KR20100134322A

KR20100134322A - 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재

Info

Publication number: KR20100134322A
Application number: KR20090052888A
Authority: KR
Inventors: 임남웅; 김종판
Original assignee: 건설환경품질평가원 주식회사; 임남웅; 신잔토개발 주식회사
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-12-23
Also published as: KR101136127B1

Abstract

본 발명은 모르타르나 콘크리트의 조성물에서 결합재로 사용되는 포틀랜드시멘트를 혼화재로 대체한 결합재에 관한 것으로서, 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재는 포틀랜드시멘트와 4,500㎠/g이상의 분말도를 갖는 바텀애쉬로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 의하면, 결합재로서 포틀랜드시멘트 만을 사용한 모르타르나 콘크리트의 조성물에 의한 압축강도 이상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

결합제, 혼화재, 바텀애쉬, 고로슬래그, 천연무수석고, 흄실리카

Description

모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재{Binder for cement mortar or concrete compositions}

본 발명은 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모르타르나 콘크리트의 조성물에서 결합재로 사용되는 포틀랜드시멘트를 혼화재로 대체한 결합재에 관한 것이다.

화력발전소 등에서 발생되는 석탄회분(Ash)이란 석탄을 소각(Incineration) 또는 연소(Combustion)후에 남아 있는 잔재물을 말한다. 애쉬(Ash)의 대부분이 화력발전소에서 발생하고 있으며 그 이외에도 폐기물 소각로 열병합 발전소, 기타 산업현장에서 연소공정에서도 발생된다. 애쉬는 연소물의 잔재물이라는 점에서 곧 무기물질(예 : SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃)에 속하여 재활용이 가능하다. 그러나 연소공정을 거치는 관계로 항상 미연탄분(Unburnt Carbon)이 부수적으로 함유되어 있다는 점이 기술적으로 문제가 되고 있다.

애쉬의 발생은 탄질에 따라 다르지만, 무연탄의 경우 원탄의 30∼50% 정도 발생하고, 유연탄의 경우 연소효율이 높으므로 원탄의 10∼15% 정도가 발생되며, 그 발생되는 장소에 따라 바텀애쉬(Bottom Ash), 신더애쉬(Cinder Ash), 후라이애 쉬(Fly Ash)로 나누어진다.

바텀애쉬는 노벽이나 과열기, 재열기 등에 부착되어 있다가 자중, 부하변동, 제진장치 등에 의하여 보일러 연소실 바닥으로 떨어진다. 그 발생량은 (1.0∼2.5mm 정도 입경) 전체 발생회의 약 15% 정도이다.

신더애쉬는 연소가스 흐름을 따라 이동하다가 절탄기와 공기예열기 아래에 있는 Hopper에 모여진다. 그 발생량은(입경은 0.3∼1.0mm(30∼100㎛ 정도) 전체 애쉬의 약 5% 정도이다.

후라이애쉬는 전기집진기에 의해 집진되어 압축공기에 의해 사일로(Silo)로 이송 저장된다. 그 발생량은(입경은 10∼30㎛ 정도) 전체 애쉬의 약 80% 정도이다.

후라이애쉬와 바텀애쉬의 발생량은 표 1에서 보여 주는 바와 같다.

[표 1] 석탄의 사용량과 애쉬 발생량 (단위 : 천톤)

장기전력 수급계획이 완료된 2006년에 약 550만톤의 후라이애쉬와 약 27만톤의 바텀애쉬가 발생되었다. 이러한 바텀애쉬는 대부분이 수십 년 동안 매립투기 처리하여 왔기 때문에 투기장에 매장량은 수천 여 만톤으로 보고 있다.

이러한 바텀애쉬를 콘크리트 혼화재 및 도로재료, 비료, 지반개량재 등 다양 한 용도로 사용될 수 있다.

일반적으로 콘크리트는 해수, 산성토양, 하수, 공장폐수 등과 시멘트 부식성 반응으로 내구성이 감소하게 된다. 특히 부식성 화학물질의 용액이 최소농도 이상으로 존재할 때에는 심각한 침해가 발생한다. 또한 황산, 염산, 초산등의 무기산은 시멘트 수화물중의 석회, 규산, 알루미나 등을 용해시키기 때문에 콘크리트는 침식되어 붕괴된다.

