KR20150091872A - High Durable Concrete Composition For Revealing High Early Strength Using Modified Fly Ash - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a concrete composition having early strength development and high durability which solves problems of contraction or the like caused by premature curing due to including a modified fly ash as an admixture and can express high durability by providing a dense paste structure.

Description

개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물{High Durable Concrete Composition For Revealing High Early Strength Using Modified Fly Ash}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high durability concrete composition for use in a high strength concrete,

본 발명은 콘크리트 조성물에 포함되는 혼화재에 개질 플라이애시가 포함되어 초기강도가 발현되면서도 이에 따라 상존할 수 있는 조기경화에 의한 수축 등의 문제를 해결하여 고내구성이 발현될 수 있는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a concrete composition capable of exhibiting high durability by solving the problem of shrinkage due to premature curing which may be present in the admixture contained in the concrete composition, .

국내외적으로 지구온난화로 인해 다양한 정책 및 기술개발이 이루어지고 있으며, 온실가스 감축이 전 세계적으로 최대 이슈가 되고 있다. 국내에서도 온실가스 30% 감축을 위해 전 분야에서 노력이 필요하며, 화력발전소 및 시멘트 산업과 같이 온실가스를 대량으로 배출하는 산업분야에서는 더욱더 강력한 대책이 필요한 실정이다. 시멘트 산업은 전세계 CO2 발생량의 7%정도를 차지할 정도로 상당히 많은 온실가스를 배출하는 산업으로 시멘트를 대체 할 수 있는 혼화재 개발이 필요한 실정이다. Various policies and technologies are being developed due to global warming both domestically and globally. GHG reduction is becoming the biggest issue in the world. Domestic efforts to reduce greenhouse gas emissions by 30% are needed in all fields. In the industrial sector, such as thermal power plants and cement industries, where greenhouse gases are emitted in large quantities, stronger measures are needed. The cement industry is an industry that emits a considerable amount of greenhouse gas, which accounts for about 7% of the global CO 2 emissions, and it is necessary to develop an admixture that can replace cement.

그 중에서도 화력발전소에서 부산물로 발생되는 석탄재의 일부인 플라이애시는 폐기물 재활용에 따른 부가가치의 창출 및 환경오염방지에 기여할 수 있는 것으로 알려져 있다. 플라이애시는 시멘트 콘크리트 제조시의 시멘트 저감용 혼화재로서 많이 사용되고 있다. 또한 콘크리트의 특성 개선, 콘크리트 제품의 가격 저감 및 내구성 개선, 수화열 저감 등의 장점으로 많이 사용되고 있다. Among them, fly ash, which is a part of coal ash produced as a by-product in a thermal power plant, is known to contribute to the creation of added value and prevention of environmental pollution due to waste recycling. Fly ash is widely used as an admixture for cement reduction when manufacturing cement concrete. In addition, it is widely used for the improvement of concrete properties, cost reduction of concrete products, improvement of durability, and reduction of heat of hydration.

그러나 이러한 장점에도 불구하고 플라이애시를 혼화재로 다량 첨가 시 콘크리트의 초기강도가 저감되는 문제로 그 사용량이 제한되고 있는 실정이다. 따라서 플라이애시 사용량을 증가시킬 수 있는 개발이 필요한 실정이다.However, in spite of these advantages, the amount of fly ash is limited due to the reduction of the initial strength of concrete when a large amount of fly ash is added as an admixture. Therefore, there is a need for development that can increase the amount of fly ash.

이에 대한민국 특허등록 제0887943호 등에서는 플라이애시에 활성화제를 첨가함으로써 플라이애시를 활성화시켜 혼화재로서 시멘트 치환량을 증가시키는 기술이 제시되고 있다. Accordingly, Korean Patent Registration No. 0887943 discloses a technique of activating fly ash by adding an activator to fly ash to increase the amount of cement substitute as an admixture.

그러나, 이러한 기술들에 의해서도 플라이애시를 사용함에 따라 발생되는 초기강도 저하의 문제를 충분히 해결할 수 없는 문제가 있었다. 또한, 활성화제 등에 의해 초기강도 문제가 해결되더라도 조기경화에 따른 수축 등에 의해 내구성에 문제가 있었다.
However, these techniques also have a problem in that the problem of initial strength reduction caused by using fly ash can not be sufficiently solved. Even if the initial strength problem is solved by an activator or the like, there is a problem in durability due to contraction due to early curing and the like.

대한민국 특허등록 제0887943호Korea Patent No. 0887943

이에 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 플라이애시에 활성화제 등에 의해 조기강도를 개선시키면서 조기강도 개선에 따른 수화열증대, 수축증가 등에 의한 내구성 저하의 문제를 내구성첨가제 등을 첨가함으로써 조기강도와 동시에 내구성을 향상시키도록 하여 시멘트 치환량을 증대시켜 경제적이며, 친환경적인 콘크리트 조성물을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
In order to solve the above problems, the present invention proposes a method of improving durability due to an increase in hydration heat and an increase in shrinkage due to early strength improvement while improving the early strength of the fly ash with an activator or the like, And to provide an economical and environmentally friendly concrete composition by enhancing durability and increasing cement replacement amount.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물은 플라이애시, 활성화제, 내구성첨가제를 혼합, 분쇄하여 형성되는 혼화재가 포함되는 것을 특징으로 한다. 즉 본 발명은 활성화제, 분쇄에 의해 화학적, 물리적으로 플라이애시의 초기강도 저하문제를 해결하면서, 초기강도의 보강에 따라 수화열증대, 수축증가 등에 의해 내구성이 저하될 수 있는 문제를 내구성첨가제의 작용기작에 의해 해결토록 하여 조기강도 및 내구성이 동시에 확보되도록 하는 콘크리트 조성물에 관한 것이다. In order to achieve the above object, the present invention provides a high strength concrete composition for use in modifying fly ash, which comprises an admixture formed by mixing and grinding fly ash, an activator, and a durable additive. That is, the present invention solves the problem of initial strength reduction of fly ash chemically and physically by pulverizing the activator, and solves the problem that durability may be lowered due to increase in hydration heat and increase in shrinkage due to reinforcement of initial strength, The present invention also relates to a concrete composition for improving the strength and durability.

플라이애시는 산업부산물로서 SiO2, CaO, Al2O3 등과 같이 중합반응이 가능한 구성요소를 갖고 있으며, 여기서 중합반응이란 지오폴리머(GeoPolymer)를 형성하는 반응으로 본 발명에서 유도할 수 있는 가장 큰 반응 중 하나이며, 여기에 더하여 수화반응을 촉진시키는 반응까지 도모할 수 있다. Fly ash is a by-product of industrial use such as SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 The polymerization reaction is one of the greatest reactions that can be induced in the present invention due to the formation of a geopolymer. In addition, the reaction for promoting the hydration reaction .

상기 플라이애시를 사용할 경우 표면의 유리질 피막을 제거하기 위한 수단으로 pH가 13.8 이상의 콘크리트 환경을 조성해야 반응이 가능하며, 이를 확보하기 위해서는 높은 알칼리 활성화제의 사용이 불가피하다. 또한, 플라이애시가 가지고 있는 단점인 낮은 초기강도와 장기간의 고온양생기간을 거쳐야 하는 문제가 있다. When the fly ash is used, it is necessary to prepare a concrete environment having a pH of 13.8 or higher as a means for removing the glassy coating on the surface. In order to ensure this, a high alkali activator is inevitably used. In addition, there is a problem that the fly ash has a low initial strength and a long period of high temperature curing period, which are disadvantages of fly ash.

