KR20190050402A - 콘크리트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 조기강도제, 배합수, 콘크리트 조성물 및 콘크리트 조성물 제조방법에 대한 발명으로서, 콘크리트 배합에 포함되는 조기강도제에 의해 콘크리트 압축강도 발현 속도를 저온에서 빠르게 확보하는 기술이다. 구체적으로 알칼리화합물 25~55wt%, 삼산화황 15~30wt%, 탄소 1~5wt%, 수산화칼륨 6~34wt%, 이산화규소 10~40wt%, 질소 10~40wt% 및 산소 1~4wt%로 이루어진 콘크리트 조기강도제 및 상기 조기강도제가 수용된 배합수 160~180 kg/m3, 보통 포틀랜드 시멘트(200) 340~400 kg/m3, 잔골재(310) 830~910 kg/m3, 굵은골재(320) 900~990 kg/m3 로 합성된 콘크리트 조성물은 저온에서 빠른 강도발현 속도를 가진다.
Description
본 발명은 콘크리트 조기강도제, 배합수, 콘크리트 조성물 및 콘크리트 조성물 제조방법에 대한 발명으로서, 콘크리트 배합에 포함되는 조기강도제에 의해 콘크리트 강도발현 속도를 저온에서 빠르게 확보하는 기술이다.
특허발명 001은 저발열형 고강도 콘크리트용 감수제, 저발열형 고강도 콘크리트용 알칼리 이온 활성화제 및 이를 포함하는 저발열형 고강도 콘크리트 조성물에 대한 발명으로서, 구체적으로 시멘트와 물과 골재와 감수제, 공기연행제, 공기연행감수제 및 초가소제로 구성된 군에서 선택된 적어도 일종의 첨가물과 특정 점도를 나타내는 저 발포성의 셀룰로오스형 점도개선제와 특정 점도를 나타내는 저점도의 아크릴형 점도개선제 중의 적어도 하나의 점도개선제의 특정양으로 구성되는 것을 제시하고 있다.
특허발명 002는 조강형 시멘트를 이용한 한중콘크리트 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 구체적으로 조강형 시멘트 100중량부와, 상기 조강형 시멘트 대비 석회석 미분 더스트 4~6중량부에 골재 및 물을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 즉, 조강형 시멘트에 석회석 미분 더스트를 치환함으로써 거푸집의 조기 탈형에 요구되는 콘크리트의 강도를 조기에 확보할 수 있는 기술을 제시하고 있다.
특허발명 003은 속경성 시멘트계 결합재 3∼40중량%, 잔골재 25∼70중량%, 굵은골재 20∼65중량%, 물 0.1∼20중량%, 및 폴리머계 성능개선제 0.01∼15중량%를 포함하며, 상기 폴리머계 성능개선제는 폴리스티렌 10∼75중량%, 스티렌-아크릴 에스테르 5∼45중량%, 부틸메타크릴레이트 10∼40중량%, 메틸아크릴레이트 5∼30중량%, 폴리에틸렌 0.1∼15중량% 및 폴리메틸아크릴레이트 0.1∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 혼입 초속경 시멘트를 제시하고 있다.
특허발명 004는 폴리카르본산계로서 유지계 50~70wt% 및 감수계 30~50wt%로 이루어진 저발열형 고강도 콘크리트용 감수제, TEA(Tri-Ethanol-Amine) 30~50wt% 및 PA(Polypenol-Amine) 50~70wt%를 혼합하여 구성된 저발열형 고강도 콘크리트용 알칼리 이온 활성화제 및 고로슬래그 미분말 45~55wt%, 보통포틀랜드 시멘트 25~35wt% 및 플라이애시 15~25wt%로 이루어진 결합재(B) 450~550㎏/㎥; 물(W) 135~175㎏/㎥; 잔골재(S) 700~770㎏/㎥; 굵은골재(G) 850~940㎏/㎥; 상기 저발열형 고강도 콘크리트용 감수제 4.05~8.25㎏/㎥; 및 상기 저발열형 고강도 콘크리트용 알칼리 이온 활성화제;를 포함하여 구성되며, 물결합재비(W/B)가 27~35%, 잔골재율(S/a)이 42~48%이고, 상기 저발열형 고강도 콘크리트용 감수제는 상기 결합재(B) 100중량부에 대하여 0.9~1.4중량부 혼입되며, 상기 저발열형 고강도 콘크리트용 알칼리 이온 활성화제는 상기 결합재(B) 100중량부 대비 0.1중량부 혼입된 것을 특징으로 하는 저발열형 고강도 콘크리트 조성물을 제시하고 있다.
