KR102152589B1 - 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 식물 줄기의 인피 조직으로부터 분리된 식물분말을 이용하여 양생 시간을 단축시키고 양생 효율을 향상시킬 수 있으며, 천연물질인 식물분말을 이용하기 때문에 친환경적이고, 강도 및 내구성이 향상된 콘크리트 배합이 가능한 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법에 관한 것이다.

Description

식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법 {A method for internal curing of concrete using plants powder}
본 발명은 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 식물 줄기의 인피 조직으로부터 분리된 식물분말을 이용하여 양생 시간을 단축시키고 양생 효율을 향상시킬 수 있으며, 천연물질인 식물분말을 이용하기 때문에 친환경적이고, 강도 및 내구성이 향상된 콘크리트 배합이 가능한 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법에 관한 것이다.
무기질 재료를 주요 구성성분으로 이용한 콘크리트는 강도 및 내구성을 동시에 지녀 오래전부터 건설 공사에 많이 사용되고 있다. 특히, 알루미나 시멘트 계열의 조강 콘크리트의 경우, 콘크리트 매트릭스 내부에서의 수화 반응을 촉진시킴으로써 기존의 일반 콘크리트(Ordinary Portland Cement)에 비해 목표 강도 확보를 위한 양생시간을 단축시켜 온 것이 사실이다.
그러나, -20 ℃ 이하의 극한 환경 조건의 경우에는 이러한 콘크리트의 자체 수화 특성만으로는 양생 및 조기 강도 확보에 어려움을 겪는 것이 사실이며, 극한지 환경 하에서의 콘크리트 또는 콘크리트 구조물의 양생에 관한 연구사례는 미비하였고, 이를 극복하기 위해서 콘크리트 내부에서의 화학 작용을 촉진시키는 방법인 내부양생 방법이 등장하게 되었다.
내부양생(Internal curing)이란, 도 1에 나타낸 바와 같이 외부에서 물이 공급되는 외부양생(External curing)과 달리, 콘크리트 내부에서 물이 공급되어 양생이 이루어지는 방법을 의미한다. 이러한 내부양생은 외부양생과 비교하여 콘크리트 내부가 치밀하게 형성되어 내구성이 우수한 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.
대표적인 내부양생 방법으로는, 아크릴산과 가성소다를 혼합해 제조한 백색 분말 형태 합성수지인 고흡수성수지 (high absorbent resin, SAP)를 이용하는 콘크리트 내부양생과 관련된 연구가 진행되고 있다. 그러나, 상기 고흡수성수지를 콘크리트 내부양생에 적용할 경우 공급 단가가 너무 높아 대량 산업에 적용되어 생산하는 것이 거의 불가능하고, 대부분의 고흡수성수지는 유기 화합물 또는 그 유도체로 이루어진 물질로 친환경적이지 않아 다수의 오염 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 친환경적이면서 향상된 양생 효율을 나타내는 양생방법의 개발이 시급하다 인식하여, 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1511320호
Cement and Concrete Composites, 34(9), 1001-1008.
본 발명의 목적은 식물 줄기의 인피 조직으로부터 분리된 식물분말을 이용하여 양생 시간을 단축시키고 양생 효율을 향상시킬 수 있으며, 천연물질인 식물분말을 이용하기 때문에 친환경적이고, 압축강도 및 내구성이 향상된 콘크리트 배합이 가능한 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 친환경적인 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법을 제공한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 하기의 단계를 포함하는 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법을 제공한다.
