KR20100040143A - Early strength type concrete composition - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An early strength concrete composition including a high-early-strength admixture is provided to maintain a cure temperature of concrete without a heater, and to reduce the total construction time at the construction site. CONSTITUTION: An early strength concrete composition contains water, aggregate, cement and high-early-strength admixture powder. The high-early-strength admixture contains 40~70wt% of calcium aluminate with the blaine surface area of 7,000~10,0000 square centimeters per gram, 15~30wt% of inorganic sulphate with the blaine surface area of 6,000~9,000 square centimeters per gram, 10~25wt% of calcium carbonate powder with the blaine surface area of 3,000~6,000 square centimeters per gram, and 0.1~10wt% of cellulosic fibers.

Description

조기강도 콘크리트 조성물{Early Strength Type Concrete Composition}Early Strength Type Concrete Composition

본 발명은 조기강도 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트 조성물에 조강형 혼화재를 사용하여, 동절기의 낮은 온도(0℃ ~ 5℃)에서도 재령 초기에 콘크리트의 재령 초기 강도를 발현할 수 있는 조기강도 콘크리트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an early strength concrete composition, and more particularly, by using crude steel admixture in concrete composition, it is possible to express the early strength of concrete at early age even at low temperature (0 ℃ ~ 5 ℃) in winter. It relates to strength concrete compositions.

콘크리트 골조 공사에 있어서, 콘크리트 타설 후 강도 등에 있어서 일정한 품질기준을 만족하면 거푸집을 해체하고 이후의 공정을 진행하게 된다. 현행 콘크리트 공사 표준 시방서에 의하면, 콘크리트 골조공사에 있어 거푸집을 해체하기 위한 최소한의 압축 강도를 5MPa(50kgf/㎠)로 규정하고 있다. In the concrete frame construction, if the concrete quality standards are satisfied after the concrete is placed, the formwork is dismantled and the subsequent process is performed. According to the current concrete construction standard specification, the minimum compressive strength for dismantling formwork in concrete framework construction is 5MPa (50kgf / ㎠).

콘크리트 공사 표준 시방서, 가설공사 표준 시방서 등에서도 시험에 의하여 확인된 경우, 해체할 수 있는 압축 강도로 규정하면서, 동절기 초기 동해 예방을 위하여 초기에 확보되어야 할 강도를 5MPa로 규정하고 있다. 또한 2003년 도로공사에서는 터널 라이닝 콘크리트 탈형강도를 압축강도 3MPa에서 5MPa로 상향 조정되었다. 따라서, 공사기간 단축을 위해서 압축강도 5MPa 이상을 조기에 발현 하는 것이 현대의 건축 공사에서는 매우 중요한 사항이 되고 있다.In the case of concrete construction standard specification and temporary construction standard specification, when it is confirmed by the test, the compressive strength that can be dismantled is defined, and the strength to be secured at the beginning for the prevention of the east sea in winter is 5MPa. Also, in 2003, the road construction raised the tunnel lining concrete demolding strength from 3MPa to 5MPa. Therefore, in order to shorten the construction period, expressing the compressive strength at least 5 MPa early becomes very important in modern building construction.

그러나, 동절기의 경우 콘크리트의 수화 매커니즘상 강도발현속도가 하절기에 대비하여 현저하게 떨어지므로, 양생 시간이 길어지게 되고, 공사기간도 지연되기 때문에 경제적으로 어려운 문제가 발생하게 된다. 이에 공사현장에서는 동절기에 가열 양생을 하기 위하여, 온풍기나 난로 등 온난기를 사용하여 연료비 등의 추가적인 공사비가 발생하기 때문에, 경제성, 안전성 면에서 크게 어려움을 겪고있다.However, in the case of the winter season, the strength expression rate of the concrete hydration mechanism is significantly lower than in the summer, the curing time is long, and the construction period is also delayed economically difficult problem occurs. In the construction site, in order to heat curing in winter, additional construction costs such as fuel costs are generated by using a warmer such as a hot air heater or a stove, which is causing great difficulties in terms of economy and safety.

한편, 아파트나 초고층 건축물에서의 압축 강도 발현정도는 공사기간뿐만 아니라 거푸집 운용벌수와 밀접한 관계가 있다. 골조 공사에 있어서 크리티컬 패스로 작용하는 콘크리트 공사기간을 단축하기 위하여 시스템 거푸집의 활용, 프리캐스트 콘크리트의 적용, 철근 선조립 공법 등 여러가지 방법들이 제시되고 있으며, 콘크리트 자체의 강도 발현을 촉진하여 거푸집 제거 시기를 줄임으로써 공사 기간을 단축하는 방법도 매우 중요한 기술개발 요소로 부각되고 있다. On the other hand, the degree of compressive strength in apartments or skyscrapers is closely related to the number of formwork operations as well as the construction period. In order to shorten the period of concrete construction that acts as a critical path in framing construction, various methods such as the use of system formwork, the application of precast concrete and the rebar prefabrication method are proposed. The method of shortening the construction period by reducing the cost is also a very important technology development factor.

현재 콘크리트의 강도를 조기에 발현할 수 있는 몇 가지 방법들이 제시되고 있으며, 각각의 장단점에 따라 선택적으로 활용하여 사용되고 있다.At present, several methods for expressing the strength of concrete at early stages have been proposed, and are selectively used according to their advantages and disadvantages.

첫째로, 등록특허 10-120942호 등에 개시된 바와 같이, 부배합 콘크리트로 제조하여 강도를 상향 조정하는 방법이 검토될 수 있으나, 이는 시멘트량의 증가에 따른 재료비 상승 빛 부가적인 골재 등의 사용량 증가에 따라 공사비의 큰 증가요인으로 작용하게 된다.First, as disclosed in Korean Patent No. 10-120942, etc., a method of increasing the strength by manufacturing the sub-mixed concrete may be examined. However, this is due to the increase in the amount of used aggregates, etc. This will act as a significant increase in construction costs.

