KR930004553B1 - 수경성 시멘트 조성물의 혼화제(admixture) - Google Patents

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Description

수경성 시멘트 조성물의 혼화제(admixture)

본 발명은 수경성 시멘트 조성물의 혼합제에 관한 것으로, 좀더 자세히 말하면 수경성 시멘트 조성물의 슬럼프(slump) 및 슬럼프보유(slump retention)를 초종(初終) 응결시간에 그 증가를 비교적 최소로 되게 개량시킨 감수혼화제(water reducing admixtures)에 관한 것이다. 수경성 시멘트 조성물, 즉 모타르, 그라우트(grouts) 및 콘크리트에 각종의 감수혼화제를 사용하는 것은 공지되었다. 이들의 혼화제는 더 적은량의 물을 사용함으로 요구되는 소성(plasticity) 또는 작업성을 얻는다. 또, 그 혼화제에 의해 혼합시 더 적은량의 물을 사용하거나 또는 그 소성시멘트 혼합시 시멘트입자가 더 충분하게 분산되므로 그 혼화제는 응결후 시멘트조성물의 압축강도를 더 높힌다.

종래의 감수혼화제의 사용에 관련된 큰 문제는 그 혼화제가 시멘트 혼합시 요구되는 높은 레벨의 소성 또는 작업성을 유지할 수 있는 시간(length of time)이 비교적 짧아 그 혼화제를 첨가한 후에도 평균 25-45분간 지속되는 결점이 있다. 대부분 작업현장에서는 일반적으로 그 혼화제를 작업현장에서 즉시 첨가하였다. 따라서, 특별히 고안한 분산장치를 갖춘 트럭을 설치할 필요가 있다. 이와같은 장치의 설치 및 유지에 따르는 비용이외에도 그 혼화제의 사용에는 문제점이 있다. 즉, 작업현장의 특수성 또는 상태에 따라 혼화제의 첨가를 현장에서 할 수 없게 될때 문제점이 있다. 그 밖에, 증가소성 기간이 비교적 짧아 그 어플리케이터(applicator)를 설치하여 그 혼합물을 시공하여야 할 시간을 한정시킨다. 이것은 어려운 배치 또는 작업현장 상태에 의해 구속을 받는다. 중가소성이 비교적 짧은 기간에 대한 문제점은 다량의 감수혼화제에 의해 경우에 따라 완화시킬 수 있다. 그러나, 이것은 즉시 첨가한 혼합물이 너무나 유동성 있는 경향이 있어 일반적으로 지나친 응결지연을 초래한다. 이와같은 결점은 응결후 시멘트 혼합물이 강도이득(strengthgain)을 지연시킬 수 있다. 따라서, 시멘트 응결시간에 지나친 역효과를 발생함이 없이 수경성 시멘트조성물에 높은 소성을 제공할 수 있는 새로운 감수혼화제 조성물의 연속적인 개발이 이 분야에서의 요구사항이다.

또, 그 경화시간에 지나친 역효과를 발생함이 없이 소성을 더 연장시킨 시간동안 유지할 수 있는 감수혼화제 조성물의 연속적인 개발이 이 분야에서 요구사항이다. 수경성 시멘트 혼합물의 소성은 일반적으로 슬럼프(slump)측정, 즉 ASTMC143에 따라 평가된다. 그 슬럼프는 절단코운(cone)에 혼합물을 채우고 그 코운을 들어낸 다음 지지하지 아니한 혼합물의 높이에서 그 드롭(drop)을 측정한다. 그 혼합물의 오버타임(over time)의 소성감소 측정은 일정한 간격을 둔 시간에서 그 묽은 혼합물(aging mixture)에 의해서 슬럼프 측정을 한다. 시간에 따르는 슬럼프의 감소저하, 즉, 증가슬럼프 보유(retention)는 감수혼화제 부분에서 더 큰 능력(ability)을 나타내어 더 긴시간동안 그 시멘트 혼합물에 중가소성을 준다.

본 발명은 응결지연의 증가가 지나침이 없이 수경성 시멘트 조성물에서 상당한 감수를 제공할 수 있는 시멘트 혼화제 조성물에 대한 것이다. 이들의 혼화제는 수경성 시멘트에서 비교적 낮은 함량의 감수제로서 효과적이며 이와같은 낮은 함량레벨의 이들 감수제를 이용함으로써 혼화제 사용에 따르는 응결지연을 최소화시키는데 실질적인 조절을 제공한다.

본 발명에서 사용되는 보레이트(borate)는 붕산염을 말하며, 아래에서는 보레이트로 기술한다. 따라서, 본 발명은 폴리히드록시 화합물의 보레이트 에스테르(borate esters)를 구성한 혼화제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 그 보레이트 에스테르는 붕산과 에스테르화하는 폴리히드록시 화합물 또는 그 염을 반응시킴으로써 제조된다.

일반적으로 폴리히드록시 화합물과 보론(Born)부분의 에스테르화 또는 착화(complexation)는 수경성 시멘트 혼합물에서 그 폴리히드록시 화합물만의 사용에 따르는 응결지연을 실제로 감소시켜 즉 에스테르화 되지 않으며 동시에 그 폴리히드록시 화합물만의 사용으로 얻어진 감수레벨과 비교가 되는 감수레벨을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

본 발명의 바람직한 혼화제 조성물은 종래의 감수제에 의해 얻을 수 있는 레벨과 동일하게 최소한 큰 감수레벨을 제공할 수 있고, 또 슬럼프보유가 실제적으로 증가된 레벨을 제공할 수 있으며 폴리히드록시 화합물의 보레이트 에스테르와 수경성 시멘트 감수제로 구성된 혼합물 또는 블랜드(blends)이다. 이들의 바람직한 혼화제의 특징은 이들 혼화제를 조성하여 그 시멘트 화합물의 초종응결시에 비교적 최소증가만으로 슬럼프보유를 상당히 실질적으로 증가시킬 수 있도록 하는데 있다. 이들의 바람직한 혼화제 조성물은 보레이트 에스테르(borate esters)성분을 하나의 감수제와 조합시키거나, 2 또는 그 이상의 감수제와 조합시켜 구성할 수 있다. 이들 혼화제에 사용되는 바람직한 감수제로는 방향족 술폰산 알데히드 축합물 폴리머염 및 리그노 술폰산염이 있다. 이들의 바람직한 감수제의 양자는 그 보레이트 에스테르와 함께 그 혼화제에 존재시키는 것이 가장 바람직하다. 그 혼화제성분 각각의 상대적량은 광범위하게 변화시킬 수 있어 여러종류의 혼화제 조성물을 제조하여 슬럼프보유 또는 응결지연의 요건을 만족시킬 수 있다. 그 혼화제 제조시에 이와같은 유연성(filexibility)은 그 혼화제와 서로 다른 시멘트의 반응성변화에 대하여 보상하는데 사용할 수 있다. 이와같은 유연성은 그 혼화제에서 2 또는 그 이상의 감소제 사용에 의해 현저하게 증가되며, 동시에 감수제 상호간의 비 또는 감수제와 보레이트 에스테르간의 비에 따라 조절할 수 있다. 이와같이 광범위한 조성물은 수경성 시멘트 혼합물에서 그 대응하는 광범위한 특성을 얻을 수 있다.

