KR101750831B1

KR101750831B1 - 저점성 저발열 결합재 및 이를 이용한 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물

Info

Publication number: KR101750831B1
Application number: KR1020160150381A
Authority: KR
Inventors: 정용; 윤섭; 김강민; 최훈국; 이한용; 조윤구; 정연수; 김준형; 나옥빈; 이근주; 최지선
Original assignee: 주식회사 삼표산업; 현대건설주식회사
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2017-06-26

Abstract

본 발명은 콘크리트의 조기강도 및 장기강도가 향상되고, 점성이 낮아 시공성과 압송성이 좋으며, 수화열이 적게 방출되어 온도 균열 및 수축 균열을 저감시킬 수 있는 저점성 저발열 결합재 및 이를 이용한 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 「저점성 시멘트 40~50wt%; 고로슬래그 미분말 20~30wt%; 플라이애시 10~25wt%; 및 무기계 활성화재 1.0~5.0wt%; 를 포함하는 저점성 저발열 결합재」를 제공한다.

Description

저점성 저발열 결합재 및 이를 이용한 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물{Low viscosity-low heat generation binder and Low viscosity-low heat generation-high strength concrete composition using the same}

본 발명은 콘크리트의 조기강도 및 장기강도가 향상되고, 점성이 낮아 시공성과 압송성이 좋으며, 수화열이 적게 방출되어 온도 균열 및 수축 균열을 저감시킬 수 있는 저점성 저발열 결합재 및 이를 이용한 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

콘크리트의 강도 향상을 위해서는 통상적으로 시멘트량(분체량)을 늘리고 배합수량은 줄여 물-시멘트비를 낮춘다. 그러나 물-시멘트비가 낮고 시멘트량이 많으면 점성이 높아져 시공성(워커빌리티, Workability) 및 압송성(펌퍼빌리티, Pumpability)이 저하된다. 또한, 시멘트의 수화반응에 따른 발열량이 많아져 양생 후 수축에 의한 온도균열 및 수축균열량이 많아져 내구성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 시멘트는 소성 과정에서 다량의 이산화탄소를 발생시키는 소재이기 때문에 시멘트 사용량의 증가는 곧 탄소 발생량 증가로 이어진다.

이에 따라 시멘트의 일정량을 고로슬래그 미분말, 플라이애시 등의 혼화재로 치환하는 경우가 많다. 다만 고로슬래그 미분말이나 플라이애시는 포졸란 반응성이 있어 콘크리트의 장기 강도 향상에 기여할 수 있으나 재령 초기에 수화반응을 일으키지 않아 콘크리트의 조기 강도가 저하되는 문제가 있다.

콘크리트의 조기 강도 발현 상태는 거푸집 탈형 시기 및 상층부 작업 진행 여부 결정에 큰 영향을 미친다. 초고층 건축공사에서 거푸집 공사는 골조공사의 공사기간과 공사비 측면에서 가장 비중이 크고 전체공사의 품질을 좌우할 뿐만아니라 안전등의 요소에도 많은 영향을 미치는 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 초고층 건축공사의 거푸집 공사 중 ACS Foam(Automatic Climbing System Foam)은 일체화된 형틀 조립으로 공사 종료까지 반복 사용하여 정밀 시공을 가능하게 하는 시스템으로서, 유압실린더 및 가이드 레일 등의 설비가 거푸집에 부착되어 있어 타워크레인의 지원없이 자체 인양이 가능하다. 따라서 초고층 건물의 코어 및 외벽 거푸집에 활발히 사용되고 있다.

위와 같은 ACS Foam을 이용할 때에는 하부층의 콘크리트의 타설 및 양생이 이루어진 후 형틀을 상부로 인양하여 벽체에 고정한 후 상부층의 철근 작업 및 콘크리트 타설작업이 이루어지게 되는데, 이 때 앵커를 사용하여 거푸집을 벽체에 고정하므로 벽체 콘크리트의 압축강도는 24시간에 10MPa 이상 발현되어야 한다.