일반적으로 중합반응은 Si-Al 함유 광물질이 NaOH 또는 KOH와 반응하는 것으로, 플라이애시는 SiO2와 Al2O3의 함유율이 비교적 높아 중합반응으로 활성화시킬 수 있는 물질이다. 그러나 플라이애시를 사용한 경우에는 유리질(glassy) 피막이 형성되어 있기 때문에 이 피막을 파괴시켜 반응을 촉진시키기 위해서는 pH 13 이상 매우 높은 알칼리 환경이나 고온양생 또는 기타방법 등이 필요하다. 종래의 기술에서는 대부분 고온양생으로 플라이애시의 유리질피막을 파괴시켜 중합반응을 유도하였다.In general, the polymerization reaction is a reaction of Si-Al-containing minerals with NaOH or KOH, and fly ash is a material that can be activated by polymerization reaction because of the relatively high contents of SiO 2 and Al 2 O 3 . However, in the case of using fly ash, a glassy film is formed. Therefore, in order to accelerate the reaction by destroying this film, a highly alkaline environment with a pH of 13 or higher, a high temperature curing or other methods is required. In the prior art, the glassy film of fly ash was broken by high temperature curing in most cases to induce polymerization reaction.

특히 본 발명의 콘크리트 조성물에 첨가되는 혼화재는 플라이애시, 활성화제, 내구성첨가제를 혼합하여 분쇄함에 의해 형성되는데 특징이 있는 바, 상기 조성물들을 단순혼합에 의하여 생산하게 되면, 플라이애시의 초기강도를 보완하는 기능이 낮아지는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 상기 조성물들을 혼합한 후에 진동밀 등을 이용하여 분쇄하도록 함으로써 초기강도의 보강효율을 증대시키고자 함이다. 즉 혼합 분쇄하면 분쇄조작에서 균일 혼합이 가능하고 결정구조변화를 동시에 진행하여 입자의 표면을 활성화 시킬 수 있기 때문이다.In particular, the admixture added to the concrete composition of the present invention is characterized by being formed by mixing fly ash, activator and durable additive and pulverizing. When the compositions are produced by simple mixing, the initial strength of fly ash is supplemented There is a problem in that the function of performing the above-described operation is lowered. Accordingly, in the present invention, it is intended to increase the initial strength reinforcement efficiency by mixing the above compositions and pulverizing them using a vibrating mill or the like. That is, when the mixture is mixed and pulverized, uniform mixing is possible in the pulverization operation and the crystal structure can be simultaneously changed to activate the surface of the particles.

본 발명에 있어 상기 혼화재의 바람직한 배합비를 보면 플라이애시 100중량부에 대해, 활성화제 2 내지 4중량부, 내구성첨가제 2 내지 8중량부가 혼합되어 분쇄됨이 타당하다. In the present invention, it is preferable that the admixture is blended by mixing 2 to 4 parts by weight of the activator and 2 to 8 parts by weight of the durable additive with respect to 100 parts by weight of the fly ash.

본 발명에 있어 활성화제는 플라이애시 100중량부에 대해 2 내지 4중량부로 한정을 하는 바, 이는 일반적인 활성화제의 배합량(20 내지 30중량부)보다 훨씬 적은 량의 배합에 의해 플라이애시를 활성화 시킴으로써 초기강도를 보완하고자 하는 것으로, 혼합분쇄의 영향에 기인한다. 상기 활성화제의 한정비는 중합반응에 필요한 적절한 비율의 Si 및 Al과 Na가 존재하여야 하기 때문으로 플라이애시의 중량비가 이보다 클 경우 상대적으로 반응에 필요한 Na 등이 부족하게 되고, 이와 반대로 이보다 작을 경우 강도에 기여하는 Si 또는 Al가 부족하여 결국 강도보강효과가 저하되기 때문에 이와 같이 한정하는 것이다.In the present invention, the activator is limited to 2 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of fly ash, which is obtained by activating fly ash by mixing a much smaller amount of the activator (20 to 30 parts by weight) This is due to the effect of mixed pulverization. If the weight ratio of fly ash is larger than the above range, Na and the like required for the reaction are insufficient. On the other hand, when the weight ratio of fly ash is smaller than the above range The Si or Al contributing to the strength is insufficient and the strength strengthening effect is lowered.

바람직하게는 본 발명에 사용되는 활성화제는 무수석고, 수산화칼슘, 염화칼슘의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 수산화칼슘 및 염화칼슘을 더 첨가함에 따라 초기강도가 보완될 수 있도록 하는 것이며, 이에 더하여 무수석고를 첨가함에 따라 에트링자이트(ettringite) 침상결정을 생성시켜 그 침상결정의 성장압에 의하여, 입자 사이 등을 밀실하게 충진하면서 조밀한 구조를 제공하게 되는 것이다. 즉 무수석고의 첨가에 의해 내구성을 확보하면서 균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.Preferably, the activator used in the present invention is a mixture of anhydrous gypsum, calcium hydroxide and calcium chloride. In addition, by adding anhydrous gypsum, ettringite acicular crystals are produced by the addition of calcium hydroxide and calcium chloride, and the initial strength can be supplemented by further adding calcium hydroxide and calcium chloride. Thereby providing a dense structure. That is, by adding anhydrous gypsum, it is possible to improve resistance to cracks while ensuring durability.

이러한, 무수석고, 수산화칼슘 및 염화칼슘 혼합물인 활성화제는 그 배합비가 수산화칼슘 100중량부에 대해 무수석고 100 내지 200중량부, 염화칼슘 100 내지 200중량부로 배합됨이 타당한 바, 이는 무수석고가 상기 한정범위 미만인 경우 내구성의 향상에 기여하는 바가 적고, 상기 한정범위를 초과하는 경우 에트링자이트의 양이 너무 많아 오히려 조직을 팽창시켜 균열제어, 강도발현에 저해가 되므로 이와 같이 한정한다.The activator which is a mixture of anhydrous gypsum, calcium hydroxide and calcium chloride is mixed in an amount of 100 to 200 parts by weight of anhydrous gypsum and 100 to 200 parts by weight of calcium chloride per 100 parts by weight of calcium hydroxide, In the case of exceeding the above-mentioned limited range, the amount of etch ringite is too large, which causes expansion of the structure rather than inhibiting cracking and strength development.

또한, 상기 염화칼슘을 상기와 같이 한정하는 이유는 수산화칼슘에 의해 초기강도는 보완되나 장기강도가 저하되는 문제를 해결하기 위해 상기와 같은 범위로 한정하는 것이다. The reason why the calcium chloride is limited as described above is limited to the above range in order to solve the problem that the initial strength is complemented by calcium hydroxide but the long-term strength is lowered.

또한, 본 발명의 콘크리트 조성물에 첨가되는 혼화재는 내구성첨가제를 혼합함으로써 수화열저감, 수축량저감 등에 의해 내구성을 향상시키도록 하는 바, 특히 상기 내구성첨가제는 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 상기 규불화염은 시멘트 페이스트에서 시멘트 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응을 통하여 수화반응을 지연시킴에 따라 수화열을 저감시키도록 하는 것은 물론, 이러한 반응과정에서 칼슘수화물을 생성시키며 생성된 칼슘수화물은 시멘트 페이스트에서 미세기공에 충진되어 결국 밀실한 구조를 제공함으로써 내구성을 향상시키게 되는 것이다. In addition, the admixture added to the concrete composition of the present invention improves the durability by reducing the heat of hydration and reducing the shrinkage by mixing the durability additive. In particular, the durability additive is a mixture of a silane flame and a polyoxyalkylene alkyl ether . The silicate flame retards the hydration reaction by reacting with the calcium hydroxide generated in the cement hydration reaction in the cement paste, thereby reducing the heat of hydration. In addition, the calcium hydrate is generated in the course of the reaction, The micropores are filled in the micropores to provide a closed structure, thereby improving durability.

