KR20170003759A - 발열 콘크리트용 내한촉진제 조성물 - Google Patents

발열 콘크리트용 내한촉진제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물은 방동성을 부여하기 위하여 첨가되고, 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 제1 혼화제; 콘크리트의 응결시간 및 발열시간을 조절하기 위해 첨가되고, 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA), 칼슘포메이트(CF), 질산칼륨, 주석산 및 리튬카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 제2 혼화제; 및 상기 제1 혼화제 및 제2 혼화제를 혼합하기 위하여 사용되는 배합수를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 배합수에 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 혼화제를 혼합하고, 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 시멘트 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 혼화제를 더 첨가함으로써 액상형태로 제조된 방동제를 제공하고, 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있다.

Description

발열 콘크리트 방동제 조성물{COLD RESISTANCE SUBSTANCE COMPOSITION OF EXOTHERMAL CONCRETE}
본 발명은 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배합수에 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 혼화제를 혼합하고, 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 시멘트 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 혼화제를 더 첨가하여 액상형태의 방동제를 제조함으로써, 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있는 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물에 관한 것이다.
최근 환경문제가 사회적으로 전 분야에 걸쳐 크게 대두 되면서 건설분야에서도 친환경 건설공법 및 건설재료 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 콘크리트 분야에서도 환경을 고려한 친환경적인 콘크리트를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
국내에서도 환경을 보호하기 위한 노력이 절실히 요구됨에 따라, 오랫동안 토목, 건축 공사의 가장 대표적인 재료로 사용되어온 시멘트 콘크리트를 환경 친화적인 재료로 전환시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
한편, 콘크리트 양생이란 비교적 수화작용이 급속하게 진행되는 초기 단계에서 필요한 온도, 습도를 유지시키고, 하중이나 충격등의 해로운 영향을 주지 않도록 타설후에서 소요강도가 발현될때까지 보호하는 작업으로, 이러한 보양계획은 전체공기와 콘크리트 내구성에 지대한 영향을 미치므로 세밀한 배려가 필요하다.
하루의 평균기온이 4℃ 이하가 되는 기상조건 하에서는 응결경화반응이 몹시 지연되어, 밤중이나 새벽뿐만 아니라 낮에도 콘크리트가 동결할 염려가 있으므로 한중콘크리트로 시공해야 한다. 한중콘크리트의 시공에 있어서는 콘크리트가 동결하지 않도록 소요의 품질이 얻어지도록 재료, 배합, 비비기, 운반, 치기, 다지기, 양생, 거푸집 및 동바리에 대하여 적절한 조치를 취해야한다.
상기와 같은 한중콘크리트의 시공방법은 기온이 0 ~ 4℃에서는 간단한 주의와 보온으로 시공하고, -3 ~ 0℃에서는 물 또는 물과 골재를 가열할 필요가 있는 동시에 어느 정도의 보온이 필요하다. -3℃ 이하에서는 물과 골재를 가열하여 콘크리트의 온도를 높일 뿐만 아니라 필요에 따라 적절한 보온, 급열에 의하여 친콘크리트를 소요의 온도로 유지하는 등의 본격적인 한중콘크리트 시공을 한다.
콘크리트가 경화의 초기에 동결하면 시멘트의 화학반응이 잘 진행되지 않을 뿐 아니라 그 후에 적당한 온도로 양생하여도 강도, 내구성, 수밀성 등에 나쁜 영향이 장래에도 미친다. 따라서 저온에서의 시공시에는 응결경화의 초기에 동결하지 않도록 하고, 양생종료 후 기온이 올라갈 때까지 받는 동결융해작용에 충분한 저항성을 가져야 하며, 공사 중의 각 단계에서 예상되는 하중에 충분한 강도를 가져야 하고, 완성된 구조물로서 필요로 하는 강도, 내구성, 수밀성을 가질수 있게 하는 양생을 해야 한다.
