KR100668942B1 - 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법 - Google Patents

시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100668942B1
KR100668942B1 KR1020040101123A KR20040101123A KR100668942B1 KR 100668942 B1 KR100668942 B1 KR 100668942B1 KR 1020040101123 A KR1020040101123 A KR 1020040101123A KR 20040101123 A KR20040101123 A KR 20040101123A KR 100668942 B1 KR100668942 B1 KR 100668942B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cement
acrylic acid
cement admixture
weight
prepared
Prior art date
Application number
KR1020040101123A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060062321A (ko
Inventor
고창범
송희봉
강동규
송종근
문광익
김대중
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020040101123A priority Critical patent/KR100668942B1/ko
Publication of KR20060062321A publication Critical patent/KR20060062321A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100668942B1 publication Critical patent/KR100668942B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/28—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/283—Polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/04—Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2641—Polyacrylates; Polymethacrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/34—Flow improvers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명은 시멘트 혼화제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체 및 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제를 블렌딩하여 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제를 제공한다.
또한 본 발명은 a) 시멘트 100 중량부; 및 b) 상기 시멘트 혼화제 0.01∼10 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 조성물을 제공한다.
본 발명의 시멘트 혼화제 제조방법으로 제조된 시멘트 혼화제는 종래의 시멘트 혼화제보다 시멘트 입자의 분산성을 향상시킬 수 있고, 우수한 초기 분산성에 의해 초기 감수율을 향상시키는 한편, 고감수율의 영역에서도 시멘트 조성물의 유동성을 높이고, 얻어진 유동성의 경시적인 저하를 방지하여 높은 유동성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 시멘트 혼화제를 사용할 경우에는 콘크리트 슬럼프 값이 우수하고 슬럼프 유지력도 높으며 공기량도 기존의 폴리카르본산계 유동화제에 비해 낮고, 기존의 시멘트 혼화제보다 우수한 작업 안정성을 부여 할 수 있다.
시멘트 혼화제, 아크릴산 공중합체, 반응성 계면활성제, 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제

Description

시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법 {Cement admixture and method for preparing the same}
본 발명은 시멘트 혼화제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트 입자의 분산성을 향상시켜 고감수율의 영역에서도 시멘트 조성물의 유동성을 높일 수 있고, 높은 콘크리트 슬럼프 값을 얻을 수 있으며, 유동성 및 슬럼프 값의 유지력도 우수하고, 공기량도 기존의 폴리카르본산계 유동화제에 비해 낮아서 시멘트 조성물에 양호한 작업성을 부여할 뿐만 아니라 압축강도를 개선시킬 수 있는 시멘트 혼화제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
콘크리트 또는 모르타르 등과 같은 시멘트 조성물은 시멘트와 물과의 반응으로 경화되는 수경성 반응물로, 물의 사용량에 따라서 경화 후 압축강도 등의 물리적 특성이 다르다. 보통 물의 사용량의 증가는 작업성을 향상시키는 반면에 압축강도 등을 저하시키고 균열 발생을 초래하므로 시멘트 조성물에 대한 물의 사용량은 제한되며, 물의 사용량을 줄이기 위하여 한국공업규격 KS F 2560에 기재된 바에 따르고, 후술하는 바와 같이 콘크리트용 화학 혼화제를 사용하고 있다.
상기 콘크리트용 화학 혼화제로는 크게 AE제(air entraining admixture), 감 수제(water reducing admixture), 고성능 감수제(high range water reducing admixture)로 대별된다. 또한 시멘트 조성물에 사용되어 미세 공기량을 증가시키는 화학 혼화제인 AE제는 감수제 또는 고성능 감수제와 혼합되어 AE 감수제(air entraining and water reducing admixture) 및 고성능 AE 감수제로 분류되어 있다. AE 감수제의 물을 감소시키는 능력은 사용하지 않는 것에 비하여 물의 사용량을 10 중량% 정도 감소시킬 수 있으며, 고성능 AE 감수제는 물의 사용량을 18 중량% 이상 감소시킬 수 있다.
