KR20220036397A - 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물 - Google Patents

보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물은 결합재 7~95 중량%, 폴리머 0~5 중량%, 충진재 5~30 중량%, 골재 30~60 중량% 및 나머지 첨가재를 포함하고, 상기 첨가재는 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 보강재 0.1~5 중량%를 포함한다.

Description

보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물{HIGH-DURABILITY MORTAR AND CONCRETE COMPOSITION USING STIFFENER PULVER}
본 발명의 실시예들은 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐플라스틱이나 폐발포폴리에틸렌와 같은 보강재를 분쇄한 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
건설 구조물의 주재료로서 콘크리트는 시공성, 강도, 내구성 및 유지 관리 측면에서 기타 재료에 비해 우수한 성능을 발휘할 뿐만 아니라, 경제적인 이점까지 있어 건설 공사에서 가장 많이 사용되는 재료 중 하나이다. 하지만 콘크리트는 다양한 환경, 재료, 시공 요인 등에 의한 열화 현상이 발생될 가능성을 지니고 있으며, 이로 인해 균열이 발생하면 건축 구조물의 강도 및 내구성 등의 성능이 저하될 뿐만 아니라 건축물의 미관 손상 및 사용자의 심리적인 불안 요인이 발생하게 되고 나아가 구조체의 수명 및 사용성 저하에 이르게 되어 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있어 큰 문제로 인식이 되고 있다.
콘크리트에 발생하는 균열은 여러 요인에 의해 발생되는데 그중 가장 빈번하게 발생하는 사례가 콘크리트 내부 수분의 외부 이동에 의한 콘크리트 내부의 건조에 기인하는 체적 감소에 의해 발생되는 건조 수축이다. 건조 수축은 대부분의 콘크리트에서 발견되는데, 콘크리트 부재가 구속된 경우 콘크리트의 체적 감소에 따른 내부 응력이 발생되며 이로 인한 균열을 발생시키며, 이는 콘크리트의 가장 큰 균열 발생 원인이자 하자 발생 요인으로 인식되고 있다.
알루미나 성분이 높은 시멘트를 사용한 몰탈 및 콘크리트의 경우 양생 과정에서 높은 수화열이 발생되고, 이로 인한 건조 수축으로 인해 균열이 발생할 수 있다. 특히, 두꺼운 두께로 시공할 경우 몰탈 및 콘크리트의 내부 수화열이 외부로 쉽게 배출되지 못하며 내외부 온도차가 커져 균열 발생이 증가한다. 또한, 높은 수화열은 시멘트의 정상적인 수화 반응을 방해하게 되고 이로 인해 장기적인 측면에서 몰탈 및 콘크리트의 강도 저하를 야기한다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0146469호(발명의 명칭: 수축 저감제 조성물 및 이를 포함하는 모르타르, 콘크리트 조성물, 공개일자: 2015.12.31.)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 폐플라스틱이나 폐발포폴리에틸렌와 같은 보강재를 분쇄한 분쇄물을 이용하여 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물을 제조함으로써 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 흡수하여 전체적인 수화열을 저감시킬 수 있으며, 이를 통해 매스콘크리트 타설시 내외부 물성 편차율을 저하시키고 몰탈 및 콘크리트의 자기수축률을 감소시켜 수축 균열을 저감할 수 있는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물은 결합재 7~95 중량%, 폴리머 0~5 중량%, 충진재 5~30 중량%, 골재 30~60 중량% 및 나머지 첨가재를 포함하고, 상기 첨가재는 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 보강재 0.1~5 중량%를 포함한다.
상기 보강재는 상기 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 폐플라스틱 분쇄물로 이루어질 수 있다.
상기 폐플라스틱 분쇄물은 폐발포폴리에틸렌 재질로 이루어질 수 있다.
상기 보강재는 상기 폐플라스틱 분쇄물 또는 상기 폐발포폴리에틸렌을 직경 0.1~5mm로 분쇄하여 제조된 분쇄물인 것이 바람직하다.
상기 결합재는 OPC(Ordinary Portland Cement) 5~40 중량%, 속경형 강도 증진제인 알루미나시멘트 1~20 중량%, 균열 저감을 위한 석고 1~20 중량%, 및 강도 증진 및 균열 저감을 위한 CSA(Calcium Sulfoaluminate Cement) 0~15 중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리머는 접착성을 향상시키기 위하여 VAE(Vinyl Acetate Ethylene), 아크릴수지(Acrylic Resins), SBR(Styrene Butadiene Rubber)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 폴리머를 분말 또는 액상으로 제조하여 사용될 수 있다.
