㎜ 의 직경을 갖는 석영 입자를 포함한 쿼리 (quarry) 모래, 및
    e - 선택적으로 다른 혼화제, 또는
    2) 혼합물
    a - 평균 조화 직경에 상응하거나 또는 7 ㎛, 바람직하게는 3 ~ 7 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 시멘트,
    b - 다양한 입자 크기를 갖는 하소된 보크 사이트 모래의 혼합물: 가장 고운 모래의 평균 입자의 크기가 1 ㎜ 이하이고, 가장 굵은 모래의 평균 입자의 크기가 10 ㎜ 이하임,
    c - 입자의 40 % 가 1 ㎛ 보다 작은 치수를 갖고, 평균 조화 직경이 약 0.2 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 인 실리카 퓸,
    d - 소포제,
    e - 고성능 감수제,
    f - 선택적으로 섬유,
    및 물,
    시멘트, 모래와 실리카 퓸이 적어도 3 개 그리고 최대 5 개의 다른 입자 크기의 클래스를 갖도록 입자 크기를 갖고, 입자 크기의 한 클래스의 평균 조화 직경과 그 바로 위의 클래스의 비율은 대략 10 임, 또는,
    3) 혼합물
    a - 포틀랜드 시멘트,
    b - 과립 원소,
    c - 포졸란 반응의 미세 원소,
    d - 금속 섬유,
    e - 분산제,
    및 물,
    과중 (preponderant) 과립 원소는 최대 800 마이크로미터의 최대 입자 크기 (D) 를 갖고, 과중 금속 섬유는 각각 4 ㎜ ~ 20 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 전술한 최대 크기 (D) 간의 비율 (R) 은 적어도 10 이며, 과중 금속 섬유의 양은 이 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 1.0 % ~ 4.0 % 를 차지하도록 설정됨, 또는,
    4) 혼합물
    a - 100 p. 의 포틀랜드 시멘트,
    b - 적어도 150 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 30 ~ 100 p. 또는 더 양호하게는 40 ~ 70 p. 의 고운 모래,
    c - 0.5 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는 10 ~ 40 p. 또는 더 양호하게는 20 ~ 30 p. 의 비결정질의 실리카,
    d - 10 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는 20 ~ 60 p. 또는 더 양호하게는 30 ~ 50 p. 의 분쇄된 석영,
    e - 25 ~ 100 p. 또는 더 양호하게는 45 ~ 80 p. 의 스틸 울,
    f - 유동화제,
    g - 13 ~ 26 p. 또는 더 양호하게는 15 ~ 22 p. 의 물,
    열 양생이 포함됨, 또는,
    5) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 최대 입자 크기 (Dmax) 를 갖는 과립 원소,
    c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 최대 1 ㎜ 의 평균 크기를 갖는 판형 또는 침상 원소에서 선택된 메트릭스의 조도를 향상시킬 수 있으며, 과립 원소 (b) 와 포졸란 반응의 원소 (c) 의 결합 체적에 대해 2.5 ~ 35 % 의 체적 비율로 존재하는 구성 요소,
    e - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것:
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 최대 입자 크기 (Dmax) 간의 비율 (R) 은 적어도 10 이며, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하, 바람직하게는 3.5 % 이하를 차지하도록 설정됨, 또는,
    6) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 과립 원소,
    c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 최대 1 ㎜ 의 평균 크기를 갖는 판형 또는 침상 원소에서 선택된 메트릭스의 조도를 향상시킬 수 있으며, 과립 원소 (b) 와 포졸란 반응의 원소 (c) 의 결합 체적의 2.5 ~ 35 % 의 체적 비율로 존재하는 구성 요소,
    e - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것:
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 모든 구성 요소 (a), (b), (c), 및 (d) 의 입자 크기 (D75) 간의 비율 (R) 은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10 이고, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하, 바람직하게는 3.5 % 이하의 체적을 차지하도록 설정되어 있으며, (5) 모든 구성 요소 (a), (b), (c), 및 (d) 는 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 입자 크기 (D75) 를 갖고, 최대 200 ㎛, 바람직하게는 최대 150 ㎛ 의 입자 크기 (D50) 를 갖고, 또는,
    7) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 최대 입자 크기 (D) 를 갖는 과립 원소,
    c - 최대 20 ㎛, 바람직하게는 최대 1 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 미세 원소,
    d - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것:
