KR20230062012A

KR20230062012A - 일액형 혼화제 조성물을 포함하는 무다짐 콘크리트 조성물

Info

Publication number: KR20230062012A
Application number: KR1020210146849A
Authority: KR
Inventors: 박광서; 최영국; 김보승; 강세황; 이명홍; 박광영; 차철용; 박성우; 임영준
Original assignee: 주식회사 실크로드시앤티; 삼성물산 주식회사
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-09
Also published as: KR102619818B1

Abstract

본 발명은 일액형 혼화제 조성물을 포함하는 무다짐 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 상기 일액형 혼화제 조성물이 증점제를 포함함으로써 재료분리를 방지할 수 있고, 유동성이 좋으며, 다지지 않더라도 스스로 거푸집 속을 충전하는 성질을 가진 무다짐 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

Description

일액형 혼화제 조성물을 포함하는 무다짐 콘크리트 조성물{SELF-COMPACTING CONCRETE COMPOSITION COMPRISING MONO-FLUID TYPE ADMIXTURE COMPOSITION}

최근 건설 생산활동은 힘들고, 위험하고, 더러운 일을 기피하는 현상과 건설 기능공의 노령화와 숙련공의 감소로 말미암아 구조물을 제대로 건설하는데 애로사항이 많고 이러한 경향이 앞으로도 지속될 전망이다. 이런 문제를 해결하기 위하여 성역화 시공법을 개발하거나 새로운 공법을 도입하는데 노력을 기울이고 있다.

구조물의 구조재료로 널리 쓰이는 콘크리트의 경우에도 신기술이나 신공법에 의한 생산의 합리화를 달성하기 위해 새로운 콘크리트에 대한 연구가 활발하다. 굳은 상태에서 강도가 높고 내구성이 좋으며, 굳지 않은 상태에서도 유동성, 작업성, 재료분리저항성 등 품질이 우수한 고성능콘크리트에 대한 연구가 활발하다.

경화상태에서 압축강도는 일반강도 영역(240kgf/㎠~270kgf/㎠)이지만 굳지 않은 상태에서 유동성이 좋고, 재료분리에 대한 저항성이 우수하며, 충전성이 양호하여 콘크리트를 타설할 때 다짐없이 자력으로 아무리 복잡한 구조부위라도 손쉽게 채울 수 있는 '다짐이 필요없는(무다짐) 콘크리트'에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

고유동의 다짐이 필요없는 콘크리트에 대한 연구는 대부분 접근이 용이한 물시멘트 또는 물결합재비(W/B) 35% 이하에서 실리카퓸, 플라이애쉬 또는 슬래그 미분말 등의 혼화재를 이용하여 고강도와 고내구성을 발휘하는 콘크리트의 개발에 주류를 이루었고 물시멘트비가 높은 일반강도의 것에 대한 연구는 부족한 형편이었다.

고성능콘크리트는 물시멘트비가 낮아 제조비용이 비싸고 통상의 콘크리트로 시공이 곤란한 특수부분에만 한정하여 사용되므로 적용범위도 제한되는 단점이 있다. 고유동성을 가진 일반강도 영역의 다짐이 필요없는 콘크리트(자체채움 콘크리트)는 보통 콘크리트와 같이 넓은 범위를 실용화가 가능하고 특히 기능도 저하와 인력부족에 대처할 수 있으므로 자체채움 콘크리트의 개발이 매우 중요시되고 있다.

그러나, 일반강도 영역의 자체채움 콘크리트는 유동성을 좋게 할수록 재료분리(Segregation)가 매우 쉽게 발생하는 문제점이 있다. 따라서 유동성을 확보하고 재료분리를 방지할 수 있는 조치를 강구해야 한다.

이와 관련하여, 대한민국 등록특허 10-1877317호는 이산화탄소 포집 탄산칼슘이 포함된 저분체 고유동 콘크리트 조성물을 개시하고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 증점제를 포함하는 일액형 혼화제 조성물로 인해 재료분리를 방지할 수 있고, 유동성이 좋으며, 다지지 않더라도 스스로 거푸집 속을 충전하는 성질을 가진 무다짐 콘크리트 조성물을 제공하는 것에 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면은,

골재, 결합재, 일액형 혼화제 조성물 및 물을 포함하고, 상기 일액형 혼화제 조성물은 혼화제, 증점제 및 유화제를 포함하는 것인 무다짐 콘크리트 조성물이 제공된다.