그런데 상기 칼슘수화물의 생성반응에서는 수산화나트륨(NaOH)이 생성되는데 이렇게 생성되는 수산화나트륨은 물에 대한 용해도가 높기 때문에 수분이 존재하면 재용해되어 용출되는 문제점이 있다. However, sodium hydroxide (NaOH) is generated in the reaction of generating calcium hydrate. Since sodium hydroxide produced in such a manner is high in solubility in water, it is redissolved and eluted when moisture is present.

따라서 수산화나트륨과 반응을 하여 불용화하고, 규불화염과 같이 콘크리트 성분과 화학반응하여 미세공극을 충진시키는 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계를 첨가함으로서 콘크리트 구조물을 완전히 밀실한 구조가 되게 한다. 특히 내구성첨가제로서 폴리옥시알킬렌알킬에테르계가 혼입됨에 의해 본원의 혼화재가 플라이애시의 초기강도를 보완함에 따라 발생될 수 있는 콘크리트 수축의 문제를 제어함으로써 수축에 의한 균열의 문제를 제어할 수 있게 되는 것이다. Therefore, it is insolubilized by reacting with sodium hydroxide, and polyoxyalkylene alkyl ether system which fills micro pores by chemically reacting with concrete components such as a silane flame is added to make the concrete structure completely closed. The incorporation of polyoxyalkylene alkyl ether systems as durability additives makes it possible to control the problem of cracking due to shrinkage by controlling the problem of concrete shrinkage which can be generated as the admixture of the present application complements the initial strength of fly ash will be.

또한, 본 발명의 콘크리트 조성물에 첨가되는 혼화재에는 콘크리트의 조기강도 발현을 도모하기 위해 트리에탄올아민을 더 첨가하는 바, 상기 트리에탄올아민에 의해 초기 분산성이 발현되도록 함으로써 초기 감수율을 향상시켜 고감수율에 의해 조기강도가 확보되도록 하는 것이다. In addition, triethanolamine is further added to the admixture added to the concrete composition of the present invention in order to promote the early strength of the concrete. The initial dispersibility is thereby manifested by the triethanolamine, So that the early strength is secured.

즉 킬레이트 화합물로 개질시킨 개질플라이애시에서 주쇄의 길이는 짧게, 측쇄의 길이는 길게 함으로써 상기와 같은 효과가 발현되도록 하는 것이다. 이를 위해 상기 트리에탄올아민의 첨가량은 플라이애시 100중량부에 대해, 트리에탄올아민 0.8 내지 1.0중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다. That is, in the modified fly ash modified with a chelate compound, the length of the main chain is short and the length of the side chain is long, so that the above-mentioned effect is exhibited. For this purpose, it is appropriate that the amount of triethanolamine added is 0.8-1.0 parts by weight of triethanolamine per 100 parts by weight of fly ash.

이에 더하여 본 발명의 콘크리트 조성물에 첨가되는 혼화재에는 충진제가 더 배합될 수 있는 바, 충진제로 탄화칼슘(CaC2)을 배합함으로써 탄화칼슘에서 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 포졸란반응을 유도하여 장기강도를 증진시키도록 할 수 있다. 상기 탄화칼슘(CaC2)은 아세틸렌(C2H2) 가스 제조 시 발생되는 부산물로 물과의 반응에 의해 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 생성되고, 이렇게 만들어진 수산화칼슘이 플라이애시의 Si, Al, Fe의 성분과 만나서 C-S-H 겔 형태의 포졸란 반응을 일으키는 것으로 이것이 장기강도를 발현시키게 되는 것이다. 바람직하게는 상기 탄화칼슘은 플라이애시 100중량부에 대해 1 내지 3중량부로 배합되는 것이 타당하다. In addition, a filler can be added to the admixture added to the concrete composition of the present invention, and calcium carbonate (CaC 2 ) is added as a filler to induce a pozzolanic reaction with calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) Thereby enhancing the long-term strength. The calcium carbonate (CaC 2 ) is a by-product generated in the production of acetylene (C 2 H 2 ) gas. Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) is produced by the reaction with water, , Fe, and CSH gel-like pozzolanic reaction, which is a long-term strength. It is preferable that the above-mentioned calcium carbonate is blended in an amount of 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of fly ash.

또한, 본 발명에 있어 상기 조성들의 혼합 및 분쇄효율을 배가시키기 위해 분쇄조제가 더 배합되도록 할 수 있는 바, 상기 분쇄조제는 플라이애시 100중량부에 대해 0.01 내지 0.03중량부로 한정됨이 타당한 바, 이는 0.01미만으로 첨가되는 경우 분쇄조제의 기능이 미미하며, 0.03을 초과하여 첨가되는 경우는 반응에 비해 공기량이 과다해지는 문제가 있어 이와 같이 한정하는 것이다. Further, in the present invention, in order to double the mixing and crushing efficiency of the above-mentioned compositions, the crushing aid may be further blended. The crushing aid is preferably limited to 0.01 to 0.03 parts by weight per 100 parts by weight of fly ash, When the amount is less than 0.01, the function of the milling aid is insignificant. When the amount of the additive is more than 0.03, the amount of air becomes excessive as compared with the reaction.

한편 상기 분쇄조제는, 디에틸렌글리콜(DEG)과 폴리글리콜(PG)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 바, 이와 같이 혼합하여 사용하는 경우가 분쇄효율을 증가시킬 수 있기 때문이다. On the other hand, the pulverizing assistant is a mixture of diethylene glycol (DEG) and polyglycol (PG), and the use of such a pulverizing assistant can increase the pulverization efficiency.

더욱 바람직하게는 중량비로 디에틸렌글리콜(DEG):폴리글리콜(PG)은 2:1인 것이 타당하다. More preferably, the ratio by weight of diethylene glycol (DEG): polyglycol (PG) is 2: 1.

더욱 바람직하게는 본 발명의 혼화재 조성물은 플라이애시, 활성화제 등을 혼합, 분쇄하여 형성함에 있어서, 분말도 4,000㎠/g ~ 4,700㎠/g인 플라이애시에 활성화제 등을 혼합, 분쇄시켜 분말도 4,700 ~ 5,300㎠/g인 것이 타당하다.More preferably, the admixture composition of the present invention is prepared by mixing and pulverizing fly ash, an activator and the like, and mixing and grinding the fly ash with an amount of powder of 4,000 cm 2 / g to 4,700 cm 2 / g, 4,700 to 5,300 cm < 2 > / g.

상기 플라이애시의 분말도가 4,000㎠/g ~ 4,700㎠/g인 것을 혼합하는 이유는 4,000㎠/g 미만의 것을 사용하는 경우 혼합후 분쇄공정에서 에너지소요가 많을 것이며, 4,700㎠/g을 초과하는 경우 통상의 제품으로 판매되지 않는 관계로 재료준비에 있어 별도의 분쇄과정을 거쳐야 하므로 이와 같이 한정하는 것이다. The reason why the fly ash powder has a viscosity of 4,000 cm 2 / g to 4,700 cm 2 / g is mixed is that when the powder having a particle size of less than 4,000 cm 2 / g is used, the energy requirement in the pulverization process after mixing is large, It is not sold as a normal product, so it is necessary to perform a separate grinding process in preparation of the material.

