KR20200042254A - 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물 및 이를 포함하는 증기양생 콘크리트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조성물 총 중량에 대하여 고로수쇄 슬래그 20 내지 50 중량%; 플라이 애시 25 내지 40 중량%; 칼슘 알루미네이트 화합물 5 내지 15 중량%; 석회석 5 내지 15 중량%; 칼슘 페라이트 화합물 5 내지 15 중량%; 및 탈황석고 5 내지 20 중량%;를 포함하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물 및 이를 포함하는 증기양생 콘크리트에 관한 것이다.

Description

증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물 및 이를 포함하는 증기양생 콘크리트 조성물{Mixture material composition for steam curing concrete and steam curing concrete composition comprising the same}
본 발명은 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물 및 이를 포함하는 증기양생 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
증기양생 콘크리트 중의 대표적인 제품으로서 콘크리트 하수관을 들 수 있다. 일반적인 증기양생 콘크리트 하수관은 화강암 골재와 알칼리 성분의 칼슘 화합물인 시멘트 수화물로 구성되어 있는데, 화강암의 골재는 산에 불활성이기 때문에 황산과 반응하지 않지만, 칼슘화합물인 시멘트 수화물은 황산과 활발하게 반응하여 석고와 같은 불활성 물질을 생성하게 된다. 이러한 반응에 의하여 골재는 하수관으로부터 박리되고, 골재가 떨어진 부분은 또 다른 시멘트가 산에 노출되어 부식이 지속적으로 발생하게 된다.
상기와 같은 증기양생 콘크리트 하수관의 부식반응은 황산화세균에 의하여 생성된 황산에 의하여 진행되며, 이러한 황산화세균으로는 티오바실러스 노벨러스 (Thiobacillus Novellus)가 대표적이다.
이러한 황산화 부식을 억제하기 위해서 황화물의 생성을 억제하는 방법과 황화수소의 발생을 억제하는 방법 등이 제안되고 있으나, 이러한 방법들은 하수 중에 과산화수소, 염소화합물 또는 철, 아연, 구리 등과 같은 금속염 등을 대량으로 첨가하여야 하므로 경제성이 낮다는 단점이 있다.
또한, 황하수소로부터 황산의 생성을 억제하기 위해 환기에 의해 하수관 내의 황하수소의 농도를 저감시키는 방법도 있지만, 이러한 방법은 악취를 발생시키므로 만족스러운 방법으로 보기 어렵다.
한편, 이러한 황산화 세균을 억제하는 방균재료가 사용되기도 하며, 이러한 방균재료는 일반적으로 크게 유기계와 무기계 방균재료로 대별되며 무기계 방균재료의 경우 유기계 방균재료에 비해 반영구적인 지속성을 가지며, 온도나 습도 등의 외부환경에 대해서도 성능의 변화가 거의 없다는 장점 때문에 여러 종류의 방균제품에 응용되고 있다.
현재 개발되어 시판되고 있는 무기계 방균재료로는 산화티탄, 아파타이트, 실리카겔, 인산칼슘, 제올라이트, 인산지르코늄, 규산칼슘 및 티탄산칼륨 등의 담체에 은, 구리, 아연, 니켈 등의 금속 착화합물을 고정화시킨 것이 알려져 있다. 중금속의 방균작용은 금속 본래의 독성과 방균성에 의한 것이 아니며, 금속의 표면 산화와 금속을 함유하는 액 중에 해리시킨 금속이온에 기인하는 것으로 생각되고 있다. 금속 이온의 방균 작용의 세기는 수은(水銀) 〉 은(銀) 〉동(銅) 〉 아연(亞鉛) 순이지만 실제로는 해당 금속염의 해성 해리도 등에 좌우된다. 현재, 이러한 방균성 금속을 제올라이트, 물유리, 플라이 애시 등의 무기질 담체에 담지시켜 방균성 무기재료를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 증기양생 콘크리트 제품인 상하수도시설의 관거, 암거 및 터널 등의 수로시설은 이음부 혹은 균열부에서 누수현상이 지속적으로 진행되는 경우 주변의 지반약화를 초래하고 누수에 의한 파이핑 현상은 주변지반의 토립자와 함께 침윤선을 형성하여 지중에 공동을 형성 및 발달시키게 된다.
