KR101612113B1 - Binder compositions for concrete and concrete compositions using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 포장 대비 시멘트 사용량 절감, 내구성 향상, 포장수명 연장 및 유지관리 비용 절감의 효과가 있는 콘크리트 결합재 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete binder composition which is effective in reducing cement usage, durability, prolonging the life of the pavement, and reducing maintenance cost compared to concrete pavement.
콘크리트는 내구성과 경제성을 겸비한 가장 널리 보편적으로 사용되는 빠뜨릴 수 없는 중요한 건설재료이다. 콘크리트는 로마시대에 화산회와 석회석을 써서 만들어진 것이 그 시초라고 하나, 일반적으로는 19세기 초기에 포틀랜드 시멘트(Portland Cement)가 발명된 후, 1867년 프랑스에서 철망으로 보강된 콘크리트가 만들어진 것이 최초이다. 그 후 독일을 중심으로 콘크리트의 개발이 계속되어 근래에는 토목공사나 건축용 구조재료의 중심이 되고 있다.Concrete is one of the most widely used and indispensable building materials that combines durability and economy. Concrete was originally made of volcanic ash and limestone in Roman times, but it was the first time that concrete was reinforced with wire mesh in France in 1867 after Portland Cement was invented in the early 19th century. Since then, the development of concrete has been continuing mainly in Germany and has become a center of construction materials for civil engineering and construction.
콘크리트는 압축에 강하지만, 압축강도에 비해 상대적으로 작은 인장강도 및 균열저항성이 부족하다. 이로 인해서 균열발생과 철근부식 등 내구성 저하에 의한 수명단축 등의 단점들이 있다. 이에 대한 보강으로 다양한 혼화재료가 개발 보급되고 있는데, 특히 고로슬래그를 콘크리트 재료로 사용할 경우, 내구성 증가에 도움이 된다고 알려져 있다. Concrete is strong against compression, but it lacks relatively small tensile strength and crack resistance compared to compressive strength. This causes disadvantages such as cracking and reduction of durability such as corrosion of steel bars, which shortens the life span. Various reinforcing materials have been developed and used for reinforcement, and it is known that when blast furnace slag is used as a concrete material, it contributes to increase durability.
그러나 고로슬래그를 사용한 콘크리트는 일반적으로 초기강도발현이 낮기 때문에 콘크리트의 타설온도나 양생조건, 양생온도에 따라 강도나 투수성 등의 성능이 크게 변화하고, 중성화나 건조수축 등의 다양한 형태의 문제점을 드러내고 있다.However, since the initial strength of concrete using blast furnace slag is low, the performance of concrete such as strength, permeability, etc. varies greatly depending on the casting temperature, curing condition and curing temperature of the concrete, and various problems such as neutralization and drying shrinkage It is exposed.
또한, 기존의 섬유보강콘크리트에 사용되는 대부분의 섬유는 신소재를 활용하고 있어 섬유보강 콘크리트의 제작비용이 증가하게 되어 섬유보강콘크리트의 사용시 경제성 확보를 필요로 하는 경우에는 매우 제한적이다.In addition, most of the fibers used in the conventional fiber-reinforced concrete use a new material, which increases the manufacturing cost of the fiber-reinforced concrete, so that it is very limited when the fiber-reinforced concrete requires economical efficiency.
본 발명의 목적은 콘크리트 포장 대비 시멘트 사용량 절감, 내구성 향상, 포장수명 연장 및 유지관리 비용 절감의 효과가 있는 콘크리트 결합재 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a concrete binder composition which is effective in reducing cement usage, durability, prolongation of packaging life and maintenance cost compared to concrete pavement.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시멘트 40 내지 70 중량%, 수냉식 고로슬래그 10 내지 50 중량%, 공냉식 고로슬래그 1 내지 20 중량% 및 감수제 0.1 내지 5.0 중량%를 포함하는 콘크리트용 결합재 조성물을 제공한다. To achieve the above object, the present invention provides a binder composition for concrete comprising 40 to 70 wt% of cement, 10 to 50 wt% of water-cooled blast furnace slag, 1 to 20 wt% of air-cooled blast furnace slag, and 0.1 to 5.0 wt% of water reducing agent do.
상기 수냉식 고로슬래그는 입자가 2 내지 20 ㎛이고, 밀도는 2.70 내지 3.00 g/㎤이고, 분말도는 3,000 내지 5,000 ㎠/g인 것일 수 있다.The water-cooled blast furnace slag may have a particle size of 2 to 20 μm, a density of 2.70 to 3.00 g / cm 3, and a powder size of 3,000 to 5,000 cm 2 / g.
