KR20130130309A - 수중 콘크리트 조성물 및 그에 의해 제조된 인공어초 - Google Patents

수중 콘크리트 조성물 및 그에 의해 제조된 인공어초 Download PDF

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Abstract

수중 콘크리트의 구성 원료가 자중 차이에 의해 분리되는 재료 분리성이 억제되어 수중 콘크리트의 타설할 때에 타설 재료가 물속에서 흩어지지 않고, 충분한 접착강도, 압축강도 및 휨강도를 가짐으로써 수중에서도 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있는 수중 콘크리트 구조물용 콘크리트 조성물 및 이에 의해 제조된 인공어초를 제시한다. 그 콘크리트 조성물은 수중 불분리를 위한 증점제, 반응성 결합재, 결합재의 유동성을 확보하기 위한 유동화제, 기능성 혼화제 및 골재를 포함하고, 상기 증점제는 폴리비닐아민(polyvinylamine)과 스타치(starch)계 증점제를 중량비로 0.3∼0.7:0.7~0.3의 범위로 함유한다. 또한, 인공어초는 상기한 수중 콘크리트 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 콘크리트 조성물 및 그에 의해 제조된 인공어초{Underwater concrete composition and artificial reef using the same}
본 발명은 수중 콘크리트 조성물 및 그에 의해 제조된 어초에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중에 있는 콘크리트 구조물을 보강하기 위해서 콘크리트 조성물의 구성 원료가 분리되지 않도록 수중 불분리성(不分離性)을 갖는 콘크리트 조성물 및 그에 의해 제조된 인공어초에 관한 것이다.
현재 해양, 하천, 항만 등의 구조물에 사용되고 있는 수중 콘크리트는, 시공장치의 개량으로 콘크리트와 물과의 접촉을 방지함으로써, 수중에서 재료가 분리되지 않게 개발되고 있다. 즉, 수중 콘크리트의 타설할 때, 트레미관 또는 밑열림 상자를 이용하거나 펌프에 의한 압송과 같은 방법을 사용하여 주로 공법적인 측면에서 재료의 분리방지를 강구하였다. 그러나 이러한 방법은 대부분 수중 콘크리트 타설할 때, 시멘트 페이스트 또는 모르타르가 물에 씻겨 나가게 되어 철근과 콘크리트의 부착력이 저하되는 등 콘크리트의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다. 따라서 수중에 있는 콘크리트 구조물을 보강하기 위해서는 콘크리트 조성물의 구성 원료가 분리되지 않는 수중 불분리성이 요구된다.
한편, 인공어초(人工魚礁)는 연근해에 서식하는 어류나 부착성 패류 등과 같은 어족 자원을 보호 육성하기 위해서 해저에 투입되는 구조물로서, 자연석, 철강, 콘크리트, 목재, 타이어 또는 유리섬유 플라스틱(FRP) 등의 재료가 사용되며, 이 중에서도 콘크리트가 가장 많이 사용된다. 콘크리트 인공어초는 철근에 소정 배합으로 이루어진 골재와 시멘트를 타설 및 양생하여 제조되는데, 일반 포틀랜드 시멘트를 이용하는 경우에는 수중 투하 후 콘크리트 내부 구조가 팽창하게 되고 이로 인한 크랙과 박리가 발생된다. 또한, 시멘트와 무세골재를 배합한 인공어초의 경우에는 불필요한 공극이 많이 형성되어 압축강도가 충분히 발휘되지 못하며, 휨강도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수중 콘크리트의 구성 원료가 자중 차이에 의해 분리되는 재료 분리성이 억제되어 수중 콘크리트의 타설할 때에 타설 재료가 물속에서 흩어지지 않고, 충분한 접착강도, 압축강도 및 휨강도를 가짐으로써 수중에서도 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있는 수중 콘크리트 구조물용 콘크리트 조성물을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 콘크리트 조성물을 이용하여 제조된 수중 인공어초를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수중 콘크리트 조성물은 수중 불분리를 위한 증점제, 반응성 결합재, 상기 결합재의 유동성을 확보하기 위한 유동화제, 기능성 혼화제 및 골재를 포함하고, 상기 증점제는 폴리비닐아민(polyvinylamine)과 스타치(starch)계 증점제를 중량비로 0.3∼0.7:0.7~0.3의 범위로 함유한다. 이때, 상기 수중 불분리용 증점제는 결합재 100 중량부 대비 0.1∼0.5 중량부 범위에서 사용한다.
