KR960001690B1 - 공기 연행제를 함유하는 시멘트 조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

플라이애쉬 함유 시멘트 조성물용 공기 연행제
본 발명은 개량된 플라이애쉬(flyash) 함유 시멘트 조성물용 공기 연행제(이하, "AE제"로 약칭함)에 관한 것이다.
여기서, "플라이애쉬 함유 시멘트 조성물"은 플라이애쉬 함유 시멘트를 수경성 결합제로 하여 물 및 골재와 혼합함으로써 얻어지는 모르타르 또는 콘크리트를 의미한다.
플라이애쉬 함유 시멘트 조성물은 저발열성 및 저가격의 건성용 재료로서 댐구조물과 같은 매스(mass) 콘크리이트에 널리 사용되고 있으며, 또한 최근에는 알칼리-골재 반응 억제제로서 각광을 받아왔다. 그러나, 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물은 혼합 직후부터 시공 완료 사이의 기간 중에 연행 공기함량의 경시적 저하[이하, "에어 로스(air loss)로 약칭함]가 크다고 하는 특징을 갖기 때문에, 이 결점을 극복하기 위한 적절한 방색이 모색되어 왔다. 콘크리이트 중에 연행된 적당량의 공기포의 존재는 생(fresh) 콘크리이트의 가공성을 양호하게 유지시키기 위해서 뿐만 아니라, 경화된 콘크리이트의 내동결융해성을 향상시킨다고 하는 목적을 위해서 필수적이다.
본 발명은 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물의 제조에 있어서, 혼합 단계에서 적당량의 공기를 연행하고, 동시에 에어 로스를 억제하기 위한 AE제에 관한 것이다.
플라이애쉬 함유 시멘트 조성물에 충분량의 공기를 연행하기 위해서 보통 포틀랜드 시멘트 함유 시멘트 조성물에 사용되는 AE제와 동일한 것이 일반적으로 이용되어 왔다. 이와 같은 AE제로서는 폴리옥시에틸렌 알킬 에티르 술페이트 또는 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르 술페이트 또는 이들의 염, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 포스페이트 또는 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에티르 포스페이트 또는 이들의 염, 알킬벤젠술폰산 또는 그의 염, α-올레핀-술폰산-또는 그의 염, 수지산 또는 그의 염, 지방산 또는 그의 염 등의 음이온계 계면활성제가 사용되었다. 이와 같은 공지된 AE제를 보통 포틀랜드 시멘트 함유 시멘트 조성물에 사용할 경우, 에어 로스도 작고, 콘트리이트의 품질면에서도 문제가 없다. 그러나, 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물에 상기와 같은 AE제를 사용할 경우, 많은 양을 첨가해야 된다든지 또는 에어 로스의 양이 커진다고 하는 여러가지 문제점이 지적되고 있다. 이러한 현상은 일반적으로 플라이애쉬중에 함유된 미연소 탄소에 기인되는 것으로서, 적당한 대응책이 없기 때문에, 일정시간 후의 에어 로스량을 플라이애쉬의 각 로트(lot)에 대해 추정하여 AE제의 첨가량을 결정하는 복잡한 방법을 사용하지 않을 수 없었다.
이러한 문제점을 해결하려는 시도로서 최근에는 폴리 옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르의 공기 연행 작용이 주목을 받아왔다.
폴리옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르를 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물의 AE제로서 사용할 경우, 공지된 AE제를 사용하여 얻은 조성물과 비교할 때 분명히 보다 작은 에어 로스를 갖는 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물이 얻어진다. 그러나, 이와 같이 하여 얻은 시멘트 조성물은 다음과 같은 점에 있어 여전히 만족스럽지 못하다.
(1) 첨가량이 많다.
(2) 미연소 탄소가 풍부한 플라이애쉬에는 효과가 충분하지 않다.
상기한 2가지 문제점 (1) 및 (2)에 대해 더욱 상세하게 논의한다. (1)에 있어서, 원래 시멘트 조성물에 플라이애쉬 시멘트를 사용하는 주요한 이유는 그의 경제성에 있으며, 근본적인 동기는 시멘트용 대체재로서 값싼 플라이애쉬를 사용함으로써 저렴한 시멘트 조성물을 얻는데 있다. 그리하여, 시멘트 조성물에 플라이애쉬를 첨가하면서 야기되는 에어 로스 등의 문제점을 해결하기 위해 고가의 첨가제를 대량으로 사용할 경우, 그의 장점중의 1가지가 상쇄될 것이다.
