KR20160133091A - 프리믹스 시멘트를 이용한 pc 부재용 콘크리트 제조 방법 - Google Patents

프리믹스 시멘트를 이용한 pc 부재용 콘크리트 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)보다 우수한 고로슬래그 미분말(Blast Furnace Slag Powder)을 일부 치환하여 혼합한 결합재에 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고가 첨가된 프리믹스 시멘트를 제조하고 상기 프리믹스 시멘트로 콘크리트 배합시 일정량의 조강형 보조제인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)를 첨가함으로써 최적의 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보통 포틀랜드 시멘트 50 내지 70 중량부와 고로슬래그 미분말 30∼50 중량부가 혼합된 결합재 100 중량부에 대하여 석고에 포함된 무수황산(SO3)을 3 내지 7 중량부 첨가하되 상기 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부인 프리믹스 시멘트를 이용하여 콘크리트 배합시 조강형 보조제인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)가 액상 폴리카르본산계 분산제 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부이면서 상기 결합재 100 중량부 대하여 0.02 내지 0.12 중량부 포함되고, 상기 콘크리트로 PC 부재 성형시 증기 양생 시 버블시트 양생포를 사용하여 증기 양생함으로써 증기 양생 평균온도가 상승 되어 탈형강도 발현에 유리하며, 나아가 증기 공급량을 적절히 조절함으로 증기 양생비용을 절감할 수 있도록 한 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 제조 방법이다.

Description

프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 제조 방법{Concrete production method for precast concrete members by using premixes cement}
본 발명은 CO2 발생저감, 경제성 및 환경보호 측면에서 기존 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)보다 우수한 고로슬래그 미분말(Blast Furnace Slag Powder)을 일부 치환하여 혼합한 결합재에 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고가 첨가된 프리믹스 시멘트를 제조하고 상기 프리믹스 시멘트와 물, 모래, 자갈 등으로 콘크리트 배합시 일정량의 조강형 보조제인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)를 첨가함으로써 최적의 프리믹스 시멘트를 이용한 콘크리트를 제조하고 이를 이용한 버블시트 증기 양생으로 PC 부재를 생산하는 것이다.
최근 건설산업의 발전에 따라 현장 타설에 의한 제품 생산보다는 공장설비를 통해 생산되는 콘크리트 2차 제품(프리캐스트 콘크리트: PC)의 수요가 증대되고 있다. 일반적으로 콘크리트 2차 제품인 PC 부재는 품질관리 측면과 제품의 안정성이 현장 제품보다 높으며, 상대적으로 제품의 신뢰성이 높고 공기 단축이 가능한 것으로 알려져 있다. 기존 PC 부재의 재료로 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)가 100부 사용되고 있다. 기존의 OPC를 이용한 PC 부재는 장기적인 측면에서 내구성이 떨어지고 CO2가 발생하여 환경오염이 발생 되는 문제점과 증기 양생 시 일반 양생포를 사용함으로써 온도상승이 제한적으로 이루어져 보양 온도를 높이지 못한 관계로 PC 부재의 강도와 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
이 분야의 선행기술을 살펴보면 등록특허공보 제10-1115721호의 고로괴재슬래그를 함유하는 시멘트조성물 및 그 제조방법은, 전체 시멘트 조성물 100 중량부에 대하여, 보통 포틀랜드 시멘트 90 중량부 내지 99.99 중량부; 및 고로괴재슬래그 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 시멘트 조성물과, 또한, 보통 포틀랜드 시멘트 30 내지 95 중량부; 고로수재슬래그 5 내지 70 중량부; 및 상기 고로수재슬래그의 중량을 기준으로 0.01 내지 30 중량부의 고로괴재슬래그를 포함하는 고로슬래그 시멘트 조성물을 제공하는 것이 개시되었다.