상기 공냉식 고로슬래그는 입자가 5 내지 30 ㎛이고, 밀도는 2.70 내지 3.00 g/㎤, 분말도는 3,000 내지 5,000 ㎠/g인 것일 수 있다.The air-cooled blast furnace slag may have a particle size of 5 to 30 μm, a density of 2.70 to 3.00 g / cm 3, and a powder size of 3,000 to 5,000 cm 2 / g.
상기 감수제는 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트, 폴리카복실레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.The water reducing agent may be any one selected from the group consisting of ligninsulfonate, polynaphthalenesulfonate, polymelamine sulfonate, polycarboxylate, and combinations thereof.
상기 콘크리트용 결합재 조성물은 혼합재 1 내지 15 중량%를 더 포함할 수 있고, 상기 혼합재는 플라이 애시, 바텀애시, 신더애시, 제강슬래그, 풍세슬래그, 석분, 실리카흄, 메타카올린 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.The binder material composition for concrete may further comprise 1 to 15% by weight of a mixture, and the mixture may be selected from the group consisting of fly ash, bottom ash, syndor ash, steel slag, wind speed slag, quartz, silica fume, meta kaolin, And the like.
또한 본 발명은 콘크리트용 결합재 조성물의 제조방법으로서, 상기 콘크리트용 결합재 조성물 전체 중량에 대하여, 시멘트 40 내지 70 중량%, 수냉식 고로슬래그 10 내지 50 중량%, 공냉식 고로슬래그 1 내지 20 중량%, 감수제 0.1 내지 5.0 중량% 및 상기 혼합재 1 내지 15 중량%를 투입하고 혼합하는 단계를 포함하는 결합재 조성물 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a binder composition for concrete, which comprises 40 to 70% by weight of cement, 10 to 50% by weight of water-cooled blast furnace slag, 1 to 20% by weight of air- To 5.0% by weight of the mixture and 1 to 15% by weight of the mixture, and mixing the mixture.
또한 본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트용 결합재 조성물 5 내지 30 중량%, 잔골재 10 내지 40 중량%, 굵은골재 20 내지 80 중량% 및 물 5 내지 15 중량%를 포함하는 콘크리트 조성물 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a concrete composition comprising 5 to 30% by weight of a binder composition for concrete, 10 to 40% by weight of fine aggregate, 20 to 80% by weight of coarse aggregate and 5 to 15% .
또한 본 발명은 상기 본 발명에 따른 콘크리트용 결합재 조성물 5 내지 30 중량%, 잔골재 10 내지 40 중량%, 굵은골재 20 내지 80 중량% 및 물 5 내지 15 중량%를 포함하는 콘크리트 조성물을 제공한다.The present invention also provides a concrete composition comprising 5 to 30% by weight of a binder composition for concrete according to the present invention, 10 to 40% by weight of fine aggregate, 20 to 80% by weight of coarse aggregate and 5 to 15% by weight of water.
또한 상기 본 발명에 따른 콘크리트용 결합재 조성물 및 골재를 투입하는 단계, 상기 투입된 재료를 믹싱하는 건비빔 단계 및 상기 건비빔 단계 후 물과 혼화제를 투입하면서 믹싱하는 혼합 단계를 포함하는 콘크리트 제조방법을 제공한다.The method may further include the step of applying the binder composition and the aggregate for concrete according to the present invention, the dry beaming step of mixing the charged materials, and the mixing step of mixing the water and the admixture after the dry beating step, do.
본 발명에 따른 콘크리트 결합재 조성물은 콘크리트 포장 대비 시멘트 사용량을 절감할 수 있고, 내구성이 향상되어 도로 포장 수명을 연장하고, 유지관리 비용을 절감할 수 있다.The concrete binder composition according to the present invention can reduce cement usage compared to concrete pavement, improve durability, prolong road pavement life, and reduce maintenance cost.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시멘트 40 내지 70 중량%, 수냉식 고로슬래그 10 내지 50 중량%, 공냉식 고로슬래그 5 내지 20 중량% 및 감수제 0.1 내지 5.0 중량%를 포함하는 콘크리트용 결합재 조성물을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a binder composition for concrete comprising 40 to 70 wt% of cement, 10 to 50 wt% of water-cooled blast furnace slag, 5 to 20 wt% of air-cooled blast furnace slag, and 0.1 to 5.0 wt% of water reducing agent .
상기 시멘트는 KS에 규정된 포틀랜드 1종~5종 시멘트를 사용할 수 있다.The above-mentioned cement may be one kind or five kinds of Portland cement specified in KS.
