KR20180046942A - 상압 증기양생에 의하여 양생시간을 단축시킨 단열소재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

상압 증기양생에 의하여 양생시간을 단축시킨 단열소재 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상압 증기양생하여 양생시간을 단축시키면서도 조기에 개선된 압축강도를 갖도록 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 제조 방법의 바람직한 일 실시예는 (a) 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 이뤄지는 100wt%의 출발 원료를 준비하는 단계; (b) 출발 원료에 알루미늄 분말을 외할로 0.6wt%, 화학혼화제를 외할로 0.06wt% 혼합하여 배합물을 조성하는 단계; (c) 혼합수 130wt%를 상기 배합물에 섞어 슬러리를 제조하는 단계; (d) 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여 반경화체를 형성하는 단계; 및 (e) 탈형된 반경화체를 상압 증기양생기에 넣어 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 경화체를 생성하도록 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법{CALCIUM SILICATE INORGANIC INSULATIONS AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상압 증기양생하여 양생시간을 단축시키면서도 조기에 개선된 압축강도를 갖도록 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
건축소재 중 단열소재는 인간이 생활하는 주거형 건축물에서 외부환경에 영향을 최소한으로 받게 하는 중요한 요소로, 크게 유기소재와 무기소재로 구분할 수 있으며, 유기소재로는 스티로폼, 우레탄폼 등이, 무기소재로는 유리면 및 암면 등이 있다.
기존 무기단열소재 중 ALC(Autoclaved Lightweight Concrete)는 기포콘크리트를 수열합성과정을 통해 제작된 무기원료를 사용한 건축형 블럭이고, 칼슘실리케이트계 무기단열소재는 기존 시멘트를 주원료로 하는 다공성 무기단열소재이다.
칼슘실리케이트계 무기단열소재는 50~90%의 시멘트와 생석회, 무수석고 등을 혼합수와 혼입하여 제작하는 것으로, ALC와 달리 오토클레이브(Autoclave)와 같은 고온고압의 수열합성이 생략되며, 시멘트를 주원료로 하여 비교적 저렴한 가격의 무기단열소재로, 본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1416046호 "시멘트계 무기단열소재 및 이의 제조방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '시멘트 70.0 ~ 99.9wt%, 석고 0.1 ~ 30.0wt%, 혼합수 50 ~ 100wt%, 기능성 첨가제 0.1 - 5.0wt%, 기포안정제 0.1 ~ 7.0wt%를 혼합하여 시멘트 슬러리를 제조하는 단계; 상기 시멘트 슬러리에 0.1 ~ 5.0wt%의 발수제를 혼합하여 시멘트 슬러리를 발수 처리하는 단계; 50 ~ 100wt% 혼합수 및 0.1 ~5.0wt% 기포제로 기포를 제조하는 단계; 발수 처리된 시멘트 슬러리와 기포를 혼합하는 단계; 및 시멘트 슬러리 및 기포 혼합물을 양생하여 경화체를 생성하는 단계에 의해 제조되고, 상기 경화체는 0.05 ~ 0.15g/cm3의 비중 및 0.035 ~ 0.045W/mK의 열전도율을 갖는 시멘트계 무기단열소재'를 제안한다.
그러나 상기 배경기술의 무기단열 소재는 오토클레이브 과정 생략으로 인해 압축강도가 ALC 보다 약하다는 문제점이 있었다.
특허등록 제1416046호 "시멘트계 무기단열소재 및 이의 제조방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상압 증기양생하여 양생시간을 단축시키면서도 조기에 개선된 압축강도를 갖도록 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 (a) 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 이뤄지는 100wt%의 출발 원료를 준비하는 단계; (b) 출발 원료에 알루미늄 분말을 외할로 0.6wt%, 화학혼화제를 외할로 0.06wt% 혼합하여 배합물을 조성하는 단계; (c) 혼합수 130wt%를 상기 배합물에 섞어 슬러리를 제조하는 단계; (d) 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여 반경화체를 형성하는 단계; 및 (e) 탈형된 반경화체를 상압 증기양생기에 넣어 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 경화체를 생성하도록 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, (e) 단계에서, 상압 증기양생기의 양생온도는 60~80℃ 인 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 이뤄지는 100wt%의 출발 원료에, 알루미늄 분말을 외할로 0.6wt%, 화학혼화제를 외할로 0.06wt%, 혼합수를 외할로 130wt% 혼합한 슬러리를 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여, 상압 증기양생기에 넣어 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 생성하도록 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재를 제공하고자 한다.
또한, 상압 증기양생기의 양생온도는 60~80℃ 인 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재를 제공하고자 한다.