바텀애쉬는 포졸란 물질로서 콘크리트내 시멘트의 수화에 의해 생성되는 수산화칼슘이 바텀애쉬와의 반응으로 불용성 염으로 변화하기 때문에, 바텀애쉬를 콘크리트에 사용할 경우 콘크리트 부식에 가장 효과적인 재료로 알려져 왔다. 또한 내산성, 동결융해 저항성 및 내화학성도 일반콘크리트에 비하여 우수한 장점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 바텀애쉬가 포졸란성 물질이라는 특성을 고려하여, 바텀애쉬를 시멘트 혼화재로 사용하면서 내화학성이고 내구수명을 연장시킬 수 있는 내구성 고강도 콘크리트를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재는 포틀랜드시멘트와 4,500㎠/g이상의 분말도를 갖는 바텀애쉬로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재는 상기 바텀애쉬중 6,000㎠/g이상의 분말도를 갖는 고로슬래그 및 천연무수석고로 일부 대체하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 있어서, 상기 고로슬래그 및 천연무수석고의 중량은 상기 바텀애쉬 중량보다 적은 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재는 상기 바텀애쉬중 6,000㎠/g이상의 분말도를 갖는 천연무수석고 및 흄실리카로 일부 대체하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 있어서, 상기 천연무수석고 및 흄실리카의 중량은 상기 바텀애쉬 중량보다 적은 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재는 포틀랜드시멘트와 4,000㎠/g이상의 분말도를 갖는 고로슬래그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 의하면, 결합재로서 포틀랜드시멘트 만을 사용한 모르타르나 콘크리트의 조성물에 의한 압축강도 이상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바텀애쉬를 이용한 콘크리트 혼화재의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 바텀애쉬는 표 2에서 보여주는 바와 같이 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃을 주요성분으로 하고 있으며, 일반 토양성분과 유사하다.

[표 2] 바텀애쉬 화학분석

또한, 바텀애쉬의 비중(2.24∼2.56)은 천연골재의 비중(2.5∼2.6)에 비하여 비교적 낮다. 동시에 흡수율도 천연골재에 비하여 높은 관계로 콘크리트 적용에 어려움이 뒤따른다. 접착력은 거의 없는 상태이나 직접 전단강도(φu)는 일반 성토제와 비슷하다.

[표 3] 바텀애쉬의 물성

	바텀애쉬	천연골재	일반 성토재
비중(%)	2.0∼2.2	2.5∼2.6	2.4∼2.7
흡수율(%)	2.5∼6.5%	1.0∼3.0	-
접착력(kg/cm²)	0.00∼0.03	-	0.10∼100
직접 전단강도 φu(°)	33.0	-	32.0

본 발명에서 적용되는 시멘트 모르타르의 배합을 표 4에서 보여주고 있다.

[표 4] 바텀애쉬 분말 시멘트의 모르타르 배합

(주) BAA5000 : 바텀애쉬 분말, C : 시멘트

표 4에서는 혼화재료를 시멘트의 10중량%를 대체하고, 그 10% 범위 내에서 다시 천연무수석고로 5%, 10%, 20%, 40% 까지 대체한 후, KSL 5105에 따라 압축강도를 측정하였다.

본 발명에서 적용되는 콘크리트의 배합기준을 표 5에서 보여주고 있다.

[표 5] 콘크리트 배합기준

강 도	굵은 골재 최대치수	W/B	슬럼프	공기량	혼화제
=27MPa 이상	25mm	0.45 이하	15±2.5cm	5±1.0%	고성능감수제, 공기연행제

(주) W/B : 물/바인더(Binder)

본 발명에서 공시체 제작과 각각의 시험은 KS의 규정에 따라 실시하였으며, 그 시험항목을 표 6에서 보여주고 있다.

[표 6] 본 발명에서 적용한 KS

① 혼화재

본 발명의 결합재에서 사용되는 혼화재의 비중 및 분말도를 표 7에서 보여주고 있다.

[표 7] 혼화재의 비중 및 분말도

구 분	비 중	분말도(㎠/g)
바텀애쉬 (BAA5000)	2.29	5,010
고로슬래그(Blast Furnace Slag) (GFS4000)	2.86	4,412
고로슬래그(Blast Furnace Slag) (GFS9000)	2.87	7,030
천연 무수석고 (FSP)	2.59	6,950
흄실리카 (CSF)	2.20	10,000 이상

② 보통 포틀랜드 시멘트

본 발명의 결합재에서 사용되는 시멘트는 일반의 포틀랜드 시멘트로서, 그 품질특성을 표 8에서 보여주고 있다.

