KR20150055678A - 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물 - Google Patents

건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20150055678A
KR20150055678A KR1020130137851A KR20130137851A KR20150055678A KR 20150055678 A KR20150055678 A KR 20150055678A KR 1020130137851 A KR1020130137851 A KR 1020130137851A KR 20130137851 A KR20130137851 A KR 20130137851A KR 20150055678 A KR20150055678 A KR 20150055678A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
cement
trehalose
shrinkage
concrete
Prior art date
Application number
KR1020130137851A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101568765B1 (ko
Inventor
임동한
조인성
기경국
정민구
박정훈
민태범
Original Assignee
주식회사 케미콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케미콘 filed Critical 주식회사 케미콘
Priority to KR1020130137851A priority Critical patent/KR101568765B1/ko
Publication of KR20150055678A publication Critical patent/KR20150055678A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101568765B1 publication Critical patent/KR101568765B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/10—Carbohydrates or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/10—Acids or salts thereof containing carbon in the anion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B24/383—Cellulose or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/50—Defoamers, air detrainers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/56—Opacifiers
    • C04B2103/58—Shrinkage reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

초기 양생과정에서 표면의 수분증발이 억제되도록 트레할로스(trehalose)를 첨가함으로써, 건조수축으로 인한 균열 발생을 미연에 방지할 수 있는 콘크리트 조성물에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 시멘트, 모래 및 물에 트레할로스(trehalose)를 첨가하여, 초기 양생과정에서 건조수축이 발생하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물{CONCRETE COMPOSITE FOR PREVENTING DRYING SHRINKAGE AND CRACK}
본 발명은 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초기양생 과정에서 표면의 수분증발이 억제되도록 트레할로스(trehalose)를 첨가함으로써, 건조수축으로 인한 균열 발생을 미연에 방지할 수 있는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
콘크리트 골조공사에 있어서, 콘크리트 타설 후 강도 등에 있어서 일정한 품질기준을 만족하면 거푸집을 해체하고 이후의 공정을 진행하게 된다. 일반적으로, 건설현장에서 사용하는 콘크리트는 대략 21 ~ 35 MPa(210 ~ 350㎏f/㎠)의 강도수준을 요구하고 있다.
그러나, 기존의 콘크리트는 초기양생과정에서 건조수축의 발생으로 균열이 발생하며, 특히 시멘트 함유량이 많은 고강도 콘크리트 또는 매스콘크리트 타설시 높은 수화열에 의한 건조수축 및 균열발생이 가속화된다. 이와 같이, 저열시멘트, 혼합시멘트 등을 사용할 경우 조기강도의 저하가 나타나며, 기온이 높은 여름철이나 매스콘크리트를 타설할 경우 수화열이 높게 발생하고 건조수축 및 균열이 발생하는 결과를 초래한다.
이러한 건조수축 및 균열을 방지하기 위해, 저열시멘트, 혼합시멘트를 사용하려는 노력이 시도되고 있으나, 이는 시멘트의 비율을 저감하고 수화반응을 감소하는 원리를 이용한 것으로 일반시멘트 대신 특수시멘트를 사용해야 하므로, 제조 단가가 상승하는 문제가 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0031605호(2005.04.06 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 응결촉진형 혼화제 조성물 및 이를 함유하는 조기강도발현형 콘크리트 조성물이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 수분 증발을 억제하여 초기 양생과정에서 건조수축으로 인하여 발생되는 균열 발생을 미연에 방지할 수 있는 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물은 시멘트, 모래 및 물에 트레할로스(trehalose)를 첨가하여, 초기 양생과정에서 건조수축이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 콘크리트 조성물은 시멘트 : 30 ~ 40 중량% 및 모래 : 60 ~ 70 중량%를 포함하는 결합재와, 상기 결합재 100 중량부에 대하여, 10 ~ 20 중량부로 첨가된 물 및 0.1 ~ 0.6 중량부로 첨가된 트레할로스를 포함한다.