(S1) 식물분말을 4 내지 8 시간 동안 물에 포화시키는 단계;
(S2) 상기 식물분말을 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입 및 타설하고, 상기 식물분말로 인해 내부양생이 수행되어 콘크리트가 제조되는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 식물분말은 양마(kenaf), 대마(hemp), 황마(jute), 마닐라삼(abaca) 또는 이들의 혼합분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 식물의 줄기 인피 조직에서 분리되어 50 내지 250 μm의 입자크기로 분말화 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 식물분말은 상기 결합재 대비 0.1 중량% 내지 3.0 중량%로 포함하고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 0.001 중량% 내지 5.0 중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 배합물은 결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트; 및 플라이 애쉬(fly ash), 고로슬래그 미분말, 실리카 퓸 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 혼화재;의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 결합재는 상기 1종 포틀랜드 시멘트 : 혼화재는 1 내지 0.4 : 0 내지 0.6의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법은 콘크리트 내부에서 수분을 공급하기 위해 우수한 함수율 및 분산성을 갖는 식물분말을 이용하기 때문에 친환경적이고, 양생 시간을 단축시킬 수 있으며, 이로 인해 양생 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 내부양생 방법은 식물분말을 이용하기 때문에 일반적으로 물결합재비(w/b)가 낮은 콘크리트 내부를 치밀하게 형성해주어 향상된 압축강도 및 내구성을 나타내고, 이로 인해 콘크리트가 치밀하게 형성되어 단열성 및 방음성이 우수한 효과를 갖는다.
도 1은 외부양생(External curing) 및 내부양생(Internal curing)의 원리를 간략하게 설명한 개념도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 내부양생 된 콘크리트의 압축강도를 확인한 그래프이다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 친환경적인 식물분말을 이용하여 향상된 압축강도 및 내구성을 나타낼 수 있는 콘크리트 내부양생 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법을 제공한다.
(S1) 식물분말을 4 내지 8 시간 동안 물에 포화시키는 단계;
(S2) 상기 식물분말을 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입 및 타설하고, 상기 식물분말로 인해 내부양생이 수행되어 콘크리트가 제조되는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 (S1) 단계는 상기 식물분말을 4 내지 8 시간 동안 물에 포화시키는 단계이다. 보다 구체적으로, 상기 (S1) 단계는 후술할 (S2) 또는 (S3) 단계에서 수행되는 콘크리트 내부 양생 시 콘크리트 내부에 수분을 공급하기 위한 단계이다.
상기 식물분말은 양마(kenaf), 대마(삼, hemp), 황마(jute), 마닐라삼(abaca) 또는 이들의 혼합분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 양마는 쌍떡잎식물 아욱목 아욱과의 한해살이풀로서, 아프리카와 인도가 원산지이다. 줄기는 곧게 서고 높이가 3∼5m이며 잔털이 있고 마디 사이에 갈고리 같은 돌기가 있다. 잎은 어긋나고 손바닥 모양으로 깊게 갈라지며 긴 잎자루가 있다. 일반적으로 상기 양마는 황마보다 질긴 성질로 인해 섬유화하여 마대, 어망, 밧줄, 제지 원료 등에 이용된다.
상기 대마는 삼과에 속하는 일년생 초본식물로서, 뿌리는 지하 30~40 cm까지 뻗어 들어가지만, 겉뿌리가 발달하지 않아 잘 뽑이는 성질을 갖는다. 높이는 온대지방에선 3m에 달하고 열대지방에서는 6m까지 자란다. 상기 대마는 섬유로 사용될 경우 옷감, 밧줄, 끈, 실 따위를 만드는 데 이용되고 있다.
상기 황마는 쌍떡잎식물 아욱목 피나무과의 여러해살이풀로서, 표면 거칠기가 높아 종래의 소수성 인조섬유 보강재와 비교하여 구조 보강성이 현저히 우수한 것으로 알려져 있다.
상기 마닐라삼은 외떡잎식물 생강목 파초과의 여러해살이풀로서, 고온 다급한 필리핀이 원산지이다. 상기 필리핀과 같은 기후에 적응한 상기 마닐라삼은 물에 대한 내구력이 강하고 인장 강도의 효과가 우수하다.