또한, 혼합 분쇄후의 분말도가 4,700 ~ 5,300㎠/g으로 한정하는 이유는 4,700㎠/g미만의 경우 강도발현에 효과가 미미하고, 5,300㎠/g을 초과하는 경우 시공성이 저하 등 품질성능이 개선되지 않으며 제조원가만 상승하기 때문에 이와 같이 한정하는 것이다. In addition, the reason why the degree of powder after mixing and grinding is limited to 4,700-5,300 cm2 / g is that the effect is insignificant in the case of less than 4,700 cm2 / g and the quality performance is improved such as poor workability in the case of exceeding 5,300 cm2 / g And the manufacturing cost only increases.

상기에서 언급한 본 발명의 혼화재 조성물은 시멘트 치환율이 10중량% 이상이면서, 50중량%미만인 것이 타당한 바, 10중량%미만으로 치환되는 경우 치환에 의한 시멘트사용량 저감 등의 효과가 미미하고, 50중량%이상으로 치환되는 경우는 강도가 저하되는 문제가 있어 이와 같이 한정을 한다. 즉 본 발명은 물리적, 화학적으로 플라이애시를 개질시킴에 따라 초기강도 및 내구성이 강화되어 시멘트 치환율이 30이상 즉 과량의 플라이애시를 사용하여도 무방한 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
The above-mentioned admixture composition of the present invention suitably has a cement replacement ratio of 10 wt% or more and less than 50 wt%. When the content of the admixture composition is less than 10 wt%, the effect of reducing the amount of cement due to substitution is insignificant. %, There is a problem that the strength is lowered. That is, the present invention provides a concrete composition which can be physically and chemically modified to improve fly ash strength and initial strength and durability so that a fly ash with an excess of cement replacement ratio of 30 or more can be used.

상술한 바와 같은 본 발명의 콘크리트 조성물은 플라이애시의 단점인 초기강도 발현의 문제가 해결됨에 의해 시멘트 치환량을 증가시킬 수 있어 산업부산물인 플라이애시의 재활용에 의해 경제적이며, 다량의 CO2 가스의 발생을 줄일 수 있어 친환경적인 장점이 있다. Concrete composition of the present invention as described above is economical by the recycling of industrial by-products it is a problem of fly ash disadvantages of the early strength development of the cement may increase the degree of substitution by the resolved fly ash, much of the CO 2 It is possible to reduce the generation of gas, which is advantageous for environment.

또한, 본 발명의 콘크리트 조성물은 초기강도가 발현됨에 따라 상존할 수 있는 조기경화에 의한 수축 등의 문제를 해결하고 밀실한 페이스트 구조를 제시하여 고내구성이 발현될 수 있도록 하는 장점이 있다.
In addition, the concrete composition of the present invention has an advantage that high durability can be manifested by solving the problems such as shrinkage due to premature curing that may be present as initial strength is developed, and showing a tight paste structure.

이하, 실험 예를 통하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.

<실험 예 1><Experimental Example 1>

활성화제 적정 배합비Active compounding ratio

하기 표 1은 활성화제 적정 배합비를 도출하기 위한 모르타르 배합비를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the mixing ratio of mortar for deriving the optimum mixing ratio of activator.

모르타르 종류Type of mortar 시멘트cement 플라이애시Fly ash 표준사 Standard yarn water 기준standard 450±2450 ± 2 00 1,350±51,350 ± 5 225±1225 ± 1 자극제 시험Stimulant test 337.5±1.5337.5 ± 1.5 112.5±0.5112.5 ± 0.5

하기 표 2는 상기 모르타르 배합비에 따라 활성화제로 무수석고, 염화칼슘, 수산화칼슘의 배합비를 달리하여 각각 시료를 제조한 예를 나타낸다.Table 2 shows examples in which samples were prepared by varying the compounding ratio of anhydrous gypsum, calcium chloride and calcium hydroxide as activators according to the mortar mixture ratio.

구분division 무수석고
(FA×%)
Anhydrous plaster
(FA x%)
염화칼슘
(FA×%)
Calcium chloride
(FA x%)
수산화칼슘
(FA×%)
Calcium hydroxide
(FA x%)
기준standard -- -- -- 기준예 1-1Reference Example 1-1 22 -- -- 기준예 1-2Reference Example 1-2 44 -- -- 기준예 1-3Reference Example 1-3 -- 22 -- 기준예 1-4Reference Example 1-4 -- 44 -- 기준예 1-5Reference Example 1-5 -- -- 22 기준예 1-6Reference Example 1-6 -- -- 44 실시예Example 1-1 1-1 22 1One 1One 실시예Example 1-2 1-2 1One 22 1One 비교예 1-7Comparative Example 1-7 1One 1One 22 비교예 1-8Comparative Example 1-8 22 22 1One 비교예 1-9Comparative Example 1-9 1One 33 1One 실시예Example 1-3 1-3 1One 22 1One

하기 표 3은 각각의 시료에 대해 압축강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.Table 3 shows the result of measuring the compressive strength of each sample.

비교예 1-1,2를 보면 활성화제로 무수석고만을 첨가한 경우를 나타내는 것으로, 무수석고 첨가량을 증가시킴에 따라 재령 28일 이후 강도가 증가하는 것을 알 수 있으나, 초기강도가 기준에 미달되는 것으로 나타났다. Comparative Examples 1-1 and 2 show the case where only anhydrous gypsum is added as an activator. As the amount of anhydrous gypsum is increased, the strength increases after 28 days of age, but the initial strength is lower than the standard appear.

비교예 1-3,4를 보면 활성화제로 염화칼슘만을 첨가한 경우를 나타내는 것으로, 염화칼슘 첨가량을 증가시킴에 따라 초기강도(1일, 7일 강도)는 증가하였으나, 7일이후의 강도는 기준에 미달되는 것으로 나타났다. Comparative Examples 1-3 and 4 show the case where only calcium chloride was added as an activator. As the amount of calcium chloride was increased, the initial strength (1 day, 7 days strength) was increased, but the strength after 7 days was below the standard .

비교예 1-5,6을 보면 활성화제로 수산화칼슘만을 첨가한 경우를 나타내는 것으로, 수산화칼슘 첨가량을 증가시킴에 따라 극초기강도(1일 강도)는 증가하나, 7일 이후 강도는 기준에 미달되는 것으로 나타났다. Comparative Examples 1-5 and 6 show the case where only calcium hydroxide is added as an activator. As the addition amount of calcium hydroxide is increased, the initial strength (day strength) is increased, but after 7 days, the strength is lower than the standard .

반면 실시 예 1-1, 2와 같이 플라이애시 100중량부에 대해 활성화제를 4중량부로 배합하되, 활성화제로 무수석고:염화칼슘:수산화칼슘=2:1:1 or 1:2:1의 중량비로 배합하는 경우 초기강도는 물론 장기강도에 있어서도 기준을 초과하는 결과가 도출되었다. On the other hand, as in Examples 1-1 and 2, 4 parts by weight of an activator was added to 100 parts by weight of fly ash, and the mixture was mixed with an activator in a weight ratio of anhydrous gypsum: calcium chloride: calcium hydroxide = 2: 1: 1 or 1: The results exceeded the standard in both the initial strength and the long term strength.

한편 비교 예 1-7의 경우는 플라이애시 100중량부에 대해 활성화제를 4중량부로 배합하되, 활성화제로 무수석고:염화칼슘:수산화칼슘=1:1:2 의 중량비로 배합하는 경우 초기강도(1일, 7일)가 기준에 미달되는 결과가 도출되었다. On the other hand, in the case of Comparative Example 1-7, when 4 parts by weight of the activator was blended with 100 parts by weight of fly ash, and when the blending was carried out at a weight ratio of anhydrous gypsum: calcium chloride: calcium hydroxide = 1: 1: , 7 days) were not met.

