KR20150044341A - Cement composition for accelerating concrete curing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파일(pile)이나 폴(pole), 박스 암거, 콘크리트 침목 등과 같이 촉진 양생으로 제조되는 콘크리트 2차 제품을 경제적이고 친환경적으로 제조할 수 있는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a cement composition for accelerated curing concrete, and more particularly, to a cement composition for accelerated curing concrete, and more particularly, to a cement composition for accelerated curing concrete which is produced by accelerated curing such as a pile, a pole, a box culvert, To a cement composition for accelerated curing concrete.
콘크리트는 일반적으로 건설현장에서 레디믹스 콘크리트 형태로 이용되는 것이 일반적이나 동일한 모양의 제품을 다량으로 소모 시 생산 원가 절감, 품질고급화, 공기단축 등을 이유로 공장에서 프리캐스트 되어 건설현장으로 운반, 설치되어지고 있다. 이 경우 거푸집의 회전율을 높이고 공장의 양생기간을 단축하기 위해 촉진 양생을 행한다. 촉진 양생은 대부분 온도를 높임으로써 콘크리트의 경화시간을 단축시키는 것으로 증기양생, 가열양생 등이 행하여지고 있다. 그러나 이러한 양생을 행할 경우 콘크리트는 물을 이용하여 반죽 반응하는 물질이므로 콘크리트 내부에 존재하는 물이 온도상승과 더불어 부피팽창을 일으켜 주변의 골재, 미반응 결합재, 수화물 등에 압력을 가해 위치 이동시킴으로 경화 시 미세한 균열이 발생하여 장기강도 저하 및 내구성 저하를 초래한다. 이를 최소화하기 위해 충분히 초기강도가 발현되었을 때 온도를 상승시키면 거푸집 회전율이 저하하고 작업자의 작업시간이 길어지는 등의 부작용이 없앨 수 있다.Concrete is generally used in ready mixed concrete form at the construction site. However, when a large amount of products of the same shape are consumed, it is precasted at the factory due to production cost reduction, quality improvement and shortening of air, ought. In this case, accelerated curing is carried out in order to increase the turnability of the mold and shorten the curing period of the factory. Most of accelerated curing is shortening the curing time of concrete by increasing temperature, and steam curing and heating curing are performed. However, when this curing is performed, concrete is a substance that reacts with water by using dough reaction. Therefore, the water in the concrete causes a volume expansion together with the temperature increase, and the pressure is applied to the surrounding aggregate, unreacted binder and hydrate, Minute cracks are generated, leading to deterioration of long-term strength and durability. In order to minimize this, when the initial strength is sufficiently raised, the side effects such as decrease in form turnover and worker's working time may be eliminated.
따라서 위 문제점을 해결하고자 Na2SO4, CaCl2, NaCl, 탄산소다, 탄산칼슘과 같은 많은 시멘트 촉진제를 사용하였으나 가격이 고가이고 빠른 경화로 작업성이 저하되어 콘크리트를 성형하는데 어려움이 발생함은 물론 장기강도 및 내구성 저하가 발생하는 문제점이 있었다. Therefore, many cement accelerators such as Na 2 SO 4 , CaCl 2 , NaCl, sodium carbonate and calcium carbonate have been used to solve the above problems, but it is difficult to form the concrete due to the high price and quick curing, There is a problem that long-term strength and durability are lowered.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허공개 제2012-0027330호 "용광로 슬래그 조성물을 사용한 콘크리트 조성물"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 "적어도 결합재, 물, 세골재, 조골재 및 혼화재를 함유해서 이루어지며, 상기 결합재로서 하기의 용광로 슬래그 조성물을 사용하고, 또한 물/용광로 슬래그 조성물의 질량비를 30~60%로 조제해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 용광로 슬래그 조성물을 사용한 콘크리트 조성물: 용광로 슬래그 조성물: 분말도 3000~13000㎠/g의 용광로 슬래그 미분말을 80~95질량% 및 석고를 5~20질량%(합계 100질량%)의 비율로 함유하는 혼합물 100질량부당 알칼리 자극재를 0.5~1.5질량부 또는 5~45질량부의 비율로 첨가한 용광로 슬래그 조성물" 을 제안한다. As a background of the present invention, there is a concrete composition using a blast furnace slag composition (Patent Document 1) as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-0027330. In the above background art, "a slag composition comprising at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, using the following blast furnace slag composition as the binder, and preparing a water / blast furnace slag composition at a mass ratio of 30 to 60% A slag composition comprising 80 to 95% by mass of a slag fine powder of 3000 to 13000 cm 2 / g and 5 to 20% by mass (total of 100% by mass) of a gypsum slurry composition By weight of an alkali metal iridium per 100 parts by weight of the mixture is added in an amount of 0.5 to 1.5 parts by weight or 5 to 45 parts by weight.
