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WO2015126059A1 - 하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2015126059A1
WO2015126059A1 PCT/KR2015/000272 KR2015000272W WO2015126059A1 WO 2015126059 A1 WO2015126059 A1 WO 2015126059A1 KR 2015000272 W KR2015000272 W KR 2015000272W WO 2015126059 A1 WO2015126059 A1 WO 2015126059A1
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WO
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concrete
mixing
mixed
parts
weight
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/000272
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤경구
Original Assignee
강원대학교산학협력단
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Publication date
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • latex-modified concrete is produced and supplied by using mobile mixers due to its mixing properties, and production costs are further increased due to the operation of mobile mixers, transportation of materials, and operation of materials supply equipment. There was a problem of falling economic efficiency.
  • Silica Fume mixed in the latex modified concrete is an ultra-fine particle industrial by-product generated when manufacturing silicon (Si), pelosilicon (FeSi), silicon products, etc., which is 7-10% by weight of cement.
  • the powder of silica fume which is about 1/80 of the cement powder, causes the microfiller effect to fill the pores of the cement particles, making the interior more compact by the pozzolanic reaction, which increases strength, decreases permeability, and enhances durability.
  • it is used with high fluidizing agent because of its high specific surface area and poor workability.
  • Silica fume is not evenly dispersed, causing many problems.
  • 3 to 4 is a view showing a first embodiment of the mixing portion of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the mixing unit of the present invention.
  • Hybrid concrete composition of the present invention the concrete is formed by mixing water, cement, aggregate so that the slump 40 ⁇ 120mm;
  • Silica fume to be mixed in 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement to form the ordinary concrete in the normal concrete;
  • the cement is produced by the domestic S company As portland cement, a specific gravity of 3.15 and a powder degree of 3,400 cm 2 / g were used.
  • the aggregate is a coarse aggregate of 13 mm or more and a fine aggregate of 13 mm or less, and the specific gravity of the coarse aggregate is 2.61, the granulation rate is 6.23, and the specific gravity of the fine aggregate is 2.60, and the granulation rate is 3.02.
  • the mixing unit 60 while the shaft 61 is rotated by the power of the motor inside the ready-mixed truck 40, while the mixing member 62 is radially connected to the shaft 61 at least one stage while rotating.
  • concrete and silica fume are mixed to form mixed concrete.
  • the mixing unit 60 ′ is supplied with ordinary concrete from the ready-mixed concrete truck 40 to the hopper 63 and moved to the mixer unit 65 by the stirring rotating member 64, and mixed into the ordinary concrete.
  • Silica fume can be mixed to form mixed concrete.
  • the mixing parts 60 and 60 'forming the hybrid concrete are the same as those of the mixing parts 60 and 60' forming the mixed concrete, description thereof is omitted and alumina is used to shorten the curing time of the concrete in the hybrid concrete.
  • the mixed material formed by mixing any one or more of the ultra fast clinker powder, the amorphous alumina super fast clinker powder, and the Awin super fast clinker powder is further mixed and mixed into the mixing unit 60 (60 '). It can be mixed with 5 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of cement to form concrete.
  • the crude steel concrete can be prepared, the amount of the mixed material based on 100 parts by weight of cement to form the normal concrete When mixed to 15 to 25 parts by weight, can be prepared super-tough steel concrete, when the mixed material is mixed with 25 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of cement to form a normal concrete, super-speed concrete is prepared You can do it.
  • the shorting with the shorting guide member 70 is because the slump can be reduced while dissipating the bubbles contained in the hybrid concrete.
  • the filling effect is small and does not exhibit high strength and high durability. If the silica fume is more than 10 parts by weight, it is because the small voids in the concrete are all filled and remain uneconomical. This is because the filling effect and the coagulation effect of the pores are low, so that the ability to suppress cracking is lowered.
  • Compressive strength of the hybrid concrete was measured at 28 days, 56 days, the results are shown in FIG.