둘째로, 특허출원 10-2001-37526호, 등록특허 10-777091호 등에는 증기양생 을 통한 수화반응을 활성화시켜 강도발현을 촉진하는 방법이 공개되어 있으나, 이는 프리캐스트 콘크리트를 제작하여 시공하는 방법에는 유효하나, 공사비의 상승뿐만 아니라, 현장에서 증기양생을 할 수 있는 양생 시설을 추가로 건설해야 하기 때문에, 적용 및 상용화하기에는 매우 어려운 방법이다. Second, Patent Application No. 10-2001-37526, Patent No. 10-777091, etc. discloses a method for promoting strength expression by activating the hydration reaction through steam curing, this is a method of manufacturing precast concrete construction Although it is effective to increase the cost of construction, it is very difficult to apply and commercialize because it needs to build additional curing facilities capable of steam curing in the field.

셋째로 등록특허 10-774448호 등에 개시된 바와 같이 조강 시멘트를 사용하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 레미콘 공장의 시멘트 타일로 전체를 조강시멘트로 교체해야 하는 어려움이 있으며, 또한 보통 포틀랜드 시멘트에 비하여, 단가가 상승하며 현장에서의 물량 확보에 곤란을 겪을 가능성이 높은 방법이다.Third, there is a method of using crude steel cement, as disclosed in Korean Patent No. 10-774448. However, this method is difficult to replace the whole cement steel with cement cement in the ready-mixed concrete factory, and is also more likely to be difficult to secure the volume on site compared to the ordinary portland cement.

마지막으로, 등록특허 10-615826호는 응결촉진형 혼화제 조성물 및 이를 함유하는 조기강도발현형 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 일반 고성능 감수제에 조강성을 부여한 혼화제를 사용하는 방법을 개시하고 있다. 이러한 콘크리트 조성물은 단가 상승요인이 앞에서 언급한 세가지 방법에 비하여 낮고, 적용성도 편할 수 있으나, 혼화제의 조성물이 많기 때문에 물성변화가 생길 우려가 많으며, 성능의 저하가 발생할 수 있고, 콘크리트 물성변화(공기량, 슬럼프) 및 납품처 간의 품질 변동이 있어 현장에서 품질관리가 용이하지 않다는 단점이 있다. 또한 등록특허 10-615826호의 경우에는, 실험결과를 살펴보면 양생온도 17℃ 정도에서 강도 발현을 나타내고 있다. Lastly, Patent No. 10-615826 relates to a coagulation-promoting admixture composition and an early strength expression-type concrete composition containing the same, and discloses a method of using a admixture that gives coarse stiffness to a general high performance water reducing agent. Such a concrete composition has a lower cost increase factor than the three methods mentioned above, and can be easily applied. However, since the composition of the admixture is large, there are many concerns about the change in physical properties, the degradation of performance, and the change in the concrete properties (air volume). There is a disadvantage in that quality control is not easy in the field because there is quality variation between suppliers and suppliers. In addition, in the case of Patent No. 10-615826, looking at the experimental results shows the strength expression at the curing temperature of about 17 ℃.

일반적으로 등록특허 10-615826호의 콘크리트 조성물 및 통상의 콘크리트의 경우에는 강도 발현을 위해 15℃이상의 온도 조건이 필요하다. 이의 온도는 봄, 여름, 가을에는 상관이 없지만, 추운 겨울철에는 콘크리트를 상기 온도로 유지하기 위하여, 열풍기, 난로 등의 전력이나 화석연료를 이용하여, 양생온도를 상승시켜주어야만 하므로, 비경제적이고, 공사기간도 연장되게 되는 문제가 발생한다.In general, in the case of the concrete composition of Korean Patent No. 10-615826 and conventional concrete, a temperature condition of 15 ° C. or more is required for strength development. Its temperature does not matter in spring, summer, and autumn, but in the cold winter season, it is uneconomical, because the curing temperature must be raised by using electric power such as a hot fan and a stove or fossil fuel in order to maintain the concrete at the above temperature. The problem arises that the period is extended.

따라서, 상기 언급한 방법들에 대한 문제점들을 해소하면서, 공사기간을 더욱 단축시키기 위하여, 동절기에 양생온도 조건(0℃ ~ 5℃)에서도 규정 압축강도 5MPa을 조기 발현시킬 수 있는 고품질의 조기강도 콘크리트 조성물의 개발이 필요하다.Therefore, in order to solve the problems of the above-mentioned methods, in order to further shorten the construction period, high-quality early strength concrete that can express the specified compressive strength 5MPa early even in curing temperature conditions (0 ℃ ~ 5 ℃) in winter Development of the composition is needed.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여, 본 발명은 동절기에 양생온도 조건(0℃ ~ 5℃)에서도 규정 압축강도 5MPa을 조기 발현시킬 수 있는 조기강도 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide an early strength concrete composition that can express the specified compressive strength 5MPa early in the curing temperature conditions (0 ℃ ~ 5 ℃) in winter.

또한, 본 발명의 다른 목적은 동절기 콘크리트 공사시 공사기간의 단축에 따른 공사비용을 절감하고, 품질관리가 용이한 조기강도 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to reduce the construction cost according to the reduction of the construction period during the winter concrete construction, and to provide an early strength concrete composition easy to quality control.

상기와 같은 목적은 물, 골재, 시멘트 및 분말 형태의 조강형 혼화재를 포함하며, 상기 조강형 혼화재는 7,000~10,0000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 칼슘 알루미네이트; 6,000~9,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 무기 황산염; 3,000~6,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 탄산칼슘 분말; 및 셀룰로즈 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조기강도 콘크리트 조성물에 의해 달성된다.The above object includes a crude steel admixture in the form of water, aggregate, cement, and powder, the crude admixture comprising calcium aluminate having a surface area of 7000-10,0000 cm 2 / g; Inorganic sulfates having a surface area of 6,000 to 9,000 cm 2 / g; Calcium carbonate powder having a blain surface area of 3,000 to 6,000 cm 2 / g; And an early strength concrete composition, characterized in that it consists of cellulose fibers.