그러나 상기 배경기술 역시 촉진제로 알칼리 자극제를 사용하였으나 가격이 고가이고 빠른 경화로 작업성이 저하되어 콘크리트를 성형하는데 어려움이 발생함은 물론 장기강도 및 내구성 저하가 발생하는 문제점이 있었다. However, the above-mentioned background art has also used an alkali stimulant as a promoter, but it has a problem of long-term strength and durability deterioration as well as difficulty in molding concrete due to its high price and rapid curing.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리캐스트 콘크리트 제조 시 산업 부산물인 고로 수쇄 슬래그 미분말을 대량 사용함으로써 시멘트 생산 시 발생하는 석회석 채취로 인한 자연 훼손 및 제조 시 CO2 발생을 최소화할 수 있으며 산업 부산물을 유용하게 순환시킴으로써 제2, 제3의 환경오염을 방지할 수 있는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a precast concrete which is capable of minimizing the natural damage due to the extraction of limestone and the generation of CO 2 during the production by using a large amount of granulated blast furnace slag, And it is an object of the present invention to provide a cement composition for accelerated curing concrete which can prevent second and third environmental pollution by effectively circulating industrial byproducts.
또한, 고로 수쇄 슬래그를 보통 포틀랜드 시멘트의 일부와 치환하여 사용하여 프리캐스트 콘크리트의 생산비를 절감시킬 수 있으면서도, 콘크리트 2차 제품의 고강도 발현 및 품질의 안정성을 향상시킬 수 있는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.Also, it is possible to reduce the production cost of precast concrete by replacing blast furnace slag with a part of ordinary portland cement, and at the same time, to provide a cement composition for accelerated curing concrete which can improve the high strength and stability of secondary concrete products The purpose is to provide.
본 발명은 보통 포틀랜드 시멘트의 일정 중량을 치환하여 첨가하는 고로 수쇄 슬래그 미분말과, 초기강도 강화 및 경화시간 촉진을 위하여 CaO계 촉진제와, 장기강도를 보강하도록 무수석고를 포함하여 구성되도록 하여, CaO계 촉진제에서 Ca2+이 석출되고 보통 포틀랜드 시멘트 또는 고로 수쇄 슬래그 미분말에서 용해한 Al2O3에 무수석고가 결합하여 에트링가이트 수화물을 생성하며, Ca(OH)2로 남는 수화물을 에트링가이트 수화물로 변환시켜 안정화하도록 하는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.The present invention relates to a blast furnace slag fine powder which is usually substituted with a certain weight of Portland cement, a CaO-based accelerator for strengthening initial strength and curing time, and an anhydrous gypsum to reinforce the long- Ca 2+ is precipitated in the accelerator and the anhydrite gypsum binds to the Al 2 O 3 dissolved in the ordinary portland cement or the blast furnace slag fine powder to form the ettringite hydrate, and the hydrate remaining as Ca (OH) 2 is converted into the ettringite hydrate And then stabilizing the cement composition for conversion.
또한, 보통 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 고로 수쇄 슬래그 미분말 50~150중량부, CaO계 촉진제 5~30중량부, 무수석고 10~40중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.The cement composition for accelerated curing concrete is characterized in that it comprises 50 to 150 parts by weight of fine blast furnace slag fine powder, 5 to 30 parts by weight of CaO-based accelerator, and 10 to 40 parts by weight of anhydrous gypsum, based on 100 parts by weight of ordinary Portland cement .
또한, 고로 수쇄 슬래그 미분말의 불레인 비표면적 2,000cm2/g ~ 10,000cm2/g이고, CaO계 촉진제의 블레인 비표면적 2,000cm2/g ~ 10,000cm2/g이며, 무수석고의 블레인 비표면적 3,000cm2/g ~ 10,000cm2/g인 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.In addition, the blast furnace slag materials, and a specific surface area of the fire lane 2,000cm 2 / g ~ 10,000cm 2 / g of powder, Blaine specific surface area 2,000cm 2 / g ~ 10,000cm 2 / g of the CaO-based accelerator, the Blaine specific surface area of the anhydrite 3,000cm 2 / g ~ 10,000cm to provide a cement composition for promoting the curing of concrete, characterized in that 2 / g.
또한, 콘크리트의 작업성 확보 및 감수효과 확보를 위해 리그닌설폰산염계, 나프탈린설폰산염계, 멜라민설폰산염계 및 폴리칼복실산염계 중 어느 하나로 이루어진 혼화제가 0.1~4.5중량부 추가 혼합되는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.Further, 0.1 to 4.5 parts by weight of an admixture composed of a lignin sulfonate, a naphthalene sulfonate, a melamine sulfonate or a polycarboxylate is further added for securing the workability of concrete and the effect of reducing water content To provide cement compositions for accelerated curing concrete.
또한, CaO계 촉진제는 탈황석고, 생석회, 소석회(Ca(OH)2) 및 플라이애쉬 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.Also, it is intended to provide a cement composition for accelerated curing concrete characterized in that the CaO-based accelerator is composed of desulfurized gypsum, quicklime, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and fly ash.