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Abstract

본 발명은, 슬럼프 40~120mm 정도의 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 실리카퓸을 5~10 중량부 혼입하여 콘크리트의 고강도와 고내구성을 증진시킴과 아울러 라텍스를 3~9 중량부로 혼입하여 필름막 형상과 응집효과로 균열발생을 억제시켜 기존의 라텍스개질콘크리트와 유사한 성능을 유지할 수 있으므로 기존의 라텍스개질콘크리트를 형성할 때보다, 라텍스의 혼입량을 현저히 줄여 경제성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법
본 발명은 하이브리드 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기물인 라텍스와 무기물인 실리카퓸을 혼입하여 고강도와 고내구성을 유지하는 하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 콘크리트포장에 빈번하게 발생하는 파손의 문제로 인하여 내구성이 우수한 콘크리트 계열의 교면포장 적용사례가 늘고 있으며, 그 중 대표적인 방법으로 라텍스개질콘크리트와 실리카퓸을 혼입한 고성능콘크리트가 이용되고 있다.
상기 라텍스개질콘크리트(Latex Modified Concrete)는 보통콘크리트에 라텍스를 일정량 혼합하여 만든 콘크리트로서, 낮은 투수성으로 인해 염분 및 수분침투를 방지하여 철근부식 등으로부터 콘크리트 슬래브를 보호하므로 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 고강도, 고밀도로 인해 공용연수가 늘어나 유지관리가 용이한 장점이 있다.
상기 라텍스를 포틀랜드 시멘트에 첨가하였을 때, 보통콘크리트보다 낮은 단위수량에서도 유동성이 증가하고, 라텍스가 콘크리트 내부의 미세 공극을 채워 필름막을 형성함으로써 시멘트 수화물과 골재가 상호 연결되어 부착성이 증대된다.
상기 포틀랜드 시멘트가 건조하게 되면, 시멘트 수화물이 수축하여 시멘트 수화물의 내부에는 미세균열이 발생하게 되고, 이 미세균열의 전파로 콘크리트의 인장력을 저하시키며 염화물이나 유해한 화학물질의 침투를 증가시키게 된다. 그러나 라텍스개질콘크리트는 라텍스 입자들이 골재 주위를 둘러싸고, 시멘트 수화물을 덮고 있는 필름의 형태로 응집되어 있으므로 시멘트 수화물 내부의 미세균열공극을 메워주며, 미세균열의 전파를 억제하는 역할을 하여 콘크리트의 인장강도와 부착강도를 증가시키면서 투수저항성을 증가시키게 된다.
상기 라텍스는 고형분 기준으로 시멘트 중량 대비 약 15% 혼입하는 것이 일반적이며, 이는 콘크리트 재료비만을 기준으로 약 4배 증가시키는 요인이 되고, 더욱이 석유값이 급등하면서 화학제품인 라텍스 값이 급등하여 1,800원/kg에 이르고, 1㎥의 콘크리트를 생산하는데, 라텍스 값만 230,400원/㎥이 발생하므로 생산단가가 증대되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 라텍스개질콘크리트는, 배합특성상 현장에서 재료를 공급받아 모빌믹서(Mobile Mixer)를 이용하여 생산 및 공급하는데, 모빌믹서의 장비운영과 재료공급 운송 및 재료공급 장비운영 등으로 생산단가가 더욱더 증대되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기 라텍스개질콘크리트에 혼입되는 실리카퓸(Silica Fume)은 실리콘(Si), 펠로실리콘(FeSi), 실리콘 제품 등을 제조할 때, 발생되는 초미립자 산업부산물로서, 이를 시멘트 중량대비 7~10% 콘크리트에 혼입하면, 시멘트 분말 대비 약 1/80 정도로 미세한 분말의 실리카퓸이 시멘트 입자의 공극을 충전하는 마이크로 필러 효과를 유발하면서 포졸란반응으로 내부를 더욱 밀실하게 만들어 강도증진, 투수성 감소 및 내구성 증진 효과를 가져오나, 비표면적이 커서 작업성을 나쁘게 하는 특성 때문에 고유동화제와 함께 이용하며, 현장 배처플랜트에서 배합시, 타 콘크리트 재료와 함께 투입하여 배합하거나 이미 배합된 콘크리트(레미콘)에 투입해서 배합면, 실리카퓸이 골고루 분산되지 않아 오히려 많은 문제점을 야기한다.
