KR940001649B1 - Mineral binder and compositions employing the same - Google Patents
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Abstract
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Description
포오틀랜드 시멘트는 표준 건축자재로 사용되어 왔다. 지난 몇년동안 포오틀랜드 시멘트 조성물에 더 빠른 경화성, 특정물질에 대한 친화성, 내성, 강도의 향상 등과 같은 특성 또는 이점을 구비시키기 위해 여러종류의 개선제가 개발되었다. 그러나 개선된 조성물은 상반되는 방향으로 작용하여 초기에 더 빠르게 경화하는 포오틀랜드 시멘트는 낮은 강도를 가지는 최종제품이 되고, 반면 고강도 포오틀랜드 시멘트 조성물은 흔히 충분한 조기 강도가 없기 때문에 상당한 기간동안 틀에서 꺼낼수가 없다. 지난 몇 년간에 비록 조성은 광물이나 에폭시 및 폴리우레탄과 같은 성형수지의 여러 성질을 구비한 지질중합체(geopolymer)가 발명되었다. 이러한 지질중합체는 예를 들면 조셉 다비도빗트의 명의로 된 미합중국 특허 제4349386호 및 동 제4472199호에 기술되고 청구되어 있다. 이들 지질중합체는 주로 실리카와 알루미나로 구성되고, 요망되는 구조를 제공하기 위해 특별한 방법으로 혼합시키고 반응시킨 것이다. 일반적으로 이들 지질중합체는 의도하는 목적에 매우 적합하나, 포오틀랜드 시멘트 조성물에서 요구되는 정도의 강도는 제공하지 못한다.Portland cement has been used as a standard building material. In the past few years, various types of modifiers have been developed to provide the Portland cement composition with properties or advantages such as faster curing, affinity for certain materials, resistance, and improved strength. However, the improved composition acts in the opposite direction so that Portland cement, which initially cures faster, becomes a lower strength end product, whereas high strength Portland cement compositions often have a framework that is not suitable for a significant period of time because it is not sufficiently early strength. Can't get out of In the last few years, geopolymers have been invented, although their composition has many properties of minerals and molding resins such as epoxy and polyurethane. Such lipopolymers are described and claimed in, for example, US Pat. No. 4,349,386 and US Pat. No. 4,447,99 in the name of Joseph Davidoff. These lipopolymers consist mainly of silica and alumina, which are mixed and reacted in a special way to provide the desired structure. Generally these lipid polymers are well suited for their intended purpose, but do not provide the strength required for Portland cement compositions.
따라서 표준 상태로 활용하되, 높은 조기 강도와 높은 최종 강도를 모두 제공하는 포오틀랜드 시멘트 조성물을 탐구하는 연구가 계속되어 왔다.Thus, research has continued to explore Portland cement compositions that utilize the standard state but provide both high early strength and high final strength.
특히 프리스트레스(Prestress) 작업에서 필요한 틀에서 꺼내는 강도인 4시간에서 최저 강도 400psi을 가지는 조성물에 대하여 연구되어 왔다.In particular, compositions have been studied with a minimum strength of 400 psi at 4 hours, the strength to be taken out of the mold required for prestress operations.
본 발명에 의해서, 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용할 수 있는 광물 결합체가 개발되었다. 위에서 언급한 지질중합체는 사용할 수 있고 작업할 수 있는 조성물을 만들기 위해 직접 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용할 수가 없다는 것을 알게 되었다. 경화는 일어나지 않으나, 가소성의 급격한 상실은 시멘트 조성물이 실질적으로 사용됨에 따라 필요한 성질인 작업가능성(Workability)이 없게 되는 위험이 있다.With the present invention, mineral binders have been developed that can be used with Portland cement. It has been found that the above-mentioned lipopolymers cannot be used directly with Portland cement to make a usable and workable composition. Hardening does not occur, but there is a risk that the rapid loss of plasticity will result in the lack of workability, which is a necessary property as the cement composition is actually used.
지질중합에의 조성을 개량하여서 특히 알카리 금속 규산염의 상당량을 미분된 실리카로 대치시켜, 특히 비결정질 실리카로 대치시켜서 요망되는 높은 조기 강도와 실온에서 계속 경화시켜 13000 내지 15,000psi의 최종 압축강도를 가지는 시멘트 조성물을 발명하게 되었다. 모든 알카리 금속 규산염을 미분된 실리카로 대치할 수 있다. 또한 수송과 취급의 단순화와 같은 여러 이점이 있으며, 이는 더욱 상세히 동일자 출원된 미합중국 특허원 제708,732호에 기술되어 있다.By improving the composition to the lipopolymerization, in particular, a substantial amount of alkali metal silicate is replaced by finely divided silica, in particular by amorphous silica, and the desired high early strength and continuous curing at room temperature, resulting in a cement composition having a final compressive strength of 13000 to 15,000 psi. Was invented. All alkali metal silicates can be replaced with finely divided silica. There are also several advantages, such as the simplification of transportation and handling, which are described in more detail in US Patent Application No. 708,732 filed on the same date.
본 발명에 의거, 높은 조기 강도와 높은 최종 강도의 물질을 형성하는 포오틀랜드 시멘트 조성물에 함께 사용할 수 있는 결합제 조성물이 개발되었다. 이 결합제의 조성은 중량부로 다음과 같다.In accordance with the present invention, a binder composition has been developed that can be used together in a Portland cement composition to form materials of high early strength and high final strength. The composition of this binder is as follows by weight.
