KR940005070B1 - 광물질 결합용 건조 광물 결합제 조성물과 이를 사용한 콘크리이트 조성물 - Google Patents

광물질 결합용 건조 광물 결합제 조성물과 이를 사용한 콘크리이트 조성물 Download PDF

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Abstract

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Description

광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물과 이를 사용한 콘크리이트 조성물
포오틀랜드 시멘트는 표준 건축 자재로 오랫동안 사용되어 왔다. 지난 몇 년에 걸쳐, 포오틀랜드 시멘트 조성물이 더 빠른 경화성과, 특정물질에 대한 친화성 및 내성과 그리고 강도의 향상 등과 같은 특성 또는 이점을 가질 수 있도록 하기 위해 여러 종류의 개선제가 개발되었다. 그러나, 개선된 조성물은 상반되는 방향으로 작용하여, 초기에 더 빠르게 경화하는 포오틀랜드 시멘트는 최종 제품에 있어 강도가 낮아지는 반면, 고강도 포오틀랜드 시멘트 조성물은 조기 강도가 불충분하기 때문에, 상당한 기간동안 틀에서 꺼낼 수가 없다는 단점이 있다.
지난 몇 년동안에, 비록 조성은 광물이나 에폭시 및 폴리우레탄과 같은 성형수지의 여러 성질을 구비한 지질중합체(geopolymer)가 발명되었다. 이러한 지질중합체는, 예를 들면 조셉 다비도빗트의 미합중국 특허 제4349386호 및 동 제4472199호에 기술되고 청구되어 있다. 이들 지질중합체는 주로 실리카와 알루미나로 구성되며, 요망되는 구조를 제공하기 위해 특별한 방법으로 혼합시키고 반응시킨 것이다. 일반적으로 이들 지질중합체는 의도하는 목적에 매우 적합하나, 포오틀랜드 시멘트 조성물에서 요구되는 정도의 강도는 제공하지 못한다.
따라서 표준상태로 활용하되, 높은 조기강도와 높은 최종 강도를 모두 제공하는 포오틀랜드 시멘트 조성물에 대한 연구가 계속되어 왔다. 특히, 프리스트레스(prestress) 작업에 필요한 방출 강도인, 4시간째에 최소 강도 400psi을 가지는 조성물에 대한 연구가 행하여져 왔다.
본 발명에 의해서, 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용할 수 있는 광물 결합제가 개발되었다. 특히, 이 광물결합제는 건성이므로, 이것은 제조시설에서 제조하여 경화에 필요한 물 또는 이것과 혼합될 포오틀랜드 시멘트를 추가시킬 필요없이 사용시에 수송할 수 있다. 포오틀랜드 시멘트와 함께 결합제로서 사용되는 것 이외에, 본 결합제는 여러 종류의 다른 물질, 예로서 화강암 칩(chip) 및 유사한 재료의 플라스틱 대용 결합제로 사용할 수 있거나, 또는 성형 재료로 직접 사용될 수 있다. 결합제로 사용할 경우, 연마할 수 있다.
본 발명의 결합제조성물은 다음과 같은 필수성분을 함유한다 :
메타카올린 약 6 내지 약 25중량부
건조 수산화칼륨 약 3 내지 30중량부
슬랙 약 3. 5 내지 18중량부
플라시 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토중 0 내지 60중량부에서 선택된 1종 이상의 물질
미분된 실리카, 바람직하게는 비결정질 실리카 1 내지 150중량부
상기한 필수성분에 추가해서, 예컨대, 시멘트 조성물에 흔히 사용되는 지연제같은 다른 물질을 조성물에 가할 수 있으며, 상기한 필수성분을 각종의 다른 성분으로 대체할 수 있다.
상기한 결합제를 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용할 때는 결합제는 일반적으로 건조 상태의 단독 성분으로 공급되며, 물을 가하기 전에 포오틀랜드 시멘트와 혼합시킨다. 포오틀랜드 시멘트 대 결합제의 비율은 중량비 기준 40 : 60 내지 70 : 30으로 조정할 수가 있다.