종래의 한중콘크리트 공사에 있어서, 초기동해를 방지하고 조기강도를 확보하기 위하여 콘크리트 제조 시 방동제 및 내한촉진제 등이 사용되고 있으며, 콘크리트 타설 시 천막 및 난로를 설치하여 일정수준의 온도가 유지되도록 양생을 실시하고 있다. 이는 콘크리트 내부의 수분이 5℃를 전후하여 동결되어 시멘트의 수화 및 응결반응을 지연시키는 것을 방지하기 위함이며, 특히 콘크리트 타설 직후 외기에 노출되어 온도가 급격히 저하되지 않도록 시공해야 한다.
한편, 종래의 방동제 연구방향을 살펴보면, 콘크리트 배합수의 어는점을 낮추는데 연구가 집중되었으며, 극한 환경(0 ~ -15℃ 등)에서 콘크리트가 동결되는 것을 방지하기 위하여 방동제의 사용량을 증가하여 사용하도록 개발되어 있다.
실제 국내외 한중콘크리트 공사를 살펴보면 영하 5 ~ 10℃ 이하에서 콘크리트를 공사할 경우 상기 방동제를 사용하기 이전에 천막 및 난로를 설치하여 온도가 영상으로 유지되도록 하고 있으며, 방동제의 사용량을 증가시킬 경우 콘크리트의 물성 및 작업성을 관리하는데 어려움이 있기 때문에 방동제를 일정비율 이상으로 사용하는 것을 지양하고 있다.
따라서, 콘크리트 타설 초기에 온도가 일정수준 이상으로 유지됨으로써 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있으며, 시공성을 유지시킬 수 있는 방동제 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
국내등록특허 제10-1506168호(2015년 03월 20일 등록) 국내공개특허 제10-2008-0023685호(2008년 03월 14일 공개) 국내등록특허 제10-0307147호(2001년 08월 17일 등록)
본 발명은 배합수에 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 혼화제를 혼합하고, 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 시멘트 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 혼화제를 더 첨가함으로써 액상형태로 제조된 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있는 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 시멘트의 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 방동제를 이용하여 콘크리트를 타설함으로써, 0℃ 이하의 가혹한 조건에서도 동결안정성을 가지면서 우수한 조강성 및 시공성을 유지시킬 수 있는 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 발열 콘크리트 방동제 조성물은 방동성을 부여하기 위하여 첨가되고, 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 제1 혼화제; 콘크리트의 응결시간 및 발열시간을 조절하기 위해 첨가되고, 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA), 칼슘포메이트(CF), 질산칼륨, 주석산 및 리튬카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 제2 혼화제; 및 상기 제1 혼화제 및 제2 혼화제를 혼합하기 위하여 사용되는 배합수를 포함한다.
상기 방동제가 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트와 배합되는 경우에, 상기 제1 혼화제는 질산칼슘 20 내지 30 중량부, 아질산칼슘 5 내지 15 중량부, 아질산리튬 2 내지 10 중량부가 사용되고, 상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트, 포타슘아세테이트 및 칼슘포메이트가 사용되되, 상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부, 상기 칼슘포메이트는 0.1 내지 10 중량부가 사용되며, 상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용될 수 있다.
상기 방동제가 조강시멘트와 배합되는 경우에, 상기 제1 혼화제는 질산칼슘 20 내지 30 중량부, 아질산칼슘 5 내지 15 중량부, 아질산리튬 2 내지 10 중량부가 사용되고, 상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트, 포타슘아세테이트 및 질산칼륨이 사용되되, 상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부, 상기 질산칼륨은 0.1 내지 10 중량부가 사용되며, 상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용될 수 있다.
상기 방동제가 알루미나 시멘트와 배합되는 경우에, 상기 제1 혼화제는 질산칼슘 20 내지 30 중량부, 아질산칼슘 5 내지 15 중량부, 아질산리튬 2 내지 10 중량부가 사용되고, 상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트, 포타슘아세테이트, 주석산 및 리튬카보네이트가 사용되되, 상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부, 상기 주석산은 0.1 내지 5 중량부, 상기 리튬카보네이트는 0.1 내지 5 중량부가 사용되며, 상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용될 수 있다.