현재 시판되는 고성능 AE 감수제로는 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물 염(나프탈렌계), 멜라민 술폰산 포름알데히드 축합물 염(멜라민계), 폴리카르본산 염(폴리카르본산계) 등이 있다. 이러한 고성능 AE 감수제는 각각 우수한 기능도 있는 반면 문제점도 있다. 예를 들면 나프탈렌계나 멜라민계는 경화 특성이 우수하지만 유동 유지성(슬럼프 로스)에 문제점을 가지고 있다. 한편 폴리카르본산계는 경화 지연이 크다는 문제점을 가지고 있지만, 근래 우수한 유동성을 발현한 폴리카르본산계의 콘크리트 혼화제의 개발로 소량 첨가만으로도 양호한 유동성을 얻는 것이 가능해지고, 경화 지연의 문제가 개선되고 있다.
근래에 이르러 산업사회의 급속한 발달로 건축 구조물의 대형화 및 초고층화가 이루어지는 추세에 따라 건축물 시공시 콘크리트의 운반 및 타설 작업을 손쉽게 하기 위하여 압송펌프를 사용하는 경우가 증가하였다.
그러나 이러한 콘크리트는 작업성이 매우 낮아 펌프 압송시 펌프의 막힘 현상이 빈번할 뿐만 아니라 과다한 에너지가 소요되는 등의 난점이 발생하므로 이러 한 문제점을 개선하기 위하여 콘크리트에 과량의 물을 첨가하여 유동성을 증가시킴으로써 운반 및 타설시의 작업성을 높이고 있으나, 이러한 경우 경화 콘크리트의 강도를 저하시켜 콘크리트의 내구성에 심각한 악영향을 미칠 수밖에 없는 문제점이 발생하였다.
상기 문제점 즉, 콘크리트 제조시 첨가되는 과량의 수분에 의한 강도 특성 저하를 방지하기 위하여 종래에는 콘크리트 내에 함유된 단위 수량을 감소시킴으로써 강도 특성과 작업성을 동시에 만족시킬 수 있도록 하기 위한 방법의 일환으로 콘크리트의 제조공정 중 적절한 시기에 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계 또는 이미노술폰산계 등의 유기산계 화합물로 대별되는 유동화제 화합물을 필요에 따라 선택하여 콘크리트와 혼합 사용하였다.
그러나 상기 열거한 종래의 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계 또는 유기산계 화합물의 경우 감수효과가 그다지 크지 않으며 감수율 조절이 용이하지 않아 유동화제의 사용량을 증가시키는 경우에도 일정치 이상의 감수율 증가 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 첨가량에 따라서는 시멘트의 경화특성을 불량하게 하는 등의 문제점을 발생시켰다.
또한, 상기의 나프탈렌계, 멜라민계 등의 고분자는 콘크리트의 제조 시 결합제로 사용되는 시멘트 입자에 흡착되는데, 이러한 시멘트 입자는 경시에 따라 수화반응이 진행되는 대단한 활성을 갖는 미립자이므로 시멘트 입자의 표면으로 흡착한 상기 고분자 물질은 수화물과 얽히게 되고 이에 따라 전기적으로 중성으로 되기 때문에 정전기적 반발력과 입체적 반발력은 저하되어 균형이 파괴되므로 마침내는 반 데르발스 인력이 우세하게 되어 응집이 시작되는 슬럼프 로스 현상이 심화됨으로써 시멘트 입자의 분산성을 저하시키게 될 뿐만 아니라 경화 후 콘크리트의 강도에 심각한 영향을 미치는 문제점이 있었다.
현재 콘크리트 업계에서는 레미콘을 주로 사용하여 콘크리트 타설 및 구조물 등을 건축하기 때문에 작업의 용이성을 부여하기 위하여 콘크리트 조성물의 유동성이 강하게 요구되고 있다. 그 중 나프탈렌 술폰산 계열의 유동화제들은 시간에 따른 슬럼프 유지성이 충분하지 않고, 콘크리트 타설 직전에 유동화제를 배합하여야 하는 작업상의 문제점과 유동화제 사용 후 콘크리트 건축물의 내구성과 강도가 떨어지는 단점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 종래의 시멘트 혼화제보다 시멘트 조성물의 유동성 및 콘크리트 슬럼프 값이 우수하고, 유동성 유지력 및 슬럼프 유지력도 높으며, 공기량도 기존의 폴리카르본산계 유동화제에 비해 낮고, 작업 안정성이 우수한 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체 및 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제를 블렌딩하여 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제를 제공한다.