(2)에 있어서, AE제로서 폴리옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르를 사용하여 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물을 제조할 경우, 플라이애쉬 중에 미연소 탄소가 많을 경우에는 그의 에어 로스 방지 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 이 점과 관련하여 이산화황 가스나 질소 산화물에 대한 환경 규제의 강화에 의해 부득이 연소 온도를 낮추는 등의 다른 문제점 때문에, 최근 부산되는 미연소 탄소가 풍부한 플라이애쉬의 비율이 증가하는 경향이 있다. 그리하여, 이러한 미연소 탄소를 함유하는 플라이애쉬를 사용함으로써 에어 로스가 보다 적은 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물을 제조하는 것이 점점 중요한 과제로 되었다.
그러나, 미연소 탄소가 풍부한 플라이애쉬를 함유하는 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물은 통상적으로 적당량의 공기를 연행하기 위해 보다 많은 양의 AE제가 필요하고, 에어 로스도 크며, 이러한 에어 로스는 단순히 폴리옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르를 첨가함으로써 제거할 수 없다.
본 발명은 미연소 탄소가 풍부한 플라이애쉬를 사용하는 경우에도 에어 로스가 최소인 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 사용되는 "플라이애쉬 함유 시멘트"라는 용어는 보통 포틀랜드 시멘트와 플라이애쉬의 혼합물을 의미하며, 혼합물 중의 플라이애쉬의 함량은 5 내지 40중량%이다. 물론, 본 발명은 이러한 혼합물을 사용하는 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물의 제조뿐만 아니라, 예를 들면 시멘트 조성물 제조 현장에서 보통 포틀랜드 시멘트와 플라이애쉬를 혼합하여 사용하는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 하기 일반식(I) :
Figure kpo00001
[식 중, k는 2 내지 8의 정수이고, n1 1, n3 2… 및
Figure kpo00002
은 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 1, Z2 1… 및
Figure kpo00003
는 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산으로부터 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 1, Z2 1… 및
Figure kpo00004
중 하나 이상은 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n+ 1+n2 1+…+
Figure kpo00005
은 10 내지 60의 정수임]로 표시되는 폴리옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르, 하기 일반식(II) :
HO(CH2CH2O)n2Z2(II)
[식 중, n2는 10 내지 40의 정수이고, Z2는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기임]으로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르, 하기 일반식(III) :
Figure kpo00006
[식 중, n1 3, n2 3, n2 3및 n4 3은 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 3, Z2 3, Z3 3및 Z4 3은 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 3, Z2 3, Z3 3및 Z4 3중 하나 이상의 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 3+n2 3+n3 3+n4 3은 10내지 60의 정수임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 지방산 에스테르 및 하기 일반식(IV) :
Figure kpo00007
[식 중, n1 4, n2 4, n3 4및 n4 4는 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4중 하나 이상의 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 4+n2 4+n3 4+n4 4은 10내지 60의 정수임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르로 구성되는 군중에서 선택된 화합물 A 및 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산 또는 그의 염인 화합물 B를 조합해서 사용함으로써 문제점(1) 및 (2)를 해결할 수 있음을 발견하고, 이 발견에 근거하여 본 발명을 완성하였다.
일반식(I), (II), (III) 및 (IV)에 있어서, 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 유도된 잔기는 탄소 원자수 10 내지 30의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방산에서 1개의 히드록시기를 제거한 잔기를 의미하는 것으로서, 더욱 구체적로는, 라우르산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산 등에서 1개의 히드록시기를 제거한 잔기를 의미한다[예를들면, 올레산에서 1개의 히드록시기를 제거한 잔기는 이하 간단히 "올레산 잔기"로 한다.]
일반식 (I)에 있어서, n1 1, n2 1… 및
Figure kpo00008
은 적합하기로는 각각 0 내지 20의 정수[여기서,
Figure kpo00009
=0이라고 하는 것은 (CH2CH2O)
Figure kpo00010
이 결합임을 의미하며, n1 3…n4 2및 n1 4…n4 4의 경우에도 준용됨]이고, n1 3+n2 1+…
Figure kpo00011
은 적합하기로는 20 내지 50의 정수이다. 적합하기로는 k는 2 내지 6의 정수이다.