메타카올린 100중량부100 parts by weight of metakaolin
슬랙 20 내지 70중량부20 to 70 parts by weight of slack
플라이 애시, 소성혈암 및 소성 백토로 구성된 85 내지 130중량부85 to 130 parts by weight, consisting of fly ash, calcined shale and calcined clay
군에서 선택된 적어도 하나의 물질At least one substance selected from the group
미분된 실리카, 바람직하기는 비결정질 실리카 70 내지 215중량부Finely divided silica, preferably 70 to 215 parts by weight of amorphous silica
적어도 55중량부의 규산칼륨을 가지는 55 내지 145중량부55 to 145 parts by weight having at least 55 parts by weight potassium silicate
규산칼륨과 수산화칼륨의 혼합물Mixture of potassium silicate and potassium hydroxide
상기한 결합제 조성물은 포오틀랜드 시멘트와 또는 지금까지 공지된 방법으로 개량된 포오틀랜드 시멘트와 혼합되어 높은 조기 강도와 높은 최종 강도를 발생시키는 조성물을 제공한다. 포오틀랜드 시멘트에 함유될 수 있는 물질 중에서 플라이 애시, 여러 종류의 혼합물 또는 억제제 등이다.The binder composition described above is provided with a composition which is mixed with Portland cement or with Portland cement which has been improved by methods known to date to produce high early strength and high final strength. Among the materials that may be contained in Portland cement are fly ash, various types of mixtures or inhibitors.
결합제와 포오틀랜드 시멘트의 혼합물을 물과 혼합하고, 틀에 넣어 150℉ 내지 195℉에서 경화시키면, 약 1시간 내에 틀에서 꺼낼수가 있다. 이것은 포오틀랜드 시멘트 단독 보다도 빠를 뿐만 아니라 전기한 지질중합체를 틀에서 꺼내는 시간보다도 일반적으로 빠르다. 지질중합체의 경화는 통상적으로 틀에서 꺼낼 수 있게 되기까지 2 내지 4시간이 요구된다.The mixture of binder and Portland cement is mixed with water, put into a mold and cured at 150 ° F. to 195 ° F., and can be removed from the mold within about 1 hour. This is not only faster than Portland cement alone, but also generally faster than the time taken out of the former lipopolymer. Curing of the lipopolymer typically requires 2 to 4 hours to be able to be taken out of the mold.
본 발명의 결합제-포오틀랜드 시멘트 조성물은 흔히 할당된 4시간 내에 프리스트레스(Prestress) 작업에서 필요한 강도 4000psi을 이룩하며, 이러한 강도는 바람직한 것이나 다른 경우에는 틀에서 꺼내기 위해 오직 약 1000 내지 1500psi의 강도가 요구되며 부분적으로 경화된 콘크리이트는 이러한 강도에서 일반적으로 취급할 수가 있다. 본 발명의 성분 때문에 경화는 상당한 시간동안 계속되게 되며, 본 발명의 결합제를 포오틀랜즈 시멘트와 함께 사용하여 최종 강도 13000 내지 15000psi을 얻을 수 있다.The binder-potland cement composition of the present invention often achieves the strength of 4000 psi needed for prestress operation within an allotted four hours, which is desirable but otherwise only about 1000 to 1500 psi for removal from the mold. Partially cured concrete, which is required, can generally be handled at this strength. Curing continues for a considerable time because of the components of the present invention, and the binder of the present invention can be used with Portland cement to achieve final strengths of 13000 to 15000 psi.
본 발명에 따른, 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용할 결합제 조성물은 다음과 같은 조성을 가지며 모든 부는 중량부이다.According to the invention, the binder composition for use with Portland cement has the following composition and all parts are parts by weight.
메타카올린 100중량부100 parts by weight of metakaolin
슬랙 2 내지 70중량부Slack 2 to 70 parts by weight
플라이 애시, 소성혈암 및 소성백토로 구성되는 85 내지 130중량부85 to 130 parts by weight consisting of fly ash, calcined shale and calcined clay
군에서 선택된 적어도 하나의 물질At least one substance selected from the group
미분된 실리카, 바람직하기는 비결정질 실리카 70 내지 215중량부Finely divided silica, preferably 70 to 215 parts by weight of amorphous silica
규산칼륨과 수산화칼륨으로 구성된 군에서 선택Selection from the group consisting of potassium silicate and potassium hydroxide
하되 적어도 55중량부의 규산칼륨을 가지는 적어 55 내지 145중량부But less than 55 to 145 parts by weight having at least 55 parts by weight of potassium silicate
도 하나의 물질One material
조성물은 메타카올린 100부에 기준한 것이며 다른 물질은 메타카올린의 중량비로서 표시했다. 메타카올린(Al2O3·2SiO2)은 카올리나이트를 500℃ 이상의 온도로 특징적인 결정이 파괴될때까지 가열하여 탈수산화시켜 수득한다. 최적 온도는 600℃ 내지 800℃ 범위이다.The composition is based on 100 parts of metakaolin and the other materials are expressed as weight ratio of metakaolin. Metakaolin (Al 2 O 3 .2SiO 2 ) is obtained by heating kaolinite to a temperature above 500 ° C. until the characteristic crystals are destroyed and dehydrogenated. The optimum temperature is in the range of 600 ° C to 800 ° C.