본 발명을 사용하는 것이 바람직하며, 동시에 이들 염으로서 특히 경화시멘트 생성물의 조기 압축강도를 제공할 수 있다. 이들의 아민염은 또 유리산 형태로 존재하거나 금속양이온으로 중화한 그 대응하는 에스테르에 의해 제공한것보다 낮은 지연을 제공할 수 있다.

본 발명의 혼화제는 건조분말 형태로 제조하여 사용 및 제공할 수 있으며, 바람직하게는 수용성계용액으로, 즉 혼화제 성분을 수용성계 용매에 용해시킬 수 있다. 또, 본 발명은 본 발명의 혼화제 조성물을 구성한 수경성 시멘트에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 용어, "수경성 시멘트 조성물"은 건조 시멘트조성물과 습윤시멘트 슬러리 또는 페이스트(pastes)를 비롯하여 수경성 시멘트바인더, 즉 ASTM type I, II, III, IV 또는 V 포오트랜드 시멘트를 포함하는 어떠한 조성물이라도 관련된다. 콘크리트, 그라우트(grouts), 모타르, 시멘트 페이스트등이 이 용어내에 포함된다.

본 발명의 혼화제는 특히 포오트랜트시멘트, 더우기 혼합공장에서 그 콘크리트 조성물을 제조하여 작업현장으로 운송하는 대규모의 포오트랜드시멘트 콘크리트조성물에 유용하다.

본 발명에 사용되는 용어 "폴리히드록시화합물"은 디올(diols)과 폴리 히드릭 콤파운드(poly hydric compound), 즉 2개 이상의 히드록시기를 포함한 화합물을 말한다. 폴리히드록시화합물은 카테콜등의 방향족 화합물이나 지방족 화합물이며, 후자(지방족 화합물)는 낮은 레벨의 응결지연을 달성한다는 점에서 바람직하다. 그 지방족 폴히드록시 화합물은 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 또는 1,3-프로판디올 등의 지방족디올 ; 글리세롤, 글루코스, 또는 만노스등의 지방족 폴리히드릭 알코올 ; 2,3-디히드록시 프로피온산 또는 타타르산등의 지방족디올 카르복실산이 있으며, 또 글루 카르산(glucaric acid)등의 지방족 폴리히드릭 카르복실산이 바람직하다. 물론, 폴리히드록시 에스테르화 화합물의 입체특이성(stereospecificity)으로 사이클릭 보레이트 에스테르를 생성하도록 한다. 보레이트 에스테르 생성에 관련된 그 입체특이성 분자의 필요한 요건은 공지되어 있다. 카르보히드레이트 화학의 진보(advance)(4, 189-210, 1949)에서 J. Boeseken이 이 입자특이성 분자에 대한 연구논문을 발표한 바 있다.

본 발명의 혼화제에 존재하는 보레이트 에스테르는 사이클릭 에스테르이며, 이 에스테르는 사이클릭 구조를 형성하도록 에스테르화 폴리히드록시 화합물내의 두 히드록시기에 보론(boron)부분과 착화(complexation) 또는 결합되어 있는 것으로 본다.

일반적으로 본 발명에서 사용되는 보레이트 에스테르는 한 분자의 에스테르화 화합물과 하나의 보론부분의 착화 또는 결합을 한 모노-에스테르이며, 그 보론부분의 제3가 위치에는 히드록시기가 차지하고 있다. 그러나, 그 모노-에스테르가 본 발명에서 일반적으로 사용된 종류(species)라 하여도 본 발명은 두 폴리히드록시 화합물과 하나의 보론부분의 착화 또는 결합을 포함하는 비스에스테르(bisesters)로 광범위하게 고려할 수 있다.

본 발명의 보레이트 에스테르는 공지방법으로 제조할 수 있다. 이와같이, 반응완료를 촉진시키기 위하여 온화한 가열을 하면서 수용매질에서 붕산과 에스테르 화합물을 반응시킬 수 있다. 그 에스테르화 화합물과 붕산이 용이하게 반응되지 않을 경우에는 에스테르생성을 촉진시키기 위하여 무수극성반응용매, 즉 테트라히드로프란, 또는 고온의 반응온도를 사용하는 것이 바람직하다. 에스테르화 폴리 히드록시카르복실산은 그 유리산형태에서 반응시킬 수 있다. 즉, 글루콘산이 붕산과 반응하여 에스테르를 생성할 수 있으며, 또 그염의 형태에서 반응시킬 수 있다. 즉, 칼슘 글루코네이트가 붕산과 반응하여 그 대응하는 중화된 칼슘 보로글루코네이트를 생성한다. 카르복실산 에스테르화 화합물의 선구물질(precursor), 즉 선구물질 락톤은 또 에스테르화 시약으로도 사용할 수 있다. 그 에스테르가 생성된 다음 염기를 그 반응용액에 가하여 에스테르를 중화시키거나 또는 필요에 따라 양이온 치환을 한다.

그러나, 그 용액의 PH는 연장기간동안 저장할 수 잇는 안정한 용액을 제공하기 위하여 PH10-11이하, 바람직하게는 PH8이하로 유지시켜야 한다. 모노-에스테르의 제조는 일반적으로 보론과 에스테르화 화합물을 거의 등몰로 반응시킴으로써 용이하게 촉진시킬 수 있다. 그러나, 입체 특이성 또는 입체적 요인이 에스테르화 화합물과 보론부분의 반응을 방해할때 모노-에스테르가 필요한 바와같이 모노-에스테르는 또 에스테르 화합물의 과잉물을 에스테르화 화합물을 사용하여 생성할 수 있어 본 발명은 도 비스보레이트 에스테르의 사용을 광범위하게 고려할 수 있다. 그 보레이트 에스테르는 유리산 형태에서, 즉 보론에 -OH기, 에스테르화 카르복실산 화합물에 -COOH기로 사용하여 제조할 수 있다. 그러나 그 에스테르의 염 형태는 콘크리트조제물에서 응결지연의 저하를 제공할 수 있고 일반적으로 본 발명에서 사용하는 것이 바람직하다. 그 에스테르화 폴리히드록시화합물이 폴리히드록시 알코올일때 그 염의 형태는 그 보론부분에 있는 잔류 히드록시기의 수소를 치환하는 양이온을 결합한다. 그 에스테르화 폴리히드록시 화합물이 폴리 히드록시 카르본산일 때 그 염의 형태는 그 에스테르화 화합물의 카르복실기와 화합한 양이온 및 선택적으로 보론부분에 잔류히드록시기의 수고를 치환하는 양이온과 결합한다. 그 양이온은 알칼리금속, 즉 소듐 또는 포타슘, 또는 알칼리 토금속, 즉 칼슘 또는 마그네슘이다. 그러나, 그 양이온은 암모늄등의 아민 양이온 ; 알칼 암모늄, 즉 트리에틸암모늄 ; 알카놀암모늄, 즉 디에타놀암모늄, 트리에타놀 암모늄 ; 또는 이들의 혼합물이다.