또한, 지중에 생긴 공동현상은 지표면의 균열을 초래하게 되고 종국에는 국부적인 지반 함몰 혹은 사면 붕괴현상까지 초래하게 된다. 따라서 공동현상 발생 인근에 건축물 혹은 도로시설 등의 지상구축물이 있는 경우 지반 함몰에 의한 시설물의 손상 및 인명피해의 재해를 야기할 수 있으며 이는 인재로 간주되어 사회의 지탄의 대상이 된다.
그러므로, 수로시설 중의 대부분을 차지하는 증기양생 하수관거 콘크리트의 품질은 더욱 중요하게 인식되고 있으며, 황산화 세균에 의한 부식과 더불어 하수관거 콘크리트의 균열 발생을 저감할 수 있는 균열강도의 향상이 더욱 중요한 요소로 인식되고 있다. 특히 하수관거 콘크리트의 균열발생 저감은 황산화 세균의 번식 및 콘크리트 내부로의 침투를 방지할 수 있기 때문에 황산화 세균에 의한 부식방지에도 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.
한편, 세계적으로 지구 온난화 방지를 위하여 다양한 형태의 노력(1997년 채택, 2005년 발효된 교토 의정서 2012년 종료)이 진행되고 있는 가운데, 2015년 12월에 지구 기후변화에 대한 대처 방안을 수립하고, 이를 지키기 위한 방안을 다양하게 제시하는 파리협약을 공동 확인하였다. 이에 따라 전 세계적으로 이산화탄소 등 온실가스의 배출량을 큰 폭으로 줄여야 하는 실정에 있다.
콘크리트 제조 시 근간이 되는 시멘트 1 톤을 생산하는 데 이산화탄소를 약 0.9톤을 배출할 정도로 시멘트 산업은 철강산업과 더불어 주요 이산화탄소 배출 산업이므로 이에 대한 방법 및 대체 물질이 제시가 시급히 요구되고 있다.
국내외적으로 고로수쇄 슬래그, 플라이 애시 등을 시멘트와 일부 혼합하여 콘크리트에 많이 적용하고 있으나, 이런 방법으로는 이산화탄소를 획기적으로 저감시키는 데 한계가 있다. 따라서, 상기와 같은 한계를 극복하기 위하여 다양한 방법이 연구되고 있다.
예를 들어, 시멘트의 부분 대체재로 고로수쇄 슬래그 또는 플라이 애시를 혼입하고 알칼리 활성화제를 사용하여 강도성능을 높인 알칼리활성 결합재에 대한 연구가 국내외로 활발히 진행되고 있다. 그러나, 시멘트 대체재로서 사용되는 무시멘트 알칼리 활성 결합재들은 주로 규산나트륨을 활성화제로 사용한 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트에 관한 것이나, 요구강도를 충족하기 위해 알칼리 활성화제의 첨가량증가가 요구되며, 이에 따라 초기 유동성이 빠르게 소실되고 급결되는 경향이 나타나며, 제조단가 상승이 야기되어 현장적용성이 낮은 것으로 알려져 있다.
또한, 대한민국 특허 10-0855686 및 10-1014869, 한국 콘크리트 학회 학술 논문 등에는 고로수쇄 슬래그 또는 플라이 애시를 단독 또는 복합으로 사용하고 고알칼리성을 가진 액상 NaOH, KOH 등의 알칼리 활성화제를 사용하여 무시멘트 모르타르 및 콘크리트를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이러한 방법에 의한 무시멘트 모르타르 및 콘크리트는 알칼리 활성화제에 의한 강한 고알칼리 특성에 의한 환경피해가 나타나며, 강알칼리의 수분 흡수능으로 인하여 건조 시멘트 모르타르와 같은 건조된 상태에서는 사용이 곤란하며, 습식 레디믹스 콘크리트에 사용할 경우에도 강알칼리제 첨가를 위한 별도의 시설 장비가 필요하게 되는 등, 범용적으로 사용하기 곤란한 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 10-1488147는 저온 소성 무시멘트 결합재 조성물로서, 소성온도 섭씨 1,450℃에서 제조되는 일반 시멘트의 제조 조건보다 낮은 온도에서 소성하여 시멘트 재료를 대체하거나, 또는 고로수쇄 슬래그의 반응을 활성화시키기 위한 방법을 개시하고 있다. 그러나 이 기술은 고로수쇄 슬래그의 초기 수화 특성이 일반 시멘트 대비 동등 이상의 물성을 나타내지 못하는 단점이 있으며, 그 사용 범위가 극히 제한적이라는 단점이 있다.