바람직하게는, 상기 조강형 혼화재는 상기 시멘트의 중량으로 15~30 중량%를 포함한다.Preferably, the crude steel admixture includes 15 to 30% by weight of the cement.

바람직하게는, 상기 조강형 혼화재는 칼슘알루미네이트 40~70중량%, 무기 황산염 15~30중량%, 탄산칼슘 10~25중량% 및 셀룰로즈 섬유 0.1~10중량%로 이루어진다.Preferably, the crude admixture is composed of 40 to 70% by weight of calcium aluminate, 15 to 30% by weight of inorganic sulfate, 10 to 25% by weight of calcium carbonate and 0.1 to 10% by weight of cellulose fiber.

또한, 바람직하게는. 상기 조기강도 콘크리트 조성물은 리그닌 술폰산염계, 아미노 술폰산계, 나프탈렌 술폰산염계, 멜라민 술폰산계 및 폴리카본산계로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 고성능 감수제를 0.1~3중량% 더 포함한다.Also preferably. The early strength concrete composition further comprises 0.1 to 3% by weight of at least one high performance water reducing agent selected from the group consisting of lignin sulfonic acid salts, amino sulfonic acid salts, naphthalene sulfonic acid salts, melamine sulfonic acid salts and polycarboxylic acid salts.

또한, 바람직하게는, 상기 시멘트는 포틀랜트 시멘트로서, 콘크리트 면적 1㎥ 당 300 내지 550kgf 중량을 사용한다.In addition, preferably, the cement is used as a portland cement, using a weight of 300 to 550 kgf per 1 m 3 of concrete area.

또한, 바람직하게는, 상기 콘크리트 조성물의 전체 중량에 대해 상기 물과 시멘트의 중량은 30 내지 60중량%이다.Further, preferably, the weight of the water and the cement is 30 to 60% by weight relative to the total weight of the concrete composition.

상기와 같은 조기강도 콘크리트 조성물은 동절기 온도(0℃ ~ 5℃)에서도 조기에 콘크리트가 압축 강도를 5MPa 이상 발현할 수 있으며, 초기 압축 강도 발현시, 건조수축에 의한 균열을 방지할 수 있는 효과가 있다. The early strength concrete composition as described above can express the compressive strength of concrete more than 5MPa early even in winter temperature (0 ℃ ~ 5 ℃), when the initial compressive strength, there is an effect that can prevent cracking by dry shrinkage have.

따라서, 동절기에도 콘크리트의 양생 온도를 유지하기 위하여 열풍기, 난로 등의 전력이나 화석연료 등을 이용할 필요가 없으므로, 고유가 시대에도 에너지를 낭비하지 않으며, 가열, 보온 등의 추가적인 작업을 필요로 하지않으며, 비교적 빠른 시간에 발현하기 때문에 그 이용가치가 매우 우수하다.Therefore, in order to maintain the curing temperature of the concrete even in winter, there is no need to use electric power such as a hot fan or a stove or fossil fuel, so it does not waste energy even in the high oil price period, and does not require additional work such as heating and keeping warm. Its expression value is relatively fast, so its use value is very good.

또한, 건설현장에서의 전체 공사기간을 단축할 수 있으며, 이에 따라 발생하는 건설 현장의 관리비나, 공사 기간 단축에 따른 금융비용을 줄일 수 있어 경제적인 효과를 얻을 수 있으며, 품질관리가 용이하다In addition, it is possible to shorten the overall construction period at the construction site, to reduce the administrative costs of the construction site, or to reduce the financial costs due to the reduction of the construction period, thereby obtaining economic effects and easy quality control.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기존에 사용되고 있는 범용적인 방법 대신 조기 강도와 함께 장기 강도발현에 손상을 주지않는 조강형 혼화재 를 사용한다. 이 조강형 혼화재는 높은 블레인 표면적을 갖는 칼슘 알루미네이트와 무기 황산염을 사용하여 혼합 반죽 현탁액에서도 겔의 기립 강도나 초기 강도를 향상시키는 것이 가능하며, 콘크리트의 작업성능을 향상하고, 초기 급경화를 방지하기 위해 탄산칼슘 분말과, 초기 발생할 수 있는 건조수축 저감을 위해 셀룰로즈 섬유가 혼합된 것이다.In order to achieve the above object, the present invention uses a crude steel admixture that does not damage the long-term strength expression with early strength instead of the conventional method used conventionally. This crude admixture uses calcium aluminate and inorganic sulphate with high surface area to improve the standing strength and initial strength of the gel even in mixed dough suspension, to improve the working performance of concrete and to prevent the initial rapid hardening. Hazardous calcium carbonate powder and cellulose fibers are mixed to reduce dry shrinkage that may occur initially.

즉, 본원 발명은 물, 골재, 시멘트 및 조강형 혼화재를 포함하며, 상기 조강형 혼화재는 분쇄되어 7,000~10,0000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 칼슘 알루미네이트; 분쇄되어 6.000~9,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 무기 황산염; 분쇄되어 3,000~6,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 탄산칼슘 분말; 및 셀룰로즈 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 한다.That is, the present invention includes water, aggregate, cement and crude admixtures, the crude admixtures are pulverized calcium aluminate having a surface area of 7,000 ~ 10,0000 cm 2 / g; Inorganic sulfates that are ground to have a blain surface area of 6.000 to 9,000 cm 2 / g; Calcium carbonate powder which is pulverized and has a surface area of blast of 3,000 to 6,000 cm 2 / g; And cellulose fibers.

바람직한 조강형 혼화재는 상기 시멘트의 중량으로 15 내지 30%포함한다. 또한Preferred crude admixtures comprise 15 to 30% by weight of the cement. Also

바람직한 조강형 혼화재는 칼슘알루미네이트 40~70중량%, 무기 황산염 15~30중량%, 탄산칼슘 분말 10~25중량% 및 셀룰로즈 섬유 0.1~10중량%로 이루어진다.Preferred crude admixtures consist of 40-70% by weight calcium aluminate, 15-30% by weight inorganic sulfate, 10-25% by weight calcium carbonate powder and 0.1-10% by weight cellulose fiber.

