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KR100861008B1 - Preparation method of crude steel fiber reinforced cement composites and composites prepared therefrom - Google Patents

Preparation method of crude steel fiber reinforced cement composites and composites prepared therefrom Download PDF

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KR100861008B1 KR20060074765A KR20060074765A KR100861008B1 KR 100861008 B1 KR100861008 B1 KR 100861008B1 KR 20060074765 A KR20060074765 A KR 20060074765A KR 20060074765 A KR20060074765 A KR 20060074765A KR 100861008 B1 KR100861008 B1 KR 100861008B1
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Abstract

본 발명은 초기강도 발현이 우수하여 20℃ 환경에서 1일에 20MPa 이상의 압축강도와 5MPa 이상의 휨 인장 강도를 발휘함으로써 공사기간을 대폭으로 단축시킬 수 있어 콘크리트를 타설한지 하루 만에도 구조물을 사용할 수 있는 조강 섬유보강 시멘트 복합체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 조강 시멘트에 실리카퓸, 모래, 및 무수석고를 배합하여 강도촉진 결합재를 제조하고, 트리에탄올아민, 나프탈렌계 감수제, 및 증류수를 배합하여 응결촉진 배합수를 제조하고, 배합수와 결합재를 배합한 다음 강섬유 또는 PVA섬유를 투입하여 제조된다. The present invention is excellent in the initial strength expression can exhibit a compressive strength of 20MPa or more and flexural tensile strength of more than 5MPa per day in a 20 ℃ environment can significantly shorten the construction period can be used in a single day after the concrete is placed The present invention relates to a method for manufacturing a crude steel fiber reinforced cement composite, wherein a strength promoting binder is prepared by mixing silica fume, sand, and anhydrous gypsum with a crude steel cement, and a triethanolamine, a naphthalene-based water reducing agent, and distilled water are mixed to form a coagulation accelerator. It is prepared by mixing the blending water and the binder and then adding the steel fiber or PVA fiber.

본 발명의 방법에 의하여 제조된 조강 섬유보강 시멘트 복합체는 초기강도 발현이 우수하여 1일에 20MPa 이상의 압축강도, 5MPa 이상의 휨인장강도를 발휘함으로써 공사기간을 대폭으로 축소할 수 있어 콘크리트를 타설한지 하루 만에도 구조물을 사용할 수 있고, 또한 일반 콘크리트와 탄성계수와 열팽창계수 등의 물성치는 비슷하면서 건조수축이 작게 발생하여 치수안정성이 우수할 뿐 아니라 염해저항성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성등 내구성이 우수하므로, 이들을 보수재료로 적용시 구조물의 수명을 대폭으로 증가시킬 수 있는 잇점을 갖는다. The crude steel fiber reinforced cement composite produced by the method of the present invention has excellent initial strength expression, and thus, the compressive strength of 20 MPa or more and flexural tensile strength of 5 MPa or more can be significantly reduced per day. The structure can be used in the bay, and the physical properties such as elasticity coefficient and thermal expansion coefficient are similar to those of general concrete, and dry shrinkage is small, resulting in excellent dimensional stability, and excellent durability such as salt resistance, neutralization resistance and freeze-thawing resistance. In addition, the advantages of applying them as repair materials can greatly increase the life of the structure.

조강 섬유 보강 시멘트 복합체, 강도발현 촉진 결합재, 응결촉진 배합수   Crude steel fiber reinforced cement composite, strength expression promoting binder, condensation accelerator

Description

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 복합체{A method for preparing high-early-strength fiber reinforced cement composites and high-early-strength fiber reinforced cement composites preparing from the method}A method for preparing high-early-strength fiber reinforced cement composites and high-early-strength fiber reinforced cement composites preparing from the method}

도 1은 보수재료별 탄성계수 시험결과를 도시한 그래프, 1 is a graph showing the results of the elastic modulus test for each repair material;

도 2는 보수재료별 열팽창계수 시험결과를 도시한 그래프, 2 is a graph showing the results of the thermal expansion coefficient test for each repair material;

도 3은 조강 시멘트와 초조강 시멘트의 강도 시험결과를 도시한 그래프로서, (a)는 압축강도를, 그리고 (b)는 휨강도를 도시하고, Figure 3 is a graph showing the strength test results of the rough steel cement and super-steel cement, (a) shows the compressive strength, (b) shows the bending strength,

도 4는 건조수축 시험결과를 도시한 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the dry shrinkage test results.

본 발명은 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초기강도 발현이 우수하여 1일에 20MPa 이상의 압축강도, 5MPa 이상의 휨인장강도를 발휘함으로써 공사기간을 대폭으로 축소할 수 있어 콘크리트를 타설한지 하루 만에도 구조물을 사용할 수 있는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 복합체에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a steel fiber reinforced cement composite and a composite prepared therefrom. More specifically, the construction period is extended by exerting the compressive strength of 20 MPa or more and the flexural tensile strength of 5 MPa or more in one day with excellent initial strength. The present invention relates to a method for manufacturing a crude steel fiber-reinforced cement composite that can be significantly reduced and that the structure can be used even after one day of placing concrete, and a composite prepared therefrom.

최근 지하철, 터널, 공동구, 교량, 항만구조물 및 건축구조물 등 주요 콘크리트 구조물에 있어서 설계 및 시공상의 품질오차, 환경의 변화, 하중조건의 변화 등에 의해 시공 중 또는 사용 중에 많은 하자가 발생하여 구조물의 내구수명 및 안전성을 저하시키는 문제가 발생하여 사회적으로 크게 관심을 가지게 되었다. Recently, major defects in the concrete, such as subways, tunnels, cavities, bridges, port structures, and building structures, have caused many defects during construction or use due to quality errors in design and construction, environmental changes, and load conditions. Problems deteriorating lifespan and safety have arisen and have become of great social concern.

이런 상황을 대응하기 위해 다양한 보수재료와 공법을 사용하고 있으나, 다음과 같은 하자가 발생하는 등 근본적인 해결방안이 되지 못하고 임시적 조치에 불과한 결과를 초래하고 있으며, 이러한 반복적인 보수공사와 시행착오로 지출되는 사용비용은 엄청나게 증가하고 있는 실정이다.     In order to cope with such a situation, various repair materials and construction methods are used. However, the following faults have not been solved, resulting in only temporary measures. The cost of use is enormously increasing.