    (e) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트는 8 ~ 25 % 이며, (f) 유기 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (g) 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 최대 입자 크기 (D) 의 비율 (R) 은 적어도 5 이며, (h) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 최대 8 % 를 차지하도록 설정됨, 또는,
    8) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 과립 원소,
    c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것,
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량 (C) 에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 모든 구성 요소 (a), (b), (c) 의 입자 크기 (D75) 의 비율 (R)은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10 이고, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 최대 8 % 를 차지하도록 설정되어 있으며, (5) 모든 구성 요소 (a), (b) 및 (c) 는 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 입자 크기 (D75) 와, 최대 150 ㎛, 바람직하게는 최대 100 ㎛ 의 입자 크기 (D50) 를 갖고, 또는,
    9) 혼합물
    a - 포틀랜드 시멘트 클래스 (G) (API) 와 포틀랜드 시멘트 클래스 (H) (API) 와 낮은 레벨의 알루미네이트를 갖는 다른 수경 바인더로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 1 종의 수경성 바인더,
    b - 입자 크기가 0.1 ~ 50 마이크로미터이며, 수경성 바인더에 대해 20 ~ 35 중량 % 비율을 차지하는 마이크로 실리카,
    c - 입자 크기가 0.5 ~ 200 마이크로미터이며, 수경성 바인더에 대하여 20 ~ 35 중량 % 의 비율을 차지하는 중간 무기 및/또는 유기 입자, 전술한 중간 입자의 첨가의 양은 마이크로 실리카의 양보다 적거나 같음, 수경성 바인더에 대해 1 ~ 3 중량 % 의 비율을 차지하는 고성능 감수제 및/또는 수용성 유동화제, 및
    수경성 바인더에 대해 최대 30 중량 % 의 양을 차지하는 물, 또는,
    10) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 최대 10 ㎜ 의 입자 크기 (Dg) 를 갖는 과립 원소,
    c - 0.1 ~ 100 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 적어도 1 종의 분산제,
    e - 금속 및 유기 섬유, 및
    이하의 조건을 만족하는 것,
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대하여 물의 중량 퍼센트가 8 ~ 24 % 이며, (2) 금속 섬유는 적어도 2 mm 의 평균 길이 (Lm) 를 갖고, 섬유의 직경 (dl) 에 대한 평균 길이 (Lm) 의 비율 (Lm/dl) 은 적어도 20 이며, (3) 유기 섬유의 체적 (V) 에 대한 금속 섬유의 체적 (Vi) 의 비율 (Vi/V) 은 1 보다 크고, 유기 섬유의 길이에 대한 금속 섬유의 길이의 비율 (Lm/Lo) 은 1 보다 크고, (4) 금속 섬유의 평균 길이 (Lm) 와 과립 원소의 크기 (Dg) 사이의 비율 (R) 은 적어도 3 이며, (5) 금속 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하를 차지하도록 설정되어 있으며, (6) 유기 섬유는 300 ℃ 이하의 용융 온도를 갖고, 평균 길이 (Lo) 는 1 ㎜ 보다 크고, 직경 (Do) 은 최대 200 ㎛ 이며, 유기 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 콘크리트의 체적의 0.1 ~ 3 % 을 차지하도록 설정되어 있음.
  12. 적어도 2 개의 콘크리트 유닛이 접착된 구조 요소로서, 이 콘크리트의 압축 강도는 80 MPa 보다 큰 구조 요소.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 콘크리트는 극 고성능 콘크리트인 구조 요소.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 콘크리트는 초 고성능 콘크리트인 구조 요소.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 섬유를 포함하는 구조 요소.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 섬유는 금속성 재료, 무기질 재료 또는 유기질 재료를 포함하는 그룹에서 선택된 재료로 이루어지는 구조 요소.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는 구조용 접착제인 구조 요소.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유닛은 내부 보강재 또는 외부 보강재를 포함하는 구조 요소.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유닛 사이의 경계면은 단면에서 파선인 구조 요소.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 공정에 따라 얻어지는 구조 요소.