본 발명의 결합제 조성물에 사용되는 슬랙은 다음 특징을 가지는 Lone Star 마이아미 시드마 슬랙이다.The slack used in the binder composition of the present invention is Lone Star Miami Sidma Slack having the following characteristics.
사용된 슬랙은 잠재 수경성 제품이며 적절한 활성제로 활성화 될 수 있다. 활성제가 없으면 슬랙의 강도 발생은 극히 늦다. 또한 슬랙의 강도 발생은 pH 12이거나 또는 그 이상을 요구한다는 것이 공지되어 있다. 가장 좋은 활성제는 포오틀랜드, 클린커, 수산화칼슘, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 물유리이다. 여러 종류의 알카리 활성제로 활성화된 슬랙의 7일간의 압축강도는 J.Metso and E. Kapans가 "무기물질에 의한 고로(高爐) 슬랙의 활성화"라는 논문으로 1983년 8월과 7월에 카나다국 퀴벡주 몬트레시에서 개최된 CANMET/ACI의 플라이 애시, 실리카 흄, 슬랙 및 다른 광물질 부산물을 콘크리이트에 사용하는 것에 관한 일차 국제회의에서 밝혔다. 수산화나트륨 4중량%를 가해서 압축 7일 강도 12 내지 20MPa(1740 내지 2900psi) 그리고 압축 28일 강도 22MPa(3190psi)을 발생했다.The slack used is a latent hydraulic product and can be activated with a suitable active agent. Without the active agent, the strength of the slack is extremely late. It is also known that the generation of strength of slack requires a pH of 12 or higher. The best active agents are Portland, Clinker, Calcium Hydroxide, Sodium Hydroxide, Potassium Hydroxide and Waterglass. The seven-day compressive strength of slack activated by various alkali activators was published by J.Metso and E. Kapans in the paper entitled "Activation of Blast Furnace Slag by Inorganic Materials" in August and July 1983 CANMET / ACI's fly ash, silica fume, slack and other mineral by-products in concrete were held at Montetre, Quebec. 4% by weight of sodium hydroxide was added to produce a compressive 7 day strength 12-20 MPa (1740-2900 psi) and a compressive 28 day strength 22 MPa (3190 psi).
슬랙은 메타카올린 100중량부 기준 20 내지 70중량부를 사용했다. 바람직하기는 사용된 양은 약 30 내지 50중량부이다.Slack used 20 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of metakaolin. Preferably the amount used is about 30 to 50 parts by weight.
본 발명의 결합제 조성물의 다른 필수 성분은 플라이 애시, 소성 혈암 또는 소성백토의 하나 또는 그 이상이다. 이들 물질의 혼합물도 또한 사용된다. 사용량은 메타카올린 100부 기준 85 내지 130중량부이다. 이들 물질은 반응성이고 따라서 경화반응에 참여하여 최종제품을 형성한다.Other essential components of the binder composition of the present invention are one or more of fly ash, calcined shale or calcined clay. Mixtures of these materials are also used. The amount used is 85 to 130 parts by weight based on 100 parts of metakaolin. These materials are reactive and thus participate in the curing reaction to form the final product.
본 발명의 결합제와 선행 기술의 조성물과의 주요한 차이는 미분된 실리카, 바람직하기는 비결정질 실리카의 사용에 있다. 이 물질의 사용량은 지적한 바와 같이 메타카올린 100부 기준 70 내지 215중량부의 범위이다. 바람직하기는 메타카올린 100부 기준 미분된 실리카의 양은 85 내지 160중량부이고, 가장 바람직하기는 85 내지 115중량부이다.The main difference between the binder of the present invention and the compositions of the prior art lies in the use of finely divided silica, preferably amorphous silica. The amount of the substance used is in the range of 70 to 215 parts by weight based on 100 parts of metakaolin as indicated. Preferably the amount of finely divided silica based on 100 parts of metakaolin is 85 to 160 parts by weight, most preferably 85 to 115 parts by weight.
지적한 바와 같이, 바람직한 미분된 실리카는 비결정질 실리카이고, 비결정질 실리카 중에서는 실리카 흄이 바람직하다. 그러나 다른 비결정질 또는 미분된 실리카 예로서 쌀겨재, 미세 결정질 실리카, 포졸란(Pozzolane) 및 공지의 다른것과 대치될 수 있다.As pointed out, the preferred finely divided silica is amorphous silica, of which silica fume is preferred. However, other amorphous or finely divided silicas may be substituted for rice bran, microcrystalline silica, Pozzolane and others known in the art.
미분된 또는 비결정질 실리카는 크게는 선행기술물질의 규산나트륨과 규산칼륨을 대치하는 것이다. 이들 규산염을 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용하는 것은 물질의 가소성의 급격한 상실과 요망되는 작업가능성을 막을 가능성 때문에 최대한 피하여야 된다는 것을 알게 되었다. 부가해서 비결정질 실리카는 규산염 보다 염가이고 물질의 계속적 반응을 허여하여 결합제 또는 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용된 콘크리이트의 최종 강도가 더욱 높게 한다.Finely divided or amorphous silica largely replaces sodium silicate and potassium silicate of the prior art. It has been found that the use of these silicates in conjunction with Portland cement should be avoided as much as possible because of the possibility of preventing the rapid loss of plasticity of the material and the desired workability. In addition, amorphous silica is more inexpensive than silicate and allows for continuous reaction of the material, resulting in higher final strength of the concrete used with the binder or portland cement.