첫째, 기존 콘크리트와의 물성차이 등에 의해 하자가 발생한다. 에폭시계 보수공법은 초기 접착강도는 크지만, 기존 콘크리트와 탄성계수와 열팽창계수의 차이로 인해 접착면에서의 피막형성 등으로 인하여 탈락현상이 발생하고, 통기성이 현저히 작아 내부의 수분이 외부로 통과하지 못하여 철근의 부식과 함께 표면에서의 결로현상 및 계면파괴를 발생하는 경우가 많다. 그리고 폴리머계 보수공법은 유기계와 무기질계 재료의 혼합으로 장기적으로 모체와의 일체화에 문제가 발생할 수 있으며, 계면파괴가 발생할 가능성이 있고, 자외선에 장기간 노출될 경우에는 경질화되어 보수층이 파손되는 경우가 많다.     First, defects occur due to physical property differences from existing concrete. Epoxy-based repair method has a large initial adhesive strength, but due to the difference between the existing concrete, elastic modulus and thermal expansion coefficient, dropout occurs due to film formation on the adhesive surface. In many cases, condensation and interfacial failure occur at the surface along with corrosion of rebar. In addition, the polymer-based repair method may cause problems in the integration of the mother body in the long term due to the mixing of organic and inorganic materials, and may cause interfacial failure, and in the case of prolonged exposure to ultraviolet rays, it hardens and damages the repair layer. There are many.

둘째, 기존 콘크리트와의 물성이 동일한 시멘트계 보수공법이 사용되고 있으나, 일정한 이상의 강도가 발현이 되기 위해 3일 내지 7일 정도의 양생기간이 필요하여, 통행의 불편, 교통체증을 초래하는 등 사회간접비용이 부담이 상당하다.     Secondly, cement-based repair methods with the same properties as existing concretes are used, but curing periods of about 3 to 7 days are required to develop a certain level of strength, resulting in inconvenience in traffic and congestion. This burden is considerable.

셋째, 기존 시멘트계 보수공법 등은 부착강도가 떨어지고 인장강도 등의 부 족으로 충격과 피로하중 또는 건조수축이 크게 발생하여 균열이 발생되기 쉽게 발생하여 내구성능이 저하되어 시공 후 몇 년이 지나면 재보수하는 경우가 많이 발생한다. Third, the existing cement-based repair methods have a poor adhesion strength and lack of tensile strength, resulting in large impacts, fatigue loads, or dry shrinkage, which can easily cause cracks. There are many cases.

이에, 본 발명자들은 상기 종래의 에폭시계 및 폴리머계 보수공법에서의 기존의 콘크리트와의 물성차이로 발생하는 문제와, 시멘트계 보수공법에서의 강도발현 지연문제, 부착강도 및 충격피로하중의 저하 및 건조수축에 의한 균열 발생등의 문제점 해결을 기술적 과제로 하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Therefore, the inventors of the present invention, the problem caused by the difference in physical properties with the existing concrete in the conventional epoxy-based and polymer-based repair method, the problem of delayed strength expression in the cement-based repair method, the reduction of adhesion strength and impact fatigue load and drying The present invention has been completed by solving technical problems such as cracking caused by shrinkage as a technical problem.

먼저, 기존의 콘크리트와의 물성차이로 발생하는 문제는 일반 콘크리트에 사용되는 재료를 사용하여 탄성계수 및 열팽창계수 등을 가능한 일반 콘크리트와의 동일하게 함으로써 해결하였다. First, the problem caused by the difference in physical properties with the existing concrete was solved by making the elastic modulus and the coefficient of thermal expansion equal to that of the general concrete using materials used in the general concrete.

강도발현 지연문제는 조강시멘트 및 실리카퓸, 무수석고 등으로 구성되는 강도촉진형 결합재와, 트리에탄올아민 등이 포함된 응결촉진형 배합수를 사용함으로써 해결하였다.The problem of delayed strength expression was solved by using a strength promoting binder composed of a crude cement, silica fume, anhydrous gypsum and the like, and a condensation accelerator containing water containing triethanolamine.

그리고 충격하중, 피로하중 및 건조수축에 의한 균열이 발생하는 문제는 유기섬유 및 강섬유와 같은 섬유 등에 의해 해결하였다. The problem of cracking due to impact load, fatigue load and dry shrinkage was solved by fibers such as organic fibers and steel fibers.

이상의 기술을 실현하기 위해 다양한 재료를 사용하므로 현장에서 각각의 재료들을 계량하여 사용하게 되면 제조시간이 지연될 뿐만 아니라 정밀도도 문제가 발생할 수 있다. Since various materials are used to realize the above technology, if each material is weighed and used in the field, manufacturing time may be delayed and precision may also be problematic.

이 같은 사항들을 전반적으로 고려하여, 본 발명의 목적은 공기기간을 대폭 단축시킬 수 있는 조강 포틀랜드 시멘트에 기초하여 조강 섬유보강 시멘트 복합체를 제조하는 방법을 제공하려는데 있다. In view of these considerations as a whole, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a crude steel fiber reinforced cement composite based on the crude steel portland cement which can significantly shorten the air period.

본 발명에 의하면, According to the invention,

실리카퓸, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 입경이 5mm 이하인 모래 및 무수 석고를 추후 혼합할 조강시멘트의 함량 100중량부를 기준으로 하여 각각 10-20중량부, 100-120중량부, 및 5-20중량부의 함량으로 혼합하는 제1 단계; Silica fume, 10-20 parts by weight, 100-120 parts by weight, and 5, respectively, based on 100 parts by weight of the crude cement to be mixed later with sand and anhydrous gypsum having a particle diameter of 5 mm or less at 100 ± 5 ° C. A first step of mixing in an amount of -20 parts by weight;

상기 혼합물을 조강시멘트 100중량부에 혼합하여 강도발현 촉진 결합재를 제조하는 제2 단계; 이와 동시에 혹은 순차적으로 Mixing the mixture with 100 parts by weight of the cement for producing a strength-expressing promoting binder; Simultaneously or sequentially

트리에탄올아민, 나프탈렌계 감수제, 및 증류수를 각각 1-3중량%, 1-3중량% 및 94-98중량% 함량으로 혼합하여 응결촉진 배합수를 제조하는 제3 단계; A third step of mixing triethanolamine, a naphthalene-based water reducing agent, and distilled water in an amount of 1-3 wt%, 1-3 wt% and 94-98 wt%, respectively, to prepare a coagulation accelerator blended water;

상기 제3 단계에서 얻어진 응결촉진 배합수와 상기 제2 단계에서 얻어진 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.15-0.25를 만족하도록 혼합하여 시멘트 복합체를 얻는 제4 단계; 및 A fourth step of obtaining a cement composite by mixing so that the weight ratio of the condensation accelerator compounded water obtained in the third step and the strength expression promoting binder obtained in the second step satisfies 0.15-0.25; And

상기 제4 단계에서 얻어진 시멘트 복합체에 강섬유 또는 유기섬유를 시멘트복합체 100체적%를 기준으로 1-3체적% 투입하여 혼합하는 제5 단계;를 포함하여 이루어지는 조강 섬유보강 시멘트 복합체를 제조하는 방법이 제공된다. Provided is a fifth step of mixing by mixing 1-3% by volume based on 100% by volume of the steel fiber or organic fiber to the cement composite obtained in the fourth step, and provides a method for producing a crude steel fiber reinforced cement composite comprising a do.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에서 사용되는 조강 시멘트는 통상적으로 입수가능한 분말도 3,300 ㎤/g 이상, C3S 67% 이상, C2S 9% 이하, C3A 8% 이상, C4AF 8% 이상의 성분비를 갖는다. The crude steel cement used in the present invention typically has a component ratio of 3,300 cm 3 / g or more, C 3 S 67% or more, C 2 S 9% or less, C 3 A 8% or more, C 4 AF 8% or more. .