[선행기술문헌]
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0070618호
대한민국 등록특허공보 제10-0755272호
이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 슬럼프 40~120mm 정도의 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 실리카퓸을 5~10 중량부 혼입하고, 라텍스를 3~9 중량부 혼입하여 기존의 라텍스개질콘크리트와 성능이 유사한 하이브리드 콘크리트를 제조할 수 있는 하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 기존의 라텍스개질콘크리트를 형성할 때보다, 라텍스의 혼입량을 현저히 줄임으로 시공단가를 대폭 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명 하이브리드 콘크리트 조성물은,
슬럼프 40~120mm가 되도록 물, 시멘트, 골재를 배합하여 형성되는 보통콘크리트와;
상기 보통콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~10 중량부 혼입하여 고강도 및 고내구성을 증진시키도록 하는 실리카퓸과;
상기 실리카퓸이 혼입된 혼합콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~9 중량부 혼입하여 균열발생을 억제하는 라텍스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 슬럼프 40~120mm 정도의 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 실리카퓸을 5~10 중량부 혼입하여 콘크리트의 고강도와 고내구성을 증진시킴과 아울러 라텍스를 3~9 중량부 혼입하여 필름막 형상과 응집효과로 균열발생을 억제시켜 기존의 라텍스개질콘크리트와 유사한 성능을 유지할 수 있으므로 사용자로 하여금 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 의하면, 기존의 라텍스개질콘크리트를 형성할 때보다, 라텍스의 혼입량을 현저히 줄임으로 시공단가를 대폭 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 흐름도
도 2는 본 발명의 보통콘크리트를 형성하는 도면
도 3 내지 도 4는 본 발명 혼합부의 제1실시예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명 혼합부의 제2실시예를 나타낸 도면
도 6은 본 발명 하이브리드 콘크리트의 숏팅과정도
도 7은 본 발명 하이브리드 콘크리트의 공기량 측정 결과를 나타낸 도면
도 8 내지 도 10은 본 발명의 보통콘크리트와 혼합콘크리트 및 하이브리드 콘크리트의 슬럼프 사진
도 11은 본 발명 하이브리드 콘크리트의 압축강도 변화를 나타낸 도면
도 12는 본 발명 하이브리드 콘크리트의 휨강도 변화를 나타낸 도면
도 13은 본 발명 하이브리드 콘크리트의 투과 저항성을 나타낸 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 배처플랜트 40: 레미콘트럭
60,60': 혼합부
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 흐름도이다.
본 발명 하이브리드 콘크리트 조성물은, 슬럼프 40~120mm가 되도록 물, 시멘트, 골재를 배합하여 형성되는 보통콘크리트와;
상기 보통콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~10 중량부 혼입하여 고강도 및 고내구성을 증진시키도록 하는 실리카퓸과;
상기 실리카퓸이 혼입된 혼합콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~9 중량부 혼입하여 균열발생을 억제하는 라텍스를 포함하여 구성된다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 하이브리드 콘크리트 제조과정을 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 배처플랜트(10)에서 각각 공급되는 물, 시멘트, 골재를 배합 및 혼합하여 슬럼프 40~120mm의 보통콘크리트를 형성하는데, 상기 시멘트는 국내 S사에서 생산된 보통포틀랜드 시멘트로 비중은 3.15, 분말도는 3,400㎠/g의 것을 사용하였다.
또한, 상기 골재는, 13mm 이상의 굵은 골재와 13mm 이하의 잔골재이며, 상기 굵은 골재의 비중은 2.61, 조립율은 6.23의 것을 사용하고, 상기 잔골재의 비중은 2.60, 조립율은 3.02의 것을 사용하였다.
상기 보통콘크리트를 레미콘트럭(40)에 의해 시공현장으로 이송하면, 상기 레미콘트럭(40)의 보통콘크리트에 실리카퓸을 혼입하는데, 상기 실리카퓸은, 상기 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~10 중량부로 혼입하고, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 혼합부(60)(60')로 혼합하여 혼합콘크리트를 형성한다.
표 1
구분 시험결과
물리적 특성 밀도(kg/㎥) 130~350 kg/㎥
비중 2.2±0.2(20℃)
강열감량(%) 3.45% 이하
분말도(㎠/g) 약 150,000~300,000 ㎠/g
성상 90% 이상 구형으로 구성
입경(㎛) 1 ㎛
단위용적중량(kg/㎥) 250~300 kg/㎥
주성분 실리콘(Si 성분 85% 이상)
화화적 특성 SiO2(%) 85~95
Al2O3(%) 1.5 이하
Fe2O3(%) 3.0 이하
CaO(%) 0.7 이하
MgO(%) 2.0 이하
SO3(%) 0.2 이하
1g.loss(%) 3 이하
상기 표 1은 상기 실리카퓸의 물리,화학적 특성을 나타낸 것으로, 상기 실리카퓸은 규소성분이 85% 이상으로 이를 보통콘크리트에 혼입하면, 시멘트 입자 사이를 채워 콘크리트의 고강도와 고내구성을 증진시킬 수 있다.
