KR940005069B1

KR940005069B1 - 경량 기포 콘크리트

Info

Publication number: KR940005069B1
Application number: KR1019900022333A
Authority: KR
Inventors: 김완중; 이경태
Original assignee: 주식회사 금강; 석강봉
Priority date: 1990-12-29
Filing date: 1990-12-29
Publication date: 1994-06-10
Also published as: KR920011969A

Abstract

내용 없음.

Description

경량 기포 콘크리트

본 발명은 규사 또는 규석분등의 규산질원료와 시멘트, 생석회등의 석회질원료를 물과 같이 혼합한 후에 알루미늄으로 발포시킨 슬러리를 오토클레이브에서 수열양생하여 제조하는 경량기포콘크리트에 관한 것이다.

일반적인 경량기포콘크리트는 단위부피당 중량이 일반 콘크리트의 10배 이상 가볍고 철근등으로 보강하여 구조재 즉 건물의 벽재, 바닥재, 지붕재등으로 활용될 수 있다. 또 철근이 사용되지 않는 기포콘크리트는 블럭형태로 제조하여 벽제로 사용된다.

종래 제조되는 경량기포콘크리트의 조성은 석회질원료로 사용되는 시멘트와 생석회의 배합비가 시멘트의 양보다 생석회의 양이 많은 조성으로서 생석회 : 시멘트가 4 : 1 정도이고 이러한 배합비일 경우에 규산질원료로 사용되는 규사의 사용비율은 전체 조성고형분에 대해 65∼70중량퍼센트 정도로서 비교적 크고 이로인해 절건비중 0.3 정도의 기포콘크리트를 만들 수 있는 장점은 있으나 생석회의 투입비가 시멘트에 비해 상대적으로 증가할 경우 시멘트의 황산성분과 생석회의 산화칼슘과의 가격이 비싸서 경제성이 떨어지는 결점이 있다.

본 발명은 이러한 결점을 감안하여 일반적인 기포콘크리트의 물성에는 영향을 주지 않으면서 사용원료중 생석회와 시멘트의 배합비를 조절하여 줌으로서 작은 덩어리가 경량기포콘크리트 내부에 생기지 않도록 함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 기포콘크리트 제조를 위해서는 그 조성이 규사 혹은 규산질원료를 53∼62중량퍼센트, 시멘트 17∼28중량퍼센트, 분말생석회 12∼28중량퍼센트, 이수석고 혹은 무수석고 3∼6중량퍼센트, 알루미늄 페이스트 0.04∼0.1중량퍼센트로 이루어지며 이러한 조성혼합물에 물을 전체고형분에 대하여 0.6∼0.8배수의 첨가하여 혼합한 후 오토클레이브 양생하므로서 콘크리트 내부에 기포가 포함된 경량기포콘크리트를 얻을 수 있다.

이러한 조성의 특징은 석회질원료의 구성성분이 생석회와 시멘트의 배합량을 생석회 : 시멘트가 1 : 1 내지 1 : 2.5의 배합비가 되도록 조절한 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

기포콘크리트의 주구성성분인 규산질원료는 오토클레이브 양생시 생석회와 반응하여 토버모라이트를 형성할 수 있는 석영함량이 80중량퍼센트 이상이어야 한다. 예를 들면 규산함량이 많다하더라도 규산화합물인 운모류가 많아서 석영함량이 적으면 오토클레이브 양생시 생석회와 반응하여 얻어지는 토버모라이트가 적어 제품의 물성이 저하되는 경향을 보인다. 이는 규산질원료중의 석영성분은 오토클레이브 양생시 강알칼리성의 수분에 용해되어 반응되므로 토버모라이트 생성이 용이하나 운모류에 함유된 규산성분은 양생시 용해되지 않아 토버모라이트의 생성이 어렵게 되기 때문이다. 규산질원료의 입도도 제품의 물성을 좌우하는 중요한 인자로 평균입자 크기가 0.09mm보다 크면 제품전체의 조직형성이 불균일하게 되어 본 발명에 규산질원료로서 사용되는 규사의 입도를 170메쉬 통과분이 80％ 이상인 입도분포를 가진 규사를 사용한다.

이러한 규산질원료는 전체고형분의 53∼62중량퍼센트가 적당한데 53중량퍼센트 이하를 사용케될 경우 미반응된 규산질원료의 양이 적어지므로 규산질원료의 입자표면에 형성된 토버모라이트 결정의 지지력이 약해져서 제품의 전반적인 강도하락을 가져온다. 또한 62중량퍼센트 이상 사용할 경우에 제품의 비중이 높아지는 경향이 있다.