그러나 상기 선행기술은 시멘트 조성물에 있어서 고로괴재슬래그를 혼합함으로써 원재료비를 절감하는 효과는 있으나 본 발명과 같이 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고와 조강형 보조재료인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)의 일정량을 첨가함으로써 최적의 강도를 발현할 수 있는 콘크리트를 제조할 수 없었으며, 또한 이러한 프리믹스 시멘트를 이용하여 콘크리트 제품을 증기 양생 시 통상의 양생포를 사용함으로써 PC 부재의 양생온도가 제한적이기 때문에 양생 시간이 많이 소요됨으로 인하여 증기 양생의 효율이 떨어져 PC 부재의 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
일반적으로 건축구조물 또는 토목구조물에서 콘크리트 제품을 공장에서 사전에 제작하여 현장에 공급하는 것은 현장에서 콘크리트를 타설하지 않고 공장에서 사전에 만들어진 프리캐스트 콘크리트(PC) 부재를 사용하는 것은 시공현장에서 작업의 편리성과 공기단축의 효과 및 제품의 강도 및 내구성의 효과를 갖도록 하기 위함이다. 그러나 이러한 PC 부재는 공장에서 생산하게 됨으로써 PC 부재의 생산성 향상과 제품의 강도 및 내구성이 함께 동반되어야 하며 이러한 충족요건을 갖도록 공장에서는 PC 부재 양생 시 증기 양생을 하게 되며 이때 양생포를 덮어 양생하게 되는데 양생포가 내부의 온도를 유지하지 못하고 외부로 손실되면 그만큼 양생 시간 소요 됨으로 인하여 생산성에 대한 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1115721호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원재료인 보통 포틀랜드 시멘트를 일부 대체하고 증기 양생 시 온도상승에 따라 강도 발현이 증가 되는 특성을 가진 고로슬래그 미분말을 혼입한 결합재를 사용하여 원재료비 절감토록 하는 목적과,
또한, 본 발명은 콘크리트 배합시 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고와 조강형 보조재료로서 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)의 일정량을 상기 결합재에 첨가함으로써 강도 증진과 콘크리트 작업성능을 높이는 최적의 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트를 제조할 수 있도록 한 목적과,
또한, 본 발명의 PC 부재용 콘크리트를 이용한 프리캐스트 콘크리트(PC) 부재 성형시 기존 일반 양생포를 대체한 버블시트 양생포를 사용함으로써 증기 양생 평균온도가 상승 되어 탈형강도 발현에 유리하고, PC 부재의 양생 시간을 단축시킴과 동시에 생산성과 강도 및 내구성을 향상시키고 나아가 증기 공급량을 적절히 조절함으로써 증기 양생비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 보통 포틀랜드 시멘트를 일부 대체하고 고로슬래그 미분말을 혼입한 결합재를 사용하여 원재료비 절감토록 하고,
또한, 본 발명은 콘크리트 배합시 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고와 조강형 보조재료로서 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)의 일정량을 상기 결합재에 첨가함으로써 강도 증진과 콘크리트 작업성능을 높이는 효과가 있고,
또한, 본 발명은 프리캐스트 콘크리트(PC) 부재 성형시 버블시트 양생포를 사용함으로써 증기 양생 평균온도가 상승 되어 탈형강도 발현에 유리하고, PC 부재의 양생 시간을 단축시킴과 동시에 생산성과 강도 및 내구성을 향상시키면서 증기 공급량을 적절히 조절함으로써 증기 양생비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트에 의한 PC 부재 제조공정을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 증기 양생에 따른 일반시트 양생포와 버블시트 양생포를 사용하여 양생하는 상태를 나타낸 비교 예시도.
도 3은 본 발명의 버블시트 양생포를 이용한 증기 양생 온도변화를 나타낸 그래프.
도 4는 일반시트 양생포를 이용한 증기 양생 온도 변화를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 콘크리트 조직 치밀화에 의한 염분확산계수를 나타낸 비교예와 실시예의 대비 그래프.
도 6은 석고에 포함된 무수황산(SO3) 함량 증가로 초기에 에트린자이트가 생성되면서 재령에 따른 건조수축 저감 성능발휘에 대한 비교예와 실시예를 나타낸 그래프.
이하 본 발명은 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트에 의하여 PC 부재 성형 및 증기 양생하는 제조 공정을 살펴보기로 한다.