[표 8] 포틀랜드시멘트 물리화학적 성질

응결시간 (길모어시험)		압축강도(㎏/㎠)			분말도 (㎠/g)	비중	강열감량 (%)
초결 (분)	종결 (시간:분)	3 일	7 일	28 일	분말도 (㎠/g)	비중	강열감량 (%)
230	7:00	204	275	347	3,248	3.15	1.0

③ 잔골재

본 발명의 결합재를 사용하여 모르타르 또는 콘크리트를 제조하기 위한 잔골재는 인천지역 레미콘공장에 사용되는 세척된 바다모래로서, 그 품질시험 결과를 표 9에서 보여주고 있다.

[표 9] 잔골재의 품질특성

비중 (%)		흡수율 (%)		No.200 체 통과량 (%)		유기불순물 (%)		염화물함량 (%)		점토함량 (%)		안정성 (%)
2.59		0.83		0.24		표준색보다 연함		0.0076		없음		2.17
입 도 (체 통과분의 중량백분율, %)							조립율 (FM)
9.52㎜	No.4 체		No.8 체		No.16 체									No.30 체	No.50 체	No.100 체
100	98.8		81.4		82.8		41.8		17.0		1.7		2.59

④ 굵은 골재

본 발명의 결합재를 사용하여 콘크리트를 제조하기 위한 굵은 골재는 쇄석골재로서, 그 품질시험결과를 표 10에서 보여 주고 있다.

[표 10] 굵은 골재(25mm) 품질특성

비중 (%)		흡수율 (%)		No.200 체 통과량 (%)		마모감량 (%)			점토함량 (%)		안정성 (%)
2.63		0.67		0.36		28.1			0.07		2.42
입 도 (체 통과분의 중량백분율, %)						조립율 (FM)		입형판정 실적율(%)
26.5㎜	19.0㎜		13.2㎜		9.5㎜								No.4 체	No.8 체
100	88.7		35.5		20.2		2.5	1.0		6.88		57.3

⑤ 혼화제

본 발명의 결합재를 사용하여 모르타르 또는 콘크리트를 제조하기 위해 사용되는 혼화제의 특성을 표 11에서 보여주고 있다. 본 발명의 결합제를 사용할 때 시멘트 조건에 따른 공기량 조절을 위해 별도의 혼화제 전용 AE제를 추가로 사용하여 공기량이 5.0±1.0% 범위에 들어오도록 조정하였다.

[표 11] 혼화제의 품질특성

구 분	성 분	색 상	비 중	감수율	사용량 (시멘트 x %)	비 고
고성능 감수제	폴리카르본산계	투명한 액상	1.13	18∼22%	0.5∼1.0 %	·표준형 ·고형분 : 21.8%

본 발명에 따른 결합재에서 사용되는 각종 혼화재의 사용량을 표 12에서 보여주고 있다.

[표 12] 혼화재별 사용량 (중량 %)

혼화재의 혼합조건	시멘트	바텀애쉬 (BAA5000)	고로슬래그 (GFS4000)	고로슬래그 (GFS9000)	천연 무수석고 (FSP)	흄실리카 (CSF)
OPC 단독	100	-	-	-	-	-
BA₁₀	85∼93	7∼15	-	-	-	-
GFS₁₀	85∼93	-	7∼15	-	-	-
BA₅GF_2.5FS_2.5	85∼93	3∼7	-	2∼3	2∼3	-
BA₅FS_2.5CS_2.5	85∼93	3∼7	-	-	2∼3	2∼3

(주) 혼화재별 대체 기준

BA₁₀ : BAA5000 혼화재 10중량% 시멘트 대체

GFS₁₀ : GFS4000 혼화재 10중량% 시멘트 대체

BA₅GF_2.5FS_2.5 : BAA5000 혼화재 5중량% 시멘트 대체

GFS9000 혼화재 2.5중량% 시멘트 대체

FSP 2.5중량% 시멘트 대체

BA₅FS_2.5CS_2.5: BAA5000 혼화재 5중량% 시멘트 대체

GFS9000 혼화재 2.5중량% 시멘트 대체

CSF 2.5중량% 시멘트 대체

상기와 같은 혼화재 사용조건을 기본으로 25-27-15 콘크리트 배합조건을 대상으로 물-시멘트 비와 사용 시멘트 량은 변동시키지 않고, 혼화재 사용에 따른 배합특성만을 검토하였다. 이때 동일한 작업성과 공기량을 확보하기 위해서 고성능 감수제와 AE제 의 사용량을 변동시켜 굳지 않은 콘크리트의 물성을 확보하도록 조정하였다.