본 발명 결합제의 마지막 성분은 알카리 성분이고, 이것은 수산화칼륨과 규산칼륨으로 구성되는 군에서 메타카올린 100부 기준 55 내지 145중량부의 양으로 선택된다. 만약 요망되면 전혀 수산화칼륨을 사용할 필요가 없고, 모든 알카리 성분은 규산칼륨이 될 수 있다. 이들 두 물질의 바람직한 혼합량은 메타카올린 100부 기준 약 65 내지 115중량부이고 만약, 요망될때에는 이 물질의 전부가 지적한 바와 같이 규산칼륨이 될 수 있다.The last component of the binder of the present invention is an alkali component, which is selected in an amount of 55 to 145 parts by weight based on 100 parts of metakaolin in the group consisting of potassium hydroxide and potassium silicate. If desired, no potassium hydroxide is required at all, and all alkaline components can be potassium silicate. A preferred mixing amount of these two materials is about 65 to 115 parts by weight based on 100 parts of metakaolin and if desired all of these materials may be potassium silicate as indicated.
만약 요망될때에는 수산화칼륨을 수산화나트륨으로, 그리고 규산칼륨을 규산나트륨으로 중량 기준으로 대치할 수 있다. 그러나 칼륨 화합물 대신 나트륨 화합물이 사용되면 최종 물질의 동결-해동 안정성은 그렇게 좋지 않다.If desired, potassium hydroxide can be replaced by weight with sodium hydroxide and potassium silicate with sodium silicate. However, if sodium compounds are used instead of potassium compounds, the freeze-thaw stability of the final material is not so good.
본 발명에 따른 포오틀랜드 시멘트 대 결합제의 비율은 중량 기준 40 : 60 내지 70 : 30이다. 바람직하기는 포오틀랜드 시멘트가 55 내지 65%이고 결합제가 40 내지 35%인 것이다. 부가해서, 실질적인 양의 플라이 애시를 포오틀랜드 시멘트 성분에 함유시킬 수 있으며, 플라이 애시의 양은 일반적으로 전체 조성물의 약 20%을 구성하며, 포오틀랜드 시멘트와 결합제의 비율은 실질적으로 전기한 바와 같다.The ratio of Portland cement to binder according to the invention is 40: 60 to 70: 30 by weight. Preferably, the portland cement is 55-65% and the binder is 40-35%. In addition, a substantial amount of fly ash may be included in the Portland cement component, the amount of fly ash generally making up about 20% of the total composition, and the ratio of portland cement to binder is substantially as described above. same.
추가하여, 시멘트 조성물에 통상적으로 가해지는 다른 물질, 예로서 여러 종류의 혼합물들은 전체 조성에 사용될 수 있으며, 이러한 혼합물 또는 억제제는 특별히 한정되지 않고, 예로서 보락스, 시트르산, 설탕 및 여러 종류의 특성적 억제제이고, 이들의 일부는 다음의 특정 조성에서 확인될 것이다.In addition, other materials commonly applied to the cement composition, such as several kinds of mixtures, may be used in the overall composition, and such mixtures or inhibitors are not particularly limited, for example borax, citric acid, sugar and various kinds of properties. Inhibitors, some of which will be found in the following specific compositions.
다음은 본 발명의 결합제 및 결합제-포오틀랜드 시멘트 조성물의 조성을 나타내는 실시예이다. 이들은 상세히 설명을 하기 위한 것으로서 어느 경우에서도 첨부된 청구범위에서 기술된 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 모든 부는 별도로 지적하지 않는한 중량부이고, 전체 시멘트 조성에 대해 특정한 물의 양을 정했으나, 물은 실질적으로 작업할 수 있는 혼합물을 만들기 위해 가해지는 것이다.The following is an example showing the composition of the binder and binder-portland cement composition of the present invention. These are intended to be in detail and in no case limit the scope of the invention described in the appended claims. All parts are parts by weight unless otherwise noted, and a specific amount of water is specified for the overall cement composition, but water is added to make the mixture workable substantially.
[실시예 1]Example 1
다음 재료를 사용하여 결합제 조성물을 만든다.The following materials are used to make the binder composition.
메타카올린 70중량부70 parts by weight of metakaolin
슬랙 38.5중량부Slack 38.5 parts by weight
플라이 애시, 소성혈암 및 소성 백토의 혼합물 63중량부63 parts by weight of a mixture of fly ash, calcined shale and calcined clay
실리카 흄 107.8중량부107.8 parts by weight of silica fume
규산칼륨 46.2중량부46.2 parts by weight of potassium silicate
수산화칼륨 23.4중량부23.4 parts by weight of potassium hydroxide
[실시예 2]Example 2
실시예 1의 결합제 조성물을 포오틀랜드 시멘트 353.8중량부, 모래 1625중량부, 보락스 4.9중량부, ICI 미국 회사에서 판매되는 마이티 150-R(술폰화 나프탈렌 포름알데히드 축합물과 글루콘네이트) 9.9중량부와 함께 물 246중량부와 합한다. 전체 조성물을 충분히 혼합시키고 이어서 150℉에서 경화시킨다. 4시간 후에 생성된 모르타르는 압축강도 4030psi, 24시간후에 압축강도 5380psi을 가진다.The binder composition of Example 1 comprises 353.8 parts by weight of Portland cement, 1625 parts by weight of sand, 4.9 parts by weight of borax, and Mighty 150-R (sulfonated naphthalene formaldehyde condensate and gluconate) sold by ICI USA. It is combined with 246 parts by weight of water together with parts by weight. The entire composition is thoroughly mixed and then cured at 150 ° F. The resulting mortar after 4 hours has a compressive strength of 4030 psi and after 24 hours of 5380 psi.