특히, 알카놀암모늄 보레이트 에스테르염을 이용함으로써 알칼리토금속 에스테르염으로된 혼화제와 비교하여 초종응결시간의 증가가 더 낮아지는 혼화제로 됨을 확인하였다. 바람직한 보레이트 에스테르염은 양이온기를 가진 알카놀 암모늄 혼합물로 구성되며, 특히 디에타놀 암모늄과 트리에타놀 암모늄 양이온의 혼합물로 구성되어 있다. 모노에타놀 암모늄 양이온은 또 이 혼합물에 포함될 수 있다. 또, 이 에스테르는 징크 보레이트(zinc borate) 또는 칼슘 보레이트등의 보레이트염과 에스테르화 화합물 ; 즉 미합중국 특허 제 3, 053, 674호에 기재된 에스테르화 화합물을 반응시킴으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 혼화제에 있는 보레이트 에스테르는 비교적 낮은 양으로 사용할때 수경성 시멘트조성물에서 상당한 감수를 할 수 있다. 이와같이, 예로서 콘크리트에 있는 포오트랜드시멘트 바인더의 중량을 기준으로한 0.01wt%-0.15wt%의 양으로 포오트랜드 시멘트 콘크리트에 가할때 보레이트 에스테르는 일반적으로 type D감수제로서 ASTM C 494규격을 만족하는데 충분한 레벨로 효과적인 감수를 얻을 수 있다.

이들의 감수레벨은 동일 콘크리트에 가한 비에스테르화(non-esterified)폴리히드록시화합물의 당량의 감수레벨보다 더 크거나 거의 동일하다. 그러나, 보레이트 에스테르의 사용에 따르는 지연은 일반적으로 비-에스테르화 폴리히드록시화합물의 당량 사용에 따르는 지연보다 상당히 크게 저하된다.

예로서, 상기 량 레벨에서 콘크리트의 초기 응결시간은 그 혼화제를 가하지 아니한 동일 콘크리트의 초기 응결시간과 비교할때 일반적으로 약

시간

시간 지연된다. 이들 양 레벨에서 그 혼화제를 포함하는 콘크리트의 초기 압축강도, 즉 ASTM C 192에 따라 측정된 1일 및 7일 강도는 일반적으로 혼화제가 없는 동일 콘크리트강도와 동일하거나 초과된다.

요구하는 감수와 압축강도를 최소응결 지연으로 가온수사용등 일부사용에 제공하기 위하여 앞서 설명한 0.01wt%-0.15wt% 범위내의 양으로 그 혼화제를 사용하는 것이 바람직하다. 더 높은 레벨의 응결지연이 요구될 수 있고 더 많은 혼화제량을 사용하여 이 요건을 충족시킬 있다.

위에서 설명한 바와같이 본 발명의 바람직한 혼화제는 수경성 시멘트-감수제를 폴리히드록시화합물의 보레이트 에스테르와 조합시켜 구성한 것이다. 이들의 바람직한 혼화제는 수경성 시멘트 조성물에서 더 긴 슬러프수명, 즉 증가슬럼프 보유를 제공한다.

포오트랜드 시멘트 콘크리트를 사용하는 대부분의 광범위한 응용에서 그 증가슬럼프 보유는 그 작업현장에서보다 오히려 혼합공장에서 그 콘크리트에 혼화제를 첨가시켜 얻을 수 있다. 이와같은 선택은 현지작업의 특수성 또는 상태가 혼화제의 첨가를 그 작업현장에서 할 수 없을때 유리하다.

특히, 이와같은 선택은 작업현장으로 운송할때 혼합을 용이하게 하여 작업현장에서 콘크리트를 주입(pouring), 설정(plscing) 및 작업할 수 있는 시간의 유연성을 더 크게 할 수 있다. 그러나, 그 혼화제를 조제하여 증가슬럼프 보유를 얻을 수 있는 반면 초기응결시간에서 상대적으로 최소증가만을 발생하므로(종래의 감수제로 얻은 초기응결화시간과 비교하여), 그 시멘트혼합물을 일반적으로 충분한 시간에서 설정되어 그 애플리케이터(applicator)가 그 콘크리트에 접근할 수 있도록 하며, 평균작업일의 구속시간내에 마무리된다. 바람직한 혼화제에 의해 얻어진 비예측적인 또 하나의 잇점은 수경성 시멘트 조성물에 제공한 우수한 마무리 특성에 있다.

따라서, 그 시멘트조성물은 점착성(stickiness)이 없이 연장된 기간동안 스므드(smooth)하고 크림상(creamy)의 컨시스턴시(consistency)를 가져 용이하게 그리고 만족스럽게 표면을 마무리 질 수 있다.

본 발명의 바람직한 혼화제에 사용된 보레이트 에스테르는 혼화제를 포함한 수경성 시멘트조성물에서 관찰되는 슬러프보유와 마무리특성을 개량시킨다. 공지된 수경성 시멘트 감수제는 바람직한 혼화제로 사용할 수 있다. 감수제 성분으로서 방향족 술폰산-알데히드 축합물 폴리머염 또는 리그노 술폰산염을 사용하는 것이 바람직하다.

그 혼화제는 이들의 바람직한 감수제 양자를 구성하는 것이 가장 바람직하다. 바람직한 혼화제로 사용될 수 있는 방향족 술폰산-알데히드 축합물폴리머염은 Type A 또는 Type F 감수제로서 ASTM C 494규격을 충족하는 폴리머축합물이다. 수경성 시멘트에서 분산제 또는 감수제로서 이와같은 축합물과 그 사용에 대해서는 예로서 미국특허 제2, 141, 569 ; 2, 690, 975 ; 3, 359, 225 ; 3, 582, 375 ; 4, 125, 410 ; 4, 391, 645 및 4, 424, 074호에 기재되어 있다.

축합물 폴리머로 존재할 수 있는 대표적인 방향족 화합물부분으로는 페닐, 톨릴, 키시릴, 벤조산, 프탈산, 페놀, 메라민, 디페닐, 나프탈렌, 메틸나프탈렌 또는 안트라센 부분이 있다.

그 축합물 폴리머는 그 폴리머체인에 단일의 방향족 화합물부분, 또는 2 또는 그 이상의 다른 방향족 화합물 부분이 포함될 수 있다. 그 축합물 제조에 사용된 알데히드는 알킬 알데히드, 즉 아세트 알데히드이며, 또는 포름 알데히드가 바람직하다. 포름 알데히드 축합물은 공지된 감수제이며 일반적으로 이용성, 가격 및 성능면에서 바람직하다.