실험실적인 job mix를 통해 슬럼프, 공기량 등의 설계요구 조건을 만족시키는 배합을 최종적으로 도출한 결과는 표 13과 같다.

[표 13] 혼화재 사용에 따른 콘크리트 배합조정 결과 (단위 : ㎏/㎥)

(주) 용적 : 960ℓ

혼화재 사용에 따른 콘크리트 배합시험결과 동일한 작업성(슬럼프, 공기량)을 확보하기 위한 혼화제(고성능감수제, AE제) 사용량은 혼화재에 따라 크게 차이가 나타나고 있다. 즉, 혼화재를 사용하지 않은 기준조건(OPC 단독)의 배합조건과 비교하였을 때 고로슬래그(GF₁₀)을 제외하고는 혼화재 사용에 따라 작업성이 저하되어 고성능 감수제 사용량이 20∼46%정도 더 증가되는 것으로 나타났다. 특히 바텀애쉬(BA₁₀)를 혼화재로 사용하는 경우에 동일한 슬럼프를 얻기 위해 고성능 감수제가 가장 많이 증가(약 46%)되는 것으로 나타났다.

또한, 4∼5%의 연행공기량 확보를 위해서도 고로슬래그(GF₁₀)를 사용한 경우를 제외하고는 AE제가 기준 콘크리트에 비해(OPC 단독) 3∼4.5배정도 증가시켜야 되는 것으로 나타나고 있어, 혼화재 사용이 콘크리트내의 연행공기를 깨트리는 것을 알 수 있다.

이에 반해 고로슬래그(GF₁₀)를 사용한 경우는 기준 콘크리트에 비해 고성능 감수제와 공기연행제(AE제)의 사용량이 감소하는 것으로 나타났다.

콘크리트 응결시간은 혼화재 사용유·무의 조건에 큰 차이가 없으나 기준조건에 비해 혼화재 사용시 초결과 종결이 20∼30분 정도 단축되는 것으로 나타났다.

[표 14] 콘크리트 배합조정조건에서의 굳지 않은 콘크리트 특성

우리나라에는 콘크리트의 블리딩과 관련된 특별한 규정을 두고 있지는 않다. 그러나 일본 건축학회의 "콘크리트의 배합설계, 배합관리, 품질검사 지침안"에서는 콘크리트 품질의 정도에 따라 고급 콘크리트의 경우 블리딩량을 0.3㎤/㎠이하, 보통 콘크리트에서는 0.5㎤/㎠이하로 규정하고 있다.

본 시험결과에서 기준 콘크리트나 혼화재를 사용한 콘크리트 모두 블리딩량이 0.06∼0.13㎤/㎠수준으로 작게 나타났으며, 동일한 결합재 양에서 비중이 작은 혼화재를 사용함에 따라 OPC 단독조건에 비해 상대적으로 분체량이 많아지는 효과로 인해 콘크리트의 블리딩량이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 비중이 가장 낮은 흄실리카(CSF) 혼화재를 사용한 조건에서 더욱 크게 나타났다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 결합재를 사용한 모르타르 및 콘크리트의 물성 및 화학적 특성에 대하여 설명한다.

① 모르타르 압축강도

모르타의 압축강도는 표 15 및 도 1에서 보여 주는 바와 같이 기준 모르타르에 양생 7일과 28일 압축강도는 각각 29.8MPa와 40.0MPa로 나타났다. 기준 모르타르의 시멘트 함량을 바텀애쉬(BA₁₀) 10%를 대체한 양생 7일과 28일 압축강도는 각각 32.8MPa와 40.8MPa를 나타내고 있다. 바텀애쉬(BA₁₀)의 10% 함량에서 천연무수석고를 각각 5%, 10%, 20%, 40%까지 대체하였을 때 양생 7일과 28일 압축강도는 현저하게 발현되었다.

특히 천연무수석고를 20%로 증가하였을 때가 가장 높은 발현율을 보여주었고, 그 증가율은 CTL에 비해서는 양생 7일일 경우 22%, 양생 28일 경우에도 22%의 증가를 보였다. 또한 BA₁₀을 10% 대체한 No.1에 비하였을 때 양생 7일 경우에는 11%, 양생 28일 경우에는 20%의 증가를 보였다. 따라서 바텀애쉬 분말을 시멘트 혼화재로 적용하기 위해서는 10∼20% 정도로 천연 무수석고를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하지만, 내구성 검토가 요구되는 것을 알 수 있다.

