KR20200113452A - Manufacturing method of precast geopolymer concrete member - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for preparing a precast geopolymer concrete member. An embodiment of the present disclosure provides a method for preparing a precast geopolymer concrete member includes: mixing a geopolymer binder including fly ash with non-hardened geopolymer concrete composition including an alkali stimulant, water, and an aggregate; pouring the non-hardened geopolymer concrete composition into a mold according to the precast geopolymer concrete member to be prepared; performing a high and constant temperature curing process for the geopolymer concrete composition at a high temperature and constant temperature for 3 to 5 hours at a maximum curing temperature of 60 to 70°C; curing the geopolymer concrete composition while reducing a curing temperature with a specific gradient from the maximum curing temperature to a minimum curing temperature which is preset; and performing a low-and-constant temperature curing process for the geopolymer concrete composition at the minimum curing temperature for a specific time.

Description

프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법{Manufacturing method of precast geopolymer concrete member}Manufacturing method of precast geopolymer concrete member {Manufacturing method of precast geopolymer concrete member}

본 발명은 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플라이애쉬와 고로슬래그의 지오폴리머 결합재를 사용하여 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조하는 경우 짧은 양생 시간에 효율적으로 강도를 발휘할 수 있고 에너지 소비를 줄일 수 있는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a precast geopolymer concrete member. More specifically, in the case of manufacturing a precast concrete member using a geopolymer binder of fly ash and blast furnace slag, a precast geopolymer concrete member manufacturing method that can effectively exert strength in a short curing time and reduce energy consumption. It is about.

기후온난화와 탄소 배출량 규제가 이슈가 되면서 시멘트를 사용하지 않는 결합재인 지오폴리머에 대한 관심이 높아지고 있다. 지오폴리머 결합재는 시멘트 대신 산업부산물인 플라이애쉬와 고로슬래그 등을 활용하는 결합재로 기존 시멘트 결합재에 비해 친환경적이고 이산화탄소 배출량이 적은 장점이 있다.As climate warming and regulation of carbon emissions become issues, interest in geopolymers, which are cement-free binders, is increasing. Geopolymer binder is a binder that uses fly ash and blast furnace slag, which are industrial by-products instead of cement, and has the advantage of being eco-friendly and less carbon dioxide emissions than conventional cement binders.

종래의 포틀란트 시멘트 결합재의 경우 물과 접촉되면서 수화반응을 일으켜 경화가 이루어지나, 지오폴리머 결합재의 경우에는 알칼리 자극제에 의해 축중합반응이 일어나면서 경화가 일어난다. In the case of a conventional Portland cement binder, a hydration reaction occurs while being in contact with water to cause hardening, but in the case of a geopolymer binder, a condensation polymerization reaction occurs by an alkali stimulant and hardening occurs.

포틀란트 시멘트 계열의 일반 콘크리트를 사용하는 프리캐스트 콘크리트 부재는 통상 24시간 증기 양생의 공정을 거쳐 공장에서 생산되는데, 플라이애쉬 혹은 플라이애쉬와 고로슬래그 등으로 구성된 지오폴리머 결합재를 사용하여 콘크리트 부재를 형성하는 경우에 알칼리 환경에서 24시간 정온, 고온 양생을 수행하여 조강성을 발휘하도록 하고 있어 지오폴리머 콘크리트는 공장에서 24시간 양생공정을 거치는 프리캐스트 부재에 적합한 재료로 볼 수 있다. Precast concrete members using Portland cement-based general concrete are usually produced at the factory through a 24-hour steam curing process, and the concrete members are made using a geopolymer binder composed of fly ash or fly ash and blast furnace slag. In the case of formation, it is subjected to constant temperature and high temperature curing in an alkaline environment for 24 hours to exert crude rigidity, so geopolymer concrete can be seen as a suitable material for precast members that undergo a 24-hour curing process in a factory.

그러나, 현재 지오폴리머 콘크리트에 대한 연구가 완전하게 이루어지지 않은 상황에서 지오폴리머 콘크리트에 대해 24시간의 정온, 고온 양생을 수행하는 것은 다수 연구자에 의한 경험적인 실험에 따른 것이다. However, it is based on empirical experiments by a number of researchers to perform 24 hours of constant temperature and high temperature curing on geopolymer concrete in a situation where research on geopolymer concrete is currently not completely done.

따라서, 지오폴리머 결합재를 사용하여 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조하는데 있어 조강성이 발휘되도록 효율적인 양생방법의 제시가 필요하다.Therefore, there is a need to propose an efficient curing method so that crude stiffness is exhibited in manufacturing a precast concrete member using a geopolymer binder.

한편, 플라이애쉬와 고로슬래그의 지오폴리머 결합재를 사용하여 적정한 강도를 발휘하도록 지오폴리머 콘크리트 배합하는 경우 지오폴리머 콘크리트의 매우 빠른 경화로 인해 유동성이 확보되지 않아 콘크리트 부재를 형성하는데 문제점이 있다. On the other hand, when geopolymer concrete is mixed so as to exhibit an appropriate strength by using a geopolymer binder of fly ash and blast furnace slag, there is a problem in forming a concrete member because fluidity is not secured due to very rapid hardening of the geopolymer concrete.

대한민국 등록특허공보 제10-1748119호(2017년06월16일공고)Korean Registered Patent Publication No. 10-1748119 (announced on June 16, 2017)

본 발명은 플라이애쉬와 고로슬래그의 지오폴리머 결합재를 사용하여 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조하는 경우 짧은 양생 시간에 효율적으로 강도를 발휘할 수 있고 에너지 소비를 줄일 수 있는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member that can efficiently exhibit strength in a short curing time and reduce energy consumption when manufacturing a precast concrete member using a geopolymer binder of fly ash and blast furnace slag. do.

그리고, 지오폴리머 결합재를 사용하여 지오폴리머 콘크리트를 배합하는 경우 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트의 유동성을 확보하여 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재를 용이하게 형성할 수 있는 유동성이 강화된 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법을 제공한다.In addition, when geopolymer concrete is mixed using a geopolymer binder, a precast geopolymer concrete member manufacturing method with enhanced fluidity that can easily form a precast geopolymer concrete member by securing the fluidity of the non-hardened geopolymer concrete Provides.

본 발명의 일 측면에 따르면, 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와, 알칼리 자극제와, 물과, 골재를 포함하는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합하는 단계와; 제조하고자 하는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재에 따라 몰드에 상기 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 타설하는 단계와; 상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최고 양생온도 60 ~ 70℃로 3 ~ 5시간 동안 고온 정온 양생하는 단계와; 상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 상기 최고 양생온도에서 기 결정된 최저 양생온도까지 일정한 기울기로 감온하면서 감온 양생하는 단계와; 상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 상기 최저 양생온도로 일정 시간 동안 저온 정온 양생하는 단계를 포함하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, mixing a geopolymer binder comprising fly ash and blast furnace slag, an alkali stimulating agent, water, and a non-hardened geopolymer concrete composition comprising an aggregate; Pouring the non-hardened geopolymer concrete composition into a mold according to the precast geopolymer concrete member to be manufactured; Curing the geopolymer concrete composition at a high temperature and constant temperature for 3 to 5 hours at a maximum curing temperature of 60 to 70°C; Thermally curing the geopolymer concrete composition while reducing the temperature from the maximum curing temperature to a predetermined minimum curing temperature at a constant slope; There is provided a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member comprising the step of curing the geopolymer concrete composition at a low temperature and constant temperature for a predetermined time at the lowest curing temperature.

상기 감온 양생하는 단계는, 상기 최고 양생온도에서 기 결정된 최저 양생온도까지 3 ~ 13시간 동안 감온 양생하는 단계를 포함할 수 있다.The thermal curing step may include thermal curing for 3 to 13 hours from the maximum curing temperature to a predetermined minimum curing temperature.

상기 최저 양생온도는 20 ~ 30℃이며, 상기 감온 양생하는 단계는, 상기 최고 양생온도에서 상기 최저 양생온도까지 감온하여 양생할 수 있다.The minimum curing temperature is 20 ~ 30 ℃, the step of curing with reduced temperature may be cured by reducing the temperature from the maximum curing temperature to the minimum curing temperature.

상기 최저 양생온도는 20 ~ 30℃이며, 상기 저온 정온 양생하는 단계는, 상기 최저 양생온도로 6 ~ 18시간 동안 저온 정온 양생하는 단계를 포함할 수 있다.The minimum curing temperature is 20 ~ 30 ℃, the step of the low-temperature constant-temperature curing may include the step of low-temperature constant-temperature curing at the lowest curing temperature for 6 to 18 hours.