결합제와 포오틀랜드 시멘트의 혼합물을 물과 혼합하여 틀에 넣고 150°F 내지 195°F의 온도에서 경화시키면, 약 4시간 이내에 틀에서 꺼내는 것이 가능하다. 이것은 포오틀랜드 시멘트 단독일 때 보다 더 빠를 뿐만 아니라 또한 앞에서 언급한 지질중합체를 틀에서 꺼낼 수 있는 시간보다 일반적으로 빠르다. 통상적으로 지질중합체의 경화는 1 내지 2일이 경과된 후에 틀에서 꺼낼 수 있다.
본 발명의 결합제-포오틀랜드 시멘트 조성물은 흔히 4시간 이내에서 얻어지는 프리스트레스 작업에 필요한 강도인 4000psi의 강도를 나타내므로, 이는 매우 바람직하지만, 다른 경우에는 틀에서 꺼내는데 단지 약 1000 내지 1500psi의 강도만이 필요하며, 부분적으로 경화된 시멘트 또는 콘크리이트는 일반적으로 이러한 강도에서 취급이 가능하다.
본 발명의 성분, 특히 미분된 실리카는 상당한 기간동안 계속 경화하기 때문에, 본 발명의 결합제를 포오틀랜드 시멘트와 결합하여 사용하면 최종 강도가 13000 내지 15000psi까지 얻어질 수 있다.
본 발명의 건조 광물 결합제는, 앞에서 언급한 바와 같이 다음의 필수성분을 가진다.
메타카올린 6 내지 25중량부
건조 수산화칼륨 3 내지 30중량부
슬랙 0 내지 18중량부
플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토 0 내지 60중량부
또는 이들 물질의 혼합물
미분된 실리카, 바람직하게는 비결정질 실리카 1 내지 150중량부
메타카올린은 앞서 기술한 바와 같이, 대략 6 내지 25중량부의 양으로 사용되나, 바람직하게는 이 범위의 상한부인 약 15 내지 25중량부로 사용하는 것이다. 메타카올린( Al2O3· 2SiO2))은 카올리나이트를 특징적인 결정구조가 파괴될 때까지 500℃ 이상의 온도에서 가열하여 탈히드록실화하여 수득한다. 최적 온도범위는 600 내지 800℃이다.
본 발명의 광물 결합제는 건성이므로, 사용되는 수산화칼륨도 건조한 분말, 결정 또는 펠렛이어야 하며, 최종, 건조 결합제는 사용하기 전까지 공기로부터 보호되어야 한다.
상기한 바와 같이, 수산화칼륨은 대략 3 내지 30중량부의 양으로 사용한, 약 5 내지 12중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 만약 요망되는 경우에는, 수산화칼륨을 중량기준으로, 수산화나트륨으로 대체할수 있다. 수산화칼륨 대신, 수산화나트륨을 사용하는 경우, 최종 물질의 동결-해동 안정성은 그렇게 좋지 않게 된다.
본 결합체에 슬랙을 사용할 때에 다음과 같은 특성을 가지는 론 스타 마이애미 분쇄 시드마 슬랙을 사용 할 수 있다.
Figure kpo00001
슬랙은 약 0 내지 18중량부의 양으로, 바람직하게는 약 10 내지 15중량부의 양으로 사용될 수 있다. 슬랙은 물의 첨가시 반응하여 경화계의 일부를 형성하는 물질중의 하나이다.
결합제조성물은 플라이 애시, 소성된 혈암 또는 소성된 점토중에서 선택된 1종 이상의 물질 0 내지 60중량부가 요구된다. 바람직하게는, 결합제조성물내의 이들 물질의 함량은 60중량부 이하인 경우이며, 특히, 결합제를 포오틀랜드 시멘트와 함께 사용할 때, 그 이상의 양이 사용되면 최종 콘크리이트는 그렇게 강하게 되지 않는다. 바람직하게는, 플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토중에서 선택된 물질의 양은 약 15 내지 50중량부의 범위이며, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 30중량부인 경우이다. 이들 물질들은 다소 반응성이고 최종 제품의 형성시의 경화 반응에 참여한다.