본 발명은 콘크리트 조기강도제, 배합수, 콘크리트 조성물 및 콘크리트 조성물 제조방법에 대한 발명으로서, 콘크리트 배합에 포함되는 조기강도제에 의해 콘크리트 강도발현 속도를 저온에서 빠르게 확보하는 기술이다.
종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 콘크리트 조기강도제는 알카리 화합물 25~55wt%, 삼산화황 15~30wt%, 탄소 1~5wt%, 수산화칼륨 6~34wt%, 이산화규소 10~40wt%, 질소 10~40wt% 및 산소 1~4wt%의 물질화성으로 형성되며 상기 물질 중 두가지 물질 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 콘크리트 배합용 배합수는 물(110);, 앞에서 제시한 콘크리트 조기강도제(120);, 및 상기 아민계 혼화제 및 혼합수로 이루어진 감수제(130);를 혼합하여 이루어진다.
본 발명의 콘크리트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트(200) 340~400 kg/m3, 잔골재(310) 830~910 kg/m3, 굵은골재(320) 900~990 kg/m3 및 앞에서 제시한 배합수(100) 160~180 kg/m3로 이루어진다.
본 발명의 콘크리트 조성물 제조방법은 잔골재 및 굵은골재를 믹서기에 투입 후, 혼합하는 골재혼합단계(S110);, 콘크리트 조기강도제, 물, 감수제를 혼합하여 배합수를 제조하는 배합수혼합단계(S120);, 상기 골재혼합단계 후, 상기 믹서기에 보통 포틀랜드 시멘트를 추가 공급하는 시멘트공급단계(S200);, 상기 시멘트공급단계 후, 상기 배합수를 믹서기에 투입하는 배합수공급단계(S300);, 상기 배합수 공급단계 후, 믹서기에 의해 믹서기의 콘크리트를 혼합하는 콘크리트혼합단계(S400);의 시계열적 절차로 이루어진다.
본 발명의 콘크리트 조기강도제는 콘크리트에 배합되어 저온조건에서 콘크리트 압축강도를 조기에 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 콘크리트 조기강도제는 물 및 감수제와 혼합되어 배합수를 형성하며, 콘크리트 조기강도제가 분말 또는 액상형태로 형성되어 배합수에 용이하게 혼합될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 콘크리트 조성물은 시멘트, 골재, 및 배합수를 혼합하며, 상기 배합수 및 골재는 사전에 전처리 합성되므로 혼합효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명으로 얻어진 콘크리트 배합물은 섭씨 13도의 온도에서 5MPa의 압축강도를 12시간에 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 양생온도에 따른 콘크리트 배합물 비율.
도 2는 본 발명의 양생온도 13도에서 시간별 압축강도 실험결과표.
도 3은 본 발명의 양생온도 13도에서 시간별 압축강도 실험결과 그래프.
도 4는 본 발명의 양생온도 15도에서 시간별 압축강도 실험결과표.
도 5는 본 발명의 양생온도 15도에서 시간별 압축강도 실험결과 그래프.
도 6은 본 발명의 양생온도 20도에서 시간별 압축강도 실험결과표.
도 2는 본 발명의 양생온도 13도에서 시간별 압축강도 실험결과표.
도 3은 본 발명의 양생온도 13도에서 시간별 압축강도 실험결과 그래프.
도 4는 본 발명의 양생온도 15도에서 시간별 압축강도 실험결과표.