그 축합물은 방향족 술폰산과 알데히드를 작용시켜 축합폴리머를 생성시킨다음 염기성물질, 즉, 소듐 히드록시드와 중화시켜 제조할 수 있고, 또 방향족 화합물과 알데히드를 축합시킨다음 그 축합생성물을 술폰화시키고 그 술폰화물질을 중화시켜 제조할 수 있다. 그 축합물 제조방법은 미국특허 제2, 141, 589 ; 3, 067, 243 ; 3, 193, 575 ; 3, 277, 162 및 4, 125, 410호에 기재되어 있다.

바람직한 혼화제로 사용된 축합물을 그 염의 형태로서, 요구되는 물의 용해도를 갖도록 하며, 양이온 형서염, 즉 소듐, 포타슘, 칼슘, 징크, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 제1철, 제2철 또는 암모늄 양이온을 형성하는염으로 구성할 수 있다.

알킬암모늄 또는 암모늄 양이온도 또 메틸암모늄, 디메틸암모늄, 에타놀암모늄 또는 디에타놀 암모늄 양이온으로 사용할 수도 있다. 나프탈렌 술폰산-포름알데히드 축합물 폴리머염은 본 발명의 바람직한 혼화제로 사용하는 바람직한 축합물 폴리머염이다.

본 발명의 혼화제로 특히 유용한 상용(商用)제품으로서 나프탈렌 술폰산-포름알데히드 축합물폴리염은 출원인에 의해 제조된 제품상표 WRDA-19"로 시판되고 있다. 바람직한 혼화제로서 리그노술포네이트성분의 사용에 대해서 한 종류로서 리그노술포네이트는 공지된 물질로서 그 물질은 감수제, 가소제 및 포오트랜드 시멘트 조성물의 응결지연제로서 사용되고 있다. 리그노 술포네이트는 종래의 술피트 목재-펄프처리방법의 수용성염 유도체로서 일반적으로 얻어진다.

이들의 유도체는 그 다음 처리하여 "탈당화시킨"(desugarized)리그노술포네이트를 얻으며, 이들의 탈당화물질은 본 발명의 사용에 바람직하다. 본 발명의 사용된 리그노술포네애트는 소듐 또는 포타슘등의 알칼리금속 또는 칼슘 또는 마그네슘등이 알칼리 토금속이다.

앞서 설명한 바와같이 바람직한 혼화제로 각성분의 상대적량은 슬럼프 보유 또는 응결지연의 서로다른 요건을 중촉시키거나 또는 그 혼화제에 서로다른 시멘트의 반응성 변화에 대하여 보상하는데 적합하게 변화시킬 수 있다.

따라서, 앞서 밝힌 성분의 비는 특정사용에 따르는 필요에따라 사용할 수 있다. 일반적으로 혼화제에 의해 제공한 응결지연은 최소화하기위해 혼화제성분의 총중량을 기준으로하여 그 보레이트 에스테르 약 30wt%이하를 사용하는 것이 바람직하다. 그 바람직한 혼화제 사용에 의해 얻어진 응결지연은 그 혼화제로서 보레이트 에스테르의 상대적 비를 조절하여 조정할 수 있으며, 일반적으로 그 비를 낮추면 응결지연이 더 저하되고; 응결지연 감수제, 즉 리그노술페이트의 상대적 비의 사용 및 조절에 의해 그 응결지연을 조정할 수 있으며, 서로 달리 중화시킨 보레이트 에스테르의 사용에 의해 암모늄, 알킬암모늄, 및 알카놀 암모늄 중화 보레이트 에스테르는 알칼리금속 및 알칼리토금속 중화보레이트 에스테르보다 응결지연이 더 저하되는 경향을 나타내며; 시멘트 혼합물에서 그 혼화제 농도 또는 "양"을 조절함으로써 그 응결지연을 조정할 수 있다.

바람직한 혼화제 사용에 의해 얻어진 초기슬펌프 및 슬럼프보유는 그 보레이트 에스테르의 상대적 비로 조절하여 조정하며, 일반적으로 그 비가 높을 수록 초기슬럼프 및 증가슬럼프 보유가 더 높아진다. 그리고 시멘트혼합물에서 혼화제의 량을 조절함으로써 그 초기슬럼프와 슬럼프보유를 조정할 수 있다. 대부분의 사용에 있어서 최소의 응결지연으로 슬럼프보유의 최대증가를 얻는것이 바람직하다.

응결지연 및 슬럼프 보유를 조정하는 상기 방법을 개별적으로 또는 조합으로 사용하여 요구되는 성능을 얻을 수 있다.

일반적으로, 슬펌프 보유 및 응결지연의 최적조합은 나프탈렌 술폰산-포름알데히드 축합물 폴리머염과 리그노 술폰산염으로된 본 발명의 바람직한 혼화제를 사용하여 용이하게 얻어진다.

응결지연을 최소화한다는 점에서 볼때 이들의 바람직한 혼화제는 보레이트 에스테르 성분으로서 암모늄, 알킬암모늄 또는 알카놀 암모늄 중화보레이트 에스테르를 구성시키는 것이 가장 바람직하다.

고온 기후에서의 사용등과 같이 일부 사용에서 최소의 응결지연을 얻도록 하기 위하여 혼화제를 조성하는 것이 일반적으로 바람직하다. 응결지연의 정도를 더 크게 하는 것이 요구되며 위에서 설명하는 바와 같이 이 요건을 충족시키기 위하여 그 혼화제의 조성 또는 양을 조절할 수 있다.

본 발명의 바람직한 혼화제는 방향족 술폰산-알데히드 축합물 폴리머염 약 30-90wt%, 그리노술폰산염 약 15-80wt%, 보레이트 에스테르 약 1-15wt%(%는 3성분의 총량에 대한 %임)로 구성된다.

더 바람직한 혼화제는 그 축합물 폴리머염 약 50-70wt%, 그 리그노술폰산염 약 25-45wt%, 보레이트 에스테르 약 3-10wt%이다.

그 혼화제 조성물이 시멘트 혼합물에서 낮은 농도로 사용될때 보레이트 에스테르의 비를 더 높게 하여 사용할 수 있으나, 바람직한 낮은 레벨의 응결지연을 얻기 위하여 그 축합물 폴리머염과 리그노 술폰산염을 포함하는 혼화제 조성물에서 보레이트 에스테르 약 10wt%, 이하로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 혼화제 조성물은 일반적으로 그 혼화제 조성물 제조시에 시용된 반응용매를 간단히 증발시켜 건조분말 형태로 얻을 수 있다.

수경성 시멘트 조성물에 첨가를 촉진시킬 목적에서 그 혼화제를 수용액으로 얻는 것이 바람직하다.

즉, 그 혼화제가 수용성계 용매에서 용해되는 것이 바람직하다.