고로슬래그는 잠재수경성 특성을 갖는 포졸란계 물질로서, 물로 급격히 냉각하는 수냉식 고로슬래그와 공기중에서 서서히 냉각하는 공냉식 고로슬래그를 혼합하여 사용할 수 있다.The blast furnace slag is a pozzolanic material having latent hydraulic characteristics and can be used by mixing water-cooled blast furnace slag rapidly cooled with water and air-cooled blast furnace slag gradually cooled in air.
상기 수냉식 고로슬래그는 급격한 냉각특성으로 포졸란의 수화 활성도가 높기 때문에 시멘트의 혼합재로 널리 사용되고 있지만, 공냉식 고로슬래그는 냉각속도가 수냉식 고로슬래그에 비해 느리기 때문에 구조적인 결정화가 높아 포졸란의 수화 활성도가 떨어지기 때문에, 거의 사용되지 않고 폐기되고 있다. The water-cooled blast furnace slag is widely used as a cement admixture because of its high hydration activity of pozzolans due to its rapid cooling characteristics. However, since the cooling rate of the air-cooled blast furnace slag is slower than that of water-cooled blast furnace slag, Therefore, it is scarcely used and discarded.
그러나 본 발명에서는 수냉식 고로슬래그와 공냉식 고로슬래그의 적절한 조합에 의해 하기 반응식 1의 일반적인 포졸란 반응(Pozzolanic reaction) 특성 그리고 수냉식 고로슬래그의 단점인 중성화를 억제하여 공기 중의 CO2와 반응하여 조직을 치밀화하는 장점을 활용하여 고내구성의 결합재 조성물을 가능하게 한다.However, in the present invention, to suppress the disadvantages of neutralization of the water-cooled blast furnace slag and to by the appropriate combination of air-cooled blast furnace slag general pozzolanic reaction of Scheme 1 (Pozzolanic reaction) properties and water-cooled blast furnace slag that densified tissue reacts with CO 2 in the air Advantages are exploited to enable highly durable binder compositions.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
포졸란 반응식: mSiO2 + nCa(OH)2 → nCaOmSiO2nH2OPozzolanic reaction: mSiO 2 + nCa (OH) 2 → nCaOmSiO 2 nH 2 O
포졸란 반응의 메커니즘을 간단히 살펴보면 포졸란 물질(본 발명의 수냉식 고로슬래그 및 공냉식 고로슬래그)에서 용출된 SiO2, Al2O3 같은 가용성분이 시멘트 구성 화합물인 C3S, C2S 등이 수화할 때 생성된 Ca(OH)2와 서서히 반응하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물(C-S-H gel)이나 칼슘알루미네이트 수화물(C-A-H gel)을 형성하고, 상기 구조로 인해 그 조직을 더욱 치밀하게 만드는 것이다.A brief review of the mechanism of the pozzolanic reaction is that solubilized components such as SiO 2 and Al 2 O 3 eluted from pozzolanic materials (water-cooled blast furnace slag and air-cooled blast furnace slag of the present invention) hydrate cement compounds C 3 S, C 2 S, (CaH 2 ) 2 to form insoluble calcium silicate hydrate (CSH gel) or calcium aluminate hydrate (CAH gel), and the structure makes the structure more dense.
상기 결합재 전체 중량에 대하여 수냉식 고로슬래그 10 내지 50 중량%, 공냉식 고로슬래그 1 내지 20 중량%로 조합하는 것이 바람직하다.It is preferable to mix 10 to 50% by weight of water-cooled blast furnace slag and 1 to 20% by weight of air-cooled blast furnace slag with respect to the total weight of the binder.
상기 공냉식 고로슬래그가 1 중량% 미만이면 수냉식 고로슬래그만을 사용하였을 때와 그 물성이 비슷하여 내구성 강화 효과가 미미할 수 있고, 20 중량%를 초과하면 콘크리트의 강도저하 문제를 야기할 수 있다.If the air-cooled blast furnace slag is less than 1% by weight, the durability enhancement effect may be insignificant due to the similar physical properties to the case of using only water-cooled blast furnace slag. If the blended slag is more than 20% by weight, the strength of the concrete may be lowered.
상기 수냉식 고로슬래그는 입자가 2 내지 20 ㎛이고, 밀도는 2.70 내지 3.00 g/㎤이고, 분말도는 3,000 내지 5,000 ㎠/g인 것일 수 있다.The water-cooled blast furnace slag may have a particle size of 2 to 20 μm, a density of 2.70 to 3.00 g / cm 3, and a powder size of 3,000 to 5,000 cm 2 / g.
수냉식 슬래그는 약 2.5 정도 크기의 슬래그를 볼밀이나 샌드밀과 같은 기계로 분쇄하여 미분말로 제조하여 사용할 수 있다.The water-cooled slag can be used as a fine powder by pulverizing a slag having a size of about 2.5 with a machine such as a ball mill or a sand mill.