본 발명의 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법은 상압 증기양생하여 양생시간을 단축시키면서도 조기에 개선된 압축강도를 갖도록 하는 양생에 의해 강도가 개선되도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 출발 원료인 OPC에 대한 XRD 분석결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 출발 원료인 무수석고에 대한 XRD 분석결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 출발 원료인 생석회에 대한 XRD 분석결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 상압 증기양생 온도에 따른 압축강도를 도시한 그래프이다.
도 5 내지 도 7은 각각 실험예 1의 각 실시예를 각각 7일간 양생한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실험예 1의 비교예 1 시편의 양생 일자에 따르는 비중 및 압축강도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 상기 도 8의 1일 양생된 시편의 기공 및 기공벽 상태를 나타내는 SEM 사진이다.
도 10은 상기 도 8의 10일 양생된 시편의 기공 및 기공벽 상태를 나타내는 SEM 사진이다.
도 11은 상기 도 8의 20일 양생된 시편의 기공 및 기공벽 상태를 나타내는 SEM 사진이다.
도 12는 상기 도 8의 30일 양생된 시편의 기공 및 기공벽 상태를 나타내는 SEM 사진이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
현재 중국과 유럽 등에서 개발되고 있는 CLC(cellular lightweight concrete, 경량 기포 콘크리트) 블록은 시멘트 및 산업부산물을 주원료로 하고 저가의 불연 무기원료를 사용하는 다공성 단열블록으로, 오토클레이브나 고온처리 과정이 없기 때문에 저가로 제조할 수 있는 제품이다.
경량 기포 콘크리트 블록들은 선발포 방식(pre-foaming type) 또는 후발포 방식(after-foaming type)의 제조방식을 사용하는데, 선발포 방식은 계면활성제를 주원료로 하는 기포제(일반적으로 30 ~ 50 배의 물로 희석하여 사용)를 고압공기와 함께 기포발생기에 주입하여 기포를 발생시키고, 이것을 시멘트, 무기 바인더, 혼합수를 혼입한 슬러러에 첨가 혼합하여 제조하는 방식이고, 후발포 방식은 시멘트 슬러리 혼합시에 알루미늄 분말, 아연 분말 등의 발포제를 혼합하여 소정의 시간 경과 후 발포제가 알칼리와 화학 반응하여 발생하는 수소가스에 의해 기포를 도입하는 방식이다.
본 발명의 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 제조 방법은 (a) 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 이뤄지는 100wt%의 출발 원료를 준비하는 단계; (b) 출발 원료에 알루미늄 분말을 외할로 0.6wt%, 화학혼화제를 외할로 0.06wt% 혼합하여 배합물을 조성하는 단계; (c) 혼합수 130wt%를 상기 배합물에 섞어 슬러리를 제조하는 단계; (d) 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여 반경화체를 형성하는 단계; 및 (e) 탈형된 반경화체를 상압 증기양생기에 넣어 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 경화체를 생성하도록 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재는 후발포 방식으로 제조하였으며, 주원료로 사용되는 시멘트의 양생과정에 따른 강도특성에 따라 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 강도특성을 파악하기 위한 실험을 진행하였다.
출발 원료 준비
본 발명에 따르는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재를 개발하기 위해, 출발 원료인 분말 원료로는 표 1과 같은 성분을 갖는 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 생석회, 무수석고를 사용하였다. 출발 원료는 슬러리의 침하방지 및 강도 증진, 단열특성 향상 등을 위해 함량 및 입도가 적절히 제어되어야 하며, 본 발명에서는 6시간 분쇄 OPC의 분말도는 10,000cm2/g, 생석회의 분말도는 4,100cm2/g, 무수석고의 분말도는 3,500cm2/g로 조절하였다. 또한, 6시간 분쇄된 OPC는 평균 직경 5.32698㎛, 표준편차 2.3431㎛의 입도를 갖는다.
SiO2(%) CaO(%) Al2O3(%) Fe2O3(%) SO3(%) MgO(%) 분말도(cm2/g)
6시간 분쇄 OPC 21.82 62.12 5.86 2.74 2.36 2.73 10000
생석회 1.68 90.38 0.39 0.43 0.70 0.87 4100
무수석고 1.71 39.3 0.45 0.18 53.1 - 3500
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, OPC의 주성분은 CaO 62.12% SiO2 21.82%이었으며, 생석회의 CaO 함량은 90.38%이었으며, 무수석고의 주성분은 CaO 39.32%, SO3 53.18% 이며, 바람직하게는, OPC는 진동밀에서 6시간 동안 분쇄하여 사용할 수 있다.