상기 고온 정온 양생 시간, 감온 양생 시간 및 상기 저온 정온 양생 시간의 합은 24시간 이하일 수 있다.The sum of the high temperature constant temperature curing time, the reduced temperature curing time, and the low temperature constant temperature curing time may be 24 hours or less.

상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합하는 단계는, 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와 골재를 건비빔하여 건비빔 혼합물을 형성하는 단계와; 상기 건비빔 혼합물에 알칼리 자극제 수용액을 투입하고 혼합하여 배합 혼합물을 형성하는 단계와; 상기 배합 혼합물에 추가로 혼합수를 투입하고 혼합하여 타설 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The mixing of the geopolymer concrete composition may include forming a dry mixing mixture by mixing the geopolymer binder and aggregate including fly ash and blast furnace slag; Adding and mixing an aqueous alkali stimulant solution to the dry bibim mixture to form a blended mixture; It may include the step of forming a pouring mixture by additionally adding and mixing mixed water to the blended mixture.

상기 배합 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 건비빔 혼합물과 상기 알칼리 자극제 수용액의 혼합 시간은 120 내지 180초일 수 있다.In the step of forming the blended mixture, the mixing time of the dry bibim mixture and the aqueous alkaline stimulant solution may be 120 to 180 seconds.

상기 지오폴리머 결합재는, 플라이애쉬 55 ~ 80 wt% 및 고로슬래그 20 ~ 45 wt%를 포함할 수 있다.The geopolymer binder may include 55 to 80 wt% of fly ash and 20 to 45 wt% of blast furnace slag.

상기 골재는, 상기 결합재 100 중량부에 대하여 굵은 골재 227 ~ 230 중량부와; 상기 결합재 100 중량부에 대하여 잔골재 120 ~ 123 중량부를 포함할 수 있다.The aggregate includes 227 to 230 parts by weight of coarse aggregate based on 100 parts by weight of the binder; It may include 120 to 123 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of the binder.

상기 알칼리 자극제 수용액은, 상기 결합재 100 중량부에 대하여 10 ~ 12 몰농도(M)의 수산화나트륨(NaOH) 수용액 15 ~ 20 중량부와; 상기 결합재 100 중량부에 대하여, 산화나트륨(Na2O) 14 ~ 15 wt%, 이산화규소(SiO2) 34 ~ 35 wt% 및 증류수(H20) 50 ~ 52 wt% 를 혼합하여 생성된 규산나트륨(Na2SiO3) 수용액 40 ~ 45 중량부를 포함할 수 있다.The alkali stimulating agent aqueous solution includes 15 to 20 parts by weight of an aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution having a molar concentration (M) of 10 to 12 based on 100 parts by weight of the binder; Silicate produced by mixing 14 to 15 wt% of sodium oxide (Na 2 O), 34 to 35 wt% of silicon dioxide (SiO 2 ) and 50 to 52 wt% of distilled water (H 2 0) based on 100 parts by weight of the binder Sodium (Na 2 SiO 3 ) may contain 40 to 45 parts by weight of an aqueous solution.

상기 수산화나트륨(NaOH)에 대한 상기 규산나트륨(Na2SiO3)의 중량비는, 2 내지 3일 수 있다.The weight ratio of the sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) to the sodium hydroxide (NaOH) may be 2 to 3.

상기 혼합수는, 상기 결합재 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부로 투입될 수 있다.The mixed water may be added in an amount of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder.

본 발명의 실시예에 따르면, 플라이애쉬와 고로슬래그의 지오폴리머 결합재를 사용하여 프리캐스트 콘크리트 부재를 제조하는 경우 짧은 양생 시간에 효율적으로 강도를 발휘할 수 있고 에너지 소비를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a precast concrete member is manufactured using a geopolymer binder of fly ash and blast furnace slag, it is possible to efficiently exhibit strength in a short curing time and reduce energy consumption.

또한, 지오폴리머 결합재를 사용하여 지오폴리머 콘크리트를 배합하는 경우 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트의 유동성을 확보하여 콘크리트 부재를 용이하게 형성할 수 있다.In addition, when the geopolymer concrete is mixed using a geopolymer binder, it is possible to easily form a concrete member by securing the fluidity of the non-hardened geopolymer concrete.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 양생이력을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 무게 성숙도 산정을 위한 변수 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 압축강도 비교 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 무게 성숙도 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 따른 압축강도 40MPa의 변온 양생이력.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 따른 압축강도 50MPa의 변온 양생이력.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 따른 압축강도 60MPa의 변온 양생이력.
도 9는 추가적으로 투입되는 혼합수의 투입량에 따른 슬럼프 및 압축강도의 변화를 나타낸 그래프.
1 is a flow chart of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing the curing history of the method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph of variables for calculating weight maturity of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph comparing compressive strength of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
5 is a weight maturity graph of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
6 is a change temperature curing history of a compressive strength of 40 MPa according to a method of manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
7 is a change temperature curing history of 50 MPa compressive strength according to the method of manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
8 is a change temperature curing history of a compressive strength of 60 MPa according to a method of manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the change in slump and compressive strength according to the amount of mixed water added additionally.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numbers. And redundant descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 순서도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 양생이력을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 무게 성숙도 산정을 위한 변수 그래프이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 압축강도 비교 그래프이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 무게 성숙도 그래프이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 따른 압축강도 40MPa의 변온 양생이력이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 따른 압축강도 50MPa의 변온 양생이력이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 따른 압축강도 60MPa의 변온 양생이력이다.1 is a flow chart of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention. And, Figure 2 is a view showing the curing history of the precast geopolymer concrete member manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is the weight of the precast geopolymer concrete member manufacturing method according to an embodiment of the present invention It is a graph of variables for calculating maturity, and FIG. 4 is a graph of comparison of compressive strength of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention. And, Figure 5 is a graph of the weight maturity of the precast geopolymer concrete member manufacturing method according to an embodiment of the present invention. And, Figure 6 is a change in temperature curing history of a compressive strength of 40 MPa according to the method of manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a precast geopolymer concrete member manufacturing according to an embodiment of the present invention It is a change temperature curing history of 50 MPa of compressive strength according to the method, and FIG. 8 is a change of temperature curing history of 60 MPa of compressive strength according to the method of manufacturing a precast geopolymer concrete member according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법은, 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와, 알칼리 자극제와, 물, 골재를 포함하는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합하는 단계와; 제조하고자 하는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재에 따라 몰드에 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 타설하는 단계와; 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최고 양생온도 60 ~ 70℃로 3 ~ 5시간 동안 고온 정온 양생하는 단계와; 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최고 양생온도에서 기 결정된 최저 양생온도까지 일정한 기울기로 감온하면서 감온 양생하는 단계와; 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최저 양생온도로 일정 시간 동안 저온 정온 양생하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to the present embodiment includes the steps of mixing a geopolymer binder including fly ash and blast furnace slag, an alkali stimulating agent, water, and a non-hardened geopolymer concrete composition including aggregate; Pouring a non-hardened geopolymer concrete composition into a mold according to the precast geopolymer concrete member to be manufactured; Curing the geopolymer concrete composition at a maximum curing temperature of 60 to 70° C. for 3 to 5 hours at a high temperature and constant temperature; Subjecting the geopolymer concrete composition to a predetermined minimum curing temperature from a maximum curing temperature to a predetermined minimum curing temperature while reducing temperature at a constant gradient; It includes the step of curing the geopolymer concrete composition at a low temperature and constant temperature for a predetermined time at the lowest curing temperature.

지오폴리머 콘크리트는 칼슘의 성분이 적은 저칼슘 기반(low calcium system)의 플라이애쉬를 주재료로 하여 제조되거나 칼슘의 성분이 많은 고칼슘 기반(high calcium system)의 고로슬래그 미분말를 주재료하여 제조될 수 있는데, 본 실시예에 따른 지오폴리머 콘크리트는 플라이애쉬를 주재료로 하고 유동성 확보를 위하여 고로슬래그를 첨부하는 형태로서, 플라이애쉬와 고로슬래그가 지오폴리머 결합재로서 이용된다.Geopolymer concrete can be manufactured using fly ash of a low calcium system with a low calcium component as the main material, or blast furnace slag fine powder of a high calcium system with a large amount of calcium as the main material. The geopolymer concrete according to the embodiment uses fly ash as a main material and attaches blast furnace slag to secure fluidity, and fly ash and blast furnace slag are used as a geopolymer binder.