일반식 (II)에 있어서, n2는 적합하기로는 10 내지 20의 정수이다.
일반식 (III)에 있어서, n1 3, n2 3, n3 3및 n4 3은 적합하기로는 각각 0 내지 50의 정수이고, n1 3+n2 3+n3 3+n4 3은 20 내지 60의 정수이다.
일반식 (IV)에 있어서, n1 4, n2 4, n3 4, 및 n4 4는 적합하기로는 각각 0 내지 20의 정수이고, n1 4+n2 4+n3 4+n4 4는 적합하기로은 20 내지 50의 정수이다.
화합물 A의 군 중에서 일반식(IV)으로 표시되는 화합물은 가끔 하기 일반식(IV')
Figure kpo00012
[식중, n1 4, n2 4, n3 4및 n4 4, 및 Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 상기 정의한 바와 같음]로 표시될 수도 있지만, 두 일반식 모두 같은 화합물이다.
화합물 B인 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산 또는 그의 염은 탄소 원자수 10 내지 30의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방산이다. 적합하기로는 10 내지 18의 탄소 원자수를 갖는 것, 예를 들면 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산 등을 들 수 있다. 또란 올레산 및 리놀레산을 주성분으로 하는 탈유(tall oil) 지방산도 상기 지방산에 포함된다, 이러한 지방산의 염으로서는 알칼리 금속염 (예, 나트륨염, 칼륨염 등), 알칼리 토금속염, (예, 칼슘염, 마그네슘 등)등을 들 수 있다.
본 발명의 AE제는 그의 성분인 화합물 A 및 화합물 B를 그 자체로서 사용하거나, 또는 필요에 따라서 물 또는 적합한 용매에 용해시켜 사용할 수 있다. 화합물 A 및 화합물 B를 물 또는 적합한 용매에 용해시킬때 적합한 알칼리를 첨가할 수 있다. 또한, 화합물 A 및 화합물 B는 각각 2종 또는 그 이상의 혼합이어도 좋다.
본 발명의 AE제에 있어서 화합물 A와 화합물 B의 상대적인 양에 대해 특별히 한정되는 것은 없지만, 화합물 A 50 내지 95중량부와 화합물 B 50 내지 5중량부를 조합하는 것이 좋다.
플라이애쉬 함유 시멘트에 첨가되는 본 발명에 AE제의 양은 화합물 A 및 화합물 B의 종류와 플라이애쉬 함유 시멘트의 종류에 의존하며, 일반적으로 플라이애쉬 함유 시멘트에 대해 약 0.001 내지 0.2%, 적합하기로는 0.01 내지 0.1%이다.
화합물 A와 화합물 B로 이루어지는 본 발명의 AE제는 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물에 사용될 경우, 이하의 시험 데이타로부터 명백한 바와 같이 극히 높은 공기 연행 작용을 나타냄과 동시에 우수한 에어 로스 억제 효과를 나타낸다.
하기 시험예에 의해 본 발명의 효과를 설명한다.
[시험예 1]
[시험 모르타르의 제조]
JIS R 5201 (시멘트의 물리 시험 방법)의 조건에 맞는 혼합기를 사용하여 시험 화합물을 함유하는 물 300g, 수경성 결합제 600g, 및 모래 1500g을 4 분동안 함께 혼합하였다.
수경성 결합제 :
플라이애쉬 함유 시멘트 : 보통 포틀랜드 시멘트 (비중 3.16) 및 플라이애쉬[비중 2.06, 비표면적 3350㎠/g, 강열 감량(强熱減量) 4.61%, 메틸렌 블루 흡착량 0.98mg/g]의 75 : 25 혼합물
모래 : 강모래(비중 2.63, FM 2.69)
주 : 강열 감량은 주로 미연소 탄소 함량에서 유래된다.