상기 공냉식 고로슬래그는 입자가 5 내지 30 ㎛이고, 밀도는 2.70 내지 3.00 g/㎤, 분말도는 3,000 내지 5,000 ㎠/g인 것일 수 있다.The air-cooled blast furnace slag may have a particle size of 5 to 30 μm, a density of 2.70 to 3.00 g / cm 3, and a powder size of 3,000 to 5,000 cm 2 / g.
공냉식 고로슬래그는 약 25 ㎛ 정도 크기의 슬래그를 조크러셔 또는 볼밀과 같은 기계로 가공하여 미분말로 제조하여 사용할 수 있다.The air-cooled blast furnace slag can be used as a fine powder by processing a slag having a size of about 25 mu m with a machine such as a jaw crusher or a ball mill.
상기 공냉식 슬래그는 수냉식 슬래그에 비해 더 약한 강도를 가져 분쇄 효율이 우수하다.The air-cooled slag has a weaker strength than that of the water-cooled slag, and is excellent in crushing efficiency.
상기 결합재 조성물인 수냉식 고로슬래그와 공냉식 고로슬래그의 화학성분을 통상의 포틀랜드 시멘트(OPC)와 비교하여 아래 표 1에 나타내었다.The chemical components of the water-cooled blast furnace slag and the air-cooled blast furnace slag, which are the binder components, are shown in Table 1 below in comparison with ordinary Portland Cement (OPC).
(화학성분 단위: 중량%, 밀도 단위:g/㎤)(Chemical composition unit: wt%, density unit: g / cm 3)
상기 고로슬래그의 주요 화학성분인 SiO2, Al2O3, CaO 및 MgO가 94 내지 97 중량%를 나타내는데, 포틀랜드 시멘트의 경우 MgO가 5 중량%를 초과하면 유리마그네시아가 생성되어 이상팽창의 원인이 되지만 고로슬래그의 경우에는 이를 15 중량% 정도 포함하더라도 해가 없으며 대체로 9 중량% 이하의 함유율을 가질 수 있다.
The main chemical components of the blast furnace slag are SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, and MgO in an amount of 94 to 97% by weight. In the case of Portland cement, when MgO exceeds 5% by weight, glass magnesia is generated to cause abnormal expansion However, in the case of blast furnace slag, even if it contains about 15% by weight, it is harmless and can have a content of 9% by weight or less.
본 발명에서 감수제는 낮은 물-시멘트비에서도 도로포장재에 요구되는 슬럼프, 공기량, 강도를 발현하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 고성능 AE 감수제(air entraining and water reducing agent)인 것이 바람직하고, 더욱 자세하게 상기 AE 감수제는 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트, 폴리카복실레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 감수제일 수 있고, 특히 감수효과가 우수한 폴리카복실레이트계 감수제를 사용하는 것이 가장 바람직하다. In the present invention, the water reducing agent is used to exhibit the slump, air content, and strength required for road pavement even at a low water-cement ratio. Preferably, the water reducing agent is a high entraining and water reducing agent, and more particularly the AE water reducing agent is selected from the group consisting of ligninsulfonate, polynaphthalenesulfonate, polymelamine sulfonate, polycarboxylate and combinations thereof. It is most preferable to use a polycarboxylate-based water reducing agent having a water reducing effect, which may be a reducing agent containing any one selected.
상기 감수제는 결합재 전체 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량%를 초과하여 포함하면 과도한 물-시멘트비에 슬럼프가 민감하여 재료분리 가능성이 있고, 0.1 중량% 미만이면 물-시멘트비 감소효과가 부족하다.
The water reducing agent is preferably used in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the binder. If it is contained in an amount exceeding 5% by weight, the slump is sensitive to excessive water-cement ratio, and there is a possibility of separating the material. If it is less than 0.1% by weight, the water-cement ratio reduction effect is insufficient.
상기 콘크리트용 결합재 조성물은 혼합재 1 내지 15 중량%를 더 포함할 수 있고, 상기 혼합재는 플라이 애시, 바텀애시, 신더애시, 제강슬래그, 풍세슬래그, 석분, 실리카흄, 메타카올린 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
The binder material composition for concrete may further comprise 1 to 15% by weight of the admixture, and the admixture may be selected from the group consisting of fly ash, bottom ash, ash ash, steel slag, airfoil slag, have.
