KR20130023960A - 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물 - Google Patents

수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트의 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리 카르본산계 중합체에 규산염, 규불화염 및 스테아린산염으로 이루어진 수밀성 증진제를 포함하도록 함으로써 유동성의 저하없는 감수효과를 얻을 수 있고, 콘크리트에 밀실한 구조를 제공하여 수밀성 및 강도를 증진시킬 수 있는 고성능 감수제에 관한 것이다.

Description

수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물{high range water reducing admixure having polycarboxylic acid group for enhancing watertightness and strength of concrete}
본 발명은 콘크리트의 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리 카르본산계 중합체에 규산염, 규불화염 및 스테아린산염으로 이루어진 수밀성 증진제를 포함하도록 함으로써 유동성의 저하없는 감수효과를 얻을 수 있고, 콘크리트에 밀실한 구조를 제공하여 수밀성 및 강도를 증진시킬 수 있는 고성능 감수제에 관한 것이다.
콘크리트는 다공성의 건설 재료로서 그 내부에는 직경 0.1 내지 50㎜의 큰 기포에서부터 10㎚ 내지 10㎛ 크기의 작은 모세관 공극들이 존재하며, 또한 외부 환경하에서 건조·수축에 의해 생성된 폭 0.3㎜ 이하의 미세한 균열이 무수히 존재한다. 이러한 공극과 균열은 외부의 수분과 열화 물질 등이 침투하는 통로가 되어 콘크리트 구조물의 내구성을 저하시키는 원인이 된다.
이러한 콘크리트에 수밀성을 향상시키기 위한 종래의 기술로는 분말형 또는 액체형 침투공법과 수밀성 증진제를 콘크리트에 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.
분말형 또는 액체형 침투공법은 삼투 현상에 의한 모세관 이동을 통해 활성 성분이 콘크리트 내부로 침투해 들어가면 알칼리 조건하에서 신속하게 불용성 겔을 형성하기 때문에, 방수제 조성물의 균일한 침투를 어렵게 하여 구조물의 전체에 방수 성능 및 수밀 성능을 부여하지 못한다는 문제점이 있다.
또한, 콘크리트에 수밀성증진제를 첨가하는 사례로 대한민국 특허출원 제2001-63881호(규불화아연 수용액을 사용하여 콘크리트 또는 레미콘의 방수성을 향상시키는 방법)에서는 규불화염 중에서 규불화아연 수용액을 단독으로 적용함으로써 방수효과는 우수하였으나, 콘크리트의 압축강도 증진효과가 미약하고, 특히 유동성이 현저하게 저하되는 문제점을 안고 있다.
또한, 대한민국 특허출원 제2002-42799호와 제2003-76689호에서는 수밀성을 높여서 콘크리트의 방수 기능을 향상시키고 균열을 감소시켜 강도를 높이는 것을 목적으로 하고 있다. 특허출원 제2002-42799호에서는 규불화염 중에서 규불화아연 수용액을 단독으로 적용함으로써 방수효과를 향상시켰으며 콘크리트 압축강도를 증진시키고 유동성이 저하되는 문제점을 개선하고 있다. 그리고 특허출원 제2003-76689호에서도 이를 더욱 개량하여 규불화마그네슘과 규불화아연으로 이루어진 규불화염, 망상형 교질상 실리카 그리고 물만을 포함하여 수밀성 증진과 균열 저감 효과를 꾀하고 있다. 그러나 이러한 기술들은 기존의 콘크리트용 화학혼화제 외의 별도 설비에 의한 투입이 필요한 실정이고, 경제적으로 비용이 크게 되는 문제점이 있다.
콘크리트용 화학혼화제는 그 화학 성분에 따라 리그닌계(리그닌설폰산염), 나프탈렌계(나프탈렌 술폰산 포르말린 축합물), 멜라민계(멜라민술폰산 포르말린 축합물),및 폴리카본산계(폴리카르본산염)로 분류되어 사용되고 있다.