상기 혼화제는 공기연행제, 감수제, 촉진제, 지연제, 급결제, 방수제, 기포제, 발포제, 소포제, 방청제 및 강도 증진제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 증점제는 셀룰로오스계 증점제일 수 있다.

상기 셀룰로오스계 증점제는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose, MC), 에틸 셀룰로오스(Ethyl Cellulose, EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Cellulose, HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(Hydroxypropyl Cellulose, HPC), 하이드록시에틸 메틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Methyl Cellulose, HEMC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Methyl Cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 에틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Ethyl Cellulose, HPEC), 하이드로 벤토나이트 메틸 셀룰로오스(Hydro Bentonite Methyl Cellulose, HBMC), 하이드로 에테르 에틸 셀룰로오스(Hydro Ether Ethyl Cellulose, HEEC) 및 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose, CMC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 유화제는 지방족 에스테르(aliphatic ester), 소디움 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 알킬 벤젠 설포네이트(alkyl benzene sulfonate), 알킬 포스페이트염(alkyl phosphate salt), 디알킬 설포석시네이트(dialkyl sulfosuccinate), 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(polyoxyethylene alkyl ether), 폴리에틸렌 글리콜 올레일 에테르(polyethylene glycol oleyl ether) 및 알킬 아민 에스테르(alkyl amine ester)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 혼화제의 함량은 5 내지 40 중량부일 수 있다.

상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 증점제의 함량은 0.1 내지 3 중량부일 수 있다.

상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 유화제의 함량은 0.05 내지 0.5 중량부일 수 있다.

상기 일액형 혼화제 조성물은 물을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면은, 상기 무다짐 콘크리트 조성물로부터 제조된 콘크리트가 제공된다.

본 발명의 무다짐 콘크리트 조성물은 일액형 혼화제 조성물을 포함하고, 상기 일액형 혼화제 조성물이 증점제를 포함함으로써 재료분리를 방지할 수 있고, 유동성이 좋으며, 다지지 않더라도 스스로 거푸집 속을 충전하는 성질을 가지는 효과가 있다.

도 1은 제조예 3에 따라 제조된 일액형 혼화제 조성물의 제조 즉시 및 3개월 후의 이미지이다.
도 2는 비교예에 따라 제조된 콘크리트 조성물의 U-BOX 단차 실험 결과이다.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 콘크리트 조성물의 U-BOX 단차 실험 결과이다.
도 4는 실시예 2에 따라 제조된 콘크리트 조성물의 U-BOX 단차 실험 결과이다.
도 5는 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 조성물의 U-BOX 단차 실험 결과이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 의해 정의될 뿐이다.

덧붙여, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 무다짐 콘크리트 조성물에 대해 설명하도록 한다.

본 발명은 골재, 결합재, 일액형 혼화제 조성물 및 물을 포함하는 무다짐 콘크리트 조성물을 제공한다.

골재

골재는 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 베이스가 되는 것으로서 결합재에 의하여 뭉쳐져 하나의 덩어리를 이룰 수 있는 건설용 광물질 재료이다.

상기 무다짐 콘크리트 조성물에 포함된 골재는 잔골재 및 굵은 골재를 포함할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 잔골재란 표준망체 5mm 체를 100% 통과하는 입도의 골재를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 굵은 골재란 표준망체 5mm 체에 100% 남는 입도의 골재를 의미한다.

상기 잔골재는 부순 모래, 천연 모래, 세척사, 입자 크기가 0.01~5 mm인 순환골재 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 굵은 골재는 쇄석, 부순 슬래그, 천연 자갈, 부순 자갈, 입자 크기가 5~25 mm인 순환골재 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 골재의 함량은 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 총 함량 100 중량부에 대하여 60 내지 90 중량부일 수 있다. 상기 골재의 함량이 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 총 함량 100 중량부에 대하여 60 중량부 미만일 경우 상기 무다짐 콘크리트 조성물로부터 콘크리트를 제조하는 경우 콘크리트 압축강도는 높아지나 동시에 콘크리트 제조 단가가 높아지며, 상기 골재의 함량이 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 총 함량 100 중량부에 대하여 90 중량부 초과일 경우, 골재와 결합재 사이의 분리가 일어날 수 있으며 콘크리트 품질이 저하될 우려가 있다.