여기에서, 칼슘 알루미네이트는 화학 성분으로 CaO나 Al2O3를 유효 성분으로 함유하는 것으로, 예를 들면 12CaO·7Al203, 11Cao·7Al203·CaF2, CaO·Al203 및 3Cao·Al203 등의 용융 생성물 또는 소성 생성물을 사용할 수 있고, 결정질 또는 비정질 상관없이 어느 것이나 사용이 가능하다.Here, the calcium aluminate has a chemical composition to contain CaO or Al 2 O 3 as an active ingredient, for example, 12CaO · 7Al 2 0 3, 11Cao · 7Al 2 0 3 · CaF 2, CaO · Al 2 0 3 And 3 CaoAl 2 0 3 Melted or calcined products such as these may be used, and any may be used regardless of crystalline or amorphous.

또한, 본 발명에서 사용하는 칼슘 알루미네이트는 알칼리 금속을 함유하는 칼슘 알루미네이트 소성물이나 SiO2를 많이 함유하는 야금 슬래그 등의 알루미노규산칼슘을 사용할 수 있다.Further, the calcium aluminate to be used in the present invention can be used in the alumino-silicate of calcium, such as metallurgical slag containing a large amount of calcium aluminate or a fired product SiO 2 to alkali metal.

이들 중, 12CaO·7Al203나 11Cao·7Al203·CaF2 등의 비정질의 칼슘 알루미네이트가 조기경화성이 크기 때문에 바람직하다.Among these, amorphous calcium aluminate such as 12 CaO 7 Al 2 O 3 or 11 Cao 7 Al 2 O 3 CaF 2 is preferable because of its early hardenability.

칼슘 알루미네이트의 분말도는, 분쇄되어 7,000~10,0000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 8,000~9,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는다. 7,000㎠/g의 블레인 표면적 값 미만에서는 조기경화성 및 분산성이 저하되고, 10,0000㎠/g의 블레인 표면적 값 초과시에는 반응 속도는 높지만, 반응 속도 대비 분쇄 효율이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.It is preferable that the powder degree of calcium aluminate is pulverized and it has a surface area of a blast of 7,000-10,0000 cm <2> / g, More preferably, it has a surface area of 8,000-9,000 cm <2> / g. It is unpreferable since the early hardenability and dispersibility fall below the lane surface area value of 7,000 cm <2> / g, and the reaction rate is high when the blain surface area value of 10,0000 cm <2> / g is exceeded, but grinding efficiency falls with respect to reaction rate.

상기 칼슘 알루미네이트는 조강형 혼화재의 총 중량 대비 40~70중량%를 사용하며, 보다 바람직하게는 50~70중량%를 사용하도록 한다. The calcium aluminate is used 40 to 70% by weight relative to the total weight of the crude steel admixture, more preferably 50 to 70% by weight.

본 발명의 무기 황산염은 에트린 가이트나 모노설페이트 수화물의 생성량을 증진시키는 것으로, 석고가 대표적이며, 예를 들어 무수석고, 반수석고 및 이수석고 등이 있다. 이들 중 1종 또는 그 이상을 사용할 수 있으며, 무수석고 또는 반수석고를 사용하는 것이 조기 강도 발현성을 양호하게 하는데 보다 유리하다.The inorganic sulphate of the present invention enhances the amount of ethrinite or monosulfate hydrate, and gypsum is typical, and examples thereof include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum and dihydrate gypsum. One or more of these may be used, and the use of anhydrous or hemihydrate gypsum is more advantageous for improving early strength expression.

무기 황산염의 분말도는 칼슘 알루미네이트와의 경도 차이를 고려하여, 분쇄되어 6,000~9,0000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 6,000~7,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는다. 6,000㎠/g의 블레인 표면적 값 미만시에는 조강형 혼화재의 편석이 일어날 수 있고, 7,000㎠/g의 블레인 표면적 값 초과시에는 분쇄 효율이 저하된다.The powder degree of the inorganic sulfate is preferably pulverized to have a surface area of 6,000 to 9,0000 cm 2 / g, taking into account the hardness difference with calcium aluminate, and more preferably to a surface area of 6,000 to 7,000 cm 2 / g. Have Segregation of the crude steel admixture may occur when the surface area of the 6,000 cm 2 / g is less than that, and when the surface area of the surface of 7,000 cm 2 / g is exceeded, the grinding efficiency decreases.

상기 무기 황산염은 조강형 혼화재의 총 중량 대비 15~30중량%를 사용하며, 보다 바람직하게는 20~30중량%를 사용하도록 한다. The inorganic sulfate is used 15 to 30% by weight relative to the total weight of the crude steel admixture, more preferably 20 to 30% by weight.

또한 탄산 칼슘은 분말 형태의 탄산 칼슘을 사용하며, 콘크리트의 작업성능을 향상시키고, 초기 급경화를 방지하기 위해 사용한다. 탄산 칼슘 분말의 분말도는, 분쇄되어 3,000~6,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 4,000~5,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는다. 이러한 탄산 칼슘 분말은 조강형 혼화재의 총 중량 대비 10~25중량%를 사용하며, 보다 바람직하게는 10~20중량%를 사용하도록 한다. In addition, calcium carbonate is used in the form of powdered calcium carbonate, to improve the working performance of the concrete, and to prevent the initial hardening. The powder degree of the calcium carbonate powder is preferably pulverized to have a blain surface area of 3,000 to 6,000 cm 2 / g, more preferably 4,000 to 5,000 cm 2 / g. The calcium carbonate powder is used 10 to 25% by weight based on the total weight of the crude steel admixture, more preferably 10 to 20% by weight.