우선, 강도발현 촉진 결합재를 제조하기 위하여, 실리카퓸, 모래, 무수 석고를 배합한다. 이때 각 성분의 함량은 추후 배합할 조강 시멘트 100중량부를 기준으로 하여 실리카퓸 10-20중량부, 모래 100-120중량부 및 무수석고 5-20중량부로 이루어진다. First, silica fume, sand, and anhydrous gypsum are blended to produce a strength-expressing promoting binder. At this time, the content of each component is composed of 10-20 parts by weight of silica fume, 100-120 parts by weight of sand and 5-20 parts by weight of anhydrous gypsum, based on 100 parts by weight of crude cement to be added later.

이때 실리카퓸은 15 중량부를 기점으로 하여 가장 빨리 강도가 발현되는데, 이는 15 중량부 이하에서 시멘트 수화생성물인 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 실리카가 포졸란 반응을 일으켜 칼슘실리케이트(C-S-H) 수화물을 생성하였고, 15 중량부 이상에서는 초기재령에 포졸란 반응에 필요한 수산화칼슘의 양이 적어 초기강도는 작게 발현되지만 재령이 증가함에 따라 재령이 증가하게 되는 것으로, 그 함량은 10-20중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 실리카퓸보다는 성능은 떨어지지만 메타카올린도 사용할 수는 있다. In this case, the strength of silica fume is rapidly developed based on 15 parts by weight, and the calcium hydrate (Ca (OH) 2 ), which is a cement hydration product, and silica react with pozzolanic reaction at 15 parts by weight or less to generate calcium silicate (CSH) hydrate. At 15 parts by weight or more, the amount of calcium hydroxide required for the pozzolanic reaction in the early age is small, the initial strength is expressed small, but the age is increased as the age is increased, and the content is preferably 10-20 parts by weight. . In addition, although performance is lower than silica fume, metakaolin may be used.

상기 모래는 그 함량이 작을수록, 즉 시멘트의 양이 많을수록 강도가 증진되며, 특히 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 입경이 5mm 이하인 모래를 사용하는 것이 균질한 배합을 고려해볼 때 바람직하다. 이때 절대건조상태로 만드는 이유는 모래에 포함되는 수분이 시멘트과 반응을 하여 풍화가 될 우려가 있고, 이런 제품을 사용할 경우에는 강도의 저하가 나타날 수 있으며, 입경 5mm 이하는 모래와 굵은골재를 구분하는 기준이기 때문이다. The smaller the content of the sand, that is, the greater the amount of cement, the strength is enhanced, especially when using a sand with a particle diameter of 5mm or less made in absolute dry at 100 ± 5 ℃ is preferable considering the homogeneous formulation. At this time, the reason of making it in an absolute dry state is that the water contained in the sand may react with the cement and become weathered. When using such a product, the strength may be reduced, and the particle diameter of 5 mm or less may be used to distinguish sand and coarse aggregate. Because it is a standard.

상기 무수석고(CaSO4)는 시멘트 성분인 C3A와 반응하여 재령초기부터 다량의 에트링가이트(ettringite)를 생성하여 강도를 증진시키는 데 효과가 있으며, 또한 본 발명에서는 상기 무수석고를 사용하여 수축을 최대한 저감시키게 된다. 한편, 무수석고 대신 반수석고를 1-5중량부 정도의 미량으로 혼입하는 것 또한 가능하다. 또한, 상기 혼합비는 시공성, 강도, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 설정된 것이다. The anhydrous gypsum (CaSO 4 ) is effective to increase the strength by reacting with the cement component C 3 A to generate a large amount of ettringite (ettringite) from the early age, and also in the present invention using the anhydrous gypsum Minimize shrinkage as much as possible. On the other hand, instead of anhydrous gypsum, it is also possible to mix the hemihydrate gypsum in a trace amount of about 1-5 parts by weight. In addition, the mixing ratio is set in consideration of the workability, strength, economics and the like comprehensively.

이와 같이 혼합하여 얻어진 혼합물을 조강시멘트 100중량부에 혼합하여 강도발현 촉진 결합재를 제조하게 된다. 이때 혼합물을 보다 균질하게 혼합시킬 목적으로 20-40rpm의 속도로 10-12분간 혼합한 다음 약 10rpm 정도의 속도로 약 3-5분간 추가 혼합하는 것이 바람직하다. 이때 혼합 조건은 빠른 속도로 1차 혼합할 경우, 분말 등으로 구성된 혼합물에서 먼지 등의 비산되므로 낮은 속도로 2차 혼합하여 비산되는 먼지의 양을 저감시킬 목적으로 수행하는 것으로서, 따라서 반드시 2차 혼합을 수행하여야 하는 것은 아니다. The mixture obtained by mixing as described above is mixed with 100 parts by weight of the steel cement to prepare a strength-expressing promoting binder. At this time, for the purpose of mixing the mixture more homogeneously, it is preferable to mix for 10-12 minutes at a speed of 20-40rpm and then additionally mix for about 3-5 minutes at a speed of about 10rpm. At this time, the mixing condition is to perform the purpose of reducing the amount of dust scattered by the secondary mixing at a low speed since the first mixture at a high speed, such as dust is scattered in the mixture consisting of powder, etc. It does not have to be done.

이와는 별개로, 동시에 혹은 순차적으로 트리에탄올아민, 나프탈렌계 감수제, 및 증류수를 혼합하여 응결촉진 배합수를 제조할 수 있다. Separately from this, simultaneously or sequentially, triethanolamine, a naphthalene-based water reducing agent, and distilled water may be mixed to prepare a coagulation accelerator blended water.

이때 트리에탄올아민은 시멘트 성분인 C3A와 석고의 반응에 의해 생성되는 에트링가이트 생성을 더욱 촉진시키고, 더욱이 생성된 에트링가이트를 모노셀페이트(monosulfate)상으로의 이행을 촉진시킴으로써 수화촉진 작용을 발휘하는 것으로 리에타올아민의 사용량이 많을수록 특히 초기강도가 증가되게 된다. At this time, triethanolamine further promotes the formation of ettringite produced by the reaction of the cement component C 3 A with gypsum, and furthermore, promotes the hydration by activating the resulting ettringite into monosulfate. The higher the amount of liethanolamine used, in particular, the initial strength is increased.