또한 본 발명은 콘크리트용 결합재 조성물의 제조방법으로서, 상기 콘크리트용 결합재 조성물 전체 중량에 대하여, 시멘트 40 내지 70 중량%, 수냉식 고로슬래그 10 내지 50 중량%, 공냉식 고로슬래그 1 내지 20 중량%, 감수제 0.1 내지 5.0 중량% 및 상기 혼합재 1 내지 15 중량%를 투입하고 혼합하는 단계를 포함하는 결합재 조성물 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a binder composition for concrete, which comprises 40 to 70% by weight of cement, 10 to 50% by weight of water-cooled blast furnace slag, 1 to 20% by weight of air- To 5.0% by weight of the mixture and 1 to 15% by weight of the mixture, and mixing the mixture.
상기 고로슬래그는 양생 온도 및 양생 기간을 조절하여 콘크리트의 압축강도에 영향을 미칠 수 있다.The blast furnace slag may affect the compressive strength of the concrete by controlling the curing temperature and the curing period.
상기 수냉식 고로슬래그 및 공냉식 고로슬래그의 혼합이 상기 온도 범위 내에서 양생되지 않는 경우에는 수화반응이 촉진되지 않아 강도발현이 지연되기 때문에 초기동해가 일어날 수 있으며, 상기 양생 기간을 길게 할수록 콘크리트 강도 증진에 도움이 된다.
When the mixing of the water-cooled blast furnace slag and the air-cooled blast furnace slag is not cured within the above temperature range, the hydration reaction is not promoted and the strength development is delayed. Therefore, initial frost damage may occur, and as the curing period is lengthened, It is helpful.
또한 본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트용 결합재 조성물 5 내지 30 중량%, 잔골재 10 내지 40 중량%, 굵은골재 20 내지 80 중량% 및 물 5 내지 15 중량%를 포함하는 콘크리트 조성물을 제공한다.The present invention also provides a concrete composition comprising 5 to 30% by weight of a binder composition for concrete, 10 to 40% by weight of fine aggregate, 20 to 80% by weight of coarse aggregate and 5 to 15% by weight of water according to an embodiment of the present invention do.
콘크리트 시멘트의 중성화를 방지하기 위하여 콘크리트 조성물 전체 중량에 대하여 본 발명에 따른 결합재 조성물 5 내지 30 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. In order to prevent the neutralization of the concrete cement, it is preferable to use 5 to 30% by weight of the binder composition according to the present invention with respect to the total weight of the concrete composition.
상기 잔골재는 입경이 1 내지 5 mm인 골재를 사용할 수 있고, 상기 굵은골재는 입경이 5 내지 100 mm인 골재인 것을 사용할 수 있다. 상기 골재는 서로 다른 입경을 혼합하여 사용할 수 있고, 특히 상기 굵은골재는 32 mm 골재를 단독 사용하거나, 19 mm 또는 25 mm 골재와 혼합하여 사용할 수 있다.
The fine aggregate may be an aggregate having a particle diameter of 1 to 5 mm, and the coarse aggregate may be an aggregate having a particle diameter of 5 to 100 mm. The aggregates may be mixed with different particle sizes. In particular, the coarse aggregate may be used alone, or may be mixed with 19 mm or 25 mm aggregate.
또한 상기 본 발명에 따른 콘크리트용 결합재 조성물 및 골재를 투입하는 단계, 상기 투입된 재료를 믹싱하는 건비빔 단계 및 상기 건비빔 단계 후 물과 혼화제를 투입하면서 믹싱하는 혼합 단계를 포함하는 콘크리트 제조방법을 제공한다.The method may further include the step of applying the binder composition and the aggregate for concrete according to the present invention, the dry beaming step of mixing the charged materials, and the mixing step of mixing the water and the admixture after the dry beating step, do.
상기 콘크리트용 결합재 조성물 및 골재를 투입하는 단계는 상기 본 발명에 따른 콘크리트용 결합재 조성물, 굵은골재 및 잔골재를 투입하는 단계이다. 이때 투입되는 결합재량은 물시멘트비(W/C) 기준으로 40 ~ 45 %에 따라 투입되는 것이 바람직하다. 굵은골재와 잔골재 비율(S/a)은 35 ~ 50 %인 것이 바람직하다. 굵은골재의 비율이 커지면 콘크리트 내의 공극이 커지고 시멘트와 부착면적이 줄어들어 콘크리트 부착강도가 감소하며, 잔골재 비율이 커지면 부착면적은 증가하나 골재의 비표면적이 증가하여 물-시멘트 비가 증가하기 때문에 콘크리트의 강도가 감소할 수 있다. 따라서 콘크리트와 골재와의 부착면적을 증가시키면서 콘크리트내의 공극을 최소하고 하고 콘크리트의 강도를 증가시킬 수 있도록 굵은골재와 잔골재 비율을 유지하는 것이 바람직하다.The step of injecting the binder composition for concrete and the aggregate is a step of injecting the binder composition for concrete, the coarse aggregate and the fine aggregate according to the present invention. At this time, it is preferable that the amount of binder to be added is 40 ~ 45% based on the water cement ratio (W / C). The ratio of coarse aggregate to fine aggregate (S / a) is preferably 35 to 50%. As the ratio of the coarse aggregate increases, the voids in the concrete increase, and the cement and adhesion area decrease, and the adhesion strength decreases. As the ratio of fine aggregate increases, the adhesion area increases but the specific surface area of the aggregate increases and the water- Can be reduced. Therefore, it is desirable to maintain the ratio of the coarse aggregate and the fine aggregate so as to minimize the voids in the concrete and to increase the strength of the concrete while increasing the adhesion area between the concrete and the aggregate.
