KR20210015275A - 시멘트 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

시멘트 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트 초기 강도 및 후기 강도(장기강도)가 향상된 시멘트 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 시멘트 클링커; 및 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 시멘트 첨가제 조성물;을 포함하고, 상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00011

상기 화학식 1에 있어서,
R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, 단 R1, R2 및 R3 모두가 수소인 경우는 제외되며,
[화학식 2]
Figure pat00012

상기 화학식 2에 있어서,
R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, R6은 하이드록시-(C1-C6)알킬이고,
Z는 (C1-C6)알킬렌이다.

Description

시멘트 조성물 및 이의 제조방법{CEMENT COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 시멘트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
시멘트의 제조 공정에서 탄산칼슘(CaCO3)을 다량 함유하고 있는 석회석, 규석, 점토, 철광석, 슬래그 등의 광석 원료를 분쇄한 후에 약 1,400 ℃의 고온에서 열처리를 하게 되며, 이 때 고온 소성에 의하여 클링커(clinker)라 불리는 경화된 단괴가 생성된다. 클링커를 냉각시킨 후, 분쇄밀 내에서 소량의 석고(CaSO4)를 첨가하여 습식, 건식 방법에 의해 볼밀, 롤러밀로 분쇄하면 포틀랜드 시멘트라 알려진 균일한 분말 상의 제품을 얻게 된다. 시멘트 제조 공정에서 클링커와 석고를 분쇄하는 목적은 시멘트 클링커 표면적을 크게 하여 반응성을 높이고, 미립자를 쉽게 만들게 할 뿐만 아니라 모래나 자갈 등과 혼합효과와 결합력을 높게 하기 위한 것으로, 이 공정에서 제품의 최종 성능이 결정된다.
클링커를 미세입자로 분쇄할 때, 기계적 공정에 의한 이온결합의 파괴가 일어나 새로이 형성된 입자표면에 양전하와 음전하가 발생하게 되고 입자간 정전기적 인력에 의해 응집 현상이 발생하게 된다. 이는 분쇄 효율을 크게 저하시키고 소비에너지를 크게 증가시키게 된다.
시멘트 클링커 분쇄공정은 시멘트 생산공정 전체 에너지의 60~70%를 소비하는 중요한 공정이다. 따라서 에너지 절감을 위한 분쇄 효율 증가 목적으로 첨가제로서 분쇄조제를 사용하게 된다.
상기와 같은 분쇄조제들에 관련해서, 미국의 W.R Grace사의 미국 등록특허 제4,943,323호 및 제6,290,772호는 생산성 향상, 에너지 비용 절감 및 분쇄 성능 향상을 위한 트리이소프로판올아민(TIPA: triisopropanolamine)을 포함하는 분쇄조제를 기재하며, TIPA에 트리에탄올아민(TEA: triethanolamine)을 일부 혼합하여 분쇄조제로 사용하는 방법도 개시한다. 일본 공개특허 제1998-324550호 및 한국 등록특허 제10-0596507호는 TEA와 TIPA에 아세트산이나 탄소수 2 ~ 4개의 카르복실기, 황산염, 에스테르기로의 치환된 화합물을 포함하는 분쇄조제용 첨가제를 개시한다. 한국 등록특허 제10-0650135호는 폴리프로필렌에탄올아민에 글리콜, 알칸올아민을 혼용한 분쇄조제용 첨가제를 개시한다.
그러나, 최근 환경 이슈로 탄소배출량 저감을 위해 시멘트 구성요소(클링커, 석고, 석회석, 슬래그 등) 중 클링커 비율이 감소되는 추세로 인한 시멘트 초기 강도 저하 문제가 있다. 그러므로, 클링커에 대한 분쇄 효율 뿐만 아니라 모르타르 또는 콘크리트의 압축강도를 향상시킬 수 있는 분쇄조제용 첨가제를 포함하는 시멘트 조성물에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 발명은 시멘트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 모르타르 또는 콘크리트의 압축 강도를 향상시키고, 시멘트 조성물 내의 클링커의 분쇄 효율 또한 우수한 시멘트 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는, 시멘트 클링커; 및 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 시멘트 첨가제 조성물;을 포함하고,
상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서, R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, 단 R1, R2 및 R3 모두가 수소인 경우는 제외되며,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에 있어서, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, R6은 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, Z는 (C1-C6)알킬렌이다.