상기 무다짐 콘크리트 조성물 중 잔골재율(S/a)은 35 내지 55%일 수 있다. 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 잔골재율(S/a)은 45 내지 50 부피%일 수 있다. 여기서, 상기 잔골재율(S/a)은 전체 골재(잔골재+굵은 골재, a)에 대한 잔골재(S)의 절대용적의 백분율을 의미한다. 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 잔골재율(S/a)이 35% 미만이 될 경우, 단위수량, 단위 시멘트량이 감소하여 작업성이 떨어지며, 거친 콘크리트가 되어 타 재료와 분리되는 현상을 보일 수 있는 문제가 있고, 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 잔골재율(S/a)이 55% 초과가 될 경우, 건조 수축, 침하균열 및 소성 수축균열 등이 증가하는 문제가 있다.

결합재

상기 결합재는 상기 무다짐 콘크리트 조성물에 포함된 골재(예를 들어, 잔골재 또는 굵은 골재) 사이의 접착력을 향상시키고 유지함으로써 콘크리트에 내구성 및 강도를 부여하는 역할을 한다.

상기 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 석회 시멘트, 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 포틀랜드 포졸란 시멘트, 플라이애쉬, 바텀애쉬, 석고 시멘트, 석회 시멘트, 실리카퓸, 저발열시멘트 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 결합재의 함량은 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 총 함량 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 결합재의 함량이 상기 무다짐 콘크리트 조성물의 총 함량 100 중량부에 대하여 상기 범위 이내일 경우 콘크리트의 제조 비용을 감소시키고 수밀성을 높일 수 있다.

상기 무다짐 콘크리트 조성물 중 물-결합재 비 (W/B)는 20 내지 60%일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 형성용 조성물 중 물-결합재 비 (W/B)는 40 내지 50%일 수 있다. 여기서, 상기 물-결합재 비 (W/B)는 결합재(B)에 대한 물(W)의 양에 대한 백분율을 의미한다. 상기 무다짐 콘크리트 조성물 중 물-결합재 비 (W/B)가 20% 미만일 경우 상기 무다짐 콘크리트 조성물로부터 제조된 콘크리트의 유동성이 저하될 수 있고, 상기 무다짐 콘크리트 조성물 중 물-결합재 비 (W/B)가 60% 초과일 경우 상기 무다짐 콘크리트 조성물로부터 제조된 콘크리트의 내구성 및 강도가 저하될 수 있다.

일액형 혼화제 조성물

상기 일액형 혼화제 조성물은 혼화제, 증점제 및 유화제를 포함할 수 있다.

혼화제는 골재, 결합재, 배합수 이외의 콘크리트 구성 재료로, 콘크리트에 특정한 성능을 부여하는 데 쓰이는 첨가제이다.

공기연행제(Air-entraining agent)는 콘크리트의 내부에 구상의 미세기포(10 ~ 200 ㎛ 정도)를 발생시켜, 기포의 볼베어링 작용에 의한 콘크리트의 워커빌리티 개선과 동결융해에 대한 저항성을 향상시키기 위해 사용되는 혼화제이다.

감수제(water-reducing agent)는 콘크리트의 작업성 향상을 위해 넣는 것으로, 추가로 물을 넣으면 경화 콘크리트의 특성에 해가 될 수 있기 때문에 추가 물을 넣지 않기 위해 추가하는 혼화제이다. 감수제는 시멘트 입자의 이동성을 증가시킴으로써 작업성을 확보할 수 있다.

촉진제는 보통 콘크리트보다 더 빠른 강도 발현이 필요할 때 사용되는 혼화제이다.

지연제는 시멘트의 응결시간을 늦추기 위해서 사용되는 혼화제로, 더운 날씨로 인해 콘크리트가 빨리 굳는 것을 막고자 할 때, 긴 이송거리를 필요로 하는 콘크리트 공사, 골재 노출과 같은 특별한 마감작업을 해야하는 경우 지연제를 사용할 수 있다.

급결제(accelerating agent)는 콘크리트의 응결을 촉진하기 위해 사용되는 혼화제이다.

방수제(water proof agent)는 콘크리트에 혼합하여 방수성을 증대시키는 혼화제이다.

기포제는 콘크리트의 단위용적중량의 경감 또는 단열성의 부여를 목적으로 안정된 기포를 물리적인 수법으로 도입시키는 혼화제이다.