시험 화합물 :
(1) 화합물 A
상기 일반식(I)에 있어서, k가 6이고, Z1 1, Z2 1… 및 Z6 1… 및 Z6 1중 2개는 올레산 잔기이고, 나머지 4개는 수소 원자인 폴리옥시에틸렌 소르비톨 디올레에이트와 일반식 (I)에 있어어 k가 6이고, Z1 1, Z2 1중 3개는 올레산 잔기이고, 나머지 3개는 수소원자이며, n1 1+n2 1+…n6 1이 40인 폴리옥시에틸렌 소르비톨 트리올레에이트의 50 : 50 혼합물(이하, 이 혼합물을 A1-1로 약칭함).
(2) 화합물 B
탈유 지방산 칼륨(지방산 96.9%, 수지산 0.6%)(이하, B-1로 약칭함).
시험 방법 :
(1) 공기 함량 측정
JIS A 1116[생 콘크리이트의 단위 중량 및 공기 함량(중량에 의한) 시험방법]에 준하여, 용량 700ml 용기를 사용하여 중량법에 의한 혼합 직후에 생 모르타르의 공기 함량을 측정하였다.
(2) 슬럼프(slump) 측정
혼합 직후에 생 모르타르의 슬럼프를 JIS A1101(콘크리이트의 슬럼프 시험 방법)에 있어서 슬럼프 콘(cone)을 1/2로 축적한 변법에 의해 측정하였다.
[시험 결과]
시험 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
표 1에 있어서, "연행된 공기"는 각각의 모르타르 중의 공기 함량에서 시험 화합물을 함유하지 않는 모르타르[플레인(plain)]중의 공기 함량(연행된 공기)을 뺀 것을 의미하며, 시험 화합물의 AE작용에 의해 연행된 공기 함량으로 해석할 수 있다. 시험 화합물이 화합물 A와 화합물 B의 혼합물일 경우, 연행된 공기의 측정치는 측정된 공기 함량에서 연행된 공기 함량을 뺀 것을 의미하는데 반해, 연행된 공기의 예측치는 시험 화합물로서 화합물 A 및 B를 독립적으로 첨가했을 때 연행된 공기 함량의 합을 의미한다.
[표 1]
Figure kpo00013
Figure kpo00014
시험 화합물의 첨가량은 플라이애쉬 함유 시멘트에 대한 중량%를 나타낸다.
(이하동일함)
[시험예 2]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 탈유 지방산 칼륨 대신 올레산 칼륨 (이하, B-2로 약칭함)을 사용하였다.
결과는 하기 표 2에 나타냈다.
[표 2]
Figure kpo00015
Figure kpo00016
[시험예 3]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 일반식(I)[식 중, k는 3이고, Z1 1, Z2 1및 Z3 1중 2개는 올레산 잔기이고, 나머지 1개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+n3 1은 31임]의 폴리옥시에틸렌 글리세롤 디올레에이트(이하, 이 화합물을 A1-2로 약칭함)를 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서는 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
시험 결과는 하기 표 3에 나타냈다.
[표 3]
Figure kpo00017
[시험예 4]
시험예 1의 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 일반식(II)[식 중, n2는 17이고, Z2는 올레산 잔기임]의 폴리에틸렌 글리콜 모노올레에이트(이하, 이 화합물을 A2-1로 약칭함)을 사용하고, 플라이애쉬 성분으로는 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
결과는 하기 표 4에 나타냈다.
[표 4]
Figure kpo00018
[시험예 5]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 일반식(III)[식 중, n1 3은 0이고, Z1 3은 올레산 잔기이고, Z2 3, Z3 3및 Z4 3은 각각 수소 원자이고, n2 3+n3 3+n4 3은 26임]의 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 모노올레에이트와 일반식(III)[식 중, n1 3및 n2 3은 각각 0이고, Z1 3및 Z2 3은 각각 올레산 잔기이고, Z3 3및 Z4 3은 각각 수소 원자이고, n3 3+n4 3은 26임]의 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 디올레에이트의 혼합물로서, 이 혼합물 1몰 중의 올레산 잔기의 평균 몰수가 1.6인 혼합물(이하, 이 혼합물을 A3-1로 약칭함)을 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서는 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
시험 결과는 하기 표 5에 나타냈다.
[표 5]
Figure kpo00019
[시험예 6]
시험예 1의 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 일반식(IV)(식 중, n1 4, n3 4및 n4 4은 각각 0이고, Z1 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 올레산 잔기이고, n2 4는 43이고, Z2 4는 수소 원자임)의 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리올레에이트(이하, 이 화합물을 A4-1로 약칭함)를 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서는 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬의 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
시험결과는 하기 표 6에 나타냈다.