본 발명의 결합제와 선행기술의 조성물과의 주 차이점은 미분된 실리카, 바람직하게는 비결정질 실리카의 사용에 있다. 이 물질의 사용량은, 상술한 바와 같이, 1 내지 150중량부의 범위이고, 바람직하게는 약 30 내지 100중량부이며, 가장 바람직하게는 약 40 내지 75중량부이다. 앞서 기술한 바와 같이, 바람직한 미분된 실리카는 비결정질 실리카이며, 이들 비결정질 실리카중 실리카 흄(silica fume)이 바람직하다. 그러나, 다른 비결정질 실리카, 예컨데 쌀겨 재(Rice hull ash) 및 이 기술분야에서 공지된 다른 것으로 대체할 수도 있다.
미분되거나 또는 비결정질 실리카는 넓은 의미에서는, 선행 기술에서의 규산나트륨 및 규산칼륨의 대용물이다. 그러나, 이들 규산염을 포오틀랜드 시멘트와 함께 혼합 사용하는 것은 이들 물질이 순간적으로 응고할 수 있어 요망되는 작업성을 방해하기 때문에, 최대한 피해야 된다는 것을 알게 되었다. 이 밖에도, 비결정질 실리카는 규산염 보다 염가이며, 물질들이 계속적으로 반응할 수 있기 때문에, 결합제의 최종 강도 또는 포오틀랜드 시멘트와 혼합하여 사용한 경우의 콘크리이트의 최종 강도는 더 높아지게 된다.
본 발명의 결합제를 제조함에 있어서, 여러 종류의 건조성분을 단지 함께 섞은 후에 건식 혼합해서 균질혼합물을 만든다. 이 결합제는 이 상태로, 또는 포오틀랜드 시멘트와 혼합하여 사용장소로 운반할 수 있다. 포오틀랜드 시멘트와 혼합하여 사용할 경우, 건식 혼합을 하게 되는데, 이 경우 결합제만을 실제생산지에서 운반하는 것이 필요할 뿐이며, 결합제와 혼합할 포오틀랜드 시멘트는 사용장소 근처에서 입수하여 혼합하므로, 상당한 절약이 될 수 있다.
결합제단독 또는 결합제-포오틀랜드 시멘트와의 혼합물의 활성화는 물과 적절한 혼합물의 첨가에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 포오틀랜드 시멘트 대 결합제의 비율은 중량기준으로, 40 : 60 내지 70 : 30 사이이다. 바람직하게는, 포오틀랜드 시멘트와의 혼합물은 포오틀랜드 시멘트 약 55 내지 65%와 결합제약 45 내지 35%를 함유한 경우이다. 이 밖에도, 플라이 애시 상당량을 포오틀랜드 시멘트 성분에 포함시킬 수 있으며, 일반적으로 플라이 애시의 양은 전체 조성물의 약 20%를 차지하는데, 이때, 포오틀랜드 시멘트와 결합제의 비율은 본질적으로 앞서 기술한 바와 같다. 이들 혼합물은 처음부터 만들거나 또는 사용장소에서 만들 수 있다.
이 외에도, 시멘트 조성물에 통상적으로 가하는 다른 물질, 예컨데, 여러 종류의 혼합물을 전체 조성물에 사용할 수 있다. 이들 혼합물 또는 완경제로는, 예컨데, 보락스, 시트로산 및 여러 종류의 전용 완경제와 같은 물질이 포함되나, 이들 물질로 한정되는 것은 아니다. 이들 물질중의 일부는 다음의 특정 조성물에 기재된 것과 같다.