일반적인 콘크리트는 압축 강도를 조기에 빠르게 발현하게 되면, 건조수축이 급격하게 발생하여 균열이 발생할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위하여 상기 조강형 혼화재에 셀룰로즈 섬유를 조강형 혼화재의 총 중량에 대해 0.1~10중량%를 첨가하여 사용할 수 있다. 본원발명에서 콘크리트에 셀룰로오즈 섬유를 사용하면, 콘크리트의 초기건조수축 및 소성수축에 기인된 균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있으며, 조기강도 콘크리트에 적용시 균열량을 감소시킬 수 있다.In general concrete, when the compressive strength is rapidly developed early, dry shrinkage may occur rapidly and cracks may occur. In order to prevent this, cellulose fiber is added to the crude steel admixture in an amount of 0.1 to 10 wt% based on the total weight of the crude admixture. Can be added and used. In the present invention, the use of cellulose fibers in concrete can improve the resistance to cracking caused by the initial dry and plastic shrinkage of concrete, and can reduce the amount of cracks when applied to early strength concrete.

상기와 같이 칼슘알루미네이트, 무기황산염, 탄산칼슘 및 셀룰로즈 섬유로 이루어지는 조강형 혼화재는 분말 형태로서, 온도조건 및 사용시멘트량의 범위에 따라 시멘트량 대비 약 15~30중량%를 사용하는 것이 바람직하다.As described above, the crude steel admixture composed of calcium aluminate, inorganic sulfate, calcium carbonate, and cellulose fibers is preferably in the form of a powder, which is about 15 to 30% by weight relative to the amount of cement depending on the temperature conditions and the range of cement used.

본원 발명의 콘크리트 조성물은 골재, 시멘트, 물을 포함하여 이루어지는 통 상의 콘크리트 조성물이지만, 더욱 바람직하게는 상기 골재가 굵은 골재와 잔골재가 혼합 구성되어있는 형태이다.The concrete composition of the present invention is a cylindrical concrete composition including aggregate, cement, and water, but more preferably, the aggregate is in a form in which coarse aggregates and fine aggregates are mixed.

여기에서, 굵은 골재는 최대치수가 15 내지 25mm로서 콘크리트 면적 1㎥ 당 800 ~ 1500 kgf 중량을 사용하며 설계에 따라 변경이 가능하다. 이 굵은 골재의 최대 치수는 공정 및 적용되는 구조물에 따라 다를 수 있으며, 또한 설계 압축강도의 크기에 따라 다르므로 상기 범위 내에 있는 굵은 골재를 선택함이 바람직하다.Here, the coarse aggregate has a maximum dimension of 15 to 25 mm and uses a weight of 800 to 1500 kgf per 1 m 3 of concrete area and can be changed according to design. The maximum dimension of this coarse aggregate may vary depending on the process and the structure applied, and also depends on the size of the design compressive strength, so it is desirable to select coarse aggregate within the above range.

또한 잔골재는 콘크리트 면적 1㎥ 당 800 ~ 1,200 kgf 중량을 사용하며, 시공시, 굵은 골재와 잔골재의 배합량은 설계에 따라 다양하게 변경실시 할 수 있다. In addition, fine aggregate uses 800 ~ 1,200 kgf weight per 1㎥ of concrete area, and when the construction, the amount of coarse aggregate and fine aggregate can be changed in various ways depending on the design.

상기 시멘트로는 일반적으로 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하며, 시멘트량은 콘크리트 면적 1㎥ 당 300 내지 550 kgf 중량을 사용하는 것이 바람직하나, 설계에 따라 변경하여 사용할 수 있다.Portland cement is generally used as the cement, and the amount of cement is preferably 300 to 550 kgf weight per 1 m 3 of concrete area, but may be changed according to design.

본 발명의 콘크리트 조성물은, 콘크리트 조성물의 전체 중량에 대해 물과 시멘트의 중량이 30 내지 60중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 35 내지 55 중량%이지만, 상기 범위 내에서, 설계에 따라 가감하여 사용할 수 있다.In the concrete composition of the present invention, the weight of water and cement is preferably 30 to 60% by weight, more preferably 35 to 55% by weight based on the total weight of the concrete composition. Can be used.

또한, 본 발명의 콘크리트 조성물은 고성능 감수제를 콘크리트 조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 3 중량%를 추가로 사용할 수 있다. 이 고성능 감수제는 분산성이 탁월하며, 기포성은 거의 없는 표면 활성제로서, 고강도화제 또는 유동화제로 사용된다. 예를 들어, 고성능 감수제는 리그닌 술폰산염계, 아미노 술폰산계, 나프탈렌 술폰산염계, 멜라민 술폰산계 및 폴리카본산계로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상이다.In addition, the concrete composition of the present invention may further use a high performance water reducing agent 0.1 to 3% by weight relative to the total weight of the concrete composition. This high performance sensitizer is a surface active agent with excellent dispersibility and little foaming property, and is used as a high strength or fluidizing agent. For example, the high performance sensitizer is at least one selected from the group consisting of lignin sulfonic acid salts, amino sulfonic acid salts, naphthalene sulfonic acid salts, melamine sulfonic acid salts and polycarboxylic acid salts.

본 발명의 조기강도 콘크리트 조성물에 사용되는 고성능 감수제의 특성은 다음과 같다.The properties of the high performance water reducing agent used in the early strength concrete composition of the present invention are as follows.

리그닌 술폰산염계 고성능 감수제는 분자량이 1,000~100,000의 분포를 가지며, 평균 분자량이 20,000~30,000인 것을 특징으로 하는 칼슘 및 소듐 리그노술폰산염의 감수제이다.The lignin sulfonate-based high performance sensitizer is a sensitizer of calcium and sodium lignosulfonate, having a molecular weight of 1,000 to 100,000, and an average molecular weight of 20,000 to 30,000.