< 실험예 1>
1) 기본 시편 제작
어느 기간의 칼슘실리케이트계 단열소재의 양생이 압축강도 증진에 영향을 미치는지를 알기 위해 표 2의 배합비로 기본 시편을 제작하여, 양생 일자에 따른 압축 강도 증진의 유무를 조사한다.
OPC(wt%) 생석회
(wt%)
무수석고
(wt%)
혼합수
(wt%)
화학혼화제
(wt%)
Al 분말
(wt%)
비교예1(기본시편) 90 5 5 130 0.06 0.6
출발 원료 총량은 6시간 분쇄된 시멘트 900g, 생석회 50g, 무수석고 50g으로 구성되어 총 1Kg이다. 혼합이 완료된 출발 원료에 1300g의 혼합수를 투입한 후 혼합하여 슬러리를 제조하는데, 이때 혼합수 온도는 20℃ 이내로 유지한다.
다음으로, 출발 원료가 혼합수에 완전하게 풀어져서 혼합되었는지를 확인하고, 화학혼화제 0.6g을 슬러리에 첨가하여 2분 동안 전동드릴로 혼합하였다. 화학혼화제는 기포 분산 기능과 소포 기능(기포의 표면장력을 저하시켜 거대기포를 제거하는 기능)을 동시에 발현하는 것으로, 바람직하게는 독일 Wacker사의 SMK 1311을 사용할 수 있다.
마지막으로 발포제인 알루미늄 분말 6g을 슬러리에 첨가한 후 혼합한 후, 스티로폼 몰드에 타설하여 실내 온도 30℃, 상대 습도 40%에서 24시간 양생한 후 탈형한다. 이렇게 제조된 기본 시편은 0.13g ~ 0.14/㎤의 비중과 0.047 ~ 0.049W/mK의 열전도율을 가져 본 실험의 정량적 목표에 도달하였으나, 압축강도는 0.07~ 0.80Mpa로 목표치에 미달하는 결과를 나타내었다. 따라서 시편 강도의 증진을 위해 양생기간을 증가시키는 방법을 실험하였다.
2) 양생 시간에 따른 압축 강도 관찰 실험
본 발명에 따라 양생 조건 실험에 사용될 시편은 출발원료 배합조건은 동일하지만, 혼합되는 AL 분말과 혼합수의 양을 표 3과 같이 달리하여 비중이 다른 3 종류의 슬러리를 45cm * 30 cm * 37cm의 대형 스트리폼 몰드에 각각 타설, 탈형 및 양생하여 비교예 1 내지 비교예 3의 3개의 시편을 제조하였다.
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3
6시간 분쇄 시멘트(wt%) 90
생석회(wt%) 5
무수석고(wt%) 5
혼합수(wt%) 130 75 80
화학혼화제(wt%) 0.06
Al 분말(wt%) 0.6 0.2 0.3
몰드의 3 종류의 시편을 24시간 양생 후, 탈형하여, 각각의 시편을 좌, 우, 가운데로 3 등분하여 항온항습기(온도 20℃, 습도 60%), 상온(온도 30℃, 습도 40%), 그리고 건조기(온도 60℃, 습도 5%이하) 3개의 조건에서 7일간 양생하여 강도를 측정하였다.
도 5 내지 도 7은 각각 비교예를 각각 7일간 양생한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5은 시멘트 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 구성된 100wt%의 출발원료에 혼합수 130wt%, 화학혼화제 0.06wt%, Al 분말 0.6wt%를 혼합하여 제조된 비교예 1의 시편을 3등분하여(이하, 시편 1-1, 시편 1-2, 시편 1-3로 부름), 시편 1-1을 온도 20℃, 습도 60%의 항온항습기에서 7일간 양생하고, 시편 1-2는 상온(온도 30℃, 습도40%)에서 7일간 양생하고, 시편 1-3은 온도 60℃, 습도 5%이하인 건조기에서 7일간 양생한 결과, 시편 1-1은 비중 0.23g/㎤, 압축강도 2.06MPa이고, 시편 1-2는 비중 0.22g/㎤, 압축강도 2.16MPa이고, 시편 1-3은 비중 0.21g/㎤, 압축강도 1.49MPa로 나타났다.
