KR20100129399A - 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재 및 콘크리트의 제조방법 - Google Patents

시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재 및 콘크리트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 수용성 바인더 100중량부에 대하여 수용성 송진 70~90중량부, 알칼리제 60~80중량부, 응집제 60~80중량부 및 발수제 60~80중량부가 혼합된 상태의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재에 관한 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 상기 수용성 바인더와 수용성 송진, 알칼리제, 응집제 및 발수제를 혼합된 상태의 혼합물로 이루어짐으로써, 시멘트와 물을 사용하지 않더라도 작업성, 시공성 및 내구성이 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생이 현저하게 감소됨은 물론, 환경오염 CO2 발생과 석회석 채취로 인한 환경파괴 및 천연 자원고갈을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
수용성 바인더, 수용성 송진, 알칼리제, 응집제, 발수제

Description

시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재 및 콘크리트의 제조방법{CEMENT NOTHING ADDITION CONCRETE WATER SOLUBLE BONDING AGENT AND MANUFACTURING METHOD OF CONCRETE}
본 발명은 시멘트와 물을 사용하지 않더라도 작업성, 시공성 및 내구성이 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생이 현저하게 감소됨은 물론, 환경오염 CO2 발생과 석회석 채취로 인한 환경파괴 및 천연 자원고갈을 미연에 방지할 수 있는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재에 관한 것이다.
일반적으로, 시멘트란 토목, 건축용의 무기질(無機質)의 결합경화제(結合硬化劑)를 의미한다.
그 중에서도 오늘날 흔히 시멘트로 불리는 것은 석회, 실리카, 알루미나 및 산화철 등이 주성분인 포틀랜드 시멘트이다.
상기 포틀랜드 시멘트는 석회, 실리카, 알루미나 및 산화철 등을 함유한 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합하여, 그 일부가 용융·소성(燒成)된 클링 커(clinker)에 적당량의 석고를 가하여 분말로 만든 것이다.
시멘트는 주요 건설자재로써, 콘크리트 또는 시멘트를 주원료로 한 2차 제품용으로 사용한다.
슬레이트, 기와, 기포(氣泡), 콘크리트, 전주(電柱) 및 관(管) 등 생활주변에서 시멘트 제품은 흔히 볼 수 있다.
그러나, 상기 시멘트를 제조하는 과정 중에 발생하는 CO2로 인해 환경이 파괴될 뿐만 아니라 시멘트의 주성분인 석회석의 채취로 인해 천연 자원이 고갈되는 문제점이 있다.
또한, 시멘트를 사용하는 제품의 경우 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 건조수축 및 균열 등의 구조물의 결함 등이 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명자는 시멘트와 물을 사용하지 않더라도 내구성이 향상될 뿐만 아니라 건조수축 및 균열의 발생이 감소됨은 물론, 환경파괴 및 천연 자원고갈을 미연에 방지할 수 있는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재를 제안하고자 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 시멘트와 물을 사용하지 않더라도 작업성, 시공성 및 내구성이 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생이 현저하게 감소됨은 물론, 환경오염 CO2 발생과 석회석 채취로 인한 환경파괴 및 천연 자원고갈을 미연에 방지할 수 있는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수용성 바인더 100중량부에 대하여 수용성 송진 70~90중량부, 알칼리제 60~80중량부, 응집제 60~80중량부 및 발수제 60~80중량부가 혼합된 상태의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재를 제공한다.
여기서, 상기 혼합물 100중량부에 대하여 목초수액 60~80중량부가 더 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다.