플라이애쉬와 고로슬래그의 지오폴리머 결합재를 사용하여 적정한 강도를 발휘하도록 지오폴리머 콘크리트 배합하여 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 제조하는 경우, 지오폴리머 콘크리트의 특성 상 배합과 동시에 경화가 일어나게 되어 유동성을 확보할 수 없어 콘크리트 부재 형성을 위한 워커빌러티(workability)가 매우 취약한 문제가 있다.In the case of manufacturing a non-hardened geopolymer concrete composition by mixing geopolymer concrete to exert adequate strength using a geopolymer binder of fly ash and blast furnace slag, due to the characteristics of the geopolymer concrete, curing occurs at the same time as the mixture, ensuring fluidity. There is a problem that the workability for forming a concrete member is very weak.

한편, 지오폴리머 콘크리트의 이러한 급결성은 프리캐스트 콘크리트 부재에 적합한 측면이 있으므로 초기 타설 시 지오폴리머 콘크리트의 유동성을 확보한다면 지오폴리머 콘크리트를 이용하여 프리캐스트 콘크리트 부재를 용이하게 형성할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, this rapid setting of geopolymer concrete has an aspect suitable for precast concrete members, so it has the advantage of being able to easily form precast concrete members using geopolymer concrete if the fluidity of geopolymer concrete is secured during initial pouring. .

본 실시예는 이러한 지오폴리머 콘크리트의 급결성을 활용하여 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.This embodiment relates to a method of manufacturing a precast geopolymer concrete member by utilizing the rapid setting of such geopolymer concrete.

이하에서는 본 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법을 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a precast geopolymer concrete member according to the present embodiment will be described in detail.

먼저, 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와, 알칼리 자극제와, 물, 골재를 포함하는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합한다(S100). 본 단계는 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재를 이용하여 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 형성하는 단계인데, 상술한 바와 같이, 지오폴리머 콘크리트의 특성 상 배합과 동시에 경화가 일어날 수 있으므로, 타설 시 워커빌러티(workability)를 위하여 유동성을 확보할 필요가 있다. First, a geopolymer binder containing fly ash and blast furnace slag, an alkali stimulant, and a non-hardened geopolymer concrete composition containing water and aggregate are mixed (S100). This step is a step of forming a non-hardened geopolymer concrete composition by using a geopolymer binder containing fly ash and blast furnace slag.As described above, due to the characteristics of the geopolymer concrete, hardening may occur simultaneously with the blending. It is necessary to secure liquidity for city workability.

본 실시예에 따른 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합하는 방법은, 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와 골재를 건비빔하여 건비빔 혼합물을 형성하는 단계와; 상기 건비빔 혼합물에 알칼리 자극제 수용액을 투입하고 혼합하여 배합 혼합물을 형성하는 단계와; 상기 배합 혼합물에 추가로 혼합수를 투입하고 혼합하여 타설 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다.The method of mixing a non-hardened geopolymer concrete composition according to the present embodiment includes the steps of forming a dry mixing mixture by mixing a geopolymer binder including fly ash and blast furnace slag and an aggregate; Adding and mixing an aqueous alkali stimulant solution to the dry bibim mixture to form a blended mixture; And adding and mixing mixed water to the blended mixture to form a pouring mixture.

지오폴리머 결합재와 후술할 알카리 자극제 수용액의 반응에 따라 경화가 일어나면서 골재 간의 결합이 이루어지는데, 경화 속도가 빠르기 때문에 재료를 한꺼번에 투입하여 혼합하는 경우 균일한 혼합이 어렵다. 따라서 본 실시예에서는 알카리 자극제 수용액을 투입하기 전에 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와 골재 만으로 건비빔하여 결합재가 골재 표면을 골고루 코팅되도록 한다.The bonding between the aggregates is formed as curing occurs according to the reaction of the geopolymer binder and the aqueous alkali stimulating agent solution to be described later. Since the curing speed is high, it is difficult to uniformly mix the materials when they are added and mixed. Therefore, in this embodiment, before the alkaline stimulant aqueous solution is added, the geopolymer binder including fly ash and blast furnace slag and the aggregate are mixed only with the aggregate so that the binder is evenly coated on the surface of the aggregate.

고로슬래그와 플라이애쉬와 같은 지오폴리머의 경우 물의 접촉에 따른 수화반응을 일어나지 않고, 알칼리 자극제와 반응하면서 경화가 일어나는데, 본 실시예에서는 알칼리 자극제와 물을 별도로 투입하지 않고, 알칼리 자극제와 물을 혼합하여 알칼리 자극제 수용액 형태로 배합하는 방법을 채택하였다. In the case of geopolymers such as blast furnace slag and fly ash, hydration reaction does not occur due to contact with water, and hardening occurs while reacting with an alkali stimulant.In this embodiment, an alkali stimulant and water are not separately added, and the alkali stimulant and water are mixed. Therefore, the method of mixing in the form of an aqueous alkaline stimulant solution was adopted.

알칼리 자극제로는 지오폴리머 콘크리트의 강도발현과 경제성을 고려하여 수산화나트륨(NaOH)과 규산나트륨(Na2SiO3)이 적용될 수 있는데, 건비빔 혼합물과의 습식 혼합을 고려하여 수용액 형태로 혼합하여 배합 혼합물을 형성한다. As the alkali stimulant, sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) can be applied in consideration of the strength and economic feasibility of geopolymer concrete, and mixed in an aqueous solution form considering wet mixing with the dry bibim mixture. Form a mixture.

배합 혼합물은 유동성 확보를 위하여 혼합수가 추가로 투입되기 전의 배합물로서, 지오폴리머 결합재와 알칼리 자극제 수용액이 혼합되면서 경화반응이 빠르게 이루어지고 있는 상태에 있다. The blended mixture is a blend before the mixed water is additionally added to secure fluidity, and the curing reaction is rapidly occurring as the geopolymer binder and the aqueous alkali stimulating agent are mixed.

배합 혼합물 상태로도 콘크리트의 경화가 이루어지나, 프리캐스트 콘크리트 부재와 같이 콘크리트 부재를 형성하기 위해서는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트의 타설이 필요한데, 배합 혼합물 상태의 경우에는 빠른 경화로 인해 유동성이 확보되지 않아 타설 워커빌러티를 확보할 수 없다. 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 배합 혼합물을 형성한 상태에서 혼합수를 추가적으로 투입하여 유동성을 확보하게 된다.The concrete is hardened even in the state of the mixed mixture, but in order to form a concrete member like a precast concrete member, it is necessary to pour unhardened geopolymer concrete.In the case of the mixed mixture state, the fluidity is not secured due to rapid curing Can't secure workability. In this embodiment, fluidity is secured by additionally adding mixed water while forming a blended mixture as described later.

건비빔 혼합물과 상기 알칼리 자극제 수용액의 혼합 시간은 120 내지 180초 범위에서 진행한다. 120초 보다 혼합 시간이 적으면 완전한 혼합이 어렵고 180초 보다 혼합 시간이 길면 경화가 너무 많이 진행되어 후술한 바와 같이 추가로 혼합수를 투입하더라도 유동성 확보가 어렵다.The mixing time of the dry bibim mixture and the aqueous alkaline stimulant solution proceeds in the range of 120 to 180 seconds. If the mixing time is less than 120 seconds, complete mixing is difficult, and if the mixing time is longer than 180 seconds, curing proceeds too much, and it is difficult to secure fluidity even if additional mixed water is added as described later.

배합 혼합물 상태에서도 빠른 경화로 인해 유동성이 확보되지 않기 때문에 타설 워커빌러티를 확보할 수 없다. 따라서, 본 실시예에서는 배합 혼합물 상태에서 추가적으로 혼합수를 투입하고 다시 혼합하여 지오폴리머 콘크리트의 유동성을 확보하였다. 배합비에 따라 결합재, 알칼리 자극제 수용액, 골재 등을 배합한 상태로 혼합한 후 배합 혼합물이 형성되면, 바로 혼합수를 투입하여 다시 믹서 등으로 혼합하여 타설 혼합물을 형성한다. 타설 혼합물은 유동성이 확보된 상태로서 거푸집 등에 타설할 때 워커빌러티가 확보될 수 있다.Even in the state of a blended mixture, pourability cannot be secured because fluidity is not secured due to rapid curing. Therefore, in the present embodiment, additionally mixed water was added in the mixed mixture state and mixed again to secure the fluidity of the geopolymer concrete. Depending on the mixing ratio, a binder, an aqueous alkali stimulant solution, an aggregate, etc. are mixed in a mixed state, and when a mixed mixture is formed, the mixed water is immediately added and mixed again with a mixer to form a poured mixture. The pouring mixture is in a state in which fluidity is secured, and workability can be secured when pouring into a formwork.