상기 혼합부(60)는, 상기 레미콘트럭(40) 내부에 모터의 동력으로 축(61)이 회전함과 동시에 상기 축(61)에 적어도 1단 이상 방사상으로 연결된 혼합부재(62)가 회전하면서 보통콘크리트와 실리카퓸을 혼합하여 혼합콘크리트를 형성하게 된다.
또한, 혼합부(60')는, 상기 레미콘트럭(40)으로부터 호퍼(63)로 보통콘크리트가 공급됨과 동시에 교반회전부재(64)에 의해 믹서부(65)로 이동하고, 상기 보통콘크리트에 혼입되는 실리카퓸을 혼합하여 혼합콘크리트를 형성할 수 있는 것이다.
상기의 과정으로 형성된 혼합콘크리트에 라텍스를 혼입하는데, 상기 라텍스는, 상기 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~9 중량부로 혼입하고, 혼합부(60)(60')로 혼합하여 하이브리드 콘크리트를 형성한다.
표 2
항목 단위 결과치 시험방법
전 고형분 % 46.9 KS M 6516 : 2011
라텍스 점도((25±1)℃) mPa.s 56 KS M 6516 : 2011
PH((25±1)℃) - 10.5 KS M 6516 : 2011
응고분 % 0.02 KS M 6516 : 2011
동결-해동안정도((-10±1)℃) % 0.02 KS M 6403 :2008(*)
표면장력((23±2)℃) mN/m 32.0 KS M 1071-4 :2007(고리법)
상기 표 2는 라텍스의 물성을 나타낸 것으로, 라텍스에는 소포제가 함유되어 있기 때문에 기포가 상당수 줄어들게 되며, 대기 중에 장시간 노출되면 수분 증발에 의한 라텍스보호필름막이 생겨 슬럼프 손실이 생길 수 있으므로 주의하여야 한다.
상기 하이브리드 콘크리트를 형성하는 혼합부(60)(60')는 혼합콘크리트를 형성하는 혼합부(60)(60')와 동일하므로 설명을 생략하며, 상기 하이브리드 콘크리트에 콘크리트의 경화시간을 단축하도록 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합하여 형성된 혼합재료를 더 혼입하여 혼합부(60)(60')로 혼합하며, 이는 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~45 중량부로 혼입할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 보통콘크리트에 실리카퓸, 라텍스, 혼합재료를 순서대로 투입하여 혼합하는 것으로 설명하였으나, 실리카퓸, 라텍스, 혼합재료 중 어느 조성물 중, 실리카퓸, 라텍스, 혼합재료의 순서를 바꿔 투입한 후, 혼합할 수도 있고, 실리카퓸, 라텍스, 혼합재료를 한 번에 같이 투입하여 혼합할 수도 있다.
상기 혼합재료의 투입량이 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~15 중량부로 혼합할 경우, 조강콘크리트를 제조할 수 있고, 상기 혼합재료의 투입량이 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 15~25 중량부로 혼합할 경우, 초조강콘크리트를 제조할 수 있으며, 상기 혼합재료의 투입량이 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 25~40 중량부로 혼합할 경우, 초속경콘크리트를 제조할 수 있는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하이브리드 콘크리트는 레미콘트럭(40) 및 콘크리트 펌프카(미도시)에 장착된 숏팅안내부재(70)를 통해 숏팅하여 구조물을 형성할 수 있는 것이다.
상기 숏팅안내부재(70)로 숏팅하는 것은, 하이브리드 콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 슬럼프를 작게할 수 있기 때문이다.
실시예
1) 슬럼프 및 공기량 측정
본 발명 하이브리드 콘크리트는, 표 3과 같이 단위 결합재량은 390(kg/㎥)로 하였으며, 잔골재율 56%, 유동성을 확보하기 위해 W/B를 39%로 진행하였다. 잔골재율 56%는 13mm 쇄석골재를 이용하였고, 46.9% 고형분을 가지는 라텍스를 사용하였다.