도 6는 시멘트 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 구성된 100wt%의 출발원료에 혼합수 75wt%, 화학혼화제 0.06wt%, Al 분말 0.2wt%를 혼합하여 제조된 비교예 2의 시편을 3등분하여(이하, 시편 2-1, 시편 2-2, 시편 2-3로 부름), 시편 2-1을 온도 20℃, 습도 60%의 항온항습기에서 7일간 양생하고, 시편 2-2는 상온(온도 30℃, 습도 40%)에서 7일간 양생하고, 시편 2-3은 온도 60℃, 습도 5%이하인 건조기에서 7일간 양생한 결과를 나타내는 그래프이다. 시편 2-1은 비중 0.14g/㎤, 압축 강도 0.9MPa이고, 시편 2-2는 비중 0,21g/㎤, 압축강도 2.2MPa이고, 시편 2-3은 비중 0.20g/㎤, 압축강도 1.0MPa로 나타났다.
도 7은 시멘트 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 구성된 100wt%의 출발원료에 혼합수 80wt%, 화학혼화제 0.06wt%, Al 분말 0.3wt%를 혼합하여 제조된 비교예 3의 시편을 3등분하여(이하, 시편 3-1, 시편 3-2, 시편 3-3로 부름), 시편 3-1을 온도 20℃, 습도 60%의 항온항습기에서 7일간 양생하고, 시편 3-2는 상온(온도 30℃, 습도 40%)에서 7일간 양생하고, 시편 3-3은 온도 60℃, 습도 5%이하인 건조기에서 7일간 양생한 결과를 나타내는 그래프이다. 시편 3-1은 비중 0.12g/㎤, 압축 강도 0.72MPa이고, 시편 3-2는 비중 0,121g/㎤, 압축강도 0.95MPa이고, 시편 3-3은 비중 0.11g/㎤, 압축강도 0.78MPa로 나타났다.
이상과 같이, 비중이 다른 비교예 1, 2, 3의 3 종류의 시편을 각각 3등분하여 7일간 양생한 실험 결과, 3종류의 온도 조건 중 비교예 1의 상온(온도 30℃, 습도 40%)에서 양생한 시편의 압축강도가 가장 우수한 것을 알 수 있다.
3) 장기 양생 실험
본 발명에 따라 제조된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 장기 양생에 따르는 압축 강도 변화를 관찰하기 위해 비교예 1의 배합률에 따르는 시편을 30개 제작하여 매일 시편의 강도를 측정하였다.
즉, 시멘트 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 구성된 100wt%의 출발원료에 혼합수 130wt%, 화학혼화제 0.06wt%, Al 분말 0.6wt%의 배합률로 시편 30개를 동일한 배합 조건과 실험실 조건에서 제작하여, 온도 30℃, 습도 40%에서 양생하였다.
1번 시편은 1일간 양생하여, 탈형한 후, 압축강도 측정에 적합한 형태로 컷팅한 후 100℃로 건조하여 비중과 압축강도를 측정하였다. 2번 시편은 2일간 양생하고, 3번 시편은 3일간 양생하고, 30번 시편은 30일간 양생하는 방식으로 각각의 시편을 24시간의 차이를 갖도록 양생한 후, 탈형한 후, 압축강도 측정에 적합한 형태로 컷팅한 후 100℃로 건조하여 비중과 압축강도를 측정하였다.
도 8은 비교예 1 시편의 양생 일자에 따르는 압축강도를 나타내는 그래프이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 1일(24시간)에서 7일(168시간)까지 양생된 시편의 비중은 0.125∼0.131g/cm3이었으며, 압축강도는 0.082∼0.13MPa 범위이고, 7일에서 20일 양생된 시편은 비중 0.125∼0.148g/cm3, 압축강도 0.13∼0.21MPa으로, 양생일이 증가할수록 압축강도도 증가함을 알 수 있으며, 20일 이후에는 비중 및 압축강도의 변화가 거의 일어나지 않는 것을 알 수 있다.
따라서, 상온(온도 30℃, 습도 40%)에서 20일 정도 양생하여야지만 최대강도 값에 도달할 수 있다.
상기 실험예 1의 비교예에서는 상기의 슬러리를 온도 30℃, 상대습도 40% 조건에서 최소 20일 이상 양생하여 양생시 비중 0.14g/㎤, 압축 강도 0.21MPa 를 얻을 수 있었다.
상기와 같이, 증기양생을 거치지 않은 조기강도 발현형 시멘트계 단열소재의 경우에는 온도 30℃, 상대습도 40% 조건에서 최소 20일 이상 양생하여야지만 최대 강도값(20일 양생시 비중 0.14g/㎤, 압축강도 0.21MPa)에 도달할 수 있었다.
그러나 상기와 같은 압축 강도를 발현하도록 하기 위해서는 양생시간이 장시간 소요되어야 하기 때문에, 특히, 본 발명에서는 양생시간을 줄이기 위하여 상압 증기양생 방법을 적용하여 강도를 조기에 발현되도록 제어할 수도 있다.