다음 실시예는 본 발명의 결합제와 결합제-포오틀랜드 시멘트 조성물의 조성비를 나타낸 것이다. 이들 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
다음 성분을 표기한 비율로 혼합시켜 본 발명에 따른 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 20.1중량부
슬랙 10.9중량부
플라이 애시 25.2중량부
실리카 흄 34중량부
조 수산화칼륨 9.8중량부
상기한 성분을 건식 혼합하여 균질 혼합물을 얻었으며, 이것은 테라조형의 바닥재와 같은 대리석 칩용 결합제로서, 경화후 고광택 결합제로서 사용될 수 있다. :
[실시예 2]
실시예 1의 결합제와 포오틀랜드 시멘트의 혼합물을 하기한 기타 필수성분과 함께 사용하여 콘크리이트를 제조하였다 :
실시예 1의 결합제 258중량부
포오틀랜드 시멘트 387중량부
모래 1020중량부
자갈 2058중량부
보락스 7중량부
시트르산 7중량부
완경제(W.R. Grace사에서 Daracem-100이 7중량부의 명칭으로 판매되고 있는, 슬폰화 나프탈렌 포름알데히드 축합물, 글루코네이트 및 리그노술포네이트로 된 분산액)
물 151중량부
상기한 물질들을 건식 혼합한 후 물과 액체 혼합액을 가해 완전한 혼합물을 수득하였다. 얻어진 콘크리이트를 틀에 넣고 1시간반 동안 증기 경화시켰다. 4시간 후의 이 콘크리이트의 압축강도는 7000psi이었다.
[실시예 3]
다음 조성분을 가지는 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 70중량부
슬랙 38.5중량부
플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토의 63중량부
혼합물
실리카 흄 154중량부
건조 수산화칼륨 23.4중량부
상기 조성물을 균질성을 갖도록 건식 혼합하였다. 이 조성물은 그대로 경질성 광물질 결합제로 사용할 수 있다.
[실시예 4]
실시예 3의 결합제를 포오틀랜드 시멘트 353.8중량부, 모래 1625중량부 그리고 물 271.2중량부와 혼합시켰다. 150℉에서 4시간 경화시킨 결과, 생성된 콘크리이트의 압축강도는 3570psi이었으며, 73℉에서 24시간 동안 계속해서 경화시킨 경우의 압축강도는 4350psi가 되었다.
[실시예 5]
다음 조성분을 가지는 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 70중량부
슬랙 38.5중량부
플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토의 63중량부
혼합물
실리카 흄 142.4중량부
건조 수산화칼륨 35중량부
[실시예 6]
실시예 5의 결합제와 포오틀랜드 시멘트 353.8중량부, 모래 1625중량부, 보락스 6중량부, 시트르산 7중량부 및 Daracem-100 7중량부를 혼합한 다음, 물 206중량부를 가하였다. 150℉에서 4시간 경화시켜 생성된 콘크리이트의 압축강도는 3650psi이었다. 또, 73℉에서 24시간 동안 계속하여 경화시켜 얻은 콘크리이트의 압축강도는 5630psi이었다.
[실시예 7]
수산화칼륨 35중량부 대신에 25중량부를, 실리카 흄 142.4중량부 대신에 152.4중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 5와 같은 재료와 수량을 사용하여 결합제를 제조했다.
[실시예 8]
실시예 7의 결합제와 시멘트 353.8중량부, 모래 1625중량부, 보락스 7중량부, 시트르산 7중량부 및 Daracem-100 7중량부를 물 171중량부와 함께 혼합하였다. 조성물을 150℉에서 4시간 경화시킨 경우 압축강도는 3900psi이었고, 24시간 경화시킨 경우 6270psi이었다.
[실시예 9]
다음 조성분을 가지는 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 52.8중량부
슬랙 27.7중량부
플라이 애시 48.7중량부
실라카 흄 106.5중량부
건조 수산화칼륨 26.3중량부
[실시예 10]
실시예 9의 결합제와 포오틀랜드 시멘트 395중량부, 모래 1662중량부, 시트르산 5.3중량부 및 Daracem-100 7.9중량부를 물 180중량부와 함께 혼합하였다. 150˚F에서 경화시킨 경우, 4시간 경화시의 압축강도는 2080psi이었으며, 3일간의 경화에서는 5450psi이었다.
[실시예11]
플라이 애시 48.7중량부 대신에 61.9중량부를, 실리카 흄 106.5중량부 대신에 95.9중량부를, 그리고 수산화칼륨 26.3중량부 대신에 23.7중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 9에서와 동일한 물질과 양을 사용하여 결합제를 제조하였다.
[실시예 12]
실시예 11의 결합제와 실시예 10에서 기술한 추가 물질을 사용하여, 4시간 경화시 압축강도는 2250psi이었으며 3일간의 경화시에는 6830psi이었다.