보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고 및 화학혼화제로서 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)를 준비하는 단계;
상기 보통 포틀랜드 시멘트 50 내지 70 중량부와 고로슬래그 미분말 30∼50 중량부가 혼합된 결합재 100 중량부에 대하여 석고에 포함된 무수황산(SO3)을 3 내지 7 중량부 첨가하되 상기 석고에 포함된 무수황산(SO3)은 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부인 프리믹스 시멘트를 제조하고, 상기 프리믹스 시멘트와 물, 모래, 자갈 등으로 콘크리트 배합시 조강형 보조제인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)가 액상 폴리카르본산계 분산제 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부이면서 결합재 100 중량부 대하여 0.02 내지 0.12 중량부 포함되는 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트를 제조하는 단계;
상기 PC 부재용 콘크리트를 증기 양생 장치가 설치된 제품 성형틀(거푸집)에 타설하는 단계;
상기 콘크리트가 타설된 성형틀 전체를 버블시트 양생포를 덮어 기밀이 유지되도록 설치하는 단계;
상기 버블시트 양생포가 설치된 성형틀에 증기를 가하여 양생하는 단계;
상기 증기로 양생된 PC 부재를 성형틀에서 탈형 하는 단계로 이루어진다.
본 발명에서 사용되는 보통 포틀랜드 시멘트는 일반적으로 사용되는 포틀랜드 시멘트를 의미하는 것으로, 통상 CaO를 C, SiO2를 S, Al2O3를 A, Fe203를 F로 나타낼 때, C2S, C3S, C3A 및 C4AF 등을 주체로 하는 클리커 및 석고로 구성되어 있다. 이와 같은 보통 포틀랜드 시멘트는 현대 시멘트에서 공급되는 100부 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 구입하여 사용한다.
또한 고로슬래그 미분말은 국내의 제철소에서 선철을 제조할 때 발생되는 용융슬래그를 고로에서 꺼내어 물로 급냉시켜 유리질의 작은 모래입자로 만든 다음 분쇄기로 분쇄하여 미분말로 제조한 것으로 우리나라의 경우 고로슬래그 미분말 발생량은 연간 수 백만톤이 넘으며, 본 발명에서는 이를 사용한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 프리믹스 시멘트로부터 PC 부재의 제조 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.
제1공정: 프리믹스 시멘트 재료준비 및 콘크리트의 배합비율
현대 시멘트에서 제공하는 보통 포틀랜드 시멘트, 시중에서 구입한 고로슬래그 미분말 및 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고를 준비하되, 보통 포틀랜드 시멘트 50 내지 70 중량부와 고로슬래그 미분말 30 내지 50 중량부가 혼합된 결합재 100 중량부에 대하여 석고에 포함된 무수황산(SO3)을 3 내지 7 중량부 첨가하되 상기 석고에 포함된 무수황산(SO3)은 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부인 프리믹스 시멘트를 제조하고, 상기 프리믹스 시멘트와 물, 모래, 자갈 등으로 콘크리트 배합시 조강형 보조제인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)가 액상 폴리카르본산계 분산제 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부이면서 결합재 100 중량부 대하여 0.02 내지 0.12 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트를 제조한다.
상기와 같이 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)는 화학혼화제 내의 액상 폴리카르본산계 분산제와 결합재 대비 일정 비율 포함하고 있으며, 수산기가 많아 경화가 촉진되므로 콘크리트의 강도 증진을 가속화하는 성질이 있으며 휘발성이 낮아 인체 친화적이고, 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)를 상기와 같이 일정 수준 사용하면 콘크리트에 조강성능을 부여하나 과하게 사용할 경우 작업성이나 장기 강도 발현을 저하시키게 된다
본 발명에서 프리믹스 시멘트를 제조시 고로슬래그 미분말은 반드시 적용되나, 필요에 따라 플라이애시를 생산되는 PC 부재에 따라서 적용할 수 있다. 상기 PC콘크리트를 제조하기 위한 시멘트, 물, 잔골재 및 굵은골재의 중량비율은 일반적인 표준배합 비율에 따른다
제2공정: PC콘크리트를 성형틀에 타설하는 단계
건축구조물 또는 토목구조물로 사용되는 PC 부재는 설치되는 용도와 환경에 따라서 다양하게 변화가 발생 된다.
즉, 교량에 사용되는 상판, 교각, 건물의 측벽, 슬래브, 흄관, 암거 등에 따라서 적용되는 PC 부재의 강도와 내구성은 서로 상이한 조건을 갖게 됨으로써 본원 발명의 상세한 설명에 있어서 PC 부재용 콘크리트를 제조하기 위한 중량비율은 예시적인 것으로 반드시 어느 하나로 한정하여 기재할 수는 없다.
상기 PC 부재용 콘크리트를 제조한 후에는 만들고자하는 PC제품의 형상으로 이루어진 성형틀(거푸집)에 콘크리트를 타설한다.