리그닌계, 멜라민계 및 나프탈렌계 화학혼화제의 경우에는 감수성 및 유동성이 우수하여 고강도, 고유동 및 고내구성 콘크리트 제조가 가능하였으나, 슬럼프로스가 크다는 단점을 가지고 있다. 이에 비하여 폴리카르본산계의 화학혼화제의 경우에는 기존에 사용하던 화학혼화제에 비하여 우수한 감수성능을 발휘할 뿐만 아니라, 슬럼프 로스가 적고, 또한 우수한 혼련성을 가진다.
일반적으로 콘크리트 화학혼화제의 첨가로 인한 입자의 분산력 향상과 관련된 반응기구( mechanism)는 주쇄가 갖는 정전기적 반발력, 측쇄에 의한 입체적 효과, 및 앞서 말한 두 가지 효과가 동시에 작용하면서 얻어지는 침투압에 의한 효과가 있다. 이러한 반응기구(mechanism)는 콘크리트 화학혼화제인 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계 및 폴리카본산계 화학혼화제의 작용기전에 해당되어진다. 그러나 리그닌계, 나프탈렌계 및 멜라민계 화학혼화제의 경우에는 정적기적 반발력에 의한 감수효과가 지배적이고, 입체적 효과에 의한 감수효과는 기대이하의 성능을 나타내고 있어 급격한 슬럼프 로스가 발생하는 것으로 알려져 있다. 반면에, 폴리카르본산계는 정전기적 반발력, 입체적 효과 및 앞에 두 가지 효과에 의한 시너지 효과로 작용되는 침투압 효과까지 작용하여 높은 감수효과, 작업성 및 적은 슬럼프 로스가 일어난다.
이러한 이유로 현재 폴리카르본산계 화학혼화제와 관련된 연구 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이며, 이러한 폴리카르본산계 화학혼화제의 감수효과, 작은 슬럼프 로스에 더하여 상기에서 언급한 콘크리트의 문제점인 수밀성을 해결하기 위한 폴리카르본산계 고성능 감수제의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 폴리 카르본산계의 특성으로 유동성을 확보하면서 감수효과를 높일 수 있음과 동시에 콘크리트의 수밀성을 향상시켜 내구성이 우수한 콘크리트를 제공할 수 있는 고성능 감수제를 제공하고자 함이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물로서 폴리카르본산계 중합체, 규산염 및 규불화염을 포함하는 수밀성 증진제, 경화촉진제 및 계면활성제를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 폴리카르본산계 중합체는 시멘트 입자의 분산성을 향상시켜 물의 사용량을 18 중량% 이상 감소시킬 수 있는 고감수율을 나타내며, 이러한 고감수율의 영역에서도 조성물의 유동성을 높이고, 시멘트 조성물이 조기에 작업 강도를 발현시키도록 하는 특성을 지니고 있다. 또한 경시에 따른 유동성 저하가 거의 일어나지 않으며, 적절한 공기량을 연속적으로 연행시켜 시멘트 조성물에 양호한 작업성을 부여할 수 있으면서도 높은 강도를 가지는 콘크리트를 형성할 수 있는 특징을 가질 수 있다. 특히 상기 폴리카르본산계 중합체는는 수평균 분자량 15,000 ~ 300,000 범위인 것이 바람직한 바, 이는 수평균 분자량이 15,000 미만인 경우에는 골재 안에 존재하는 미분 및 다공성 물질에 의해 흡착되어 제대로 된 물성을 발현하지 못하는 문제점이 발생할 수 있고, 300,000을 초과하는 경우에는 시멘트를 효과적으로 분산시키지 못하는 문제점이 발생할 수 있으므로 상기와 같은 범위로 한정하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 고성능 감수제의 배합비는 폴리카르본산계 중합체 100중량부에 대해 수밀성 증진제 10 내지 150중량부, 경화촉진제 0.1 내지 5중량부, 계면활성제 0.1 내지 1중량부를 포함하여 배합됨이 타당하다.