본 발명은 점성이 낮아 굳지 않은 콘크리트의 펌퍼빌리티 향상에 기여하고, 수화열이 적게 방출되어 온도균열 및 수축균열을 저감시킬 수 있으며, 시멘트량 대비 혼화재(고로슬래그 미분말 및 플라이애시)량을 늘리면서도, 콘크리트의 조기강도 및 장기강도 발현이 우수하게 발현되도록 하는 저점성 저발열 결합재를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 저점성 저발열 결합재를 사용함으로써 통상의 (초)고강도 콘크리트 조성물에 비해 분체(결합재) 사용량을 줄이고, 고가(高價)의 실리카 퓸을 사용하지 않으면서도 종래의 (초)고강도 콘크리트 조성물과 향상된 조기강도 및 장기강도를 얻을 수 있고, (초)고층 구조물 시공을 위한 워커빌리티 및 펌퍼빌리티가 확보된 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 「저점성 시멘트 40~50wt%; 고로슬래그 미분말 20~30wt%; 플라이애시 10~25wt%; 및 무기계 활성화재 1.0~5.0wt%; 를 포함하는 저점성 저발열 결합재」를 제공한다.

상기 저점성 시멘트는 비표면적 4,500~5,200㎠/g, 총 알칼리량 0.6wt% 이하, 표준체 45㎛ 잔존율 1.5~2.5wt%인 것을 적용할 수 있으며, 상기 무기계 활성화재는 비표면적이 3,000~3,500㎠/g이며, CaO 45~55wt% 및 SO₃ 25~35wt%를 포함하는 것을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 「상기 저점성 저발열 결합재 23~35중량부; 잔골재 25~34중량부; 굵은골재 33~37중량부; 및 배합수 5.9~6.3중량부; 가 혼합된 조성물에, 감수제가 상기 저점성 저발열 결합재 대비 1.5~2.0wt% 혼합된 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물」을 함께 제공한다.

1. 저점성 시멘트, 혼화재(고로슬래그 미분말 및 플라이애시) 및 무기계 활성화재를 본 발명이 지정한 범위로 배합한 저점성 저발열 결합재를 적용한 콘크리트는 조기강도 및 장기강도가 향상되고, 수화열이 적게 방출되며, (초)고층 건축물 시공에 요구되는 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티 및 펌퍼빌리티가 발현된다.

2. 일반 (초)고강도 콘크리트 조성물보다 분체(결합재)량을 줄이고, 실리카 품을 사용하지 않으며, 혼화재 대비 시멘트 사용량을 줄이면서도 조기강도와 장기강도 모두 종래에 비해 향상된다.

3. 일반 (초)고강도 콘크리트 조성물은 결합재가 다량 사용됨에 반해 물/결합재비가 낮아 점성이 과도하게 되어 펌퍼빌리티를 확보할 수 없으며, 타설 이후 수축에 의한 균열발생 가능성이 높아 이를 제어하지 않을 경우 적용 분야에 한계가 있었는데, 저점성 시멘트와 무기계 활성화재의 유기적 반응에 의해 펌퍼빌리티 저감 및 타설 초기 수축을 보상함으로써 (초)고강도 콘크리트의 사용한계를 극복할 수 있다.

본 발명은 결합재 및 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 조성물을 이루는 구성성분 자체는 물론 각 구성성분의 혼합량(혼합범위, 배합비율) 등의 수치범위 역시 발명의 목적 달성을 위한 중요한 구성요소이다. 이하에서의 각종 수치는 소수점 둘째 자리에서 반올림한 것임을 먼저 밝힌다.

본 발명은 「저점성 시멘트 40~50wt%; 고로슬래그 미분말 20~30wt%; 플라이애시 10~25wt%; 및 무기계 활성화재 1.0~5.0wt%; 를 포함하는 저점성 저발열 결합재」를 제공한다.

상기 저점성 저발열 결합재의 30~55wt%는 물과 직접 반응을 하지 않고 포졸란 반응을 하는 고로슬래그 미분말과 플라이애시로 조성되므로 물과 배합하여 양생할 때 수화열 발생이 적고, 장기 재령 강도, 수밀성 등이 향상된다. 다만, 시멘트를 고로슬래그 미분말이나 플라이애시로 치환하여 사용할 때에는 콘크리트의 재령 초기 강도가 저하되는 문제가 있는데, 본 발명에서는 상기 저점성 시멘트를 적용함으로써 상기 초기 강도 문제를 해소한다.