또한 본 발명은 a) 시멘트 100 중량부; 및 b) 상기 시멘트 혼화제 0.01∼10 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 조성물을 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체는
a) 하기 화학식 1로 표시되는 (메타)아크릴산 단량체 또는 그의 염 45 내지 90 중량%; 및
b) 하기 화학식 2로 표시되는 반응성 계면활성제 0.5 내지 40 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체가 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112004057069263-pat00001
[화학식 2]
Figure 112004057069263-pat00002
상기 화학식 1에서,
R1은 수소원자 또는 메틸이고;
M1은 수소, 1가 금속, 2가 금속, 암모늄, 또는 유기 아민이며;
상기 화학식 2에서,
R2는 수소원자 또는 메틸이고;
R3는 탄소수 2 또는 3의 알킬렌, 페닐렌, 또는 알킬페닐렌이며;
R4는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, 2종 이상인 경우에는 블록상 또는 랜덤상으로 부가되어 있어도 되며;
m은 옥시알킬렌기의 평균 부가 몰수로 10 내지 50의 정수이고;
n은 0 또는 1이며;
M2는 수소원자, 1 가 금속원자, 암모늄 또는 유기 아민기이다.
상기 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체로는 아크릴산-아크릴아미드-반응성 계면활성제 공중합체가 바람직하며, 이 경우 아크릴산-아크릴아미드-반응성 계면활성제 공중합체 중의 아크릴산과 아크릴아미드의 비율은 중량비로 4:6 내지 9:1인 것이 바람직하다.
아크릴산계 공중합체에서 아크릴산의 공중합체내 함량이 40 중량% 미만일 때는 바람직한 감수 효과를 기대할 수 없으며, 90 중량%를 초과할 경우에는 초기 감수력은 향상되나 슬럼프 로스가 급격히 증가하여 유지력이 현저히 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 상기 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체로는 아크릴산-무수말레인산-반응성 계면활성제 공중합체도 사용 가능하다.
상기 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체에는 반응성 계면활성제가 도입됨에 따라 초기 분산성을 향상시키는 작용을 한다.
보다 구체적으로는 아크릴산계 공중합체에 도입된 반응성 계면활성제는 소수성기와 친수성기를 모두 가지고 있어 폴리머의 용해성을 높여주며, 시멘트 입자에 물리적 흡착을 일으킬 수 있는 성질을 증가시켜줌으로써 시멘트 입자의 분산성 및 유동성을 향상시켜주는 역할을 한다.
상기 시멘트 혼화제의 블렌딩 제조에 사용하는 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제는 폴리카르본산 그룹의 정전기적 반발력과 폴리알킬렌글리콜에스테르 그룹의 입체장애 효과에 의한 반발력, 그리고 사슬내 옥사이드와 물의 수소결합에 따른 전기이중층 효과에 의한 시멘트 분산 효과뿐만 아니라 반응성 계면활성제 말단의 술폰산에 의한 정전기적 반발력을 동시에 갖고 있어 분산력 및 연행된 공기의 안정성이 보다 우수한 특징을 가지고 있다.
상기 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체와 상기 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제의 블렌딩 비율은 중량비로 3:7 내지 7:3이 바람직하다.
상기와 같이 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조할 경우 아크릴산계 공중합체가 30 중량% 미만일 때는 카르본산 그룹의 정전기적 반발력에 의한 초기 감수력의 증가 효과를 기대할 수 없으며, 70 중량%를 초과하여 사용할 때에는 폴리알킬렌글리콜에스테르 그룹의 입체장애 효과에 의해 나타나는 시멘트 조성물의 유동성과 슬럼프 유지력이 현저히 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제를 제공한다.
또한 본 발명은 a) 시멘트 100 중량부; 및 b) 상기 시멘트 혼화제 0.01∼10 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 조성물을 제공한다.