[실시예 3]Example 3
수산화칼륨을 사용하지 않고, 실리카 흄의 양을 131.2중량부, 그리고 물의 필요량인 321중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 같은 재료와 조건으로 이행하여, 4시간에서 압축강도 3520psi, 24시간에서 4130psi을 이룩했다.Without using potassium hydroxide, the amount of silica fume was transferred to the same materials and conditions as in Example 2, except that 131.2 parts by weight of silica fume and 321 parts by weight of water were used. 4130 psi was achieved in time.
[실시예 4]Example 4
수산화칼륨과 보락스를 공히 사용하지 않고 물 254중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 같은 재료와 조건으로 실시하여, 4시간에서 압축강도 1870psi, 24시간에서 3600psi을 얻었다.Except for using potassium hydroxide and borax without using 254 parts by weight of water, the same materials and conditions as in Example 2 were carried out to obtain a compressive strength of 1870 psi at 4 hours and 3600 psi at 24 hours.
[실시예 5]Example 5
마이티 150-R의 양을 5.0중량부로 줄이고, 물 236중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 4에서와 같은 재료와 조건으로 실시하여, 4시간에서 압축강도 4170psi, 24시간에서 5930psi을 얻었다.The amount of Mighty 150-R was reduced to 5.0 parts by weight, and was subjected to the same materials and conditions as in Example 4 except that 236 parts by weight of water was used to obtain a compressive strength of 4170 psi at 4 hours and 5930 psi at 24 hours.
[실시예 6]Example 6
실시예 1의 결합제를 포오틀랜드 시멘트 353.8중량부, 모래 1625중량부, 빈솔 수지 5.0중량부 및 물 172중량부와 함께 사용하였다. 빈솔 수지는 허큘레스 회사 제품의 남방 소나무에서 유도한 열가소성 수지이다. 본 조성물에서 사용되기 위해서 수지는 수산화나트륨으로 완전히 중화시킨다. 150℉에서 4시간동안 경화시킨후, 압축강도 5250psi을 얻었으며, 24시간 후에 압축강도는 5530psi이었다.The binder of Example 1 was used with 353.8 parts by weight of Portland cement, 1625 parts by weight of sand, 5.0 parts by weight of Vinsol resin and 172 parts by weight of water. Vinsol resin is a thermoplastic derived from the southern pines of Hercules. The resin is completely neutralized with sodium hydroxide for use in the composition. After curing for 4 hours at 150 ° F., a compressive strength of 5250 psi was obtained, and after 24 hours the compressive strength was 5530 psi.
[실시예 7]Example 7
모든 소성 혈암과 소성 백토를 플라이 애시로 대치한 것을 제외하고는 실시예 6과 같은 조건과 조성으로 실시하여, 4시간에서 압축강도 2560psi을 얻었으며, 24시간후에 압축강도에 실질적인 변화는 없었다.Except for replacing all calcined shale and calcined clay with fly ash, the same conditions and compositions as in Example 6 were used to obtain a compressive strength of 2560 psi at 4 hours, with no substantial change in compressive strength after 24 hours.
[실시예 8]Example 8
보락스 4.9중량부와 시트르산 2.5중량부 및 물 190중량부를 가한 것을 제외하고는 실시예 6과 같은 재료와 조건으로 실시하여 4시간에서 압축강도 3720psi, 그리고 24시간에서 7300psi을 얻었다.Except for the addition of 4.9 parts by weight of borax, 2.5 parts by weight of citric acid and 190 parts by weight of water, the same conditions as in Example 6 were carried out to obtain a compressive strength of 3720 psi at 4 hours and 7300 psi at 24 hours.
[실시예 9]Example 9
실리카 흄 77중량부와 규산칼륨 77중량부를 사용하고, 시트르산의 양을 4.9중량부로 증대시키고 물 150중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 8과 같은 재료와 조건으로 실시하여, 4시간에서 압축강도 5430psi, 3일에서 9800psi을 얻었다.Compressive strength at 4 hours, using 77 parts by weight of silica fume and 77 parts by weight of potassium silicate, increasing the amount of citric acid to 4.9 parts by weight and using 150 parts by weight of water. 5,430 psi, 9,800 psi was obtained in 3 days.
[실시예 10]Example 10
모든 소성 혈암과 소성 백토를 플라이 애스로 대치하고, 물 130중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 9와 같은 조건으로 실시하여 4시간에서 압축강도 5880psi, 3일에서 8130psi을 얻었다.All calcined shale and calcined clay were replaced with fly ash and subjected to the same conditions as in Example 9 except that 130 parts by weight of water was used to obtain a compressive strength of 5880 psi at 4 hours and 8130 psi at 3 days.
[실시예 11]Example 11
다음 성분을 사용하여 결합제 조성물을 제조하였다.The binder composition was prepared using the following ingredients.