[실시예 13]
플라이 애시 48.7중량부 대신에 75.3중량부, 실리카 흄 106.5중량부 대신에 85.2중량부 및 수산화칼륨 26.3중량부 대신에 21중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시에 9에서와 같은 방법으로 결합제를 제조하였다.
[실시예 14]
실시예 13의 결합제를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 10에서와 같은 첨가 물질을 사용하고, 같은 방법으로 몰타르를 제조하였다. 150℉에서 경화시킨 경우, 4시간에서 압축강도는 2470psi이었으며, 3일간에서는 7100psi이었다.
[실시예 15]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 28.9중량부
플라이 애시 47.2중량부
실리카 흄 88.9중량부
수산화칼륨 30.4중량부
[실시예 16]
실시예 15의 결합제와 포오틀랜드 시멘트 437.5중량부, 플라이 애시 175중량부, 보락스 5.2중량부, 시트르산 8.2중량부, Daracem-100 12.3중량부 및 모래 1625중량부를 혼합한 후, 물 221.8중량부와 혼합하여 몰타르 조성물을 제조하였다. 두 개의 상이한 뱃치를 만들고 150℉에서 4시간 동안 경화시켰다. 첫 번째 뱃치는 압축강도가 4시간에서 2630psi, 24시간에서 4280psi인 반면, 두 번째 뱃치는 압축강도가 4시간에서 4850psi, 24시간에서 7650psi이었다.
[실시예 17]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 28.9중량부
플라이 애시 47.2중량부
실리카 흄 73.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 18]
다음 조성분을 가지는 포오틀랜드 시멘트 조성 혼합물을 제조하였다 :
시멘트 437.5중량부
플라이 애시 175중량부
보락스 5.2중량부
시트르산 8.2중량부
Daracem-100 12.3중량부
모래 1625중량부
[실시예 19]
실시예 17의 결합제와 실시예 18의 시멘트 조성물과 물 186중량부를 사용하여 2개의 뱃치를 만들었다. 이 뱃치 각각을 150℉에서 경화시켰다. 첫 번째 뱃치는 압축강도가 4시간에서 2530psi, 24시간에서 4200psi인 반면, 두 번째 뱃치는 4시간에서 3770psi, 24시간에서 6470psi이었다.
[실시예 20]
다음 조성분을 가지는 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 23.9중량부
플라이 애시 52.2중량부
실리카 흄 73.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 21]
실시예 20의 결합제및 실시예 18의 시멘트 조성물과 물 186부를 혼합하여 150˚F에서 경화시켰다. 생성된 콘크리이트는 압축강도가 4시간에서 4550psi. 24시간에서 6800psi이었다.
[실시예 22]
다음 조성분을 가지는 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 18.9중량부
플라이 애시 57.2중량부
실리카 흄 73.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 23]
실시예 22의 결합제를 실시예 18의 시멘트 조성물과 혼합한 다음, 물 186중량부와 혼합하고 150℉에서 경화시켰다. 이것의 압축강도는 4시간 경화시 6930psi, 24시간 경화시 8080psi이었다. 상온에서 24시간 경화시킨 경우, 압축강도는 2750psi이었다.
[실시예 24]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 13.9중량부
플라이 애시 62.2중량부
실리카 흄 73.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 25]
실시예 24의 결합제조성물과 실시예 18의 시멘트 조성물을 혼합한 후, 물 186중량부와 혼합하여 150℉에서 경화시켰다. 콘크리이트의 압축강도는 4시간 후, 5350psi, 24시간째에서는 6820psi이었다.
[실시예 26]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
플라이 애시 76.1중량부
실리카 흄 73.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 27]
실시예 26의 결합제조성물을 실시예 18의 시멘트 조성물과 혼합한 후 물 186중량부와 혼합하여 150℉에서 경화시켰다. 4시간 후의 압축강도는 6280psi, 24시간 후의 압축강도는 7680psi이었다.
[실시예 28]
다음 조성분을 가지는 결합제를 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 28.9중량부
플라이 애시 35.2중량부
실리카 흄 85.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 29]
실시예 28의 결합제와 실시예 18의 시멘트 조성물을 혼합한 후, 물 186중량부를 사용하여 150℉에서 경화 시켰다. 생성된 몰타르의 압축강도는 4시간째에 2480psi, 3일째에 6550psi이었다.
