KR102000102B1 - 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품 - Google Patents

고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 투수성과 동시에 현저히 향상된 압축강도, 휨강도 등의 강도를 가지고, 나아가 물성 변화를 감지하여 신속한 보수 보강, 데이터의 수집, 발열 등의 스마트 기능이 부여되는 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 투수콘크리트 제품에 관한 것이다.

Description

고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품{A PERMEABLE HIGH-STRENGTH SMART CONCRETE COMPOSITION, PREPARATION METHOD THEREOF AND HIGH-STRENGTH SMART ARTICLES PREPARED WITH THE SAME}
본 발명은 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품에 관한 것이다. 상세하게는, 우수한 투수성과 동시에 현저히 향상된 압축강도, 휨강도 등의 강도를 가지고, 나아가 물성 변화를 감지하여 신속한 보수 보강, 데이터의 수집, 발열 등의 스마트 기능이 부여되는 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품에 관한 것이다.
도로 등의 바닥 포장은 골재, 시멘트 및 물을 혼합한 콘크리트가 주로 사용된다. 콘크리트는 경화 또는 고화되어 형성되며, 시간이 지나면서 더욱 견고한 구조를 갖는다. 이는 물과 공기 등의 침투를 막아, 콘크리트 면 위로 물이 고이게 하므로 별도의 배수 수단이 요구되는 등 불편이 있다.
이에, 물 또는 공기의 투과가 가능하도록 내부에 다수의 공극이 형성된 투수 콘크리트가 사용되고 있다.
투수콘크리트는 골재와 골재 사이에 공극을 형성함으로써 물과 공기의 투과가 가능케 한다. 빗물 또는 물이 콘크리트를 통과하여 지반으로 스며들게 함으로써 도로, 보도 등에 물이 고이지 않도록 하며, 특히 집중 호우 시 물이 범람하지 않도록 하는 이점이 있다.
하지만, 내부 공극에 의해 콘크리트의 압축강도, 휨강도 등의 강도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 내부 공극의 수분이 동결되는 경우 팽창압으로 인한 균열 또는 표면 박리가 발생하는 등 내구성이 크게 저하될 수 있다.
따라서 투수성을 확보하면서 압축강도 및 휨강도 등의 강도가 우수한 투수콘크리트에 대한 기술이 요구되고 있다.
한편, 콘크리트는 타설 또는 성형 후 일정기간이 경과하면 노화되어 성능이 저하되므로, 보수나 보강과 같은 유지관리가 필요하다. 특히, 콘크리트의 균열은 내부에 유해물질의 침투를 용이하게 하여 성능 저하를 가속화할 수 있기 때문에, 균열을 제어하는 방법은 중요하다. 이러한 방법으로 자기치유 콘크리트에 대한 기술이 제안된 바 있다.
자기치유 콘크리트 기술은 팽윤제, 팽창재 또는 탄산화제와 같은 성분을 이용하여 물과의 반응으로 팽윤, 팽창을 통해 균열을 복원하거나 침투된 이산화탄소가 탄산화제와 탄산화 반응을 일으켜 균열된 부분을 더욱 밀실하게 하는 것이다. 이는 균열이 발생된 콘크리트 스스로 복원, 치유하므로 추가로 보수할 필요가 없고, 콘크리트의 사용기간을 연장하여 유지관리 비용을 절감할 수 있다. 그러나 자기치유 콘크리트 기술에 적용되는 팽윤제, 팽창제 등은 고가로 비경제적이고, 타설 초기에 콘크리트 초기강도를 저하시키는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1214596호(2012.12.14.) 한국등록특허 제10-1303622호(2013.08.29.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 양생 시간을 단축할 수 있고, 초기 양생 후 강도를 장기간 안정적으로 유지할 수 있는 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 우수한 투수성과 동시에 현저히 향상된 강도를 가지는 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축동결 저항성이 우수한 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 구조 부재의 변형 또는 손상을 감지하여 이를 통해 신속한 보수 보강이 가능하고, 균열로 인한 성능 저하의 가속화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 하중 등을 감지할 수 있어 콘크리트 구조물을 대상으로 데이터를 수집 및 대응할 수 있도록 하는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전기저항의 변화를 이용하여 기전력을 발생시켜 에너지를 저장할 수 있고, 나아가 자체적으로 발열이 가능하도록 하는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 골재(A); 및 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물 및 감수제를 함유하는 결합재(B);를 포함하고, 상기 골재(A) 및 결합재(B)의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 결합재(B)는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물은 시멘트 65 내지 95중량% 및 고로슬래그 5 내지 35중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 골재(A)는 입도가 2.5 내지 6.0mm인 잔골재를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 실리카 흄은 평균입경이 0.01 내지 1.0㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 실리카 분말은 평균입경이 1.2 내지 2.5㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 감수제는 폴리카르본산계 화합물, 나프탈렌계 화합물 및 리그닌계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고성능감수제인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 결합재는 카본계 전도성 충진제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 있어서, 상기 카본계 전도성 충진제는 카본 블랙, 카본 파이버, 카본나노와이어 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 골재; 및 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물, 감수제 및 카본계 전도성 충진제를 함유하는 결합재;를 포함하고, 상기 골재 및 결합재의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물로부터 제조된 스마트 투수콘크리트 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 투수콘크리트 제품은 상기 스마트 투수콘크리트 제품은 ASTM-G57에 의거하여 측정한 전기 저항률의 변화율(Fractional Change in Resistivity, FCR)이 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
[식 1]
Figure 112018114954513-pat00001
(상기 식 1에서 ρ0는 하중을 받고 있지 않은 초기 전기저항률 값이며, ρx는 하중을 가했을 때 측정되는 최대 인장하중에 대한 전기저항률 값이다.)