그리고, 시멘트는 포틀랜드 시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.1 ~ 0.3 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.1 ~ 0.2 중량%를 포함할 수 있다.
이때, 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프록틸렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있고, 수축저감제는 헤비 글리콜(heavy glycol) 계열의 수축저감제가 이용될 수 있다.
특히, 트레할로스는 결합재 100 중량부에 대하여, 0.15 ~ 0.30 중량부로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
이러한 트레할로스는 하기 화학식 1의 분자구조를 갖는다.
[화학식 1]
Figure pat00001
본 발명에 따른 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 시멘트는 시멘트 함유량이 많은 고강도 콘크리트 또는 매스콘크리트를 타설하더라도, 콘크리트 표면의 수분 증발을 억제하는 트레할로스를 첨가하는 것에 의해 초기양생과정에서 수화열에 의한 건조수축의 발생을 차단하여 크랙 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 대한 양생시간별 수분함유량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 대한 양생시간별 압축강도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 대한 양생시간별 길이 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물
본 발명의 실시예에 따른 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물은 시멘트, 모래 및 물에 트레할로스(trehalose)를 첨가하여, 초기 양생과정에서 건조수축이 발생하는 것을 방지한 것을 특징으로 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물은 자갈을 더 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물은 시멘트 : 30 ~ 40 중량% 및 모래 : 60 ~ 70 중량%를 포함하는 결합재와, 결합재 100 중량부에 대하여, 10 ~ 20 중량부로 첨가된 물 및 0.1 ~ 0.6 중량부로 첨가된 트레할로스를 포함한다.
이때, 시멘트는 포틀랜드 시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.1 ~ 0.3 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.1 ~ 0.2 중량%를 포함한다.
여기서, 소포제는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프록틸렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있고, 수축저감제는 헤비 글리콜(heavy glycol) 계열의 수축저감제를 이용하는 것이 바람직하다.
특히, 트레할로스는 결합재 100 중량부에 대하여, 0.15 ~ 0.30 중량부로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
시멘트
포틀랜드 시멘트는 주로 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합하여 분쇄한 후, 그 일부가 용융할 때까지 소성하여 얻어지는 클링커에 응결조절제로서 약간의 석고를 가하여 미분쇄하는 방식으로 제조될 수 있다. 이러한 포틀랜드 시멘트는 석회(CaO), 실리카(SiO2),알루미나(Al2O3),산화철(Fe2O3)등으로 이루어질 수 있다.
포틀랜드 시멘트는 시멘트 전체 중량의 25 ~ 30 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 포틀랜드 시멘트의 함량이 25 중량% 미만일 경우에는 충분한 강성을 확보하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 포틀랜드 시멘트의 함량이 30 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크므로 경제적이지 못하다.
이때, 포틀랜드 시멘트 대신 초기양생과정시 수화열이 다량 발생하는 조강시멘트, 고강도시멘트, 매스시멘트 등을 적용할 수도 있는데, 이는 후술할 수분 증발 억제 기능을 갖는 트레할로스의 첨가에 기인한 것이다.
규사는 시공 후 몰탈의 표면 조도(surface roughness)를 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 규사는 대략 0.01 ~ 0.3mm의 평균 직경을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 규사의 평균 직경이 0.0mm 미만일 경우에는 미세 입자를 수득하는데 필요한 시간 및 비용 대비 표면 조도 상승 효과가 미미할 수 있으므로, 경제적이지 못하다. 반대로, 규사의 평균 직경이 0.30mm를 초과할 경우에는 표면 조도 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 뿐만 아니라 크랙 저항성이 급격히 저하되는 문제가 있다.