또한, 플라이애쉬는 CaO가 20%이상 함유되는 플라이애쉬를 사용하는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.The present invention also provides a cement composition for accelerated curing concrete characterized by using fly ash containing 20% or more of CaO.
또한, 무수석고는 Ⅱ형 무수석고, Ⅲ형 무수석고, 반수석고, 탈황석고 및 이수석고 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물을 제공하고자 한다.Also, the present invention provides a cement composition for accelerated curing concrete characterized in that the anhydrous gypsum is one of Ⅱ-type anhydrite, Ⅲ-type anhydrous gypsum, semi-gypsum, desulfurization gypsum and diatomaceous earth.
본 발명의 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물은 프리캐스트 콘크리트 제조 시 산업 부산물인 고로 수쇄 슬래그 미분말을 대량 사용함으로써 시멘트 생산 시 발생하는 석회석 채취로 인한 자연 훼손 및 제조 시 CO2 발생을 최소화할 수 있으며 산업 부산물을 유용하게 순환시킴으로써 제2, 제3의 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.The cement composition for accelerated curing concrete according to the present invention can minimize the natural deterioration due to the extraction of limestone and the generation of CO 2 during the production by using a large amount of the blast furnace slag fine powder which is an industrial by-product in the production of precast concrete, So that the second and third environmental pollution can be prevented.
또한, 고로 수쇄 슬래그를 보통 포틀랜드 시멘트의 일부와 치환하여 사용하여 프리캐스트 콘크리트의 생산비를 절감시킬 수 있으면서도, 콘크리트 2차 제품의 고강도 발현 및 품질의 안정성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the production cost of precast concrete by using the blast furnace slag as a substitute for a part of ordinary portland cement, and there is also a very useful effect that can improve the high strength of concrete secondary product and stability of quality.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments.
본 발명의 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트의 일정 중량을 고로 수쇄 슬래그 미분말로 대체한다. 대체된 고로 수쇄 슬래그 미분말은 보통 포틀랜드 시멘트의 강알칼리로 인하여 자극을 받아 시멘트 수화물로 반응한다. 이때, 잠재수경성인 고로 수쇄 슬래그 미분말의 사용시에는 초기강도 및 장기강도 등의 목적강도의 발현이 용이하지 않을 수 있기 때문에, 초기강도 강화 및 경화시간 촉진제로 CaO계 촉진제와, 장기강도를 보강하도록 무수석고를 첨가한다. The cement composition for accelerated curing concrete of the present invention usually replaces a certain weight of Portland cement with blast furnace slag fine powder. Replaced blast furnace slag fine powder is usually stimulated by the strong alkali of Portland cement and reacts as cement hydrate. At this time, when the pottery blast furnace blast furnace slag fine powder is used, it may not be easy to express the objective strength such as initial strength and long-term strength. Therefore, it is necessary to strengthen the initial strength and cure time, Add gypsum.
구체적으로 본 발명에 따른 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트와, 보통 포틀랜드 시멘트의 일정 중량을 치환하여 첨가하는 고로 수쇄 슬래그 미분말과, 초기강도 강화 및 경화시간 촉진제로서 CaO계 촉진제와, 장기강도를 보강하도록 첨가되는 무수석고를 포함하여 구성되어, CaO계 촉진제에서 Ca2 +이 석출되고 보통 포틀랜드 시멘트 또는 고로 수쇄 슬래그 미분말에서 용해한 Al2O3에 무수석고가 결합하여 에트링가이트 수화물을 생성하며, Ca(OH)2로 남는 수화물을 에트링가이트 수화물로 변환시켜 안정화하도록 한다.Specifically, the cement composition for accelerated curing concrete according to the present invention is characterized in that the cement composition for facilitated cured concrete is prepared by mixing Portland cement, usually granulated blast furnace slag fine powder with substitution of a certain weight of Portland cement, CaO accelerator as initial strength strengthening and curing time accelerator, Anhydrous gypsum added to reinforce the CaO-based promoter, Ca 2 + precipitates in the CaO-based promoter, and anhydrous gypsum binds to the Al 2 O 3 dissolved in the ordinary portland cement or the blast furnace slag fine powder to form an ettringite hydrate , And the hydrate remaining as Ca (OH) 2 is converted into ettringite hydrate and stabilized.
본 발명에 따른 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물의 바람직한 조성비는 보통 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 고로 수쇄 슬래그 미분말 50~150중량부, CaO계 촉진제 5~30중량부, 무수석고 10~40중량부가 될 수 있다.The preferred composition ratio of the cement composition for accelerated cured concrete according to the present invention is usually 50 to 150 parts by weight of blast furnace slag fine powder, 5 to 30 parts by weight of CaO-based accelerator, 10 to 40 parts by weight of anhydrous gypsum .