메타카올린 70중량부70 parts by weight of metakaolin
슬랙 19.2중량부Slack 19.2 parts by weight
플라이 애시 82.3중량부Fly Ash 82.3 parts by weight
실리카 흄 107.8중량부107.8 parts by weight of silica fume
규산칼륨 46.2중량부46.2 parts by weight of potassium silicate
수산화칼륨 23.4중량부23.4 parts by weight of potassium hydroxide
[실시예 12]Example 12
실시예 11의 결합제를 포오틀랜드 시멘트 353.8중량부, 모래 1625중량부, 시트르산 4.9중량부 및 다라셈-100(W.R.Grace ＆ Co. 회사가 판매하는 술폰화나프탈렌 포름알데히드축합물, 글루콘네이트 및 리그노술포네이트로 구성된 물질) 4.9중량부 및 물 150중량부와 합하고 이것을 충분히 혼합시키고 150℉에서 경화시킨다. 4시간후에 압축강도 5180psi을 얻었고 24시간후에 7430psi을 얻었다.The binder of Example 11 was composed of 353.8 parts by weight of Portland cement, 1625 parts by weight of sand, 4.9 parts by weight of citric acid, and Darasem-100 (sulfonated naphthalene formaldehyde condensate sold by WRGrace & Co., Gluconate and 4.9 parts by weight of lignosulfonate) and 150 parts by weight of water and mix well and cure at 150 ° F. After 4 hours, the compressive strength was 5180 psi and after 24 hours, 7430 psi was obtained.
[실시예 13]Example 13
실리카 흄 65.6중량부, 수산화칼륨 65.6중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 10과 같은 물질과 조건으로 실시하여 4시간에서 압축강도 6580psi, 3일에서 9230psi을 얻었다.Except for using 65.6 parts by weight of silica fume, 65.6 parts by weight of potassium hydroxide was carried out in the same materials and conditions as in Example 10 to obtain a compressive strength of 6580psi at 4 hours, 9230psi at 3 days.
[실시예 14]Example 14
시트르산과 다라셈-100을 설탕 1.25중량부로 대치한 것을 제외하고는 실시예 10과 같은 재료와 조건으로 실시하여 4시간에서 압축강도 6920psi, 3일에서 9150psi을 얻었다.Except for replacing the citric acid and Darasem-100 with 1.25 parts by weight of sugar, the same materials and conditions as in Example 10 were used to obtain a compressive strength of 6920 psi at 4 hours and 9150 psi at 3 days.
[실시예 15]Example 15
다음 성분으로 결합제 조성물을 제조하였다.The binder composition was prepared with the following ingredients.
메타카올린 52.5중량부Metakaolin 52.5 parts by weight
슬랙 28.9중량부Slack 28.9 parts by weight
플라이 애시, 소성혈암 및 소성백토 혼합물 47.2중량부47.2 parts fly ash, calcined shale and calcined clay mixture
실리카 흄 57.7중량부57.7 parts by weight of silica fume
규산칼륨 57.7중량부57.7 parts by weight of potassium silicate
수산화칼륨 7.6중량부7.6 parts by weight of potassium hydroxide
[실시예 16]Example 16
실시예 15의 결합제 조성물을 시멘트 437.5중량부, 플라이 애시 175중량부, 시트르산 1.8중량부, 다라타드 40(W.R. Grace ＆ Co. 회사가 판매하는 칼슘 리그노술폰네이트로 구성된 물질) 4.3중량부 및 물 180중량부와 혼합하였다. 150℉에서 4시간동안 경화시킨 후에 압축강도는 5780psi, 1일 후에 7110psi가 되었다.In the binder composition of Example 15, 437.5 parts by weight of cement, 175 parts by weight of fly ash, 1.8 parts by weight of citric acid, 4.3 parts by weight of daratad 40 (a material consisting of calcium lignosulfonate sold by WR Grace & Co.) and water Mixed with 180 parts by weight. After curing for 4 hours at 150 ° F., the compressive strength was 5780 psi and 7110 psi after 1 day.
[실시예 17]Example 17
시트르산을 3.5중량부로 증대시키고, 다라타드 40을 마이티 150-R 8.3중량부로 대치하고 물 160중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 16과 같은 재료와 방법으로 실시하였으나, 과잉량의 혼합물을 사용 그리고/또는 물이 충분하지 않았기 때문에 재료는 급히 가소성을 잃어 버렸다. 이것은 4시간후에 압축강도 2630psi을 나타내었다.Except for increasing the citric acid to 3.5 parts by weight, replacing Daratat 40 with 8.3 parts by weight of Mighty 150-R and using 160 parts by weight of water, but using an excess amount of the mixture and The material quickly lost plasticity because there was not enough water. This gave a compressive strength of 2630 psi after 4 hours.
[실시예 18]Example 18
시트르산과 다라타드 40의 양을 배가하고 물 150중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 16과 같은 재료와 절차로 실시하여 4시간후에 압축강도 3750psi을 얻었다. 이 조성물은 과잉량의 혼합물을 사용하고 그리고/또는 충분한 물을 사용하지 않았기 때문에 급히 가소성을 잃어버렸다.Except for doubling the amount of citric acid and daratad 40 and using 150 parts by weight of water was carried out with the same materials and procedures as in Example 16 to obtain a compressive strength of 3750psi after 4 hours. This composition quickly lost plasticity because of using excess mixture and / or not using enough water.