그 혼화제 용액은 건조분말 형태의 혼화제를 재용해시키거나 또는 그 혼화제 제조시에 얻어진 반응액 생성물의 필요에 따라 조절함으로써 적당한 농도에서 제조할 수 있다.

일반적으로, 보레이트 에스테르 약 10wt%-약 70wt%를 포함하는 혼화제 용액을 본 발명에 사용된다.

그 혼화제 용액은 연장기간동안 저장할 수 있는 안정용 용액을 얻기 위하여 pH10 또는 11 이하의 pH를 가져야 하며, 약 pH8 이하가 더 바람직하다.

본 발명의 바람직한 혼화제는 앞서 설명한 성분의 건조분말 혼합물로서 얻을 수 있으나, 시멘트 조성물에 용이하게 분산시킬 목적에서 용액의 총량을 기준으로 하여 일반적으로 그 혼화제 30-50wt의 농도에서 수용액으로 얻은것이 바람직하다.

이 혼화제는 안정한 균일용액을 얻기 위하여 pH 약 3-10의 농도레벨에서 물에 용해시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 혼화제는 ASTM C 494, Type A로 규정된 바와 같이 낮은 범위의 감수제, 또는 ASTM C 494, Type C에 규정된 높은 범위의 감수제로하여 사용할 수 있다.

일반적으로, 혼화제 기능에 대한 성능이 특정의 혼화제 조성물과 수경성 시멘트 타입(type)에 따라 좌우될 수도 있으나, 낮은 범위 또는 높은 범위의 감수제로서 혼화제의 성능을 그 사용량 레벨에 따라 좌우된다.

포오트랜드 시멘트 콘크리트의 일반적 지침(guide)으로써 그 혼화제는 콘크리트에서 포오트랜드 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 그 혼화제의 고형분 약 0.20% 이하의 사용량 레벨에서는 낮은 범위의 감수제로서 작용하며, 동일한 기준으로 하여 약 0.2% 이상의 사용량 레벨에서는 높은 범위의 감수제로서 작용한다.

일반적으로 약 0.20%-0.50%의 범위의 사용량 레벨을 사용하는 포오트랜드 시멘트 콘크리트에서 높은 범위의 감수제로서 혼화제를 사용하는 것이 바람직하다.

이들 레벨에서 바람직한 혼화제는 약 20.32㎝-203.2㎝(8-10in)(ASTM C143)의 요구되는 범위의 초기 슬럼프와 개량시킨 슬럼프보유(다음 실시예에서 측정된 바와 같이)를 얻을 수 있으며, 동시에 대비되는 종래의 감수제 사용량을 포함하는 동일 콘크리트의 초기 응결시간과 비교하여 약

시간-2시간의 초기응결 시간을 지연시킨다.

따라서, 높은 슬럼프의 콘트리트는 더 긴시간동안 그 슬럼프의 유지를 얻을 수 있으나 대표적인 작업일의 제한시간 이내에서 일반적으로 응결시킬 수 있으며 표면을 마무리질 수 있다.

본 발명의 혼화제는 건조시멘트 혼합물 또는 습윤시멘트 슬러리에 첨가시킬 수 있다. 일반적으로, 그 혼화제는 건조분말 형태로 건조시멘트 혼합물에 첨가되며 동시에 그 혼화제의 수용액을 습윤시멘트 슬러리에 첨가시에 사용된다.

그 혼화제가 시멘트 슬러리의 제조에 사용된 혼합수에 용해될때 별도의 용액으로 가한 다음 그 슬러리를 제조하는 것이 바람직하다.

첨가후 충분히 혼합시켜 시멘트 조성물에서 그 혼화제가 실제적으로 균일한 분산이 되도록 하여야 한다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명은 또 수경성 시멘트 바인더와 폴리히드록시 화합물의 보레이트 에스테르로 구성된 수경성 시멘트 조성물에 관한 것이다.

이 시멘트 조성물에서 보레이트 에스테르의 총량은 수경성 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 일반적으로 약 0.01-0.15wt%이다.

그 보레이트 에스테르는 결과적으로 얻어진 응결지연의 증가가 허용될 수 있을때 더 큰 량으로 존재할 수 있으나, 일반적으로 그 응결지연을 최소화하기 위하여 이 범위의 낮은 부분의 량 즉, 약 0.075% 이하로 존재한다.

그 시멘트 조성물은 주로 건조되고 자유롭게 유동되는 분말형태 또는 습윤슬러리 형태를 갖는다.

본 발명의 바람직한 수경성 시멘트 조성물은 포오트랜드 시멘트 바인더를 구성한다.

미세하거나 거친 골재 또는 추가 혼화제를 본 발명의 시멘트 조성물에 포함시킬 수 있다.

또, 본 발명은 수경성 시멘트 바인더와 본 발명의 바람직한 혼화제로 구성된 바람직한 수경성 시멘트 조성물에 대한 것이다.

이들 시멘트 조성물에서 혼화제 성분의 총량을 수경성 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 약 0.05wt%-0.50wt%가 바람직하다.

이들의 바람직한 시멘트 조성물은 주로 건조되고 자유롭게 유동되는 분말형태 또는 습윤슬러리 형태이다.

그 시멘트 조성물은 수경성 시멘트 바인더에 혼화제 성분 각각을 개별적으로 첨가시켜 형성할 수 있거나, 또는 건조형태, 또는 바람직하게는 용액으로 다수 성분의 혼화제를 첨가시켜 형성할 수 있다.

바람직한 수경성 시멘트 바인더는 포오트랜드 시멘트이며, 본 발명의 시멘트 조성물은 미세한 또는 거친 골재 또는 추가 혼화제물질등 추가물질을 구성할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 바람직한 포오트랜드 시멘트 콘크리트에는 전체적으로 그 혼화제 성분이 포오트랜드 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 약 0.05wt%-약 0.20wt%의 중량농도로 존재하는 것이 일반적이며, 여기서 그 혼화제의 성능은 낮은 범위의 감수제로서 바람직하며 또 약 0.20wt%-약 0.50wt%의 중량농도에서 그 성능이 높은 범위의 감수제로서 바람직하다.

본 발명의 바람직한 혼화제는 건조형태로 각 성분을 혼합시켜 제조할 수 있고, 또 바람직하게는 각 성분의 수용액을 혼합(blending)시킨 다음 그 혼합용액을 요구하는 농도로 물을 첨가시켜 조절함으로써 제조할 수 있다.

다음 실시예는 본 발명을 더 구체적으로 설명한 것으로 본 발명을 한정시킨 것은 아니다.

특별한 기재가 없는한 모든 부(part)와 %는 중량으로 나타낸다.

[실시예 1]

칼슘 보로글루코네이트 용액의 제조

칼슘 글루코네이트 모노히드레이트 860.5g과 붕산 244g을 실온에서 물 1100g을 가하였다.

암갈색 용액이 얻어질때까지 얻어진 혼합물을 교반하고 약 50℃ 온도로 가온하였다.