고로 수쇄 슬래그(granulated slag , watergranulated slag)는 고로(高爐) 슬래그를 물로 급랭하여 유리 모양으로 고화시킨 것으로, 고로에서 용융 슬래그를 물로 급랭하여 얻어지는 모래 모양의 유리질 슬래그이다. 수화 반응성이 있으므로 미분쇄하여 시멘트의 혼화 재료로 사용되기도 하고, 콘크리트의 골재로도 사용된다.A granulated slag is a sandy glassy slag obtained by quenching a blast furnace slag with water and solidifying it in glass form and obtained by quenching molten slag with water in a blast furnace. Since it is water-reactive, it is used as an admixture of cement and as an aggregate of concrete.
고로 수쇄 슬래그의 재활용은 클링커 생산에 필요한 석회석 등의 광물자원 고갈을 방지하고, 클링커 제조에 소모되는 연료/동력을 절약할 수 있으며, 석회석 생산에 따른 산림자원의 훼손 방지에도 도움을 줄 수 있다. 또한, 산업 부산물의 매립에 따르는 환경 및 경제적인 부담을 감소시킬 수 있다. 시멘트 산업에 있어서 환경부하를 감소시키기 위해서 슬래그와 같은 산업 부산물의 활용을 높이는 것은 무엇보다도 큰 효과를 나타낼 수 있다. The recycling of blast furnace slag can prevent depletion of mineral resources such as limestone required for clinker production, save the fuel / power consumed in clinker production, and help prevent the destruction of forest resources due to the production of limestone. In addition, it can reduce the environmental and economic burden associated with the landfill of industrial by-products. Increasing the use of industrial byproducts such as slag to reduce the environmental load in the cement industry can have a great effect.
고로 수쇄 슬래그 미분말을 50중량부 미만으로 혼합하면, 경제적인 부담 감소 및 환경부하 감소 등의 효과가 나타나지 않고, 150중량부를 초과하여 혼합하면 강도가 저하될 수 있기 때문에, 고로 수쇄 슬래그 미분말은 50~150중량부 범위에서 혼합하는 것이 바람직하다.When the blast furnace slag fine powder is mixed in an amount of less than 50 parts by weight, the effect of reducing the economic burden and the environmental load is not exhibited. When the blending amount exceeds 150 parts by weight, the strength may be lowered. 150 parts by weight per 100 parts by weight of the composition.
이처럼 산업 부산물인 고로 수쇄 슬래그를 혼합 사용함으로써, 시멘트 제조에 필요한 클링커의 상대적 사용량을 줄이고, CO2 저감효과 외에 다양한 용도를 가지는 고기능성 콘크리트를 제조할 수 있다.By mixing the blast furnace slag, which is an industrial by-product, with the clinker, it is possible to reduce the relative amount of the clinker required for the production of cement and produce a high-performance concrete having various uses besides CO 2 reduction effect.
또한, 고로 수쇄 슬래그를 포함하도록 하면, 일반 시멘트 조성물에 비해서 내해수성, 수밀성, 내약품성, 알칼리 골재반응 억제 등이 우수하여 내구성이 특별히 요구되는 파일(pile)이나 폴(pole), 박스 칼버트, 콘크리트 침목 등의 콘크리트 2차 제품에 적합하다.In addition, when blast furnace slag is included, piles, poles, box calvert, and the like, which are particularly excellent in durability, are superior to general cement compositions in water resistance, water tightness, chemical resistance, It is suitable for concrete secondary products such as concrete sleepers.
이때 사용되는 고로 수쇄 슬래그 미분말은 블레인 비표면적 2,000cm2/g 이상이 되도록 하는데, 2,000cm2/g 미만으로 첨가되는 경우 반응이 늦어 경화시간 지연에 더 많은 영향을 준다. 또한 상한 값으로는 10,000cm2/g 정도인데 이를 초과하면 분쇄동력비가 높아 경제성이 없다. 고로 수쇄 슬래그는 볼밀, 롤러밀, 튜브밀 등을 사용하여 2,000 cm2/g 정도 이상의 분말도를 가지도록 분쇄하여 사용한다.The blast furnace slag fine powder used at this time has a blaine specific surface area of 2,000 cm 2 / g or more, and when it is added at less than 2,000 cm 2 / g, the reaction is delayed to further affect the curing time delay. In addition, the upper limit value is about 10,000 cm 2 / g. If it exceeds this value, the crushing power ratio is high, which is not economical. The blast furnace slag is pulverized using a ball mill, a roller mill, a tube mill or the like so as to have a powder degree of about 2,000 cm 2 / g or more.