또한, 비교예 1-8, 9의 경우 플라이애시 100중량부에 대해 활성화제를 5중량부로 배합하되, 실시 예 1-2와 비교 무수석고 또는 염화칼슘을 더 배합한 예로서, 실험결과 모두 초기강도(1일, 7일)가 기준에 미달되는 결과가 도출되었다. In addition, in the case of Comparative Examples 1-8 and 9, 5 parts by weight of an activator was added to 100 parts by weight of fly ash, and examples in which the anhydrous gypsum or calcium chloride was further blended with Example 1-2, (1 day, 7 days) were not met.

본 실험결과를 통해 플라이애시 100중량부에 대해 활성화제는 2 내지 4중량부가 초기강도 보강면에서 적정 배합비인 것으로 판단되며, 활성화제에 있어서도 무수석고, 염화칼슘, 수산화칼슘을 모두 혼합하는 것이 강도면에서 유리한 것을 알 수 있고, 이들 혼합비는 수산화칼슘 100중량부에 대해 무수석고 100 내지 200중량부, 염화칼슘 100 내지 200중량부가 초기강도 발현면에서 적정 배합비로 사료된다.From the results of this experiment, it is judged that 2 to 4 parts by weight of the activator is appropriate for 100 parts by weight of fly ash in terms of the initial strength reinforcement surface, and in the activator, mixing of anhydrous gypsum, calcium chloride, 100 to 200 parts by weight of anhydrous gypsum and 100 to 200 parts by weight of calcium chloride per 100 parts by weight of calcium hydroxide are considered to have a proper mixing ratio in terms of initial strength development.

한편 실시 예 1-3의 경우는 실시 예 1-2와 동일한 배합비로 제조하되, 실시 예 1-3에서는 충진제로 탄화칼슘(CaC2)이 플라이애시 100중량부에 대해 2중량부가 더 배합되도록 한 것으로, 실시 예 1-2와 비교하면 초기강도(1일, 7일)의 발현은 유사하나, 장기강도(28일, 91일)의 발현에서 더욱 효과가 좋은 것으로 도출되는 것을 알 수 있다. 이는 탄화칼슘에 의해 생성되는 수산화칼슘이 혼입됨으로써 플라이애시의 중합반응과 함께 포졸란 반응 등의 시너지 효과를 일으킴에 의해 장기강도가 증가하는 것으로 판단된다. In Examples 1-3, calcium carbonate (CaC 2 ) was added as a filler in an amount of 2 parts by weight based on 100 parts by weight of fly ash in the same manner as in Example 1-2 As compared with Example 1-2, the expression of initial strength (1 day, 7 days) is similar, but it is found that it is more effective in the expression of long-term strength (28 days, 91 days). It is considered that the calcium carbonate produced by the calcium carbide is mixed with the calcium carbonate to cause synergy such as pozzolan reaction together with the polymerization reaction of fly ash.

구분division 압축강도(%)Compressive strength (%) 1일1 day 7일7 days 28일28th 91일91 days 기준standard 100100 100100 100100 100100 기준예 1-1Reference Example 1-1 8888 9595 101101 105105 기준예 1-2Reference Example 1-2 9292 9696 110110 109109 기준예 1-3Reference Example 1-3 105105 101101 9595 9999 기준예 1-4Reference Example 1-4 115115 105105 9494 9797 기준예 1-5Reference Example 1-5 104104 9898 9393 102102 기준예 1-6Reference Example 1-6 110110 9999 8989 9595 실시예Example 1-1 1-1 100100 105105 106106 103103 실시예Example 1-2 1-2 103103 102102 101101 107107 비교예 1-7Comparative Example 1-7 9696 9898 101101 103103 비교예 1-8Comparative Example 1-8 9797 9999 100100 102102 비교예 1-9Comparative Example 1-9 9898 9797 101101 100100 실시예Example 1-3 1-3 104104 102102 104104 109109

<실험 예 2><Experimental Example 2>

내구성첨가제의Of durable additive 영향 effect

본 실험은 하기 <표 4>에서 보는 바와 같이 상기 실험예 1에 있어 실시예 1-2와 동일한 배합비로 배합하되 실시예 2-1 내지 2-4와 비교예 2-1은 내구성첨가제로 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물(각각 중량비로 1:1로 혼합)을 플라이애시 100중량부에 대해 각각 2,4,6,8,10중량부가 혼합된 시료이며, 비교예 2-2 및 비교예 2-3은 상기 실험예 1에 있어 실시 예 1-2와 동일한 배합비로 배합하되 내구성첨가제로 규불화염만 또는 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계만 2중량부가 더 배합되도록 한 시료이다. As shown in the following Table 4, the test was carried out in the same mixing ratio as in Example 1-2 in Experimental Example 1, while Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2-1 were combined with the same additives as the durability additive And a polyoxyalkylene alkyl ether-based mixture (each mixed at a weight ratio of 1: 1) were mixed in amounts of 2, 4, 6, 8, and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of fly ash, And Comparative Example 2-3 were prepared in the same mixing ratio as Example 1-2 in Experimental Example 1, except that only 2 parts by weight of a silylation agent or a polyoxyalkylene alkyl ether alone was added as a durable additive.

구분division 규불화염 + 폴리옥시알킬렌
알킬에테르계(FA×%)
Silane flame + polyoxyalkylene
Alkyl ethers (FA x%)
기준standard -- 실시예 2-1Example 2-1 22 실시예 2-2Example 2-2 44 실시예 2-3Example 2-3 66 실시예 2-4Examples 2-4 88 비교예 2-1Comparative Example 2-1 1010 비교예 2-2Comparative Example 2-2 2(규불화염만)2 (only the flame of the flame) 비교예 2-3Comparative Example 2-3 2(폴리옥시알킬렌 알킬에테르계만)2 (polyoxyalkylene alkyl ether type only)

하기 <표 5>에서 보는 바와 같이 실시 예 2-1 내지 2-4의 경우 즉 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물이 내구성첨가제로 첨가되되 그 배합량이 증가함에 따라 수화발열량 및 수축량이 저감하는 것을 알 수 있다. As shown in the following Table 5, in the case of Examples 2-1 to 2-4, that is, a mixture of a silicate flame and a polyoxyalkylene alkyl ether is added as a durable additive, and the hydration heat generation amount and shrinkage amount .

이러한 실험결과로 내구성첨가제로 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물이 첨가됨에 따라 수화반응을 지연시켜 밀실한 구조가 되도록 함과 동시에 수축량을 감소시켜 균열 등을 제어할 수 있어 결국 내구성이 향상되도록 하는 것을 알 수 있다. As a result of these experiments, it is possible to control the cracking by decreasing the shrinkage and consequently to achieve a closed structure by retarding the hydration reaction by adding a mixture of a silane coupling agent and a polyoxyalkylene alkyl ether mixture as a durable additive. To be improved.

그러나 비교예 2-1의 경우 내구성첨가제로 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물이 10중량부가 첨가되는 경우 수화발열량 및 수축량의 저감효과가 미미한 것을 알 수 있다. However, in the case of Comparative Example 2-1, when 10 parts by weight of a mixture of a silane coupling agent and a polyoxyalkylene alkyl ether is added as a durable additive, the effect of reducing hydration heat generation amount and shrinkage amount is insignificant.