[실시예 19]Example 19
실리카 흄 80.8중량부와 규산칼륨 34.6중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 18과 같은 재료와 조건으로 실시하여 양호한 작업성 혼합물을 얻었으며, 이는 4시간에서 압축강도 4680psi, 24시간에서 7100psi을 얻었다.Except for using 80.8 parts by weight of silica fume and 34.6 parts by weight of potassium silicate, the mixture was subjected to the same materials and conditions as in Example 18 to obtain a good workability mixture, which obtained a compressive strength of 4680 psi at 4 hours and 7100 psi at 24 hours. .
[실시예 20]Example 20
다라타드 40 1.8중량부 대신 보락스 1.8중량부로 치환하는 것을 제외하고는 실시예 19와 같은 재료와 절차로 실시하여, 4시간에서 압축강도 6330psi, 24시간에서 9050psi을 얻었다.Except for replacing with 1.8 parts by weight of borax instead of 1.8 parts by weight of daratad 40 by the same materials and procedures as in Example 19, to obtain a compressive strength of 6330psi at 4 hours, 9050psi at 24 hours.
[실시예 21]Example 21
보락스와 다라타드 40을 올레산 3.6중량부와 대치하고, 시트르산의 양을 반감하는 것을 제외하고는 실시예 20과 같은 재료와 절차로 실시하여 4시간에 압축강도 6550psi을 얻었다.The borax and daratad 40 were replaced with 3.6 parts by weight of oleic acid and subjected to the same materials and procedures as in Example 20 except that the amount of citric acid was halved to obtain a compressive strength of 6550 psi in 4 hours.
[실시예 22]Example 22
시트르산의 양을 3분의 1, 다라타드 40의 양을 3분의 2 그리고 물 180중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 18과 같은 재료와 조건으로 실시하여 4시간에 압축강도 4070psi, 24시간에 7170psi에 이르렀다.Except for using one-third the amount of citric acid, two-thirds the amount of daratad 40 and 180 parts by weight of water, the same conditions and materials as in Example 18 were carried out for 4 hours at 4070 psi and 24 hours. Reached 7170psi.
[실시예 23]Example 23
다음 성분을 함유하는 결합제 조성물을 제조하였다.A binder composition containing the following ingredients was prepared.
메타카올린 70중량부70 parts by weight of metakaolin
슬랙 38.5중량부Slack 38.5 parts by weight
플라이 애시 63중량부Fly ash 63 parts by weight
실리카 흄 107.8중량부107.8 parts by weight of silica fume
규산칼륨 46.2중량부46.2 parts by weight of potassium silicate
수산화칼륨 23.4중량부23.4 parts by weight of potassium hydroxide
[실시예 24]Example 24
실시예 23의 결합제 조성물을 시멘트 294.8중량부, 플라이 애시 59중량부, 모래 1625중량부, 빈솔수지 4.1중량부 및 시트르선 8.2중량부와 혼합한다. 조성물을 물 140중량부와 혼합하고 150℉에서 경화시켰다. 4시간후에 압축강도 1360psi, 24시간 후에 2650psi을 이룩했다.The binder composition of Example 23 is mixed with 294.8 parts by weight of cement, 59 parts by weight of fly ash, 1625 parts by weight of sand, 4.1 parts by weight of vinsol resin and 8.2 parts by weight of citrate. The composition was mixed with 140 parts by weight of water and cured at 150 ° F. After 4 hours the compressive strength was 1360 psi and after 24 hours 2650 psi was achieved.
[실시예 25]Example 25
빈솔수지와 시트르산의 양을 각기 5.3중량부로 사용하고, 물 130중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 24와 같은 재료와 조건으로 실시하여, 4시간에서 압축강도 5200psi, 24시간에서 7370psi을 얻었다.The amount of the Vinsol resin and the citric acid were used in 5.3 parts by weight, respectively, and 130 parts by weight of water were used under the same materials and conditions as in Example 24 to obtain a compressive strength of 5200 psi at 4 hours and 7370 psi at 24 hours.
[실시예 26]Example 26
시트르산과 빈솔수지의 양을 반대로 하고 물 170중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 24와 같은 재료와 조건으로 실시하여, 4시간에 압축강도 6380psi, 24시간에 8270psi을 이룩했다.Except for reversing the amount of citric acid and the vinsol resin and using 170 parts by weight of water, the same materials and conditions as in Example 24 were used to achieve a compressive strength of 6380 psi in 4 hours and 8270 psi in 24 hours.
[실시예 27]Example 27
실시예 23의 결합제, 포오틀랜드 시멘트, 플라이 애시, 및 기타 필요한 재료를 다음과 같이 사용하여 콘크리이트를 제조하였다.Concrete was prepared using the binder of Example 23, Portland cement, fly ash, and other necessary materials as follows.