  21. 제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트는 이하의 혼합물의 생성물인 구조 요소:
    1) 혼합물
    a - "CPA" 라고 불리는 일반 포틀랜드 시멘트, "CPA-HP" 라고 불리는 고성능 포틀랜드 시멘트, "CPA-HPR" 이라고 불리는 고성능 및 고속 응결 포틀랜드 시멘트, 및, 일반 또는 고성능 및 고속 응결 유형의, 낮은 레벨의 트라이칼슘 알루미네이트 (C3A) 를 가지는 포틀랜드 시멘트로 이루어진 그룹에서 선택된 포틀랜드 시멘트,
    b - 유리질 마이크로 실리카: 입자의 주요 부분이 지르코늄 산업에서 부산물로서 얻어지는 100 Å-0.5 미크론의 직경을 갖고, 실리카의 비율은 시멘트 중량의 10 ~ 30 중량 % 임,
    c - 전체 비율의 0.3 % ~ 3 % (시멘트의 중량에 대한 건조 추출물의 중량) 을 차지하는 고성능 감수제 (water-reducing superplasticizer) 및/또는 유동화제,
    d - 주요 부분이 0.08 ㎜ ~ 1.0 ㎜ 의 직경을 갖는 석영 입자를 포함한 쿼리 (quarry) 모래, 및
    e - 선택적으로 다른 혼화제, 또는
    2) 혼합물
    a - 평균 조화 직경에 상응하거나 또는 7 ㎛, 바람직하게는 3 ~ 7 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 시멘트,
    b - 다양한 입자 크기를 갖는 하소된 보크 사이트 모래의 혼합물: 가장 고운 모래의 평균 입자의 크기가 1 ㎜ 이하이고, 가장 굵은 모래의 평균 입자의 크기가 10 ㎜ 이하임,
    c - 입자의 40 % 가 1 ㎛ 보다 작은 치수를 갖고, 평균 조화 직경이 약 0.2 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 인 실리카 퓸,
    d - 소포제,
    e - 고성능 감수제,
    f - 선택적으로 섬유,
    및 물,
    시멘트, 모래와 실리카 퓸이 적어도 3 개 그리고 최대 5 개의 다른 입자 크기의 클래스를 갖도록 입자 크기를 갖고, 입자 크기의 한 클래스의 평균 조화 직경과 그 바로 위의 클래스의 비율은 대략 10 임, 또는,
    3) 혼합물
    a - 포틀랜드 시멘트,
    b - 과립 원소,
    c - 포졸란 반응의 미세 원소,
    d - 금속 섬유,
    e - 분산제,
    및 물,
    과중 (preponderant) 과립 원소는 최대 800 마이크로미터의 최대 입자 크기 (D) 를 갖고, 과중 금속 섬유는 각각 4 ㎜ ~ 20 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 전술한 최대 크기 (D) 간의 비율 (R) 은 적어도 10 이며, 과중 금속 섬유의 양은 이 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 1.0 % ~ 4.0 % 를 차지하도록 설정됨, 또는,
    4) 혼합물
    a - 100 p. 의 포틀랜드 시멘트,
    b - 적어도 150 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 30 ~ 100 p. 또는 더 양호하게는 40 ~ 70 p. 의 고운 모래,
    c - 0.5 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는 10 ~ 40 p. 또는 더 양호하게는 20 ~ 30 p. 의 비결정질의 실리카,
    d - 10 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는 20 ~ 60 p. 또는 더 양호하게는 30 ~ 50 p. 의 분쇄된 석영,
    e - 25 ~ 100 p. 또는 더 양호하게는 45 ~ 80 p. 의 스틸 울,
    f - 유동화제,
    g - 13 ~ 26 p. 또는 더 양호하게는 15 ~ 22 p. 의 물,
    열 양생이 포함됨, 또는,
    5) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 최대 입자 크기 (Dmax) 를 갖는 과립 원소,
    c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 최대 1 ㎜ 의 평균 크기를 갖는 판형 또는 침상 원소에서 선택된 메트릭스의 조도를 향상시킬 수 있으며, 과립 원소 (b) 와 포졸란 반응의 원소 (c) 의 결합 체적에 대해 2.5 ~ 35 % 의 체적 비율로 존재하는 구성 요소,
    e - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것:
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 최대 입자 크기 (Dmax) 간의 비율 (R) 은 적어도 10 이며, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하, 바람직하게는 3.5 % 이하를 차지하도록 설정됨, 또는,
    6) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 과립 원소,
    c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 최대 1 ㎜ 의 평균 크기를 갖는 판형 또는 침상 원소에서 선택된 메트릭스의 조도를 향상시킬 수 있으며, 과립 원소 (b) 와 포졸란 반응의 원소 (c) 의 결합 체적의 2.5 ~ 35 % 의 체적 비율로 존재하는 구성 요소,
    e - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것:
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 모든 구성 요소 (a), (b), (c), 및 (d) 의 입자 크기 (D75) 간의 비율 (R) 은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10 이고, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하, 바람직하게는 3.5 % 이하의 체적을 차지하도록 설정되어 있으며, (5) 모든 구성 요소 (a), (b), (c), 및 (d) 는 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 입자 크기 (D75) 를 갖고, 최대 200 ㎛, 바람직하게는 최대 150 ㎛ 의 입자 크기 (D50) 를 갖고, 또는,
    7) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 최대 입자 크기 (D) 를 갖는 과립 원소,
    c - 최대 20 ㎛, 바람직하게는 최대 1 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 미세 원소,
    d - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것:
    (e) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대한 물의 중량 퍼센트는 8 ~ 25 % 이며, (f) 유기 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (g) 섬유의 평균 길이 (L) 와 과립 원소의 최대 입자 크기 (D) 의 비율 (R) 은 적어도 5 이며, (h) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 최대 8 % 를 차지하도록 설정됨, 또는,
    8) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 과립 원소,
    c - 최대 1 ㎛, 바람직하게는 최대 0.5 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 적어도 1 종의 분산제, 및
    이하의 조건을 만족하는 것,
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량 (C) 에 대한 물의 중량 퍼센트 (W) 는 8 ~ 24 % 이며, (2) 섬유는 각각 적어도 2 ㎜ 의 길이 (l) 를 가지며, 섬유의 직경 (phi) 에 대한 길이 (l) 의 비율 (l/phi) 은 적어도 20 이며, (3) 섬유의 평균 길이 (L) 와 모든 구성 요소 (a), (b), (c) 의 입자 크기 (D75) 의 비율 (R)은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 10 이고, (4) 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 최대 8 % 를 차지하도록 설정되어 있으며, (5) 모든 구성 요소 (a), (b) 및 (c) 는 최대 2 ㎜, 바람직하게는 최대 1 ㎜ 의 입자 크기 (D75) 와, 최대 150 ㎛, 바람직하게는 최대 100 ㎛ 의 입자 크기 (D50) 를 갖고, 또는,
    9) 혼합물
    a - 포틀랜드 시멘트 클래스 (G) (API) 와 포틀랜드 시멘트 클래스 (H) (API) 와 낮은 레벨의 알루미네이트를 갖는 다른 수경 바인더로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 1 종의 수경성 바인더,
    b - 입자 크기가 0.1 ~ 50 마이크로미터이며, 수경성 바인더에 대해 20 ~ 35 중량 % 비율을 차지하는 마이크로 실리카,
    c - 입자 크기가 0.5 ~ 200 마이크로미터이며, 수경성 바인더에 대하여 20 ~ 35 중량 % 의 비율을 차지하는 중간 무기 및/또는 유기 입자, 전술한 중간 입자의 첨가의 양은 마이크로 실리카의 양보다 적거나 같음, 수경성 바인더에 대해 1 ~ 3 중량 % 의 비율을 차지하는 고성능 감수제 및/또는 수용성 유동화제, 및
    수경성 바인더에 대해 최대 30 중량 % 의 양을 차지하는 물, 또는,
    10) 혼합물
    a - 시멘트,
    b - 최대 10 ㎜ 의 입자 크기 (Dg) 를 갖는 과립 원소,
    c - 0.1 ~ 100 ㎛ 의 원소 입자 크기를 갖는 포졸란 반응의 원소,
    d - 적어도 1 종의 분산제,
    e - 금속 및 유기 섬유, 및
    이하의 조건을 만족하는 것,
    (1) 시멘트 (a) 와 원소 (c) 의 결합 중량에 대하여 물의 중량 퍼센트가 8 ~ 24 % 이며, (2) 금속 섬유는 적어도 2 mm 의 평균 길이 (Lm) 를 갖고, 섬유의 직경 (dl) 에 대한 평균 길이 (Lm) 의 비율 (Lm/dl) 은 적어도 20 이며, (3) 유기 섬유의 체적 (V) 에 대한 금속 섬유의 체적 (Vi) 의 비율 (Vi/V) 은 1 보다 크고, 유기 섬유의 길이에 대한 금속 섬유의 길이의 비율 (Lm/Lo) 은 1 보다 크고, (4) 금속 섬유의 평균 길이 (Lm) 와 과립 원소의 크기 (Dg) 사이의 비율 (R) 은 적어도 3 이며, (5) 금속 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 응결 후의 콘크리트의 체적의 4 % 이하를 차지하도록 설정되어 있으며, (6) 유기 섬유는 300 ℃ 이하의 용융 온도를 갖고, 평균 길이 (Lo) 는 1 ㎜ 보다 크고, 직경 (Do) 은 최대 200 ㎛ 이며, 유기 섬유의 양은 그 섬유의 체적이 콘크리트의 체적의 0.1 ~ 3 % 을 차지하도록 설정되어 있음.
  22. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 공정에 의해 얻어지는 구조 요소.
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