상기 저점성 시멘트는 본 발명이 제공하는 저점성 저발열 결합재의 주 재료이며, 저점성 저발열 결합재 전체 중량의 40~50wt% 포함된다.

상기 저점성 시멘트는 OPC와 성분은 유사하나 비표면적이 4,500~5,200㎠/g로 높고, 표준체 45㎛ 잔존율이 1.5~2.5wt%로 낮다. 이에 따라 수화반응 속도가 빨라, 콘크리트의 초기 강도를 증가시키는 작용을 하게 된다. 상기 저점성 시멘트의 비표면적이 4,500㎠/g 미만이 되면 초기강도 및 강도가 저하된다.

본 발명이 제공하는 저점성 저발열 결합재 중 상기 저점성 시멘트 함량이 40wt% 미만이면 콘크리트의 초기강도 강화 효과가 둔화되며, 70wt%를 초과하게 되면 점성이 강해져 원하는 워커빌리티(Workability) 및 펌퍼빌리티(Pumpability)를 만족할 수 없게 된다.

또한, 상기 저점성 시멘트는 총 알칼리량 0.60wt% 이하의 저알칼리 특성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 저점성 시멘트에 포함되는 미량성분인 수용성 알칼리염은 콘크리트에 적용된 혼화제와의 선택적 흡착이 이루어진다. 따라서 저점성 시멘트의 총 알칼리량이 유동성 및 점성에 미치는 여러 인자 중에서 매우 중요하며, 물-결합재비가 낮은 (초)고강도 콘크리트의 유동성 확보 및 점성 저감을 위해서는 적정 수준 이하의 저알칼리 시멘트 사용이 필요하다. 따라서 상기 저점성 시멘트는 (초)고강도 콘크리트의 작업성 한계를 극복하고, 강도증진 효과를 발휘하는데 기여한다.

상기 무기계 활성화재는 (초)고강도 콘크리트에서 상기 저점성 시멘트 및 고로슬래그 미분말의 수화반응 촉진제로의 역할을 하는 것으로서, 주요 성분은 주요 성분은 CaO 및 SO₃ 이다. 구체적으로 CaO 45~55중량%, SO₃ 25~35중량%이며, 나머지는 다종의 미량 성분이 포함되어 있다. 분말도는 3,000~3,500㎠/g이다.

상기 무기계 활성화재 중 CaO는 물과 반응시 Ca(OH)₂를 다량 생성하게 되며, 이는 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응과 플라이애시의 포졸란 반응을 촉진 시킨다. 또한 CaSO₄는 상기 저점성 시멘트의 주광물 중 C₃A와 반응하여 에트린자이트를 다량 생성하게 되어 초기 강도를 높여주게 된다. 이와 같은 촉진성으로 인하여 생성된 에트린자이트와 Ca(OH)₂가 일정크기 이상의 공극을 메움으로서 콘크리트의 물리적 성능개선 효과를 제공할 수 있다. 또한, 상기 무기계 활성화재 높은 SO₃ 함량을 가지므로 시멘트 또는 슬래그 미분말 수화물과의 화학반응을 통해서 콘크리트의 강도성능을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

일반적으로 상온 양생조건에서 콘크리트의 강도증진에 미치는 효과는 수화반응에 의한 효과와 포졸란 반응에 의한 효과로 구분할 수 있으며, 전체강도의 약 50%가 수화반응에 의한 효과이며, 포졸란 반응에 의한 효과가 약 50%이기에 이러한 무기계 활성화재는 고강도 콘크리트의 강도 증진에 중요한 요소가 된다.

또한, 결합재가 다량으로 사용되고 W/B(물/결합재비)가 낮은 (초)고강도 콘크리트의 경우 타설 이후 수축에 의한 균열발생 가능성이 높아 이를 제어하지 않을 경우 적용분야에 한계가 있다. 본 발명에서는 전술한 바와 같이 상기 무기계 활성화재의 초기 반응으로 Ca(OH)₂와 에트린자이트를 생성시키는 반응은 모두 팽창성 반응이므로 재령 초기에 콘크리트가 소폭으로 팽창하고, 이러한 초기의 소폭 팽창에 의해 장기적으로 수축량은 감소하게 된다.