[표 6]
Figure kpo00020
[시험예 7]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 일반식(IV)(식 중, n1 4+n2 4+n3 4은 35이고, Z1 4, Z2 4및 Z3 4는 각각 수소 원자이고 , n4 4는 0이고, Z4 4는 스테아르산 잔기임)의 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(이하, 이 화합물은 A4-2로 약칭함)를 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬의 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
시험 결과는 하기 표 7에 나타냈다.
[표 7]
Figure kpo00021
Figure kpo00022
[시험예 8]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 A1-2를 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬의 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
결과는 하기 표 8에 나타냈다.
[표 8]
Figure kpo00023
[시험예 9]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 A2-1을 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬의 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
결과는 하기 표 9에 나타냈다.
[표 9]
Figure kpo00024
[시험예 10]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 A3-1을 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬의 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
결과는 하기 표 10에 나타냈다.
[표 10]
Figure kpo00025
[시험예 11]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 A4-1을 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
결과는 하기 표 11에 나타냈다.
[표 11]
Figure kpo00026
[시험예 12]
시험예 1의 시험 과정을 반복하되, 단 화합물 A로서 A4-2를 사용하고, 플라이애쉬 성분으로서 다음과 같은 물성을 갖는 플라이애쉬를 사용하였다.
플라이애쉬의 물성 :
비중 2.12
비표면적 4050㎠/g
강열 감량 3.9%
메틸렌 블루 흡착량 0.91mg/g
결과는 하기 표 12에 나타냈다.
[표 12]
Figure kpo00027
[시험예 13]
[시험 콘크리트의 제조]
20±2℃로 조절된 시험실내에서 50리터 경사식 믹서에 하기표 13-1에 나타낸 배합으로 조골재(이하, "G"로 약칭함, 세골재(S)의 1/2, 수경성 결합체(C), S의 나머지 1/2 및 시험 화합물을 함유하는 물 순서로 투입하고, 3분 동안 혼합하여 콘크리트[생(fresh) 콘크리트 또는 아직 경화되지 않은 콘크리이트]를 얻었다. 혼합직후의 슬럼프 및 공기함량의 목표치를 각각 15±1cm 및 4.5±0.5%로 정하였다. 수경성 결합체 및 골재는 하기의 것을 사용하였다. 뱃취 크기는 30리터 이고, 공기 함량 슬럼프는 혼합 직후에 측정하였다. 이어서, 콘크리이트를 혼합판 상에서 정치시키고, 스쿠프(scoop)로 재혼합한 후 공기 함량 및 슬럼프를 다시 측정하였다.
수경성 결합체 :
플라이애쉬 시멘트 : 보통 포클랜드 시멘트(비중 3.16)와 플라이애쉬(비중 2.06, 비표면적 3350㎠/g, 강열 감량 4.61%, 메틸렌블루 흡착량 0.98mg/g)의 혼합물.
골재 :
세골재 : 강모래(비중 2.63, FM 2.69)
조골재 : 파석(비중 2.67, FM 6.70)
[표 13-1]
Figure kpo00028
주 : W : 물
C : 플라이애쉬 함유 시멘트
s/a : 모래-조골재 비
시험 화합물 :
(1) 화합물 A A1-1
(2) 화합물 B B-1
[시험방법]
슬럼프 : JIS A 1101(콘크리트의 슬럼프 시험방법)
공기 함량 : JIS A 1128(생콘크리이트의 공기 함량의 압력법에 의한 시험 방법)
시험 결과는 하기표 13-2에 나타낸다.
[표 13-2]
Figure kpo00029
각 시험화합물의 첨가량은 플라이애쉬 함유 시멘트에 대한 중량%로 나타냄(이하 동일함).
표 1 내지 표 13-2로부터, 본 발명의 AE제를 사용하여 제조한 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물의 연행된 공기의 측정치는 대응하는 예측보다 상당히 큰 값이었으며, 이것은 본 발명의 AE제는 우수한 공기 연행작용을 가질 뿐만 아니라, 에어 로스, 특히 미연소 탄소가 많은 플라이애쉬를 사용한 플라이애쉬 함유 콘크리이트의 에어로스 방지에 있어서도 매우 효과적임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 AE제는 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물에 있어서 우수한 AE 작용 및 에어 로스 억제 작용을 발휘한다.