발포제는 화학반응으로 가스를 발생시켜 미세한 기포가 생기게 하여 부재의 경량화 또는 단열성을 높이려 할 때 사용하는 혼화제이다.

소포제는 기포의 생성을 막고 생성된 기포를 제거하기 위한 목적으로 첨가된다.

방청제는 콘크리트 중의 금속, 예컨대 철근을 부식으로부터 보호하는 역할을 하는 것으로, 콘크리트에 영향을 주지 않으면서 비교적 소량을 사용하여도 철근이나 강재의 부식을 방지하는 방청작용(Corrosion Inhibitor)을 한다.

상기 증점제는 셀룰로오스계 증점제일 수 있다.

상기 셀룰로오스계 증점제는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose, MC), 에틸 셀룰로오스(Ethyl Cellulose, EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Cellulose, HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(Hydroxypropyl Cellulose, HPC), 하이드록시에틸 메틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Methyl Cellulose, HEMC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Methyl Cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 에틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Ethyl Cellulose, HPEC), 하이드로 벤토나이트 메틸 셀룰로오스(Hydro Bentonite Methyl Cellulose, HBMC), 하이드로 에테르 에틸 셀룰로오스(Hydro Ether Ethyl Cellulose, HEEC) 및 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose, CMC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하이드록시에틸 셀룰로오스를 포함할 수 있다.

재료분리를 방지하기 위하여 사용하는 증점제(viscosity agent)는 대부분 고분자 화합물로서 용액의 점도를 높이는 혼화제이다. 증점제를 이용한 자체채움(무다짐) 콘크리트는 콘크리트 중의 물에 증점제가 용해되어 증점제의 화학적 성질에 의하여 페이스트(paste)의 점성을 높임으로서 재료분리를 방지하는 콘크리트이다.

증점제는 시멘트 페이스트 및 모르터의 점성을 증대시켜 분리저항성을 높이고 유동성, 간극통과성, 충전성을 개선시킨다. 그리고 잔골재 표면수율의 변동, 골재 입도의 변동 등 재료의 품질변화에 대한 콘크리트 품질의 변동을 감소시키는 효과와 결합재량을 감소시키는 효과도 있는 것으로 알려져 있다.

상기 유화제는 지방족 에스테르(aliphatic ester), 소디움 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 알킬 벤젠 설포네이트(alkyl benzene sulfonate), 알킬 포스페이트염(alkyl phosphate salt), 디알킬 설포석시네이트(dialkyl sulfosuccinate), 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(polyoxyethylene alkyl ether), 폴리에틸렌 글리콜 올레일 에테르(polyethylene glycol oleyl ether) 및 알킬 아민 에스테르(alkyl amine ester)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 및 폴리에틸렌 글리콜 올레일 에테르를 혼용하여 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르로써 폴리옥시에틸렌 옥타데실 에테르(polyoxyethylene octadecyl ether)를 사용할 수 있다.

상기 유화제는 상기 혼화제와 증점제를 일액형화될 수 있도록 하며, 유화제의 사용으로 콘크리트용 혼화제와 증점제의 혼용 시 상안정성이 우수한 효과가 있다.

상기 일액형 혼화제 조성물은 물을 더 포함할 수 있다.

상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 물의 함량은 56.5 내지 94.85 중량부일 수 있다.

물

상기 물은 유해물질 예를 들어, 기름, 산, 알칼리, 염류 및 유기물 등을 포함하지 않은 것이면 모두 사용 가능하고, 일반 콘크리트와 동일한 배합수를 사용할 수 있다. 사용 가능한 물은 그 종류가 특별히 한정되지 않고, 지하수, 수돗물 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 무다짐 콘크리트 조성물은 유동성, 재료분리저항성, 충전성 등이 일반 콘크리트보다 양호한 효과가 있다.

또한 본 발명은 상기 무다짐 콘크리트 조성물로부터 형성된 콘크리트를 제공한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

< 실시예 >

제조예: 증점제를 포함하는 일액형 혼화제 조성물의 제조

제조예 1

혼화제, 셀룰로오스계 증점제(고점성), 유화제, 물을 14:0.3:0.05:85.65의 중량비로 순차적으로 교반하며 투입하고, 1시간 동안 추가로 교반하여 일액형 혼화제 조성물을 제조하였다.