아미노 술폰산계 고성능 감수제는 분자량이 1,000~100,000의 분포를 가지며, 방향족아미노술폰산계 고분자 화합물, 방향족고분자축합물과 리그닌술폰산유도체 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 감수제이다.The amino sulfonic acid-based high performance sensitizer has a molecular weight of 1,000 to 100,000, and is a sensitizer comprising an aromatic amino sulfonic acid polymer compound, an aromatic polymer condensate, a lignin sulfonic acid derivative, and the like.

나프탈렌계 술폰산염계 고성능 감수제는 분자량이 1,000~50,000의 분포를 가지며, 변성리그닌, 알킬알릴술폰산 및 활성지속폴리머, 폴리알킬아일술폰산염과 반응성 고분자, 알킬아릴술폰산염고축합물과 특수술폰산기카르복실기 함유 다원폴리머, 알킬나프탈렌술폰산염과 특수계면활성제, 알킬아릴술폰산염변성리그닌공축합물과 변성리그닌, 리그닌유도체와 알킬아릴술포네이트 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 감수제이다.Naphthalene sulfonate-based high performance sensitizers have a molecular weight ranging from 1,000 to 50,000, modified lignin, alkylallylsulfonic acid and active polymers, polyalkylylsulfonic acid and reactive polymers, alkylarylsulfonate high condensates and special sulfonic acid group carboxyl groups A polymer, an alkylnaphthalene sulfonate and a special surfactant, an alkylaryl sulfonate modified lignin co-condensate, modified lignin, a lignin derivative and an alkylaryl sulfonate.

멜라민 술폰산계 고성능 감수제는 분자량이 30,000 정도이며, 변성메틸멜라민축합물과 수용성특수고분자화합물, 술폰화멜라민고축합물 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 감수제이다.Melamine sulfonic acid-based high performance sensitizer has a molecular weight of about 30,000, and is a sensitizer characterized by consisting of a modified methyl melamine condensate, a water-soluble special high molecular compound, a sulfonated melamine high condensate.

폴리카본산계 고성능 감수제는 분자량이 1,000~1,000,000의 분포를 가지며, 폴리카본산에테르계의 복합체, 폴리카본산에테르계의 복합체와 가교폴리머의 복합 체, 폴리카본산에테르계의 복합체와 배향폴리머의 복합체, 폴리카본산에테르계의 복합체와 고변성폴리머의 복합체, 폴리에테르카본산계 고분자 화합물말레인산 공중합물, 말레인산 에스테르 공중합물, 말레인산유도체 공중합물, 카르복실기함유 폴리에스테르계, 말단술폰산기를 갖는 폴리카본산기 함유 다원폴리머, 폴리카본산계 그라프트공중합물, 폴리카본산계 화합물, 폴리카본산과 변성리그닌, 폴리카본산 에테르계 폴리머 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 감수제이다.The polycarboxylic acid-based high performance sensitizer has a molecular weight of 1,000 to 1,000,000, and is a complex of polycarboxylic acid ether, a complex of polycarboxylic acid ether and a crosslinked polymer, a complex of polycarboxylic acid ether and an orientation polymer , Polycarboxylic acid-based complex and high-modified polymer, polyethercarboxylic acid-based high molecular compound maleic acid copolymer, maleic acid ester copolymer, maleic acid derivative copolymer, carboxyl group-containing polyester, polycarboxylic acid group containing polysulfonic acid group It is a water reducing agent characterized by consisting of a polymer, a polycarboxylic acid-based graft copolymer, a polycarboxylic acid-based compound, a polycarboxylic acid and modified lignin, a polycarboxylic acid ether-based polymer and the like.

전술한 고성능 감수제는 단독으로 사용하거나 둘 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.The above-mentioned high performance water reducing agent may be used alone or in combination of two or more thereof.

상기와 같이 구성되는 본원발명의 콘크리트 조성물은 시멘트와 같은 형태로 되어 있기 때문에, 시멘트에 일정량을 첨가하여 사용하면 되므로 배합이 정확히 조절될 뿐만 아니라, 취급이 용이하다. 또한 배합 후에도 물성변화가 거의 없어 품질을 관리하는 측면에서도 유리하다.Since the concrete composition of the present invention configured as described above is in the form of cement, it is only necessary to add a certain amount to the cement, so that not only the formulation is precisely adjusted, but also easy to handle. In addition, there is almost no change in physical properties even after mixing, which is advantageous in terms of quality control.

따라서, 일반적인 동절기용 콘크리트 조성물에서, 상기한 바와 같이 본 발명의 조강형 혼화재를 사용함으로써, 동절기(0℃~5℃)에서 압축강도를 조기에 발현하도록 하여 동절기 공사기간을 줄일 수 있으며, 또한 이 조강형 혼화재에 셀룰로즈 섬유를 사용하였기 때문에 건조 수축에 의한 균열을 방지할 수 있었다.Therefore, in the general winter concrete composition, by using the crude steel-type admixture of the present invention as described above, it is possible to reduce the winter construction period by expressing the compressive strength early in winter (0 ℃ ~ 5 ℃), and also this crude steel Since the cellulose fiber was used for the admixture, it was possible to prevent cracking due to dry shrinkage.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(실시예)(Example)

제조예 1: 조기강도 콘크리트 제조Preparation Example 1 Preparation of Early Strength Concrete

분쇄되어 7,000~10,0000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 칼슘 알루미네이트 60중량%와, 분쇄되어 6.000~9,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 무기 황산염 20 중량%와, 분쇄되어 3,000~6,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 탄산칼슘 분말 15 중량% 및 셀룰로즈 섬유 5 중량%를 혼합하여 본 발명의 조강 혼화재를 제조하였다.60% by weight of calcium aluminate that is crushed to have a surface area of 7,000-10,0000 cm 2 / g, and 20% by weight of inorganic sulfate that is crushed to have a surface area of the surface of 6.000 to 9,000 cm 2 / g, and 3,000 to 6,000 cm 2 / The crude steel admixture of the present invention was prepared by mixing 15% by weight of calcium carbonate powder having 5 g of blain surface area and 5% by weight of cellulose fiber.