시멘트 혼화제를 0.01 중량부 미만으로 사용할 경우 바람직한 유동성 개선 효과를 기대할 수 없으며, 10 중량부를 초과하여 사용할 경우 유동성 측면에서 더 이상의 개선 효과가 극히 미미할 뿐만 아니라 경제성 고려 측면에서도 0.01 내지 10 중량부 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
온도계, 교반기, 적하 깔때기, 질소 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 2L 용량의 유리 반응기에 물 155 중량부, 이소프로필알코올 450 중량부를 주입하고 교반 하에 반응 용기 내부를 질소로 치환하여 질소 분위기 하에서 83 ℃까지 가열시켰다.
상기 반응기에 아크릴산 209.5 중량부, 아크릴아미드 222.85 중량부, 반응성 계면활성제로 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염(에틸렌옥사이드 평균 부가 몰수 10몰) 13.37 중량부, 물 300 중량부를 혼합한 단량체 수용액과 개시제인 14.4 중량%의 과황산 암모늄 수용액 163.6 중량부를 3시간 동안 적하하였다. 적하 종료 후 2 시간 동안 계속해서 83 ℃로 온도를 유지시켜 중합 반응을 완결시켰다.
중합이 완료된 후 상압에서부터 천천히 10 토르(torr)까지 압력을 상승시키며 2 시간 내지 3 시간 동안 이소프로필알코올 및 물을 증류시켰다. 그 후, 실온으로 냉각한 다음 약 30 분 동안 30 중량% 농도의 수산화 나트륨 수용액으로 중화시켰다.
상기와 같이 제조된 아크릴산 공중합체의 염은 겔투과 크로마토그라피(GPC, Gel Permeation Chromatography)법으로 중량 평균 분자량을 측정한 결과 4,277이었다.
상기와 같이 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 5:5로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 2)
상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 4:6으로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 3)
아크릴산은 245.1 중량부로 변경하여 사용하고, 아크릴아미드는 187.2 중량부로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴산 공중합체의 염을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 아크릴산 공중합체의 염은 겔투과 크로마토그라피(GPC, Gel Permeation Chromatography)법으로 중량 평균 분자량을 측정한 결과 3,487이었다.
상기와 같이 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 5:5로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 4)
상기 실시예 3과 같은 방법으로 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 4:6으로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 5)
아크릴산을 298.6 중량부 사용하고, 아크릴아미드를 133.7 중량부 사용하였으며, 개시제로 16.6 중량% 농도의 과황산 암모늄 수용액을 167.8 중량부로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴산 공중합체의 염을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 아크릴산 공중합체의 염은 겔투과 크로마토그라피(GPC, Gel Permeation Chromatography)법으로 중량 평균 분자량을 측정한 결과 3,115이었다.
상기와 같이 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 5:5로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 6)
상기 실시예 5와 같은 방법으로 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 4:6으로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 7)
아크릴산을 334.28 중량부 사용하고, 아크릴아미드를 98.05 중량부 사용하였으며, 개시제로 12.1 중량% 농도의 과황산 암모늄 수용액을 159.2 중량부로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴산 공중합체의 염을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 아크릴산 공중합체의 염은 겔투과 크로마토그라피(GPC, Gel Permeation Chromatography)법으로 중량 평균 분자량을 측정한 결과 3,925이었다.
상기와 같이 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제(LG화학㈜제, 상품명 CP-WB)를 5:5로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 8)
상기 실시예 7과 같은 방법으로 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 4:6으로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 9)
아크릴산을 378.85 중량부 사용하고, 아크릴아미드를 53.48 중량부 사용하였으며, 개시제로 5.4 중량%의 과황산 암모늄 수용액을 148 중량부로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴산 공중합체의 염을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 아크릴산 공중합체의 염은 겔투과 크로마토그라피(GPC, Gel Permeation Chromatography)법으로 중량 평균 분자량을 측정한 결과 5,570이었다.
상기와 같이 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 5:5로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 10)
상기 실시예 9와 같은 방법으로 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 4:6으로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 11)
상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 6:4로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 12)
상기 실시예 3과 같은 방법으로 제조한 폴리아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌 글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 6:4로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 13)
상기 실시예 5와 같은 방법으로 제조한 폴리아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 6:4로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 14)
상기 실시예 7과 같은 방법으로 제조한 폴리아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 6:4로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(실시예 15)
상기 실시예 9와 같은 방법으로 제조한 폴리아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 6:4로 블렌딩하여 시멘트 혼화제를 제조하였다.