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트용 일반형 방동제는, 질산칼슘 23 중량부, 아질산칼슘 7.5 중량부 및 아질산리튬 5.5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 칼슘포메이트(CF) 0.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되고, 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트용 지연형 방동제는, 질산칼슘 22 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 칼슘포메이트(CF) 3 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조될 수 있다.
조강시멘트용 일반형 방동제는, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 질산칼륨 4 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되고, 조강시멘트용 지연형 방동제는, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 3.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 질산칼륨 1.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조될 수 있다.
알루미나 시멘트용 일반형 방동제는, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 2.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2.5 중량부, 주석산 1 중량부 및 리튬카보네이트 1 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되고, 알루미나 시멘트용 지연형 방동제는, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 2.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2.5 중량부, 주석산 1.5 중량부 및 리튬카보네이트 0.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물은 배합수에 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 혼화제를 혼합하고, 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 시멘트 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 혼화제를 더 첨가함으로써 액상형태로 제조된 방동제를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물은 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물은 시멘트의 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 방동제를 이용하여 콘크리트를 타설함으로써, 0℃ 이하의 가혹한 조건에서도 동결안정성을 가지면서 우수한 조강성 및 시공성을 유지시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 모르타르의 최고온도 및 도달시간을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 모르타르의 시간 경과에 따른 압축강도를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물은 배합수에 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 제1 혼화제를 혼합하고, 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 시멘트 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 제2 혼화제를 더 첨가하여 액상형태의 방동제를 제조함으로써, 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있다.
본 발명에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물은 배합수, 제1 혼화제 및 제2 혼화제를 포함한다.
상기 배합수는 상기 제1 혼화제 및 제2 혼화제를 혼합하기 위하여 사용되는 것으로, 종류에 한정되지 않으나 불순물이 없고 깨끗하게 정제된 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용될 수 있는데, 상기 배합수가 55 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 제1 혼화제 및 제2 혼화제에 대한 배합수의 사용량이 너무 적어 혼합이 용이하지 않고 시멘트와 균일하게 혼합되지 않을 수 있으며, 65 중량부를 초과하는 경우에는 배합수의 사용량이 지나치게 많아지게 되어 제조되는 방동제의 물성이 저하되는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에서 상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 제1 혼화제는 방동성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함한다.
상기 질산칼슘은 화학식이 Ca(NO3)2으로, 콘크리트 타설 시 조기 강도를 증진시키기 위해 혼합되는 원료로서, 단시간 내에 몰탈의 양생속도를 빠르게 하기 위하여 첨가될 수 있다.
본 발명에서 상기 질산칼슘은 20 내지 30 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 질산칼슘이 20 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 응결시간의 단축 효과가 적어 이로 인해 유동성이 저하되므로 작업성이 떨어질 수 있고, 30 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 과량 투입으로 오히려 응결시간의 지연현상을 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 질산칼슘은 20 내지 30 중량부가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 아질산칼슘은 화학식이 Ca(NO2)2으로, 염화물과 화학적으로 반응하여 철근 등의 부식을 방지하고 시공성 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 아질산칼슘은 5 내지 15 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 아질산칼슘이 5 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 방동효과가 미미하고, 철근이 부식될 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된 방동제가 첨가되어 제조된 콘크리트의 내구성이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 아질산킬슘이 15 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 본 발명에 따라 제조된 방동제가 첨가되어 제조된 콘크리트의 응결 속도가 너무 빨라져서 시공성 및 내구성이 떨어질 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 아질산칼슘은 5 내지 15 중량부가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 아질산리튬은 화학식이 LiNO2으로, 초기 응결 강도의 향상을 위해서 투입될 수 있다. 본 발명에서 상기 아질산리튬은 2 내지 10 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 아질산리튬이 2 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 경화 촉진의 효과가 미미하고, 10 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 오히려 지연작용이 발생하여 콘크리트 표면강도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 아질산리튬은 2 내지 10 중량부가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 제2 혼화제는 사용되는 시멘트의 종류에 따라 배합되는 조성물이 다르게 구성될 수 있고, 제조된 콘크리트의 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 최적의 비율로 배합되어 첨가될 수 있다.
1. 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트의 조성물
본 발명에서 사용되는 시멘트가 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트인 경우, 상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA) 및 칼슘포메이트(CF)를 포함한다.