[실시예 30]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 28.9중량부
플라이 애시 23.2중량부
실리카 흄 97.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 31]
실시예 30의 결합제조성물과 실시예 18의 시멘트 조성물을 혼합하고 물 186중량부와 혼합하여 150℉에서 경화시켰다. 생성된 콘크리이트의 압축강도는 4시간째에 2970psi, 3일째에 7250psi이었다.
[실시예 32]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 28.9중량부
플라이 애시 11.2중량부
실리카 흄 109.3중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 33]
실시에 32의 결합제조성물과 실시예 18의 시멘트 조성물을 혼합하고 물 186중량부와 함께 150℉에서 경화시켰다. 생성된 몰타르의 압축강도는 4시간째에 3050psi, 3일째에 7530psi이었다.
[실시예 34]
다음 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 28.9중량부
실리카 흄 120.5중량부
건조 수산화칼륨 24중량부
[실시예 35]
실시예 34의 결합제조성물을 실시예 18의 시멘트 조성물과 혼합하고 물 186중량부와 함께 150℉에서 경화시켰다. 생성된 물질의 압축강도는 4시간째에 7050psi, 3일째에 9220psi이었다.
[실시예 36]
다음의 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 18.9중량부
실리카 흄 126.5중량부
건조 수산화칼륨 28중량부
[실시예 37
실시예 36의 결합제조성물과 실시예 18의 시멘트 조성물을 혼합하고 물 186중량부와 함께 150℉에서 경화시켰다. 생성된 콘크리이트의 압축강도는 4시간째에 7700psi, 3일째에 8950psi이었다.
[실시예 38]
다음의 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.5중량부
슬랙 18.9중량부
실리카 흄 126.5중량부
건조 수산화칼륨 28중량부
[실시예 39]
실시예 38의 결합제조성물과 실시예 18의 시멘트 조성물을 혼합하고 물 196중량부를 혼합하고 150℉에서 경화시켰다. 생성된 몰타르의 압축강도는 4시간째에서 3570psi, 3일째에 6200psi이었다.
[실시예 40]
다음의 조성분을 가지는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52중량부
슬랙 12중량부
플라이 애시 46중량부
실리카 흄 75중량부
건조 수산화칼륨 26중량부
[실시예 41]
하기한 바와 같은, 실시예 40의 결합제조성물, 포오틀랜드 시멘트, 플라이 애시, 그리고 다른 필요한 물질을 사용하여 콘크리이트를 제조하였다.
실시예 40의 결합제조성물 211중량부
포오틀랜드 시멘트 353중량부
플라이 애시 141중량부
모래 1102중량부
자갈 2046중량부
보락스 5중량부
시트르산 8중량부
Daracem-100 10중량부
물 147중량부
여러 건조 물질을 건식 혼합하고, 물과 액체 혼합물을 가해서 완전한 혼합물을 얻었다. 콘크리이트를 틀에 넣고, 1 내지 1시간반 동안 증기 경화시키고 이어서 상온(73˚F)에서 경화시켰다. 1시간 후 이 콘크리이트의 압축강도는 1670psi이었으며, 2시간째에서는 7000psi, 4시간째에서는 8300psi, 28일째에서는 9550psi이었다. 콘크리이트를 초기의 증기 경화없이 73℉에서 경화시킨 경우, 이것의 압축강도는 24시간째에서는 2500psi, 3일째에서는 4480psi, 그리고 28일째에서는 10900psi이었다.
[실시예 42]
다음 조성분을 함유하는 결합제조성물을 제조하였다 :
메타카올린 52.3중량부
슬랙 18.9중량부
플라이 애시 57.2중량부
실리카 흄 73.3중량부
건조 수산화칼륨 24.0중량부
[실시예 43]
하기한 바와 같은, 실시예 42의 결합제조성물, 포오틀랜드 시멘트, 플라이 애시, 그리고 다른 필요한 물질을 사용하여 콘크리이트를 제조하였다.