상기의 폴리카르본산계 중합체의 함유량은 상기 범위를 초과하면 시멘트의 감수율이 과하게 되어 콘크리트의 재료분리를 일으키며, 폴리카르본산계 중합체의 함유량이 상기 범위를 초과하면 콘크리트용 화학혼화제로서의 성능이 저하되는 문제가 있다.
한편 본 발명에 있어서는 상기 폴리카르본산계 중합체의 배합에 의해 물의 사용량을 줄이면서도 유동성을 확보할 수 있도록 하나, 이러한 폴리카르본산계 중합체만으로는 콘크리트의 충분한 밀실에 의한 수밀성, 강도를 발현할 수 없으므로 본 발명에서는 상기 폴리카르본산계 중합체에다 규산염 및 규불화염을 포함하는 수밀성 증진제를 혼입함으로써 콘크리트의 수밀성, 강도를 더욱 보강하게 되는 것이다.
상기 규산염은 콘크리트 구조물 표면의 시멘트 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응을 통하여 규산칼슘수화물을 생성시키며, 생성된 규산칼슘수화물은 콘크리트 구조물 표면의 미세기공에 충진되어 결국 밀실한 표면구조를 제공함으로서 콘크리트 구조물의 수밀성, 강도를 강화시키게 된다.
이러한 규산염은 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬실리케이트 중 1 또는 2이상의 혼합물을 사용하는 것이 타당하다.
그런데 상기 규산칼슘수화물의 생성반응에서는 수산화나트륨(NaOH)이 생성되는데 이렇게 생성되는 수산화나트륨은 물에 대한 용해도가 높기 때문에 수분이 존재하면 재용해되어 용출되는 문제점이 있다. 따라서 수산화나트륨과 반응을 하여 불용화하고, 규산염과 같이 콘크리트 성분과 화학반응하여 미세공극을 충진시키는 규불화염을 첨가함으로써 콘크리트 구조물을 완전히 밀실한 구조가 되게 한다. 즉 규불화염은 콘크리트 구조물에서 시멘트 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응하여 불용성의 미세한 입자를 생성시켜 콘크리트 구조물 표면의 미세기공을 충진시킴으로써 콘크리트 구조물의 수밀성, 강도를 향상시키게 되는 것이다.
이러한 규불화염은 규불화아연, 규불화구리, 규불화마그네슘, 규불화니켈, 규불화리튬, 규불화철, 규불화코발트 중 1 또는 2 이상의 혼합물을 사용하는 것이 타당하다.
즉 본 발병의 수밀성 증진제는 규산염 및 규불화염을 포함하여 규산염 및 규불화염이 상호 보완에 기해 콘크리트 구조물의 수밀성, 강도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 수밀성 증진제에는 스테아린산 알루미늄, 스테아린산 아연 등의 스테아린산염이 더 포함될 수 있다. 상기에서 언급한 규산염 및 규불화염의 상호 작용에 기해 콘크리트 구조물의 미세기공을 충진함과 동시에 스테아린산염을 더 첨가함으로써 콘크리트 내부에서 수분의 이동에 기해 발생되는 응결지연 및 강도저하를 방지하도록 하는 것이다. 즉 본 발명의 수밀성 증진제에는 규산염, 규불화염에다 스테아린산염을 첨가함으로써 본 발명의 고성능 감수제가 콘크리트에서 밀실한 구조를 제공하고, 응결지연을 방지하여 수밀하며 강도가 향상되도록 할 수 있는 것이다.