다음에, 제조하고자 하는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재에 따라 몰드에 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 타설한다(S200). 프리캐스트 콘크리트 부재는 콘크리트 블록, 보, 기둥, 슬래브 등 공장에서 미리 성형하는 것으로서, 제조하고자 하는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재의 형상에 따라 몰드를 제조하고, 상술한 방법에 따라 유동성이 확보된 타설 혼합물 상태의 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 몰드에 타설한다.Next, a non-hardened geopolymer concrete composition is poured into a mold according to the precast geopolymer concrete member to be manufactured (S200). Precast concrete members are preformed at a factory such as concrete blocks, beams, columns, slabs, etc., and a mold is manufactured according to the shape of the precast geopolymer concrete member to be manufactured, and a pouring mixture that has secured fluidity according to the method described above. The unhardened geopolymer concrete composition is poured into the mold.

다음에, 타설된 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물에 대한 양생을 실시하다. 본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최고 양생온도 60 ~ 70℃로 3 ~ 5시간 동안 고온 정온 양생하는 단계(S200)와; 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최고 양생온도에서 기 결정된 최저 양생온도까지 일정한 기울기로 감온하면서 감온 양생하는 단계(S400)와; 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최저 양생온도로 일정 시간 동안 저온 정온 양생하는 단계(S500)로 양생을 실시한다.Next, curing is performed on the poured unhardened geopolymer concrete composition. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the step of curing the geopolymer concrete composition at a maximum curing temperature of 60 to 70° C. for 3 to 5 hours at a high temperature and constant temperature (S200); Thermally curing the geopolymer concrete composition while reducing the temperature from the maximum curing temperature to the predetermined minimum curing temperature at a constant slope (S400); The geopolymer concrete composition is cured at a low temperature and constant temperature for a certain time at a minimum curing temperature (S500).

지오폴리머 콘크리트는 통상의 시멘트 콘크리트의 수화반응과 달리 알칼리 자극제에 의해 축중합반응이 일어나면서 배합과 동시에 급격한 경화가 일어나는데, 종래에는 50 ~ 70℃ 정도의 고온을 일정하게 유지하여 24시간 동안 양생을 진행하는 방법이 알려져 있었다.Unlike the hydration reaction of conventional cement concrete, the condensation polymerization reaction takes place by an alkali stimulant and rapid hardening occurs at the same time as mixing. In the past, it is cured for 24 hours by maintaining a constant high temperature of 50 ~ 70℃. How to proceed was known.

그런데, 지오폴리머 콘크리트에 대한 경화 실험에 따르면, 고로슬래그의 양에 따라 경화 완료 시간이 조금씩 달라질 수 있으나, 배합 후 초기 몇시간 동안 급격한 경화가 이루어지고 이후 빠르게 경화가 완료됨을 알게 되었고, 지오폴리머 콘크리트의 압축강도를 결정하는 성숙도(maturity)가 초기 양생온도 및 그 기간에 따라 영향을 받는다는 것을 알게 되었다. 이때, 초기 양생온도는 양생 초기에 상술한 50 ~ 70℃ 정도의 고온으로 양생하는 것으로서, 본 발명에서는 최고 양생온도(Tmax)와 유사하다.However, according to the hardening experiment on geopolymer concrete, the hardening completion time may vary slightly depending on the amount of blast furnace slag, but it was found that the hardening was rapidly completed during the initial few hours after mixing, and the hardening was completed quickly afterwards. It was found that the maturity, which determines the compressive strength of, is influenced by the initial curing temperature and the duration. In this case, the initial curing temperature is cured at a high temperature of about 50 to 70° C. at the beginning of curing, and is similar to the maximum curing temperature T max in the present invention.

이러한 실험 결과에 따라 본 발명에서는 양생 시 최고 양생온도에 대한 함수로서 성숙도를 무게 함수(weight function)로 나타낼 수 있는 양생 기법을 제시하고자 한다. In accordance with these experimental results, the present invention proposes a curing technique capable of expressing the maturity as a weight function as a function of the maximum curing temperature during curing.

기존의 단순 성숙도 개념(maturity concept)에 따르면, 양생기간 28일 내에서 양생온도와 양생시간의 그래프 면적으로 나타내어지는 에너지 지표와 일반 콘크리트의 발현 강도는 비례하는 것으로 가정되는데, 실험에 따르면 지오폴리머 콘크리트의 경우, 기존의 단순 성숙도 개념이 적용되지 않는다. According to the existing simple maturity concept, the energy index represented by the graph area of the curing temperature and curing time within 28 days of curing period and the strength of general concrete are assumed to be proportional. According to the experiment, geopolymer concrete In the case of, the existing concept of simple maturity is not applied.

따라서, 본 발명에서는 지오폴리머 콘크리트의 강도 발현에 가장 큰 영향을 주는 최고 양생온도(Tmax)를 변수로 하는 무게 성숙도(weighted maturity, W) 개념을 도입하였다.Therefore, in the present invention, the concept of weighted maturity (W) is introduced with the maximum curing temperature (T max ), which has the greatest effect on the strength development of geopolymer concrete, as a variable.

도 3은 본 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 무게 성숙도 그래프이다. 무게 성숙도 개념에 의하면, 도 3의 그래프에 제시된 바와 같이, 양생 시 적용된 최고 양생온도에 대하여 서로 다른 무게 함수(weighted function)값이 적용되며, 재령 28일 이후에는 모든 양생온도에 대하여 강도발현이 없게 된다. 3 is a weight maturity graph of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to the present embodiment. According to the concept of weight maturity, as shown in the graph of FIG. 3, different weighted function values are applied to the maximum curing temperature applied during curing, and there is no strength expression for all curing temperatures after 28 days of age. do.

도 4는 본 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법의 압축강도 비교 그래프로서, 무게 성숙도 개념에 따른 지오폴리머 압축강도 발현 예측치와 실험측정 결과치와의 비교 시 도 4의 그래프에 나타난 바와 같이, 무게 성숙도에 의한 압축강도치가 실험치를 잘 예측하는 것으로 나타났다.4 is a comparison graph of compressive strength of a method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to the present embodiment, as shown in the graph of FIG. 4 when comparing the predicted value of compressive strength of geopolymer according to the concept of weight maturity and the result of experimental measurement. , It was found that the compressive strength value by weight maturity predicted the experimental value well.

본 발명에 따른 무게 성숙도(weighted maturity, W) 개념을 도입하면 아래와 같은 강도발현식 [식 1]이 유도된다.By introducing the concept of weighted maturity (W) according to the present invention, the following strength expression equation [Equation 1] is derived.

[식 1] [Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

위 [식 1]에서, W(Tmax,tk)는 무게 성숙도로서 실험에 따른 회귀분석을 통해 다음의 [식 2]로 도출된다.In the above [Equation 1], W(T max ,t k ) is the weight maturity, which is derived by the following [Equation 2] through regression analysis according to the experiment.

[식 2][Equation 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서,here,

Figure pat00005
Figure pat00005

위 [식 2]에서, F1, F2, F3은 실험에 적용된 배합비에 대해 각각 11개의 양생이력을 적용하여 산정된 값을 최대 양생온도에 대하여 도 5와 같이 회귀분석을 수행하여 산정된다.In the above [Equation 2], F 1 , F 2 , F 3 are calculated by applying a regression analysis as shown in FIG. 5 for the maximum curing temperature by applying 11 curing histories to the mixing ratio applied in the experiment. .

이와 같은 무게 성숙도 개념에 근거하여 지오폴리머 콘크리트의 대표적인 압축강도 40MPa, 40MPa, 50MPa에 대해 최적 양생이력을 도출해보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 최고 양생온도(Tmax)로 일정 시간(t1) 동안 양생을 진행하는 '고온 정온 양생'구간, 최고 양생온도로 양생을 진행한 이후에 일정 시간(t2 - t1) 동안 일정한 기울기((Tmin - Tmax)/(t2 - t1))로 최저 양생온도(Tmin)까지 감온하면서 양생을 진행하는 '감온 양생'구간, 감온 양생 후 최저 양생온도(Tmin)로 일정 시간 동안 양생을 진행하는 '저온 정온 양생'구간을 갖는 변온 양생의 최적 양생이력이 도출된다. The typical compression strength of geo polymer concrete based on equal weight of maturity concept 40MPa, 40MPa, look derive optimum curing history about 50MPa, also, the maximum curing temperature, as shown in 2 (T max) by a predetermined time (t 1 ) During the'high temperature constant temperature curing' section, and after curing at the maximum curing temperature, a constant slope ((T min -T max )/(t 2 -t 1 ) for a certain period of time (t 2 -t 1 ) )) to the minimum curing temperature (T min ) and curing with the'low temperature curing' section, and the'low temperature constant temperature curing' section where curing is performed at the minimum curing temperature (T min ) for a certain period of time after reduced temperature curing The optimal curing history of curing is derived.