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 제품은 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 센싱 용도를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 제품은 자가 발열 용도를 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양태는 a) 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 감수제 및 물을 함유한 결합재를 제조하는 단계 및 b) 상기 제조된 결합재와 잔골재를 함유한 골재를 혼합하는 단계를 포함하며, 상기 골재는 결합재 대비 1.5 내지 3.0 중량비로 혼합하는 것을 포함하는 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 결합재는 카본계 전도성 충진제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계는 카본계 전도성 충진제와 물을 혼합한 뒤 고속교반수단을 통해 상기 카본계 전도성 충진제를 분산시킨 다음 결합재 내 다른 성분과 혼합하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 결합재는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물은 시멘트 70 내지 90중량% 및 고로슬래그 10 내지 30중량%인 것일 수 있다.
본 발명은 단축된 양생 시간에도 불구하고 조기 강도를 확보할 수 있고, 양생 후에도 우수한 강도를 장기간 유지할 수 있는 장점을 가진다. 특히 투수성과 동시에 현저히 향상된 압축강도 및 휨강도를 구현할 수 있는 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물을 제공할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 압축동결 저항성이 우수한 장점을 가진다.
나아가, 본 발명은 구조 부재의 변형 또는 손상을 감지하여 이를 통해 신속한 보수 보강이 가능하고, 균열로 인한 성능 저하의 가속화를 방지할 수 있는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품을 제공할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 콘크리트를 매개로 하여 일어나는 상황을 감지하고 그에 따른 데이터를 수집하여 활용할 수 있다. 또한, 전기저항의 변화를 이용하여 기전력을 발생시켜 에너지를 저장할 수 있으며, 이를 활용하여 자체적으로 발열이 가능한 장점을 가진다.
이하, 본 발명의 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 양태에 의해 보다 더 잘 이해될 수 있다. 하기의 양태들은 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의해 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이다. 또한, 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 우수한 투수성과 동시에 압축강도, 휨강도 등의 강도가 향상된 투수콘크리트 조성물에 대한 연구를 심화하던 중, 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄 및 실리카 입자를 포함하는 성분의 조합, 이들 성분의 조합을 함유한 결합재 및 골재와의 특정 성분비, 나아가 결합재에 추가되는 카본계 전도성 충진제를 포함함으로써 투수콘크리트의 초기 강도를 확보하는 것은 물론 높은 투수계수와 현저히 향상된 압축강도 및 휨강도를 구현할 수 있으며, 우수한 동결융해 저항성을 가짐을 확인하였다. 나아가, 구조 부재의 변형의 감지를 통한 신속한 보수 보강, 하중 등을 감지하여 데이터를 수집 및 대응하며, 발생되는 전기저항의 변화율을 이용하여 에너지를 저장할 수 있고, 자체적으로 발열 가능한 고강도 스마트 투수콘크리트로서의 성능을 구현할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이하, 본 발명에 따른 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 양태는 골재(A); 및 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물 및 감수제를 함유하는 결합재(B);를 포함하는 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물에 관한 것이다.
이때, 상기 골재(A) 및 결합재(B)의 혼합 중량비는 1.5:1 내지 3.0:1인 것을 특징으로 한다. 상기 골재(A) 및 결합재(B)의 혼합 중량비는 구체적으로 1.7 내지 2.8, 보다 구체적으로 1.5 내지 2.5인 것일 수 있다. 상기 범위에서 높은 투수성과 강도를 동시에 가지며, 나아가 양생시간의 단축 및 장기 물성 안정성을 확보할 수 있으나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 골재는 당업계에서 사용되는 통상의 골재를 사용할 수 있어 그 종류가 크게 제한되는 것은 아니지만, 구체적으로 잔골재를 포함한다.