상기와 같이 고로 수쇄 슬래그 미분말을 보통 포틀랜드 시멘트와 일정 중량 치환하여 사용하면 초기강도 저하, 중성화 반응 촉진, 저온수화반응 저감 및 건조수축 증가 등의 문제가 일어날 수 있기 때문에, 초기강도 강화 및 경화시간 촉진제로 CaO계 촉진제를 추가로 혼합하도록 하고, 장기강도를 보강하도록 무수석고를 추가로 혼합하여 구성한다. As described above, when the blast furnace slag fine powder is replaced with a regular Portland cement in weight, problems such as initial strength reduction, promotion of neutralization reaction, reduction in low temperature hydration reaction and increase in drying shrinkage may occur. A CaO-based accelerator is further mixed and further mixed with anhydrous gypsum to reinforce the long-term strength.
시멘트는 물과 반응하여 수화물을 생성하고 응결, 경화한다. 따라서 수화와 경화는 밀접한 관련이 있다. 시멘트는 물과 반응하면 시멘트 중에 존재하는 Ca+2가 용출되어 액상은 높은 알카리성이 되며 과포화 상태에 이르면 수산화칼슘 결정이 석출된다. 이들은 시멘트에 존재하는 SiO2나 Al2O3와 만나 칼슘실리케이트 수화물이나 칼슘알루미네이트 수화물을 생성하여 급결한다. 그러나 석고가 존재하면 이들은 에트링가이트(Ettringite)를 만들어 경화시간이 지연되어 작업성 확보가 가능하게 된다.Cement reacts with water to generate hydrate, solidify and cure. Therefore, hydration and hardening are closely related. When cement reacts with water, Ca +2 present in the cement is eluted and the liquid phase becomes highly alkaline. When it reaches supersaturated state, calcium hydroxide crystals precipitate. They meet with SiO 2 or Al 2 O 3 present in the cement and generate calcium silicate hydrate or calcium aluminate hydrate. However, if gypsum is present, they will form ettringite and delay the curing time, thus ensuring workability.
3CaOAl2O3 + 3(CaSO42H2O) + 26H2O →3CaOAl2O33CaSO432H2O3CaOAl 2 O 3 + 3 (CaSO 4 2H 2 O) + 26H 2 O? 3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O
위와 같은 수화 반응은 고로 수쇄 슬래그 미분말이 들어가면 상대적으로 CaO가 적으므로 경화시간이 늦어질 수 있기 때문에, 프리캐스트 콘크리트 제품에 고로 수쇄 슬래그 미분말을 사용하게 되면 경화 시까지 전치시간을 많이 주어야 하고 이는 거푸집 탈형 시간 및 양생시간이 길어질 수 있는 문제점이 있다.In the hydration reaction described above, when the blast furnace slag fine powder is introduced, the curing time may be delayed due to the relatively low CaO. Therefore, if the blast furnace slag fine powder is used in the precast concrete product, There is a problem that the demolding time and the curing time may be prolonged.
촉진제는 경화시간 촉진을 위하여 사용되는 것으로 CaO 함량이 높은 CaO계의 촉진제를 사용하며, CaO계 촉진제로는 생석회, 소석회(Ca(OH)2), 플라이애쉬 및 탈황석고 등이 있다.The accelerator is used for accelerating the curing time. CaO type accelerator with high CaO content is used. Examples of CaO type accelerator include quicklime, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), fly ash and desulfurization gypsum.
CaO계 촉진제는 단독으로 혼합되었을 경우 급격한 수화촉진으로 유동성을 상실하거나 장기 강도를 떨어뜨려 내구성을 저하시키는 단점이 있으나 무수석고와 함께 사용했을 경우 작업성이 확보되면서 응결시간 조절이 용이하고 장기강도 향상 및 내구성의 증진이 가능하다. 이는 첨가된 CaO에서 Ca2 +이 석출되고 보통 포틀랜드 시멘트 또는 고로 수쇄 슬래그 미분말에서 용해한 Al2O3에 석고가 결합하여 에트링가이트 수화물을 생성하여 경화 지연과 Ca(OH)2로 남는 수화물을 강도 향상에 기여할 수 있는 에트링가이트 수화물로 만들어 주기 때문이다.CaO-based accelerator, when mixed alone, has a disadvantage in that it can lose its fluidity due to rapid hydration and decrease its durability by reducing its long-term strength. However, when it is used together with anhydrous gypsum, the coagulation time can be easily controlled and long- And durability can be improved. This is Ca 2 + in the addition of CaO is precipitated ordinary Portland cement or granulated blast furnace slag and gypsum are combined in the Al 2 O 3 dissolved in the fine powder eth- ring curing delay to generate a gayiteu hydrate and Ca (OH) hydrate the strength remaining 2 Because they make it into an ettringite hydrate that can contribute to the improvement.
즉, CaO계 촉진제에서 Ca2 +이 석출되고 보통 포틀랜드 시멘트 또는 고로 수쇄 슬래그 미분말에서 용해한 Al2O3에 무수석고가 결합하여 에트링가이트 수화물을 생성하고, Ca(OH)2로 남는 수화물을 에트링가이트 수화물로 변환시켜 안정화하도록 하는 것이다.In other words, the Ca 2 + in the CaO-based accelerator is precipitated usually the anhydrite bonded to Al 2 O 3 dissolved in the Portland cement or granulated blast furnace slag to produce a ettringite hydrate and Et hydrate remains as Ca (OH) 2 Ringgate hydrate so as to be stabilized.