상기 첨가재는 점도 향상을 위한 증점제 0.01~1 중량%, 유동성 향상을 위한 유동화제 0.01~1 중량%, 기포율 저감을 위한 소포제 0.01~1 중량%, 응결 시간 단축을 위한 경화제 0.01~1 중량%, 초기 급결 현상 방지를 위한 지연제 0.01~1 중량%를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐플라스틱이나 폐발포폴리에틸렌와 같은 보강재를 분쇄한 분쇄물을 이용하여 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물을 제조함으로써 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 흡수하여 전체적인 수화열을 저감시킬 수 있으며, 이를 통해 매스콘크리트 타설시 내외부 물성 편차율을 저하시키고 몰탈 및 콘크리트의 자기수축률을 감소시켜 수축 균열을 저감할 수 있다.
도 1 및 도 2는 보강재 분쇄 전/후의 모습을 나타낸 예시도이다.
도 3은 비교예 및 실시예에 따른 실험 배합을 표로 나타낸 것이다.
도 4는 몰탈 온도 측정에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 몰탈 길이 변화 측정에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 몰탈 압축 강도 측정에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물은 결합재 7~95 중량%, 폴리머 0~5 중량%, 충진재 5~30 중량%, 골재 30~60 중량% 및 나머지 첨가재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 결합재는 OPC(Ordinary Portland Cement) 5~40 중량%, 속경형 강도 증진제인 알루미나시멘트 1~20 중량%, 균열 저감을 위한 석고 1~20 중량%, 및 강도 증진 및 균열 저감을 위한 CSA(Calcium Sulfoaluminate Cement) 0~15 중량%를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 OPC(보통 포틀랜드 시멘트)는 주로 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합하여 분쇄한 후, 그 일부가 용융할 때까지 소성하여 얻어지는 클링커에 응결조절제로서 약간의 석고를 가하여 미분쇄하는 방식으로 제조될 수 있다.
이러한 보통 포틀랜드 시멘트는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물 전체 중량의 5~40 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 보통 포틀랜드 시멘트의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 충분한 강성을 확보하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 상기 보통 포틀랜드 시멘트의 함량이 40 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시킬 우려가 크므로 경제적이지 못하다.
상기 알루미나 시멘트는 Al2O3가 40% 이상 함유된 Calcium aluminate cement 등과 같은 속경형 강도 증진제가 사용될 수 있다.
상기 석고는 몰탈의 초기 강도 개선을 위하여 첨가될 수 있고, 상기 석고로는 무수석고 또는 이수석고를 사용할 수 있다. 상기 석고의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내게 되는데, 이에 따라 상기 석고는 상기 석고는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물 전체 중량의 1~20 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 석고가 1 중량% 미만으로 사용되는 경우에는 몰탈의 초기강도 개선 효과가 미약하고, 20 중량%를 초과하여 사용되는 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 작업성이 저하될 수 있다.
상기 CSA(알루미나계 촉진제)는 압축 강도를 증진시키기 위해 사용되는 것으로, 물과 접촉할 경우 그 반응 속도가 매우 빠르며, 시멘트와 혼합하여 사용하게 되면 수일이 지나서 얻어지는 압축 강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 해준다.
상기 알루미나계 촉진제는 당해 기술분야에서 공지된 통상의 물질이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 알루미나계 촉진제로는 액상CSA(케미콘 사(社))가 사용될 수 있다. 상기 알루미나계 촉진제는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물 전체 중량의 0~15 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 폴리머는 접착성을 향상시키기 위하여 VAE(Vinyl Acetate Ethylene), 아크릴수지(Acrylic Resins), SBR(Styrene Butadiene Rubber) 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 폴리머를 분말 또는 액상으로 제조하여 사용될 수 있다. 이러한 폴리머는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물 전체 중량의 0~5 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 충진재는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물 전체 중량의 5~30 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 충진재로는 CaCo3 등과 같은 일반 몰탈 충진재가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 골재는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물 전체 중량의 30~60 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 이러한 골재는 굵은 골재와 잔골재로 분류되어 사용되는데, 입경이 5mm 미만인 것은 잔골재로, 5mm 이상인 것은 굵은 골재로 분류된다.
상기 골재는 종류에 따라 쇄석 골재, 경량 골재 및 순환 골재로 나눌 수 있다. 경량 골재는 굵은 골재의 굵은 골재의 일종으로서, 콘크리트나 모르타르의 골재 중 보통 골재보다 비중이 가벼운 것으로 말한다. 경량 골재는 천연 경량골재, 인공 경량골재, 공업 부산물 등이 있다.