또한, 비교예 2-2의 경우 내구성첨가제로 규불화염만 첨가되는 경우로서 실시 예 2-1과 비교시 수화발열량 저감효과는 비슷한 결과를 나타내지만 수축량에 있어서 저감효과가 발현되지 않아 수축균열 등에 노출될 수 있는 문제가 있음을 알 수 있고, 비교예 2-3의 경우 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계만 첨가되는 경우로서 실시 예 2-1과 비교시 수축량 저감효과는 비슷한 결과를 나타내지만 수화발열량에 있어서 저감효과가 발현되지 않아 수화지연에 의한 밀실한 구조를 제공할 수 없어 동결융해 등에 노출될 수 있는 문제가 있음을 알 수 있다. In the case of Comparative Example 2-2, the effect of reducing hydration heat is similar to that of Example 2-1 in the case of adding only a silicic acid flame retardant as a durable additive, but the effect of reduction in shrinkage is not exhibited, In the case of Comparative Example 2-3, only the polyoxyalkylene alkyl ether system was added. Compared with Example 2-1, the shrinkage reduction effect showed similar results, but the amount of heat of hydration So that it is not possible to provide a closed structure due to delayed hydration, and thus it can be exposed to freezing and thawing.

따라서 본 실험결과에 의해 규불화염의 첨가로 수화반응의 지연의 효과가 있음을 알 수 있으며, 폴리옥시알킬렌알킬에테르계의 첨가로 수축저감 효과가 있음을 알 수 있고, 수화반응 지연 및 수축저감효과를 동시에 확보하기 위해 내구성 첨가제로 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물이 사용되는 것이 바람직하고, 그 적정의 배합량은 플라이애시 100중량부에 대해 내구성 첨가제 2 내지 8중량부인 것을 알 수 있다. Therefore, it can be seen from the results of this experiment that the effect of delaying the hydration reaction by the addition of the silane flame has an effect of reducing the shrinkage by adding the polyoxyalkylene alkyl ether system, It is preferable to use a mixture of a silane flame and a polyoxyalkylene alkyl ether as a durable additive to ensure the effect simultaneously. It is known that the amount of the additive is 2 to 8 parts by weight of the durable additive relative to 100 parts by weight of fly ash have.

구분division 수화발열량(cal/g)Hydration calorific value (cal / g) 수축량(㎛)Shrinkage (μm) 기준standard 60.0260.02 -480-480 실시예 2-1Example 2-1 55.0755.07 -460-460 실시예 2-2Example 2-2 47.5647.56 -445-445 실시예 2-3Example 2-3 41.2641.26 -420-420 실시예 2-4Examples 2-4 33.6533.65 -395-395 비교예 2-1Comparative Example 2-1 33.7033.70 -396-396 비교예 2-2Comparative Example 2-2 55.0855.08 -470-470 비교예 2-3Comparative Example 2-3 59.259.2 -458-458

<실험 예 3><Experimental Example 3>

적정 분쇄시간 Proper grinding time

표 6은 상기 실험예 2의 실시 예 2-1과 동일하게 배합하여 분쇄시간을 달리하여 비표면적을 측정한 실험결과를 도시하고 있다. 하기 표 6에서 보는 바와 같이 분쇄시간이 길어질수록 비표면적이 증가하는 것을 알 수 있다. Table 6 shows the results of an experiment in which the specific surface area was measured at different grinding times by blending in the same manner as in Example 2-1 of Experimental Example 2. As shown in Table 6, it can be seen that the specific surface area increases as the grinding time becomes longer.

분쇄시간(분)Grinding time (min) 분쇄속도(rpm)Grinding speed (rpm) 비표면적(㎠/g)Specific surface area (cm 2 / g) 33 2,0002,000 4,8374,837 55 4,9844,984 1010 5,2945,294 1515 5,5745,574

하기 표 7은 상기 실시예 2-1과 동일하게 배합하여 분쇄시간을 달리하여 시료를 제작한 것으로, 각각의 시료에 대해 압축강도와 슬럼프플로우를 측정한 결과값을 나타내고 있다.Table 7 shows the results of measuring the compressive strength and the slump flow for each of the samples prepared in the same manner as in Example 2-1 except that the crushing time was varied.

분쇄시간(분)Grinding time (min) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 슬럼프(mm)Slump (mm) 1일1 day 3일3 days 7일7 days 28일28th 기준standard 100100 100100 100100 100100 210210 33 103103 102102 101101 107107 225225 55 107107 108108 109109 113113 220220 1010 113113 115115 118118 119119 210210 1515 114114 120120 122122 124124 200200

상기 표 6 및 7에서 보는 바와 같이 분쇄시간을 길게 할수록 비표면적이 증가하여 압축강도가 증가하는 것을 알 수 있으나, 분쇄시간을 15분으로 하는 경우 비표면적인 5,574㎠/g으로 슬럼프가 현저히 저하되는 것을 알 수 있다. 따라서 강도 및 시공성을 고려하여 적정의 분쇄시간은 3 내지 10분인 것을 알 수 있다.
As shown in Tables 6 and 7, as the grinding time is increased, the specific surface area is increased and the compressive strength is increased. However, when the grinding time is 15 minutes, the slump is significantly lowered at a specific surface area of 5,574 cm 2 / g . Therefore, it is understood that the proper grinding time is 3 to 10 minutes in consideration of the strength and the workability.

<실험 예 4><Experimental Example 4>

트리에탄올 Triethanol 아민의Amine 영향  effect

하기 표 8은 상기 실험예 2의 실시 예 2-1과 동일하게 배합하면서 트리에탄올아민의 첨가량을 달리하여 제작된 시료에 대해 슬럼프와 압축강도를 측정한 결과를 나타내는 것이다. 하기 표 8에서 보는 바와 같이 트리에탄올아민의 첨가량이 증가하는 경우 실시 예 2-1(실시 예 1-2)와 대비 초기강도가 증가하는 것을 알 수 있다. The following Table 8 shows the results of measuring the slump and the compressive strength of the sample prepared by varying the addition amount of triethanolamine in the same manner as in Example 2-1 of Experimental Example 2. [ As shown in the following Table 8, when the addition amount of triethanolamine was increased, the initial strength was increased as compared with Example 2-1 (Example 1-2).

또한, 트리에탄올아민의 첨가량이 증가할수록 슬럼프값이 커지는 것을 알 수 있다. 그런데 비교예 4-1에서 보는 바와 같이 트리에탄올아민의 첨가량이 0.6중량부(플라이애시 100중량부 대비)의 경우 슬럼프값이 기준에 미달하는 결과가 도출되며 비교예 4-2의 경우 트리에탄올아민의 첨가량이 1.2중량부의 경우 초기강도(1일, 7일)의 증가가 실시 예 4-2와 대비 미미한 결과를 나타내는 것을 알 수 있는 바, 시공성을 확보하면서 초기강도를 증대시키기 위한 트리에탄올아민의 첨가량은 플라이애시 100중량부에 대해 0.8 내지 1.0중량부인 것을 알 수 있다. Also, it can be seen that the slump value increases as the amount of triethanolamine added increases. However, as shown in Comparative Example 4-1, when the addition amount of triethanolamine was 0.6 parts by weight (relative to 100 parts by weight of fly ash), the slump value was inferior to the standard. In Comparative Example 4-2, the addition amount of triethanolamine The addition amount of triethanolamine for increasing the initial strength while securing the workability was inferior to that of Example 4-2. In addition, the amount of triethanolamine added in the initial stage (day 1, 7 days) And 0.8 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of ash.