CaO계 촉진제로는 석회석에서 900℃ 이상으로 하소하여 분말화한 생석회, 소석회(Ca(OH)2), 석탄 연소 시 발생하는 CaO가 높은 플라이애쉬 및 탈황공정에서 나오는 CaO함량이 높은 탈황석고 등의 각종 산업 부산물의 활용이 가능하다.CaO promoters include calcium oxide (Ca (OH) 2 ) calcined at 900 ° C or higher in limestone, fly ash with high CaO during coal combustion, and desulfurized gypsum with high CaO content It is possible to utilize various industrial by-products.
플라이애쉬는 CaO가 20%이상 함유된 것을 사용하도록 하여, 산업 부산물을 활용할 수 있으면서도 CaO의 함량이 높아 초기강도 강화 및 경화시간 촉진의 효율을 높일 수 있다.Fly ash can be produced by using industrial byproducts with CaO content of 20% or more, and the content of CaO is high, thereby enhancing initial strength and promoting curing time promotion efficiency.
상기한 목적을 위해 CaO계 촉진제는 5~30중량부를 첨가하는 것이 바람직한데, 그 이유는 CaO계 촉진제가 5중량부 미만으로 혼합되면, 촉진제의 역할 및 초기강도 발현이 제대로 이루어지지 않고, 30중량부를 초과하여 혼합되면 작업성 확보가 어려울 뿐만 아니라 장기강도 및 내구성 저하의 원인이 되기 때문이다. For the above-mentioned purpose, it is preferable to add 5 to 30 parts by weight of the CaO-based promoter because if the CaO-based promoter is mixed in less than 5 parts by weight, the role of the promoter and the initial strength development are not achieved properly, If they are mixed in excess, the workability is hardly ensured and the long-term strength and durability are deteriorated.
CaO계 촉진제는 블레인 비표면적 2,000cm2/g ~ 10,000cm2/g 인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 2,000cm2/g 이하는 반응이 늦어 경화시간 지연에 더 많은 영향을 준다. 또한 상한 값으로는 10,000cm2/g 정도인데 이 이상은 분쇄동력비가 높아 경제성이 없다. The CaO promoter preferably has a Blaine specific surface area of from 2,000 cm 2 / g to 10,000 cm 2 / g, and a reaction rate of less than 2,000 cm 2 / g has a further effect on the curing time delay. Also, the upper limit value is about 10,000 cm 2 / g, which is not economical due to a high crushing power ratio.
또한, 무수석고는 무수석고 10~40중량부가 첨가되는 것이 바람직한데, 그 이유는 무수석고가 10중량부 미만으로 혼합되면 보통 포틀랜드 시멘트 대비 중량이 적어서 수화물 생성이 제대로 이루어지지 않아 장기강도 확보가 어렵고, 40중량부를 초과하여 혼합할 경우에는 팽창 반응을 일으켜 장기강도 손실 및 내구성 저하의 원인이 되기 때문이다.It is preferable that 10 to 40 parts by weight of anhydrous gypsum is added to the anhydrous gypsum because if the anhydrous gypsum is mixed with less than 10 parts by weight, the weight of the gypsum is lower than that of the Portland cement, If it is mixed in an amount exceeding 40 parts by weight, an expansion reaction is caused to cause loss of long-term strength and durability deterioration.
무수석고로는 Ⅱ형 무수석고인 것이 바람직하나 Ⅲ형 무수석고, 반수석고, 탈황공정에서 나오는 탈황석고 또는 각종 이수석고를 열처리하여 사용할 수도 있다.The anhydrous gypsum is preferably a type II anhydrous gypsum, but it may be used by heat-treating a type III anhydrous gypsum, a semi-gypsum gypsum, a desulfurization gypsum from a desulfurization process, or a variety of passageways.
무수석고는 블레인 비표면적 3,000cm2/g ~ 10,000cm2/g인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 3,000cm2/g 미만은 반응이 늦어 경화시간 지연에 더 많은 영향을 준다. 또한 상한 값으로는 10,000cm2/g 정도인데 이를 초과하면 분쇄동력비가 높아 경제성이 없다. Anhydrite gives a greater effect on the Blaine specific surface area 3,000cm 2 / g ~ 10,000cm 2 it is preferred to use in that the / g, 3,000cm 2 / g less than the hardening time delay the reaction slow. In addition, the upper limit value is about 10,000 cm 2 / g. If it exceeds this value, the crushing power ratio is high, which is not economical.
이상과 같이 구성된 조성물에는 콘크리트의 작업성 확보 및 감수효과 확보를 위해 리그닌설폰산염계, 나프탈린설폰산염계, 멜라민설폰산염계 및 폴리칼복실산염계 중 어느 하나로 이루어진 혼화제를 추가로 혼합할 수 있다.In order to secure the workability of the concrete and to secure the water-reducing effect, the admixture composed of any one of lignin sulfonate, naphthalene sulfonate, melamine sulfonate and polycarboxylate may be further added to the composition of the present invention .