상기 잔골재는 입도가 2.5 내지 6.0mm, 구체적으로 3.0 내지 5.5mm, 보다 구체적으로 3.5 내지 5.0mm인 것일 수 있다. 구체예로, 6.0mm 크기의 체를 통과하는 모래 등의 세립화된 골재일 수 있다. 또한, 단위 중량이 2.0 내지 3.0g/㎤, 구체적으로 2.2 내지 2.8g/㎤인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 범위에서 조성물 내 다른 성분과의 조합으로 우수한 투수성과 동시에 압축강도, 휨강도 등의 강도 향상을 구현할 수 있는 면에서 효과적이나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
상기 골재는 잔골재와 동시에 굵은 골재를 포함할 수 있다. 잔골재와 굵은 골재의 비율은 80:20 내지 95:5, 구체적으로 85:15 내지 90:10인 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 잔골재와 굵은 골재의 조합의 사용은 높은 투수성 확보 및 동결융해 저항성 향상 측면에서 보다 효과적일 수 있다.
상기 굵은 골재는 잔골재 대비 상대적으로 입도가 큰 것이며, 구체예로, 6mm 크기의 체를 통과하지 못하는 골재이다. 굵은 골재의 최대치수는 25mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따른 투수콘크리트 조성물은 상기 골재와 동시에 특정 성분의 조합을 갖는 결합재를 포함한다. 상기 결합재는 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물 및 감수제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시멘트는 석회질 원료와 점토질 원료를 혼합한 것으로, 포틀랜드 시멘트를 들 수 있다. 구체적으로, 상기 포틀랜드 시멘트는 ASTM C150에 명기된 Ⅰ형의 기준에 충족되는 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 고로슬래그(Ground Granulated Blast Furnace Slag, GGBS)는 용광로에서 선철 제조 시 얻어지는 부산물로, 환경 및 경제적인 측면에서 상기 시멘트를 부분적으로 대체하고자 사용된다.
상기 시멘트 및 고로슬래그는 그 혼합 중량비가 크게 제한되는 것은 아니지만, 압축강도 및 휨강도 증진 측면에서 시멘트가 65 내지 95중량%, 구체적으로 70 내지 90중량%, 보다 구체적으로 72 내지 88중량%일 수 있으며, 고로슬래그가 5 내지 35중량%, 구체적으로 10 내지 30중량%, 보다 구체적으로 12 내지 28중량% 일 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않는다.
상기 실리카 흄(silica fume)은 포졸란 반응으로 수화 초기부터 공극충전효과에 따른 압축강도 및 휨강도 등의 강도를 증진시킬 수 있다.
상기 실리카 흄(silica fume)은 그 평균입경이 크게 제한되는 것은 아니지만, 0.01 내지 1.0㎛, 구체적으로 0.1 내지 0.8㎛인 것일 수 있다. 상기 범위에서 조성물 내 다른 성분들과의 조합으로 향상된 강도, 양생시간의 단축 및 초기강도의 확보 측면에서 우수한 효과를 구현하나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
상기 실리카 흄은 상기 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물의 함량을 기준으로, 상기 혼합물 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부, 구체적으로 15 내지 35중량부, 보다 구체적으로 20 내지 30중량부 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 실리카 흄은 후술하는 첨가 성분 중 카본계 전도성 충진제, 특히, 높은 종횡비를 갖는 카본섬유와의 조합으로 조성물 내에서 균일하게 분산될 수 있도록 하는 측면에서 더욱 효과적이다. 구체적으로 상기 구성성분 조합은 전도성 네트워크 확보를 통한 전기저항변화율을 보다 높임으로써 스마트 콘크리트 제품의 감지 성능을 더욱 향상시키며, 전기저항 변화에 따른 에너지의 축전, 자가 발열 성능 면에서 보다 더 효과적이다.
상기 실리카 흄은 실리카 분말(silica powder)과 조합되어 사용된다. 이는 본 발명의 목적하는 물성 달성에 더욱 효과적이다. 구체적으로, 조성물 내 다른 성분들과 동시에 사용됨으로써 초기 강도의 확보는 물론 압축강도 및 휨강도 등의 강도의 현저한 향상 효과를 가진다.
상기 실리카 분말(silica powder)은 그 평균입경이 크게 제한되는 것은 아니지만, 1.2 내지 2.5㎛, 구체적으로 1.5 내지 2.0㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리카 분말은 상기 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여 10 내지 40중량부, 구체적으로 15 내지 35중량부, 보다 구체적으로 20 내지 30중량부 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 감수제는 폴리카르본산계 화합물, 나프탈렌계 화합물 및 리그닌계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고성능감수제인 것일 수 있드나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 폴리카르본산계 화합물일 수 있다. 상기 폴리카르본산계 화합물은 높은 투수성 확보는 물론 후술하는 스마트 투수콘크리트 제품 제조 시 포함되는 카본계 전도성 충진제와의 조합으로 발현되는 우수한 전도성 구현 측면에서 더욱 효과적이다.