상기 식물분말은 시중에 유통 중인 것을 구입하여 사용할 수도 있고, 상기 식물을 구입하여 일정한 온도와 습도에서 공지된 방법을 이용하여 제조하여 사용할 수 있다. 본 발명에 사용된 상기 식물분말을 상기 식물을 구입하여 일정한 온도와 습도에서 공지된 방법을 이용하여 분말화하여 제조하여 사용하였다.
상기 식물분말은 상기 양마, 대마, 황마 또는 마닐라삼의 줄기 인피 조직에서 분리된 것으로, 보다 구체적으로 상기 양마, 대마, 황마 또는 마닐라삼 내의 줄기 형성층 바깥쪽에 남아 있는 조직에서 분리되어 분말화한 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 식물의 분말화는 상기 식물을 분쇄기에 투입하고, 20,000 내지 25,000 rpm의 속도로 1 내지 5분 동안 50 내지 250 μm의 입자크기로 분쇄하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
상기 식물분말은 50 내지 250 μm의 입자크기를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 식물분말이 50 μm 미만의 입자 크기일 경우, 함수를 유지할 수 있는 충분한 빈 공간(pore)이 부재 할 수 있으며, 이로 인해 콘크리트의 내부양생 효율이 떨어질 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 상기 식물분말이 250 μm를 초과하는 입자 크기일 경우, 상기 식물분말 내부에 존재하는 빈 공간(pore)의 크기가 과도하게 커서 콘크리트의 압축 강도와 같은 기계적 물성이 약화될 수 있으며, 상기 빈 공간 자체가 매크로 세공(macro pore)으로 존재하면 상기 식물분말 주변의 미수화 시멘트가 수화반응을 진행하여도 이를 충진하기가 어려워 지는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 식물분말은 50 내지 250 μm의 입자크기를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 100 내지 200 μm의 입자크기를 가질 수 있다.
상기 식물은 일반적으로 단섬유(short fiber) 형태로 가공되어 이용되고 있으나, 상기 식물 단섬유는 매우 높은 가공(공정) 비용과 시간이 필요하여 대량 산업에 적용하기 위한 본 발명에 이용되기 부적합하다. 반면, 상기 식물분말은 식물의 단섬유와 비교하여 가공하기 용이하여 대량 산업에 적용되기 쉽고, 입도가 균일하여 양생 시간을 단축시킴과 동시에 우수한 내구성을 나타내는 등의 효과를 가기지 때문에, 본 발명에 적용된 바람직한 식물 가공 형태는 식물 단섬유가 아닌 식물분말일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (S2) 단계는 상기 (S1) 단계에 의해 물에 포화된 식물분말을 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;일 수 있다.
본 발명에 사용된 용어, 상기 “폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제”는 폴리카르본산을 주요 구성으로 하는 일반의 감수제보다도 분산 효과가 뛰어난 감수제로서, 콘크리트의 워커빌리티(workability)의 개선을 주목적으로 하는 혼합제이다. 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제를 콘크리트 양생에 사용할 경우, 콘크리트 내구성이 향상되며 강도까지 향상시킬 수 있다.
상기 식물분말은 상기 결합재 대비 0.1 중량% 내지 3.0 중량%로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 식물분말이 상기 결합재 대비 0.1 중량% 미만으로 포함할 경우 상기 콘크리트의 내부양생에 필요한 물을 공급하기에 부족하여 상기 콘크리트의 양생 효율이 현저히 감소되어 수축량 증가로 인해 균일한 양생 품질을 얻을 수 없으며, 상기 식물분말을 상기 결합재 대비 3.0 중량%를 초과하여 포함할 경우 상기 콘크리트의 내부양생에 과한 양의 물이 공급되어 상기 콘크리트가 치밀하게 형성되지 않아 내구성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 식물분말은 상기 결합재 대비 0.1 내지 3.0 중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%로 포함할 수 있다.