그리고 이 용액을 실온으로 냉각시켰다.

이 용액을 사용하여 물을 증발시켜 갈색 고체의 칼슘 보로글로코네이트를 얻었다.

[실시예 2]

칼슘 보로글루코네이트 용액의 제조

칼슘옥시드 28g을 물에 가하여 진한 슬러리를 생성하였다.

이 슬러리를 교반하면서 글루콘산(gluconic Acid) 50% 수용액 392g에 가하였다.

그 슬러리 일체를 가한 다음 얻어진 혼합액을 냉각시키고 붕산 61.8g을 가하였다.

암갈색 용액이 얻어질때까지 그 혼합액을 교반시킨 다음 물을 첨가시켜 조절하여 40% 고형용액을 얻었다.

[실시예 3]

소듐 보로글루코 헵토네이트 용액의 제조

붕산 123.7g을 소듐 글루코펩토네이트 35% 수용액 1417g에 서서히 가하였다.

얻어진 혼합액을 암갈색 용액이 얻어질때까지 실온에서 교반시켰다.

[실시예 4]

트리에타놀 암모늄 보로글루코네이트 용액의 제조

글루코락톤 35.6g과 붕산 12.2g을 실온에서 물 50ml에 가하였다.

얻어진 혼합액을 약 50℃에서 약 4시간 교반하면서 가열하도록 물을 증발시켜 그 혼합물의 총량을 약 45ml로 감소시켰다.

그 다음 그 혼합물을 실온으로 냉각시키고 트리에타놀 아민 28g을 교반하면서 가하였다.

[실시예 5]

소듐 글루코헵토네이트 35% 고형수용액 2584g을 88% 포름산 용액 20.5g 첨가시켜 pH 약 6으로 조절하였다.

그 다음 붕산 226g을 pH 조절용액에 얻어진 혼합액을 실온에서 하루밤 교반시켰다.

그 다음 모노에탄올아민, 디에타놀아민 및 트리에타놀 아민으로 된 혼합물 476g을 교반하면서 가하여 얻어진 혼합액의 pH를 8로 하였다.

그 알카놀아민 혼합액을 공급자에 의해 0-15%의 모노에타놀아민, 13-45%의 디에타놀아민, 55-76%의 트리에타놀아민 및 0-5%의 기타물질을 포함하고 있는 것으로 보고 되었다.

본 실시예에서 제조된 보레이트 에스테르는 아래에서는 소듐-혼합 알카놀아민 보로글루코헵토네이트라고하고, 소듐과 알카놀아민 보레이트염의 혼합물로 구성되어 있는 것으로 볼 수 있다.

[실시예 6]

혼합 알카놀아민 보로글루코네이트 용액의 제조

글루코락톤 500g과 붕산 173.6g을 물 500ml에 가하고 암갈색 용액이 얻어질때까지 그 얻어진 혼합액을 교반하면서 가온하였다.

이 용액을 실온으로 냉각시키고 실시예 5의 알카놀아민 혼합물 418g을 냉각하면서 가하였다.

얻어진 용액을 물에 희석시켜 총량 1980.4g으로 하여 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트 50% 고형용액을 얻었다.

[실시예 7]

나프탈렌 술폰산-포름알데히드 축합물 폴리머염(출원인 회사에서 시판되는 제품, "WRDA-19") 40% 고형수용액, 소듐 리그노술포네이트 50% 고형수용액 및 아래에 나타낸 보레이트 에스테르 수용액을 혼합시켜 아래에 나타낸 혼화제를 제조하였다.

아래에 나타낸 중량비는 축합물 폴리머염 : 리그노술폰산염 : 보레이트 에스테르의 고형중량비이다.

얻어진 혼합물은 물을 첨가시켜 40% 고형농도로 조절시켜 최종의 혼화제 용액을 얻었다.

[실시예 3]

혼화제 A 및 B를 Type11 포오트랜드 시멘트 콘크리트 슬러리의 각 배치(batch)에 가하였다.

여기서 그 슬러리는 물/시멘트비 0.49로 제조하여 혼화제를 첨가하기 전에 약 11분 혼합시킨 것이다.

혼화제량은 여기서 위 시멘트에 가하였다.

다음 실시예에서는 콘크리트 조성물에 존재한 포오트랜트 시멘트 바인더의 중량%로써 나타낸 고형혼화제 성분의 총량으로 나타내며, 아래에서는 "% S/S(percent solids on solids)로 나타낸다.

이 실시예에서는 혼화제 용액 각각을 충분한 양으로 각 콘크리트 배치에 가하여 혼화제농도 0.40% S/S를 얻었다.

이 실시예의 콘크리트와 다음 실시예 콘크리트는 1,222㎏/m(611lbs/yd)의 시멘트 팩터(cement factor)로 제조하였다.

표준시료(reference sample)를 얻기 위하여 각 콘크리트의 각 부분을 0.40% S/S 농도로 "WRDA-19"만으로 혼합하였다.

이 시판용 물질은 높은 범위의 감수제로서 널리 사용된다.

슬럼프 측정은 ASTM C143에 의해 그 혼화제를 첨가한 전후에 그 콘크리트상에서 실시하였다.

측정한 슬럼프는 표 1에서 나타낸다.

표 1과 다음 실시예에 나타낸 시간은 슬럼프 측정을 한 시간이며, 콘크리트의 총혼합시간을 나타낸다.

위에서 나타낸 바와 같이, 그 혼화제를 약 11분에 가하여 혼합사이클(mix cycle)로 하였다.

[표 I]

표 1의 성적은 3종 시료중에서 거의 동일한 초기(15)분) 슬럼프를 나타내며, 또 본 발명의 혼화제가 있는 시료의 슬럼프 보유(slump retention)가 실질적으로 개량되었음을 나타낸다.

본 실시예와 다음 실시예의 콘크리트를 또 공기량(ASTM C192), 최종응결시간(ASTM C403) 및 압축강도(ASTM C192)에 대해서 1.7 및 28일(두 실린더 평균)에 걸쳐 측정하였다.

본 실시예의 콘크리트에 대한 측정을 표 II에 나타낸다.

[표 II]

표 II는 보레이트 에스테르가 알카리토금속(혼화제 B)보다 오히려 알카놀아민(혼화제 4)과 중화될때 응결시간의 증가가 더 저하된 결과를 나타낸 것이다.

[실시예 9]

혼화제 용액 A 및 C를 Type 1/11 포오트랜드 시멘트 콘트리트 슬러리의 각 배치에 충분한 량으로 가하여 혼화제 고형농도 0.40% S/S, 0.33% S/S 및 0.25% S/S를 얻었다.

콘크리트는 물/시멘트비 0/48로 제조하였고 혼화제는 실시예 8에서와 같이 11분에 걸쳐 가하였다.

표준시료는 서로 다른 3가지 농도 레벨에서 WRDA-19만을 첨가시켜 제조하였다.