상기 골재와 시멘트, 물을 배합 및 혼합하여 슬럼프 40~120mm의 보통콘크리트를 형성하고, 상기 보통콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 라텍스 3, 5, 7 중량부와 실리카퓸 6, 7, 8 중량부 혼입량을 변화시키면서 배합한 배합표를 나타낸다.
여기서, 상기 실리카퓸이 5 중량부 미만이면, 충전효과가 적어 고강도 및 고내구성을 나타내지 못하고, 10 중량부를 초과하면 콘크리트 내의 작은 공극을 모두 충전하고 남아 비경제적이기 때문이며, 상기 라텍스가 3 중량부 미만이면, 공극의 충전효과와 응집효과가 적어 균열발생억제 능력이 떨어지고, 9 중량부를 초과하면 과잉 충전효과로 비경제적이기 때문이다.
표 3
W/B(%) Binder S/a(%) Unit Weight (kg/㎥) SP(%)
W C SF Latex S G
SF6LA3 39 390 56 138.9 367 23.4 24.9 976 755 0.65
SF6LA5 130 367 23.4 41.6 964 746
SF6LA7 121.2 367 23.4 58.2 953 737
SF7LA3 138.9 363 27.3 24.9 975 754
SF7LA5 130 363 27.3 41.6 964 745
SF7LA7 121.2 363 27.3 58.2 952 737
SF8LA3 138.9 359 31.2 24.9 974 754
SF8LA5 130 359 31.2 41.6 963 745
SF8LA7 130 359 31.2 58.2 952 736
상기 라텍스 3, 5, 7 중량부와 실리카퓸 6, 7, 8 중량부의 혼입량 변화에 따른 하이브리드 콘크리트의 공기량 및 슬럼프 변화를 배합 직후 측정하였으며, 라텍스와 실리카퓸 혼입에 따른 공기량 측정결과를 도 7에 도시하였다.
상기 하이브리드 콘크리트의 슬럼프는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 보통콘크리트와 혼합콘크리트 및 하이브리드 콘크리트의 슬럼프가 다름을 알 수 있고, 하이브리드 콘크리트에 고성능 유동화제를 사용함으로써 목표 슬럼프 값인 100~180mm의 범위를 맞출 수 있었고, 라텍스와 실리카퓸 혼입에 따른 공기량변화는 본 실험에서는 큰 차이를 나타내고 있지 않으며, 한국도로공사에서 제시하고 있는 공기량 기준 범위인 3~9%의 범위를 모두 만족시키고 있다.
2) 압축강도 측정
상기 하이브리드 콘크리트의 압축강도는 재령 28일, 56일에서 측정하였으며, 이의 결과를 도 11에 도시하였다.
측정결과, 실리카퓸이 증가할수록 압축강도가 크게 증가 되었으며, 라텍스 혼입에 따라 압축강도가 감소되는 경향을 나타냈다. 실리카퓸의 높은 비표면적으로 인하여 첨가량이 증가할수록 시멘트 입자 사이를 충진 시킴으로써 압축강도가 증가하는 양상을 보인 것으로 판단한다. 실리카퓸이 6 중량부 첨가된 배합에서는 교면포장의 기준 압축강도인 27MPa에 근접하고, 7 중량부 이상의 혼입에서는 교면포장의 기준 압축강도인 27MPa보다 높음을 알 수 있다.
상기 하이브리드 콘크리트 속에 포함된 라텍스가 골재 주위에 필름막을 형성하고, 파괴시 필름막에서 파괴되기 때문에 변화양상이 뚜렷하지 않은 경향을 보이며, 라텍스는 콘크리트 내부에 연질의 필름막을 형성함으로 압축강도에는 기여를 하지 못함을 알 수 있다.
3) 휨강도 측정
상기 하이브리드 콘크리트의 휨강도는 재령 28일에서 인장강도를 측정하고, 이의 결과를 도 12에 도시하였다.
측정결과, 실리카퓸이 증가할수록 휨강도가 크게 증가 되었으며, 라텍스 혼입에 따라 휨강도는 약간 증가하는 경향을 보였다. 실리카퓸의 혼입으로 인한 충전효과와 더불어 라텍스가 하이브리드 콘크리트 내부의 재료에 필름막을 형성하여 재료들 간의 접착력을 증가시켜주기 때문에 휨강도가 증가한 것으로 판단되고, 한국도로공사 도로포장기준 4.5Mpa를 충분히 넘는 강도를 지니고 있으므로 요구조건을 만족함을 알 수 있다.