대표적으로 리그닌설폰산을 첨가할 경우 수중에서 설폰산 음이온과 칼슘 양이온으로 전리하여 강한 음이온활성을 나타내고 응집상태의 입자 사이에 물과 공기를 유통시켜 시멘트에 유동성을 부여하게 된다.Typically, when lignin sulfonic acid is added, it is converted to a sulfonate anion and a calcium cation in water to exhibit strong anionic activity, and water and air are circulated between the coagulated particles to impart fluidity to the cement.
혼화제는 0.1~4.5중량부 혼합하는 것이 바람직한데, 0.1중량부 미만으로 혼합할 경우에는 조성물에 충분하게 유동성이 부여되지 않아 작업성 확보가 어렵고, 4.5중량부를 초과하여 혼합할 경우에는 초기강도 확보가 어려운 문제가 있기 때문에 0.1~4.5중량부 혼합하는 것이 바람직하다.It is preferable to mix 0.1 to 4.5 parts by weight of the admixture. If the blending amount is less than 0.1 part by weight, sufficient fluidity is not imparted to the composition, and workability is difficult to secure. When mixing is performed in excess of 4.5 parts by weight, It is preferable to mix 0.1 to 4.5 parts by weight because there is a difficult problem.
상기와 같은 본 발명의 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물은 증기양생, 가열양생과 같은 촉진양생에서는 매우 효과적이나 대기 양생하는 일반 콘크리트에서는 그의 사용이 바람직하지 않다. 대기양생을 행하는 콘크리트는 운반거리 등을 감안하여 충분한 작업성을 확보하여야 하는데 CaO계 재료가 혼합되면 슬럼프 LOSS가 커지기 때문이다.The cement composition for accelerated curing concrete of the present invention as described above is very effective in accelerated curing such as steam curing and heating curing, but its use is not preferable in atmospheric curing concrete. The concrete which performs the atmospheric curing should secure sufficient workability considering the transportation distance and the like because the slump LOSS becomes large when the CaO-based material is mixed.
이하 실시예와 비교예를 상세히 설명한다. The following Examples and Comparative Examples are described in detail.
실시예 1은 본 발명의 바람직한 조성비에 따라 배합한 시료이며, 비교예 1은 고로 수쇄 슬래그 미분말 및 CaO계 촉진제 등이 포함되지 않은 일반적인 물과 보통 포틀랜드 시멘트를 포함하여 이루어지는 콘크리트 조성물이며, 비교예 2와 비교예 3은 본 발명의 배합비에 따라 배합하되, 각각 CaO계 촉진제인 생석회와 무수석고가 제외된 구성의 시료이다.Example 1 is a sample compounded according to the preferred composition ratio of the present invention. Comparative Example 1 is a concrete composition comprising ordinary water and ordinary Portland cement not containing blast furnace slag fine powder and CaO-based accelerator, and Comparative Example 2 And Comparative Example 3 were prepared according to the blending ratio of the present invention except that the calcium oxide-based accelerator, calcium oxide and anhydrous gypsum, were excluded.
표 1과 같이, 시료의 배합비를 각각 다르게 하여, 응결속도 측정 및 증기양생을 하여 압축강도를 측정하였다.As shown in Table 1, the compressive strength was measured by differentiating the mixing ratios of the samples, measuring the coagulation rate, and curing the vapor.
증기양생조건은 차례로 전치 5시간, 승온 15℃/시간, 65℃ 6시간 유지 후 자연냉각하였다.Steam curing conditions were maintained for 5 hours, 15 ℃ / hour, 65 ℃ for 6 hours.
division
Slump (cm)
본 발명의 바람직한 배합비에 따라 배합한 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 응결속도가 빠른 것으로 나타났으며, 생석회가 제외된 비교예 2는 탈형강도 및 28일 강도 모두 실시예 1보다 낮게 나타났다.In Example 1, which was blended according to the preferred blend ratio of the present invention, the setting speed was faster than that in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and Comparative Example 2 in which quicklime was excluded was higher than Example 1 Respectively.
무수석고가 제외된 비교예 3은 실시예 1보다 응결속도가 빨랐으나, 조기강도가 낮게 나타났고, 특히 28일 강도가 현저하게 낮게 나타났다. In Comparative Example 3 in which anhydrous gypsum was excluded, the coagulation speed was faster than that in Example 1, but the early strength was low, and the strength was remarkably low in 28 days.