이하, 실시예에 의해 본 발명의 AE제를 설명한다.
[실시예 1]
하기 일반식 :
Figure kpo00030
Figure kpo00031
[식 중, Z1 1, Z2 1,…Z6 1중 2개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 4개는 수소 원자이고, n1 1+n2 1+…+n6 1은 40개임]의 폴리옥시에틸렌 소르비톨 디올레에이트와 상기 일반식[식 중, Z1 1, Z2 1, …Z6 1중 3개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 3개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+…n6 1은 40임]의 폴리옥시에틸렌 소르비톨 트리올레에이트의 50 : 50 혼합물 20중량부 및 탈유 지방산 칼륨 5중량부를 물 75중량부 중에 용해시켜서 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물용 AE제를 제조하였다.
[실시예 2]
하기 일반식 :
Figure kpo00032
[식 중, Z1 1, Z2 1,…Z6 1중 2개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 4개는 수소 원자이고, n1 1+n2 1+…+n6 1은 40임]의 폴리옥시에틸렌 소르비톨 디올레에이트와 상기 일반식[식 중, Z1 1, Z2 1, …Z6 1중 3개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 3개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+…n6 1은 40임]의 폴리옥시에틸렌 소르비톨 트리올레에이트의 50 : 50 혼합물 20 중량부 및 탈유 지방산 칼륨 5중량부를 물 75 중량부 중에 용해시켜서 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물용 AE제를 제조하였다.
[실시예 3]
하기 일반식 :
Figure kpo00033
[식 중, Z1 1, Z2 1, 및 Z3 1중 2개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 1개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+n3 1은 31임]의 폴리옥시에틸렌글리세롤 디올레에이트 20중량부 및 탈유 지방산 시멘트 조성물용 AE제를 제조하였다.
[실시예 4]
일반식 HO(CH2CH2O)17Z2[식 중, Z2는 올레산 잔기임]의 화합물 20중량부 탈유 지방산 칼슘 5중량부를 물 75중량부에 용해시켜서 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물용 AE제를 얻었다.
[실시예 5]
하기 일반식 :
Figure kpo00034
[식 중, n1 3은 0이고, Z1 3은 올레산 잔기이고, Z2 3, Z3 3, Z4 3은 각각 수소 원자이고, n2 3+n3 3+n4 3은 26임]의 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 모노올레에이트와 상기 일반식 [식 중, n1 3및 n2 3은 각각 0이고, Z1 1및 Z2 3은 각각 올레산 잔기이고, n3 3+n4 3은 26이고, Z3 3및 Z4 3은 각각 수소 원자임]의 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 디올레이트의 혼합물(이 혼합물 1몰 중의 올레산 잔기의 평균 몰수가 1.6임) 20중량부 및 탈유 지방산 칼륨 5중량부를 물 75중량부 중에 용해시켜 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물 AE제를 얻었다.
[실시예 6]
하기 일반식 :
Figure kpo00035
[식 중, n2 4는 43이고, Z1 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 올레산 잔기임]의 화합물 20중량부 및 탈유 지방산 칼륨 5중량부를 물 75중량부 중에 용해시켜서 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물용 AE제를 얻었다.
[실시예 7]
하기 일반식 :
Figure kpo00036
[식 중, n1 4+n2 4+n3 4는 35이고, Z4 4는 스테아르산 잔기임]의 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트 20중량부 및 탈유 지방산 칼륨 5중량부를 물 75중량부 중에 용해시켜서 플라이애쉬 함유 시멘트 조성물용 AE제를 얻었다.