또한, 상기 반응성 결합재는 시멘트, 알루미나 시멘트, 석고, 실리카흄, 메타카올린 및 슬래그를 포함하며, 상기 결합재는 결합재와 골재 전체의 100 중량부 대비 30∼60 중량부 범위에서 사용할 수 있다. 그리고 상기 결합재는 결합재 100중량부에 대해 시멘트 30∼70 중량부, 알루미나 시멘트 1∼20 중량부, 석고 1∼10 중량부, 슬래그 5∼30 중량부, 실리카흄 1∼10 중량부 및 메타카올린 1∼10 중량부 로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있으며, 상기 결합재 100중량부에 대하여 0.1∼0.3중량부를 첨가할 수 있다. 또한, 상기 기능성 혼화제는 소포제, 촉진제 및 지연제를 포함하며, 상기 결합재 100 중량부에 대하여, 상기 소포제는 0.05∼0.15 중량부를 첨가하고, 상기 촉진제는 0.05∼2 중량부를 첨가하며, 상기 지연제는 0.05∼0.2중량부를 첨가할 수 있다.
또한, 상기 골재는 입경이 5mm이하인 모래 또는 쇄사를 사용한 잔골재이며, 수중 콘크리트 조성물에 대하여 10∼40 중량부 함유될 수 있고, 상기 골재는 입경이 19mm 이하이며, 콘크리트 조성물에 대하여 20∼50 중량부를 함유되는 것이 바람직하다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 인공어초는 상기에 기재된 수중 콘크리트 조성물에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수중 콘크리트 조성물 및 이에 의해 제조된 인공어초에 의하면, 폴리비닐아민(polyvinylamine)과 스타치(starch)계 증점제를 중량비로 0.3~0.7 :0.7~0.3의 범위로 함유된 수중 불분리용 증점제를 결합재 100 중량부 대비 0.1∼0.5 중량부 범위에서 사용함으로써, 종래에 비해 우수한 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 수중 콘크리트의 타설 시에 타설 재료가 물속에서 흩어지지 않고, 고유동성을 나타내면서 고점성을 발현하여 구성 원료가 자중 차에 의해 분리되는 재료분리성이 억제되어 수중에서도 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
이하 본 발명의 실시예에서는 수중 콘크리트의 타설할 때에 타설 재료가 물속에서 흩어지지 않고, 충분한 접착강도, 압축강도 및 휨강도를 가짐으로써 수중에서도 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있는 수중 콘크리트 구조물용 콘크리트 조성물 및 이에 의해 제조된 인공어초를 제공하는데 있다. 여기서, 인공어초(人工魚礁)는 바다에 고기집을 만들어 놓은 것으로, 연근해에 서식하는 어류나 부착성 패류 등과 같은 어족자원을 보호육성하기 위해 해저에 투입되는 구조물이다.
본 발명의 인공어초는 본 발명에 따른 상기 콘크리트 조성물을 사용하여 제조된 것으로 한정하며, 이는 본 발명의 콘크리트 조성물을 사용하면 수중에서 콘크리트의 구성 원료가 분리되지 않는 수중 불분리성과, 접착 및 압축강도가 뛰어나기 때문에 물속에서도 일정한 경화 구조체를 형성할 수 있기 때문이다. 이하에서는 본 발명에 따른 콘크리트 조성물의 성분을 살펴보고, 실험예를 통하여 그 특성을 구체적으로 설명할 것이다.
수중에 있는 콘크리트 구조물을 보강하기 위해서는 콘크리트 조성물의 구성 원료가 분리되지 않는 수중 불분리성이 요구된다. 수중 불분리성은 자체 유동성에 의해 다짐이 가능한 작업성(workability)과 재료의 흩어짐 방지를 위한 점성 및 재료분리 저항성을 필요로 한다. 따라서 수중 불분리성을 갖기 위한 콘크리트 조성물은 주로 콘크리트에 액상형태로 적용되어야 하며, 이는 콘크리트의 특성상 적용의 용이성에 기인한다.
그러나 타설 부위가 소규모로서 콘크리트를 타설하기가 적합하지 않은 곳에는 자갈이 사용되지 않는 모르타르 형태의 콘크리트 제품이 적용되며, 이는 자갈을 사용하는 콘크리트 제품에 비해 다음과 같은 문제점을 갖는다.