상기 건비빔 단계는 투입된 골재 및 결합재를 믹싱하는 단계이며, 이때에 물은 투입되지 않는다. 따라서 물을 투입하기 전에 골재 및 결합재를 믹싱하므로 재료의 혼합상태의 확인이 용이하다. 이때 회전 믹서를 사용하며, 골재 및 시멘트가 고르게 섞이도록 25 ~ 35 rpm의 속도로 믹싱할 수 있다. 바람직하게는 1분 30초 ~ 2분동안 믹싱할 수 있으나 믹싱 시간이 이에 한정되는 것은 아니며, 소정의 시간동안 믹싱한 후에 재료의 혼합여부를 확인하고 회전속도를 15 ~ 25 rpm을 유지하며 추가적으로 혼합할 수도 있다.The drying step is a step of mixing the aggregate and the binder, and no water is introduced at this time. Therefore, it is easy to confirm the mixing state of the material by mixing the aggregate and the binder before water is introduced. At this time, a rotary mixer is used and mixing can be performed at a speed of 25-35 rpm so that the aggregate and cement are evenly mixed. Preferably, the mixing time is not limited to 1 minute and 30 seconds to 2 minutes. However, after mixing for a predetermined time, it is checked whether the materials are mixed, the rotation speed is maintained at 15 to 25 rpm, You may.
상기 혼합 단계는 건비빔 단계가 완료된 상태의 골재 및 결합재에 물 및 혼화제를 투입하면서 믹싱하는 단계이다. 이때 회전 믹서의 회전속도는 15 ~ 25 rpm의 회전속도를 유지시키는 것이 바람직하다. 또한 물은 소요량의 전량을 투입하고 혼화제는 소요량의 일부를 투입하여 부분적으로 믹싱한 후에, 혼화제의 나머지를 더 투입하여 추가적으로 믹싱할 수도 있다.
In the mixing step, water and an admixture are added to the aggregate and binder in a state where the dry boiling step is completed, and mixing is performed. The rotation speed of the rotary mixer is preferably maintained at 15 to 25 rpm. In addition, water may be added to the total amount of the required amount, and the admixture may be partially mixed with a part of the required amount, and then the remaining admixture may be further added to further mix.
또한 본 발명은 상기 콘크리트 조성물을 혼합한 콘크리트 프리믹스(Premix)를 제공한다. 상기 콘크리트 프리믹스는 원료를 미리 혼합해 둔 것으로, 본 발명의 콘크리트 조성물은 프리믹스형으로 혼합되어 있을 때 다른 성분의 영향을 받지 않고, 시공시 편하게 이용할 수 있다는 장점이 있다.
The present invention also provides a concrete premix obtained by mixing the concrete composition. The concrete premix is prepared by mixing raw materials in advance. When the concrete composition of the present invention is mixed in a premix type, it is not affected by other components and can be used conveniently in construction.
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.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
[[ 제조예Manufacturing example : : 결합재Binders 및 콘크리트 조성물의 제조] And preparation of concrete composition]
하기 표 2와 같은 결합재 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이 때 콘크리트 조성물은 결합재 : 잔골재 : 굵은골재 : 물 = 15.20 : 28.88 : 50.15 : 5.78 비율로 동일하게 제조하였으며, 상기 콘크리트 조성물의 제조는 통상의 콘크리트 조성물의 제조방법에 따랐다.The concrete compositions according to the following Examples and Comparative Examples were prepared using the binder compositions shown in Table 2 below. The concrete composition was prepared in the same manner as the binder composition: fine aggregate: coarse aggregate: water = 15.20: 28.88: 50.15: 5.78, and the concrete composition was prepared according to a conventional method for producing a concrete composition.