다음, 시멘트의 사용량은 전체고형분자의 17∼28중량퍼센트가 적당한데 시멘트의 양이 17중량퍼센트 이하일 때에는 양생시 결합력 부족으로 스크랩이 많이 발생되어 28중량퍼센트 이상일때에는 시멘트에 포함되어 있는 산화마그네슘등의 영향으로 제품에 미세한 균열이 발생하기 쉽고 일반적으로 물의 함량도 많아지므로 양생 효율이 떨어지게 된다.

이와 같은 시멘트중의 트리칼슘실리케이트, 디칼슘실리케이트등의 수화물은 고온 고압하에서 물과 반응하여 소석회, 규산, 수분등으로 분해되어 진다. 그러나 시멘트중의 트리칼슘실리케이트의 양보다 디칼슘실리케이트의 양이 많아지면 강도의 발현이 늦고 수화열이 작아 기포경량콘크리트 제조공정상 불리하기 때문에 기포경량콘크리트 제조시에는 트리칼슘실리케이트가 많은 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하여도 이같은 문제가 발생치 않도록 이수석고 또는 무수석고를 전체고형분에 대하여 3∼6중량퍼센트 혼합한다. 이러한 이수석고나 무수석고를 투입할 경우 입자간 충진효과로 인해 제품의 습강도를 높혀주고 고온 고압의 양생과정 후에는 압축강도를 향상시켜 주게된다. 또는 건조수축율도 감소시켜 주게 되는 것이나 이수석고의 사용량이 6중량퍼센트를 초과하면 수용성 황산염의 영향으로 오토클레이브가 부식될 위험이 있어 부적당하며 3중량퍼센트 이하이면 충진역할을 충분히 할 수가 없다.

다음 사용원료로서 생석회는 분말상으로서 입도가 작고, 산화칼슘함량이 높을수록 소화속도가 빠르고 소화열이 커지므로 시멘트의 경화속도를 촉진할 수 있는 원료로서 사용되어지며 기포경량콘크리트의 생산성과 토버모라이트의 형성을 쉽게하기 위하여 전체고형분의 12∼28중량퍼센트를 사용한다.

발포제로서 사용되는 알루미늄의 원료는 분말상으로 사용하여도 무방하나 전체적인 발포속도를 제어하기가 어렵고 슬러리내에서의 분산성이 좋지 않아 기포의 분포상태가 균일하지 않는 경우가 있으므로 분말상보다는 박피구조의 알루미늄 원료를 사용하는 것이 좋다. 또 박피구조로 되어 있어도 밀폐된 틈내의 대기에 휘산되어 대기중 수분과의 반응으로 수소가스가 발생하여 폭발위험이 뒤따르기 때문에 글리콜등을 혼합하여 페이스트 상태로 제조된 것이 좋다. 알루미늄 페이스트가 슬러리내에서 발포되는 것은 다음식으로 표현될 수 있다.

이때 발생되는 수소가스가 슬러리내에 혼합되어 기포가 포함되는 성형물을 제조할 수 있는 것이다. 이러한 알루미늄 페이스트의 양은 기포의 양과 크기를 결정케 되므로 전체고형분에 대하여 0.04∼0.1중량％ 투입함이 적당하다.

이러한 혼합물의 전체고형분에 대하여 0.6 내지 0.8배수의 물을 투입하여 혼합, 슬러리화 한다. 물 배수가 전체고형분의 0.8배수를 초과하면 슬러리내에 고형분의 비중차에 의해 충분리가 일어나기 쉽고 양생시간이 증가되며 또 0.6배수 이하일 경우에는 고점도로 인해 발생되는 기포가 커져 오토클레이브 양생전 슬러리 표면에 균여리 발생한다.

이같이 제조된 슬러리를 일반적인 오토클레이브 장치를 이용하여 섭씨 180도, 10기압에서 6시간 이상 양생시킴으로서 기포가 소지에 균일하게 다량 포함된 경량기포콘크리트를 얻을 수 있다.

이상과 같이 제조된 경량기포콘크리트의 재질은 엑스레이를 이용해 관찰하면 일반적으로 그 결정상은 토버모라이트가 주로 형성되어 있으며 반응이 안된 규사등의 규산질원료, 알루미나등이 원인이 된 하이드로가 네트 등이 관찰된다.