(비교예 1)
통상의 시멘트 혼화제로 적용되는 나프탈렌술폰산 포름알데히드 축합물(NSF)을 시멘트 혼화제로 사용하였다.
(비교예 2)
통상의 시멘트 혼화제로 적용되는 리그닌계와 나프탈렌 술폰산 포름알데히드 축합물(NSF)을 1:1의 비율로 혼합하여 시멘트 혼화제로 사용하였다.
상기 실시예에서 제조한 아크릴산 공중합체(아크릴산-아크릴아미드-반응성 계면활성제 공중합체)의 각 성분 함량 및 특성은 하기 표1에 나타내었다.
[표 1]
구분 아크릴산 아크릴아미드 반응성 게면활성제 제조물의 고형분 함량(중량%) 중량 평균 분자량 분자량 분포도(polydispersity index, PDI)
공중합체내 함량(중량%) 공중합체내 함량(중량%) 공중합체내 함량(중량%)
실시예 1 47 50 3 40.2 4,277 1.57
실시예 3 55 42 3 40.0 3,487 1.75
실시예 5 67 30 3 40.1 3,115 1.7
실시예 7 75 22 3 40.1 3,925 1.95
실시예 9 85 12 3 40.3 5,570 2.06
(시험예)
[모르타르 유동성 시험]
보통 포틀랜드 시멘트(쌍용양회 제조) 665 g, 모래(표준사) 1,350 g, 실시예 및 비교예 각각에서 제조된 시멘트 혼화제 1.33 g(고형분 환산) 및 물(상수도) 332.5 g을 모르타르 믹서에서 3 분간 중속으로 혼련하여 각각 모르타르를 제조하였다.
각각 제조된 모르타르를 직경 60 mm, 높이 40 mm인 속이 빈 콘에 채운 후 상기 콘을 수직방향으로 제거하였다. 모르타르 유동값(mm)은 모르타르 직경을 두 방향으로 측정하고 측정된 직경의 평균으로 하였다.
[콘크리트 시험]
보통 포틀랜드 시멘트(쌍용양회 제조) 3.53 kg, 모래 7.94 kg, 쇄석 10.01 kg, 실시예 및 비교예 각각에서 제조된 시멘트 혼화제를 시멘트 중량의 1.0 중량% 및 물(상수도) 1.66 kg를 혼련하여 각각 콘크리트를 제조하였다.
제조된 각각의 콘크리트는 한국산업규격 KS F 2402 및 KS F 2449에 의하여 슬럼프 및 공기량을 측정하였다.
상기 실시예에서 제조한 아크릴산 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제(㈜LG화학, 상품명 CP-WB)를 각각의 비율로 블렌딩하여 제조한 시멘트 혼화제 및 비교예에서 준비한 시멘트 혼화제에 대한 모르타르 유동성 시험 및 콘크리트에 적용한 시험(콘크리트 시험) 결과들은 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
구분 시멘트100중량% 대비 첨가량(중량%) 모르타르 유동값(mm) 콘크리트 슬럼프 (cm) 콘크리트 공기량(%)
모르타르 혼화제 콘크리트 혼화제 초기 30분 후 초기 30분 후 초기 30분 후
실시예 1 0.7 1.0 142 130 20.5 14.0 2.2 2.1
실시예 2 0.7 1.0 145 132 21.0 14.5 2.9 2.8
실시예 3 0.7 1.0 147 140 21.0 15.0 3.4 3.2
실시예 4 0.7 1.0 145 138 21.5 15.0 3.3 3.3
실시예 5 0.7 1.0 152 142 23.0 17.5 3.0 2.9
실시예 6 0.7 1.0 149 139 23.0 17.5 3.2 3.1
실시예 7 0.7 1.0 150 135 21.5 15.5 3.6 3.2
실시예 8 0.7 1.0 151 138 22.0 15.5 3.8 3.5
실시예 9 0.7 1.0 147 129 20.0 13.0 3.6 3.3
실시예 10 0.7 1.0 146 131 20.5 14.0 3.7 3.4
실시예 11 0.7 1.0 141 126 18.0 12.0 3.4 3.0
실시예 12 0.7 1.0 143 130 19.5 12.5 3.7 3.3
실시예 13 0.7 1.0 144 133 20.0 13.5 2.9 2.9
실시예 14 0.7 1.0 146 131 20.0 13.0 3.2 3.0
실시예 15 0.7 1.0 140 125 19.5 12.5 3.6 3.1
비교예 1 0.7 1.0 136 116 17.0 11.0 3.5 3.3
비교예 2 0.7 1.0 151 140 21.0 14.0 3.8 3.5

상기 시험 결과를 살펴보면, 실시예에서 본 발명의 시멘트 혼화제를 적용한 모르타르는 본 발명의 시멘트 혼화제를 적용하지 않은 비교예 1(나프탈렌계), 비교예 2(리그닌계+나프탈렌계)의 모르타르에 비하여 상대적으로 높은 유동성을 유지하 며, 콘크리트 슬럼프 값도 우수할 뿐만 아니라 30 분 후의 슬럼프 유지력도 상대적으로 높게 나타났다. 또한 공기량도 기존의 폴리카르본산계 유동화제에 비하여 낮게 조절되었다.