상기 감수제는 상기 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부, 구체적으로 2 내지 8중량부, 보다 구체적으로 3 내지 5중량부 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 물은 배합수로, 그 함량이 크게 제한되는 것은 아니지만, 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부, 구체적으로 15 내지 25중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 조성물 내 성분 배합을 용이하게 하고, 제조된 콘크리트 제품의 균일한 물성 및 강도 향상을 구현하는 측면에서 효과적이나, 이는 비한정적인 일예일 뿐, 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 결합재는 카본계 전도성 충진제를 더 포함할 수 있다. 이는 콘크리트 내부에 전도성 네트워크 구조를 형성할 수 있도록 한다. 또한, 이러한 전도성 네트워크는 표면의 소수성으로 인해 함수율을 낮추고 투수성을 높이는 상승효과를 구현할 수 있다. 나아가, 전기저항의 변화를 감지할 수 있도록 하여 콘크리트 구조에 발생되는 압축, 인장, 휨, 하중 등의 다양한 변형을 감지할 수 있는 특성을 가진다. 구조 변형, 하중 등의 감지 성능은 균열로 인한 성능 저하 가속화를 방지하고 신속한 보수 보강을 가능하게 할뿐만 아니라 다양한 자료를 수집할 수 있는 면에서 더욱 효과적이다.
상기 카본계 전도성 충진제는 콘크리트 구조 내 효율적인 전도성 네트워크를 형성할 수 있는 물질이라면 그 종류가 크게 제한되지 않고 사용될 수 있다. 비한정적인 일예로, 카본블랙(carbon black), 카본파이버(carbon fiber), 카본나노와이어(carbon nanowire) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때 상기 카본나노와이어는 카본나노튜브(carbon nanotube)를 포함할 수 있다.
상기 카본계 전도성 충진제는 높은 종횡비를 가질 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 탄소섬유의 경우 종횡비가 100 내지 50,000, 구체적으로 500 내지 40,000인 것일 수 있다. 또한, 길이가 0.01 내지 1,000㎛, 구체적으로 0.1 내지 900㎛인 것일 수 있다. 상기 범위에서 적은 함량으로도 높은 전도성을 부여하는 효과를 가지나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한 받지 않는다.
상기 카본블랙은 비표면적(BET surface area)가 100 내지 150(㎡/g), 평균입경이 20 내지 100㎛, 구체적으로 30 내지 80㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 카본계 전도성 충진제는 더욱 좋게는, 카본블랙과 카본섬유 또는 카본블랙과 카본나노와이어의 조합을 포함할 수 있다. 이는 전도성과 동시에 압축강도 및 휨강도의 상승효과를 구현하는 측면에서 더욱 효과적이다. 이때, 상기 카본블랙과 혼합되는 카본섬유 또는 카본나노와이어의 함량은 카본블랙 대비 1배 내지 4배, 구체적으로 1.5배 내지 3.0배 중량비로 혼합되는 것이 보다 더욱 효과적이다.
상기 카본계 전도성 충진제는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 구체적으로 0.5 내지 8중량부, 보다 구체적으로 1 내지 6중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 투수성 및 강도를 유지하면서 탁월한 전도특성을 부여할 수 있는 효과를 가지나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 상기 수치범위에 제한받지 않는다.
상기 카본계 전도성 충진제는 금속 섬유 대비 부식으로 인한 콘크리트의 균열 및 내구성 등의 물성 저하를 방지하는 측면에서 보다 효과적이며, 특히 우수한 투수성 및 압축강도 상승효과 면에서 더욱 우수하다.
상기 결합재는 상기 카본계 전도성 충진제와 동시에 탄성중합체를 포함할 수 있다. 이러한 성분 조합을 포함함으로써 콘크리트 구조 내 변형, 하중 변화 등의 감지 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로 탄성을 부여함으로써 압축 변형을 용이하게 하여 전기저항 변화를 극대화할 수 있는 면에서 탁월한 효과를 가진다.
상기 탄성중합체는 조성물 내 카본계 전도성 충진재에 의해 형성되는 전도성 네트워크 구조가 저해되지 않고, 강도가 약해지지 않는 범위에서 우수한 탄성을 가져 구조물의 변형 및 회복이 탁월한 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 구체예로, 스티렌-부틸렌-스티렌(SBS)계 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)계 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)계 블록 공중합체 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 탄성중합체는 그 함량이 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 크게 제한되는 것은 아니지만, 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여 2 내지 30중량부, 구체적으로 5 내지 20중량부 포함될 수 있다.