그리고, 수용성 결합재에 충진재 및 골재를 혼합하여 콘크리트를 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 충진재로서, 천연무수석고를 사용하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 충진재로서, 고로슬래그 분말 40~65중량%, 규사 10~15중량%, 플라이애쉬 10~15중량% 및 천연무수석고 15~20중량%를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재 및 콘크리트의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재는 결합력 및 강도를 향상시키기 위한 수용성 아크릴제 바인더 등의 수용성 바인더 100중량부에 대하여 수용성 송진 70~90중량부, 수산화 나트륨 또는 수산화 칼슘 등의 알칼리제 60~80중량부, EVA 또는 HPMC 등의 응집제 60~80중량부 및 발수제 60~80중량부가 혼합된 상태의 혼합물로 이루어진다.
이때, 상기 수용성 송진은 상기 수용성 바인더, 알칼리제, 응집제 및 발수제가 혼합된 상태의 혼합물의 응집성 및 경화성을 향상시키기 위해 상기 수용성 바인더 100중량부에 대하여 70~90중량부가 혼합되는 것이 좋다.
그리고, 상기 알칼리제는 상기 혼합물의 결합력을 향상시키기 위해 상기 수용성 바인더 100중량부에 대하여 60~80중량부가 혼합되는 것이 좋다.
또한, 상기 응집제는 상기 혼합물의 점성 및 슬럼프가 향상됨으로써, 작업성을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 상기 수용성 바인더 100중량부에 대하여 60~80중량부가 혼합되는 것이 좋다.
아울러, 상기 발수제는 상기 혼합물의 방수성을 향상시키기 위해 상기 수용성 바인더 100중량부에 대하여 60~80중량부가 혼합되는 것이 좋다.
여기서, 상기 혼합물 100중량부에 대하여 목초수액 60~80중량부가 더 혼합되어 이루어지는 것이 좋다.
상기 목초수액이 60중량부 미만 혼합될 경우 상기 혼합물의 강도가 저하될 뿐만 아니라 상기 혼합물의 항균 등의 기능성이 저하되게 되고, 상기 목초수액이 80중량부 초과 혼합될 경우 상기 혼합물을 제조하기 위한 제조비용이 상승하게 되는 문제가 있다.
본 발명의 콘크리트의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
보다 구체적으로, 콘크리트의 작업성, 시공성 및 내구성이 보다 더욱 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생을 보다 현저하게 감소시킬 수 있도록 하기 위해 수용성 결합재에 충진재 및 골재를 혼합하여 상기 콘크리트를 제조하는 것이 좋다.
여기서, 상기 충진재로서, 상기 알칼리제와 화학반응을 하기 때문에 상기 콘크리트의 경화를 촉진될 뿐만 아니라 강도가 보다 향상되도록 하기 위해 천연무수석고를 사용하는 것이 좋다.
나아가, 상기 충진재로서, 상기 콘크리트의 강도가 보다 더욱 향상될 수 있도록 하기 위해 고로슬래그 분말 40~65중량%, 규사 10~15중량%, 플라이애쉬 10~15중량% 및 천연무수석고 15~20중량%를 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
특히, 상기 고로슬래그 분말을 40중량% 미만 혼합하여 사용할 경우 상기 알칼리제와의 화학반응이 미약해지기 때문에 상기 고로슬래그 분말의 산성피막을 초기에 강하게 파괴할 수 없어 초기에 강도발현이 미약하게 된다.
이와 달리 상기 고로슬래그 분말을 65중량% 초과 혼합하여 사용할 경우 상기 알칼리제와의 화학반응이 격렬해지기 때문에 경화속도가 너무 빨라 본 발명의 콘크리트의 미세공극까지 침투하기 어려운 문제가 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 상기 수용성 바인더와 수용성 송진, 알칼리제, 응집제 및 발수제를 혼합함으로써, 작업성, 시공성 및 내구성이 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생이 현저하게 감소됨은 물론, 환경오염 CO2 발생과 석회석 채취로 인한 환경파괴 및 천연 자원고갈을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 수용성 바인더와 수용성 송진, 알칼리제, 응집제 및 발수제를 혼합된 상태의 혼합물로 이루어짐으로써, 시멘트와 물을 사용하지 않더라도 작업성, 시공성 및 내구성이 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생이 현저하 게 감소됨은 물론, 환경오염 CO2 발생과 석회석 채취로 인한 환경파괴 및 천연 자원고갈을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 수용성 바인더, 수용성 송진, 알칼리제, 응집제 및 발수제가 혼합된 혼합물 100중량부에 대하여 목초수액 60~80중량부가 더 혼합되기 때문에 항균 등의 기능성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 수용성 결합재에 충진재 및 골재를 혼합하여 콘크리트를 제조하기 때문에 상기 콘크리트의 작업성, 시공성 및 내구성이 보다 더욱 향상될 뿐만 아니라 강도, 건조수축 및 균열의 발생을 보다 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 상기 충진재로서, 상기 알칼리제와 화학반응을 하는 천연무수석고를 사용하기 때문에 콘크리트의 경화가 촉진된 뿐만 아니라 강도가 보다 향상되는 효과가 있다.