구분division 굳지 않은 콘크리트Unhardened concrete 경화특성Hardening Properties 슬럼프(mm)Slump (mm) 공기량(%)Air volume (%) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 0분0 minutes 60분60 minutes 0분0 minutes 60분60 minutes 1일1 day 7일7 days 28일28th 91일91 days 기준standard 220220 150150 3.53.5 2.12.1 100100 100100 100100 100100 비교예 4-1(0.6%)Comparative Example 4-1 (0.6%) 180180 160160 5.15.1 4.84.8 107107 103103 101101 107107 실시예 4-1(0.8%)Example 4-1 (0.8%) 220220 210210 5.75.7 5.45.4 110110 105105 102102 108108 실시예 4-2(1%)Example 4-2 (1%) 230230 230230 6.06.0 5.85.8 115115 110110 103103 109109 비교예 4-2(1.2%)Comparative Example 4-2 (1.2%) 235235 235235 6.86.8 6.76.7 115115 109109 103103 110110

<실험 예 5><Experimental Example 5>

시멘트 치환량에 따른 압축강도 Compressive strength according to cement replacement amount

하기 표 9는 상기 실시예 4-2와 동일하게 배합하고, 분쇄시간을 10분으로 하여 시멘트 치환율을 달리한 시료를 각각 제작한 후 압축강도를 측정한 결과를 나타낸다. The following Table 9 shows the results of measuring the compressive strengths of samples prepared in the same manner as in Example 4-2 and having different crushing rates with a crushing time of 10 minutes.

FA 치환율(%)FA replacement ratio (%) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 1일1 day 3일3 days 7일7 days 28일28th 00 100100 100100 100100 100100 1010 116116 112112 105105 112112 2020 115115 110110 103103 109109 3030 111111 109109 101101 104104 4040 107107 102102 100100 103103 5050 9797 9595 9999 9696 6060 8686 8787 8686 8484

상기 표 9에서 보는 바와 같이 치환율이 증가할수록 강도가 저하되는 것을 알 수 있으며, 50중량%를 치환하는 경우 강도가 현저히 저하되는 것을 알 수 있다. 즉 10중량%미만으로 치환하는 경우는 자원재활용면에서 의미가 없다고 판단되며, 50중량% 이상 치환하는 경우 강도가 기준치 이하로 저하되는 것을 알 수 있다. As shown in Table 9, the strength decreases as the substitution ratio increases, and the strength decreases significantly when 50% by weight is substituted. That is, when it is substituted by less than 10% by weight, it is judged that it is meaningless in terms of recycling of resources, and when it is substituted by 50% by weight or more, the strength is lowered to the reference value or less.

따라서, 본 발명의 혼화재의 경우 적정 치환율은 10중량%이상이며, 50중량%미만인 것으로 판단되고, 최적의 치환율은 자원재활용 및 강도를 고려하여 30중량%인 것으로 판단된다. 결과적으로 기존 플라이애시를 배합하는 경우 초기강도 저하의 문제가 있어 그 치환량이 미미했으나, 본 발명의 경우 플라이애시를 개질함으로써 초기강도를 개선하여 그 치환량을 50중량%미만까지 가능하도록 하여 자원재활용의 면에서 유리한 장점이 제시되는 것이다.
Therefore, in the case of the admixture of the present invention, the proper replacement ratio is 10 wt% or more and less than 50 wt%, and the optimum replacement ratio is determined to be 30 wt% considering resource recycling and strength. As a result, when the conventional fly ash is blended, there is a problem of initial strength deterioration and the replacement amount is insufficient. However, in the present invention, the initial strength is improved by modifying the fly ash so that the replacement amount can be reduced to less than 50 wt% The advantage is presented in terms of advantages.

<실험 예 6><Experimental Example 6>

시멘트 치환량에 따른 Depending on the amount of cement replaced 염해저항성Salt resistance

하기 표 10은 상기 실험예 5와 동일하게 시료를 각각 제작한 후 염해저항성을 판단하기 위해 확산계수를 측정한 결과를 나타낸다.Table 10 below shows the result of measuring the diffusion coefficient to determine the resistance to salting after each sample was prepared in the same manner as in Experimental Example 5. [

FA 치환율(%)FA replacement ratio (%) 확산계수(×10-12㎡/s)Diffusion Coefficient (× 10 -12 m2 / s) 28일28th 56일56 days 91일91 days 00 13.5413.54 10.6110.61 6.546.54 1010 10.9810.98 8.508.50 5.215.21 2020 10.1210.12 7.447.44 4.114.11 3030 9.329.32 6.226.22 3.123.12 4040 8.088.08 5.225.22 3.013.01 5050 7.447.44 5.015.01 2.772.77 6060 8.218.21 5.555.55 3.263.26

상기 표 10에서 보는 바와 같이 본 발명의 경우 플라이애시를 물리적, 화학적으로 개질하여 초기강도를 개선함과 동시에 내구성을 향상시키도록 함에 따라 그 치환량이 50중량%까지는 동결융해에 대한 저항성이 향상되는 것을 알 수 있다. As shown in Table 10, according to the present invention, as the fly ash is physically and chemically modified to improve initial strength and durability, the resistance to freezing and thawing is improved up to 50% by weight Able to know.

결과적으로 염해저항성 실험결과면에서도 본 발명의 혼화재의 경우 적정 치환율은 10중량%이상이며, 50중량%미만인 것으로 판단된다.
As a result, in the case of the salt resistance test results, the proper replacement ratio of the admixture of the present invention is 10 wt% or more and less than 50 wt%.

<실험 예 7><Experimental Example 7>

시멘트 치환량에 따른 동결융해특성 Freezing and thawing characteristics according to cement displacement

하기 표 11은 상기 실험예 5와 동일하게 시료를 각각 제작한 후 동결융해특성을 판단하기 위해 상대동탄성계수를 측정한 결과를 나타낸다. Table 11 shows the result of measuring the relative dynamic modulus of elasticity to determine the freeze-thaw characteristics after preparing each sample in the same manner as in Experimental Example 5. [

FA 치환율(%)FA replacement ratio (%) 상대동탄성계수(%)Relative dynamic modulus (%) 0
(사이클)
0
(cycle)
150
(사이클)
150
(cycle)
300
(사이클)
300
(cycle)
00 100100 9696 7878 1010 100100 9797 8585 2020 100100 9898 8383 3030 100100 9696 8484 4040 100100 9797 7979 5050 100100 9696 7878 6060 100100 9393 7070

상기 표 11에서 보는 바와 같이 본 발명의 경우 플라이애시를 물리적, 화학적으로 개질하여 초기강도를 개선함과 동시에 내구성을 향상시키도록 함에 따라 그 치환량이 50중량%까지는 동결융해에 대한 저항성이 치환율이 0%일 때 보다 크거나 같은 것을 알 수 있다. 결과적으로 동결융해 실험결과면에서도 본 발명의 혼화재의 경우 적정 치환율은 10중량%이상이며, 50중량%미만인 것으로 판단된다.
As shown in Table 11, according to the present invention, as the fly ash is physically and chemically modified to improve the initial strength and improve the durability, up to 50% by weight of the fly ash has resistance to freeze- %, Which is greater than or equal to. As a result, in the case of the results of the freeze-thaw experiment, the proper replacement ratio of the admixture of the present invention is 10 wt% or more and less than 50 wt%.

<실험 예 8><Experimental Example 8>

시멘트 치환량에 따른 Depending on the amount of cement replaced 수화열Hydration heat 특성 characteristic

하기 표 12는 상기 실험예 5와 동일하게 시료를 각각 제작한 후 수화열특성을 판단하기 위해 수화열를 측정한 결과를 나타낸다. Table 12 below shows the results of measuring the heat of hydration to determine the hydration heat characteristics after preparing each of the samples in the same manner as in Experimental Example 5.