그러므로, 증기양생 콘크리트의 황산화 저항성 향상, 증기양생 콘크리트 제품의 균열 강도 개선, 및 이산화탄소 배출 저감에 기여할 수 있는 저탄소 결합재 또는 시멘트 치환재 등의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0268517호 대한민국 등록특허 제10-0855686호 대한민국 등록특허 제10-1014869호 대한민국 등록특허 제10-1488147호
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증기양생 콘크리트의 황산화 저항성을 향상시키며, 균열 강도를 개선하며, 이산화탄소 배출 저감에 기여할 수 있는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 포함함으로써, 황산화 저항성 개선, 균열 강도 개선 및 이산화탄소 배출 저감 효과가 우수하며, 초기 강도 및 장기 강도 발현이 우수하고, 내약품성이 높고, 동결융해 저항성이 높고, 내화성능이 우수하고, 비탄성 변형이 낮은 증기양생 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
조성물 총 중량에 대하여 고로수쇄 슬래그 20 내지 50 중량%; 플라이 애시 25 내지 40 중량%; 칼슘 알루미네이트 화합물 5 내지 15 중량%; 석회석 5 내지 15 중량%; 칼슘 페라이트 화합물 5 내지 15 중량%; 및 탈황석고 5 내지 20 중량%;를 포함하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 본 발명의 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 포함하는 증기양생 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물은 칼슘 페라이트 화합물의 사용에 의해 황산화 세균의 번식을 효과적으로 방지함으로써 증기양생 콘크리트의 황산화 부식 저항성을 현저하게 향상시킨다.
또한, 칼슘 알루미네이트 화합물과 탈황석고 성분의 사용 및 칼슘 페라이트 화합물과 석회석의 사용에 의해 증기양생 수화 초기에 에트링자이트와 카르보 페라이트 화합물을 생성함으로서 증기양생 콘크리트의 균열강도를 현저하게 향상시킨다.
또한, 이산화탄소 배출량이 높은 보통 포틀랜드 시멘트를 부분 치환함으로서 이산화탄소 배출량 저감에 기여하는 효과를 제공한다.
본 발명의 증기양생 콘크리트 조성물은 상기 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 포함함으로써, 황산화 부식 저항성이 우수하며, 균열강도가 우수하며, 이산화탄소 배출량을 저감하는 효과를 제공하며, 초기 강도 및 장기 강도 발현이 우수하고, 내약품성이 높고, 동결융해 저항성이 높고, 내화성능이 우수하고, 비탄성 변형이 낮은 등의 바람직한 특성을 제공한다.
이하에서 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 본 발명에서 특별한 언급 없이 불분명하게 사용된 %의 단위는 중량%를 의미한다.
본 발명은 조성물 총 중량에 대하여 고로수쇄 슬래그 20 내지 50 중량%; 플라이 애시 25 내지 40 중량%; 칼슘 알루미네이트 화합물 5 내지 15 중량%; 석회석 5 내지 15 중량%; 칼슘 페라이트 화합물 5 내지 15 중량%; 및 탈황석고 5 내지 20 중량%;를 포함하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물은 종래 1,450℃에서 소성하여 제조함으로써 시멘트 100 중량부에 대하여 90 내지 95 중량부의 이산화탄소가 배출되는 보통 포틀랜드 시멘트를 부분 대체함으로써 이산화탄소 배출을 현저하게 저감하는 것을 가능하게 한다. 즉, 본 발명의 혼합재 조성물은 100중량부에 대하여 20 내지 40 중량부의 이산화탄소만을 배출하므로, 시멘트를 대체하는 것에 의하여 이산화탄소의 배출을 현저하게 저감시킬 수 있다.
상기 시멘트 혼합재 조성물에서, 상기 고로수쇄 슬래그는 20 내지 50 중량% 포함되는 것을 특징으로 한다. 고로수쇄 슬래그가 20 중량% 미만으로 포함되는 경우 증기양생 콘크리트(예: 하수관거 콘크리트)의 후기 압축강도의 발현이 저하되며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 압축강도 향상 효과는 더 이상 증가하지 않는 반면 고로수쇄 슬래그의 과량 사용에 따라 제조원가가 상승하여 바람직하지 않다. 상기 고로수쇄 슬래그는 25 내지 40 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 혼합재 조성물에서, 상기 플라이 애시는 25 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 플라이 애시는 예컨대, 유동층 보일러에서 발생되어 정제한 정제 플라이 애시를 사용할 수 있다. 상기 플라이 애시는 유동성 개선, 장기강도 증진, 수화열감소, 알칼리골재반응 억제, 황산염에 대한 저항성, 콘크리트 수밀성 향상 등의 장점을 제공하며, 상대적으로 비싼 시멘트를 치환할 수 있어서 원가절감에 큰 도움이 된다.