이때 트리에탄올아민 대체물질로는 CaCl2, Na2CO3, NaAlO2 등을 들 수 있으며, 이들은 에트링가이트의 생성을 촉진시켜 초기강도가 증가된다. 이뿐 아니라, 규산알칼리염(Na2O·nSiO2(n=2∼4))도 트리에탄올아민을 대체할 수 있는데, 규산알칼리염의 반응은 시멘트 수화물인 Ca(OH)2와 반응하여 C-S-H(Calcium Silicate Hydrate) 수화물을 생성하여 초기강도를 증가시킬 수 있다. At this time, the triethanolamine substitutes are CaCl 2 , Na 2 CO 3 , NaAlO 2 And the like, which promotes the production of etringite, thereby increasing the initial strength. In addition, alkali silicate salts (Na 2 O.nSiO 2 (n = 2 to 4)) can also replace triethanolamine, and the reaction of alkali silicate salts with Ca (OH) 2 , a cement hydrate, results in CSH (Calcium Silicate). Hydrate) Hydrate can be produced to increase initial strength.

또한, 나프탈렌계 감수제는 시멘트 복합체의 유동성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 초기의 압축강도, 휨강도에 약간의 영향은 끼치지만, 그 영향력이 그리 크지 않다. 이때 나플탈렌계 감수제 이외에도 폴리카본산계 감수제, 멜라민계 감수제 등이 사용될 수는 있으나, 약간의 강도발현을 지연하는 영향은 있을 수 있다. In addition, naphthalene-based water-reducing agent is used to improve the fluidity of the cement composite, and has a slight effect on the initial compressive strength and bending strength, but its influence is not very large. In this case, in addition to the naphthalene-based water reducing agent, a polycarboxylic acid-based water reducing agent, a melamine-based water reducing agent, etc. may be used, but may have an effect of delaying slight strength expression.

또한 본 발명에서는 증류수를 반드시 사용하나, 일반 수도수도 사용가능하다. 수도수를 사용할 경우에는 콘크리트에 미치는 영향을 거의 없지만, 염소 등이 상기의 감수제 등과 반응하여 반응한 물질이 침전되거나 떠올라 제품으로서 문제가 발생할 수도 있다. In the present invention, distilled water is necessarily used, but general tap water may also be used. When tap water is used, there is little effect on concrete. However, chlorine or the like reacts with the water reducing agent and the like to precipitate or float, which may cause problems as a product.

이때 각 성분의 혼합비는 1-3중량%, 1-3중량% 및 94-98중량% 함량 범위내이면 충분하다. 상기 혼합비는 트리에탄올아민을 사용함에 따라 강도촉진에 큰 영향을 주게 되어 1-3중량%로 설정한 것이며, 나프탈렌계 감수제는 유동성(시공성)을 향상시키기 위해 사용하는데, 너무 많이 사용하게 되면 재료분리가 생겨 오히려 시공성, 성능에 악영향을 주고, 강도 등도 저하되므로 상기 함량비로 혼합하는 것이 바람직하다. At this time, the mixing ratio of each component is sufficient in the range of 1-3% by weight, 1-3% by weight and 94-98% by weight. The mixing ratio is set to 1-3% by weight to have a large influence on the strength promotion by using the triethanolamine, naphthalene-based water reducing agent is used to improve the fluidity (workability), if too much material separation is used Since it adversely affects the workability, performance, and the like also decreases the strength, it is preferable to mix in the content ratio.

그런 다음 얻어진 응결촉진 배합수를 500-800rpm의 속도로 약 3-5분간 혼합하면 균질한 배합수를 얻을 수 있어 바람직하다. 이때 혼합 조건은 고속으로 혼합하여야 고성능감수제, 트리에탄올아민 및 증류수가 잘 혼합되어 이들 재료사용의 효과가 잘 나타나고, 그리고 믹싱이 잘 되지 않을 경우에는 장시간 보관할 경우에는 다시 각각 분리될 수 있으며, 이런 경우에는 콘크리트의 품질에 큰 영향을 줄 수 있으므로 상기 혼합조건을 갖는 것이 가장 바람직한 것이다. Then, mixing the resultant condensation accelerator compounded water at a speed of 500-800 rpm for about 3-5 minutes to obtain a homogeneous compounded water is preferable. At this time, the mixing conditions should be mixed at high speed so that the high-performance sensitizer, triethanolamine and distilled water are mixed well, and the effect of using these materials is shown well, and if the mixing is not performed well, they may be separated again if stored for a long time. It is most desirable to have the above mixing conditions because it can greatly affect the quality of the concrete.

이와 같이 하여 얻어진 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재를 혼합하면 시멘트 복합체를 얻게 된다. 이때 혼합비는 응결촉진 배합수 대비 강도발현 촉진 결합재가 0.15-0.25의 중량비를 만족하도록 혼합하면 충분한 것으로, 0.25를 초과하면 배합수에 비하여 촉진 결합재가 과다하게 투입되어 추후 시공시 사용하기 곤란할 뿐 아니라 경제적으로도 바람직하지 않고, 0.15 미만이면 배합수에 비하여 촉진 결합재가 너무 소량 투입되므로 이또한 추후 시공시 사용하기 곤란하며 원하는 물성값을 얻을 수 없어 바람직하지 않다. The cement composite is obtained by mixing the condensation accelerator compounded water thus obtained with the strength-expressing promoting binder. In this case, the mixing ratio is sufficient to mix the strength-promoting binder with respect to the condensation-promoting blended water to satisfy the weight ratio of 0.15-0.25, and when it exceeds 0.25, the blending binder is excessively added compared to the blended water, making it difficult to use later in the construction. It is also not preferable, and if it is less than 0.15, since the accelerator binder is added in a small amount compared to the blended water, it is also difficult to use later in the construction and it is not preferable because the desired physical property value cannot be obtained.

이때 응결촉진 배합수/강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.25를 초과하면 배합수에 비하여 촉진 결합재가 적어 목표로 하는 강도를 확보할 수 없고, 0.15 미만이면 배합수에 비하여 촉진 결합재가 너무 다량으로 투입되므로 유동성이 저하되어 시공성을 확보하지 못할 뿐만 아니라 경제성도 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.At this time, if the weight ratio of the condensation promoting compound / strength expression promoting binder exceeds 0.25, the promoting binder is less than that of the blending water, so that the target strength cannot be secured. It is not preferable because the fluidity is reduced and not only the construction property is secured but also the economic efficiency may be reduced.