FA 치환율(%)FA replacement ratio (%) 수화열Hydration heat 최고온도(℃)Maximum temperature (℃) 00 8585 1010 7575 2020 7070 3030 6363 4040 5555 5050 4242 6060 3131

상기 표 12에서 보는 바와 같이 본 발명의 경우 플라이애시를 물리적, 화학적으로 개질하여 초기강도를 개선함과 동시에 내구성을 향상시키도록 함에 따라 그 치환량이 증가할수록 수화열이 저감되는 것을 알 수 있다. As shown in Table 12, according to the present invention, as the fly ash is physically and chemically modified to improve initial strength and durability, the heat of hydration is reduced as the replacement amount is increased.

이는 상기에서 언급한 바와 같이 본 발명의 혼화재에 내구성첨가제로 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계 혼합물이 첨가되기 때문인 것으로 특히 규불화염의 첨가에 기인한 것으로 판단된다. This is because, as mentioned above, the addition of a silane coupling agent and a polyoxyalkylene alkyl ether-based mixture as a durable additive to the admixture of the present invention is attributed to the addition of a silane flame.

결과적으로 수화열 면에서는 본 발명의 혼화재의 치환율이 높을수록 타당한 결과가 도출되나 상기에서 언급한 바와 같이 강도, 염해저항성, 동결융해 저항성을 고려하면 본 발명의 혼화재의 경우 적정 치환율은 10중량%이상이며, 50중량%미만인 것으로 판단된다.
As a result, the higher the replacement ratio of the admixture of the present invention, the more reasonable results are obtained. However, in consideration of the strength, the salt resistance and the freeze / thaw resistance as mentioned above, the admixture of the present invention has a proper replacement ratio of not less than 10 wt% , And less than 50% by weight.

<실험 예 9><Experimental Example 9>

시멘트 치환량에 따른 수축특성Shrinkage Characteristics by Cement Replacement Amount

하기 표 13은 상기 실험예 5와 동일하게 시료를 각각 제작한 후 수축특성을 측정한 결과를 나타낸다. Table 13 below shows the results of measurement of shrinkage characteristics after preparing each sample in the same manner as in Experimental Example 5.

FA 치환율(%)FA replacement ratio (%) 수축량(㎛)
28D
Shrinkage (μm)
28D
00 -790-790 1010 -785-785 2020 -770-770 3030 -765-765 4040 -750-750 5050 -741-741 6060 -735-735

상기 표 13에서 보는 바와 같이 본 발명의 경우 플라이애시를 물리적, 화학적으로 개질하여 초기강도를 개선함과 동시에 내구성을 향상시키도록 함에 따라 그 치환량이 증가할수록 수축량이 저감되는 것을 알 수 있다. As shown in Table 13, according to the present invention, as the fly ash is physically and chemically modified to improve initial strength and durability, shrinkage is reduced as the replacement amount increases.

이는 상기에서 언급한 바와 같이 본 발명의 혼화재에 내구성첨가제로 규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계 혼합물이 첨가되기 때문인 것으로 특히 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 첨가에 기인한 것으로 판단된다. This is because, as mentioned above, the addition of a silane coupling agent and a polyoxyalkylene alkyl ether-based mixture as a durable additive to the admixture of the present invention is considered to be due to the addition of a polyoxyalkylene alkyl ether system in particular.

결과적으로 수축량 면에서는 본 발명의 혼화재의 치환율이 높을수록 타당한 결과가 도출되나 상기에서 언급한 바와 같이 강도, 염해저항성, 동결융해 저항성을 고려하면 본 발명의 혼화재의 경우 적정 치환율은 10중량%이상이며, 50중량%미만인 것으로 판단된다.
As a result, the higher the substitution rate of the admixture of the present invention, the more reasonable results are obtained. However, as mentioned above, in consideration of strength, salt resistance and freeze / thaw resistance, the admixture of the present invention has a proper substitution rate of 10 wt% , And less than 50% by weight.

이에 더하여 본 발명의 콘크리트 조성물에 첨가되는 In addition to the above, 혼화재에는The admixture 충진제가Filler 더 배합될 수  Can be further compounded 있는 바A bar , , 충진제로As filler 탄화칼슘( Calcium carbide ( CaCCaC 22 )을 배합함으로써 탄화칼슘에서 생성되는 수산화칼슘(Ca() To form calcium hydroxide (Ca ( OHOH )) 22 )과 )and 포졸란반응을Pozzolanic reaction 유도하여 장기강도를 증진시키도록 할 수 있다. 상기 탄화칼슘( Thereby improving the long-term strength. The calcium carbide ( CaCCaC 22 )은 아세틸렌() Is acetylene ( CC 22 HH 22 ) 가스 제조 시 ) Gas production 발생되는Generated 부산물로 물과의 반응에 의해 수산화칼슘(Ca( As a by-product, calcium hydroxide (Ca ( OHOH )) 22 )이 생성되고, 이렇게 만들어) Is created and made

Claims (6)

플라이애시 100중량부에 대해, 활성화제 2 내지 4중량부, 내구성첨가제 2 내지 8중량부가 혼합되어 분쇄됨을 특징으로 하는 혼화재가 포함된 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물.
Wherein the fly ash is mixed with 2 to 4 parts by weight of activator and 2 to 8 parts by weight of a durable additive per 100 parts by weight of fly ash.
제 1항에 있어,
상기 활성화제는,
수산화칼슘 100중량부에 대해 무수석고 100 내지 200중량부, 염화칼슘 100 내지 200중량부의 혼합물인 것을 특징으로 하는 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
The activator may comprise,
Wherein the mixture is a mixture of 100 to 200 parts by weight of anhydrous gypsum and 100 to 200 parts by weight of calcium chloride per 100 parts by weight of calcium hydroxide.
제 1항에 있어,
상기 혼화재에는, 충진제로 탄화칼슘(
Figure pat00001
)이 더 배합되되, 플라이애시 100중량부에 대해 1 내지 3중량부가 더 배합됨을 특징으로 하는 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
As the filler, calcium carbonate (
Figure pat00001
By weight based on 100 parts by weight of fly ash, and further adding 1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of fly ash.
제 1항에 있어,
상기 내구성첨가제는,
규불화염과 폴리옥시알킬렌 알킬에테르계의 혼합물인 것을 특징으로 하는 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
The durability additive may include,
Wherein the mixture is a mixture of a silane-based flame and a polyoxyalkylene alkyl ether-based high-durability concrete composition.
제 1항에 있어,
상기 혼화재에는, 플라이애시 100중량부에 대해 트리에탄올아민 0.8 내지 1.0중량부가 더 배합됨을 특징으로 하는 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the admixture is further blended with 0.8-1.0 parts by weight of triethanolamine per 100 parts by weight of fly ash.
제 1항에 있어,
상기 혼화재에는, 플라이애시 100중량부에 대해 분쇄조제 0.01 내지 0.03중량부가 더 배합되되, 상기 분쇄조제는 디에틸렌글리콜(DEG)와 폴리글리콜(PG)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 개질플라이애시 활용 조기강도 발현형 고내구성 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the admixture is further blended with 0.01 to 0.03 parts by weight of a pulverizing additive based on 100 parts by weight of fly ash, wherein the pulverizing aid is a mixture of diethylene glycol (DEG) and polyglycol (PG) High strength durable concrete composition.
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