이와 같이 본 발명은 상기 무기계 활성화재를 사용하여 타설 초기 수축을 보상함으로써 (초)고강도 콘크리트의 사용한계도 극복할 수 있다.

상기 무기계 활성화재는 상기 저점성 저발열 결합재의 1.0~5.0wt% 포함될 수 있다. 상기 무기계 활성화재가 1.0wt% 미만으로 포함되면 충분한 수화반응 촉진 효과를 얻을 수 없고, 5.0wt%를 초과하면 과도한 점성 발생 및 콘크리트 타설 이후에 팽창에 의한 균열발생 가능성을 증가시키고, 강도 저하를 일으킬 수 있기에 바람직하지 않다.

본 발명은 「전술한 저점성 저발열 결합재 23~35중량부; 잔골재 25~34중량부; 굵은골재 33~37중량부; 및 배합수 5.9~6.3중량부; 가 혼합된 조성물에, 감수제가 상기 저점성 저발열 결합재 대비 1.5~2.0wt% 혼합된 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물」을 함께 제공한다.

앞의 [발명의 배경이 되는 기술] 부분에서 설명한 바와 같이, ACS Foam을 이용할 때에는 하부층의 콘크리트의 타설 및 양생이 이루어진 후 형틀을 상부로 인양하여 벽체에 고정한 후 상부층의 철근 작업 및 콘크리트 타설작업이 이루어지게 되는데, 이 때 앵커를 사용하여 거푸집을 벽체에 고정하므로 벽체 콘크리트의 압축강도는 24시간에 10MPa 이상 발현되어야 한다. 이에 따라 본 발명이 제공하는 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물은 18시간에 10MPa 이상이 발현되도록 설정하였다.

아울러, 본 발명은 동일 강도 기준 종래의 배합에 비해 시멘트의 상당 부분을 혼화재(고로슬래그 미분말 및 플라이애시)로 대체하고, 결합재(분체)량을 전체적으로 감소시키며, 종래의 (초)고강도 콘크리트 조성물에 일반적으로 사용되어 온 고가(高價) 실리카 퓸을 사용하지 않으면서 위의 목적 효과를 달성토록 하였다.

본 발명에 적용되는 감수제는 폴리카르본산계 등 일반적인 감수제를 적용할 수 있으며, 필요에 따라 공기연행제 등의 혼화제를 추가로 첨가할 수 있다.

이하에서는 구체적인 실험 데이터와 함께 본 발명을 설명하기로 한다.

아래 [표 1]은 압축강도 규격별 일반적인 콘크리트 배합표(비교예1~비교예4)를 나타낸 것이고, [표 2]는 비교예1~비교예4의 각종 성능을 실험하여 나타낸 것이다. 비교예 1~4 모두 재령 28일에 목표 압축강도가 충족된 것으로 나타났다.

구 분		단위용적질량(kg/㎥)
		W	분체량					S1	S2	G	AD
		W	OPC	F/A	S/P	S/F	Total	S1	S2	G	AD
비교예1	60MPa	160	376	57	114	23	570	487	320	871	8.0
비교예2	70MPa	158	390	60	120	30	600	471	309	875	9.0
비교예3	80MPa	155	429	67	134	40	670	449	295	852	12.7
비교예4	100MPa	150	547	88	176	71	882	306	301	802	18.5

W : 물 OPC : 1종보통포틀랜드시멘트

F/A : 플라이애시 S/P : 고로슬래그 미분말 S/F : 실리카 퓸

S1 : 부순모래 S2 : 세척사 G : 굵은골재 AD : 감수제

구 분		슬럼프플로 (mm)	V-lot (sec)	압축강도(MPa)
구 분		슬럼프플로 (mm)	V-lot (sec)	18시간	3일	7일	28일
비교예1	60MPa	660	19.5	10.0	47.3	66.3	72.2
비교예2	70MPa	670	22.0	11.2	50.3	70.5	80.3
비교예3	80MPa	680	25.6	16.5	56.9	74.2	89.4
비교예4	100MPa	750	38,6	28.6	74.1	84.4	106.9

아래 [표 3]은 1종보통포틀랜드시멘트를 본 발명에 적용되는 저점성 시멘트(저점성C)로 치환하여 적용한 비교예(나머지 조성 성분 및 성분비는 동일)를 나타낸 것이고, [표 4]는 비교예5~비교예8의 각종 성능을 실험하여 나타낸 것이다.