한편, 이때 얻어진 시멘트 복합체 또한 40-50rpm의 속도로 약 5-7분간 혼합시키는 것이 바람직하다. 상기 혼합조건은 일반적인 콘크리트의 믹서는 40-50rpm인 것을 감안한 것으로, 일정한 시간동안 혼합하여 시멘트 복합체를 균일하게 제조하여 시공성을 확보하는데 역할을 수행하는 것이다. On the other hand, the cement composite obtained at this time is also preferably mixed for about 5-7 minutes at a speed of 40-50rpm. The mixing condition is to take into account that the mixer of the general concrete is 40-50rpm, to mix for a certain time to play a role in ensuring the workability by uniformly preparing the cement composite.

그런 다음 얻어진 시멘트 복합체에 강섬유 또는 유기섬유를 투입하여 조강 섬유보강 시멘트 복합체를 제조하게 된다. Then, the steel fiber or organic fiber is added to the obtained cement composite to prepare a crude steel fiber reinforced cement composite.

상기 섬유류는 시멘트 복합체의 인장강도 부족으로 충격하중과 피로하중에 의한 파괴 및 건조수축에 의한 균열이 발생하는 문제를 해결하고자 사용되는 것으로, 사용하는 섬유의 종류에 상관없이 압축강도, 특히 휨인장강도가 증가되며, 그 투입량은 시멘트 복합체 100체적% 기준으로 1-3체적% 정도이면 충분하다. 이때 섬유류는 보수재료가 치수 안정성이 상당히 중요하며, 기존 부재와 확실하게 부착시키기 위해서는 수축이 발생하지 않은 재료가 필요하므로 본 발명에서는 무수석고와 함께 사용하여 수축을 최대한 저감시키는 역할을 수행하게 된다. The fibers are used to solve the problem of fracture due to impact load and fatigue load and crack due to dry shrinkage due to lack of tensile strength of cement composite, and compressive strength, especially flexural tensile strength, regardless of the type of fiber used. Is increased, and the input amount is about 1-3% by volume based on 100% by volume of cement composite. At this time, the fiber material has a significant dimensional stability of the repair material, and in order to securely adhere to the existing member, a material that does not occur shrinkage is used in the present invention serves to reduce the shrinkage as used in conjunction with anhydrous gypsum as possible.

이때 사용가능한 섬유로는 강섬유, PVA 섬유 이외에도 PE, PP, 셀룰로우스섬유 등을 사용할 수 있다. 이같은 섬유의 혼입은 상기에서 언급한 것처럼 콘크리트의 갑작스런 파괴, 취성파괴를 극복하기 위한 것으로, 인장강도 등을 증가시켜 인성을 부여하는 것을 목적으로 하며, 섬유의 혼입효과는 1%정도부터 발휘되고, 혼입량이 많을수록 그 효과는 뛰어나긴 하지만 혼입량이 증가하면 경제성, 시공성 저하 등 문제가 뒤따르므로, 섬유의 혼입률 1-3체적% 범위내인 것이 가장 바람직한 것이다. At this time, the fibers can be used, in addition to steel fibers, PVA fibers, PE, PP, cellulose fibers and the like can be used. As mentioned above, the mixing of the fiber is to overcome the sudden fracture and brittle fracture of the concrete, and to give toughness by increasing the tensile strength, and the mixing effect of the fiber is exhibited from about 1%. The larger the amount of the admixture, the better the effect. However, when the amount of the admixture is increased, problems such as economical efficiency and workability are deteriorated. Therefore, it is most preferable that the amount of the admixture be in the range of 1-3% by volume of the fiber.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법을 보다 상세하게 설명한다. 이하 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으 로, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다. Hereinafter, a method for producing a crude steel fiber reinforced cement composite will be described in more detail with reference to a preferred embodiment of the present invention. The following examples are intended to illustrate the invention, but are not intended to limit the invention thereto.

<실시예><Example>

<실시예 1-시멘트 종류에 따른 영향> Example 1-Effect of Cement Type

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 시멘트 종류가 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze the effect of cement type on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 시멘트 종류가 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 또는 초조강 시멘트 360kg을 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of cement types on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, 36 kg of silica fume based on 360 kg of crude steel or cemented steel cement, 396 kg of sand less than 5 mm made in absolute dry at 100 ± 5 ° C, 36 kg of anhydrous gypsum A mixture consisting of 11 minutes at a speed of 30rpm, and then mixed for 4 minutes at a speed of 10rpm to prepare a strength-expressing promoting binder.

그리고 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg으로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. Then, a condensation accelerator blended water was prepared by mixing triethanolamine with 2.8 kg, 2.8 kg naphthalene-based sensitizer, and 160 kg distilled water for 4 minutes at a speed of 700 rpm using a high-speed dispersion mixer.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.2 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥을 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하여 그 결과를 각각 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber 156kg / ㎥ was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 50rpm so that the weight ratio of the condensation accelerator blended water and the strength-expression promoting binder was 0.2 so that the mixture was mixed for 1 minute and 30 seconds at 25rpm again. After the fiber-reinforced cement composites were prepared, the coagulation properties, compressive strength, and flexural tensile strength were measured, and the results are summarized in Tables 1-3 below.

<실시예 2- 실리카퓸에 미치는 영향> < Example 2- Influence on silica fume >

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 실리카퓸의 양이 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze the effect of the amount of silica fume on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 실리카퓸의 양이 미치는 영향을 분석하기 위해 조강 시멘트 360kg을 기준으로 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물에 실리카퓸을 각각 0kg, 18kg, 36kg, 54kg, 72kg을 추가하여 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of silica fume on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, silica fume was mixed in a mixture consisting of 396 kg of sand of less than 5mm and 36 kg of dry gypsum at 100 ± 5 ° C based on 360 kg of crude steel cement. To 0kg, 18kg, 36kg, 54kg, 72kg was added to 11 minutes at a speed of 30rpm, the strength-promoting binding material was mixed for 4 minutes at a speed of 10rpm again.

그리고 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg으로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. Then, a condensation accelerator blended water was prepared by mixing triethanolamine with 2.8 kg, 2.8 kg naphthalene-based sensitizer, and 160 kg distilled water for 4 minutes at a speed of 700 rpm using a high-speed dispersion mixer.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.2-0.25 되도록 40-50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥을 투입하여 다시 20-25rpm의 속도로 1분-1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber 156kg / ㎥ was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 40-50rpm so that the weight ratio of the condensation accelerator compounded water and the strength-promoting binding material prepared in this way was 0.2-0.25 1 again at a speed of 20-25rpm 1 After mixing for 1 minute 30 seconds to prepare a fiber-reinforced cement composite was measured the coagulation characteristics, compressive strength, flexural tensile strength and summarized the results in Table 1-3.