다만, 위의 각 양생 구간 중에서도 상술한 바와 같이 지오폴리머 콘크리트의 경우 배합 후 초기 몇시간 동안 급격한 경화가 이루어짐을 고려할 때, 최고 양생온도(Tmax)로 일정 시간(t1) 동안 양생을 진행하는 '고온 정온 양생'구간이 매우 중요하다. 따라서, 본 실시예에서는 지오폴리머 콘크리트 타설 후 최고 양생온도(Tmax) 50 ~ 70℃로 3 ~ 5시간(t1) 동안 고온 정온 양생하는 것을 제시한다.However, among the above curing sections, as described above, in the case of geopolymer concrete, considering that rapid hardening occurs during the initial few hours after mixing, curing is performed for a certain period of time (t 1 ) at the maximum curing temperature (T max ). The'high temperature, constant temperature curing' section is very important. Therefore, in this example, it is proposed to cure at a high temperature and constant temperature for 3 to 5 hours (t 1 ) at a maximum curing temperature (T max ) of 50 to 70° C. after geopolymer concrete is placed.

도 6 내지 도 8은 압축강도 40MPa, 40MPa, 50MPa 각각 대해 무게 성숙도 개념에 근거하여 도출된 최적 양생이력인데, 도 6에서 압축강도 40MPa에 대해서는 최고 양생온도(Tmax) 60℃(도 6의 (a)), 50℃(도 6의 (b)) 각각에 대해 3 내지 5 시간 동안에 고온 정온 양생을 진행하고, 도 7에서 압축강도 50MPa에 대해서는 최고 양생온도(Tmax) 70℃(도 7의 (a)), 60℃(도 7의 (b)) 각각에 대해 3 내지 5 시간 동안에 고온 정온 양생을 진행하며, 도 8에서 압축강도 60MPa에 대해서는, 최고 양생온도(Tmax) 70℃(도 6의 (a), (b))에 대해 3 내지 4시간 동안에 고온 정온 양생을 진행함이 나타나 있다.6 to 8 are the optimal curing history derived based on the concept of weight maturity for each of the compressive strengths 40 MPa, 40 MPa, and 50 MPa.In FIG. 6, for the compressive strength 40 MPa, the maximum curing temperature (T max ) 60°C (( a)), 50 ℃ (Fig. 6 (b)) high temperature constant temperature curing for 3 to 5 hours, respectively, in Fig. 7 for the compressive strength of 50 MPa, the maximum curing temperature (T max ) 70 ℃ (Fig. 7 (a)), 60 ℃ (Fig. 7 (b)), high-temperature constant temperature curing is performed for 3 to 5 hours, respectively, and for the compressive strength of 60 MPa in Fig. 8, the maximum curing temperature (T max ) 70°C (Fig. For (a) and (b) of 6, it is shown that high-temperature constant-temperature curing is performed for 3 to 4 hours.

한편, 감온 양생 구간은, 최고 양생온도 60 ~ 70℃로 양생을 진행한 이후에, 최고 양생온도(Tmax)에서 기 결정된 최저 양생온도(Tmin)까지 일정한 기울기로 감온하면서 3 ~ 13시간 동안 감온 양생을 진행한다. On the other hand, the temperature-sensitive curing section, after curing at the maximum curing temperature of 60 ~ 70 ℃, while reducing the temperature at a constant slope from the maximum curing temperature (T max ) to the predetermined minimum curing temperature (T min ) for 3 to 13 hours. Proceed with thermal curing.

도 6의 감온 양생 구간을 살펴보면, 압축강도 40MPa에 대해서, 최고 양생온도 70℃에서 최저 양생온도 20℃까지 4시간 동안 감온 양생(도 6의 (a))을 진행하고, 최고 양생온도 60℃에서 최저 양생온도 40℃까지 13시간 동안 감온 양생(도 6의 (b))을 진행한다.Looking at the temperature-sensitive curing section of FIG. 6, for a compressive strength of 40 MPa, heat-sensitive curing (FIG. 6(a)) was performed for 4 hours from the maximum curing temperature of 70° C. to the lowest curing temperature of 20° C., and at a maximum curing temperature of 60° C. Thermal curing (FIG. 6(b)) is performed for 13 hours to the minimum curing temperature of 40°C.

도 7의 감온 양생 구간을 살펴보면, 압축강도 50MPa에 대해서, 최고 양생온도 80℃에서 최저 양생온도 20℃까지 3시간 동안 감온 양생(도 7의 (a))을 진행하고, 최고 양생온도 70℃에서 최저 양생온도 20℃까지 13시간 동안 감온 양생(도 6의 (b))을 진행한다.Looking at the temperature-sensitive curing section of FIG. 7, for a compressive strength of 50 MPa, thermal curing (FIG. 7 (a)) was performed for 3 hours from the maximum curing temperature of 80°C to the lowest curing temperature of 20°C, and at the maximum curing temperature of 70°C. Thermal curing (FIG. 6(b)) is performed for 13 hours to the minimum curing temperature of 20°C.

도 8의 감온 양생 구간을 살펴보면, 압축강도 60MPa에 대해서, 최고 양생온도 80℃에서 최저 양생온도 20℃까지 10시간 동안 감온 양생(도 8의 (a))을 진행하고, 최고 양생온도 80℃에서 최저 양생온도 20℃까지 8시간 동안 감온 양생(도 8의 (b))을 진행한다.Looking at the temperature-sensitive curing section of FIG. 8, for a compressive strength of 60 MPa, thermal curing (FIG. 8 (a)) is performed for 10 hours from the maximum curing temperature of 80° C. to the lowest curing temperature of 20° C., and at the maximum curing temperature of 80° C. Heat-sensitive curing (FIG. 8(b)) is performed for 8 hours to a minimum curing temperature of 20°C.

그리고, 저온 정온 구간은, 감온 양생을 진행한 이후에, 최저 양생온도 20 ~ 30℃로 6 ~ 18시간 동안 저온 정온 양생을 진행한다. 최저 양생온도는 상온으로 결정할 수 있으나 프리캐스트 공장 제작 등에서 변온 양생 이력에 따라 상온 보다 높게 결정할 수도 있다.And, in the low temperature constant temperature section, after the thermal curing is performed, the low temperature constant temperature curing is performed at a minimum curing temperature of 20 to 30°C for 6 to 18 hours. The minimum curing temperature can be determined at room temperature, but it may be determined higher than room temperature depending on the change-temperature curing history in precast factory manufacturing.

도 6의 저온 정온 양생 구간을 살펴보면, 압축강도 40MPa에 대해서, 최고 양생온도 70℃로 고온 정온 양생을 진행한 경우 감온 양생 후 최저 양생온도 20℃로 17시간 동안 저온 정온 양생(도 6의 (a))을 진행하고, 최고 양생온도 70℃로 고온 정온 양생을 진행한 경우 감온 양생 후 최저 양생온도 40℃로 6시간 동안 저온 정온 양생(도 6의 (b))을 진행한다.Looking at the low-temperature constant-temperature curing section of FIG. 6, for a compressive strength of 40 MPa, when high-temperature constant-temperature curing is performed at a maximum curing temperature of 70° C., a low-temperature constant-temperature curing for 17 hours at a minimum curing temperature of 20° C. )), and if high-temperature constant-temperature curing is performed at a maximum curing temperature of 70°C, low-temperature constant-temperature curing (FIG. 6(b)) is performed for 6 hours at a minimum curing temperature of 40°C after thermal curing.

도 7의 저온 정온 양생 구간을 살펴보면, 압축강도 50MPa에 대해서, 최고 양생온도 80℃로 고온 정온 양생을 진행한 경우 감온 양생 후 최저 양생온도 20℃로 18시간 동안 저온 정온 양생(도 7의 (a))을 진행하고, 최고 양생온도 70℃로 고온 정온 양생을 진행한 경우 감온 양생 후 최저 양생온도 20℃로 8시간 동안 저온 정온 양생(도 7의 (b))을 진행한다.Looking at the low-temperature constant-temperature curing section of FIG. 7, for a compressive strength of 50 MPa, when high-temperature constant-temperature curing is performed at a maximum curing temperature of 80° C., low-temperature constant-temperature curing for 18 hours at a minimum curing temperature of 20° C. )), and if high-temperature constant-temperature curing is performed at a maximum curing temperature of 70°C, low-temperature constant-temperature curing (FIG. 7(b)) is performed for 8 hours at a minimum curing temperature of 20°C after thermal curing.