구 분		단위용적질량(kg/㎥)
		W	분체량					S1	S2	G	AD
		W	저점성C	F/A	S/P	S/F	Total	S1	S2	G	AD
비교예5	60MPa	160	376	57	114	23	570	487	320	871	8.0
비교예6	70MPa	158	390	60	120	30	600	471	309	875	9.0
비교예7	80MPa	155	429	67	134	40	670	449	295	852	12.7
비교예8	100MPa	150	547	88	176	71	882	306	301	802	18.5

구 분		슬럼프플로 (mm)	V-lot (sec)	압축강도(MPa)
구 분		슬럼프플로 (mm)	V-lot (sec)	18시간	3일	7일	28일
비교예5	60MPa	660	13.4	15.6	60.3	67.0	75.6
비교예6	70MPa	670	15.6	18.4	65.3	69.7	82.8
비교예7	80MPa	660	18.7	20.3	73.2	78.7	95.8
비교예8	100MPa	750	25.9	32.4	80.6	88.2	110.5

V-lot는 콘크리트의 점성을 측정하는 기구로서 V모형의 깔대기에 굳지 않은 콘크리트를 채워넣은 후, 굳지 않은 콘크리트의 유하시간을 측정하여 콘크리트의 점성을 상대적으로 평가하는 기구이다.

[표 3]에 나타난 바와 같이 1종보통포틀랜드시멘트를 저점성 시멘트로 변경한 후, 동일 슬럼프플로우 만족하는 조건으로 실험하였다. 비교예1과 비교예5, 비교예2와 비교예6, 비교예3과 비교예7, 비교예4와 비교예8을 비교해 보면, 감수제 사용량은 9.5~12.5wt% 감소하였으며, V-lot 유하시간 측정값은 27.0~32.9% 감소되는 것으로 나타났다. 재령 18시간 압축강도의 경우 13.3~56.0% 증가하는 것으로 나타났으며, 장기재령의 경우도 다소 증가하는 것으로 나타났다.

위의 실험결과에 따라 저점성 시멘트를 사용할 경우, 콘크리트의 점성 감소에 따라 유동성능이 증가하여 감수제 사용량이 감소됨을 알 수 있고, 압축강도 또한 증가하는 것으로 나타나 저점성 시멘트의 성능이 우수함을 알 수 있다. 또한 압축강도 증가에 따라 분체량의 감소가 가능할 것으로 예상된다.

아래의 [표 5] 내지 [표 7]은 위의 실험에 적용된 저점성 시멘트의 성분 및 물성을 나타낸 것이다. [표 5]는 저점성 시멘트의 화학성분별 함량, [표 6]은 조성광물별 함량, [표 7]은 물리적 특성을 나타낸 것이다.

성분	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	K₂O	Na₂O	T.A	LOI
함량 (wt%)	19.87	4.53	3.27	62.25	3.42	3.5	0.75	0.09	0.58	0.98

※ T.A : 총 알칼리량, K₂O와 Na₂O의 함량을 분자식으로 계산하여 도출

※ LOI : 강열감량

구 분	C₃S	C₂S	C₃A	C₄AF
함량(wt%)	57.32	13.75	6.47	9.95

밀도	비표면적 (㎠/g)	표준체 45㎛ 잔존율
3.15	5,120	1.4wt%

아래 [표 8]은 강도 규격 압축강도 80MPa인 위의 비교예3과 대비되는 본 발명 실시예들의 조성 배합을 나타낸 것이다.