나아가, 상기 충진재로서, 고로슬래그 분말, 규사, 플라이애쉬 및 천연무수석고를 혼합하여 사용하기 때문에 콘크리트의 강도가 보다 더욱 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재 및 콘크리트의 제조방법을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같고, 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나 지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
[수용성 결합재의 제조]
수용성 아크릴제 바인더 100중량부에 대하여 수용성 송진 70~90중량부, 수산화 나트륨 또는 수산화 칼슘 60~80중량부, EVA 또는 HPMC 60~80중량부 및 발수제 60~80중량부가 혼합된 상태의 수용성 결합재를 제조하였다.
[실시예 1]
잔골재 858g에 대하여 상기 수용성 결합재 150ml, 굵은 골재 917g 및 충진재 350g을 혼합하여 실시예 1인 콘크리트를 제조하였다. 이때 상기 충진재로서, 천연무수석고를 사용하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 달리 충진재로서, 고로슬래그 분말 55중량%, 규사 13중량%. 플라이애쉬 13중량% 및 천연무수석고 19중량%를 혼합하여 사용하였다.
[비교예 1]
잔골재 858g에 대하여 시멘트 320g, 굵은 골재 917g 및 물 180ml를 혼합하여 비교예 1인 콘크리트를 제조하였다.
[압축강도시험]
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 콘크리트에 대하여 압축강도시험을 하였다.
이때, 압축강도시험은 상기 실시예 1, 2의 콘크리트 각각 20개와 상기 비교예 1의 콘크리트 20개를 대상으로 실시했다.
압축강도에 대한 평가는 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법)에 의거하여 상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 콘크리트의 평균 압축강도를 측정했고, 그 결과는 표 1과 같다.
[표 1] 평균 압축강도에 대한 측정결과
평균 압축강도 실시예 1 실시예 2 비교예 1
MPa(N/mm2) 27.2 30.8 19.3
이와 같이 상기 실시예 1, 2의 콘크리트의 평균 압축강도는 27.2MPa(N/mm2) 이상으로 높게 측정되었고, 상기 비교예 1의 콘크리트의 평균 압축강도는 19.3MPa(N/mm2) 로 낮게 측정되었다.
이는 상기 실시예 1, 2의 콘크리트가 잔골재와 수용성 결합재, 굵은 골재 및 충진재로서, 천연무수석고, 고로슬래그 분말, 규사, 플라이애쉬를 혼합했기 때문에 내구성이 향상됨은 물론, 강도, 건조수축 및 균열의 발생이 현저하게 감소됨으로써, 상기 실시예 1의 콘크리트의 평균 압축강도가 높게 측정된 것으로 사료된다.

Claims (5)

  1. 수용성 바인더 100중량부에 대하여 수용성 송진 70~90중량부, 알칼리제 60~80중량부, 응집제 60~80중량부 및 발수제 60~80중량부가 혼합된 상태의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합물 100중량부에 대하여 목초수액 60~80중량부가 더 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 시멘트 무첨가 콘크리트용 수용성 결합재.
  3. 제 1항 및 제 2항의 수용성 결합재에 충진재 및 골재를 혼합하여 콘크리트를 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 충진재로서, 천연무수석고를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 충진재로서, 고로슬래그 분말 40~65중량%, 규사 10~15중량%, 플라이애쉬 10~15중량% 및 천연무수석고 15~20중량%를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 제조방법.
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