상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 0.001 중량% 내지 5.0 중량%로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제를 상기 결합재 대비 0.001 중량% 미만으로 포함할 경우 상기 고성능 감수제의 역할을 수행할 수 없을 정도로 미미한 양으로 내구성 또는 강도 향상과 같은 효과를 나타낼 수 없으며, 상기 고성능 감수제를 상기 결합재 대비 5.0 중량%를 초화하여 포함할 경우 굳지 않은 콘크리트의 재료분리(segregation)가 발생할 수 있다 따라서, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 0.001 중량% 내지 5.0 중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.01 내지 2.5 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 배합물은 결합재; 물; 및 모래를 배합할 것으로, 보다 구체적으로, 상기 콘크리트 배합물은 결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 것 일 수 있다.
특히, 상기 콘크리트 배합물에서 물결합재(w/b)의 비가 0.3 미만으로 낮아질 경우에 워커빌러티가 현저히 악화되고, 0.35를 초과하면 이 값의 증가에 따라 콘크리트의 강도가 감소되며 내부양생이 필요한 치밀한 콘크리트 내부구조가 부재되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트; 및 플라이 애쉬(fly ash), 고로슬래그 미분말, 실리카 퓸 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 혼화재;의 혼합물일 수 있다.
상기 결합재는 상기 1종 포틀랜드 시멘트 : 혼화재를 1 내지 0.4 : 0 내지 0.6의 중량비로 혼합할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 혼화재가 상기 결합재 내에 0.6 중량비를 초과하여 포함될 경우 시멘트의 양이 감소되어 콘크리트 양생 시간이 길어질 수 있고 내구성이 감소될 수 있으므로, 상기 결합재는 상기 1종 포틀랜드 시멘트 : 혼화재를 1 내지 0.4 : 0 내지 0.6의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 결합재는 고알칼리성 배합에서는 식물섬유가 부식될 수 있으므로, 콘크리트 배합의 알칼리성을 낮추기 위해 상기 1종 포틀랜드 시멘트와 혼화재의 혼합물을 이용하는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 (S3) 단계는 상기 (S2) 단계에서 제조된 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입 및 타설하고, 상기 식물분말로 인해 내부양생이 수행되어 콘크리트가 제조되는 단계.;일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (S1) 내지 (S3) 단계는 상온 또는 실온에서 수행될 수 있으며, 상기 혼합 또는 배합을 100 내지 1000 rpm의 속도로 수행될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1. 식물분말을 이용하여 내부양생 된 콘크리트 1
양마분말을 6 시간 동안 물에 포화시키고, 상기 양마분말을 결합재로 1종 포틀랜드 시멘트; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 양마분말은 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였으며, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 또한, 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입하고 타설하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
실시예 2. 식물분말을 이용하여 내부양생 된 콘크리트 2
양마분말을 6 시간 동안 물에 포화시키고, 상기 양마분말을 결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트 : 플라이 애쉬를 0.8 : 0.2 중량비로 혼합한 혼합물이며, 상기 양마분말은 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 또한, 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입하고 타설하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
실시예 3. 식물분말을 이용하여 내부양생 된 콘크리트 3
양마분말을 6 시간 동안 물에 포화시키고, 상기 양마분말을 결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트 : 플라이 애쉬를 0.6 : 0.4 중량비로 혼합한 혼합물이며, 상기 양마분말은 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 또한, 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입하고 타설하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
실시예 4. 식물분말을 이용하여 내부양생 된 콘크리트 4
양마분말을 6 시간 동안 물에 포화시키고, 상기 양마분말을 결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트 : 플라이 애쉬를 0.4 : 0.6 중량비로 혼합한 혼합물이며, 상기 양마분말은 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하다. 또한, 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입하고 타설하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
비교예 1. 양마분말을 포함하지 않는 콘크리트 1
결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트이고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 또한, 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입하고 타설하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
비교예 2. 양마분말을 포함하지 않는 콘크리트 2
결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트 : 플라이 애쉬를 0.4 : 0.6 중량비로 혼합한 혼합물이며, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
비교예 3. 콘크리트 배합물의 중량비가 상이한 콘크리트 1
양마분말을 6 시간 동안 물에 포화시키고, 상기 양마분말을 결합재; 물; 및 모래를 1 : 1 : 1의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트이고, 상기 양마분말은 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
비교예 4. 콘크리트 배합물의 중량비가 상이한 콘크리트 2
양마분말을 6 시간 동안 물에 포화시키고, 상기 양마분말을 결합재; 물; 및 모래를 1 : 1 : 1의 중량비로 배합한 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하고 20 분 동안 100 rpm의 속도로 혼합하였다. 이때, 상기 결합재는 1종 포틀랜드 시멘트 : 플라이 애쉬를 0.4 : 0.6 중량비로 혼합한 혼합물이며, 상기 양마분말은 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였고, 상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 1 중량%를 첨가하였다. 마지막으로, 24 시간이 지난 후, 상기 콘크리트 몰드에서 탈형시키고, 28일 동안 내부양생을 수행하여 콘크리트를 제조하였다.