도 5는 본 발명의 양생온도 15도에서 시간별 압축강도 실험결과 그래프.
도 6은 본 발명의 양생온도 20도에서 시간별 압축강도 실험결과표.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
(실시예 1-1) 본 발명의 콘크리트 조기강도제는 알카리 화합물 25~55wt%, 삼산화황 15~30wt%, 탄소 1~5wt%, 수산화칼륨 6~34wt%, 이산화규소 10~40wt%, 질소 10~40wt% 및 산소 1~4wt%로 이루어진다.
(실시예 1-2) 본 발명의 콘크리트 조기강도제는 실시예 1-1에 있어서, 상기 콘크리트 조기강도제는 분말형상으로 형성하며, 1.0 내지 1.2 g/cm3의 밀도를 형성된다.
본 발명은 콘크리트 강도를 저온환경에서 조기 확보하기 위한 조기강도제에 대한 것이다. 통상의 콘크리트는 시멘트, 골재, 물의 배합으로 콘크리트 재료를 형성한다. 통상의 콘크리트 목표 강도 발현시간은 온도가 낮을수록 길게 나타나는 특징이 있다. 이는 겨울철 시공기간 증가의 원인이 된다. 따라서, 콘크리트 조기강도제를 콘크리트 재료에 투입시켜, 저온(섭씨 13도)에서 목표 강도발현 시간을 단축시킬 수 있다. 본 발명의 콘크리트 조기강도제는 알칼리화합물 25~55wt%, 삼산화황 15~30wt%, 탄소 1~5wt%, 수산화칼륨 6~34wt%, 이산화규소 10~40wt%, 질소 10~40wt% 및 산소 1~4wt%의 조합으로 형성된다. 상기 성분 중 알칼리화합물은 수산화칼슘으로 치환되어 사용 가능하다. 콘크리트 조기강도제는 양생온도 및 시멘트량에 따라 다양한 범위로 혼입할 수 있으며 사용량은 시멘트 100 wt%에 대하여 0.1 ~ 8 wt%의 범위에서 혼입할 수 있다. 본 발명의 콘크리트 조기강도제는 복수의 성분을 합성한 후, 밀 분쇄기에 의해 분말형태로 형성한다. 분말의 밀도는 1.0 내지 1.2 g/cm3이 바람직하다. 다른 실시예로서, 콘크리트 조기강도제는 고온합성에 의해 액상형으로 형성하여 사용될 수 있다.
(실시예 2-1) 본 발명의 배합수는 콘크리트 배합에 사용되며, 물(110);, 실시예 1의 콘크리트 조기강도제(120); 및 상기 아민계 혼화제 및 혼합수로 이루어진 감수제(130);를 포함한다.
(실시예 2-2) 본 발명의 배합수는 실시예 2-1에 있어서, 상기 감수제는 1.0 내지 1.2 g/cm3의 밀도를 형성하며, 아민계 액상형 혼화제로 형성된다.
본 발명은 콘크리트 배합에 사용되는 배합수에 대한 발명으로서, 본 발명의 배합수는 물, 조기강도제, 감수제의 혼합으로 이루어진다. 상기 조기강도제는 실시예 1-1로부터 얻어지는 것을 사용한다. 본 발명에 사용된 감수제는 아민계 액상형을 사용하며, 1.0 내지 1.2 g/cm3의 밀도를 형성한다. 상기 감수제는 AE(Air Entraining)감수제이며, 아민계 혼화제 및 혼합수의 중량비율은 4 : 6으로 이루어진다. 즉, 상기 아민계 혼화제 40 wt% 및 혼합수 60 wt%로 이루어지는 것이 바람직하나 콘크리트 유동성 목적에 따라 아민계 혼화제 및 혼합수의 비율조정이 가능하다. 상기 감수제는 많은 미세기공을 포함시켜 워커빌리티 및 내구성 및 동결융해성 향상을 목적으로 투입된다. 콘크리트 조기강도제 및 감수제는 배합수 내부에 수용된 후, 콘크리트 재료를 생성한다.