이때 성형틀에는 타설된 콘크리트를 양생하기 위한 증기 양생 장치가 설치된다.
제3공정: 버블시트 양생포 설치 단계
상기 콘크리트가 타설된 성형틀 전체가 씌워지도록 버블시트 양생포를 덮는다. 이때 증기 양생시 기밀이 유지되지 않으면 내부의 온도가 상승 되지 않고 외부로 유출되기 때문에 버블시트 양생포 설치시 기밀이 유지되도록 설치한다.
제4공정: 증기 양생 및 탈형 단계
상기 버블시트 양생포가 설치된 성형틀에 증기를 가하여 양생한다.
본 공정에서 실시하는 증기온도는 60∼80℃로 4시간에서 8시간 증기 양생을 한다. 이때 외기 온도와 성형 되는 PC 부재의 크기에 따라서 증기 양생 온도와 시간은 각각 다르게 적용된다.
상기 증기로 양생된 PC 부재를 성형틀에서 탈형 하는 단계로 완성된다.
이와 같이 실시된 본 발명은 일정량의 고로슬래그 미분말 및 무수황산(SO3)이 포함된 석고를 보통 포틀랜드 시멘트에 혼합한 후 강도 증진과 콘크리트의 작업성능을 높이기 위하여 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)를 첨가한 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트로 PC제품을 성형하고 이를 증기 양생 시 버블시트 양생포를 사용하여 증기 양생함으로써 증기 양생 평균온도가 상승 되어 탈형강도 발현에 유리하며, 나아가 증기 공급량을 적절히 조절함으로써 증기 양생비용을 절감할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 일 예로서 PC 부재용 프리믹스 시멘트 적용 콘크리트 배합은 기존 보통 포틀랜드 시멘트 100 중량부를 70 중량부로 치환하고 상기 시멘트 대비 재료 원가가 약 25중량부 정도 저렴한 고로슬래그 미분말 30 중량부를 사용할 경우 원재료비를 약 10부 절감할 수 있는 효과를 가져 온다.
상기 본원발명의 제조 공정에 따라서 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예로서 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트의 최적 배합을 도출하기 위해 본 발명의 주요 추진 내용 및 세부사항은 아래와 같이 진행하였다.
1) 혼화제 치환율별 콘크리트 물성 평가
2) 활성화제 첨가에 따른 물성 변화 검토
3) 강도 규격 검토
4) 증기 양생 조건, 콘크리트 기초물성 및 강도 발현 특성 측정
<프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 최적 배합 설계 및 내구성능평가>
1) 강도 규격별 최적 콘크리트 배합 설계
- 화학혼화제 개발을 통한 최적 설계 방안 검토
2) 양생 방법별 강도 특성 평가 : 일반양생 및 증기 양생
3) 콘크리트 내구성능 평가
- 탄산화, 염해저항성, 길이변화 및 건조수축
<현장 시험 생산을 통한 성능 평가 및 품질 모니터링>
1) 실생산 적용을 통한 시공성 및 물성 변화 검토
- 계절별 변화에 따른 물리적 변화 특성 분석
2) 현장 시험 생산 보완사항 확인을 통한 개선방안 도출
- PC공장 여건에 부합하는 프리믹스 시멘트 배합 도출
3) PC공장 생산 여건 개선
- 증기 양생 방법 및 양생 조건 개선
본 발명에서는 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 배합을 도출하기 위하여 실험 초기 보통 포틀랜드 시멘트를 일부 대체한 고로슬래그 미분말과 일정량의 무수황산(SO3)이 포함된 석고, 조강형 보조제인 아민(amine)계 폴리프로필렌 옥사이드(propylene oxide)를 첨가하여 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트를 제조하여 증기 양생 후 초기 탈형강도 및 재령별 압축강도를 측정하는 과정을 수차례 반복 실험한 후 최종적으로 최적의 배합비를 도출하였으며, 이를 아래의 실시 예를 통하여 실험하였다.
이하 본 발명의 PC 부재용 프리믹스 시멘트 적용한 콘크리트 분체 및 혼화제 조건에 따른 작업성능 및 압축강도 발현 특성을 증기 양생온도 60℃, 증기 양생 시간 6시간 조건으로 슬럼프와 콘크리트 압축강도에 대한 비교 예와 실시 예를 살펴보면 아래의 표 1과 같다.