결론적으로 본 발명의 일 구성인 수밀성 증진제는 실리케이트들 사이의 규소(Si)와 산소(O) 원자 간의 결합력을 증가시켜주는 바인더 역할을 하여 실리케이트들이 서로 강한 가교 결합(Si-O-Si)을 이루게 함으로써, 콘크리트 내부 조직을 더욱 치밀하게 하여 수밀 성능을 부여하고, 콘크리트의 강도를 증가시킨다. 또한 저칼슘 또는 고칼슘의 황산 알미늄염(calcium sulfur aluminate, mCaO·nSiO2·mH2O, 식중, m과 n은 3 내지 10의 정수임), 불용성 규산염겔(calcium silicate hydrate gel), 금속불화물을 생성하여 콘크리트 중에 존재하는 수㎛ 내지 수십㎛의 미세공극 및 균열에 대한 충전 작용으로 치밀한 조직을 형성하여 콘크리트의 수밀성을 증대시키는 것이다. 또한, 시멘트의 수화에 의해 생성된 수산화칼슘과 반응하여 시멘트의 궁극적인 강도를 지배하는 칼슘실리케이트 수화겔(C-S-H gel)의 생성을 촉진하는 포졸란 효과를 통하여 강도를 높일 수 있게 되는 것이다.
상기의 수밀성 증진제의 함유량은 폴리카르본산계 중합체 100중량부에 대해 수밀성 증진제 10 내지 150중량부로 한정하여 배합하는 것이 타당한 바, 이는 수밀성 증진제의 함유량이 150중량부를 초과하면 첨가제의 농도가 너무 강하여 시멘트 수화 반응의 저해와 콘크리트의 중성화를 촉진시킬 수 있고, 수밀성 증진제의 함유량이 10중량부미만이면 수밀성 강화 효과가 미비하기 때문이다.
상기에서 언급한 규산염, 규불화염 및 스테아린산염을 포함하는 수밀성 증진제가 콘크리트 구조물에 침투가 용이하도록 하기 위해 본 발명에서는 계면활성제가 배합됨이 타당하다. 즉 규산염, 규불화염 및 스테아린산염이 폴리카르본산계 중합체와 안정하게 혼합되도록 함은 물론 콘크리트 구조물로 침투가 용이하도록 하기 위한 것으로 상기 계면활성제는 음이온계로 도데실벤젠술폰산나트륨, 고급알코올황산나트륨, 올레핀산나트륨, 비이온계로 폴리옥시에틸렌노닐페놀에테르, 폴리옥시에틸렌고급알코올에테르 중 1 또는 2이상의 혼합물이 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 바람직하게 분자식이 C5H8SO2LiF(C2F4) n(식중, n은 3 내지 8의 정수) 또는 (C2H4O)nHF(C2F4) m(식중, m은 3 내지 8의 정수)인 불소계 계면활성제를 사용하는 것이 타당하다. 이러한 불소계 계면활성제는 본 발명의 혼합물 즉 고성능 감수제의 점도를 50 내지 100cps 로 낮추어 혼합물의 안정성을 향상시키는데 있어 더욱 바람직하기 때문이다. 이러한 계면활성제의 함유량은 폴리카르본산계 중합체 100중량부 대비 0.1 내지 1중량부로 한정하여 배합됨이 타당하다. 이러한 한정은 0.1중량부 미만으로 배합되는 경우 침투능의 향상을 기대할 수 없고, 1중량부를 초과하는 경우 침투능 향상에 기여하는 바가 그 이하로 배합되는 경우와 거의 동일하므로 이와 같이 한정하여 사용됨이 타당하다.
또한, 본 발명에 있어서 시멘트 경화를 지연시킴에 따른 강도저하를 방지하기 위해 무기 또는 유기계 경화촉진제를 더 배합하는 것이 타당하다. 이러한 경화촉진제는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 질산나트륨, 진산칼륨, 질산칼슘, 아질산나트륨, 아질산칼륨, 아질산칼슘, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산칼슘, MEA(monoethanolamine) 및 TEA (triethanolamine) 중 1 또는 2 이상의 혼합물을 사용함이 바람직하며, 그 배합은 폴리카르본산계 중합체 100중량부 대비 경화촉진제 0.1 내지 5중량부 범위로 배합됨이 타당하다. 그 배합량이 5중량부를 초과하면 오히려 지연작용이 발생하여 표면강도가 저하되며, 0.1중량부미만인 경우는 경화촉진의 효과가 미미하므로 이와 같이 한정하는 것이 타당하다.