<실시예 3-모래의 함량이 미치는 영향> Example 3 Influence of Sand Content

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 모래의 함량이 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze the effect of the sand content on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 모래의 양이 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 360kg을 기준으로 실리카퓸 36kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물에 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래를 각각 324kg, 360kg, 396kg, 432kg을 추가하여 30-40rpm의 속도로 11-12분, 이어서 10rpm의 속도로 4-5분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of the amount of sand on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, sand mixed with 36kg of silica fume and 36kg of anhydrous gypsum based on 360kg of crude steel cement was used. 324 kg, 360 kg, 396 kg, and 432 kg, respectively, were added for 11-12 minutes at a speed of 30-40 rpm, followed by mixing for 5-5 minutes at a speed of 10 rpm.

이와는 별개로 혹은 순차적으로, 동시에 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg으로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700-800rpm의 속도로 4-5분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다.Separately or sequentially, a condensation accelerator compounded water was prepared by mixing the mixture consisting of 2.8 kg of triethanolamine, 2.8 kg of naphthalene-based sensitizer, and 160 kg of distilled water for 4-5 minutes at a speed of 700-800 rpm using a high-speed dispersion mixer. .

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.15-0.2 되도록 40-50rpm의 속도로 5-6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥를 투입하여 다시 25-30rpm의 속도로 1분 30초-2분 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber 156kg / ㎥ is added to the cement composite prepared by mixing for 5-6 minutes at a speed of 40-50rpm so that the weight ratio of the condensation accelerator blended water and the strength-expression promoting binder is 0.15-0.2 so that the speed of 25-30rpm 1 minute 30 seconds-2 minutes to prepare a fiber-reinforced cement composite and then measure the coagulation characteristics, compressive strength, flexural tensile strength and summarized the results in Table 1-3.

<실시예 4-무수석고의 함량이 미치는 영향> Example 4 Effect of Content of Anhydrous Gypsum

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 무수석고의 함량이 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze the effect of the content of anhydrous gypsum on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 무수석고의 양이 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 360kg을 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래를 각각 396kg 구성된 혼합물에 무수석고를 각각 0kg, 18kg, 36kg, 54kg, 72kg을 추가하여 30-40rpm의 속도로 11-12분, 이어서 10rpm의 속도로 3-4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of the amount of anhydrous gypsum on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, a mixture of 36 kg of silica fume based on 360 kg of crude cement and 396 kg of sand of 5 mm or less made in absolute dry condition at 100 ± 5 ° C 0 kg, 18 kg, 36 kg, 54 kg, and 72 kg of gypsum were added, respectively, to prepare a strength-expression promoting binder mixed for 11-12 minutes at a speed of 30-40 rpm and then 3-4 minutes at a speed of 10 rpm.

이와는 별개로, 순차적으로 혹은 동시에 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg으로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 600-700rpm의 속도로 3-4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. Separately, a condensation accelerator blended water was prepared by sequentially or simultaneously mixing ethanolamine 2.8 kg, 2.8 kg naphthalene-based sensitizer, and 160 kg distilled water for 3-4 minutes at a speed of 600-700 rpm with a high-speed dispersion mixer. .

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.2-0.25 되도록 40-50rpm의 속도로 5-6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber 156kg / ㎥ was added to the cement composite prepared by mixing for 5-6 minutes at a speed of 40-50rpm so that the weight ratio of the condensation accelerator compounded water and the strength-promoting binding material prepared in this way is 0.2-0.25 1 again at a speed of 25rpm After mixing for 30 seconds to prepare a fiber-reinforced cement composite was measured the coagulation characteristics, compressive strength, flexural tensile strength and summarized the results in Table 1-3.

<실시예 5- 트리에탄올아민의 함량이 미치는 영향> < Example 5- Effect of Content of Triethanolamine >

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 트리에탄올아민의 함량이 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This example is to analyze the effect of the content of triethanolamine on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composites.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 트리에탄올아민의 양이 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 360kg을 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of triethanolamine content on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, 36kg of silica fume based on 360kg of crude steel cement, 396kg of sand less than 5mm made of absolute dry at 100 ± 5 ℃ and 36kg of anhydrous gypsum The strength-promoting binder was prepared by mixing the mixture for 11 minutes at 30 rpm and 4 minutes at 10 rpm.

그리고 나프탈렌계감수제 2.8kg, 트리에탄올아민을 각각 0kg, 1.4kg, 2.8kg, 4.2kg, 증류수 각각 163.9kg, 162.2kg, 160.6kg, 160kg으로 구성된 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. A mixture of 2.8 kg naphthalene-based sensitizer and triethanolamine 0 kg, 1.4 kg, 2.8 kg, 4.2 kg and distilled water 163.9 kg, 162.2 kg, 160.6 kg and 160 kg, respectively, was mixed with a high speed dispersion mixer at a speed of 700 rpm for 4 minutes. One coagulant blended water was prepared.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.2 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber 156kg / ㎥ was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 50rpm so that the weight ratio of the condensation accelerator blended water and the strength-expression promoting binder was 0.2 so that the mixture was mixed for 1 minute and 30 seconds at 25rpm again. After the fiber-reinforced cement composites were prepared, the coagulation properties, compressive strength, and flexural tensile strength were measured and the results are summarized in Table 1-3.

<실시예 6- 나프탈렌계 감수제의 함량이 미치는 영향> < Example 6- Effect of the content of the naphthalene-based water reducing agent>

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 나프탈렌계 감수제의 함량이 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This example is to analyze the effect of the content of naphthalene-based water reducing agent on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 나프탈렌계감수제의 양이 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 360kg을 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of the amount of naphthalene-based reducing agent on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, 36 kg of silica fume based on 360 kg of crude steel cement, 396 kg of sand less than 5 mm made of absolute dry at 100 ± 5 ° C, and 36 kg of anhydrous gypsum 11 minutes at a speed of 30rpm, the mixture was further mixed for 4 minutes at a speed of 10rpm to prepare a strength-promoting binder.

그리고 트리에탄올아민을 1.4kg, 나프탈렌계감수제를 각각 0kg, 1.4kg, 2.8kg, 4.2kg 증류수를 각각 163.9kg, 162.2kg, 160.6kg, 160kg으로 구성된 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. A mixture of 1.4 kg triethanolamine and 0 kg, 1.4 kg, 2.8 kg, and 4.2 kg distilled water, respectively, 163.9 kg, 162.2 kg, 160.6 kg, and 160 kg, was mixed with a high-speed dispersion mixer at a speed of 700 rpm for 4 minutes. A mixed condensation accelerator blended water was prepared.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.2 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber 156kg / ㎥ was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 50rpm so that the weight ratio of the condensation accelerator blended water and the strength-expression promoting binder was 0.2 so that the mixture was mixed for 1 minute and 30 seconds at 25rpm again. After the fiber-reinforced cement composites were prepared, the coagulation properties, compressive strength, and flexural tensile strength were measured and the results are summarized in Table 1-3.