(실시예 3-1) 본 발명의 콘크리트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트(200) 340~400 kg/m3, 잔골재(310) 830~910 kg/m3, 굵은골재(320) 900~990 kg/m3 및 실시예 2-1의 배합수(100) 160~180 kg/m3의 비율로 조합된다.
(실시예 3-2) 본 발명의 콘크리트 조성물은 실시예 3-1에 있어서, 상기 콘크리트 조기강도제는 상기 보통 포틀랜드 시멘트 100 wt%에 대하여 3~5 wt%를 포함한다.
(실시예 3-3) 본 발명의 콘크리트 조성물은 실시예 3-1에 있어서, 상기 감수제는 상기 보통 포틀랜드 시멘트 100 wt%에 대하여 2 wt%를 포함한다.
저온(섭씨 13도)환경에서 콘크리트의 조기강도확보를 확인하기 위해, 일반적인 조건과 비교하였으며, 또한 다양한 온도조건에 따른 변화를 분석하기 위해 추가적으로 섭씨 13도 내지 섭씨 20도의 조건을 함께 실험하였다. 실험결과로서 양생시간을 분석하였으며, 분석결과는 도 2 내지 도7에 제시되었다.
섭씨 13도의 조건으로 실험하기 위한 배합비율은 1 m3의 체적에 보통 포틀랜드 시멘트 360~400 kg, 잔골재 830~890 kg, 굵은골재 900~980 kg 및 실시예 2-1의 배합수 160~170 kg을 배합하였으며, 섭씨 15도의 조건으로 실험하기 위한 배합비율은 1 m3의 체적에 보통 포틀랜드 시멘트 360~400 kg, 잔골재 830~890 kg, 굵은골재 900~980 kg 및 실시예 2-1의 배합수 160~170 kg을 배합하였으며, 섭씨 20도의 조건으로 실험하기 위한 배합비율은 1 m3의 체적에 보통 포틀랜드 시멘트 340~380 kg, 잔골재 850~910 kg, 굵은골재 900~990 kg 및 실시예 2-1의 배합수 160~180 kg을 배합하였다.
실험결과에서, 목표강도 5MPa을 확보하기 위한 시간을 측정하였으며, 13도의 조건은 12시간 만에 5.3MPa의 압축강도를 얻을 수 있었으며, 15도의 조건은 12시간 만에 5.4MPa의 압축강도를 얻을 수 있었으며, 20도의 조건은 12시간 만에 5.3MPa의 압축강도를 얻을 수 있었다. 반면 일반적인 조건에서는 12시간 경과 후, 0.2MPa의 압축강도를 얻었다. 따라서, 본 발명의 콘크리트 조기강도제 투입시 일반적인 조건보다 급속히 콘크리트의 목표 압축강도를 확보할 수 있다. 상기 압축강도측정은 지름 100mm, 높이 200mm 실린더형 압축몰드를 이용하였다. 또한, 조강제 사용량에 따라 12시간 5MPa을 초과할 수 있다.
(실시예 3-4) 본 발명의 콘크리트 조성물은 실시예 3-1에 있어서, 상기 잔골재는 부순잔골재(311) 및 세척잔골재(312)로 형성되며, 상기 부순잔골재는 잔골재 100 wt%의 경우 80 wt%로 형성되며, 상기 세척잔골재는 20 wt%로 형성되는 것을 포함한다.
보통 포틀랜드 시멘트는 국내 시멘트 회사의 기성품 사용한다. 보통 포틀랜드 시멘트의 밀도는 3.14g/cm3이며, 분말도는 3,500~3,700cm2/g이다. 부순 잔골재는 암석을 파쇄하여 형성하며, 크기는 5mm 이하이며, 2.58g/cm3의 밀도, 1.5%의 흡수율, 2.8의 조립율을 형성한다. 세척 잔골재는 바닷모래를 사용하며, 크기는 5mm이하이며, 2.58g/cm3의 밀도, 1.3%의 흡수율, 2.3의 조립율로 형성된다. 굵은 골재는 천연골재 또는 암석을 파쇄하여 형성하며, 크기는 25mm 이하로 형성하며, 2.69g/cm3의 밀도, 0.8%의 흡수율, 6.8의 조립율을 형성한다.