또한 본 발명의 고성능 감수제에는 폴리카르본산계 중합체 100중량부에 대해 수밀성 증진제 10 내지 400중량부, 경화촉진제 0.1 내지 5중량부, 계면활성제 0.1 내지 1중량부에다 암모니아, 인산칼슘, 인산나트륨, 수산화칼륨 수용액 중 1 또는 2이상의 혼합물을 0.1 내지 1중량부를 더 첨가하는 것이 바람직하며, 이렇게 Ph조절제를 더 첨가함으로써 전체 고성능 감수제의 Ph가 9 내지 12로 한정되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 고성능 감수제는 폴리카르본산계 중합체에 의해 유동성의 저하를 방지하면서도 우수한 감수효과를 얻을 수 있고, 규산염, 규불화염, 스테아린산염을 포함하는 수밀성 증진제에 의해 수밀성을 확보할 수 있어 내구성이 우수한 콘크리트를 제공할 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명의 실시 예를 를 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
실시예 1～17 및 비교예 1～3은 하기 표 1 및 표 2에 나타난 성분을 균일하게 혼합하여 감수제를 제조하였으며, 이렇게 제조된 시료에 대해 슬럼프, 압축강도, 투수량, 공극율, 길이변화비, 동결융해에 대한 저항성을 측정하였다.
-. 콘크리트 제조 : 한국산업규격 KS F 2560 콘크리트용 화학혼화제의 배합 기준에 따라 슬럼프 180±10mm가 되는 단위수량을 적용하여 제조하였으며, 혼화제 사용량은 시멘트양의 0.7%로 하였다.
-. Slump, 압축강도, 길이변화비, 동결융해에 대한 저항성 : 한국산업규격 KS F 2560 콘크리트용 화학혼화제 시험방법에 의거하여 시험하였다.
-. 투수율 : 한국산업규격 KS F 2451 건축용 시멘트 방수재 시험방법에 의거하여 시험하였다.
-. 공극율 : 콘크리트의 공극율은 수은압입법(Mercury Intrusion Porosimetry)을 이용하여 진공압 50㎛Hg, 진공시간 5분, 수은 주입압력 0.49psia 조건에서 실시하였다.
예 폴리카르본산계(중량부) 수밀성증진졔(중량부) 경화촉진제(중량부) 계면활성제(중량부) Slump(mm) 압축강도(MPa) 투수량(g) 공극율(%) 길이변화비(%) 동결융해에 대한 저항성(%)
0분 60분 3일 7일 28일
실시예1 10 5 1 0.5 180 135 10.8 22.8 28.4 14.5 50.2 98.1 90.1
실시예2 10 1 〃 180 140 10.9 23.5 29.0 8.5 48.6 97.3 91.3
실시예3 15 1 〃 180 140 10.6 23.6 29.2 5.2 46.5 96.8 94.0
실시예4 15 5 0 〃 180 145 14.5 25.9 33.7 11.2 46.5 96.5 93.2
실시예5 1 〃 185 145 15.2 26.7 34.2 11.3 46.4 96.4 93.3
실시예6 2 〃 180 150 15.9 27.3 35.1 11.1 46.5 96.4 93.1
실시예7 10 0 〃 185 150 14.3 25.7 33.8 6.2 43.3 95.8 94.4
실시예8 1 〃 180 155 15.2 25.9 34.0 6.4 43.2 95.7 94.4
실시예9 2 〃 180 150 15.8 26.8 35.4 6.2 43.2 95.8 94.6
실시예10 15 0 〃 180 155 14.5 26.0 33.8 2.1 41.8 95.2 95.8
실시예11 1 〃 180 155 15.1 26.9 34.3 2.2 42.0 95.2 95.7
실시예12 2 〃 180 150 15.7 27.2 35.5 2.2 41.9 95.1 95.9
예 폴리카르본산계(중량부) 수밀성증진졔(중량부) 경화촉진제(중량부) 계면활성제(중량부) Slump(mm) 압축강도(MPa) 투수량(g) 공극율(%) 길이변화비(%) 동결융해에 대한 저항성(%)