상기 결합재는 카본계 전도성 충전제를 포함하는 경우 이와 동시에 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 상기 카본계 전도성 충전제의 콘크리트 구조 내의 분산성을 높일 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 비한정적인 일예로, 비이온성 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제 및 양성 계면활성제 등의 계면 활성제를 사용할 수 있다. 일 구체예로, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드 등을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 계면활성제의 함량은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 크게 제한되는 것은 아니지만, 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 구체적으로 5 내지 10중량부 포함될 수 있다.
상기 결합재는 다른 양태로 카본계 전도성 충전제, 탄성중합체 및 계면활성제의 조합을 포함할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 다른 양태는 골재; 및 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물, 감수제 및 카본계 전도성 충진제를 함유하는 결합재;를 포함하는 스마트 투수콘크리트 제품에 관한 것이다.
상기 스마트 투수콘크리트 제품은 골재 및 결합재의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1, 구체적으로 1.7 내지 2.8, 보다 구체적으로 1.5 내지 2.5인 것을 특징으로 한다. 이는 투수성과 동시에 압축강도, 휨강도 등의 강도가 우수한 특성을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 투수콘크리트 제품은 전기 저항률의 변화율(Fractional Change in Resistivity, FCR)이 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[식 1]
Figure 112018114954513-pat00002
(상기 식 1에서 ρ0는 하중을 받고 있지 않은 초기 전기저항률 값이며, ρx는 하중을 가했을 때 측정되는 전기저항률 값이다.)
일반적으로 측정한 콘크리트 재료의 전기저항은 Ohm으로 측정되나, 이를 측정한 면적 및 거리에 대한 영향을 고려해주기 위해 전기저항률(electrical resistivity) 개념을 사용하고 있다. 이러한 전기저항률은 상기 식 1과 같이 콘크리트의 미세구조와 밀접한 관련이 있으며, 일반적으로 공극량이 작은 콘크리트일수록 전기저항이 높다고 알려져 있다.
또한 전기저항을 통한 시멘트계 재료가 자가센싱능력을 갖기 위해서는 전도성 물질 등을 포함해야 하며, 전도성요소는 구성체 내에서 전기적 연결 역할을 하여 구성체 내에서 손상이나 변형이 가해졌을 때 전기적 저항률(electrical resistivity)의 변화를 나타낸다. 일반적으로 carbon계 재료를 포함한 시멘트계 복합재료에 대한 손상 감지능력이 우수하다고 알려져 있다.
특히, 상기 스마트 투수콘크리트 제품은 압축 반복 하중에 의한 전기 저항의 변화를 발생시킬 수 있다. 이를 통해 변형이나 균열(crack) 등을 감지하여 자가 손상 혹은 제품에 가해지는 외부 힘의 원천을 자료로 수집할 수 있도록 한다. 즉, 감지된 정보는 별도의 수집장치를 통해 파악하게 되고, 이를 통해 후속 조치 등의 대응을 실시할 수 있도록 한다.
구체적인 일 양태로, 상기 스마트 투수콘크리트 제품은 가해지는 외부 힘, 예를 들어, 압축, 인장, 휨, 하중 등으로부터 전기저항 변화율이 측정되고, 이를 통해 자료를 수집하는 센싱 용도를 갖는다. 보다 구체적이고 비한정적인 일예로, 상기 스마트 투수콘크리트 제품은 스마트 보도블록으로서, 하중이 전달되면 그에 따라 전기저항변화율이 측정되고, 보도블록과 연계된 별도의 감지 장치를 통해 블록 위에 차량이 주차되는 것과 같은 상황을 감지하게 된다. 이는 차량 주차 데이터의 확보를 비롯하여, 불법 주차를 확인하는 등 데이터의 활용을 가능하게 한다. 차량뿐만 아니라 보행자의 통행도 파악할 수 있으며, 자전거 도로에서 자전거 이외에 동력 수단이 진입하는 것을 방지하는데 적용되는 다양한 분야에 적용이 가능한 장점을 가진다.
또한, 이러한 보도블록과 연계된 제어장치를 구비함으로써 보행이 감지되면 LED와 같은 조명장치를 작동시킬 수 있다. 이는 에너지 절감 차원에서 효과적이다.
상기 스마트 투수콘크리트 제품의 다른 양태는 자가 발열 용도를 갖는 것이다. 콘크리트 상부에 가해지는 하중에 의해 전기저항이 변화되면 전기를 흘려서 발열이 이루어질 수 있도록 하는 것이다. 이러한 자가 발열용 스마트 투수콘크리트 제품은 동절기에 콘크리트 표면이 얼거나 침투된 물이 냉각되어 이로 인해 콘크리트 구조가 손상되는 것을 효율적으로 방지할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 콘크리트의 전기저항의 온도차에 의해 기전력을 발생시킬 수 있으며, 이를 통해 전기에너지로 저장시킬 수 있다. 저장된 전기에너지는 다시 콘크리트에 공급되어 자체적으로 발열될 수 있도록 할 수 있다.