실시예 23의 결합제 251중량부251 parts by weight of the binder of Example 23
포오틀랜드 시멘트 352중량부Portland Cement 352 parts by weight
플라이 애시 141중량부141 parts by weight of fly ash
모래 1094중량부1094 parts by weight of sand
자갈 2032중량부2032 parts by weight of gravel
보락스 4.3중량부Borax 4.3 parts by weight
시트르산 4.3중량부Citric acid 4.3 parts by weight
다라셈-100 6.4중량부Darasem-100 6.4 parts by weight
물 125중량부125 parts by weight of water
상기 건조 재료는 건식 혼합되고, 액체 성분은 넣고 완전 혼합물을 만든다. 콘크리이트는 틀에 넣고, 증기로 1시간 내지 1시간반 동안 경화시키고, 이어서 주위(73℉) 온도의 공기중에서 저장한 다음 압축강도를 얻었다.The dry ingredients are dry mixed, the liquid ingredients are added and the complete mixture is made. The concrete was placed in a mold, cured with steam for 1 hour and 1 and a half hours, and then stored in air at ambient (73 ° F.) temperature to obtain compressive strength.
1시간에서 5000psi5000 psi at 1 hour
2시간에서 5700psi5700psi at 2 hours
4시간에서 5900psi5900psi at 4 hours
1일에서 6500psi6500 psi per day
3일에서 6800psi3800 to 6800psi
7일에서 6900psi6900psi at 7days
28일에서 7100psi7100psi at 28 days
3개월에서 8800psi8800psi at 3 months
콘크리이트를 초기의 증기 경화없이 주위(73℉) 온도에서 경화시키면, 다음 압축강도가 얻어진다.When the concrete is cured at ambient (73 ° F.) temperature without initial steam curing, the next compressive strength is obtained.
4시간에서 680psi680 psi at 4 hours
1일에서 2500psi2500psi from 1 day
3일에서 5400psi5400psi from 3 days
7일에서 8000psi7 days to 8000psi
28일에서 10000psi10000psi at 28 days
3개월에서 11000psi11000psi at 3 months
[실시예 28]Example 28
실시예 23의 결합제와 포오틀랜드 시멘트와 다음에 표시한 기타 필요한 재료를 사용하여 콘크리이트를 제조하였다.Concrete was prepared using the binder of Example 23 and Portland cement and the other required materials as indicated below.
실시예 23의 결합제 333중량부333 parts by weight of the binder of Example 23
포오틀랜드 시멘트 423중량부Portland Cement 423 parts by weight
모래 1100중량부1100 parts by weight of sand
자갈 2044중량부2044 parts by weight of gravel
보락스 5.7중량부Borax 5.7 parts by weight
스트르산 5.7중량부5.7 parts by weight of stric acid
다라셈-100 8.4중량부Darasem-100 8.4 parts by weight
물 104중량부104 parts by weight of water
상기 여러 종류의 건조 재료는 건식 혼합되고, 액체 성분을 이어서 가해 완전한 혼합물을 얻는다. 콘크리이트를 틀에 넣고 1시간 내지 1시간반 동안 증기 경화시키고 이어서 주위(37℉) 온도의 공기중에 저장한다. 다음의 압축강도가 얻어졌다.The various dry materials are dry mixed and the liquid component is subsequently added to obtain a complete mixture. The concrete is placed in a mold and steam cured for 1 to 1 and a half hours and then stored in air at ambient (37 ° F.) temperature. The following compressive strengths were obtained.
1시간에서 5100psi5100 psi at 1 hour
2시간에서 6000psi6000 psi at 2 hours
4시간에서 6400psi6400 psi at 4 hours
1일에서 6700psi6700 psi per day
3일에서 6800psi3800 to 6800psi
7일에서 7300psi7300psi at 7days
28일에서 7700psi7700psi at 28 days
3개월에서 8200psi8200psi at 3 months
콘크리이트를 초기의 증기 경화없이 주위(73℉) 온도에서 경화시켜 다음의 압축강도를 얻었다.The concrete was cured at ambient (73 ° F.) temperature without initial steam cure to obtain the following compressive strength.
4시간에서 1000psi1000 psi at 4 hours
1일에서 4000psi4000psi per day
3일에서 5800psi3800 to 5800psi
7일에서 9500psi9500psi at 7days
28일에서 11500psi11500psi at 28days
3개월에서 13500psi13500psi at 3 months
본 발명에 따라서 포오틀랜드 시멘트용의 새로운 결합제 조성물과 포오틀랜드 시멘트를 함유한 새로운 조성물, 즉 높은 조기 강도와 주변 조건에서 높은 최종 강도를 제공하는 포오틀랜드 시멘트 조성물을 제시하고 기술하였다. 본 발명은 특정 실시예에 의해 제한 되는 것이 아니며 청구범위에 기재된 것에 의한다.According to the present invention a novel binder composition for portland cement and a new composition containing portland cement, ie, a portland cement composition providing high early strength and high final strength at ambient conditions, have been presented and described. The present invention is not to be limited by the specific embodiments, but is as described in the claims.
Claims (12)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019860008832A KR940001649B1 (en) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Mineral binder and compositions employing the same |
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|---|---|---|---|
| KR1019860008832A KR940001649B1 (en) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Mineral binder and compositions employing the same |
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| KR880005053A KR880005053A (en) | 1988-06-27 |
| KR940001649B1 true KR940001649B1 (en) | 1994-02-28 |
Family
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Family Applications (1)
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| KR1019860008832A KR940001649B1 (en) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Mineral binder and compositions employing the same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759855B1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-09-18 | 요업기술원 | Non-sintering inorganic binder using fly-ash |
-
1986
- 1986-10-22 KR KR1019860008832A patent/KR940001649B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759855B1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-09-18 | 요업기술원 | Non-sintering inorganic binder using fly-ash |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880005053A (en) | 1988-06-27 |
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