이는 본 발명의 시멘트 혼화제가 시멘트 입자의 분산성을 향상시켜 적은 첨가 사용량으로도 고감수율의 영역에서 조성물의 유동성을 높이고, 시멘트 조성물에 양호한 작업성을 부여하여 높은 강도를 가지는 콘크리트를 형성할 수 있음을 보여주고 있다.
본 발명의 시멘트 혼화제 제조방법으로 제조된 시멘트 혼화제는 종래의 시멘트 혼화제보다 시멘트 입자의 분산성을 향상시킬 수 있고, 우수한 초기 분산성에 의해 초기 감수율을 향상시키는 한편, 고감수율의 영역에서도 시멘트 조성물의 유동성을 높이고, 얻어진 유동성의 경시적인 저하를 방지하여 높은 유동성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 시멘트 혼화제를 사용할 경우에는 콘크리트 슬럼프 값이 우수하고 슬럼프 유지력도 높으며 공기량도 기존의 폴리카르본산계 유동화제에 비해 낮고, 기존의 시멘트 혼화제보다 우수한 작업 안정성을 부여 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체 및 폴리알킬렌글리콜에스테르계 폴리카르본산 유동화제를 블렌딩하여 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 반응성 계면활성제를 단위 단량체로 함유하는 아크릴산계 공중합체가
    a) 하기 화학식 1로 표시되는 (메타)아크릴산 단량체 또는 그의 염 45 내지 90 중량%; 및
    b) 하기 화학식 2로 표시되는 반응성 계면활성제 0.5 내지 40 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112004057069263-pat00003
    [화학식 2]
    Figure 112004057069263-pat00004
    상기 화학식 1에서,
    R1은 수소원자 또는 메틸이고;
    M1은 수소, 1가 금속, 2가 금속, 암모늄, 또는 유기 아민이며;
    상기 화학식 2에서,
    R2는 수소원자 또는 메틸이고;
    R3는 탄소수 2또는 3의 알킬렌, 페닐렌, 또는 알킬페닐렌이며;
    R4는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, 2종 이상인 경우에는 블록상 또는 랜덤상으로 부가되어 있어도 되며;
    m은 옥시알킬렌기의 평균 부가 몰수로 10 내지 50의 정수이고;
    n은 0 또는 1이며;
    M2는 수소원자, 1 가 금속원자, 암모늄 또는 유기 아민기이다.
  3. 제1항에 있어서, 아크릴산계 공중합체는 아크릴산-아크릴아미드-반응성 계면활성제 공중합체인 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 아크릴산-아크릴아미드-반응성 계면활성제 공중합체 중의 아크릴산과 아크릴아미드 비율이 중량비로 4:6 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 아크릴산계 공중합체는 아크릴산-무수말레인산-반응성 계면 활성제 공중합체인 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 아크릴산계 공중합체와 폴리알킬렌글리콜 에스테르계 폴리카르본산 유동화제의 블렌딩 비율이 중량비로 3:7 내지 7:3인 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제의 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼화제.
  8. a) 시멘트 100 중량부; 및
    b) 제7항 기재의 시멘트 혼화제 0.01∼10 중량부
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 조성물.