첫째, 자갈을 사용하지 않고 콘크리트와 동일 역학특성을 발현하기 위해서는 결합재의 비율이 증가하고 모래의 사용량이 감소하기 때문에, 자중에 의한 퍼짐성이 콘크리트에 비해 현저히 저하된다. 둘째, 유동성 증가를 위한 유동화제 및 단위 수량이 콘크리트에 비해 증가하므로, 물속에서 재료가 쉽게 흩어지고, 모래가 가라앉는 재료분리 경향성이 콘크리트에 비해 현저히 증가한다. 셋째, 물에 흩어짐 및 재료분리 경향을 감소시키기 위해 증점제를 과량 사용하면, 유동성 저하가 발생함과 더불어 결합재의 수화반응을 방해하여 조기 및 장기의 역학특성을 발현하기가 어렵다. 넷째, 모든 원료를 분말형태로 사용하기 때문에 원료의 제약이 발생하며, 특히 기능성 화학 혼화제는 분체 혼합물 전체중량 대비 극히 소량으로 사용되기 때문에 혼합성 증진을 위해서 미세입자의 원료가 요구된다.
따라서 모르타르 형태의 콘크리트의 경우에는 기존의 수중 불분리성을 갖는 콘크리트에 비해 높은 유동성, 점성 및 재료분리 저항성을 갖는 증점제가 필요하며, 이를 이용한 안정적인 콘크리트 제조가 요구된다. 이에 따라 본 발명에서는 상기한 문제점을 해소하기 위해서 수중 불분리를 위한 증점제, 결합재 및 유동화제를 첨가하고, 기능성 혼화제와 골재를 포함하는 수중 콘크리트 조성물을 제안한다.
상기 수중 불분리를 위한 증점제는 고점성 발현물질로, 수용성 폴리머인 폴리비닐아민(Polyvinylamine; PVAm)과 재료분리 방지재인 스타치(starch)계 증점제를 병행하여 사용한다. 여기서 폴리비닐아민은 금속염과 가교결합성을 가져 철근의 부식을 방지하고 응집작용으로 점성을 증가시키며, 스타치 증점제는 미끄러짐을 억제하여 재료의 분리를 방지할 수 있다. 상기 증점제는 중량비로 폴리비닐아민:스타치계 증점제 = 0.3~0.7:0.7~0.3의 범위에서 필요한 유동성 및 재료분리 저항성의 요구특성 변화에 의해 조절하여 사용할 수 있으며, 이와 같은 비율의 수중 불분리용 증점제는 결합재 100 중량부 대비 0.1∼0.5 중량부 범위에서 사용한다.
상기 반응성 결합재로서는 시멘트, 알루미나 시멘트, 석고, 실리카흄, 메타카올린 및 슬래그를 사용한다. 여기서, 시멘트는 포틀랜드 시멘트를 사용할 수 있으며, 특히 KS에 규정된 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 알루미나 시멘트 및 석고는 조기 강도 발현 및 수축 방지를 위하여 사용한다. 즉, 알루미나 시멘트 및 석고는 조직을 치밀하게 하여 콘크리트의 균열을 방지하고 콘크리트의 수축을 방지하기 위하여 사용한다. 상기 알루미나 시멘트 대신에 칼슘알루미나시멘트(CAC) 또는 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있으며, 석고는 무수석고를 사용한다. 또한, 실리카흄, 메타카올린 및 슬래그는 잠재 수경성 특성 및 내염성 증진을 위하여 사용한다.
또한, 반응성 결합재와 골재의 100 중량부 대비 30∼60 중량부 범위에서 요구강도에 따라 변경 사용할 수 있으며, 결합재는 결합재 100 중량부에 대해 포틀랜드 시멘트 30∼70 중량부, 알루미나 시멘트 1∼20 중량부, 석고 1∼10 중량부, 슬래그 5∼30 중량부, 실리카흄 1∼10 중량부 및 메타카올린 1∼10 중량부 범위에서 사용할 수 있다.
이때, 알루미나 시멘트 및 석고의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 알루미나 시멘트 및 석고함량의 합이 2중량부 미만일 경우에는 콘크리트 강도 및 균열 발생 억제 효과가 미약하고, 30중량부를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다. 또한, 슬래그의 중량비가 증가하면 초기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내염성이 증가한다.