규사는 본 발명에 따른 시멘트 전체 중량의 35 ~ 45 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 규사의 함량이 35 중량% 미만일 경우에는 표면 조도 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 규사의 함량이 45 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크다.
탄산칼슘(CaCO3)은 물에 잘 녹지 않고 수용액 상에서 침전되기 때문에 미분 필러의 용도로서 사용된다.
탄산칼슘은 본 발에 따른 시멘트 전체 중량의 15 ~ 25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘의 함량이 15 중량% 미만일 경우에는 입도 분산 효율을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄산칼슘의 함량이 25 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 비용 상승만을 초래할 우려가 크다.
소포제는 기포의 생성을 막고 생성된 기포를 제거하기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 소포제로는 실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프록틸렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다.
소포제는 시멘트 전체 중량의 0.05 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 소포제의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 기포 생성 억제 및 제거 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 소포제의 함량이 0.10 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
수축저감제는 수축을 저감하기 위한 목적으로 첨가되며, 이러한 수축저감제로는 헤비 글리콜(heavy glycol) 계열의 수축저감제가 이용될 수 있다.
본 발명에서, 수축저감제는 시멘트 전체 중량의 0.1 ~ 5 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 수축저감제의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 수축저감제의 함량이 5 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
메틸셀룰로우즈(methyl cellulose)는 알킬셀룰로우즈 중 하나의 물질로써, 알칼리 조건에서 점도를 증가시켜, 점착력과 보습성을 가지도록 하는 역할을 한다. 다만, 메틸셀룰로우즈를 단독으로 적용할 경우에는 메틸셀룰로우즈의 함량이 증가함에 따라 시공성이 저하되는 문제가 있으므로, 후술할 보조첨가제인 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)를 함께 혼합하여 과도한 시공성 하락을 방지하면서 접착성 및 장기내구성은 향상시키는 것이 바람직하다.
따라서, 메틸셀룰로우즈는 시멘트 전체 중량의 0.1 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메틸셀룰로우즈의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메틸셀룰로우즈의 함량이 0.3 중량%를 초과할 경우에는 점착성이 과도해지는 관계로 끈적거려 시공성이 저하되는 문제가 있다.
메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)는 메틸세룰로우즈 첨가량의 증가에 따른 과도한 시공성 하락을 방지하기 위한 목적으로 첨가된다.
메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)는 시멘트 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 시공성 하락 방지 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 첨가 효과 대비 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크므로, 경제적이지 못하다. 또한, 점도 하락으로 인한 처짐(tagging) 현상이 나타날 수 있다.
트레할로스
트레할로스는 전분을 원료로 최신의 발효기술로 제조되는 비환원성의 천연 이당류이다. 트레할로스는 식물이나 미생물 등 자연계에 널리 존재하고 있는 당질이다. 특히, 트레할로스는 수분을 흡수하는 특성을 갖고 있기 때문에 건조나 동결에 대한 보호 작용을 한다.
본 발명에서, 트레할로스는 시멘트 : 30 ~ 40 중량% 및 모래 : 60 ~ 70 중량%를 포함하는 결합재 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 0.6 중량부로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.15 ~ 0.30 중량부를 제시할 수 있다. 트레할로스의 첨가량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 그 함량이 미미한 관계로 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 트레할로스의 첨가량이 0.6 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용하므로, 경제적이지 못하다.
이때, 기존의 콘크리트는 양생과정에서 수분 손실이 발생하는데 기인하여 건조수축 및 균열이 발생하게 된다. 특히, 조강시멘트, 고강도시멘트, 매스시멘트 등의 경우, 수화열이 많이 발생하게 되며, 수화열의 증가는 균열 발생을 가속화시키게 된다.
반면, 본 발명에서는 트레할로스를 콘크리트의 혼화제로 활용하여, 기존 콘크리트의 단점인 건조수축 및 균열 발생을 억제하여 품질을 개선하였다.
이러한 트레할로스는 하기 화학식 1의 분자구조를 갖는다.
[화학식 1]
Figure pat00002