[표 15] 바텀애쉬 분말 모르타르의 압축강도

(주) 혼화제 : 리그닌설폰산복합제

② 콘크리트의 압축강도

콘크리트의 압축강도는 표 16 및 도 2에서 보여 주는 바와 같이 각 혼화재 사용조건별로 콘크리트 강도발현 특성을 시험한 결과 재령 3일 초기강도는 BA₅GF_2.5FS_2.5,BA₅FS_2.5CS_2.5가 높게 나타나고 있으며 56일 장기재령에는 OPC단독 조건에 비해 혼화재를 사용하는 조건이 모두 높게 나타나고 있다.

[표 16] 바텀애쉬 분말 콘크리트의 압축강도 (단위 : MPa)

BA₁₀ 조건은 재령 28일까지는 OPC 단독과 거의 동등수준의 강도를 발현하고 있으나, 56일 장기재령에서는 역전되어 다소 높게 나타나고 있어 장기재령에서 잠재적인 수화반응이 있는 것으로 보여진다.

③ 콘크리트의 건조수축과 길이변화

건조수축에 의한 길이변화는 KS F 2424의 모르타르 및 콘크리트의 길이변화 시험방법에 따라 수행하였으며, 표 17 및 도 3은 4개월까지의 길이변화를 나타내고 있다.

[표 17] 콘크리트의 길이변화

콘크리트의 길이변화는 OPC 단독조건 보다 BA₁₀ 조건이 다소 높게 나타나고 있으나 큰 차이는 없다. 다른 혼화재는 길이변화가 OPC 단독 보다 작게 나타나는 양호한 결과를 보여주고 있다.

④ 동결융해 저항성

동결융해 저항성은 KS F 2456(급속 동결융해에 대한 콘크리트 저항시험방법)의 침수법(A 법)에 의해 급속 동결융해시험기(Model: HS-1280, 1싸이클 : -16∼4℃ 4시간)에서 300싸이클까지 시험하였으며, 30싸이클 주기로 동탄성계수시험기로 공명진동에 의한 콘크리트 동탄성계수(Model HS-1300)를 측정한 결과는 표 18 및 도 4와 같다.

- Pc : 동결융해 C 싸이클 후의 상대동탄성계수(%)

- n : 동결융해 0 싸이클에서의 가로 1차 진동주파수(Hz)

- n₁ : 동결융해 C 싸이클에서의 가로 1차 진동주파수(Hz)

콘크리트 동결융해 시험결과 270 cycle에서 OPC 단독 조건과 BA₁₀ 조건이 시편이 파괴되어 더 이상 측정할 수 없었으며, BA₅GF_2.5FS_2.5와 BA₅FS_2.5CS_2.5 조건이 가장 양호하게 나타났다. BA₁₀ 혼화재 사용조건이 OPC 단독에 비해 동결융해에 대한 콘크리트 열화가 다소 빨리 오는 것으로 나타났으며, 다른 혼화재들은 동결융해에 대한 내구성이 OPC 단독 보다 양호하게 나타났다.

[표 18] 동결융해 Cycle에 따른 동탄성계수 측정결과

⑤ 콘크리트 중성화 저항성

촉진중성화 시험은 10x20㎝의 원주형 공시체를 제작하여 14일간 습윤양생 후 다시 상대습도 60±5%, 온도 20±2℃의 건조실에서 14일간 정치한 후 5%의 탄산가스농도에서 28일 재령기간 동안 노출시켰다. 중성화촉진 처리 후 파단부 내부를 페놀프탈레인용액을 분무시켜 발색깊이를 측정하였다. 표 19는 콘크리트의 중성화 촉진시험 결과를 보여주고 있다.

[표 19] 콘크리트 중성화 촉진시험 결과

혼화재의 혼합조건	촉진 시험후의 중성화 깊이(mm)					평 균
OPC 단독	4.7	4.6	5.9	4.8	3.8	4.76
BA₁₀	5.1	4.1	5.3	4.9	5.0	4.88
GF₁₀	4.3	4.1	4.0	4.0	4.1	4.10
BA₅GF_2.5FS_2.5	3.1	3.0	3.1	3.4	3.1	3.14
BA₅FS_2.5CS_2.5	4.6	4.9	5.0	4.7	4.7	4.78

시험결과 콘크리트 중성화 침투깊이는 사용 혼화재조건에 따라 큰 차이는 없으나, GF₁₀ 과 BA₅GF_2.5FS_2.5 사용조건이 중성화 깊이가 OPC 단독 보다 다소 작게 나타나고 있어 양호한 특성을 보여주고 있다. BA₁₀ 과 BA₅FS_2.5CS_2.5는 OPC 와 유사하게 나타났다.