상기 유동화제는 결합재의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 여기서, 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있으며, 유동화제는 결합재 100중량부에 대하여 0.1∼0.3중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 기능성 혼화제는 소포제, 촉진제 및 지연제를 포함할 수 있다. 여기서, 소포제는 콘크리트 내의 기공을 제거하여 콘크리트의 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용하며, 결합재 100중량부에 대하여 0.05∼0.15중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 소포제로서는 일반적으로 잘 알려진 물질, 예컨대 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있고, 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 또한, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있고, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 또한, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
또한, 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하기 위해서 석고에 의해 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위해 사용될 수 있으며, 결합재 100중량부에 대하여 0.05∼0.2중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산, 시트릭산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알콜 등을 사용할 수 있다.
또한, 촉진제는 물과 접촉할 경우 그 반응 속도가 매우 빠르며, 시멘트와 혼합하여 사용하게 되면 수일이 지나서 얻어지는 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 해준다. 상기 촉진제는 일반적으로 잘 알려진 물질, 예를 들어 칼슘포메이트, 염화칼슘, 질산칼슘과 같은 칼슘염, 염화마그네슘과 같은 염화물, 황산염, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 탄산염, 포름산 또는 그의 염, 리튬카보네이트 등을 사용할 수 있으며, 결합재 100중량부에 대하여 0.05∼0.2중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 골재는 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 시에 콘크리트 조성물의 대부분을 이루며, 잔골재와 굵은 골재가 사용된다. 잔골재로는 입경이 5mm 이하인 모래 또는 쇄사를 사용하며, 수중 콘크리트 조성물에 대하여 10∼40 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 또한, 굵은 골재는 입경이 19mm 이하인 골재로서 상기 잔골재보다 입자의 크기가 굵은 골재를 사용하는 것이 바람직하며, 콘크리트 조성물에 대하여 20∼50 중량부 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
<실시예 1>
결합재, 증점제, 유동화제, 골재 및 기능성 혼화제를 강제식 믹서에 투입하고, 강제식 믹서의 회전 속도를 150rpm으로 하여 3분 동안 충분히 교반하였다.
결합재 25 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은 골재 30 중량부 및 물 10 중량부로 하여 수중 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 결합재는 100 중량부 중에 포틀랜드 시멘트 40중량부, 알루미나 시멘트와 석고 20 중량부, 실리카흄 10 중량부, 메타카올린 10 중량부 및 슬래그 20 중량부를 혼합하여 사용하였다. 그리고 증점제는 폴리비닐아민과 스타치계 증점제를 중량비로 30 중량부:70 중량부로 혼입한 것을 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 중량부로 혼입하였다. 또한, 결합재 100 중량부에 대하여 폴리카르본산계 유동화제, 소포제, 지연제 및 촉진제를 각각 0.25 중량부, 0.05 중량부, 0.1 중량부 및 0.1 중량부로 첨가하였다. 상기 소포제로는 글리콜을 사용하였고, 지연제로는 구연산을 사용하였으며, 촉진제로는 칼슘포메이트를 사용하였다.
<실시예 2>
결합재, 증점제, 유동화제, 골재 및 기능성 혼화제를 강제식 믹서에 투입하고, 강제식 믹서의 회전 속도를 150rpm으로 하여 3분 동안 충분히 교반하였다.
결합재 25 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은 골재 30 중량부 및 물 10 중량부로 하여 수중 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 결합재 100 중량부 중에 포틀랜드 시멘트 40 중량부, 알루미나 시멘트와 석고 20 중량부, 실리카흄 10 중량부, 메타카올린 10 중량부 및 슬래그 20 중량부를 혼합하여 사용하였다. 그리고 증점제는 폴리비닐아민과 스타치계 증점제를 중량비로 40 중량부:60 중량부로 혼입한 것을 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 중량부로 혼입하였다. 또한, 결합재 100중량부에 대하여 폴리카르본산계 유동화제, 소포제, 지연제 및 촉진제를 각각 0.25 중량부, 0.05 중량부, 0.1 중량부 및 0.1 중량부로 첨가하였다. 상기 소포제로는 글리콜을 사용하였고, 지연제로는 구연산을 사용하였으며, 촉진제로는 칼슘포메이트를 사용하였다.
<실시예 3>
결합재, 증점제, 유동화제, 골재 및 기능성 혼화제를 강제식 믹서에 투입하고, 강제식 믹서의 회전 속도를 150rpm으로 하여 3분 동안 충분히 교반하였다.