구분		단위용적질량(kg/㎥)
		W	분체량							S1	S2	G	AD
		W	OPC	저점성C	F/A	S/P	S/F	I·A	Total	S1	S2	G	AD
비교예3	80MPa	155	429	-	67	134	40	-	670	449	295	852	14.1
실시예1	80MPa	150	-	310	105	186	-	19	620	464	308	890	11.2
실시예2	80MPa	150	-	310	136	161	-	12	620	462	305	882	11.2

I·A : 무기계 활성화재

아래의 [표 9]은 위의 실험에 적용된 상기 무기계 활성화재의 성분 및 물성을 나타낸 것이다.

SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	SO₃	LOI	밀도	비표면적 (㎠/g)
3.32	0.4	0.09	45.35	26.17	18.25	2.79	3,490

아래의 [표 10]은 비교예3과 본 발명 실시예1,2의 콘크리트의 유동성, 재령별 압축강도, 점도 등의 측정결과를 나타낸 것이다.

구 분	슬럼프플로우(mm)	V-lot (초)	압축강도(MPa)				점도 (Pa·S)
구 분	슬럼프플로우(mm)	V-lot (초)	18시간	3일	7일	28일	점도 (Pa·S)
비교예3	630	25.6	16.5	56.9	74.2	89.4	172.8
실시예1	645	16.3	17.6	62.2	74.3	93.5	158.0
실시예2	630	15.1	16.9	60.8	72.6	92.7	155.3

비교예3과 실시예1,2를 비교한 결과 슬럼프플로우는 유사한 것으로 나타났으나, V-lot의 경우 실시예1,2가 9.3~10.5초 단축됨을 알 수 있다. 실시예1,2의 분체량은 620kg/㎥로 비교예3의 670kg/㎥ 대비 50kg/㎥를 저감하였음에도 불구하고 압축강도는 18시간의 경우 2.4~6.6% 증가하는 것으로 나타났으며 장기 재령의 경우에도 다소 증가되는 것으로 나타났다.

또한 분체량 대비 시멘트를 제외한 혼화재 즉 플라이애시와 고로슬래그 미분말의 사용량을 살펴보면 비교예3은 플라이애시 10wt%, 고로슬래그 미분말 20wt%, 총 30wt%를 사용하였으나, 실시예1에서는 플라이애시 17wt%, 고로슬래그 미분말 30wt%로 총 47%를 사용하였고, 실시예2에서는 플라이애시 22wt%, 고로슬래그미분말 26wt%, 총 48wt%를 사용하였다. 따라서 실시예1,2는 비교예3보다 상대적으로 다량의 혼화재를 사용할 수 있으면서도 콘크리트의 물리적 성능은 더욱 향상되어 친환경성 및 콘크리트 성능에서의 장점이 확인된다.

콘크리트의 점성은 ICAR 레오미터 장비를 사용하여 굳지않은 콘크리트의 소성점도를 측정하였다. 비교예3에 비해 실시예1,2 모두 점도가 감소되는 것으로 나타났다.

단열온도는 Tokyo Riko사의 장치를 이용하여 측정하였으며, 측정 결과는 아래의 [그래프 1]에 나타냈다. 비교예3에 비해 실시예1,2 모두 단열온도가 감소되는 것을 알 수 있다.

[그래프 1]

구체적으로 비교예3에 비교하여 볼 때 실시예3에서는 재령 7일 단열온도값이 3.2℃ 저하되고, 실시예4에서는 4.2℃ 저하되는 것으로 나타났다. 실험 수준에서 위와 같은 온도차가 발생하므로 실제 타설된 콘크리트에서는 더 큰 차이가 발생할 것으로 추정할 수 있다.

[표 11] 및 [표 12]는 저점성 시멘트를 사용한 각 강도 규격별 콘크리트 배합 실시예 및 각 실시예별 콘크리트 성능 시험 결과를 나타낸 것이다.