Figure pat00001
상기 표 1의 실시예 시료는 보통 포틀랜드 시멘트 50∼70 중량부, 고로슬래그 미분말(표 1:BFS) 30∼50 중량부로 결합재를 형성하는데, 고로슬래그 미분말이 30 중량부 이하이면 콘크리트 내구성능 및 작업성 저하와 원가절감 측면에서 부족하고 고로슬래그 미분말이 50 중량부 이상인 경우 초기강도는 증진되나 이후 장기강도 증진이 부족하고, 콘크리트의 점성 증가로 작업성이 저하된다. 보통 포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 미분말이 혼합된 결합재(표 1:
Figure pat00002
) 100 중량부에 대해 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 3∼7 중량부이면서 상기 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대해 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 5∼15 중량부가 포함되는데, 상기 결합재 100 중량부에 대해서 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 3 중량부 이하이거나 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대해 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 5 중량부 이하인 경우 강도 증긴 효과가 부족하고, 상기 결합재 100 중량부에 대해 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 7 중량부 이상이거나 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대해 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 7 중량부 이상인 경우 석고에 포함된 무수황산(SO3)의 강도 지연 작용으로 강도 발현을 지연시킨다.
또한, 고로슬래그 미분말의 분말도는 4500∼5500㎠/g로 고로슬래그 미분말의 분말도가 4500㎠/g 이하인 경우에는 강도 증진 효과가 부족하고, 상기 분말도가 5500㎠/g 이상인 경우에는 초기강도 발현은 우세하나 장기강도 발현이 미흡하고, 콘크리트 점성 증가로 작업성이 저하된다.
또한, 콘크리트에 첨가되는 화학혼화제인 조강형 보조제인 아민(amine)계 폴리프로필렌 옥사이드(propylene oxide)는 액상 폴리카르본산계 분산제 100 중량 대비 10∼30 중량부이면서 상기 결합재 100 중량 대비 0.02∼0.12 중량부로서, 액상 폴리카르본산계 분산제 100 중량 대비 10 중량부 이하이거나 상기 결합제 100 중량 대비 0.02 중량부 이하인 경우 조기강도 증진 효과가 미흡하고, 액상 폴리카르본산계 분산제 대비 결합재 100 중량 대비 30 중량부 이상이거나 상기 결합재 100 중량 대비 1.2 중량부 이상인 경우는 콘크리트 작업성능을 저하시켜 요구수량이 증가되고 결과적으로 강도 증진 저하를 가져온다.
아래의 표 2는 분체 및 혼화제 조건에 따른 작업성능 및 압축강도 발현 특성을 비교예와 실시예로 대비한 것이다.
Figure pat00003
*상기 표 2는 증기 양생온도 60도, 유지시간 6시간의 조건하에서 실시된 것이다.
아래의 표 3은 석고에 포함된 무수황산(SO3) 함량 변화에 따른 탈형강도 발현특성을 나타낸 것으로서, 증기 양생온도 60도로 하고 유지시간별 강도 발현 특성을 나타낸 것으로 석고에 포함된 무수황산(SO3) 함량이 과다하면 석고에 포함된 무수황산(SO3)의 강도 지연 작용으로 강도 발현에 있어 지연을 가져오고 적으면 탈형강도 증진 효과가 부족해지는 것을 알 수 있다.
Figure pat00004
아래의 표 4는 콘크리트 내구성에 관한 것으로 콘크리트 조직 치밀화로 염분확산계수가 감소하면서 내구성이 우수함을 알 수 있다.
Figure pat00005
또한 본 발명은 버블시트 양생포 적용에 따른 증기 양생 평균온도가 상승 되어 탈형강도 발현에 유리하며, 나아가 증기 공급량을 적절히 조절함으로써 증기 양생비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다.
이하 본 발명의 첨부도면을 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트에 의한 PC 부재 제조공정을 나타낸 예시도로서, 성형틀에 프리믹스 시멘트를 이용한 콘크리트를 타설하는 공정, 버블시트 양생포를 이용한 증기 양생하는 공정, 양생된 PC 부재를 탈형하는 공정, PC 부재의 압축강도를 측정하는 공정을 사진으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 증기 양생에 따른 일반시트 양생포와 버블시트 양생포를 사용하여 양생하는 상태를 나타낸 비교 예시도로서, 도 2에 나타난 바와 같이 일반시트 양생포를 설치한 경우에는 증기가 외부로 유출됨을 알 수 있고, 본원 발명의 버블시트 양생포를 설치한 것은 외부로 증기가 빠져나가지 않고 있음을 확인할 수 있는바, 본원 발명은 PC 부재를 증기 양생 시 버블시트 양생포를 적용함으로써 양생 효율을 높인 것이다.