상기 스마트 투수콘크리트 제품은 상술한 양태 이외에 다양한 분야에 적용 가능함은 물론이다.
본 발명의 또 다른 양태는 a) 시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 감수제 및 물을 함유한 결합재를 제조하는 단계 및 b) 상기 제조된 결합재와 잔골재를 함유한 골재를 혼합하는 단계를 포함하는 투수콘크리트 조성물의 제조방법에 관한 것이다 .
이때, 상기 골재는 결합재 대비 1.5 내지 3.0 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 결합재는 카본계 전도성 충진제를 더 포함할 수 있다.
상기 결합재를 제조하는 단계에서 결합재가 카본계 전도성 충진제를 더 포함하는 경우, 상기 카본계 전도성 충진제는 물과 혼합된 뒤 호모게나이저와 같은 고속교반 수단을 통해 카본계 전도성 충진제가 분산된 수분산액을 제조한 다음, 실리카 흄과 혼합하고, 이후에 조성물 내 다른 성분들과 혼합을 실시할 수 있다. 이는 탁월한 분산성과 제조된 콘크리트 제품의 물성 균일성을 확보할 수 있는 면에서 더욱 효과적이다.
또한, 상기 결합재가 상기 카본계 전도성 충진제와 동시에 탄성중합체를 더 포함하는 경우에는 상기 카본계 전도성 충진제가 분산된 수분산액을 상기 탄성중합체 및 실리카 흄의 혼합물을 넣고 혼합한 다음 조성물 내 다른 성분과 혼합을 실시하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 결합재는 카본계 전도성 충진제와 동시에 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 카본계 전도성 충진제가 분산된 수분산액에 실리카 흄을 혼합한 다음 계면활성제를 넣고 이후에 조성물 내 다른 성분과 혼합을 실시하는 것이 발명의 목적하는 물성 달성 측면에서 더욱 효과적이다.
상기 결합재는 다른 양태로 카본계 전도성 충전제, 탄성중합체 및 계면활성제를 동시에 포함할 수 있음은 물론이며, 이 경우, 카본계 전도성 충진제가 분산된 수분산액에 탄성중합체 및 실리카 흄의 혼합물을 넣고, 이후에 계면활성제를 넣고 혼합한 다음 조성물 내 다른 성분과 혼합을 실시할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 결합재는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물은 시멘트 70 내지 90중량% 및 고로슬래그 10 내지 30중량%인 것일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 투수콘크리트 조성물과 이로부터 제조되는 스마트 투수콘크리트 제품에 대한 일예를 들어 설명한다. 이는 이해를 돕기 위한 바람직한 실시예로 제시된 것으로, 하기 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
하기 표 1(함량: 중량부)의 조성에 따라 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
구체적으로, ASTM C150에 명기된 Ⅰ형 포틀랜드 시멘트(C3A 5wt%, 3930㎠/g Blaine value) 80중량% 및 고로슬래그(CGBS) 20중량%로 이루어진 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄(silica fume)(평균입경 0.4㎛) 25중량부, 실리카 입자(silica powder(평균입경 1.7㎛) 25중량부, 물(H2O) 22중량부 및 MPEG형 폴리카르복실레이트 에테르(polycarboxylate ether, FLOWMIX 3000U, 동남기업)를 혼합하여 결합재를 제조하였다.
제조된 결합재와 잔골재(4.5~5.5mm, 실적률 61.2%, 공극률 38.8%)의 중량비는 1:2.5로 하여 혼합하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때 혼합은 하기와 같은 방법으로 실시하였다. 우선 콘크리트의 믹스는 20리터 용량의 Horbart type 믹서기를 이용하였다. 믹스의 순서는 시멘트, 고로슬래그, 실리카퓸, 실리카파우더를 넣고 90초 동안 건비빔을 하였다. 계량된 물의 절반을 넣고 60초 동안 비빔 후 나머지 물을 넣고 60초 동안 계속 교반하였다. 카본재료의 경우에는 물을 넣을 때, 카본재료를 물에 넣어 재료가 잘 풀릴 수 있도록 한 후에 같이 넣었다. 이후 추가적으로 감수제를 넣고 모르타르가 충분히 유동성을 보이게 되면 골재를 넣고 180초 동안 믹스를 하였다. 그 다음 몰드에 부어 타설을 하였으며, 타설이 끝난 뒤 시험체는 비닐로 덮어서 상온에서 보관되고 24시간 뒤 완전히 굳어진 상태에서 탈영하게 되며, 양생 후 실험을 진행하였다.