0분 60분 3일 7일 28일
실시예13 20 5 1 0.5 185 165 19.3 32.6 39.6 10.4 45.3 95.5 96.2
실시예14 10 1 〃 180 170 19.3 32.9 40.2 5.7 42.1 94.8 97.0
실시예15 15 1 〃 180 170 19.2 33.1 41.7 1.9 40.3 94.3 97.7
실시예16 15 1 〃 185 169 18.3 31.6 39.5 2.4 43.3 95.5 96.0
실시예17 15 1 〃 180 170 19.0 32.7 40.1 2.0 41.1 95.0 96.8
비교예1 10 - - - 180 135 10.6 21.9 27.5 18.2 53.3 98.5 89.2
비교예2 15 - - - 180 145 14.9 25.6 32.3 16.3 51.2 97.1 92.1
비교예3 20 - - - 185 165 19.1 31.2 38.8 14.8 49.6 96.2 94.4
상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이 비교 예 1 내지 3의 경우 수밀성 증진제로 폴리카르본산계 중합체만을 배합하는 경우 그 배합량이 10중량부에서 20중량부로 증가함에 따라 슬럼프치, 압축강도 및 동결융해에 대한 저항성이 커지고, 투수량, 공극율 및 길이변화비가 작아지는 것을 알 수 있다.
그러나 비교예와 실시예를 비교해 보면 비교예에서와 같이 폴리카르본산계 중합체만을 배합하는 경우보다 실시 예와 같이 폴리카르본산계 중합체에 규산염, 규불화염 및 스테아린산염을 포함하는 수밀성 증진제를 더 배합하는 경우가 슬럼프치, 압축강도 및 동결융해에 대한 저항성이 커지고, 투수량, 공극율 및 길이변화비가 작아지는 것을 알 수 있다. 즉 기본적인 물성이 더 향상되는 것을 알 수 있다.
이는 상기에서 언급한 바와 같이 규산염, 규불화염 및 스테아린산염이 배합되는 경우가 콘크리트 구조물을 밀실한 구조로 만들기 때문에 압축강도, 동결융해에 대한 저항성, 투수량, 공극율 및 길이변화비 등 기본적인 물성에서 더욱 향상된 효과가 발현되는 것이다.
한편 실시 예 15 내지 17은 폴리카르본산계 중합체 20중량부에 수밀성 증진제를 15중량부로 배합하되, 수밀성 증진제로써 실시 예 15는 규산염, 규불화염 및 스테아린산염을 모두 포함하는 경우이며, 실시 예 16은 규산염만을 포함하는 경우이고, 실시 예 17은 규산염과 규불화염을 포함하는 경우이다.
즉, 아래 표 3에서 보는 바와 같이 실시 예 15는 규산염 10중량부, 규불화염 3중량부 및 스테아린산염 2중량부로 배합된 시료이며, 실시 예 16은 규산염만 15중량부로 배합된 시료이며, 실시 예 17은 규산염 10중량부 및 규불화염 5중량부만이 배합된 시료이다.
예 폴리카르본산계중합체(중량부) 수밀성증진제(중량부) 경화촉진제(중량부) 계면활성제(중량부)
규산염 규불화염 스테아린산염
실시예15 20 10 3 2 1 0.5
실시예16 15 - - 1 〃
실시예17 10 5 - 1 〃
우선 실시 예 16과 실시 예17을 비교하면, 실험 결과치에서 실시 예 17이 실시 예 16보다 슬럼프치는 거의 동일하나, 압축강도 및 동결융해에 대한 저항성이 커지고, 투수량, 공극율 및 길이변화비가 작아지는 것을 알 수 있다. 이러한 이유는 상기 규산염은 콘크리트 구조물의 시멘트 수화반응시 규산칼슘수화물을 생성시키며, 이렇게 생성된 규산칼슘수화물이 미세기공에 충진되어 콘크리트 구조물의 강도를 강화시키게 되나, 이러한 반응에 있어 부산물인 수산화나트륨이 용출되는 문제점이 있는 바, 이에 실시 예 17과 같이 규불화염이 더 첨가됨으로써 수산화나트륨과 반응을 하여 불용화하고, 이 또한 수산화칼슘과 반응하여 불용성의 미세한 입자를 생성시켜 콘크리트 구조물 의 미세기공을 충진시키도록 함으로써 결국 콘크리트 구조물에 있어 수밀성, 강도 등을 상호 보완적으로 강화시키는 것으로 판단된다.