<실시예 7-섬유의 종류 및 함량이 미치는 영향> < Example 7- Effect of the type and content of the fiber>

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 섬유의 종류 및 함량이 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze the effect of the type and content of fiber on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 섬유의 종류와 양이 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 360kg를 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of fiber type and quantity on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, 36kg of silica fume based on 360kg of crude steel cement, 396kg of sand less than 5mm made of absolute dry at 100 ± 5 ℃ and 36kg of dry gypsum 11 minutes at a speed of 30rpm, the mixture was further mixed for 4 minutes at a speed of 10rpm to prepare a strength-promoting binder.

그리고 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. A condensation accelerator blended water was prepared by mixing the mixture consisting of 2.8 kg of triethanolamine, 2.8 kg of naphthalene-based sensitizer, and 160 kg of distilled water at a speed of 700 rpm using a high speed dispersion mixer.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.2 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유를 0kg/㎥, 76kg/㎥, 156kg/㎥, 232kg/㎥ 또는 PVA 섬유를 0kg/㎥, 12.6kg/㎥, 25.2kg/㎥, 37.7kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.The steel fiber was mixed into the cement composite prepared by mixing the coagulant mixture water and the strength-expressing binding material at a speed of 50 rpm for 6 minutes so that the weight ratio of 0.2 was 0.2 kg / m3, 76 kg / m3, 156 kg / m3, 232 kg / m3 or PVA. 0kg / ㎥, 12.6kg / ㎥, 25.2kg / ㎥, 37.7kg / ㎥ is added to the fibers and mixed for 1 minute and 30 seconds at a speed of 25 rpm to prepare fiber reinforced cement composites. Tensile strength was measured and the results are summarized in Table 1-3.

<실시예 8-배합수와 결합재의 중량비가 미치는 영향> Example 8-Influence of Weight Ratio of Blended Water and Binder

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 배합수와 결합재의 중량비가 미치는 영향을 분석하기 위한 것이다.This embodiment is to analyze the effect of the weight ratio of the blending water and the binder on the quality of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 품질에 배합수와 결합재의 중량비가 미치는 영향을 분석하기 위해 조강시멘트 또는 초조강시멘트 360kg를 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. To analyze the effect of weight ratio of blending water and binder on the quality of crude steel fiber reinforced cement composites, 36 kg of silica fume based on 360 kg of crude steel or cemented steel cement, 396 kg of sand of 5mm or less made in absolute dry condition at 100 ± 5 ℃ , A mixture of 36 kg of anhydrous gypsum was prepared for a strength expression promoting binder, which was mixed for 11 minutes at a speed of 30 rpm and 4 minutes at a speed of 10 rpm.

그리고 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. A condensation accelerator blended water was prepared by mixing the mixture consisting of 2.8 kg of triethanolamine, 2.8 kg of naphthalene-based sensitizer, and 160 kg of distilled water at a speed of 700 rpm using a high speed dispersion mixer.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 결합재의 중량비가 0.15, 0.18, 0.2, 0.25 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 156kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 응결특성, 압축강도, 휨인장강도를 측정하고 그 결과를 하기표 1-3에 정리하였다.156kg / ㎥ of steel fiber was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 50rpm so that the weight ratio of the coagulation accelerator blended water and the strength-expressing binder was 0.15, 0.18, 0.2, 0.25, and again at 25rpm for 1 minute. After mixing for 30 seconds to prepare a fiber-reinforced cement composite, the condensation properties, compressive strength, flexural tensile strength was measured and the results are summarized in Table 1-3.

참고로, 제조된 섬유보강 시멘트 복합체에서 5.5mm 체로 섬유를 제거한 다음 시멘트 복합체를 이용하여 KS F 2436에 의해 초결(initial setting)과 종결(final setting) 시간을 측정하고, 얻어진 결과를 하기표 1에 정리하였다. For reference, after removing the fiber with a 5.5mm sieve from the fiber reinforced cement composite, the initial setting and final setting time were measured by KS F 2436 using the cement composite, and the results obtained are shown in Table 1 below. In summary.

재료의 종류Type of material 응결시간(hr)Setting time (hr) 초결First 중결Termination 시멘트 cement 조강Crude steel 4.54.5 5.75.7 초조강Rasp 3.13.1 4.34.3 실리카퓸 Silica fume 0kg0 kg 5.65.6 7.87.8 36kg36 kg 4.54.5 5.75.7 54kg54 kg 4.34.3 5.55.5 72kg72 kg 4.74.7 5.95.9 모래 sand 324kg324 kg 4.34.3 5.65.6 360kg360 kg 4.44.4 5.75.7 396kg396 kg 4.54.5 5.75.7 432kg432 kg 4.74.7 5.85.8 무수 석고 Anhydrous gypsum 0kg0 kg 5.75.7 7.97.9 18kg18 kg 4.64.6 5.95.9 36kg36 kg 4.54.5 5.75.7 54kg54 kg 4.34.3 5.65.6 72kg72 kg 4.24.2 5.35.3 트리에탄올아민 Triethanolamine 0kg0 kg 5.35.3 7.87.8 1.4kg1.4 kg 4.74.7 5.95.9 2.8kg2.8 kg 4.54.5 5.75.7 4.2kg4.2kg 4.24.2 5.55.5 나프탈렌계 감수제 Naphthalene Water-Resistant 0kg0 kg 4.34.3 5.55.5 1.4kg1.4 kg 4.44.4 5.75.7 2.8kg2.8 kg 4.54.5 5.75.7 4.2kg4.2kg 4.74.7 5.95.9 섬유   fiber 강섬유  Steel fiber 0kg/m3 0kg / m 3 4.44.4 5.55.5 78kg/m3 78kg / m 3 4.54.5 5.65.6 156kg/m3 156kg / m 3 4.54.5 5.75.7 232kg/m3 232kg / m 3 4.64.6 5.75.7 PVA 섬유  PVA Fiber 0kg0 kg 4.54.5 5.85.8 12.6kg/m3 12.6kg / m 3 4.54.5 5.75.7 25.2kg/m3 25.2kg / m 3 4.64.6 5.75.7 37.7kg/m3 37.7kg / m 3 4.64.6 5.85.8 배합수/결합재 Compound Water / Binder 0.150.15 4.14.1 5.45.4 0.180.18 4.34.3 5.55.5 0.200.20 4.54.5 5.75.7 0.250.25 4.74.7 6.06.0