본 발명에서 상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부가 사용되고, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부가 사용되며, 상기 칼슘포메이트는 0.1 내지 10 중량부가 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA), 칼슘포메이트(CF)는 어는점이 매우 낮아 저온에서의 응결촉진 기능을 수행하므로 방동제로 사용될 수 있으며, 콘크리트에 혼합되어 사용되는 경우 어는점 내림의 효과를 부여함과 동시에 강도 증진의 역할도 수행할 수 있다.
2. 조강시멘트의 조성물
상기 조강시멘트는 변화된 화학적 합성, 소성도, 분말도 등으로 인하여 보통 시멘트보다 발열성이 높아 경화 및 강도 증진율이 보다 빠른 포틀랜드 시멘트를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 시멘트가 조강시멘트인 경우, 상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA) 및 질산칼륨을 포함하는데, 상기 질산칼륨은 염소이온 고정화 및 방청효과에 의해 콘크리트에 배근된 철근의 부식억제제로서 작용할 수 있다.
본 발명에서 상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부가 사용되고, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부가 사용되며, 상기 질산칼륨은 0.1 내지 10 중량부가 사용될 수 있다.
3. 알루미나(Alumina) 시멘트의 조성물
상기 알루미나 시멘트는 보크 사이트(Al2O3ㆍH2O)와 석회석(CaCO3을 주성분으로 하는 암석)을 혼합하여 소성한 시멘트로, 초조강성과 내화성이 뛰어나며, 수화(水和)에 의한 발열량이 많은 시멘트를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 시멘트가 알루미나 시멘트인 경우, 상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA), 주석산 및 리튬카보네이트를 포함하는데, 상기 주석산(tartaric acid)은 흰색결정을 지닌 유기산(하이드록실산)의 일종으로 타타르산이라고 불리기도 하며, 주석산의 첨가로 인해 본 발명의 조성물의 pH를 약간 낮추는 효과를 갖고, 가소성, 유연성 및 교질성을 부여하여 우수한 작업성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 리튬카보네이트는 높은 조기 강도 발현 및 강도 발현의 지속성을 유지하기 위하여 첨가될 수 있다.
본 발명에서 상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부가 사용되고, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부가 사용되며, 상기 주석산은 0.1 내지 5 중량부가 사용되고, 상기 리튬카보네이트는 0.1 내지 5 중량부가 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물에 대한 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 하기의 실시예에서는 강도발현, 응결시간 및 발열시간을 고려하여 조기강도를 발현할 수 있는 발열 콘크리트 방동제 조성물의 배합비를 다르게 구성하였고, 이와 같이 배합비를 달리하여 제조된 방동제를 일반형 또는 지연형 방동제로 구분하였다.
각각의 시멘트에 따른 방동제 조성물은 하기에 나타낸 바와 같이 구성비를 다르게함으로써, 본 발명에 따른 방동제를 제조하였다.
1. 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트의 경우
먼저, 질산칼슘 23 중량부, 아질산칼슘 7.5 중량부 및 아질산리튬 5.5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 칼슘포메이트(CF) 0.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써, 1종 시멘트용 일반형 방동제를 제조하였다.
다음으로, 질산칼슘 22 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 칼슘포메이트(CF) 3 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써, 1종 시멘트용 지연형 방동제를 제조하였다.
2. 조강시멘트의 경우
먼저, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 질산칼륨 4 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써, 조강시멘트용 일반형 방동제를 제조하였다.
다음으로, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 3.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 질산칼륨 1.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써, 조강시멘트용 지연형 방동제를 제조하였다.
3. 알루미나(Alumina) 시멘트의 경우
먼저, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 2.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2.5 중량부, 주석산 1 중량부 및 리튬카보네이트 1 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써, 알루미나(Alumina) 시멘트용 일반형 방동제를 제조하였다.
다음으로, 질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 2.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2.5 중량부, 주석산 1.5 중량부 및 리튬카보네이트 0.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써, 알루미나(Alumina) 시멘트용 지연형 방동제를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 일반형 및 표준형 방동제를 이용하여 0℃에서의 온도거동 측정 실험을 수행하였고, 이에 대하여는 하기에 설명하는 바와 같다.