본 실시예에서 상기 골재는 SiO2 등의 일반 몰탈 골재를 원료로 소성 및 하소를 통하여 제조될 수 있다.
상기 첨가재는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물의 나머지 구성요소로서, 몰탈 및 콘크리트의 수화열 또는 균열을 저감하기 위한 보강재 0.1~5 중량%를 포함할 수 있다.
상기 보강재는 상기 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 폐플라스틱 분쇄물로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 폐플라스틱 분쇄물은 폐발포폴리에틸렌 재질로 이루어질 수 있다.
상기 보강재는 상기 폐플라스틱 분쇄물 또는 상기 폐발포폴리에틸렌을 직경 0.1~5mm로 분쇄하여 제조된 분쇄물로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 폐발포폴리에틸렌을 직경 0.1~5mm로 분쇄하여 제조된 분쇄물이 사용될 수 있다. 참고로, 도 1 및 도 2는 보강재 분쇄 전/후의 모습을 나타낸 예시도이다.
상기 보강재는 재료 분리를 저감시키며 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 흡수하여 전체적인 수화열을 저감시킴으로써 매스콘크리트 타설시 내외부 물성 편차율을 저하시킬 수 있으며, 이를 통해 몰탈 및 콘크리트의 자기수축률을 감소시켜 수축 균열을 저감할 수 있다.
아울러, 상기 첨가재는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물의 나머지 구성요소로서, 점도 향상을 위한 증점제 0.01~1 중량%, 유동성 향상을 위한 유동화제 0.01~1 중량%, 기포율 저감을 위한 소포제 0.01~1 중량%, 응결 시간 단축을 위한 경화제 0.01~1 중량%, 초기 급결 현상 방지를 위한 지연제 0.01~1 중량%를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 증점제는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물을 뭉쳐주는 역할을 하는 것으로, 본 발명에 따른 고강도 몰탈을 이용하여 도로나 하수도관, 교량 등을 시공 또는 보수하는 경우 작업이 용이하도록 일정한 점성을 유지하도록 하며 결합력을 부여하여 강도 또한 향상시키는 역할을 할 수 있다.
상기 증점제는 폴리아크릴계, 셀룰로오스계, 폴리사카라이드계, 폴리알킬렌옥사이드, 폴리알킬렌글리콜알킬에테르 등을 사용할 수 있으며, 상기 증점제들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있으나, 상기 증점제가 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리아크릴계로는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산에스테르, 폴리아크릴산염 등을 사용할 수 있다. 상기 셀룰로오스계는 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등을 사용할 수 있으며, 상기 폴리사카라이드계는 웰란검, 커들란, 아밀로오스, 한천, 알긴산, 알긴산나트륨, 풀루란, 구아검 등을 사용할 수 있고, 상기 폴리알킬렌옥사이드로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리부틸렌옥사이드 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리알킬렌글리콜알킬에테르로는 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 등을 사용할 수 있다. 또한, 비닐알코올, 에틸렌옥사이드, 아크릴산, 아크릴산에스테르, 아크릴산염, 아세트산비닐 등을 포함하는 공중합체 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 증점제는 0.01~1 중량% 포함될 수 있는데, 상기 증점제가 0.01 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 분진이 발생하고, 강도와 광택이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 1 중량%를 초과하는 경우에는 양생시간이 길게 소요되고, 양생하는 동안 균열이 발생할 수 있으며, 오랜 양생 시간 때문에 색이 변하는 문제점과 작업성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 증점제는 0.1~1 중량% 포함되는 것이 바람직하다.
상기 유동화제는 단위 수량 감소로 압축 강도 증대, 작업성 및 내구성 증대, 재료 분리 및 블리이딩 감소하는 역할을 하는 것으로, 멜라닌계 유동화제, 나프탈렌계 유동화제, 폴리카르복시계 유동화제, 리그노설페이트계 유동화제 등이 사용될 수 있다.