KR1020040101123A 2004-12-03 2004-12-03 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법 KR100668942B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040101123A KR100668942B1 (ko) 2004-12-03 2004-12-03 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040101123A KR100668942B1 (ko) 2004-12-03 2004-12-03 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060062321A KR20060062321A (ko) 2006-06-12
KR100668942B1 true KR100668942B1 (ko) 2007-01-12

Family

ID=37158501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040101123A KR100668942B1 (ko) 2004-12-03 2004-12-03 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100668942B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100914597B1 (ko) * 2007-03-06 2009-08-31 주식회사 엘지화학 시멘트 혼화제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 시멘트조성물
KR20160131348A (ko) 2015-05-07 2016-11-16 한국철도기술연구원 공중합체 기반 pc 혼화제, 그 pc 혼화제의 제조방법 및 그 혼화제를 포함하는 콘크리트 조성물

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100904607B1 (ko) * 2007-01-10 2009-06-25 주식회사 엘지화학 시멘트 혼화제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 시멘트조성물
KR100860470B1 (ko) * 2007-06-04 2008-09-25 주식회사 엘지화학 시멘트 혼화제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물
KR101539350B1 (ko) * 2012-08-21 2015-07-24 주식회사 엘지화학 폴리카르본산계 공중합체를 포함하는 시멘트 조성물의 첨가제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100914597B1 (ko) * 2007-03-06 2009-08-31 주식회사 엘지화학 시멘트 혼화제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 시멘트조성물
KR20160131348A (ko) 2015-05-07 2016-11-16 한국철도기술연구원 공중합체 기반 pc 혼화제, 그 pc 혼화제의 제조방법 및 그 혼화제를 포함하는 콘크리트 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060062321A (ko) 2006-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100519465C (zh) 具有优良的减水性能的水泥外加剂及制备该水泥外加剂的方法
EP2256097B1 (en) Method for producing a polycarboxylic acid for a cement dispersant
KR100324483B1 (ko) 시멘트첨가제,그의제조방법및용도
KR100775801B1 (ko) 시멘트 첨가제 및 이의 제조 방법
JP2006522734A (ja) セメント混和剤及びセメント組成物
KR101717176B1 (ko) 폴리카르본산계 공중합체를 포함하는 시멘트 조성물 첨가제 및 이의 제조방법
US20230278926A1 (en) Multifunctional superplasticizer for ultra-high performance concrete and preparation method therefor
EP1669332A1 (en) Cement dispersant and concrete composition containing the dispersant
EP1547986B1 (en) High early strength superplasticizer
KR100914597B1 (ko) 시멘트 혼화제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 시멘트조성물
KR100904607B1 (ko) 시멘트 혼화제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 시멘트조성물
KR100668942B1 (ko) 시멘트 혼화제 및 이의 제조 방법
KR101003695B1 (ko) 시멘트 혼화제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 시멘트조성물
KR102129573B1 (ko) 폴리카르본산계 공중합체를 포함하는 시멘트 첨가제 조성물
KR102454727B1 (ko) 폴리카르본산계 공중합체 및 이의 염을 포함하는 시멘트 첨가제 조성물
JPH0536377B2 (ko)
KR102160910B1 (ko) 탄소섬유를 포함하는 모르타르 조성물 및 이로 제조되는 섬유보강 모르타르
KR101617416B1 (ko) 폴리카르본산계 공중합체를 포함하는 시멘트 조성물의 첨가제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물
KR101206470B1 (ko) 조기 강도 발현 콘크리트 혼화제용 공중합체 및 이를 포함하는 콘크리트 혼화제
KR101853124B1 (ko) 시멘트 혼화제 조성물 및 이의 제조 방법
KR101636376B1 (ko) 폴리카르본산계 공중합체 및 나노입자를 포함하는 시멘트 조성물
KR101707572B1 (ko) 시멘트 혼화제 및 이를 포함하는 콘크리트 조성물
CN114014585B (zh) 抗泥助剂及制法、采用该抗泥助剂制备的复配型早强聚羧酸减水剂及制法
KR100662075B1 (ko) 건조수축 저감형 유동화제 및 그것이 함유된 레미콘 조성물
CN118027332A (zh) 一种缩聚型多吸附基膦酸盐减水剂、制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151229

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190107

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 14