도 8의 저온 정온 양생 구간을 살펴보면, 압축강도 60MPa에 대해서, 최고 양생온도 80℃로 고온 정온 양생을 진행한 경우 감온 양생 후 최저 양생온도 20℃로 11시간 동안 저온 정온 양생(도 8의 (a))을 진행하고, 최고 양생온도 80℃로 고온 정온 양생을 진행한 경우 감온 양생 후 최저 양생온도 20℃로 12시간 동안 저온 정온 양생(도 7의 (b))을 진행한다.Looking at the low-temperature constant-temperature curing section of FIG. 8, for a compressive strength of 60 MPa, when high-temperature constant-temperature curing is performed at a maximum curing temperature of 80° C., a low-temperature constant-temperature curing for 11 hours at a minimum curing temperature of 20° C. )), and if the high-temperature constant-temperature curing is performed at the maximum curing temperature of 80°C, the low-temperature constant-temperature curing (FIG. 7(b)) is performed for 12 hours at the minimum curing temperature of 20°C after the reduced-temperature curing.

한편, 위에서 기술한, 고온 정온 양생 시간, 감온 양생 시간 및 저온 정온 양생 시간의 합이 24시간 이하로 설정하여 변온 양생 이력을 결정할 수 있다. 지오폴리머 콘크리트의 경우 초기에 빠른 경화가 이루어지는 급결성으로 인해 프리캐스트 콘크리트 부재를 성형하는데 적합한 측면이 있는데, 공장 제작을 고려하여 24시간 내에 빠른 양생을 수행함으로써 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재의 생산성을 향상시킬 수 있다. 도 6 내지 도 7을 참조하면, 24시간 양생 시간을 기준으로 변온 양생이력을 도출함을 알 수 있다.On the other hand, by setting the sum of the above-described, high temperature constant temperature curing time, low temperature constant temperature curing time, and low temperature constant temperature curing time to 24 hours or less, the change temperature curing history can be determined. In the case of geopolymer concrete, there is an aspect that is suitable for forming precast concrete members due to the rapid setting of rapid hardening at the initial stage.In consideration of factory manufacturing, the productivity of precast geopolymer concrete members is improved by performing rapid curing within 24 hours. I can make it. Referring to FIGS. 6 to 7, it can be seen that the change-temperature curing history is derived based on the 24-hour curing time.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 종래와 같이 많은 에너지 소비량이 요구되는 고온 정온 양생을 하지 않고 위의 실험에 따라 점차적으로 온도를 낮추어 양생하는 변온 양생을 실시함으로써 양생 과정에서 소비되는 열에너지 소비량을 효율적으로 감축할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the heat energy consumption consumed in the curing process is efficiently reduced by gradually lowering the temperature and curing according to the above experiment instead of performing high-temperature constant-temperature curing that requires a large amount of energy as in the prior art. Can be reduced by

이하에서는 본 실시예에 따른 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법에 사용되는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물에 대해 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a non-hardened geopolymer concrete composition used in the method for manufacturing a precast geopolymer concrete member according to the present embodiment will be described in detail.

본 실시예에 따른 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물은, 플라이애쉬 55 ~ 80 wt% 및 고로슬래그 20 ~ 45 wt%를 포함하는 지오폴리머 결합재 100 중량부에 대하여, 10 ~ 12 몰농도(M)의 수산화나트륨(NaOH) 수용액 15 ~ 20 중량부; 산화나트륨(Na2O) 14 ~ 15 wt%, 이산화규소(SiO2) 34 ~ 35 wt% 및 증류수(H20) 50 ~ 52 wt% 를 혼합하여 생성된 규산나트륨(Na2SiO3) 수용액 40 ~ 45 중량부를 포함하는 배합 혼합물로서, 상기 배합 혼합물 혼합 후 추가로 투입되는 혼합수 5 ~10 중량부를 더 포함한다.The non-hardened geopolymer concrete composition according to this embodiment is, based on 100 parts by weight of the geopolymer binder containing 55 to 80 wt% of fly ash and 20 to 45 wt% of blast furnace slag, and hydroxylation of 10 to 12 molar concentration (M) 15 to 20 parts by weight of sodium (NaOH) aqueous solution; Sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) aqueous solution produced by mixing 14 ~ 15 wt% of sodium oxide (Na 2 O), 34 ~ 35 wt% of silicon dioxide (SiO 2 ) and 50 ~ 52 wt% of distilled water (H 2 0) A blended mixture containing 40 to 45 parts by weight, further comprising 5 to 10 parts by weight of a mixed water added after mixing the blended mixture.

플라이애쉬는 결합재의 주재료로서 지오폴리머 콘크리트의 강도 발현에 관여하는데, 설계압축강도 40MPa이상으로 하는 경우 전체 결합재 대비 55 내지 80 wt% 가 적절하다. 55 wt% 보다 적은 경우에는 플라이애쉬의 경화반응량이 적어 적절한 압축강도발현이 어렵고, 80 wt% 보다 많은 경우에는 빠른 경화로 워커빌러티(workability) 확보가 어렵다.Fly ash is the main material of the binder and is involved in the development of the strength of the geopolymer concrete. When the design compressive strength is 40 MPa or more, 55 to 80 wt% of the total binder is appropriate. If it is less than 55 wt%, the amount of hardening reaction of fly ash is small, so it is difficult to develop proper compressive strength. If it is more than 80 wt%, it is difficult to secure workability due to fast hardening.

고로슬래그는 플라이애쉬와 같이 첨가되는 결합재의 일부로서, 지오폴리머 콘크리트의 강도 발현과 유동성에 영향을 미친다. 고로슬래그가 전체 결합재 대비 20 wt% 보다 적은 경우에는 목표로 하는 압축강도 발현이 어렵고 유동성이 떨어져 콘크리트 부재 형성을 위한 워커빌러티가 떨어지고, 고로슬래그가 전체 결합재 대비 45 wt% 보다 많은 경우에는 목표로 하는 압축강도 발현이 어렵다.Blast furnace slag is a part of the bonding material added like fly ash, and affects the strength and fluidity of geopolymer concrete. If the blast furnace slag is less than 20 wt% of the total binder, it is difficult to develop the target compressive strength and the mobility for the formation of the concrete member decreases.If the blast furnace slag is more than 45 wt% of the total binder, the target is It is difficult to express the compressive strength.

고로슬래그와 플라이애쉬와 같은 지오폴리머의 경우 물의 접촉에 따른 수화반응을 일어나지 않고, 알칼리 자극제 수용액에 포함된 알칼리 자극제와 지오폴리머가 반응하면서 경화가 일어난다. In the case of geopolymers such as blast furnace slag and fly ash, hydration does not occur due to contact with water, and hardening occurs when the alkaline stimulating agent contained in the alkaline stimulating agent aqueous solution reacts with the geopolymer.

알칼리 자극제로는 지오폴리머 콘크리트의 강도발현과 경제성을 고려하여 수산화나트륨(NaOH)과 규산나트륨(Na2SiO3)을 적용하는데, 지오폴리머 결합재와 골재의 건비빔 혼합물과의 습식 혼합을 고려하여 수용액 형태로 혼합하여 배합 혼합물을 형성한다. As the alkali stimulator, sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) are applied in consideration of the strength development and economical efficiency of geopolymer concrete. Mix in form to form a blended mixture

본 실시예에 따른 알칼리 자극제 수용액은, 결합재 100 중량부에 대하여 10 ~ 12 몰농도(M)의 수산화나트륨(NaOH) 수용액 15 ~ 20 중량부와, 결합재 100 중량부에 대하여 산화나트륨(Na2O) 14 ~ 15 wt%, 이산화규소(SiO2) 34 ~ 35 wt% 및 증류수(H20) 50 ~ 52 wt% 를 혼합하여 생성된 규산나트륨(Na2SiO3) 수용액 40 ~ 45 중량부를 포함한다.The alkali stimulating agent aqueous solution according to this embodiment is 15 to 20 parts by weight of an aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution having a molar concentration (M) of 10 to 12 based on 100 parts by weight of the binder, and sodium oxide (Na 2 O) based on 100 parts by weight of the binder. ) 14 ~ 15 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) 34 ~ 35 wt% and distilled water (H 2 0) 50 ~ 52 wt% sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) aqueous solution 40 ~ 45 parts by weight included do.

수산화나트륨은 물성 상 물에 잘 녹지 않기 때문에 10 내지 12 몰농도(M)로 수용액을 제조하여 배합한다. 규산나트륨(Na2SiO3)은, 산화나트륨(Na2O) 14 ~ 15 wt%, 이산화규소(SiO2) 34 ~ 35 wt% 및 증류수(H20) 50 ~ 52 wt% 를 혼합하여 수용액으로 제조하여 배합한다.Since sodium hydroxide is not well soluble in water due to its physical properties, an aqueous solution is prepared and blended in a 10 to 12 molar concentration (M). Sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) is an aqueous solution by mixing 14 to 15 wt% of sodium oxide (Na 2 O), 34 to 35 wt% of silicon dioxide (SiO 2 ) and 50 to 52 wt% of distilled water (H 2 0) Prepared and blended.