상기 유동화제는 0.01~1 중량%가 사용될 수 있는데, 상기 유동화제가 0.01 중량% 미만으로 사용되는 경우에는 충분한 유동성 발휘에 의한 효과를 나타내지 못하고, 1.0 중량%를 초과하여 사용되는 경우에는 비경제적일 뿐만 아니라 재료 분리를 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 유동화제는 0.01~1.0 중량%가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 소포제는 상기 몰탈 및 콘크리트 조성물의 제조시 기포를 제거하여 저장성이나 작업성을 향상시키기 위한 것으로, 통상적으로 당업계에 공지된 것을 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 폴리글리콜(Polyglycol)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 소포제는 0.01~1 중량%가 사용될 수 있는데, 상기 소포제가 0.1 중량% 미만으로 사용되는 경우에는 기포 발생으로 인하여 몰탈 표면이 매끄럽지 않을 수 있고, 1 중량%를 초과하여 사용되는 경우에는 비경제적일 뿐만 아니라 공기량 부족으로 유동성 저하 및 동결융해에 의한 내구성 저하가 문제될 수 있다.
상기 경화제는 몰탈(모르타르)에 대한 경화 작용을 촉진하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것들이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 경화제는 0.01~1 중량% 포함될 수 있는데, 상기 경화제가 0.01 중량% 미만으로 포함된 경우에는 충분한 경화 촉진 효과를 달성할 수 없고, 1 중량%를 초과하는 경우에는 잔존 촉진제가 유리되어 내구성을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 경화제는 0.01~1 중량%가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 경화제는 염화칼슘, 질산염, 염, 실리케이트, 알루미네이트, 유기산, 탄산나트륨, 리튬카르보네이트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상이 적용되는 것이 바람직하다.
상기 지연제는 무기계 지연제 및 유기계 지연제의 2종류가 사용될 수 있는데, 무기계 지연제로는 석고, 산화 납, 산화 붕소, 붕사, 염화아연, 산화 아연, 규소 플루오르화 마그네슘 등이 사용되고, 유기 지연제로는 과당 등의 탄수화물, 글루콘산, 헥사플루오르 인산염, 리그닌술폰산, 주석산, 피루브산, 글루타르산 및 그밖의 케토산 등이 사용될 수 있다.
상기 지연제는 하절기에 생모르타르를 장기간 동안 운송하고, 대형 모르타르 구조물에 있어서의 온도 변화에 의한 응력을 완화시키는데 주로 사용될 수 있는데, 본 발명에서 상기 지연제는 0.01~1 중량%가 사용될 수 있다.
상기와 같은 구성의 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물의 효과를 확인하기 위하여 다음과 같이 물성 실험을 수행하였다.
1. 실험 배경
알루미나 성분이 높은 시멘트를 사용한 몰탈 및 콘크리트의 경우 양생 과정에서 높은 수화열이 발생되고 이로 인한 건조 수축으로 인해 균열이 발생할 수 있다. 특히, 두꺼운 두께로 시공할 경우 몰탈 및 콘크리트의 내부 수화열이 외부로 쉽게 배출되지 못하며 내외부 온도차가 커져 균열 발생이 증가한다. 또한, 높은 수화열은 시멘트의 정상적인 수화 반응을 방해하게 되고 이로 인해 장기적인 측면에서 몰탈 및 콘크리트의 강도 저하를 야기한다.
2. 개발 목표
이에, 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 재료로서 발포폴리에틸렌 분쇄물을 보강재로 활용하여 균열 저감 및 장기적인 강도 저하를 방지하도록 하였다. 발포폴리에틸렌 분쇄물은 비표면적이 높은 열가소성 물질로서 시멘트의 높은 수화열을 상전이에 소모하여 몰탈 및 콘크리트의 수화열 피크를 저하한다. 발포폴리에틸렌 분쇄물은 직경이 작고 융점이 낮을수록 몰탈 및 콘크리트의 수화열 저감 효과가 우수하다.
3. 실험 방법
1) 시멘트, 알루미나시멘트, 석고를 결합재로 하여 폴리머, 충진재, 골재, 첨가재가 혼합된 몰탈에 발포폴리에틸렌 분쇄물의 첨가 여부에 따른 물성을 평가 비교한다.
2) 몰탈을 혼합하여 직경 30cm, 높이 35cm의 20L 규모의 원주형 플라스틱 용기에 타설한다.
3) 원주형 공시체 밑바닥 정가운데와 위쪽 표면 정가운데에 열전대를 설치하여 온도를 측정한다.
4) 원주형 공시체 밑바닥 정가운데와 위쪽 표면 정가운데에 스트레인 게이지를 설치하여 길이 변화율을 측정한다.
5) 몰탈 재령 기간 1일, 3일, 28일에 원주형 공시체 밑바닥 정가운데와 위쪽 표면 정가운데를 코어링하여 압축 강도를 측정한다.