⑥ 내약품성시험

내약품성 시험은 수중에서 28일간 표준 양생한 시험체를 산과 염분용액에 대한 저항성을 평가하기 위하여 일반 물, 황산염, 강산 용액에 2개월간 침지하여 중량변화와 강도변화를 측정하여 표 20에 나타내었다.

[표 20] 콘크리트의 내약품성 시험 결과

혼화재의 사용조건에 따라 담수, 10% 황산염(Na₂SO₄) 용액, 5% HCl용액에 각각 2개월간 침지한 후, 침지 전·후의 중량 변화율과 각 용액에 침지하였을 때의 압축강도비를 측정하였다.

도 7에 있어서, 압축강도비는 OPC 단독조건을 28일간 양생한 후, 담수에 2개 월간 침지한 후의 압축강도를 100으로 놓고, 동일하게 28일간 양생한 시험편을 대상으로 각 용액별로 2개월간 침지한 후의 강도를 측정하여 강도비로 구하였다.

압축강도비 (%)=(용액별 침지시험편의 압축강도)/( OPC 단독 담수침지 시험편의 압축강도)*100

담수용액(일반 상수도)에 침지한 경우 OPC 단독에 비해 BA₁₀ 혼화재는 2%, 그 이외의 혼화재는 4∼8% 정도 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다.

10% Na₂SO₄ 용액에 침지한 경우, OPC 단독에 비해 시험편의 손상이나 무게손실이 없었으며 압축강도도 떨어지지 않고 동등 내지는 다소 높게 나타나고 있어 2개월 침지결과 강도의 저하는 없는 것으로 나타났다.

5% HCl 용액에서는 Na₂SO₄와는 달리 강산에 의해 시멘트성분이 용출분해되어 중량감소가 나타났으며, 중량감소는 OPC 단독 사용조건이 가장 크게 나타났으며, BA₁₀ 조건이 낮게 나타났다. 압축강도측면에서도 중량감소율과 같은 경향을 보여주고 있는데, 담수침지에 비해 OPC 단독이 약 7% 정도로 가장 많이 저하되었으며, BA₁₀ 조건이 3% 정도로 다른 혼화재 보다는 강도저하가 낮게 나타났다.

본 발명에 따른 결합재는 모르타르나 콘크리트 조성물에 사용할 수 있다.

도 1은 혼화재 사용조건에 따른 모르타르의 압축강도 발현특성을 보여주는 그래프

도 2는 혼화재 사용조건에 따른 압축강도의 발현특성을 보여주는 그래프

도 3은 혼화재 사용조건에 따른 콘크리트 건조수축 변화를 보여주는 그래프

도 4는 혼화재 사용조건에 따른 콘크리트 동결융해 저항성을 보여주는 그래프

도 5는 혼화재 사용조건에 따른 콘크리트의 내약품성(압축강도비)을 보여주는 그래프

Claims

모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 있어서,

상기 결합재는 포틀랜드시멘트 85∼93중량%와 4,500㎠/g이상의 분말도를 갖는 바텀애쉬 7∼15중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 결합재.
제 1항에 있어서,

상기 결합재는 상기 바텀애쉬중 6,000㎠/g이상의 분말도를 갖는 고로슬래그 및 천연무수석고로 일부 대체하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 결합재.
제 2항에 있어서,

상기 고로슬래그 및 천연무수석고의 중량은 상기 바텀애쉬 중량보다 적은 것을 특징으로 하는 결합재.
제 1항에 있어서,

상기 결합재는 상기 바텀애쉬중 6,000㎠/g이상의 분말도를 갖는 천연무수석고 및 흄실리카로 일부 대체하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 결합재.
제 4항에 있어서,

상기 천연무수석고 및 흄실리카의 중량은 상기 바텀애쉬 중량보다 적은 것을 특징으로 하는 결합재.
모르타르 또는 콘크리트의 조성물에 사용되는 결합재에 있어서,

상기 결합재는 포틀랜드시멘트와 4,000㎠/g이상의 분말도를 갖는 고로슬래그를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합재.