이와 같이 하여 제조된 경량기포콘크리트는 성형후 오토클레이브 양생전 일정 규격으로 절단될 때 소지자체를 반가소상태로 유지하기에 적합하여 절단 효율을 향상시킬 수 있을뿐만 아니라 원료로서 사용되는 생석회의 양을 줄이면서도 압축강도나 비중이 있어 우수한 효과가 있다.

다음은 본 발명의 실시예 로서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

[실시예 1]

규사(석영함량 85중량퍼센트, 규사함량 93중량퍼센트, 170메쉬 통과분 86중량퍼센트) : 56중량퍼센트

시멘트(트리칼슘실리케이트 21중량퍼센트, 디칼슘실리케이트 46중량퍼센트) : 25.9중량퍼센트

생석회(산화칼슘함량 92중량퍼센트) : 13중량퍼센트

이수석고(황산칼슘함량 77중량퍼센트, 325메쉬 통과분 77중량퍼센트) : 5중량퍼센트

알루미늄 페이스트 : 0.1중량퍼센트

위의 조성에 0.7배수의 물을 첨가하여 슬러리화한 후, 섭씨 180도 10기압에서 7시간동안 오토클레이브 양생하여 10cm*10cm 시편으로 제작, KSF 2701에 준한 물성시험을 실시하였다.

[비교예 1]

규사(석영함량 70중량퍼센트, 규사함량 93중량퍼센트, 170메쉬 통과분 88중량퍼센트) : 56중량퍼센트

생석회(산화칼슘함량 92중량퍼센트) : 13중량퍼센트

알루미늄 페이스트 : 0.1중량퍼센트

배합수량 : 고형분량의 0.7배수

위의 조성으로 실시예 1과 동일한 방법으로 시험하였다.

[비교예 2]

실시예 1 조성에서 이수석고를 뺀 조성을 동일한 방법으로 시험하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 규격의 원료로 규사 61중량퍼센트, 시멘트 18중량퍼센트

[비교예 3]

실시예 1과 동일한 규격의 원료로 다음과 같은 조성으로 하여 동일한 방법으로 시험하였다.

규사 54중량퍼센트

시멘트 12.9중량퍼센트

생석회 28중량퍼센트

이수석고 5중량퍼센트

알루미늄 페이스트 0.1중량퍼센트

물배수 고형분의 0.7배수

[비교예 4]

실시예 2와 동일한 규격의 원료로 다음과 같은 조성으로 하여 동일한 방법으로 시험하였다.

규사 61중량퍼센트

시멘트 15.95중량퍼센트

생석회 18중량퍼센트

이수석고 5중량퍼센트

알루미늄 페이스트 0.05중량퍼센트

물배수 고형분의 0.7배수

위의 조성으로 실시예 1과 동일한 방법으로 시험하였다.

[실시예 3]

실시예 2와 동일한 조성이나, 이수석고 대신 황산칼슘함량이 93중량퍼센트인 무수석고를 투입하여 동일한 방법으로 시험하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 조성이나, 트리칼슘실리케이트가 40중량퍼센트인, 디칼슘실리케이트가 33중량퍼센트인 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하여 동일한 방법으로 시험하였다.

[실시예 5]

실시예 2와 동일한 조성이나, 트리칼슘실리케이트가 40중량퍼센트, 디칼슘실리케이트가 33중량퍼센트인 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하여 동일한 방법을 시험하였다.

이상 시험 실시한 결과 다음과 같다.

Claims

규산질원료와 석회질원료로 이루어진 경량기포콘크리트에 있어 규산질원료 53∼62중량퍼센트, 시멘트 17∼28중량퍼센트, 분말생석회 12∼28중량퍼센트, 이수석고 혹은 무수석고 3∼6중량퍼센트, 알루미늄 기포제 0.04∼0.1중량퍼센트로 이루어진 경량기포콘크리트.
청구범위 제1항에 있어서 규산질원료의 석영함량이 80∼100중량퍼센트임을 특징으로 하는 경량기포콘크리트.
청구범위 제1항 및 제2항에 있어서 규산질원료의 입도는 170메쉬 통과분이 80∼100중량퍼센트임을 특징으로 하는 경량기포콘크리트.
청구범위 제1항에 있어서 사용되는 생석회와 시멘트의 양의 비가 1 : 1 내지 1 : 2.5임을 특징으로 하는 경량기포콘크리트.