조기강도 콘크리트는 상기와 같이 제조된 조강 혼화재와 시멘트, 물, 모래, 골재 및 감수제를 혼합하여 제조하였으며 다음의 표 1과 같이 구성되었다.Early strength concrete was prepared by mixing cement, water, sand, aggregate, and water reducing agent prepared as described above and composed as shown in Table 1 below.

조기강도 콘크리트 배합 표 (kg/㎥)Early Strength Concrete Mixing Table (kg / ㎥) W/B(%) W / B (%) S/A(%) S / A (%) 바인더(B) Binder (B) 물(W) Water (W) 모래(S) Sand (S) 골재(A) Aggregate (A) 감수제 Water reducing agent 시멘트cement 조강혼화재Crude steel mixed fire fly ashfly ash 47.247.2 47.047.0 240240 9191 3232 171171 827827 939939 3.273.27

본 실험에서, 바인더는 바인더의 총 중량(363g)을 기준으로, 시멘트 66.,11중량%와 조강혼화재 25.06중량%와 플라이애쉬 8.81중량%의 비율로 혼합하여 제조하였으며, 이렇게 구성된 바인더에 대한 물의 비율이 47.2%가 되도록 하였으며, 골재에 대한 물의 비율은 47.0%가 되도록 하였다. 또한 감수제는 통상의 폴리카르본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 이와 같은 배합 비율로 조기강도 콘크리트를 제조하였다.In the present experiment, the binder was prepared by mixing 66., 11% by weight of cement, 25.06% by weight of crude steel admixture, and 8.81% by weight of fly ash, based on the total weight of the binder (363g). The ratio was 47.2% and the ratio of water to aggregate was 47.0%. In addition, as a water reducing agent, a conventional polycarboxylic acid-based high performance water reducing agent was used. Early strength concrete was prepared at this blending ratio.

실험예 1: 조기강도 콘크리트 VS 일반 콘크리트 강도발현 실험 Experimental Example 1: Early Strength Concrete VS General Concrete Strength Expression Experiment

상기 제조예 1에 따라 얻은 조기강도 콘크리트와 일반 콘크리트의 강도 발현을 비교하기 위하여 다음과 같이 실험하였다. 먼저 일반 콘크리트는 통상 사용되고 있는 콘크리트 조성물을 사용한 것으로서, 그 배합 비율은 다음과 같았다.In order to compare the strength of the early strength concrete and the general concrete obtained in Preparation Example 1 was tested as follows. First, general concrete used the concrete composition currently used, and the compounding ratio was as follows.

일반 콘크리트 배합 표 (kg/㎥)General Concrete Mixing Table (kg / ㎥) W/B(%) W / B (%) S/A(%) S / A (%) 바인더(B) Binder (B) 물(W) Water (W) 모래(S) Sand (S) 골재(A) Aggregate (A) 감수제 Water reducing agent 시멘트 cement fly ashfly ash 47.247.2 47.047.0 319319 4444 171171 835835 949949 3.273.27

표 2의 일반 콘크리트에서, 바인더는 바인더의 총 중량(363g)을 기준으로, 본 발명의 조강 혼화재를 제외한 시멘트87.87중량%와 플라이애쉬 12.12중량%를 혼합하여 제조된 것이며, W/B(%)와 S/A(%)는 제조예 1과 동일한 비율(47.2%, 47.0%)로 배합하도록 하였다. In the general concrete of Table 2, the binder was prepared by mixing 87.87 wt% cement and 12.12 wt% fly ash, except for the crude steel admixture of the present invention, based on the total weight of the binder (363 g), and W / B (%). And S / A (%) were formulated in the same ratio as in Preparation Example 1 (47.2%, 47.0%).

이 콘크리트 조성물(조기강도 콘크리트, 일반 콘크리트)의 강도 발현 정도를 실험하기 위하여, 양생온도 조건을 각각 0℃ 및 5℃에서 양생하여, 재령(시간)별 압축 강도를 측정하였다. 측정 결과는 도 1에 나타낸 바와 같다. In order to test the degree of strength expression of this concrete composition (early strength concrete, general concrete), curing temperature conditions were cured at 0 ° C and 5 ° C, respectively, and the compressive strength for each age (time) was measured. The measurement result is as showing in FIG.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서, 양생온도에 따른 조강혼화재를 사용한 조기강도 콘크리트 조성물과 일반 콘크리트 조성물의 강도 결과를 비교하여 나타낸 도면이다. 도 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 조기 강도 콘크리트 조성물은 양생 온도 조건에 상관없이 일반 콘크리트 조성물에 대비하여, 0℃와 5℃에서 모두 압축강도 증진이 높은 것을 알 수 있었다. 1 is a view showing the strength results of the early strength concrete composition and the general concrete composition using the crude steel admixture according to the curing temperature according to the embodiment of the present invention. As can be seen in Figure 1, the early strength concrete composition of the present invention, regardless of the curing temperature conditions, compared to the general concrete composition, it was found that the increase in compressive strength at both 0 ℃ and 5 ℃.

또한, 조기강도 콘크리트 조성물과 일반 콘크리트 조성물의 경과시간에 따른 슬럼프를 측정하여 변화를 확인하였다. 그 결과는 다음의 표 3과 같다.In addition, the change was confirmed by measuring the slump according to the elapsed time of the early strength concrete composition and the general concrete composition. The results are shown in Table 3 below.