4) 염소이온 침투 저항성 측정
상기 하이브리드 콘크리트의 염소이온 침투 저항성 시험은, 재령 28일 기준으로 측정하고, 라텍스와 실리카퓸 혼입에 따른 재령 28일 하이브리드 콘크리트의 염소이온 투과 저항성 결과를 도 13에 도시하였다.
실리카퓸이 증가할수록 라텍스가 증가할수록 염소이온 침투 저항성이 크게 증대되는 경향을 보이며, 높은 비표면적을 가지는 무기재료의 실리카퓸과 유기재료인 라텍스가 시멘트 입자 사이를 채워 저항성을 높여주는 것으로 판단된다.
KS F 2711에 제시된 등급분류를 기준으로 S6L7의 하나의 변수를 제외하고 1000 쿨롱 미만이므로 "매우낮음"을 보이며, 교면표장용 콘크리트 기준을 크게 만족함을 알 수 있다.
5) 측정결과
상기의 압축강도를 고려하면 실리카퓸 혼입율이 7 중량부가 넘으면서 한국도로공사 도로포장기준인 27MPa 보다 높은 30MPa를 상회하고 있고, 휨강도는 모든 실험변수에서 한국도로공사 도로포장기준 4.5MPa 보다 높은 5.0MPa를 상회하고 있는데, 이는 실리카퓸과 라텍스의 뛰어난 충전효과로 인한 것임을 알 수 있다.
또한, 염소이온 침투저항성 실험결과를 분석하면, 실리카퓸 혼입율이 7 중량부가 넘으면서 염소이온 투과량이 400~500 쿨롱 범위로 낮게 낮아지는 것을 알 수 있다.
따라서, 상기의 압축강도, 휨강도, 염소이온 침투저항성 실험결과를 종합 분석하고, 한국도로공사 도로포장기준의 요구조건을 고려하며, 경제성을 함께 고려할 때, 실리카퓸 혼입율 7 중량부, 라텍스 혼입율 5 중량부가 최적의 배합임을 알 수 있고, 표 4에서 하이브리드 콘크리트의 최적배합을 보여주고 있다.
표 4
W/B(%) Binder(kg/㎥) S/a(%) Unit Weight (kg/㎥) SP(%)
W C SF Latex S G
SF7LA5 39 390 56 130 363 27.3 41.6 964 745 0.65
SF7LA5: 실리카퓸 7 중량부, 라텍스 5 중량부 배합
W/B : 물-결합재 비
Binder: 시멘트와 실리카퓸을 합한 값
S/a: 잔골재-골재 비율
W: 단위체적당 물량
C: 단위체적당 시멘트량
SF: 단위제적당 실리카퓸량
Latex: 단위체적당 고형분과 물을 포함한 라텍스량
S: 단위체적당 잔골재량
G: 단위제적당 굵은골재량
SP: 결합재 대비 유동화제 혼입량
상기 실리카퓸과 라텍스 최적의 배합으로 형성된 하이브리드 콘크리트는 보통 교면포장으로 사용되며, 표 5의 물성을 요구하는데, 실리카퓸과 라텍스를 혼입하여 강도특성과 내구특성은 상당히 좋으며, 굳지 않은 범위의 슬럼프와 공기량 기준을 만족시킬 수 있는 것이다.
표 5
항목 시험방법 단위 기준
슬럼프 KS F 2403 cm 10~18
공기량 KS F 2409 % 3~9
28일 압축강도 KS F 2405 MPa 27 이상
28일 휨강도 KS F 2408 MPa 4.5 이상
28일 부착강도 직접 인발 시험 MPa 1.4 이상
특수특성 ASTM C 1202 쿨롱 1000쿨롱 이하
동결융해 KS F 2456 내구성지수 80% 이상
표면박리저항 ASTM C 672 kg/㎡ 0.1 이하
본 발명에서 상기 실시형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다 할 것이다.

Claims (8)

  1. 슬럼프 40~120mm가 되도록 물, 시멘트, 골재를 배합하여 형성되는 보통콘크리트와;
    상기 보통콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~10 중량부 혼입하여 고강도 및 고내구성을 증진시키도록 하는 실리카퓸과;
    상기 실리카퓸이 혼입된 혼합콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~9 중량부 혼입하여 균열발생을 억제하는 라텍스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하이브리드 콘크리트에 콘크리트의 경화시간을 단축하도록 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~45 중량부로 혼입되는 혼합재료를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 혼합재료는,
    알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물.