본 발명의 다른 실시상태는, 상기 시멘트 조성물의 제조방법에 있어서, 1:1 내지 1:5의 몰비로 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계를 포함하여, 상기 시멘트 첨가제 조성물을 제조하는 단계; 및 시멘트 클링커와 상기 시멘트 첨가제 조성물을 혼합하는 단계;를 포함하며,
상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 시멘트 조성물에 포함되는 시멘트 첨가제 조성물은 시멘트 클링커의 분쇄 과정 시 발생하는 정전기에 의한 입자의 뭉침을 방지하고, 시멘트 조성물의 유동성 향상시켜 분쇄 효율을 높이며, 나아가 상기 시멘트 조성물을 이용한 모르타르 또는 콘크리트는 향상된 압축 강도가 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명 및 청구 범위에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 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.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는, 시멘트 클링커; 및 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 시멘트 첨가제 조성물;을 포함하고,
상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에 있어서,
R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, 단 R1, R2 및 R3 모두가 수소인 경우는 제외되며,
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 2에 있어서,
R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, R6은 하이드록시-(C1-C6)알킬이고,
Z는 (C1-C6)알킬렌이다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1에서의 R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 하이드록시-(C1-C3)알킬일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1에서의 R1, R2 및 R3는 하이드록시에틸(hydroxyethyl)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1에서의 R1, R2 및 R3는 하이드록시-(C1-C3)알킬이고, 이들 3개의 치환기는 모두 서로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 2에서의 R4, R5 및 R6은 서로 독립적으로 하이드록시-(C1-C3)알킬이고, Z는 (C1-C3)알킬렌일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2에서의 R4, R5 및 R6은 하이드록시에틸(hydroxyethyl)이고, Z는 에틸렌(-CH2CH2-) 또는 프로필렌(-CH2CH2CH2-)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 2에서의 R4, R5 및 R6은 하이드록시-(C1-C3)알킬이고, 이들 3개의 치환기는 모두 서로 동일할 수 있으며, Z는 (C1-C3)알킬렌일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1 및 화학식 2에서의 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 모두 하이드록시-(C1-C3)알킬일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1 및 화학식 2에서의 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 모두 하이드록시에틸(hydroxyethyl)일 수 있다.
상기 화학식 2의 화합물은 분자 내에 아민기, 친수성 하이드록시기(-OH) 및 알킬 체인을 갖는 구조를 가짐으로써, 시멘트 클링커의 기계적 분쇄에 의해 생성되는 이온성 입자들과 높은 친화력으로 흡착되며, 상기 이온성 입자들의 표면 에너지를 상쇄하여 응집 에너지를 저하시킬 수 있다. 이를 통하여, 시멘트 조성물의 응집 현상을 방지하고, 연속 분쇄를 가능하게 하여 분쇄 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 트리에탄올아민이고, 상기 화학식 2의 화합물은 디에탄올아민 글리콜 에테르일 수 있다. 상기 디에탄올아민 글리콜 에테르는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00005
상기 화학식 3의 화합물은 친수성을 나타내는 비이온성 아민기, 3개의 하이드록시기를 포함하는 에테르 화합물로서, 시멘트 클링커의 기계적 분쇄에 의하여 발생하는 이온성 물질과 높은 친화력으로 흡착되어 이온성 물질의 표면 에너지를 없앨 수 있다. 또한, 아민기에 치환된 알킬 체인은 입체 장애를 극대화시키고 소수성을 나타내어, 시멘트 조성물 내에서 윤활 작용을 하며 시멘트 조성물의 응집을 억제시킬 수 있다. 이에 따라, 시멘트 클링커를 균일한 크기로 분쇄할 수 있으며, 분쇄 시간을 단축할 수 있다.