(실시예 2)
실시예 1에서, 시멘트 및 고로슬래그의 함량을 각각 95중량부 및 5중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(실시예 3)
실시예 1에서, 시멘트 및 고로슬래그의 함량을 각각 70중량부 및 30중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(실시예 4)
실시예 1에서, 시멘트 및 고로슬래그의 함량을 각각 76.8중량부 및 20중량부로 변경하고, 상기 카본블랙(Carbon Black, CB, Ketjenblack EC300J, 비표면적 800㎡/g)을 상기 시멘트 고로슬래그의 혼합물 100중량부 기준으로 3.2중량부 더 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(실시예 5)
실시예 1에서, 시멘트 및 고로슬래그의 함량을 각각 74.4중량부 및 20중량부로 변경하고, 상기 카본섬유(Carbon Fiber, GNF-100(herringbon type), 카본나노텍) 을 상기 시멘트 고로슬래그의 혼합물 100중량부 기준으로 5.6중량부 더 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(실시예 6)
실시예 1에서, 시멘트 및 고로슬래그의 함량을 각각 75중량부 및 20중량부로 변경하고, 상기 카본블랙 및 카본섬유를 상기 시멘트 고로슬래그의 혼합물 100중량부 기준으로 각각 2.0중량부 및 3.0중량부로 더 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(실시예 7)
실시예 6에서, 시멘트의 함량을 75중량부에서 74중량부로 변경하고, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 시멘트 고로슬래그의 혼합물 100중량부 기준으로 1.0중량부 더 포함한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1에서, 실리카 입자를 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(비교예 2)
실시예 1에서, 실리카 흄을 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
(비교예 3)
실시예 1에서, 골재 및 결합재의 중량비를 2.5에서 1.4로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다.
[표 1]
Figure 112018114954513-pat00003
(평가)
(1) 압축강도(MPa) : 실시예 및 비교예의 투수콘크리트 조성물의 시편을 대상으로 KS F 2405에 따라 압축강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(2) 휨강도(MPa) : 실시예 및 비교예의 투수콘크리트 조성물의 시편을 대상으로 KS F 2408에 따라 휨강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(3) 투수계수 : 실시예 및 비교예의 투수콘크리트 조성물의 시편을 대상으로 KS F 4419에 따라 투수 계수를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(4) 동결융해 저항성 : 실시예 및 비교예의 투수콘크리트 조성물의 시편을 대상으로 KS F 2456 급속동결융해에 대한 콘크리트의 저항 시험방법에 따라 동결융해 저항성을 평가하였다. 동결융해는 최저온도 -20℃, 최고온도 5℃의 1 사이클(2 시간)로 하고, 168사이클을 실시한 다음 압축강도 변화율이 10% 미만이면 ◎, 10% 이상 20% 미만이면 ○, 20% 이상 40% 미만이면 △, 40% 이상이면 ×로 표기하였다.
(5) 저항변화율 : 전기 저항은 ASTM G57(Wenner 4 전극 방법)에 의거하여 측정하였으며, 사용 장비는 멀티미터(Keysight 3458A Multimeter, Keysight Technologies, USA)를 사용하여 4 탐침 방식(4-probe method)으로 측정하였다. 그 결과로 저항변화 수치(FCR, Fractional Change in Resistivity)값을 나타내었다.
구체적으로, 전기저항을 측정하기 위한 직접 인장실험의 시험체는 폭50mm, 두께 50mm의 덤벨형 시험체를 사용하였다. 시험체의 신장량 측정을 위하여 변위 측정범위는 50mm 로 제한하였으며, 측정범위 외에서의 손상 및 균열을 방지하기 위하여 강재 와이어 매쉬를 인장시험체의 양단부에 보강하였다. 제작된 모든 시험체는 14일간 24°에서 습윤양생을 실시하였다. 전기저항은 멀티미터를 사용하여 4탐침 저항성 방식으로 측정하였다. 내·외부 전극은 구리테이프를 사용하였으며, 시험체 표면에 실버페이스트를 바른 후에 구리테이프를 그 위에 부착하였다. 전극은 input current(5㎂)의 직류전원을 흘리는 외부 전극2개 사이의 거리를 110mm, 전압을 측정하는 내부전극 2개는 전류용 외부전극에서 안쪽으로 30mm 거리에 위치하도록 하였다.
정적인장하중 하에서 손상에 따른 전기저항변화를 측정하기 위한 정적인장실험은 로드셀 최대용량 5tonf의 만능재료 시험기(universal testing machine, UTM)를 사용하여 수행하였다. 변위는 시험체 양면에 두 개의 LVDT를 설치하여 1mm/min의 속도로 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112018114954513-pat00004
상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 실시예들은 물성 전반에 걸쳐 압축강도, 휨강도 등의 탁월한 강도와 동시에 높은 투수계수를 나타내었으며, 동결융해 저항성 또한 우수하였다. 나아가, 실시예 4 내지 7은 동결융해 저항성이 획기적으로 향상되었으며, 전기저항 변화율이 매우 높아 스마트 투수콘크리트 제품으로서의 다양한 분야로의 활용 가능성을 기대할 수 있음을 확인하였다.