4. 실험 배합
도 3은 비교예 및 실시예에 따른 실험 배합을 표로 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 비교예의 경우 OPC 12 중량%, 알루미나시멘트 13 중량%, 석고 12 중량%(이상 결합재), 폴리머(분말 또는 액상) 5 중량%, 충진재(CaCO3) 15.54 중량%, 골재(모래) 42 중량%, 증점제(cellulose) 0.01 중량%, 유동화제(PC) 0.1 중량%, 소포제(Polyglycol) 0.2 중량%, 경화제(Li2CO3) 0.1 중량%, 지연제(타르타르산) 0.05 중량%로 조성될 수 있다.
한편, 실시예의 경우 OPC 12 중량%, 알루미나시멘트 13 중량%, 석고 12 중량%(이상 결합재), 폴리머(분말 또는 액상) 5 중량%, 충진재(CaCO3) 15.34 중량%, 골재(모래) 42 중량%, 보강재(폐발포PE) 0.2 중량%, 증점제(cellulose) 0.01 중량%, 유동화제(PC) 0.1 중량%, 소포제(Polyglycol) 0.2 중량%, 경화제(Li2CO3) 0.1 중량%, 지연제(타르타르산) 0.05 중량%로 조성될 수 있다.
참고로, 비교예 및 실시예에서 상기 결합재의 비율은 알루미나시멘트와 석고를 CSA로 대체하여 사용할 수 있다.
5. 실험 결과
5.1. 몰탈 온도 측정
도 4는 몰탈 온도 측정에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 몰탈 최대 온도는 비교예 60.4~64.2℃에서 실시예 55.3~57.6℃로 약 5~7℃만큼 저하되었다. 그리고, 몰탈 내부와 외부의 최대 온도 차이는 비교예 3.8℃에서 실시예 2.3℃로 약 1.5℃만큼 저하되었다.
5.2. 몰탈 길이 변화 측정
도 5는 몰탈 길이 변화 측정에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 몰탈 길이 변화율은 재령 기간 30일 기준으로 비교예 대비 실시예에서 수축율이 약 100*10-6(ε)만큼 적게 나타났으며, 몰탈 내부와 외부의 길이 변화율 차이는 재령 기간 30일 기준으로 비교예 대비 실시예에서 수축율의 차이가 더 적게 나타났다.
5.3. 몰탈 압축 강도 측정
도 6은 몰탈 압축 강도 측정에 관한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 몰탈 압축 강도는 1일, 3일에서는 비교예와 실시예가 유사하였으나 28일에서는 실시예가 약 7~4MPa만큼 더 높게 나타났다. 그리고, 몰탈 내부와 외부의 1, 3, 28일 압축 강도 차이는 비교예에서는 각각 3.4MPa, 2.6MPa, 5.2MPa만큼 나타났고 실시예에서는 각각 1.4MPa, 2MPa, 2MPa로 강도 차이가 더 적게 나타났다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (7)

  1. 결합재 7~95 중량%, 폴리머 0~5 중량%, 충진재 5~30 중량%, 골재 30~60 중량% 및 나머지 첨가재를 포함하고,
    상기 첨가재는
    몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 보강재 0.1~5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강재는
    상기 몰탈 및 콘크리트의 수화열을 저감하기 위한 폐플라스틱 분쇄물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폐플라스틱 분쇄물은
    폐발포폴리에틸렌 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보강재는
    상기 폐플라스틱 분쇄물 또는 상기 폐발포폴리에틸렌을 직경 0.1~5mm로 분쇄하여 제조된 분쇄물인 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결합재는
    OPC(Ordinary Portland Cement) 5~40 중량%, 속경형 강도 증진제인 알루미나시멘트 1~20 중량%, 균열 저감을 위한 석고 1~20 중량%, 및 강도 증진 및 균열 저감을 위한 CSA(Calcium Sulfoaluminate Cement) 0~15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머는
    접착성을 향상시키기 위하여 VAE(Vinyl Acetate Ethylene), 아크릴수지(Acrylic Resins), SBR(Styrene Butadiene Rubber)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 폴리머를 분말 또는 액상으로 제조하여 사용되는 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 첨가재는
    점도 향상을 위한 증점제 0.01~1 중량%, 유동성 향상을 위한 유동화제 0.01~1 중량%, 기포율 저감을 위한 소포제 0.01~1 중량%, 응결 시간 단축을 위한 경화제 0.01~1 중량%, 초기 급결 현상 방지를 위한 지연제 0.01~1 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보강재 분쇄물을 이용한 고내구성 몰탈 및 콘크리트 조성물.
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