플라이 애시가 상기 범위로 포함되는 경우, 작업성이 개선되고 경화열이 낮아질 뿐만 아니라 장기적인 강도 및 수밀성도 향상되어 바람직하다.
상기 고로수쇄 슬래그와 플라이 애시는 자체 경화 특성이 미약하여 초기에 수화가 지연되나, 증기양생 공정에 의해 칼슘 알루미네이트 화합물과 탈황석고와의 반응에 의해 생성되는 에트링자이트 및 칼슘 페라이트 화합물에 의한 카르보 페라이트 화합물의 생성에 의해 초기 수화가 촉진되게 된다.
상기 혼합재 조성물에서, 상기 칼슘 알루미네이트 화합물은 탈황석고와 반응하여 증기양생 수화 초기에 에링자이트를 생성한다. 상기 에링자이트는 강력한 팽창압을 발생시켜 콘크리트의 수축을 저감시키며 콘크리트 내부의 결정 조직을 치밀화 함으로써 증기양생 콘크리트의 균열 강도를 향상시키는 기능을 수행한다.
상기 칼슘 알루미네이트 화합물은 예를 들어, 제철소 전로에서 발생하는 용융슬래그를 용융되어 있는 상태에서 1,000℃ 이상에서 아토마이징 공법에 의해 분사하여 생성되는 것을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 이토마이징 공법에 의한 분사 이후에 상온으로 급속 냉각시키고, 분말도 3,000g/cm2으로 분쇄하여 칼슘 알루미네이트 화합물을 제조할 수 있다. 상기와 같은 공정에 의하여 제조된 칼슘 알루미네이트는 탈황석고와 반응하여 고로슬래그의 반응성을 향상시키는 물성을 가지게 되므로 본 발명에 바람직하게 사용될 수 있다.
상기와 같은 칼슘 알루미네이트 화합물은 시중에서 칼슘 알루미네이트 콤파운드 상품명(삼표시멘트사 제조)으로 판매되고 있으며, 이를 구입하여 사용할 수도 있다.
상기 칼슘 알루미네이트 화합물은 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 칼슘 알루미네이트 화합물이 5 중량% 미만으로 포함되면 증기양생 콘크리트(예: 하수관거 콘크리트) 내부에서 에트링자이트의 생성량이 적어 팽창압에 의한 수축 방지 또는 저감에 기여하지 못하게 되며, 15 중량%를 초과하면 증기양생 콘크리트 내부에서 에트링자이트의 생성량이 너무 많아져서 지나친 팽창압의 발현에 의해 오히려 균열을 유발할 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 칼슘 알루미네이트 화합물은 7 내지 10 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 혼합재 조성물에서, 상기 칼슘 페라이트 화합물은 석회석 중의 탄산칼슘과 반응하여 카르보 페라이트 화합물을 생성함으로써 콘크리트 내부조직을 치밀화시킨다. 상기 내부조직의 치밀화에 의해 황산화 세균의 침투가 방지되며 황산화 세균의 사멸이 유도되며, 황산화 이온이 안정화되므로, 이에 의해 증기양생 콘크리트의 황산화 부식 저항성이 현저하게 향상된다. 또한, 상기 내부조직의 치밀화에 의해 증기양생 콘크리트의 균열강도도 향상된다.
상기 칼슘 페라이트 화합물로는 예를 들어, 제철소 제련공정에서 배출되는 칼슘 페라이트 화합물을 사용할 수 있다. 상기 칼슘 페라이트 화합물은 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 칼슘 페라이트 화합물이 5 중량% 미만으로 포함되면 증기양생 콘크리트 내부 조직의 치밀화에 기여하기 어려우며, 이는 콘크리트에 침투 가능한 황산화 세균의 침투를 용이하게 하여 황산화 반응을 유발할 수 있다. 또한, 15 중량%를 초과하면 콘크리트 내부의 조직은 치밀화되어 황산화 세균의 침투 방지 면에서는 바람직하나, 급격한 수화반응으로 콘크리트 혼합이 곤란한 문제가 발생할 수 있다.