구 분		단위용적질량(kg/㎥)
		W	분체량					S1	S2	G	AD
		W	저점성C	F/A	S/P	I·A	Total	S1	S2	G	AD
실시예3	60MPa	150	280	123	146	11	560	493	323	880	8.4
실시예4	70MPa	150	290	127	151	12	580	482	317	880	9.3
실시예5	80MPa	150	310	136	161	12	620	462	305	882	11.2
실시예6	100MPa	145	426	188	222	17	853	373	246	819	17.1

구 분	슬럼프플로우 (mm)	V-lot (초)	압축강도(MPa)
구 분	슬럼프플로우 (mm)	V-lot (초)	18시간	3일	7일	28일
실시예3	640	15.2	13.1	51.3	65.7	73.8
실시예4	625	14.6	14.2	55.3	68.6	80.5
실시예5	630	15.1	16.9	60.8	72.6	92.7
실시예6	730	25.0	30.6	77.1	89.2	109.6

위와 같이 본 발명의 특허청구범위 내의 배합조건에서 저점성 시멘트를 사용한 모든 강도 규격의 실시예에서 목표 물성을 만족하는 것으로 나타났다.

저점성 시멘트를 사용한 콘크리트의 배합표인 [표 11]과 일반적인 고강도 콘크리트의 배합표인 [표 1]에서 각각 동일한 강도 수준인 비교예1과 실시예3, 비교예2와 실시예4, 비교예3과 실시예5, 비교예4와 실시예6의 사용 분체량을 비교해 보면, 실시예3 내지 실시예6에서 각각 분체량이 10kg/㎥, 20kg/㎥, 50kg/㎥, 30kg/㎥ 씩 저감된 것으로 나타나 본 발명이 제공하는 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물은 일반 고강도 콘크리트 조성물에 비해 적은 분체량을 사용하여도 콘크리트의 물성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.

[표 13] 및 [표 14]는 무기계 활성화재 사용량에 따른 본 발명 실시예의 배합별 콘크리트의 유동성, 점성, 재령별 압축강도의 측정결과를 나타낸 것이다.

구 분		단위용적질량(kg/㎥)
		W	분체량					S1	S2	G	AD
		W	저점성C	F/A	S/P	I·A	Total	S1	S2	G	AD
실시예7	80MPa	150	310	143	161	6	620	461	304	878	11.2
실시예8	80MPa	150	310	130	161	19	620	462	307	888	11.2
실시예9	80MPa	150	310	118	161	31	620	463	309	894	11.2

구 분	슬럼프플로우 (mm)	V-lot (초)	압축강도(MPa)
구 분	슬럼프플로우 (mm)	V-lot (초)	18시간	3일	7일	28일
실시예7	650	15.2	15.1	59.3	71.6	90.4
실시예8	645	15.8	17.8	61.8	73.9	93.9
실시예9	635	16.5	17.5	62.0	74.8	93.5

실시예7 내지 실시예9는 각각 무기계 활성화재를 전체 분체(저점성 저발열 결합재) 대비 1,3,5wt% 사용한 것이다.

무기계 활성화재의 사용량이 증가할수록 슬럼프 플로우는 다소 감소하는 것으로 나타났으며, V-lot 또한 소폭 증가하는 것으로 나타났다. 실시예7과 실시예8을 비교해보면 초기 강도 및 장기강도가 사용량이 증가할수록 증가되는 것으로 나타났으며, 실시예8과 실시예9를 비교하여 보면 강도 발현의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.

Claims

저점성 시멘트 40~50wt%; 고로슬래그 미분말 20~30wt%; 플라이애시 10~25wt%; 및 무기계 활성화재 1.0~5.0wt%; 를 포함하되,
상기 저점성 시멘트는 비표면적 4,500~5,200㎠/g, 총 알칼리량 0.6wt% 이하, 표준체 45㎛ 잔존율 1.5~2.5wt%이고,
상기 무기계 활성화재는 비표면적이 3,000~3,500㎠/g이며, CaO 45~55wt% 및 SO₃ 25~35wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 저점성 저발열 결합재.
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제1항의 저점성 저발열 결합재 23~35중량부; 잔골재 25~34중량부; 굵은골재 33~37중량부; 및 배합수 5.9~6.3중량부; 가 혼합된 조성물에, 감수제가 상기 저점성 저발열 결합재 대비 1.5~2.0wt% 혼합된 저점성 저발열 고강도 콘크리트 조성물.