AE감수제3-1)High performance
AE water reducing agent 3-1)
AE감수제3-2)High performance
AE water reducing agent 3-2)
AE감수제3-3)High performance
AE water reducing agent 3-3)
1-1)수냉식 고로슬래그: 밀도 2.83 g/㎤, 분말도 4,200 ㎠/g1-1) Water-cooled blast furnace slag: density 2.83 g / cm3, powder figure 4,200 cm2 / g
1-2)수냉식 고로슬래그: 밀도 2.92 g/㎤, 분말도 2,500 ㎠/g1-2) Water-cooled blast furnace slag: density 2.92 g / cm 3, powder viscosity 2,500 cm 2 / g
1-3)수냉식 고로슬래그: 밀도 2.75 g/㎤, 분말도 6,500 ㎠/g1-3) Water-cooled blast furnace slag: density 2.75 g / cm 3, powder 6,500 cm 2 / g
2-1) 공냉식 고로슬래그: 밀도 2.80 g/㎤, 분말도 4,200 ㎠/g2-1) Air-cooled blast furnace slag: density 2.80 g / cm 3, powder density 4,200 cm 2 / g
2-2) 공냉식 고로슬래그: 밀도 2.70 g/㎤, 분말도 2,300 ㎠/g2-2) Air-cooled blast furnace slag: density 2.70 g / cm3, powder density 2,300 cm2 / g
2-3) 공냉식 고로슬래그: 밀도 2.70 g/㎤, 분말도 6,600 ㎠/g2-3) Air-cooled blast furnace slag: density 2.70 g / cm 3, powder 6,600 cm 2 / g
3-1) 고성능 AE감수제: 폴리카르복실레이트3-1) High performance AE water reducing agent: polycarboxylate
3-2) 고성능 AE감수제: 폴리나프탈렌술포네이트3-2) High performance AE water reducing agent: Polynaphthalene sulfonate
3-3) 고성능 AE감수제: 폴리멜라민술포네이트3-3) High Performance AE Water Reducing Agent: Polymelamine Sulfonate
밀도는 KS L 5110(시멘트 밀도 시험 방법), 분말도는 KS L 5106(공기 투과 장치에 의한 포틀랜드 시멘트의 분말도 시험 방법)으로 측정하였다.
The density was measured by KS L 5110 (cement density test method) and the powder degree by KS L 5106 (test method of portland cement powder by air permeation device).
[ [ 실험예Experimental Example : 제조된 콘크리트 조성물의 물성 측정]: Measurement of Physical Properties of Concrete Composition Prepared]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 결합재 및 콘크리트 조성물에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3 및 4에 나타내었다.The properties of the binder and concrete composition prepared in the above Examples and Comparative Examples were measured and the results are shown in Tables 3 and 4.
(mm)Slump 1)
(mm)
(%)Air volume 2)
(%)
(Coulombs)Chloride ion penetration resistance 5)
(Coulombs)
중량변화(%)Chemical resistance test
Weight change (%)
시험조건Exam conditions
1) 슬 럼 프(Slump): KS F 2402(콘크리트의 슬럼프 시험 방법)1) Slump: KS F 2402 (Slump test method of concrete)
2) 공 기 량: KS F 2409(굳지 않은 콘크리트의 단위용적 질량 및 공기량 시험 방법)2) Air flow rate: KS F 2409 (Test method of unit volume mass and air volume of unreinforced concrete)
3) 휨강도: KS L 2408(콘크리트의 휨강도 시험방법)3) Bending strength: KS L 2408 (Test method of flexural strength of concrete)
4) 압축강도: KS L 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법)4) Compressive strength: KS L 2405 (Compressive strength test method of concrete)
5) 염소이온침투저항성: ASTM C 1202-97(Electrical indication of concrete's ability to resist chloride ion penetration)에서 규정한 실험으로, 수분 및 염화물 침투에 대한 저항성을 나타낸다. 염소이온 용액에 콘크리트 시현을 수침시켜 염소이온 침투에 따른 전하량을 측정하였다. 1000 내지 2000 coulomb은 낮은 투과율이고, 100 내지 1000 coulomb는 아주 낮은 투과율이다.5) Chloride ion penetration resistance: A test specified in ASTM C 1202-97 (Electrical indication of concrete's ability to resist chloride ion penetration), showing resistance to moisture and chloride penetration. The conductivity of the concrete was soaked in the chloride ion solution and the amount of charge due to the chloride ion penetration was measured. 1000 to 2000 coulombs have a low transmittance and 100 to 1000 coulombs have a very low transmittance.
6) 내약품성시험 중량변화: 일본공업규격. 콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험방법. 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성시험 측정.
6) Chemical resistance test weight change: Japanese Industrial Standard. Test method of chemical resistance by solution deposition of concrete. The chemical resistance test was carried out by immersing the 28 day specimen in an aqueous solution of 2% hydrochloric acid, 5% sulfuric acid and 45% sodium hydroxide in the test solution.