배합별 경과시간에 따른 슬럼프 측정 변화 (단위 : mm)Slump measurement change according to the elapsed time of each formulation (Unit: mm) 초기Early 30분30 minutes 60분60 minutes 90분90 minutes 일반 콘크리트Plain concrete 200200 195195 185185 180180 조기강도 콘크리트Premature strength concrete 205205 210210 190190 195195

초기 물성 변화는 표 3에서 확인할 수 있듯이, 일반 콘크리트의 경우 90분 경과에서 약간의 변화를 나타내고 있으나, 조기강도 콘크리트의 경우에는 변화의 폭이 더 적게 나타났다. 또한 120분 과에서도 조기강도 콘크리트의 슬럼프 감소가 일반 콘크리트에 비해 더 변동이 없는 것으로 보아, 본발명의 조기강도 콘크리트는 초기 물성에 변화가 없음을 알 수 있다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조기강도 콘크리트는 양생온도 조건에 상관없이 일반 배합에 대비하여 초기강도 증진이 더 우수하고, 장시간 발현강도 역시 40~66% 높게 나타나 장기 강도 발현성에도 일반 콘크리트에 대비하여 더욱 우수함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, the initial physical property change showed a slight change after 90 minutes in the general concrete, but the change was smaller in the early strength concrete. In addition, since the slump reduction of the early strength concrete is more unchanged than that of the general concrete in the 120 minutes, it can be seen that the early strength concrete of the present invention has no change in the initial physical properties. In addition, as shown in Figure 1, the early strength concrete of the present invention is better in the initial strength than the general formulation, regardless of the curing temperature conditions, the long-term strength is also 40 ~ 66% higher long-term expressive strength It was confirmed that it is superior to general concrete.

그리고, 본 발명의 조강형 혼화재를 사용한 조기강도 콘크리트 조성물의 압축강도 시험결과를 알아보기 위하여, 제조예 1에 따른 조강 혼화재를 바인더 대비 약 25%치환하여 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이를 0℃와 5℃에서 각각 재령에 따라 압축 강도를 시험하였다. 시험한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 따르면, 수직거푸집 탈형강도가 양생온도 5℃ 조건에서는 8시간에 압축강도 5MPa로 발현하는 것으로 나타나고, 양생온도 0℃ 조건에서는 약 9시간에 압축강도 5MPa로 발현하는 것으로 나타나는 것으로 보아, 초기 강도 발현성이 동절기 온도(0℃~5℃)에서 모두 우수한 것을 확인할 수 있었다. In addition, in order to examine the compressive strength test results of the early strength concrete composition using the crude steel-type admixture of the present invention, the concrete composition was prepared by replacing the crude admixture according to Preparation Example 1 with respect to the binder by about 25%. It was tested for compressive strength at ages of 0 ° C. and 5 ° C. according to age. The test results are shown in FIG. 2. According to Figure 2, the vertical formwork demolding strength appears to be expressed as compressive strength 5MPa at 8 hours under curing temperature 5 ℃ conditions, the compressive strength 5MPa at about 9 hours under curing temperature 0 ℃ conditions, the initial It was confirmed that the strength expression property was excellent at all in winter temperature (0 degreeC-5 degreeC).

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서, 양생온도에 따른 조강혼화재를 사용한 조기강도 콘크리트 조성물과 일반 콘크리트 조성물의 강도 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.1 is a view showing the strength results of the early strength concrete composition and the general concrete composition using the crude steel admixture according to the curing temperature according to the embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서, 양생온도별 조강혼화재를 사용한 조기강도 콘크리트 조성물의 압축강도 시험결과를 비교하여 나타낸 도면이다.2 is a view showing a comparison of the compressive strength test results of early strength concrete composition using the crude steel admixtures by curing temperature in the embodiment of the present invention.

Claims (5)

조기강도 콘크리트 조성물에 있어서, In early strength concrete composition, 물, 골재, 시멘트 및 분말 형태의 조강형 혼화재를 포함하며, Including crude admixtures in the form of water, aggregate, cement and powder, 상기 조강형 혼화재는 7,000~10,0000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 칼슘 알루미네이트; 6,000~9,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 무기 황산염; 3,000~6,000㎠/g의 블레인 표면적을 갖는 탄산칼슘 분말; 및 셀룰로즈 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조기강도 콘크리트 조성물.The crude steel admixture includes calcium aluminate having a surface area of lanes of 7,000-10,0000 cm 2 / g; Inorganic sulfates having a surface area of 6,000 to 9,000 cm 2 / g; Calcium carbonate powder having a blain surface area of 3,000 to 6,000 cm 2 / g; And early strength concrete composition, characterized in that consisting of cellulose fibers. 제 1 항에 있어서, 상기 조강형 혼화재는 칼슘알루미네이트 40~70중량%, 무기 황산염 15~30중량%, 탄산칼슘 분말 10~25중량% 및 셀룰로즈 섬유 0.1~10중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조기강도 콘크리트 조성물.The method of claim 1, wherein the crude admixture is composed of 40 to 70% by weight of calcium aluminate, 15 to 30% by weight of inorganic sulfate, 10 to 25% by weight of calcium carbonate powder and 0.1 to 10% by weight of cellulose fiber Strength concrete composition. 제 1 항에 있어서. 상기 조기강도 콘크리트 조성물은 리그닌 술폰산염계, 아미노 술폰산계, 나프탈렌 술폰산염계, 멜라민 술폰산계 및 폴리카본산계로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 고성능 감수제를 0.1~3중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조기강도 콘크리트 조성물.The method of claim 1. The early strength concrete composition is characterized in that the early strength concrete further comprises 0.1 to 3% by weight of at least one high performance water reducing agent selected from the group consisting of lignin sulfonic acid salts, amino sulfonic acid salts, naphthalene sulfonic acid salts, melamine sulfonic acid salts and polycarboxylic acid salts. Composition. 제 1 항에 있어서, 상기 시멘트는 포틀랜트 시멘트로서, 콘크리트 면적 1㎥ 당 300 내지 550kgf 중량을 사용하는 것을 특징으로 하는 조기강도 콘크리트 조성 물.The early strength concrete composition of claim 1, wherein the cement is used as a portland cement, using a weight of 300 to 550 kgf per 1 m 3 of concrete area. 제 1 항에 있어서, 상기 조강형 혼화재는 상기 시멘트의 중량으로 15~30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조기강도 콘크리트 조성물.The early strength concrete composition of claim 1, wherein the crude steel admixture comprises 15 to 30% by weight of the cement.
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