이때, 상기 혼화제로 PCE Type 혼화제, 상기 증점제로 HECELLOSE (1% 희석 시 viscosity 3500~5000 mPa·s at 25℃), 상기 유화제로 HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) 값이 3~5인 유화제A와 12~14인 유화제B를 혼용하여 사용하였다. 구체적으로 유화제A는 polyethylene glycol oleyl ether, 유화제B는 polyethylene glycol octadecyl ether로써 2:8비율로 혼용하여 사용하였다.

제조예 2

혼화제, 셀룰로오스계 증점제(고점성), 유화제, 물을 14:0.65:0.065:85.285의 중량비로 순차적으로 교반하며 투입하고, 1시간 동안 추가로 교반하여 일액형 혼화제 조성물을 제조하였다.

이때, 상기 혼화제, 증점제 및 유화제는 제조예 1과 동일한 물질을 사용하였다.

제조예 3

혼화제, 셀룰로오스계 증점제(고점성), 유화제, 물을 14:1:0.1:84.9의 중량비로 순차적으로 교반하며 투입하고, 1시간 동안 추가로 교반하여 일액형 혼화제 조성물을 제조하였다.

비교제조예: 증점제를 포함하지 않는 혼화제 조성물의 제조

혼화제, 물을 14:86의 중량비로 순차적으로 교반하며 투입하고, 1시간 동안 추가로 교반하여 혼화제 조성물을 제조하였다.

이때, 상기 혼화제는 제조예 1과 동일한 물질을 사용하였다.

아래 표 1에 제조예 1 내지 3 및 비교제조예의 혼화제, 증점제, 유화제 및 물의 중량비를 나타내었다.

	혼화제	증점제	유화제	물
제조예 1	14	0.3	0.05	85.65
제조예 2	14	0.65	0.065	85.285
제조예 3	14	1	0.1	84.9
비교제조예	14	-	-	86

실시예: 콘크리트 조성물의 제조

실시예 1

잔골재(쇄사) 및 굵은 골재를 팬믹서기 (모델명 : WJ-226, 우진정밀, 60L)에 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 팬믹서기에 결합재를 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 물과 제조예 1에 따라 제조된 일액형 혼화제 조성물을 투입한 후 교반하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

실시예 2

잔골재(쇄사) 및 굵은 골재를 팬믹서기 (모델명 : WJ-226, 우진정밀, 60L)에 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 팬믹서기에 결합재를 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 물과 제조예 2에 따라 제조된 일액형 혼화제 조성물을 투입한 후 교반하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

실시예 3

잔골재(쇄사) 및 굵은 골재를 팬믹서기 (모델명 : WJ-226, 우진정밀, 60L)에 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 팬믹서기에 결합재를 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 물과 제조예 3에 따라 제조된 일액형 혼화제 조성물을 투입한 후 교반하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

비교예: 콘크리트 조성물의 제조

잔골재(쇄사) 및 굵은 골재를 팬믹서기 (모델명 : WJ-226, 우진정밀, 60L)에 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 팬믹서기에 결합재를 투입한 후, 2~3분 동안 건비빔하였다. 이어서, 물과 비교제조예에 따라 제조된 혼화제 조성물을 투입한 후 교반하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

아래 표 2에 실시예 1 내지 3 및 비교예의 잔골재(쇄사), 굵은 골재, 결합재(바인더) 및 혼화제 조성물의 조성 등을 나타내었다.

구분	증점제 함량 (%) (×AD)	콘크리트 배합
구분	증점제 함량 (%) (×AD)	W/B (%)	S/a (%)	W	C	F/A (%)	S/P (%)	S (쇄사)	G	AD (B*%)
비교예	0.00	49.5	49.0	168	221	68	51	880	920	0.8
실시예 1	0.30	49.5	49.0	168	221	68	51	880	920	0.8
실시예 2	0.65	49.5	49.0	168	221	68	51	880	920	0.8
실시예 3	1.00	49.5	49.0	168	221	68	51	880	920	0.8

상기 표 2에서,

W/B: 물/바인더(시멘트 + 슬래그파우더 + 플라이애쉬)

S/a: 쇄사/직경 25mm 굵은 골재

W: 배합수

C: 시멘트(쌍용社)

F/A: 플라이애쉬(태안화력社)

S/P: 슬래그파우더(삼표社)

S: 쇄사(F/M: 2.86, #200 통과 2.73%)

G: 직경 25mm 굵은 골재

AD: 바인더의 총 중량을 기준으로 하였을 때, 혼화제 조성물의 첨가량이다.