1. 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트의 온도거동 측정 실험
< 실시예 1-1 >
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트 350 중량부에 모래 650 중량부, 배합수 115 중량부, 감수제 0.7 중량부 및 일반형 방동제 15 중량부를 배합함으로써, 본 발명에 따라 제조된 일반형 방동제를 포함하는 모르타르를 제조하였다.
< 실시예 1-2 >
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트 350 중량부에 모래 650 중량부, 배합수 115 중량부, 감수제 0.7 중량부 및 지연형 방동제 15 중량부를 배합함으로써, 본 발명에 따라 제조된 지연형 방동제를 포함하는 모르타르를 제조하였다.
< 비교예 1 >
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트 350 중량부에 모래 650 중량부, 배합수 130 중량부 및 감수제 0.7 중량부를 배합함으로써, 비교예 1에 따른 모르타르를 제조하였다.
2. 조강시멘트의 온도거동 측정 실험
< 실시예 2-1 >
조강시멘트 350 중량부에 모래 650 중량부, 배합수 115 중량부, 감수제 0.7 중량부 및 일반형 방동제 15 중량부를 배합함으로써, 본 발명에 따라 제조된 일반형 방동제를 포함하는 모르타르를 제조하였다.
< 실시예 2-2 >
조강시멘트 350 중량부에 모래 650 중량부, 배합수 115 중량부, 감수제 0.7 중량부 및 지연형 방동제 15 중량부를 배합함으로써, 본 발명에 따라 제조된 지연형 방동제를 포함하는 모르타르를 제조하였다.
< 비교예 2 >
조강시멘트 350 중량부에 모래 650 중량부, 배합수 130 중량부 및 감수제 0.7 중량부를 배합함으로써, 비교예 2에 따른 모르타르를 제조하였다.
3. 알루미나(Alumina) 시멘트의 온도거동 측정 실험
< 실시예 3-1 >
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트 280 중량부와 알루미나 시멘트 70 중량부의 혼합시멘트에 모래 650 중량부, 배합수 115 중량부, 감수제 0.7 중량부 및 일반형 방동제 15 중량부를 배합함으로써, 본 발명에 따라 제조된 일반형 방동제를 포함하는 모르타르를 제조하였다.
< 실시예 3-2 >
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트 280 중량부와 알루미나 시멘트 70 중량부의 혼합시멘트에 모래 650 중량부, 배합수 115 중량부, 감수제 0.7 중량부 및 지연형 방동제 15 중량부를 배합함으로써, 본 발명에 따라 제조된 일반형 방동제를 포함하는 모르타르를 제조하였다.
< 비교예 3 >
1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트 280 중량부와 알루미나 시멘트 70 중량부의 혼합시멘트에 모래 650 중량부, 배합수 130 중량부 및 감수제 0.7 중량부를 배합함으로써, 비교예 3에 따른 모르타르를 제조하였다.
상기와 같이 실시예 및 비교예에 따라 제조된 모르타르의 0℃에서의 온도거동 측정 실험 결과를 하기의 [표 1]과 도 1 및 도 2에 나타내었다.