실험예 1. 압축강도 확인
본 발명의 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법에 따른 콘크리트의 압축 강도를 확인하기 위해, 상기 실시예 1 및 4의 콘크리트와 상기 비교예 3 및 4의 콘크리트를 재령 28일 강도를 기준으로 60일 동안 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2를 참조하면, 상기 실시예 1 및 4에 의해 내부양생 되어 제조된 콘크리트는 일반강도, 고강도 또는 초고강도로 구분되는 압축강도 기준에서 고강도(40 MPa 이상) 콘크리트의 기준을 충족하는 것을 확인할 수 있다. 반면, 상기 비교예 3 및 4에 의해 제조된 콘크리트는 15 MPa 미만의 압축 강도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
상기 결과는 식물분말이 머금고 있던 물이 주변 미수화 시멘트의 지속적인 수화반응을 촉진한 것을 의미한다. 또한, 상기 결과로부터 본 발명의 내부양생방법은 우수한 압축강도 및 내구성을 나타내고, 이로 인해 콘크리트가 치밀하게 형성되어 단열성 및 방음성이 우수한 효과를 가질 수 있음을 시사하고 있다.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

Claims (5)

  1. (S1) 식물분말을 4 내지 8 시간 동안 물에 포화시키는 단계;
    (S2) 상기 식물분말을 콘크리트 배합물 및 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제에 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    (S3) 상기 혼합물을 콘크리트 몰드에 투입 및 타설하고, 상기 식물분말로 인해 내부양생이 수행되어 콘크리트가 제조되는 단계;를 포함하고,
    상기 콘크리트 배합물은 결합재(Binder); 물; 및 모래를 배합한 것을 특징으로 하는 식물분말을 이용한 콘크리트 내부양생 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식물분말은 양마(kenaf), 대마(hemp), 황마(jute), 마닐라삼(abaca) 또는 이들의 혼합분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고,
    상기 식물의 줄기 인피 조직에서 분리되어 50 내지 250 μm의 입자크기로 분말화 된 것을 특징으로 하는 콘크리트 내부양생 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식물분말은 상기 결합재 대비 0.1 중량% 내지 3.0 중량%로 포함하고,
    상기 폴리카르본산계(PC계) 고성능 감수제는 상기 결합재 대비 0.001 중량% 내지 5.0 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 내부양생 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 배합물은,
    결합재; 물; 및 모래를 1 : 0.3 : 2의 중량비로 배합한 것을 특징으로 하는 콘크리트 내부양생 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결합재는,
    1종 포틀랜드 시멘트; 및 플라이 애쉬(fly ash), 고로슬래그 미분말, 실리카 퓸 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 혼화재;의 혼합물이고,
    상기 1종 포틀랜드 시멘트 : 혼화재는 1 내지 0.4 : 0 내지 0.6의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 내부양생 방법.
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