  4. 슬럼프 40~120mm가 되도록 물, 시멘트, 골재를 배합하여 보통콘크리트를 형성하는 단계와;
    상기 보통콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 실리카퓸을 5~10 중량부 혼입 후, 혼합부로 혼합하여 고강도 및 고내구성을 증진시키도록 하는 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;
    상기 혼합콘크리트에 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 라텍스를 3~9 중량부 혼입 후, 혼합부로 혼합하여 균열발생을 억제하는 하이브리드 콘크리트를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하이브리드 콘크리트에 콘크리트의 경화시간을 단축하도록 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~45 중량부로 혼입되는 혼합재료를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 혼합재료는,
    알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물 제조방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 혼합부는,
    상기 보통콘크리트와 실리카퓸 및 혼합콘크리트와 라텍스가 투입되는 레미콘트럭 내부에 모터의 동력으로 회전하는 축과;
    상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성되어 축의 회전방향으로 회전하면서 보통콘크리트와 실리카퓸 및 혼합콘크리트와 라텍스를 혼합하는 혼합부재를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물 제조방법.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 혼합부는,
    상기 보통콘크리트와 실리카퓸 및 혼합콘크리트와 라텍스가 투입되는 호퍼와;
    상기 호퍼로 투입되는 상기 보통콘크리트와 실리카퓸 및 혼합콘크리트와 라텍스를 스크류의 회전으로 혼합하는 혼합부재를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘크리트 조성물 제조방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102227528B1 (ko) * 2018-11-12 2021-03-16 대상이앤씨(주) 현장재배합 초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 유지보수 시공방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2626016B2 (ja) * 1987-12-30 1997-07-02 トーメンコンストラクション株式会社 重量コンクリート製造用配合物及び重量コンクリートの製造法
KR20070006237A (ko) * 2005-07-07 2007-01-11 주식회사 대한아이엠 이동식 콘크리트 혼합재 정량 투입장치
KR100696313B1 (ko) * 2006-02-24 2007-03-21 (주)복합소재기술연구소 초속경 라텍스 개질 콘크리트 조성물
KR101099074B1 (ko) * 2011-07-04 2011-12-27 주식회사 제트콘코리아 양생시간 조절이 가능한 저발열 특수시멘트를 활용한 라텍스혼합개질 콘크리트 조성물
KR101215784B1 (ko) * 2012-07-11 2012-12-26 심장만 레미콘 믹서트럭의 믹싱장치
KR20130110847A (ko) * 2012-03-30 2013-10-10 (주)제이엔티아이엔씨 교면 포장용 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 포장 공법
KR101479722B1 (ko) * 2013-09-09 2015-01-06 강원대학교산학협력단 고분말 포졸란재료 기포슬러리와 라텍스의 후첨가 배합에 의한 하이브리드 콘크리트 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670458B1 (ko) 2004-12-21 2007-01-16 한일시멘트 (주) 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법
KR100755272B1 (ko) 2006-03-03 2007-09-04 쌍용양회공업(주) 라텍스개질 콘크리트용 속경성 시멘트 조성물

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2626016B2 (ja) * 1987-12-30 1997-07-02 トーメンコンストラクション株式会社 重量コンクリート製造用配合物及び重量コンクリートの製造法
KR20070006237A (ko) * 2005-07-07 2007-01-11 주식회사 대한아이엠 이동식 콘크리트 혼합재 정량 투입장치
KR100696313B1 (ko) * 2006-02-24 2007-03-21 (주)복합소재기술연구소 초속경 라텍스 개질 콘크리트 조성물
KR101099074B1 (ko) * 2011-07-04 2011-12-27 주식회사 제트콘코리아 양생시간 조절이 가능한 저발열 특수시멘트를 활용한 라텍스혼합개질 콘크리트 조성물
KR20130110847A (ko) * 2012-03-30 2013-10-10 (주)제이엔티아이엔씨 교면 포장용 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 포장 공법
KR101215784B1 (ko) * 2012-07-11 2012-12-26 심장만 레미콘 믹서트럭의 믹싱장치
KR101479722B1 (ko) * 2013-09-09 2015-01-06 강원대학교산학협력단 고분말 포졸란재료 기포슬러리와 라텍스의 후첨가 배합에 의한 하이브리드 콘크리트 제조방법

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