<모르타르의 0℃에서의 온도거동 측정 실험 결과>
실험결과 최고온도 및 도달시간 압축강도 (MPa)
℃ min 1일 3일 14일
비교예 1 2.3 2.4 x x 2.65
실시예 1-1 4.2 3.2 3.7 5.05 7.45
실시예 1-2 4.1 3.5 3.35 5.4 8.2
비교예 2 5.3 1.6 2.95 6.4 9.1
실시예 2-1 7.6 3.8 4.95 7.85 12.95
실시예 2-2 7.8 4.6 6.35 8.25 14.5
비교예 3 6.3 1.8 1.95 2.95 5.35
실시예 3-1 7.3 2.6 3.2 5.05 8.35
실시예 3-2 6.8 3.2 2.85 5.15 8.6
상기한 [표 1]과 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 방동제를 첨가하여 제조된 모르타르가 비교예에 따라 제조된 모르타르에 비해 초기 발열온도가 높은 것을 알 수 있고, 또한 초기 압축강도가 증가된 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 방동제 중에서 지연형 방동제를 사용한 경우가 일반형 방동제를 사용하여 모르타르를 제조한 경우보다 온도 상승시간이 증가되었고, 압축강도가 증가된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명과 같이 배합수에 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 혼화제를 혼합하고, 응결시간 및 발열시간 조절을 위해 시멘트 종류에 따라 최적의 비율로 배합된 혼화제를 더 첨가하여 액상형태의 방동제를 제조함으로써, 한중콘크리트에 적용함에 있어 영하의 온도에서도 초기에 발열반응을 유도하여 콘크리트의 동결을 방지할 수 있고, 초기 압축강도를 증진시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (7)

  1. 방동성을 부여하기 위하여 첨가되고, 질산칼슘, 아질산칼슘 및 아질산리튬을 포함하는 제1 혼화제;
    콘크리트의 응결시간 및 발열시간을 조절하기 위해 첨가되고, 포타슘포메이트(PF), 포타슘아세테이트(PA), 칼슘포메이트(CF), 질산칼륨, 주석산 및 리튬카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 제2 혼화제; 및
    상기 제1 혼화제 및 제2 혼화제를 혼합하기 위하여 사용되는 배합수를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 콘크리트 방동제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방동제가 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트와 배합되는 경우에,
    상기 제1 혼화제는 질산칼슘 20 내지 30 중량부, 아질산칼슘 5 내지 15 중량부, 아질산리튬 2 내지 10 중량부가 사용되고,
    상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트, 포타슘아세테이트 및 칼슘포메이트가 사용되되,
    상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부, 상기 칼슘포메이트는 0.1 내지 10 중량부가 사용되며,
    상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 발열 콘크리트 방동제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방동제가 조강시멘트와 배합되는 경우에,
    상기 제1 혼화제는 질산칼슘 20 내지 30 중량부, 아질산칼슘 5 내지 15 중량부, 아질산리튬 2 내지 10 중량부가 사용되고,
    상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트, 포타슘아세테이트 및 질산칼륨이 사용되되,
    상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부, 상기 질산칼륨은 0.1 내지 10 중량부가 사용되며,
    상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 발열 콘크리트 방동제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 방동제가 알루미나 시멘트와 배합되는 경우에,
    상기 제1 혼화제는 질산칼슘 20 내지 30 중량부, 아질산칼슘 5 내지 15 중량부, 아질산리튬 2 내지 10 중량부가 사용되고,
    상기 제2 혼화제는 포타슘포메이트, 포타슘아세테이트, 주석산 및 리튬카보네이트가 사용되되,
    상기 포타슘포메이트는 1 내지 15 중량부, 상기 포타슘아세테이트는 1 내지 15 중량부, 상기 주석산은 0.1 내지 5 중량부, 상기 리튬카보네이트는 0.1 내지 5 중량부가 사용되며,
    상기 배합수는 55 내지 65 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 발열 콘크리트 방동제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트용 일반형 방동제는,
    질산칼슘 23 중량부, 아질산칼슘 7.5 중량부 및 아질산리튬 5.5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 칼슘포메이트(CF) 0.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되고,
    1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트용 지연형 방동제는,
    질산칼슘 22 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 칼슘포메이트(CF) 3 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 발열 콘크리트 방동제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    조강시멘트용 일반형 방동제는,
    질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 1 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 질산칼륨 4 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되고,
    조강시멘트용 지연형 방동제는,
    질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 3.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2 중량부 및 질산칼륨 1.5 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 발열 콘크리트 방동제 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    알루미나 시멘트용 일반형 방동제는,
    질산칼슘 21 중량부, 아질산칼슘 7 중량부 및 아질산리튬 5 중량부로 구성된 제1 혼화제와, 포타슘포메이트(PF) 2.5 중량부, 포타슘아세테이트(PA) 2.5 중량부, 주석산 1 중량부 및 리튬카보네이트 1 중량부로 구성된 제2 혼화제를 배합수 60 중량부에 혼합함으로써 제조되고,
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