실시예 8에서와 같이 측정하여 표 III 및 IV에 나타낸다.

[표 III]

[표 IV]

표 III 및 IV의 성적은 모든 혼화제 농도레벨에서 표준시료에 비하여 증가 슬럼프 보유를 나타낸다.

압축강도와 공기함량은 모든 혼화제 농도레벨에서 표준시료의 것과 근접되어 있다.

혼화제 사용결과 얻어진 최종응결시간의 증가는 농도감소에 따라 감소되며 0.25% S/S에서 혼화제 A의 응결시간은 표준시료와 거의 동일하다.

[실시예 10]

혼화제 용액 C 및 D를 Type1/11 및 Type 11 포오트랜드 시멘트 바인더가 각각 들어 있는 두 콘크리트 배치에 가하여 콘크리트 1 및 11로 각각 정하였다.

혼화제 농도는 일체의 배치에 대하여 0.33% S/S이며 혼화제를 11분에 가하여 혼합사이클로 하였다.

콘크리트는 물/시멘트비 057로 각각 제조하였다.

대비하기 위하여, 표준시료를 혼화제 농도 0.33% S/S에서 실시예 8 및 9(WRDA-19만)에서와 같이 제조하였다("표준 1").

또, 제2표준("표준 2")는 본 발명 출원인이 조제한 제품(상표 "Hycol")으로 시판되는 낮은 범위의 감수제 0.1% S/S를 함유한 콘크리트 I 및 II에 WRDA-19를 11분의 혼합사이클로 가하여 제조하였다.

감수제 조합농도는 0.43% S/S이었다.

슬럼프 측정은 실시예 8 및 9에서와 같이 실시하며 표 V에 나타내었다.

[표 V]

표 V의 성적은 두 혼화제에 의한 두 콘크리트에서 표준 1에 비히여 슬럼프 보유를 개량시켰음을 나타낸다.

두 혼화제에 의해 얻은 슬럼프 보유는 표준 2의 감수제의 총농도가 더 높아도 표준 2에 의해 얻어진 것보다 비교할 수 있으며, 또 더 향상되어 이 성적은 콘크리트 I에서 더 현저하다. 콘크리트의 공기함량, 응결시간 및 압축강도를 실시예 8에서와 같이 측정하여 표 VI에 나타낸다.

[표 VI]

[실시예 11]

혼화제 E, F 및 G를 11분의 혼합사이클로 0.40% S/S의 농도에서 콘크리트 배치에 가하였따. 그 콘크리트는 물/시멘트비 약 0.48에서 실시예 9의 Type I/II 포오트랜드 시멘트 바인더를 사용하여 제조하였다.

슬럼프 보유측정치를 표 VII에 나타낸다.

[표 VII]

공기함량, 응결시간 및 압축강도의 측정치를 표 VIII에 나타낸다.

[표 VIII]

* 3일 압축강도

표 VIII에 나타낸 바와같이, 혼화제 F의 보로글루코네이트 성분의 사용량이 더 높아도 칼슘 보로글루코네이트(혼화제 E)보다 오히려 혼합알카놀아민 보로글루코네이트(환화제 F)를 사용하면 응결시간이 저하된다. 혼화제 F는 또 혼화제 G보다 더 저하된 응결시간을 얻으며 혼화제 G는 트리에타놀아민과 단독으로 중화된 보레이트 에스테르와는 반대로, 알카놀 아민 혼합물과 중화된 보레이트 에스테르를 사용하면 더 낮은 응결 시간으로 되는 경향을 일반적으로 관찰할 수 있다. 그러나, 혼화제 G에서 얻은 응결시간은 보로글루코네이트성부늬 사용량이 높아도 혼화제 E에서 얻은 응결시간과 거의 동일하다.

[실시예 12]

낮은 사용량에서 감수력(water-reducing capability)를 나타내기 위하여 혼화제 C 및 H 각각을 0.1% S/S 및 0/16% S/S의 농도에서 콘크리트 슬러리배치에 가하였다. 그 혼화제를 혼합수에 가하여 슬러리를 제조하고 9분간의 혼합사이클로 하여 슬럼프 측정을 하였다. 그 콘크리트는 물/시멘트비 약 0.49에서 실시예 9의 Type I/II 포오트랜드 시멘트 바인더를 사용하여 제조하였다. 혼화제 무첨가(Blank)의 배치와 시판용의 낮은 범위의 감수제 "Hycol" 동일량을 가한 배치에 대하여 실험용 콘크리트를 비교하였다. 위 실시예에서와 같이 9분간 슬럼프와 동일한 측정치의 성적을 IX에 나타낸다.

[표 IX]

표 IX에서와 같이, 혼화제 C 및 H에 의해 유의성 있는 상당한 감수를 얻었다. 블랭크시료(blank sample)와 비교한 응결시간의 증가는 혼화제 C에서 최소이고 "Hycol" 시료에서 최대였다.

[실시예 13]

본 발명의 두 40% 고형 혼화제용액은 WRDA-19 : 칼슘보로글루코네이트 고형중량비를 50 : 50 및 75 : 20으로 하여 혼합(blend)하고 최종농도를 물로 조절시켜 제조하였다. 이 혼화제를 0.2% S/S의 사용량(농도)에서 11분간의 혼합사이클로 콘크리트배치에 가하고 0.2% S/S의 WRDA-19만으로한 표준 콘크리트와 비교하였다. 그 콘크리트는 물/시멘트비 0.51에서 실시예 8의 Type II 포오트랜드 시멘트 바인더를 사용하여 제조하였다. 슬럼프 보유측정치, 공기함량, 응결시간 및 압축강도를 표 X 및 XI에 나타낸다.

[표 X]

[표 XI]

[실시예 14]

실시예 6의 알카놀아민 보로글루코네이트 69wt% 수용액을 서로다른 Type I 포오트랜드 시멘트 바인더가 함유되어 있는 두 콘크리트에 가하여 각각 콘크리트 I 및 II를 각각 정하였다. 포오트랜드 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 약 0.07wt%의 량으로 혼합수에 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트를 가하였다. 또, 약 등몰량의 글루코락톤과 붕산을 수중에서 실온으로 반응시켜 제조한 비-중화 보로글루코네이트 에스테르 58.7% 수용액을 콘크리트 I 및 II의 각각의 배치에 가하였다. 포오트랜드 시멘트 바인더를 기준으로 하여 약 0.044wt%의 량으로 혼합수에 그 비-중화 보로글루코네이트를 가하였다.

위 각각의 중량농도 0.07%와 0.044%는 그 콘크리트내에 거의 등몰량의 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트와 비-중화 보로글루코네이트를 구성하였다. 이 몰량을 계산할 목적에서 가상의 분자량 351로 되도록 디에타놀아민과 트리에타놀아민의 50 : 50 혼합물과 그 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트가 중화되는 것으로 하였다. 이 실시예에서 사용한 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트량(혼합 알카놀아민 보로글루코네이트 5.98g을 포오트랜드 시멘트 바인더 약 8600g이 포함되어 있는 콘크리트에 가하였음)은 0.017몰로 하였다. 위 콘크리트 각각은 물/시멘트 비 0/58과 시멘트팩터(factor) 1034㎏/m(517 lbs/yd)에서 제조하였다.