결합재 25 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은 골재 30 중량부 및 물 10 중량부로 하여 수중 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 결합재 100 중량부 중에 포틀랜드 시멘트 40 중량부, 알루미나 시멘트와 석고 20 중량부, 실리카흄 10 중량부, 메타카올린 10 중량부 및 슬래그 20 중량부를 혼합하여 사용하였다. 그리고 증점제는 폴리비닐아민과 스타치계 증점제를 중량비로 50 중량부:50 중량부로 혼입한 것을 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 중량부로 혼입하였다. 또한, 결합재 100 중량부에 대하여 폴리카르본산계 유동화제, 소포제, 지연제 및 촉진제를 각각 0.25 중량부, 0.05 중량부, 0.1 중량부 및 0.1 중량부로 첨가하였다. 상기 소포제로는 글리콜을 사용하였고, 지연제로는 구연산을 사용하였으며, 촉진제로는 칼슘포메이트를 사용하였다.
<비교예 1>
결합재, 증점제, 유동화제, 골재 및 기능성 혼화제를 강제식 믹서에 투입하고, 강제식 믹서의 회전 속도를 150rpm으로 하여 3분 동안 충분히 교반하였다.
결합재 25 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은 골재 30 중량부 및 물 10 중량부로 하여 수중 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 결합재 100 중량부 중에 포틀랜드 시멘트 40 중량부, 알루미나 시멘트와 석고 20 중량부, 실리카흄 10 중량부, 메타카올린 10 중량부 및 슬래그 20 중량부를 혼합하여 사용하였다. 그리고 증점제는 결합재 100 중량부에 대하여 폴리비닐아민을 0.1 중량부로 혼입하였다. 또한, 결합재 100 중량부에 대하여 폴리카르본산계 유동화제, 소포제, 지연제 및 촉진제를 각각 0.25 중량부, 0.05 중량부, 0.1 중량부 및 0.1 중량부로 첨가하였다. 상기 소포제로는 글리콜을 사용하였고, 지연제로는 구연산을 사용하였으며, 촉진제로는 칼슘포메이트를 사용하였다.
<비교예 2>
결합재, 증점제, 유동화제, 골재 및 기능성 혼화제를 강제식 믹서에 투입하고, 강제식 믹서의 회전 속도를 150rpm으로 하여 3분 동안 충분히 교반하였다.
결합재 25 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은 골재 30 중량부 및 물 10 중량부로 하여 수중 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 결합재 100 중량부 중에 포틀랜드 시멘트 40 중량부, 알루미나 시멘트와 석고 20 중량부, 실리카흄 10 중량부, 메타카올린 10 중량부 및 슬래그 20 중량부를 혼합하여 사용하였다. 그리고 증점제는 결합재 100 중량부에 대하여 스타치계 증점제를 0.1 중량부로 혼입하였다. 또한, 결합재 100 중량부에 대하여 폴리카르본산계 유동화제, 소포제, 지연제 및 촉진제를 각각 0.25 중량부, 0.05 중량부, 0.1 중량부 및 0.1 중량부로 첨가하였다. 상기 소포제로는 글리콜을 사용하였고, 지연제로는 구연산을 사용하였으며, 촉진제로는 칼슘포메이트를 사용하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에서 제조한 콘크리트 조성물을 KS L 5220에 규정한 방법에 따라 플로우(flow) 시험(비타격 시의 흐름성)을 측정하였다.