상기 표 3 및 4에 나타난 바와 같이, 수냉식 고로슬래그와 공냉식 고로슬래그의 함유량에 따라 물성이 변화하는 것을 알 수 있었다.As shown in Tables 3 and 4, the physical properties vary depending on the contents of water-cooled blast furnace slag and air-cooled blast furnace slag.
수냉식 고로슬래그와 공냉식 고로슬래그를 동시에 사용한 실시예 1 및 2의 경우 물성이 향상 되었는데, 공냉식 고로슬래그에 의하여 수냉식 고로슬래그의 단점인 중성화가 억제되고 조직이 치밀해졌기 때문인 것으로 판단된다.In Examples 1 and 2 using water-cooled blast furnace slag and air-cooled blast furnace slag, the physical properties were improved because neutralization which is a disadvantage of water-cooled blast furnace slag by air-cooled blast furnace slag was suppressed and the structure became compact.
또한 실시예 3 내지 6을 통하여, 수냉식 고로슬래그와 공랭식 고로슬래그의 밀도 및 분말도에 따라 물성이 변화하는 것을 알 수 있었다.Also, through Examples 3 to 6, it was found that the physical properties vary depending on the density and the powderity of the water-cooled blast furnace slag and the air-cooled blast furnace slag.
실시예 3 및 4는, 수냉식 고로슬래그의 밀도 2.70 내지 3.00 g/㎤, 분말도 3,000 내지 5,000 ㎠/g의 범위를 초과하는 경우이고, 실시예 5 및 6는, 공냉식 고로슬래그의 밀도 2.70 내지 3.00 g/㎤, 분말도 3,000 내지 5,000 ㎠/g의 범위를 초과하는 경우이다. 이 경우 강도와 내구성이 비교예 1 내지 3에 비하여 다소 향상되었지만, 실시예 1 및 2 보다는 낮은 것을 확인할 수 있었다.In Examples 3 and 4, the density of water-cooled blast furnace slag was 2.70 to 3.00 g / cm 3 and the powder flow rate was in the range of 3,000 to 5,000 cm 2 / g. Examples 5 and 6 are the cases of density of air cooled blast furnace slag of 2.70 to 3.00 g / cm < 3 >, and the powder is in the range of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g. In this case, the strength and durability were somewhat improved as compared with Comparative Examples 1 to 3, but it was confirmed that the strength and durability were lower than those of Examples 1 and 2.
실시예 7 및 8에 의하여 감수제의 종류에 따른 물성 변화를 확인할 수 있었다. 폴리카르복실레이트, 폴리나프탈렌술포네이트 및 폴리멜라민술포네이트 등 고성능 AE감수제를 사용하는 경우 모두 물성이 뛰어난 것을 확인하였다.
The change in physical properties according to the kind of water reducing agent can be confirmed by Examples 7 and 8. Polar carboxylate, polynaphthalenesulfonate, and polymelamine sulfonate were all excellent in physical properties when used as a high-performance AE water reducing agent.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (8)
상기 콘크리트용 결합재 조성물, 잔골재 및 굵은골재를 15.20 : 28.88 : 50.15의 중량비로 투입하는 단계,
상기 투입된 재료를 25 ~ 35 rpm의 속도로 1분 30초 ~ 2분 동안 믹싱하는 건비빔 단계, 및
상기 건비빔 단계 후 물을 투입하면서 15 ~ 25 rpm으로 믹싱하는 혼합 단계를 포함하며,
상기 수냉식 고로슬래그는 입자가 2 내지 20 ㎛이고, 밀도 2.83 g/㎤, 분말도 4,200 ㎠/g이고,
상기 공냉식 고로슬래그는 입자가 5 내지 30 ㎛이고, 밀도 2.80 g/㎤, 분말도 4,200 ㎠/g이고,
상기 감수제는 폴리카복실레이트인 것인 콘크리트의 제조방법.Adding 50 wt% of cement, 35 wt% of water-cooled blast furnace slag, 14 wt% of air-cooled blast furnace slag and 1.0 wt% of water reducing agent to prepare a binder composition for concrete,
Adding the binder composition for concrete, fine aggregate and coarse aggregate at a weight ratio of 15.20: 28.88: 50.15,
A dry beam step in which the charged material is mixed at a speed of 25 to 35 rpm for 1 minute, 30 seconds to 2 minutes, and
And a mixing step of mixing water at 15 to 25 rpm while supplying water after the dry beaming step,
The water-cooled blast furnace slag has a particle size of 2 to 20 占 퐉, a density of 2.83 g / cm3 and a powder size of 4,200 cm2 / g,
The air-cooled blast furnace slag has a particle size of 5 to 30 μm, a density of 2.80 g / cm 3 and a powder size of 4,200 cm 2 / g,
Wherein the water reducing agent is a polycarboxylate.
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