도 3은 본 발명의 버블시트 양생포를 이용한 증기 양생 온도변화를 나타낸 그래프이며, 도 4는 일반시트 양생포를 이용한 증기 양생 온도 변화를 나타낸 그래프로서, 도 3과 도 4는 동일한 조건하에서 증기온도를 측정한 결과 본원 발명의 버블시트 양생포에서 평균 증기 양생 온도 75℃인 반면에 기존의 일반시트 양생포에서 평균 증기 양생 온도는 45℃로서 본원발명의 버블시트 양생포가 보온을 하여 양생효율을 높임을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 콘크리트 조직 치밀화에 의한 염분확산계수를 나타낸 비교예와 실시예의 대비 그래프이며, 도 6은 석고에 포함된 무수황산(SO3)의 함량 증가로 초기에 에트린자이트가 생성되면서 재령에 따른 건조수축 저감 성능발휘에 대한 비교예와 실시예를 나타낸 그래프로, 아래 표 5의 비교예 1, 2와 실시예 1에서 알 수 있는 바와 같이 석고에 포함된 무수황산(SO3) 함량 증가로 재령 7일 비하여 일정 시간이 지난 재령 28일에서는 건조수축 저감 성능발휘가 보다 더 높아지는 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00006
이와 같은 본 발명은 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)보다 우수한 고로슬래그 미분말(Blast Furnace Slag Powder)을 사용함으로써 증기 양생 시 CO2 발생저감, 경제성 및 환경보호 측면에서 기존 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)보다 우수하다.
즉, 본 발명에서 적용되는 고로슬래그 미분말(Blast Furnace Slag Powder)은 고로에서 탄화가 이루어져 증기 양생 시 CO2가 발생되지 않으나 고로슬래그 미분말과 보통 포틀랜드 시멘트가 혼합시 CO2는 보통 포틀랜드 시멘트에서 발생 되기 때문에 본 발명에서는 고로슬래그 미분말을 사용하는 만큼 보통 포틀랜드 시멘트의 사용량을 줄이는 동시에 CO2 발생을 줄이면서 가격 경쟁력을 높이는 이득이 있다. 또한 결합재에 석고에 포함된 일정량의 무수황산(SO3)과 조강형 보조재료로서 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)의 일정량을 첨가함으로써 강도 증진과 콘크리트 작업성능을 높일 수 있다.
이상의 본 발명은 본 출원인의 계열사인 현대 PCE에서 PC부재 생산에 사용되고 있는 원재료인 보통 포틀랜드 시멘트를 대체한 증기 양생 시 온도상승에 따라 강도 발현이 증가 되는 특성을 가진 고로슬래그 미분말를 혼입한 프리믹스 시멘트를 사용하여 원재료비 절감하고, 기존 일반 양생포를 대체한 버블시트 양생포의 사용 등으로 증기 양생 시 보양온도 상승 방안을 개선 등을 통하여 PC공장 생산 시스템 효율을 향상하고자 하였다
이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (3)

  1. 보통 포틀랜드 시멘트 50 내지 70 중량부와 고로슬래그 미분말 30∼50 중량부가 혼합된 결합재 100 중량부에 대하여 석고에 포함된 무수황산(SO3)을 3 내지 7 중량부 첨가하되 상기 석고에 포함된 무수황산(SO3)이 고로슬래그 미분말 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부인 프리믹스 시멘트를 이용하여 콘크리트 배합시 조강형 보조제인 아민(amine)계 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)가 액상 폴리카르본산계 분산제 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부이면서 상기 결합재 100 중량부 대하여 0.02 내지 0.12 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 고로슬래그 미분말은 분말도가 4500∼5500㎠/g인 것을 특징으로 하는 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 제조 방법.
  3. 제1항에 의하여 제조된 프리믹스 시멘트로 이용한 PC 부재용 콘크리트를 이용하여 성형한 PC 부재를 증기 양생 시 버블시트 양생포를 사용한 것을 특징으로 하는 프리믹스 시멘트를 이용한 PC 부재용 콘크리트 제조 방법.
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