Claims (12)

  1. 하기 일반식
    Figure kpo00037
    [식 중, k는 2 내지 8의 정수이고, n1 1, n3 2… 및 nk 1은 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 1, Z2 1… 및 Zk 1는 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산으로부터 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 1, Z2 1… 및 Zk 1중 하나 이상이 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 1+n2 1+…+
    Figure kpo00038
    은 10 내지 60의 정수임]로 표시되는 폴리옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르 하기 일반식
    HO(CH2CH2O)n2Z2
    [식 중, n2는 10 내지 40의 정수이고, Z2는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기임]으로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르
    하기 일반식
    Figure kpo00039
    [식 중, n1 3, n2 3, n3 3및 n4 3은 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 3, Z2 3, Z3 3및 Z4 3증 하나 이상이 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 3, Z2 3, Z3 3및 Z4 3중 하나 이상이 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 3+n2 3+n3 3+n4 3은 10내지 60의 정수임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 지방산 에스테르 및
    하기 일반식
    Figure kpo00040
    [식 중, n1 4, n2 4, n3 4및 n4 4는 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4중 하나 이상이 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 4+n2 4+n3 4+n4 4는 10내지 60의 정수임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르로 구성되는 군 중에서 선택되는 화합물 A 와 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산 또는 그의 염인 화합물 B로 이루어지는 공기 연행제 및 플라이애쉬 시멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00041
    [식 중, k는 2 내지 8의 정수이고, n1 1, n2 1… 및 nk 1은 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 1, Z2 1… 및 Zk 1는 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산으로부터 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 1, Z2 1… 및 Zk 1중 하나 이상이 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 1+n2 1+…+nk 1은 10 내지 60의 정수임]로 표시되는 폴리옥시에틸렌 폴리알코올 지방산 에스테르인 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00042
    Figure kpo00043
    [식 중, Z1 1, Z2 1,…Z6 1중 2개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 4개는 수소 원자이고, n1 1+n2 1+…+n6 1은 40임]의 폴리옥시에틸렌 소르비톨 디올레에이트와 상기 일반식에서 Z1 1, Z2 1, …Z6 1중 3개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 3개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+…n6 1은 40인 폴리옥시에틸렌 소르비톨 트리올레에이트의 흡합물이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00044
    [식 중, Z1 1, Z2 1,…Z6 1중 2개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 4개는 수소 원자이고, n1 1+n2 1+…+n6 1은 40임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 소르비톨 디올레에이트와 상기 일반식에서 Z1 1, Z2 1, …Z6 1중 3개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 3개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+…n6 1은 40인 폴리옥시에틸렌 소르비톨 트리올레에이트의 흡합물이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00045
    [식 중, Z1 1, Z2 1, 및 Z3 1중 2개는 각각 올레산 잔기이고, 나머지 1개는 수소 원자이며, n1 1+n2 1+n3 1은 31임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 글리세롤 디올레에이트이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    HO(CH2CH2O)n2Z2
    [식 중, n2는 10 내지 40의 정수이고, Z2는 탄소 원자수 1 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기임]으로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르인 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    HO(CH2CH2O)17Z2
    [식 중 Z2는 올레산 잔기임]으로 표시되는 화합물이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00046
    [식 중, n1 3은 0이고, Z1 3은 올레산 잔기이고, Z2 3, Z3 3, Z4 3은 각각 수소 원자이고, n2 3+n3 3+n4 3은 26임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 모노올레에이트와 상기 일반식에서 n1 3및 n2 3은 각각 0이고, Z1 1및 Z2 3은 각각 올레산 잔기이고, n3 3+n4 3은 26이고, Z3 3및 Z4 3은 각각 수소 원자인 폴리옥시에틸렌 펜타에리트리톨 디올레이트의 혼합물(이 혼합물 1몰 중의 올레산 잔기의 평균 몰수는 1.6몰임)이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
  9. 내용 없음.
  10. 제1항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00047
    [식 중, n1 4, n2 4, n3 4및 n4 4는 각각 0 내지 40의 정수이고, Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이되, 단 Z1 4, Z2 4, Z3 4및 Z4 4중 1개 이상이 탄소 원자수 10 내지 30의 지방산에서 히드록시기를 제거한 잔기이고, n1 4+n2 4+n3 4+n4 4는 10 내지 60의 정수임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르인 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00048
    [식 중, n2 4는 43이고, Z1 4, Z3 4및 Z4 4는 각각 올레산 잔기임]으로 표시되는 화합물이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 화합물 A가 하기 일반식
    Figure kpo00049
    [식 중, n1 4+n2 4+n3 4는 35이고, Z4 4는 스테아르산 잔기임]으로 표시되는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트이고, 화합물 B가 탈유 지방산 칼륨인 조성물.
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