일반적으로 시멘트 클링커는 결정형의 Alite (C3S, 3CaO·SiO2), Belite (C2S, 2CaO·SiO2)와 비결정형의 Aluminate (C3A, 3CaO·Al2O3), Ferrite (C4AF, 4CaO·Al2O3·Fe2O3)로 구성된다. 구체적으로, 시멘트 클링커는 비결정형의 C3A, C4AF가 결정형의 C3S, C2S를 감싸고 표면에 노출되어 있는 형태일 수 있으며, 표면에 노출된 C3A, C4AF가 C3S, C2S 보다 더 큰 반응성을 가지게 되고, 이들이 수화반응하여 얻어진 Ettringite가 시멘트 클링커 표면에 빠른 속도로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물이 Ettringite에 반응하여 C3A, C4AF의 반응을 더 촉진시켜 입자의 뭉침을 방지하고, 시멘트 클링커의 유동성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물을 동시에 포함하는 시멘트 첨가제 조성물을 이용함으로써, 분쇄 과정시 발생하는 정전기에 의한 입자의 뭉침을 방지하고, 시멘트 클링커의 유동성을 향상시켜 분쇄 효율을 높이며, 시멘트의 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서의 시멘트 첨가제 조성물은 분쇄 효율 증진시키는 분쇄 조제의 역할 및 모르타르/콘크리트의 압축 강도를 증진시키는 역할을 모두 할 수 있는 이점이 있다. 상기 효과를 최적화하기 위한 상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하, 또는 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 미만일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 중량비는 1:0.5 내지 1:1.6일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 상기 시멘트 첨가제 조성물 100 중량부에 대하여 25 중량부 이상 45 중량부 이하이고, 상기 화학식 2의 화합물의 함량은 상기 시멘트 첨가제 조성물 100 중량부에 대하여 25 중량부 이상 40 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 상기 시멘트 첨가제 조성물 100 중량부에 대하여 30 중량부 이상 40 중량부 이하이고, 상기 화학식 2의 화합물의 함량은 상기 시멘트 첨가제 조성물 100 중량부에 대하여 30 중량부 이상 35 중량부 이하일 수 있다. 또한, 상기 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 상기 시멘트 첨가제 조성물 100 중량부에 대하여 35 중량부 이상 40 중량부 이하이고, 상기 화학식 2의 화합물의 함량은 상기 시멘트 첨가제 조성물 100 중량부에 대하여 30 중량부 이상 40 중량부 이하일 수 있다.
상기와 같은 시멘트 첨가제 조성물 내의 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물의 함량에 의하여, 효율적인 시멘트 클링커 분쇄 및 모르타르/콘크리트의 고강도 구현이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 시멘트 첨가제 조성물은 변색방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 변색 방지제는 하이드라진 모노하이드레이트, 아인산, 차아인산, 하이드록실아민, 수소화붕소나트륨, 탄산수소나트륨 및 아황산수소나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시상태는, 상기 시멘트 조성물의 제조방법에 있어서,
1:1 내지 1:5의 몰비로 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계를 포함하여, 상기 시멘트 첨가제 조성물을 제조하는 단계; 및
시멘트 클링커와 상기 시멘트 첨가제 조성물을 혼합하는 단계;를 포함하며,