재료분리는 콘크리트 슬러리를 손으로 저어 보아 판단하였으며, 수중 제작 공시체는 수면 아래 10cm 몰드를 설치 후 자유낙하하여 제작하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
플로우(㎜) 132 128 125 125 129
재료분리 없음 없음 없음 없음 발생
<실험예 2>
상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에서 제조한 콘크리트 조성물을 KS F 2405에 규정한 방법에 따라 압축강도를 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2

압축강도
(㎏f/cm2)		 기중 3일 268 235 230 198 212
기중 28일 578 574 568 508 518
수중 3일 229 218 209 175 196
수중 28일 530 527 518 405 437
<실험예 3>
상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에서 제조한 콘크리트 조성물을 KS F 2762에 규정한 방법에 따라 접착강도를 측정하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2

접착강도
(㎏f/cm2)		 기중 3일 19 16 14 12 11
기중 28일 21 20 18 16 16
수중 3일 17 13 12 10 9
수중 28일 18 16 15 13 12
<실험예 4>
상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에서 제조한 콘크리트 조성물을 KS F 2408에 규정한 방법에 따라 휨강도를 측정하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2

휨강도
(㎏f/cm2)		 기중 3일 34 31 31 28 30
기중 28일 63 61 60 48 53
수중 3일 25 23 21 18 19
수중 28일 51 48 48 38 41
상기한 표 1 내지 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 3의 경우가 비교예 1 및 2의 경우보다 유동성, 재료분리 저항성, 강도 측면에서 우수한 것으로 나타났다. 이러한 특성에 의하면 탁월한 응집력에 의해 수중 오염을 방지할 수 있고, 수중 구조물의 철근 보호 등 부수적인 효과를 얻을 수 있다. 이로부터 본 발명의 콘크리트 조성물인 폴리비닐아민(PVAm)과 스타치계 증점제를 혼합하여 사용한 콘크리트의 특성이 그렇지 않은 경우에 비하여 우수한 것을 알 수 있었다.
다음으로, 본 발명의 콘크리트 조성물을 이용하여 제조된 인공어초에 대해서 살펴보기로 한다. 인공어초는 각종어치나 패조류의 식생 및 활착을 위하여 해저에 투입되는 구조물로서, 철근 또는 콘크리트 등 다양한 재료가 사용되며, 그 형태 또한 사각형, 육각형, 원통형 및 반구형 등 다양하다.
인공어초의 제조방법은 먼저 금형 거푸집을 조립하는 단계, 조립된 금형 거푸집에 상기 실시예 1 내지 3과 같은 콘크리트 조성물을 사용하여 습식 및 건식으로 제조 가능하게 타설하는 단계, 타설된 인공어초용 수중 콘크리트 조성물을 진동 또는 압축에 의해 성형하는 단계, 성형된 결과물을 표면 마무리하고 양생하여 인공어초를 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 인공어초는 바다 속에 투입되어 설치되므로, 수중에 콘크리트를 타설하여도 타설 재료가 물속에서 흩어지지 않고, 수중 투하 후에 파랑(波浪)이나 조류에 의한 파손을 예방하기 위해서 일정 압축강도 및 휨강도 이상을 갖도록 제조되어야 한다. 따라서 본 발명에 따른 인공어초는 상기 실시예 1 내지 실시예 3과 같은 콘크리트 조성물을 사용함으로써, 종래에 비하여 유동성, 재료분리 저항성, 강도 측면에서 우수한 인공어초를 제작할 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (9)

  1. 수중 불분리를 위한 증점제, 반응성 결합재, 상기 결합재의 유동성을 확보하기 위한 유동화제, 기능성 혼화제 및 골재를 포함하고,
    상기 증점제는 폴리비닐아민(polyvinylamine)과 스타치(starch)계 증점제를 중량비로 0.3∼0.7:0.7~0.3의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수중 불분리용 증점제는 결합재 100 중량부 대비 0.1∼0.5 중량부 범위에서 사용하는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반응성 결합재는 시멘트, 알루미나 시멘트, 석고, 실리카흄, 메타카올린 및 슬래그를 포함하며, 상기 결합재는 결합재와 골재 전체의 100 중량부 대비 30∼60 중량부 범위에서 사용하는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 결합재는 결합재 100중량부에 대해 시멘트 30∼70 중량부, 알루미나 시멘트 1∼20 중량부, 석고 1∼10 중량부, 슬래그 5∼30 중량부, 실리카흄 1∼10 중량부 및 메타카올린 1∼10 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있으며, 상기 결합재 100중량부에 대하여 0.1∼0.3중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기능성 혼화제는 소포제, 촉진제 및 지연제를 포함하며, 상기 결합재 100 중량부에 대하여, 상기 소포제는 0.05∼0.15 중량부를 첨가하고, 상기 촉진제는 0.05∼2 중량부를 첨가하며, 상기 지연제는 0.05∼0.2중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 골재는 입경이 5mm이하인 모래 또는 쇄사를 사용한 잔골재이며, 수중 콘크리트 조성물에 대하여 10∼40 중량부 함유되는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 골재는 입경이 19mm 이하이며, 콘크리트 조성물에 대하여 20∼50 중량부를 함유되는 것을 특징으로 하는 수중 콘크리트 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 선택된 어느 한 항에 기재된 수중 콘크리트 조성물에 의해 제조된 인공어초.
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