반면, 비교예들은 실시예 대비 전반적으로 강도가 저하되었다. 특히, 휨강도가 더욱 많이 낮아졌으며, 동결융해 저항성 항목에서도 실시예 대비 현저한 낮은 특성을 나타내었다. 또한, 비교예들로부터는 실시예 4 내지 7와 같은 전기저항 변화의 측정이 불가하여 이를 이용한 활용을 전혀 기대할 수 없다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. 골재(A); 및
    시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물 및 감수제를 함유하는 결합재(B);를 포함하되,
    상기 시멘트 및 고로슬래그는 각각 72 내지 88 중량% 및 12 내지 28 중량%의 비율로 혼합되며,
    상기 결합재는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부, 카본블랙과 카본섬유 또는 카본나노와이어의 혼합물인 카본계 전도성 충진제 1 내지 6 중량부, 스티렌-부틸렌-스티렌(SBS)계 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)계 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)계 블록 공중합체에서 선택되는 어느 하나의 탄성중합체 5 내지 20 중량부, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드에서 선택되는 어느 하나의 계면활성제 5 내지 10 중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 포함하며,
    상기 골재(A) 및 결합재(B)의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 투수콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 골재(A)는 입도가 2.5 내지 6.0mm인 잔골재를 포함하는 투수콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 흄은 평균입경이 0.01 내지 1.0㎛인 투수콘크리트 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 분말은 평균입경이 1.2 내지 2.5㎛인 투수콘크리트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감수제는 폴리카르본산계 화합물, 나프탈렌계 화합물 및 리그닌계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 투수콘크리트 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 골재; 및
    시멘트, 고로슬래그, 실리카 흄, 실리카 분말, 물, 감수제 및 카본계 전도성 충진제를 함유하는 결합재;를 포함하되,
    상기 시멘트 및 고로슬래그는 각각 72 내지 88 중량% 및 12 내지 28 중량%의 비율로 혼합되며,
    상기 결합재는 시멘트 및 고로슬래그의 혼합물 100중량부에 대하여, 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부, 카본블랙과 카본섬유 또는 카본나노와이어의 혼합물인 카본계 전도성 충진제 1 내지 6 중량부, 스티렌-부틸렌-스티렌(SBS)계 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)계 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)계 블록 공중합체에서 선택되는 어느 하나의 탄성중합체 5 내지 20 중량부, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드에서 선택되는 어느 하나의 계면활성제 5 내지 10 중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 포함하며,
    상기 골재 및 결합재의 혼합 중량비가 1.5:1 내지 3.0:1인 투수콘크리트 조성물로부터 제조되는 스마트 투수콘크리트 제품.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스마트 투수콘크리트 제품은 ASTM-G57에 의거하여 측정한 전기 저항률의 변화율(Fractional Change in Resistivity, FCR)이 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 스마트 투수콘크리트 제품.
    [식 1]
    Figure 112018114954513-pat00005

    (상기 식 1에서 ρ0는 하중을 받고 있지 않은 초기 전기저항률 값이며, ρx는 하중을 가했을 때 측정되는 최대 인장하중에 대한 전기저항률 값이다.)
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제품은 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 센싱 용도를 갖는 스마트 투수콘크리트 제품.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제품은 자가 발열 용도를 갖는 스마트 투수콘크리트 제품.
  14. a) 72 내지 88 중량% 및 12 내지 28 중량%의 비율로 혼합된 시멘트, 및 고로슬래그 100 중량부에 실리카 흄 10 내지 40중량부, 실리카 분말 10 내지 40중량부, 물 10 내지 30중량부, 카본블랙과 카본섬유 또는 카본나노와이어의 혼합물인 카본계 전도성 충진제 1 내지 6 중량부, 스티렌-부틸렌-스티렌(SBS)계 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)계 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)계 블록 공중합체에서 선택되는 어느 하나의 탄성중합체 5 내지 20 중량부, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드에서 선택되는 어느 하나의 계면활성제 5 내지 10 중량부 및 감수제 1 내지 10중량부를 함유한 결합재를 제조하는 단계 및
    b) 상기 제조된 결합재와 잔골재를 함유한 골재를 혼합하는 단계를 포함하며,
    상기 골재는 결합재 대비 1.5 내지 3.0 중량비로 혼합하는 것을 포함하는 투수콘크리트 조성물의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 a) 단계는 카본계 전도성 충진제와 물을 혼합한 뒤 고속교반수단을 통해 상기 카본계 전도성 충진제를 분산시킨 다음 결합재 내 다른 성분과 혼합하는 것을 포함하는 투수콘크리트 조성물의 제조방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
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