상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 트리에탄올아민이고 상기 (C2-C6)알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드의 몰비는 약 1:1 내지 1:5, 약 1:1 내지 1:3, 구체적으로 약 1:1일 수 있다. 상기와 같이 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드의 몰비를 조절하여, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 함량을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계는 변색 방지제의 존재 하에 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 변색 방지제의 함량은 상기 화학식 1의 화합물의 투입량 대비 1,000 ppm 이상 3,000 ppm 이하, 또는 1,500 ppm 이상 2,000 ppm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계는, 하기 반응식 1로 나타낸 바와 같이, 하이드라진 모노하이드레이트의 존재 하에, 트리에탄올아민 및 에틸렌옥사이드를 1:1 내지 1:3의 몰비로, 예컨대 1:1의 몰비로 반응시켜 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00006
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계는, 하기 반응식 2로 나타낸 바와 같이, 하이드라진 모노하이드레이트의 존재 하에, 디에탄올아민 및 에틸렌옥사이드를 1:2 내지 1:4의 몰비로, 예컨대 1:2의 몰비로 반응시켜 제조될 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00007
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계는, 하기 반응식 3으로 나타낸 바와 같이, 하이드라진 모노하이드레이트의 존재 하에, 모노에탄올아민 및 에틸렌옥사이드를 1:3 내지 1:5의 몰비로, 예컨대 1:3의 몰비로 반응시켜 제조될 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00008
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 시멘트 첨가제 조성물을 제조하는 단계는 별도의 증류 공정을 거치지 않는 것일 수 있다. 즉, 상기 시멘트 첨가제 조성물은 전술한 반응식에 따른 생성물, 즉 상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 화합물을 모두 포함하는 것으로서, 상기 반응식에 따른 생성물을 별도의 공정으로 추출 또는 분리하지 않는다. 이를 통하여, 상기 시멘트 첨가제 조성물의 공정 비용을 절감할 수 있는 이점 또한 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 시멘트 첨가제 조성물은 상기 시멘트 클링커의 분쇄 전, 분쇄 중 또는 분쇄 후에 첨가될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[ 실시예 1]
시멘트 첨가제 조성물의 제조
Autoclave형 고압 반응기(1.5 L)에 TEA(Triethanolamine) 300 g을 넣고, 하이드라진 모노하이드레이트를 TEA 대비 1,600 ppm의 농도로 0.48 g을 투입하였다. 반응기 뚜껑을 체결 후, 교반하면서 질소 치환을 5회 실시하고, 반응기 온도를 100 ℃까지 승온시켰다. 온도가 100℃에 도달하였을 때 EO(ethylene oxide) 88 g을 천천히 주입하였고, 반응 온도가 120 ℃를 넘지 않도록 하면서 반응 압력 5 bar 범위 내에서 2시간 동안 반응시켰다. 이로부터 수득한 조성물은 총 중량을 기준으로 TEA 35.6 중량%, DEAGE(Diethanolamine glycol ether) 39.1 중량% 및 기타 heaviers 25.3 중량%를 포함함을 확인하였다.
모르타르의 제조
시멘트 클링커 450 g에 상기 제조된 시멘트 첨가제 조성물 0.045 g (시멘트 클링커 100 중량부 대비 0.01 중량부)을 혼합하여 상기 시멘트 클링커를 분쇄하여 시멘트 조성물을 제조하고 나서, 이에 모래 1,350 g, 물 225 g을 혼합하여 모르타르 시편을 제조한 후, KS L ISO 679 에 의거하여 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 구체적으로, 혼합 용기에 물을 넣고, 시멘트 조성물을 넣은 후 혼합기를 시동하여 제1 속도(자전속도 140 ± 5 rpm, 공전속도 62 ± 5 rpm)로 30초 동안 혼합하면서 모래를 서서히 첨가하였다. 혼합기를 정지하고 제2 속도(자전속도 285 ± 10 rpm, 공전속도 125 ± 10 rpm)로 바꾸어 다시 30초 동안 혼합하였다. 혼합기를 정지하고 모르타르를 90 초 동안 방치하였다. 이 때 처음 15초 동안은 용기의 측면에 부착한 모르타르를 스크레이퍼로 긁어내고 남은 시간 동안은 용기에 뚜껑을 덮어두었다. 제2 속도로 다시 1분 동안 혼합한 후 정지하였다. 재혼합이 필요할 때는 용기에 부착된 모르타르를 스크레이퍼로 긁어내렸다.