상기 칼슘 페라이트 화합물은 7 내지 12 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 칼슘 페라이트 화합물은 제철소 전로 또는 유동층상 보일러에서 발생하는 폐기물로서, 산화철(Fe2O3) 함량이 10 ~ 20 중량%로 함유된 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 산화철이 10 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 카르보페라이트 생성량이 적어지기 때문에 황산화 반응을 억제하지 못하는 점에서 바람직하지 않으며, 20 중량%를 초과하는 경우는 지나친 카르보페라이트 화합물의 생성으로 콘크리트의 수화반응이 약해지는 점에서 바람직하지 않다.
상기 혼합재 조성물에서, 상기 석회석은 공지의 석회석을 사용할 수 있다. 상기 석회석은 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 석회석이 5 중량% 미만으로 포함되면 카르보 페라이트 화합물의 생성량이 적어 콘크리트 조직의 치밀화에 기여하지 못하며, 또한 반응성이 미약하여 초기 압축강도 발현을 저해할 수 있으며, 15 중량%를 초과하여 포함되면 급격한 수화반응으로 혼합이 곤란한 단점을 갖게 된다. 더욱 바람직하게는 5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
또한 상기 석회석은 탄산칼슘(CaCO3) 함량이 90 중량% 이상인 것이 바람직한데, 90 중량% 미만이면 카르보 페라이트 화합물의 생성이 미약하여 콘크리트 조직의 치밀화 및 초기 반응성이 약한 단점이 있다. 바람직하게는 탄산칼슘(CaCO3) 함량이 93 중량% 이상인 것이 좋다.
상기 혼합재 조성물에서, 상기 탈황석고로는 예를 들어, 유동층상 보일러에서 발생하는 과정에서 배출되는 것을 사용할 수 있다. 상기 탈황석고는 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 탈황석고가 5 중량% 미만으로 포함되면 반응성이 미약하여 초기 압축강도 발현을 저해할 수 있으며, 20 중량%를 초과하면 급격한 수화반응으로 혼합이 곤란한 단점을 갖게 된다.
상기 탈황석고는 5 내지 10 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 탈황석고는 유동층상 보일러 소각재 중에서 황산 이온(SO3)이 25 ~ 40중량%로 함유된 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 황산 이온(SO3)이 25 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 에트링자이트 생성량이 적어지는 점에서 바람직하지 않으며, 40 중량%를 초과하는 경우는 에트링자이트의 생성이 과다하여 팽창 균열을 발생시킬 수 있는 점에서 바람직하지 않다.
본 발명의 혼합재 조성물은 조성물 100 중량%를 기준으로 분산제를 1 내지 5 중량%로 더 포함할 수 있다. 상기 분산제는 재료의 혼합 시 급격한 수화 반응에 의하여 혼합이 곤란해지는 상황을 방지하기 위하여 첨가되며, 이러한 문제가 발생할 염려가 없는 경우에는 첨가하지 않을 수도 있다. 상기 분산제로는 시트르산(citric acid) 등 이 분야에 공지된 성분이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은
상기 본 발명의 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 포함하는 증기양생 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
또한, 상기 콘크리트 조성물은 콘크리트 균열강도 개선용 혼합재 조성물과 시멘트를 3:7 내지 7:3의 중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 조성물은 콘크리트 균열강도 개선용 혼합재 조성물과 시멘트 합산 100 중량부를 기준으로 10~50 중량부의 골재를 더 포함할 수 있다.
상기 콘크리트 조성물은 콘크리트 하수관의 제조용으로 바람직하게 사용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예 1~4: 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 성분을 해당 조성비로 혼합하여 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 제조하였다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
고로수쇄 슬래그 50 40 35 25
플라이 애시 25 30 30 35
칼슘알루미네이트 화합물 6 10 10 10
칼슘페라이트 화합물 7 10 12 12
석회석 5 5 7 10
탈황석고 7 5 5 7
시트르산 0 0 1 1
총합 100 (w/w%) 100 (w/w%) 100 (w/w%) 100 (w/w%)
실시예 5~16: 증기양생 콘크리트 조성물의 제조
하기 표 2에 기재된 성분을 해당 조성비로 혼합하여 증기양생 콘크리트 조성물을 제조하였다.