< 실험예 >

실험예 1: 일액형화 실험

제조예 3에 따라 일액형 혼화제 조성물을 제조하여 제조된 즉시 촬영하고, 3개월 후 촬영하여 이미지를 비교하였다.

도 1은 제조예 3에 따라 제조된 일액형 혼화제 조성물의 제조 즉시 및 3개월 후의 이미지이다. 도 1을 참조하면, 유화제를 사용함으로써 제조 즉시 뿐만 아니라 3개월 후에도 상분리 현상이 일어나지 않은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 유화제를 사용함으로써 콘크리트용 혼화제와 증점제가 일액형화될 수 있으며, 콘크리트용 혼화제와 증점제의 혼용 시 상안정성이 우수한 효과가 있다.

실험예 2: U-BOX 단차 실험

충전성은 콘크리트가 다짐없이 스스로 철근 등의 장애물을 통과하여 형틀 내 구석구석까지 채워지는 성능으로 콘크리트 구조물의 형태나 크기, 배근 상황 등의 차이에 따라 같은 콘크리트에서도 다른 충전성을 나타내기도 한다. 또한 충전성은 자체채움 콘크리트 특징을 총괄적으로 나타내는 성질이기도 하다.

U-BOX 단차 실험을 통해 충전성을 평가할 수 있다. U형 충전시험장치를 이용하여 한쪽에 시료를 가득 채우고 하중(w=0.024kg/㎠)을 가하면서 순간적으로 가운데 막을 제거한 다음 콘크리트의 움직임이 완전히 멈춘 후의 단차를 측정하였다.

도 2 내지 5는 각각 비교예 및 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 콘크리트 조성물의 U-BOX 단차 실험 결과이다. 도 2 내지 5를 참조하면, U-BOX 단차 실험 결과 비교예에 따라 제조된 콘크리트 조성물은 16cm, 실시예 1에 따라 제조된 콘크리트 조성물은 13cm, 실시예 2에 따라 제조된 콘크리트 조성물은 6cm, 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 조성물은 1.5cm였으며, 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 조성물의 충전성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이상, 도면을 참조하여 바람직한 실시예와 함께 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이러한 도면과 실시예로 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형예 또는 균등한 범위의 실시예가 존재할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 기술적 사상의 권리범위는 청구범위에 의해 해석되어야 하고, 이와 동등하거나 균등한 범위 내의 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

골재, 결합재, 일액형 혼화제 조성물 및 물을 포함하고,
상기 일액형 혼화제 조성물은 혼화제, 증점제 및 유화제를 포함하는 것인 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 혼화제는 공기연행제, 감수제, 촉진제, 지연제, 급결제, 방수제, 기포제, 발포제, 소포제, 방청제 및 강도 증진제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 증점제는 셀룰로오스계 증점제인 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제3항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 증점제는 메틸 셀룰로오스(Methyl Cellulose, MC), 에틸 셀룰로오스(Ethyl Cellulose, EC), 하이드록시에틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Cellulose, HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(Hydroxypropyl Cellulose, HPC), 하이드록시에틸 메틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Methyl Cellulose, HEMC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Methyl Cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 에틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Ethyl Cellulose, HPEC), 하이드로 벤토나이트 메틸 셀룰로오스(Hydro Bentonite Methyl Cellulose, HBMC), 하이드로 에테르 에틸 셀룰로오스(Hydro Ether Ethyl Cellulose, HEEC) 및 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose, CMC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 유화제는 지방족 에스테르(aliphatic ester), 소디움 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 알킬 벤젠 설포네이트(alkyl benzene sulfonate), 알킬 포스페이트염(alkyl phosphate salt), 디알킬 설포석시네이트(dialkyl sulfosuccinate), 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(polyoxyethylene alkyl ether), 폴리에틸렌 글리콜 올레일 에테르(polyethylene glycol oleyl ether) 및 알킬 아민 에스테르(alkyl amine ester)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 혼화제의 함량은 5 내지 40 중량부인 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 증점제의 함량은 0.1 내지 3 중량부인 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 일액형 혼화제 조성물 전체 100 중량부 대비 상기 유화제의 함량은 0.05 내지 0.5 중량부인 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,
상기 일액형 혼화제 조성물은 물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무다짐 콘크리트 조성물.
제1항에 따른 무다짐 콘크리트 조성물로부터 제조된 콘크리트.