실시예 42의 결합제조성물 211중량부
포오틀랜드 시멘트 353중량부
플라이 애시 141중량부
모래 1102중량부
자갈 2046중량부
보락스 5중량부
시트르산 8중량부
Daracem-100 10중량부
물 152중량부
여러 건조 물질을 건식 혼합시키고 물과 액체 혼합물을 가하여 완전 혼합물을 수득했다. 콘크리이트를 틀에 넣고 1 내지 1시간반 동안 증기 경화시켰다. 1시간 후에 이 콘크리이트의 압축강도는 3500psi이었으며, 2시간째에서는 6000psi, 4시간째에는 6700psi, 그리고 28일째에서는 9400psi이었다. 콘크리이트를 73℉에서 경화시킨 경우, 압축강도는 4시간째에 1100psi, 24시간째에 2300psi, 3일째에 4000psi, 7일째에 9000psi, 그리고 28일째에 11000psi이었다.
이와 같이, 본 발명에 의하여 다양한 용도의 건조한 광물질 결합제조성물을 제공한다. 본 결합제는 각종 광물질에 사용될 수 있으며, 포오틀랜드 시멘트와 혼합하여 빨리 틀에서 꺼내고 조기 사용에 적합한 높은 조기강도를 가지는 콘크리이트 조성물을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 목적과 잇점 및/또는 장점을 충족시킬 수 있는 본 발명의 바람직한 실시형태로 본 발명을 기술하였으나, 첨부된 특허청구 범위를 벗어나지 않는한, 본 발명을 개량, 변경 및 변화시킬 수 있음을 잘 알 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 메타카올린 6 내지 25중량부; 건조 수산화칼륨 3 내지 30중량부; 슬랙 1 내지 18중량부; 플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토중에서 선택된 1종 이상의 물질 1 내지 60중량부; 그리고 비결정질 실리카 1 내지 150중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 비결정질의 실리카가 흄인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 비결정질 실리카의 양이 30 내지 100중량부인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기한 비결정질 실리카의 양이 40 내지 75중량부인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기한 플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 백토로 구성된 그룹에서 선택된 물질이 플라이 애시인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기한 플라이 애시의 양이 15 내지 50중량부인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기한 플라이 애시의 양이 20 내지 30중량부인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기한 메타카올린의 양이 15 내지 25중량부인 것을 특징으로 하는 건조 광물 결합제조성물.
  9. 제1항의 결합제조성물 30 내지 60중량부와 포오틀랜드 시멘트 70 내지 40중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리이트 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기한 포오틀랜드 시멘트의 일부가 플라이 애시로 대체되는 것을 특징으로 하는 콘크리이트 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 상기한 결합제의 양이 45 내지 35중량%이고, 포오틀랜드 시멘트의 양은 55 내지 65중량%인 것을 특징으로 하는 콘크리이트 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 플라이 애시가 전체 중량 기준으로 20중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리이트 조성물.
  13. 메타카올린 6 내지 25중량부; 건조 수산화나트륨 3 내지 30중량부; 슬랙 1 내지 18중량부; 플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토중에서 선택된 1종 이상의 물질 1 내지 60중량부; 그리고 비결정질 실리카 1 내지 150중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물.
  14. 메타카올린 6 내지 25중량부; 건조 수산화칼륨 3 내지 30중량부; 슬랙 1 내지 18중량부; 및 비결정질 실리카 1 내지 150중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물.
  15. 메타카올린 6 내지 25중량부; 건조 수산화나트륨 3 내지 30 중량부; 슬랙 1 내지 18중량부; 그리고 비결정질 실리카 1 내지 150중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물.
  16. 메타카올린 6 내지 25중량부; 건조 수산화칼륨 3 내지 30중량부; 플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토중에서 선택된 1종 이상의 물질 1 내지 60중량부; 그리고 비결정질 실리카 1 내지 150중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물.
  17. 메타카올린 6 내지 25중량부; 건조 수산화나트륨 3 내지 30중량부; 플라이 애시, 소성된 혈암 및 소성된 점토중에서 선택된 1종 이상의 물질 1 내지 60중량부; 그리고 비결정질 실리카 1 내지 150중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물질 결합용 건조 광물 결합제조성물.
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