전술한 본 발명의 실시예에 따른 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 시멘트는 시멘트 함유량이 많은 고강도 콘크리트 또는 매스콘크리트를 타설하더라도, 콘크리트 표면의 수분 증발을 억제하는 트레할로스를 첨가하는 것에 의해 초기양생과정에서 수화열에 의한 건조수축의 발생을 차단하여, 크랙 발생을 미연에 방지할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시료 제조
표 1의 조성을 갖는 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 따른 시료를 제조하였다.
이때, 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 따른 시료는 표 1의 조성물을 전동형 혼합기에서 10분 동안 혼합한 후, 65에서 48시간 동안 건조하고 나서 3cm(가로) * 3cm(세로) * 3cm(두께)로 절단하여 시료를 수득하였다.
여기서, 시멘트로는 포틀랜드 시멘트 : 28 중량%, 규사 : 45 중량%, 탄산칼슘 : 23.75 중량%, 소포제 : 0.05 중량%, 수축저감제 : 3 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.1 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.1 중량%인 것을 이용하였다.
비고 결합재 ( wt %) H 2 O 트레할로스
시멘트 모래
비교예 1 35 65 16 -
실시예 1 35 65 16 0.15
실시예 2 35 65 16 0.30
실시예 3 35 65 16 0.20
실시예 4 30 70 16 0.35
실시예 5 30 70 16 0.40
실시예 6 40 60 16 0.45
실시예 7 40 60 16 0.50
2. 물성 평가
표 2는 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 대한 양생시간별 수분함유량을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 1은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 대한 양생시간별 수분함유량 변화를 나타낸 그래프이다.
비고 수분함유량(g)
24시간 30시간 4일
비교예 1 5.8 5.1 3.8
실시예 1 6.3 5.9 3.9
실시예 2 8.4 8.0 5.0
실시예 3 8.5 8.0 5.0
실시예 4 8.6 8.1 5.1
실시예 5 8.6 8.2 5.2
실시예 6 8.7 8.2 5.3
실시예 7 8.8 8.3 5.3
표 2 및 도 1을 참조하면, 양생 24시간이 경과한 후, 비교예 1(a)에 비하여, 실시예 1 ~ 2(b, c) 및 실시예 3 ~ 7의 수분함유량이 많은 것을 알 수 있다. 이때, 트레할로스 첨가량이 많을수록 수분함유량이 많이 나타나는 것을 알 수 있다.
특히, 양생 2일 경과한 후에 수분함유량 감소율이 급격해지는 것을 알 수 있는데, 이는 시멘트 수화반응이 가속됨으로 인한 것으로 파악된다.
또한, 실시예 1(b)의 경우에는 양생 4일 경과한 후부터 비교예 1(a)과 수분함유량이 유사하였으나, 실시예 2(c)의 경우에는 양생 5일 경과한 후에도 비교예 1(a) 대비 수분함유량이 대략 1.5g 정도 지속적으로 많은 것으로 나타났다.
표 3은 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 대한 양생시간별 압축강도를 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 2는 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 대한 양생시간별 압축강도 변화를 나타낸 그래프이다.
비고 압축강도( MPa )
1일 3일 4일 7일
비교예 1 20 33 36 41
실시예 1 11 31 38 44
실시예 2 8 28 37 39
실시예 3 8 27 39 42
실시예 4 8 29 37 41
실시예 5 7 26 38 40
실시예 6 7 27 39 41
실시예 7 7 26 37 42
표 3 및 도 2를 참조하면, 양생 1일 경과 후 실시예 1 ~ 2(b, c) 및 실시예 3 ~ 7의 경우 비교예 1(a)에 비해 압축강도가 50% 이하로 측정되었다. 특히, 양생 3일 경과 후 실시예 1 ~ 2(b, c) 및 실시예 3 ~ 7 모두 비교예 1 대비 압축강도가 90% 이상으로 측정되었다.
즉, 트레할로스 첨가량이 많을수록 초기강도가 낮으나, 양생 4일 경과후부터는 압축강도가 모두 유사하게 나타나는 것을 확인하였으며, 이는 시멘트 수화반응의 속도차이는 있으나 총 반응량은 유사하다는 것을알 수 있다.
또한, 양생 7일 경과 후부터는 실시예 1 ~ 2(b, c) 및 실시예 3 ~ 7이 비교예 1(a)에 비하여 압축강도가 높게 측정되었으며, 이는 수분손실 속도가 감소되어 지속적인 수화반응이 이루어진 것으로 파악된다.
표 4는 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 대한 양생시간별 길이 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 3은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 대한 양생시간별 길이 변화를 나타낸 그래프이다.
비고 길이변화(%)
4일 6일 8일 10일
비교예 1 0.00 -0.04 -0.06 -0.07
실시예 1 0.00 -0.05 -0.09 -0.12
실시예 2 0.00 -0.03 -0.06 -0.08
실시예 3 0.00 -0.05 -0.07 -0.11
실시예 4 0.00 -0.04 -0.09 -0.12
실시예 5 0.00 -0.03 -0.08 -0.12
실시예 6 0.00 -0.04 -0.09 -0.10
실시예 7 0.00 -0.05 -0.08 -0.11
표 4 및 도 3을 참조하면, 양생 3일 경과후 모두 팽창하였으며 변화율은 실시예 1 ~ 2(b, c) 및 실시예 3 ~ 7 모두 비교예 1(a)에 비하여 적게 나타났다.
양생 4일 경과후 모두 전날대비 수축하였으며, 변화율은 실시예 1 ~ 2(b, c) 및 실시예 3 ~ 7 모두 비교예 1(a) 대비 적은 것으로 나타났다.
또한, 양생 5일 경과후 모두 수축하였으며, 변화율은 실시예 2(c)의 경우 비교예 1(a) 대비 적게 나타났으나 실시예 1(b)의 경우 비교예 1(a)과 유사한 것으로 나타났다.
또한, 양생 6일 경과후 모두 수축하였으며, 변화율은 실시예 1 ~ 2(b, c) 모두 비교예 1(a)과 유사한 것으로 나타났다. 즉, 실시예 2(c)의 경우 실시예 1(b) 대비 변화율이 감소하였고, 양생 7일 이후부터 비교예 1(a)과 유사한 변화율을 나타냈다.
위의 실험 결과에서 알 수 있듯이, 트레할로스의 함유량에 의한 길이변화율은 선형적인 경향을 나타내지는 않는 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다