한편, 투입되는 수산화나트륨(NaOH)에 대한 규산나트륨(Na2SiO3)의 중량비는, 2 내지 3를 유지한다. 즉, 중량비로 수산화나트륨에 대하여 2 ~ 3배의 규산나트륨을 더 투입한다. 실험에 따르면 이러한 중량비를 유지하는 경우 강도 저하없이 설계강도를 발현이 가능하였다.On the other hand, the weight ratio of sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) to the added sodium hydroxide (NaOH) is maintained between 2 and 3. That is, 2 to 3 times more sodium silicate is added to the sodium hydroxide by weight. According to the experiment, if the weight ratio was maintained, the design strength could be expressed without decreasing the strength.

배합 혼합물은 유동성 확보를 위하여 추가로 투입되는 혼합수가 투입되기 전의 배합물로서 지오폴리머 결합재와 알칼리 자극제 수용액이 혼합되면서 경화반응이 빠르게 이루어지고 있는 상태에 있다.The blended mixture is a blend before the additionally added mixed water is added in order to secure fluidity, and the geopolymer binder and the alkaline stimulating agent aqueous solution are mixed and the curing reaction is rapidly performed.

배합 혼합물 상태로도 콘크리트의 경화가 이루어지나, 프리캐스트 콘크리트 부재와 같이 콘크리트 부재를 형성하기 위해서는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트의 타설이 필요한데, 배합 혼합물 상태의 경우에는 빠른 경화로 인해 유동성이 확보되지 않아 타설 워커빌러티를 확보할 수 없다. 본 실시예에서는 배합 혼합물을 형성한 상태에서 혼합수를 추가적으로 투입하여 유동성을 확보하게 된다.The concrete is hardened even in the state of the mixed mixture, but in order to form a concrete member like a precast concrete member, it is necessary to pour unhardened geopolymer concrete.In the case of the mixed mixture state, the fluidity is not secured due to rapid curing Can't secure workability. In this embodiment, the fluidity is secured by additionally adding mixed water while the blended mixture is formed.

추가로 투입되는 혼합수는, 결합재 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부로 배합 혼합물에 투입된다. 결합재 100 중량부에 대하여 5 중량부 보다 적게 혼합수를 투입하면 유동성을 확보할 수 없고, 10 중량부 보다 많게 혼합수를 투입하는 경우에는 유동성은 확보되나 설계강도 발현이 어렵다.The additionally added mixed water is added to the blending mixture in an amount of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder. If less than 5 parts by weight of mixed water is added to 100 parts by weight of the binder, fluidity cannot be secured, and if more than 10 parts by weight of mixed water is added, fluidity is secured, but design strength is difficult to be expressed.

골재는 결합재 100 중량부에 대하여 굵은 골재 227 ~ 230 중량부와; 결합재 100 중량부에 대하여 잔골재 120 ~ 123 중량부로 혼입된다. 골재의 양은 통상적인 시멘트 콘크리트 배합 설계 방식으로 결정될 수 있는데, 본 실시예에서는 플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재 100 중량부에 대하여 굵은 골재 227 ~ 230 중량부와; 결합재 100 중량부에 대하여 잔골재 120 ~ 123 중량부로 혼입된 형태를 제시한다. Aggregate is 227 to 230 parts by weight of coarse aggregate based on 100 parts by weight of the binder; It is mixed in 120 to 123 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of the binder. The amount of aggregate may be determined by a conventional cement concrete mixing design method, and in this embodiment, 227 to 230 parts by weight of a coarse aggregate based on 100 parts by weight of a geopolymer binder including fly ash and blast furnace slag; A form mixed with 120 to 123 parts by weight of fine aggregate is suggested based on 100 parts by weight of the binder.

이하의 실시예를 통하여 본 실시예에 따른 지오폴리머 콘크리트 조성물을 설명하기로 한다. 다만, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이므로 이들만으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The geopolymer concrete composition according to this embodiment will be described through the following examples. However, since the following examples are for illustrating the present invention, the present invention is not limited thereto.

(실시예)(Example)

실시예는, 표 1에 기재된 바와 같이, 배합 강도 40MPa, 40MPa, 50MPa 각각에 대해 지오폴리머 결합재 이외의 배합물을 아래의 표 1과 같이 일정하게 하고, 지오폴리머 결합재인 플라이애쉬와 고로슬래그의 상대적인 양을 변화시켜 공시체를 제작하여 각각의 압축강도와 슬럼프를 측정하였다. In the examples, as shown in Table 1, for each of the blending strengths 40 MPa, 40 MPa, and 50 MPa, the blends other than the geopolymer binder were made constant as shown in Table 1 below, and the relative amounts of fly ash and blast furnace slag as geopolymer binders A specimen was prepared by changing the values to measure the compressive strength and slump.

지오폴리머 콘크리트 조성물은 상술한 유동성이 강화된 지오폴리머 콘크리트 제조 방법에 따라, 먼저 지오폴리머 결합재와 골재가 골고루 섞이도록 건비빔한 상태에서, 12 몰농도(M)의 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 규산나트륨(Na2SiO3) 수용액을 투입하고 혼합하여 배합 혼합물을 만들고, 추가적으로 혼합수를 투입하여 최종적으로 타설 혼합물을 제조한 방식으로 제조하였다. According to the above-described method for producing geopolymer concrete with enhanced fluidity, the geopolymer concrete composition is first mixed with the geopolymer binder and aggregate evenly, and then a 12 molar concentration (M) sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution and silicic acid Sodium (Na 2 SiO 3 ) aqueous solution was added and mixed to make a blended mixture, and additionally mixed water was added to finally prepare a poured mixture.

아래의 표 1에서 표에 기재된 배합값은 결합재 100 중량부에 대한 해당 조성물의 중량부로 나타냈다.In Table 1 below, the blending values listed in the table are expressed in parts by weight of the composition based on 100 parts by weight of the binder.

구분division 배합비(결합재 100중량부에 대한 중량부)Mixing ratio (parts by weight per 100 parts by weight of binder) 배합
강도
(MPa)
combination
burglar
(MPa)
결합재(B)Binder (B) 골재aggregate 알칼리 자극제 수용액Aqueous alkali stimulant solution 혼합수Mixed water
플라이애쉬Fly ash 고로슬래그Blast Furnace Slag 잔골재
(모래)
Fine aggregate
(sand)
굵은골재
(자갈)
Coarse aggregate
(Pebble)
수산화나트륨
(12M)
Sodium hydroxide
(12M)
규산나트륨Sodium silicate
실시예1Example 1 3030 8080 2020 123123 227227 2020 4040 55 실시예2Example 2 4040 7070 3030 실시예3Example 3 5050 6060 4040

* 표 1의 값은 결합재 100 중량부에 대해 해당 조성물의 중량부로 나타낸 것임* The values in Table 1 are expressed in parts by weight of the composition based on 100 parts by weight of the binder

실시예에 따른 성능 평가 결과 Performance evaluation result according to the embodiment 구분division 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 슬럼프(mm)Slump (mm) 실시예 1Example 1 31.231.2 220220 실시예 2Example 2 43.243.2 232232 실시예 3Example 3 54.854.8 217217

[표 1]의 실시예의 배합에 따라 제작된 공시체에 대하여 KS L ISO 679에 의한 압축 강도를 시험한 결과, 실시예 1(배합강도 40MPa), 실시예 2(배합강도 50MPa), 실시예 3(배합강도 60MPa) 각각에 대해 31.2MPa, 43.2MPa, 54.8MPa로 나타나 목표한 배합강도 이상의 압축강도가 나타났다.As a result of testing the compressive strength according to KS L ISO 679 for the specimen prepared according to the formulation of the examples in Table 1, Example 1 (mixing strength 40 MPa), Example 2 (mixing strength 50 MPa), Example 3 ( For each of the blending strengths of 60 MPa), the results were 31.2 MPa, 43.2 MPa, and 54.8 MPa, showing a compressive strength greater than the target blending strength.

또한, 슬럼프 테스트는 KL F 2402에 따라 수행하였으며, 실시예 1(배합강도 40MPa), 실시예 2(배합강도 50MPa), 실시예 3(배합강도 60MPa) 각각에 대해 220mm, 232mm, 217mm로 나타나 콘크리트 타설이 가능한 유동성을 확보한 것으로 나타났다.In addition, the slump test was carried out according to KL F 2402, and Example 1 (mixing strength of 40 MPa), Example 2 (mixing strength of 50 MPa), and Example 3 (mixing strength of 60 MPa) were respectively 220 mm, 232 mm, and 217 mm. It turns out that it has secured the liquidity that can be poured.