실시
예5 		실시
예6		 실시
예7		 실시
예8		 실시
예9		 실시
예10		 실시
예11		 실시
예12		 실시
예13		 실시
예14		 실시
예15		 실시
예16		 비교
예 1
혼합재 실시
예1
제조		 실시
예2
제조		 실시
예3
제조		 실시
예4
제조		 실시
예1
제조		 실시
예2
제조		 실시
예3
제조		 실시
예4
제조		 실시
예1
제조		 실시
예2
제조		 실시
예3
제조		 실시
예4
제조		 사용
안함
60 60 60 60 50 50 50 50 40 40 40 40
시멘트 40 40 40 40 50 50 50 50 60 60 60 60 100
총합 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%		 100
w/w%
시험예 1: 증기양생 콘크리트의 압축강도 평가
실시예 5~16 및 비교예 1에서 제조된 증기양생 콘크리트 조성물을 사용하여하수관거 콘크리트 구조체를 제조한 후, 일반적으로 증기양생 하수관거 콘크리트 제조 시에 사용하는 증기 양생 공정으로 양생을 실시하였다.
구체적으로, 실시예 5~16 및 비교예 1에서 제조된 증기양생 콘크리트 조성물 100 중량부를 기준으로 300 중량부의 모래 및 40 중량부의 물을 혼합한 후, 3분간 전동 혼합기로 혼합 교반 한 후, 40×40×160mm의 몰드로 성형한 후, 상온(20±3℃)에서 24시간 동안 양생하였으며, 24시간 경과 후 몰드에서 성형체를 탈형한 후 습기 양생함의 조건을 60±5℃, 습도 90%로 하여 10시간 동안 양생하였다. 이때 60℃까지의 승온속도는 1시간당 10℃로 하여 급격한 온도의 상승을 방지하였다. 습기 양생함에서 10시간 동안 양생한 시험체를 꺼내어 다시 상온(20±3℃)에서 24시간 동안 대기 양생하였다. 최종 양생된 구조체를 KSL ISO 610 규격에 의하여 압축강도를 측정하였다. 구체적인 실험 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실험결과(증기양생 후 재령 7일)
콘크리
트 조성물		 실시
예5		 실시
예6		 실시
예7		 실시
예8		 실시
예9		 실시
예10		 실시
예11		 실시
예12		 실시
예13		 실시
예14		 실시
예15		 실시
예16		 비교
예1
사용된
혼합재		 실시
예1
제조		 실시
예2
제조		 실시
예3
제조		 실시
예4
제조		 실시
예1
제조		 실시
예2
제조		 실시
예3
제조		 실시
예4
제조		 실시
예1
제조		 실시
예2
제조		 실시
예3
제조		 실시
예4
제조		 사용
안함
압축강도
(MPa)		 64.1 65.8 66.1 64.7 63.9 64.6 65.1 64.2 62.1 62.7 63.2 61.9 57.6
상기 표 3으로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 5 내지 실시예 16의 증기양생 콘크리트 조성물로 제조된 콘크리트의 경우 모두 비교예의 시멘트 100%로 이루어진 콘크리트보다 우수한 압축강도 발현성능을 나타냈다.

Claims (10)

  1. 조성물 총 중량에 대하여 고로수쇄 슬래그 20 내지 50 중량%; 플라이 애시 25 내지 40 중량%; 칼슘 알루미네이트 화합물 5 내지 15 중량%; 석회석 5 내지 15 중량%; 칼슘 페라이트 화합물 5 내지 15 중량%; 및 탈황석고 5 내지 20 중량%;를 포함하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칼슘 알루미네이트 화합물은 제철소 전로에서 발생하는 용융슬래그를 용융되어 있는 상태에서 1,000℃도 이상에서 아토마이징 공법에 의해 분사하여 생성되는 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 석회석은 탄산칼슘(CaCO3) 함량이 90 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 칼슘 페라이트 화합물은 제철소 전로 또는 유동층상 보일러에서 발생하는 폐기물로서, 산화철(Fe2O3) 함량이 10 ~ 20 중량%로 함유된 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탈황석고는 유동층상 보일러 소각재 중에서 황산 이온(SO3)이 25 ~ 40 중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 혼합재 조성물은 조성물 100 중량%를 기준으로 분산제를 1 내지 5 중량%로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 증기양생 콘크리트용 혼합재 조성물을 포함하는 증기양생 콘크리트 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은 콘크리트 균열강도 개선용 혼합재 조성물과 시멘트를 3:7 내지 7:3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은 콘크리트 균열강도 개선용 혼합재 조성물과 시멘트 합산 100 중량부를 기준으로 10~50 중량부의 골재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트 조성물.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 콘크리트 조성물은 콘크리트 하수관의 제조용인 것을 특징으로 하는 증기양생 콘크리트 조성물.
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