그 결과 얻어진 콘크리트 슬러리의 슬럼프측정은 ASTM C143에 의해 혼화제를 첨가한후 약 9분간에 실시하였다. 콘크리트는 또 공기함량(ASTM C231), 최종응결시간(ASTM C403) 및 1,7 및 28일의 압축강도(ASTM C192)(두 실린더 평균)를 측정하였다. 혼화제를 가하지 않은 동일 콘크리트의 배치(batch)와 붕산, 글루콘산, 혼합알카놀아민 보로글루코네이트를 제조하는데 사용되는 알카놀아민 혼합물 각각 0.017몰을 가한 동일 콘크리트의 배치에 대하여 위 콘크리트를 대비하였다. 이것은 실시예 5에서와 같이 동일한 알카놀아민 혼합물이나 디에타놀아민과 트리에타놀아민의 50 : 50 혼합물, 동일 콘크리트에 각각 가한 붕산과 글루콘산(각 0.017몰)이다. 대비 콘크리트의 슬럼프, 공기함량, 최종경화시간 및 압축강도를 위에서와 같이 측정하였다. 각종 콘크리트 I 및 II에서 실시한 일체의 측정치 성적은 각각 표 XII 및 XIII에 나타낸다.

[표 XII]

[표 XIII]

표 XII 및 XIII에서와 같이 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트 혼화제는 콘크리트 I 및 II에서 최상의 슬럼프 및 응결지연을 얻었다. 혼화제가 없는 콘크리트에 대한 슬럼프의 유의성 있는 상당한 증가는 콘크리트 I에서 각각 2 : 24 및 2 : 26, 콘크리트 II에서 각각 1 : 08 및 1 : 17의 최종 응결시간 증가가 관찰되었다. 시료가 포함되어 있는 혼합알카놀아민 보로글루코네이트는 글루콘산 단독이나 붕산과 글루콘산 혼합물이 포함되어 있는 콘크리트보다 응결지연이 저하됨을 나타내며, 이들의 대비 콘크리트에서 얻은 슬럼프 증가보다 거의 같거나 또는 더 큰 슬럼프 증가를 얻는다. 붕산 및 혼합알카놀아민 시료가 혼합 알카놀아민 보로글루코네이트 시료보다 응결시간이 저하되나 보로글루코네이트 시료는 슬럼프가 더 커짐을 나타내며, 이와같은 경향은 콘크리트 I 에서 더 현저하다. 비-중화 보로글루코네이트는 또 혼화제가 없는 콘크리트와 비교할때 콘크리트 I에서 각각 2 : 35와 2 : 52, 콘크리트 II에서 각각 1 : 22와 1 : 39의 최종응결시간중에서 슬럼프의 증가가 현저하였다. 비-중화 보로글루코네이트에 의해 얻은 응결지연은 혼합알카놀아민 보로글루코네이트 또는 글루콘산에 의해 얻은것보다 더 크나 당량몰량의 글루콘산 단독에 의해 얻은것보다 저하되었다.

위 실시예에서 얻은 성적은 본 발명의 혼화제를 사용하여 얻을 수 있는 성능을 예시한 것이다. 위에서 나타낸 바와같이, 그 혼화제 성능은 혼화제 조성물의 기능과 시멘트 타입 및 소오스(source), 물/시멘트 비 및 골재의 크기와 량등 시멘트 혼합물의 조성에 관련된 변화량에 따라 변화된다.

Claims (18)

1. 수경성 시멘트 바인더와 폴리히드록시화합물의 보레이트 에스테르(borate ester)를 구성시킴을 특징으로 하는 수경성 시멘트 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 수경성 시멘트 바인더는 포오트랜드 시멘트임을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 보레이트 에스테르의 양은 상기 수경성 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 약 0.01wt%-0.15wt%임을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 보레이트 에스테르량은 상기 수경성 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 약 0.075wt% 이하임을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 보레이트 에스테르는 암모늄, 알킬암모늄 및 알카놀암모늄으로 구성된 그룹(group)에서 선택한 양이온종(cationic species)을 구성한 염임을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.
6. 수경성 시멘트 감수제와, 붕산을 폴리히드록시화합물과 반응시켜 보레이트 에스테를 얻고 그 보레이트 에스테를 아민과 중화반응시켜 얻은 반응생성물(아민 보레이트 에스테르)로 구성한 수경성 시멘트 감수 혼화제 조성물.
7. 제6항에 있어서, 붕산과 상기 폴리히드록시화합물을 등몰량으로 반응시킴을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
8. 제6항에 있어서, 상기 아민은 알카놀아민임을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
9. 수경성 시멘트 감수제와 폴리히드록시화합물의 보레이트 에스테르로 구성시킴을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
10. 제9항에 있어서, 상기 보레이트 에스테르는 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속 양이온, 암모늄 양이온, 알칼암모늄 양이온, 또는 알카놀 암모늄 양이온으로 구성된 염임을 특징으로 하는 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
11. 제9항에 있어서, 상기 수경성 시멘트 감수제는 방향족 술폰산-알데히드 축합물 폴리머염 또는 리그노 술폰산 염으로 구성됨을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
12. 제9항에 있어서, 감수제 성분으로서 적어도 다른 두 수경성 시멘트 감수제를 구성시킴을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
13. 제12항에 있어서, 방향족 술폰산-알데히드 축합물 폴리머염과 리그노 술폰산염으로 구성됨을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
14. 제9항에 있어서, 혼화제의 총중량을 기준으로 하여 상기 보레이트 에스테르를 약 30wt% 이하로 구성시킴을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
15. 제13항에 있어서, 상기 축합물 폴리머염, 리그노술폰산염 및 보레이트 에스테르의 총중량을 기준으로 하여 상기 축합물 폴리머염 약 30-90wt%, 상기 리그노술폰산염 약 15-80wt%, 상기 보레이트 에스테르 약 1-15wt%로 구성함을 특징으로 한 수경성 시멘트 감수혼화제 조성물.
16. 수경성 시멘트 바인더, 수경성 시멘트 감수제, 폴리히드록시화합물의 보레이트 에스테르로 구성시킴을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.
17. 제16항에 있어서, 상기 감수제와 상기 보레이트 에스테르의 총량은 상기 수경성 시멘트 바인더의 중량을 기준으로 하여 약 0.05wt%-0.50wt%임을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.
18. 제16항에 있어서, 상기 감수제는 방향족 술폰산-알데히드 축합물 폴리머염과 그리노술폰산염으로 구성됨을 특징으로 한 수경성 시멘트 조성물.