또한, 실시 예 15와 실시 예 17을 비교하면, 실험 결과치에서 실시 예 15가 실시 예 17보다 슬럼프치는 거의 동일하나, 압축강도 및 동결융해에 대한 저항성이 커지고, 투수량, 공극율 및 길이변화비가 작아지는 것을 알 수 있다.
즉 실시 예 15와 같이 수밀성 증진제로 규산염, 규불화염 및 스테아린산염을 모두 포함하여 사용하는 것이 실시 예 17과 같이 수밀성 증진제로 규산염, 규불화염만을 사용하는 경우보다 기본적인 물성이 향상되는 것이다. 이는 수밀성 증진제로 규산염, 규불화염 및 스테아린산염을 모두 포함하여 사용하면 규산염 및 규불화염의 상호 작용에 기해 콘크리트 구조물의 미세기공을 충진할 수 있음은 물론 스테아린산염을 더 첨가함으로써 콘크리트 내부에서 수분의 이동에 기해 발생되는 응결지연 및 강도저하를 방지하도록 하여 콘크리트의 기본적인 물성을 배가시키는 것으로 판단된다.
결과적으로 상기 실험 예에서 보듯이 폴리카르본산계 중합체에 의해 콘크리트의 유동성을 저하시키지 않으면서(향상) 물의 사용량을 감소시켜 강도를 향상시킬 수 있는 것이며, 이에 더하여 규산염, 규불화염 및 스테아린산염의 상호 보완적으로 수밀성, 강도를 향상시키도록 하여 결국 본 발명의 고성능 감수제를 사용하는 경우 시공성이 용이하게 되는 것이며, 시공 후 콘크리트 구조물의 수밀성, 강도가 향상되도록 하는 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리카르본산계 중합체, 규산염 및 규불화염을 포함하는 수밀성 증진제, 경화촉진제 및 계면활성제를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    폴리카르본산계 중합체 100중량부에 대해 수밀성 증진제 10 내지 150중량부, 경화촉진제 0.1 내지 5중량부, 계면활성제 0.1 내지 1중량부를 포함하여 배합됨을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카르본산계 중합체는 수평균 분자량이 15,000 내지 300,000인 것을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 규산염은 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬실리케이트 중 1 또는 2 이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 규불화염은 규불화아연, 규불화구리, 규불화마그네슘, 규불화니켈, 규불화리튬, 규불화철, 규불화코발트 중 1 또는 2 이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수밀성 증진제에는 규산염, 규불화염 외에 스테아린산염이 부가됨을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 경화촉진제는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 질산나트륨, 진산칼륨, 질산칼슘, 아질산나트륨, 아질산칼륨, 아질산칼슘, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산칼슘, MEA(monoethanolamine) 및 TEA (triethanolamine) 중 1 또는 2 이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 C5H8SO2LiF(C2F4)n (식 중, n은 3 내지 8의 정수) 또는 (C2H4O)nHF(C2F4)m (식 중, m은 3 내지 8의 정수)인 불소계 계면활성제이며, 전체 배합물의 점도가 50 내지 100cps 인 것을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
  9. 제 2항에 있어서,
    암모니아, 인산칼슘, 인산나트륨, 수산화칼륨 수용액 중 1 또는 2이상의 혼합물을 0.1 내지 1중량부를 더 첨가하되, 전체 배합물의 Ph가 9 내지 12인 것을 특징으로 하는 수밀성 및 강도를 강화시키는 폴리카르본산계 고성능감수제 조성물.
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