한편, 실시예 1의 배합비에 대해 혼합수의 량을 결합재 100 중량부에 대해 혼합수를 넣지 않은 0 중량부(실시예 4), 5 중량부(실시예 5), 10 중량부(실시예 6)로 변화시켜 압축강도 측정과 슬럼프 테스트를 수행하였다.On the other hand, with respect to the mixing ratio of Example 1, the amount of mixed water was 0 parts by weight (Example 4), 5 parts by weight (Example 5), 10 parts by weight (Example 6) without mixing water based on 100 parts by weight of the binder. ) To measure the compressive strength and perform a slump test.

도 9은 추가적으로 투입되는 혼합수의 투입량에 따른 슬럼프 및 압축강도의 변화를 나타낸 그래프로서, 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6 각각 32.1MPa, 31.2MPa, 30.1MPa의 압축강도를 나타내어 목표한 배합강도를 도달하였으나, 혼합수를 투입하지 않은 실시예 4의 경우 슬럼프 값이 0mm로 거의 없으며, 실시예 5 및 실시예 6은 각각 220mm, 260mm로 나타나 콘크리트 타설이 가능한 유동성을 확보한 것으로 나타났다.9 is a graph showing the change in the slump and compressive strength according to the amount of additionally added mixed water.Example 4, Example 5, Example 6, respectively, showing the compressive strength of 32.1 MPa, 31.2 MPa, 30.1 MPa In the case of Example 4, in which the mixing strength was reached, but the mixed water was not added, the slump value was almost 0 mm, and Example 5 and Example 6 were 220 mm and 260 mm, respectively, indicating that the flowability for concrete pouring was secured.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will add components within the scope of the same spirit. It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.

Claims (12)

플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와, 알칼리 자극제와, 물과, 골재를 포함하는 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합하는 단계와;
제조하고자 하는 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재에 따라 몰드에 상기 굳지 않은 지오폴리머 콘크리트 조성물을 타설하는 단계와;
상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 최고 양생온도 60 ~ 70℃로 3 ~ 5시간 동안 고온 정온 양생하는 단계와;
상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 상기 최고 양생온도에서 기 결정된 최저 양생온도까지 일정한 기울기로 감온하면서 감온 양생하는 단계와;
상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 상기 최저 양생온도로 일정 시간 동안 저온 정온 양생하는 단계를 포함하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
Mixing a geopolymer binder comprising fly ash and blast furnace slag, an alkali stimulating agent, water, and a non-hardened geopolymer concrete composition comprising an aggregate;
Pouring the non-hardened geopolymer concrete composition into a mold according to the precast geopolymer concrete member to be manufactured;
Curing the geopolymer concrete composition at a high temperature and constant temperature for 3 to 5 hours at a maximum curing temperature of 60 to 70°C;
Thermally curing the geopolymer concrete composition while reducing the temperature from the maximum curing temperature to a predetermined minimum curing temperature at a constant slope;
Precast geopolymer concrete member manufacturing method comprising the step of curing the geopolymer concrete composition at a low temperature and constant temperature for a predetermined time at the lowest curing temperature.
제1항에 있어서,
상기 감온 양생하는 단계는,
상기 최고 양생온도에서 기 결정된 최저 양생온도까지 3 ~ 13시간 동안 감온 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 1,
The thermal curing step,
A method for manufacturing a precast geopolymer concrete member comprising the step of thermally curing for 3 to 13 hours from the maximum curing temperature to a predetermined minimum curing temperature.
제2항에 있어서,
상기 최저 양생온도는 20 ~ 30℃이며,
상기 감온 양생하는 단계는,
상기 최고 양생온도에서 상기 최저 양생온도까지 감온하여 양생하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 2,
The minimum curing temperature is 20 ~ 30 ℃,
The thermal curing step,
A method of manufacturing a precast geopolymer concrete member, characterized in that curing by reducing the temperature from the highest curing temperature to the lowest curing temperature.
제2항에 있어서,
상기 최저 양생온도는 20 ~ 30℃이며,
상기 저온 정온 양생하는 단계는,
상기 최저 양생온도로 6 ~ 18시간 동안 저온 정온 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 2,
The minimum curing temperature is 20 ~ 30 ℃,
The step of curing the low temperature constant temperature,
Precast geopolymer concrete member manufacturing method comprising the step of curing at a low temperature for 6 to 18 hours at the lowest curing temperature.
제4항에 있어서,
상기 고온 정온 양생 시간, 감온 양생 시간 및 상기 저온 정온 양생 시간의 합은 24시간 이하인 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 4,
The high-temperature constant temperature curing time, the reduced temperature curing time, and the sum of the low-temperature constant temperature curing time is 24 hours or less, characterized in that the precast geopolymer concrete member manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 지오폴리머 콘크리트 조성물을 혼합하는 단계는,
플라이애쉬 및 고로슬래그를 포함하는 지오폴리머 결합재와 골재를 건비빔하여 건비빔 혼합물을 형성하는 단계와;
상기 건비빔 혼합물에 알칼리 자극제 수용액을 투입하고 혼합하여 배합 혼합물을 형성하는 단계와;
상기 배합 혼합물에 추가로 혼합수를 투입하고 혼합하여 타설 혼합물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of mixing the geopolymer concrete composition,
Forming a dry mixing mixture by mixing the geopolymer binder and aggregate including fly ash and blast furnace slag;
Adding and mixing an aqueous alkali stimulant solution to the dry bibim mixture to form a blended mixture;
A method for manufacturing a precast geopolymer concrete member comprising the step of forming a pouring mixture by additionally adding and mixing mixed water to the blended mixture.
제6항에 있어서
상기 배합 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 건비빔 혼합물과 상기 알칼리 자극제 수용액의 혼합 시간은 120 내지 180초 인 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
According to claim 6
In the step of forming the blending mixture,
The mixing time of the dry bibim mixture and the alkali stimulating agent aqueous solution is 120 to 180 seconds, characterized in that the precast geopolymer concrete member manufacturing method.
제6항에 있어서,
상기 지오폴리머 결합재는,
플라이애쉬 55 ~ 80 wt% 및 고로슬래그 20 ~ 45 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 6,
The geopolymer binder,
Fly ash 55 to 80 wt% and blast furnace slag 20 to 45 wt%, characterized in that it comprises a precast geopolymer concrete member manufacturing method.
제6항에 있어서,
상기 골재는,
상기 결합재 100 중량부에 대하여 굵은 골재 227 ~ 230 중량부와;
상기 결합재 100 중량부에 대하여 잔골재 120 ~ 123 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 6,
The aggregate,
227 to 230 parts by weight of coarse aggregate based on 100 parts by weight of the binder;
A method for manufacturing a precast geopolymer concrete member, comprising 120 to 123 parts by weight of fine aggregate based on 100 parts by weight of the binder.
제8항에 있어서,
상기 알칼리 자극제 수용액은,
상기 결합재 100 중량부에 대하여 10 ~ 12 몰농도(M)의 수산화나트륨(NaOH) 수용액 15 ~ 20 중량부와;
상기 결합재 100 중량부에 대하여, 산화나트륨(Na2O) 14 ~ 15 wt%, 이산화규소(SiO2) 34 ~ 35 wt% 및 증류수(H20) 50 ~ 52 wt%를 혼합하여 생성된 규산나트륨(Na2SiO3) 수용액 40 ~ 45 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 8,
The alkaline stimulant aqueous solution,
15 to 20 parts by weight of sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution of 10 to 12 molar concentration (M) based on 100 parts by weight of the binder;
Silicate produced by mixing 14 to 15 wt% of sodium oxide (Na 2 O), 34 to 35 wt% of silicon dioxide (SiO 2 ) and 50 to 52 wt% of distilled water (H 2 0) based on 100 parts by weight of the binder Sodium (Na 2 SiO 3 ), characterized in that containing 40 to 45 parts by weight of an aqueous solution, precast geopolymer concrete member manufacturing method.
제10항에 있어서,
상기 수산화나트륨(NaOH)에 대한 상기 규산나트륨(Na2SiO3)의 중량비는, 2 내지 3인 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.
The method of claim 10,
The weight ratio of the sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) to the sodium hydroxide (NaOH) is 2 to 3, the method of manufacturing a precast geopolymer concrete member.
제8항에 있어서,
상기 혼합수는,
상기 결합재 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부로 투입되는 것을 특징으로 하는, 프리캐스트 지오폴리머 콘크리트 부재 제조 방법.

The method of claim 8,
The mixed water,
A method for manufacturing a precast geopolymer concrete member, characterized in that 5 to 10 parts by weight is added based on 100 parts by weight of the binder.

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