(실시예 4-1) 본 발명의 콘크리트 조성물 제조방법은 잔골재 및 굵은골재를 믹서기에 투입 후, 혼합하는 골재혼합단계(S110);, 콘크리트 조기강도제, 물, 감수제를 혼합하여 배합수를 제조하는 배합수혼합단계(S120);, 상기 골재혼합단계 후, 상기 믹서기에 보통 포틀랜드 시멘트를 추가 공급하는 시멘트공급단계(S200);, 상기 시멘트공급단계 후, 상기 배합수를 믹서기에 투입하는 배합수공급단계(S300);, 상기 배합수 공급단계 후, 믹서기에 의해 믹서기의 콘크리트를 혼합하는 콘크리트혼합단계(S400);를 포함하는 시계열적 절차로 이루어진다.
(실시예 4-2) 본 발명의 콘크리트 조성물 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 혼합단계 후, 혼합된 콘크리트를 배출하는 배출단계(S500);를 포함한다.
(실시예 4-3) 본 발명의 콘크리트 조성물 제조방법은 실시예 4-2에 있어서, 상기 혼합단계 후, 배출된 콘크리트로 시험체를 제작하는 단계(S600)를 포함한다.
(실시예 4-4) 본 발명의 콘크리트 조성물 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 콘크리트 조기강도제는 실시예 1-1의 물질혼합으로 형성되는 것을 포함한다.
(실시예 4-5) 본 발명의 콘크리트 조성물 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 배합수는 실시예 2-1의 물질혼합으로 형성되는 것을 포함한다.
100 : 배합수
110 : 물
120 : 콘크리트 조기강도제
130 : 감수제
200 : 보통 포틀랜드 시멘트
310 : 잔골재
320 : 굵은골재
311 : 부순잔골재
312 : 세척잔골재
110 : 물
120 : 콘크리트 조기강도제
130 : 감수제
200 : 보통 포틀랜드 시멘트
310 : 잔골재
320 : 굵은골재
311 : 부순잔골재
312 : 세척잔골재
Claims (4)
- 콘크리트 조기강도제에 있어서,
알칼리화합물 25~55wt%, 삼산화황 15~30wt%, 탄소 1~5wt%, 수산화칼륨 6~34wt%, 이산화규소 10~40wt%, 질소 10~40wt% 및 산소 1~4wt%로 이루어진 콘크리트 조기강도제.
- 배합수(100)에 있어서,
물(110);,
청구항 1의 콘크리트 조기강도제(120); 및
상기 아민계 혼화제 및 혼합수로 이루어진 감수제(130);를 포함하는 배합수.
- 콘크리트 조성물에 있어서,
보통 포틀랜드 시멘트(200) 340~400 kg/m3, 잔골재(310) 830~910 kg/m3, 굵은골재(320) 900~990 kg/m3 및 청구항 2의 배합수(100) 160~180 kg/m3를 포함하는 콘크리트 조성물.
- 콘크리트 조성물 제조방법에 있어서,
잔골재 및 굵은골재를 믹서기에 투입 후, 혼합하는 골재혼합단계(S110);,
콘크리트 조기강도제, 물, 감수제를 혼합하여 배합수를 제조하는 배합수혼합단계(S120);,
상기 골재혼합단계 후, 상기 믹서기에 보통 포틀랜드 시멘트를 추가 공급하는 시멘트공급단계(S200);,
상기 시멘트공급단계 후, 상기 배합수를 믹서기에 투입하는 배합수공급단계(S300);,
상기 배합수 공급단계 후, 믹서기에 의해 믹서기의 콘크리트를 혼합하는 콘크리트혼합단계(S400);를 포함하는 콘크리트 조성물 제조방법.
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