이상과 같이 실시예 1은 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3에 비하여, 초기강도 및 28일 강도가 모두 높게 나타나, CaO계 촉진제인 생석회가 초기강도 증진에 기여하고, 무수석고가 장기강도 발현에 기여한다는 것을 확인할 수 있다.As described above, in Example 1, the initial strength and the 28-day strength were both higher than those of Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3, and the quicklime as the CaO-based accelerator contributes to the improvement of the initial strength, Lt; RTI ID = 0.0 > expression. ≪ / RTI >
상기와 같이 구성된 본 발명의 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물은 프리캐스트 콘크리트 제조 시 산업 부산물인 고로 수쇄 슬래그 미분말을 대량 사용함으로써 시멘트 생산 시 발생하는 석회석 채취로 인한 자연 훼손 및 제조 시 CO2 발생을 최소화할 수 있으며 산업 부산물을 유용하게 순환시킴으로써 제2, 제3의 환경오염을 방지할 수 있음은 물론 프리캐스트 콘크리트의 생산비 절감 및 콘크리트 2차 제품의 고강도 발현, 제조원가의 절감과 품질의 안정성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.The cement composition for accelerated curing concrete according to the present invention having the above-described constitution can be used to minimize the natural degradation due to the extraction of limestone from the production of cement and the generation of CO 2 during the production by using a large amount of fine blast furnace slag powder as an industrial by- By effectively circulating industrial byproducts, it is possible to prevent the second and third environmental pollution, reduce the production cost of precast concrete, manifest high strength of concrete secondary product, reduce manufacturing cost, and improve quality stability. There is a very useful effect.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
Claims (7)
CaO계 촉진제에서 Ca2 +이 석출되고 보통 포틀랜드 시멘트 또는 고로 수쇄 슬래그 미분말에서 용해한 Al2O3에 무수석고가 결합하여 에트링가이트 수화물을 생성 하며, Ca(OH)2로 남는 수화물을 에트링가이트 수화물로 변환시켜 안정화하도록 하는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.A blast furnace slag fine powder which is usually added by substituting a certain weight of Portland cement and a CaO based promoter for strengthening initial strength and curing time and anhydrite to reinforce long-
In the CaO-based accelerator is Ca 2 + and precipitate ordinary Portland cement or granulated blast furnace produces an eth- ring gayiteu hydrate and the anhydrous gypsum bonded to the Al 2 O 3 dissolved in the slag, Ca (OH) ring eth- the hydrate remains in 2 gayiteu Wherein the cement composition is stabilized by conversion into a hydrate.
보통 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 고로 수쇄 슬래그 미분말 50~150중량부, CaO계 촉진제 5~30중량부, 무수석고 10~40중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.The method according to claim 1,
The cement composition for accelerated curing concrete characterized by comprising 50 to 150 parts by weight of fine blast furnace slag fine powder, 5 to 30 parts by weight of CaO-based accelerator, and 10 to 40 parts by weight of anhydrous gypsum, based on 100 parts by weight of Portland cement.
고로 수쇄 슬래그 미분말의 블레인 비표면적 2,000cm2/g ~ 10,000cm2/g이고,
CaO계 촉진제의 블레인 비표면적 2,000cm2/g ~ 10,000cm2/g이며,
무수석고의 블레인 비표면적 3,000cm2/g ~ 10,000cm2/g인 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.The method according to claim 1,
The blast specific surface area of the blast furnace slag fine powder is 2,000 cm 2 / g to 10,000 cm 2 / g,
The blaine specific surface area of the CaO-based accelerator is 2,000 cm 2 / g to 10,000 cm 2 / g,
Blaine specific surface area 3,000cm 2 / g ~ 10,000cm 2 / g in the promotion, characterized in cured concrete cement composition of the anhydrite.
콘크리트의 작업성 확보 및 감수효과 확보를 위해 리그닌설폰산염계, 나프탈린설폰산염계, 멜라민설폰산염계 및 폴리칼복실산염계 중 어느 하나로 이루어진 혼화제가 0.1~4.5 중량부 추가 혼합된 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.The method according to claim 1,
0.1 to 4.5 parts by weight of an admixture composed of a lignin sulfonate, a naphthalene sulfonate, a melamine sulfonate or a polycarboxylate is added and mixed in order to secure the workability of the concrete and to secure a water reducing effect. Cement composition for accelerated curing concrete.
CaO계 촉진제는 탈황석고, 생석회, 소석회(Ca(OH)2) 및 플라이애쉬 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.The method according to claim 1,
The cementitious composition for accelerated curing concrete, characterized in that the CaO-based accelerator is composed of desulfurized gypsum, quicklime, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and fly ash.
플라이애쉬는 CaO가 20%이상 함유되는 플라이애쉬를 사용하는 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.The method of claim 5,
Wherein the fly ash comprises fly ash containing 20% or more of CaO.
무수석고는 Ⅱ형 무수석고, Ⅲ형 무수석고, 반수석고, 탈황석고 및 이수석고 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the anhydrous gypsum is one of a type II anhydrous gypsum, a type III anhydrous gypsum, a semi-gypsum gypsum, a desulfurized gypsum and a high-grade gypsum gypsum.
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