[ 실시예 2]
시멘트 첨가제 조성물을 0.090 g (시멘트 클링커 100 중량부 대비 0.02 중량부)로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[ 비교예 1]
시멘트 첨가제로서 0.045 g (시멘트 클링커 대비 0.01 중량부)의 TEA(Triethanolamine) 만을 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 시멘트 조성물 및 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[ 비교예 2]
시멘트 첨가제로서 0.090 g (시멘트 클링커 100 중량부 대비 0.02 중량부)의 TEA(Triethanolamine) 만을 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 시멘트 조성물 및 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[ 비교예 3]
시멘트 첨가제로서 0.045 g (시멘트 클링커 100 중량부 대비 0.01 중량부)의 DEIPA(Diethanolisopropanolamine) 만을 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 시멘트 조성물 및 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[ 비교예 4]
시멘트 첨가제로서 0.090 g (시멘트 클링커 100 중량부 대비 0.01 중량부)의 DEIPA(Diethanolisopropanolamine) 만을 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 시멘트 조성물 및 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[ 비교예 5]
시멘트 첨가제 조성물의 함량을 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.03 중량부로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 시멘트 조성물 및 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[ 비교예 6]
시멘트 첨가제 조성물을 첨가하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 시멘트 조성물 및 모르타르 시편을 제조하고, 이의 압축강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
시멘트 첨가제 시멘트 첨가제 조성물의 함량
(시멘트 클링커 100 중량부에 대한 중량부)		 3일
(MPa)		 7일
(MPa)		 28일
(MPa)
실시예 1 TEA+DEAGE 혼합 조성물 0.01 34.0 42.7 47.8
실시예 2 TEA+DEAGE 혼합 조성물 0.02 31.0 39.2 44.6
비교예 1 TEA 단독 0.01 30.8 38.4 42.4
비교예 2 TEA 단독 0.02 28.5 35.5 41.1
비교예 3 DEIPA 단독 0.01 28.6 40.9 46.9
비교예 4 DEIPA 단독 0.02 27.7 38.4 44.3
비교예 5 TEA+DEAGE 혼합 조성물 0.03 27.2 29.4 35.8
비교예 6 미첨가 0 25.7 37.1 41.1
상기 표 1의 결과에 따르면, 또한, TEA 및 DEAGE를 동시에 포함하는 시멘트 첨가제 조성물을 시멘트 클링커 대비 0.01 중량부 내지 0.02 중량부로 첨가한 실시예 1 및 2의 경우, 모든 비교예들에 비하여 제조된 모르타르의 초기 압축 강도(3일)가 가장 우수한 것으로 확인되었다.
나아가, TEA 및 DEAGE를 동시에 포함하는 시멘트 첨가제 조성물을 시멘트 클링커 대비 0.01 중량부로 첨가한 실시예 1의 중기 압축 강도(7일) 및 후기 압축 강도(28일)는, 시멘트 첨가제로서 TEA 또는 DEIPA를 시멘트 클링커 대비 0.01 중량부로 첨가한 비교예 1 및 3에 비하여 우수한 것을 확인할 수 있었다. 마찬가지로, TEA 및 DEAGE를 동시에 포함하는 시멘트 첨가제 조성물을 시멘트 클링커 대비 0.02 중량부로 첨가한 실시예 2의 중기 압축 강도(7일) 및 후기 압축 강도(28일)는, 시멘트 첨가제로서 TEA 또는 DEIPA를 시멘트 클링커 대비 0.02 중량부로 첨가한 비교예 2 및 4에 비하여 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 시멘트 첨가제 조성물을 0.02 중량부 초과로 적용한 비교예 5 및 시멘트 첨가제 조성물을 적용하지 않은 비교예 6에 비하여, 실시예 1 및 2의 전반적인 압축 강도가 매우 향상된 것을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 시멘트 클링커; 및
    하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 시멘트 첨가제 조성물;을 포함하고,
    상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, 단 R1, R2 및 R3 모두가 수소인 경우는 제외되며,
    [화학식 2]
    Figure pat00010

    상기 화학식 2에 있어서,
    R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소 또는 하이드록시-(C1-C6)알킬이고, R6은 하이드록시-(C1-C6)알킬이고,
    Z는 (C1-C6)알킬렌이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서의 R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 하이드록시-(C1-C3)알킬인 것인, 시멘트 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 2에서의 R4, R5 및 R6은 서로 독립적으로 하이드록시-(C1-C3)알킬이고,
    Z는 (C1-C3)알킬렌인 것인, 시멘트 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 트리에탄올아민이고,
    상기 화학식 2의 화합물은 디에탄올아민 글리콜 에테르인 것인, 시멘트 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 중량비는 1:0.5 내지 1:1.6인 것인, 시멘트 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 시멘트 조성물의 제조방법에 있어서,
    1:1 내지 1:5의 몰비로 상기 화학식 1의 화합물 및 (C2-C6)알킬렌 옥사이드를 반응시키는 단계를 포함하여, 상기 시멘트 첨가제 조성물을 제조하는 단계; 및
    시멘트 클링커와 상기 시멘트 첨가제 조성물을 혼합하는 단계;를 포함하며,
    상기 시멘트 첨가제 조성물의 함량은 상기 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 0.02 중량부 이하인 것인, 시멘트 조성물의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 트리에탄올아민이고 상기 (C2-C6)알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드인 것인, 시멘트 조성물의 제조방법.
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