본 발명에서는 양생은 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여 반경화체를 형성하도록 하여, 수분을 일정량 증발시키도록 하고 일정 형태를 유지하도록 하여 후속단계의 증기양생기에서의 양생시 급격한 형태변화 등을 방지하도록 할 수 있다.
이와 같이 반경화체를 형성한 후에는 상압 증기양생기에 반경화체를 장입하고 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 경화체를 생성하도록 하여 강도를 조기에 발현하도록 할 수 있다.
일반 양생과 상압 증기양생기에서의 양생 의하여 발현되는 압축 강도를 알아보기 위하여 실험을 실시하였다.
< 실험예 2>
실험을 위하여 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%를 충분히 혼합하여 분체를 준비하고, 분체 대비 혼합수 130wt% 를 혼합하고, 기포 안정제 및 알루미늄 분말을 혼합하여 슬러리를 제조하였다.
실시예에서는 상기 슬러리를 대기중에서 10시간 이상 양생하고 탈형하여 만들어진 시편을 상압 증기양생기에 장입하여 증기양생하도록 하였다.
실시예의 상압 증기양생기의 온도 조건 및 양생순서는 아래와 같다.
1) 3시간 동안 각각의 최대온도 (45℃, 55℃, 65℃, 75℃, 85℃)까지 온도를 올려주었다.
2) 최대 온도에서 3시간이상 5시간 이내로 유지하도록 한다.
3) 최대 온도에서 상온까지 자연냉각하도록 한다.
4) 상압 증기양생기에서 시편을 꺼낸 후 3일 동안 대기중에서 유지하여 단열소재 제조하였다.
이후, 표 4에 나타난 바와 같이, 무기계단열소재의 물성을 측정하였다.
3일 양생이 종료된 후 100℃에서 24시간 건조한 후, 건조된 시편을 10x10x10cm로 절단하여 압축강도 측정 및 무게를 측정하여 비중값 계산하고, 건조된 시편을 20x20x3cm로 절단하여 열전도율 측정하였다.
45℃ 55℃ 65℃ 75℃ 85℃
압축강도(MPa) 0.15 0.17 0.23 0.21 0.16
비중(g/㎤) 0.13 0.14 0.14 0.13 0.14
열전도율(W/mK) 0.048 0.047 0.047 0.048 0.047
증기양생을 하지 않은 비교예에서는 최소 20일 이상 양생하여야 최대 강도값에 도달하였지만, 상기 표 4 및 도 4에서와 같이 실시예에서는 상압 증기양생기에서는 최고 온도 65℃에서 비중 0.14g/㎤, 압축 강도 0.23MPa, 75℃ 에서 비중 0.13g/㎤, 압축 강도 0.21MPa에 도달하였다.
따라서, 양생 최대온도는 60~80℃의 사이가 바람직한 것을 알 수 있으며, 상압 증기양생기에서 시편을 꺼낸 후 3일 동안 대기중에서 유지하는 시간을 포함하여 최대 4일 이내에 20일 이상 양생해야 하는 물성을 조기에 발현하도록 할 수 있는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재 및 이의 제조 방법은 상압 증기양생하여 양생시간을 단축시키면서도 조기에 개선된 압축강도를 갖도록 하는 양생에 의해 강도가 개선되도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims (4)

  1. (a) 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 이뤄지는 100wt%의 출발 원료를 준비하는 단계;
    (b) 출발 원료에 알루미늄 분말을 외할로 0.6wt%, 화학혼화제를 외할로 0.06wt% 혼합하여 배합물을 조성하는 단계;
    (c) 혼합수 130wt%를 상기 배합물에 섞어 슬러리를 제조하는 단계;
    (d) 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여 반경화체를 형성하는 단계; 및
    (e) 탈형된 반경화체를 상압 증기양생기에 넣어 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 경화체를 생성하도록 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (e) 단계에서, 상압 증기양생기의 양생온도는 60~80℃ 인 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 제조 방법.
  3. 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 90wt%, 생석회 5wt%, 무수석고 5wt%로 이뤄지는 100wt%의 출발 원료에, 알루미늄 분말을 외할로 0.6wt%, 화학혼화제를 외할로 0.06wt%, 혼합수를 외할로 130wt% 혼합한 슬러리를 슬러리를 대기중에 9~11시간 양생하고 탈형하여, 상압 증기양생기에 넣어 일정 온도로 3시간 내지 5시간 양생한 후 상온에서 자연냉각하도록 하여 생성하도록 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상압 증기양생기의 양생온도는 60~80℃ 인 것을 특징으로 하는 양생에 의해 강도 개선된 칼슘실리케이트계 무기단열소재.
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