Claims (7)

  1. 시멘트, 모래 및 물에 트레할로스(trehalose)를 첨가하여, 양생과정에서 건조수축이 발생하는 것을 방지한 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은
    시멘트 : 30 ~ 40 중량% 및 모래 : 60 ~ 70 중량%를 포함하는 결합재와,
    상기 결합재 100 중량부에 대하여, 10 ~ 20 중량부로 첨가된 물 및 0.1 ~ 0.6 중량부로 첨가된 트레할로스를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시멘트는
    포틀랜드 시멘트 : 25 ~ 30 중량%, 규사 : 35 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 : 15 ~ 25 중량%, 소포제 : 0.05 ~ 0.10 중량%, 수축저감제 : 0.1 ~ 5 중량%, 메틸셀룰로우즈(methyl cellulose) : 0.1 ~ 0.3 중량% 및 메틸에틸셀룰로우즈(methyl ethyl cellulose) : 0.1 ~ 0.2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소포제는
    실리콘계, 알코올계 및 에틸렌 옥사이드 프록틸렌(EOPO)계 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 콘크리트 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수축저감제는
    헤비 글리콜(heavy glycol) 계열의 수축저감제인 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 트레할로스는
    상기 결합재 100 중량부에 대하여, 0.15 ~ 0.30 중량부로 첨가된 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 트레할로스는
    하기 화학식 1의 분자구조를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.

    [화학식 1]
    Figure pat00003
KR1020130137851A 2013-11-13 2013-11-13 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물 KR101568765B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130137851A KR101568765B1 (ko) 2013-11-13 2013-11-13 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130137851A KR101568765B1 (ko) 2013-11-13 2013-11-13 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150055678A true KR20150055678A (ko) 2015-05-22
KR101568765B1 KR101568765B1 (ko) 2015-11-13

Family

ID=53391171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130137851A KR101568765B1 (ko) 2013-11-13 2013-11-13 건조수축 및 균열 방지용 콘크리트 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101568765B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102353578B1 (ko) * 2021-10-25 2022-01-20 박창신 성능개선 폴리머 개질 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장의 보수시공방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102353645B1 (ko) 2019-12-20 2022-01-21 대호산업개발(주) 석탄연소 고칼슘 플라이애시를 포함하는 시멘트 콘크리트 혼화재료 조성물

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010143787A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd 水硬性組成物用混和剤およびその応用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102353578B1 (ko) * 2021-10-25 2022-01-20 박창신 성능개선 폴리머 개질 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장의 보수시공방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101568765B1 (ko) 2015-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101392958B1 (ko) 폴리머 결합재를 구비하는 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법
KR101672714B1 (ko) 자기 치유성, 내구성 및 강도가 향상된 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수방법
KR101720504B1 (ko) 내구성능이 개선된 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법
KR101875461B1 (ko) 내구성이 개선된 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 유지 보수 공법
KR101389741B1 (ko) 폴리머 개질 고성능 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 덧씌우기 포장공법
KR101193390B1 (ko) 폴리머 개질 속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법
KR101708357B1 (ko) 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법
KR101681936B1 (ko) 고기능성 초조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수방법
KR101608015B1 (ko) 속경성 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보강 공법
KR101460498B1 (ko) 자기 보수성 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101389745B1 (ko) 조기강도 발현을 위한 폴리머 개질 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 덧씌우기 포장공법
KR101600776B1 (ko) 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장 공법
KR101311699B1 (ko) 내산성 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보수용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR100839491B1 (ko) 수중 콘크리트 구조물용 모르타르 조성물 및 이를 이용한수중 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101549612B1 (ko) 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법
KR101672872B1 (ko) 고기능성 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법
KR101720034B1 (ko) 자기보수성을 가지는 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법
KR101497942B1 (ko) 수용성 에폭시를 이용한 고성능 타일접착용 모르타르 조성물
KR101368214B1 (ko) 조기강도 발현형 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
CN108975755B (zh) 再生混凝土专用外加剂
KR101288349B1 (ko) 속경성 폴리머 개질 시멘트 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 상기 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법
KR100971226B1 (ko) 도로 포장 및 보수용 내염성 시멘트 혼합물
EP2524960A2 (en) Admixture composition for a tile cement mortar and a tile cement mortar composition comprising the same
KR101368219B1 (ko) 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 덧씌우기 포장공법
KR101963579B1 (ko) 조기강도 발현 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181106

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191202

Year of fee payment: 5