표 1은 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 응결특성 시험결과를 정리한 것이다. 응결특성 시험은 제조된 섬유보강 시멘트 복합체에서 5.5mm 체로 섬유를 제거한 다음 시멘트 복합체를 이용하여 KS F 2436에 의해 초결(initial setting)과 종결(final setting) 시간을 측정하였다. 성분이 적은 초조강시멘트가 조강시멘트에 비해 응결시간이 빨리 진행되고, 실리카퓸은 54kg를 기점에서 가장 빠르게 나타났는데, 모래는 모래의 양이 많을수록 응결이 지연되는 것으로 나타났다. 그리고 무수석고는 그 양이 많을수록 응결이 촉진되는 데 이것은 재령초기부터 무수석고가 시멘트 성분인 와 반응이 이루어졌기 때문이다. Table 1 summarizes the test results of the condensation properties of crude steel fiber reinforced cement composites. In the coagulation property test, the fiber reinforced cement composite was removed with a 5.5 mm sieve and then the initial setting and final setting time were measured by KS F 2436 using the cement composite. Compared with the crude steel cement, the less crude steel cement had a faster setting time and the faster the silica fume at 54 kg, the higher the amount of sand was. And the higher the amount of anhydrous gypsum, the more condensation is promoted, because from the beginning of aging the anhydrous gypsum reacted with the cement component.

시멘트 성분인 와 석고와의 반응을 촉진시키는 작용을 하는 트리에탄올아민은 응결을 더욱 촉진시키는 것으로 나타났다. 그리고 나프탈렌계 감수제는 그 양이 많을수록 약간 응결이 지연되고, 섬유는 종류와 양에 관계없이 거의 영향을 주지 않으며, 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 작을수록 응결이 촉진되는 것으로 나타났다.Triethanolamine, which acts to promote the reaction between cement and gypsum, has been shown to promote condensation. And the higher the amount of naphthalene-based sensitizer slightly delayed the condensation, the fiber has little effect irrespective of the type and amount, and the smaller the weight ratio of the condensation accelerator blended water and the strength-expressing binder, it was found that the condensation is promoted.

얻어진 조강 섬유보강 시멘트 복합체로부터 100×200mm의 원주시험체를 사용하여 KS F 2405에 의해 압축강도를 시험하고, 그 결과를 하기표 2 및 도 3a에 정리하였다. From the obtained steel-fiber-reinforced cement composite material, the compressive strength was tested by KS F 2405 using a column test specimen of 100 × 200 mm, and the results are summarized in Table 2 and FIG. 3A.

재료의 종류Type of material 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 0.5일0.5 days 1일1 day 3일3 days 7일7 days 14일14 days 28일28 days 91일91 days 시멘트 cement 조강Crude steel 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 초조강Rasp 17.217.2 32.132.1 39.639.6 43.643.6 45.345.3 47.947.9 49.549.5 실리카퓸 Silica fume 0kg0 kg 6.86.8 17.817.8 28.728.7 36.536.5 40.340.3 43.543.5 46.746.7 36kg36 kg 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 54kg54 kg 14.214.2 23.123.1 36.536.5 40.540.5 44.344.3 47.547.5 49.849.8 72kg72 kg 13.613.6 22.522.5 35.935.9 40.340.3 44.544.5 48.748.7 51.151.1 모래 sand 324kg324 kg 13.813.8 23.123.1 36.236.2 40.240.2 44.544.5 47.647.6 49.849.8 360kg360 kg 13.613.6 22.722.7 35.935.9 39.939.9 44.544.5 47.147.1 49.549.5 396kg396 kg 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 432kg432 kg 13.113.1 21.821.8 34.634.6 38.738.7 42.542.5 45.145.1 47.647.6 무수 석고 Anhydrous gypsum 0kg0 kg 7.17.1 18.118.1 29.229.2 36.936.9 39.839.8 43.243.2 46.546.5 18kg18 kg 12.812.8 20.320.3 34.734.7 39.139.1 43.243.2 46.146.1 48.548.5 36kg36 kg 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 54kg54 kg 13.813.8 22.822.8 35.735.7 40.040.0 44.344.3 47.147.1 49.549.5 72kg72 kg 14.114.1 23.523.5 36.136.1 40.240.2 44.144.1 46.946.9 49.149.1 트리에탄올아민 Triethanolamine 0kg0 kg 6.16.1 16.516.5 25.725.7 35.435.4 37.837.8 41.241.2 44.544.5 1.4kg1.4 kg 12.612.6 20.520.5 35.135.1 39.939.9 44.744.7 47.147.1 49.449.4 2.8kg2.8 kg 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 4.2kg4.2kg 15.615.6 25.425.4 36.136.1 39.739.7 43.643.6 45.245.2 47.847.8 나프탈렌계 감수제 Naphthalene Water-Resistant 0kg0 kg 13.613.6 22.322.3 34.234.2 38.638.6 43.143.1 45.245.2 47.647.6 1.4kg1.4 kg 13.513.5 22.722.7 35.935.9 40.140.1 43.843.8 46.846.8 48.748.7 2.8kg2.8 kg 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 4.2kg4.2kg 13.113.1 22.122.1 35.635.6 39.739.7 44.144.1 46.846.8 49.149.1 섬유   fiber 강섬유  Steel fiber 0kg/m3 0kg / m 3 12.212.2 20.120.1 32.532.5 36.736.7 40.240.2 44.744.7 46.946.9 78kg/m3 78kg / m 3 13.113.1 21.521.5 34.334.3 38.238.2 42.142.1 45.245.2 47.847.8 156kg/m3 156kg / m 3 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 232kg/m3 232kg / m 3 13.513.5 22.722.7 35.935.9 40.140.1 44.144.1 47.247.2 49.149.1 PVA 섬유  PVA Fiber 0kg/m3 0kg / m 3 12.212.2 20.120.1 32.532.5 36.736.7 40.240.2 44.744.7 46.946.9 12.6kg/m3 12.6kg / m 3 13.413.4 22.122.1 36.436.4 38.538.5 43.643.6 47.347.3 49.149.1 25.2kg/m3 25.2kg / m 3 13.613.6 22.522.5 36.936.9 38.938.9 44.144.1 47.947.9 49.749.7 37.7kg/m3 37.7kg / m 3 13.813.8 22.822.8 37.337.3 39.539.5 44.644.6 48.148.1 50.150.1 배합수/결합재 Compound Water / Binder 0.150.15 15.115.1 27.727.7 39.939.9 47.347.3 50.150.1 54.554.5 56.556.5 0.180.18 14.514.5 25.425.4 37.837.8 44.344.3 48.948.9 51.151.1 53.353.3 0.200.20 13.413.4 22.322.3 35.535.5 39.539.5 43.843.8 46.746.7 48.948.9 0.250.25 12.812.8 21.821.8 34.134.1 37.637.6 39.839.8 45.245.2 47.547.5

얻어진 조강 섬유보강 시멘트 복합체로부터 100×100×400 mm 각주시험체를 사용하여 4점 재하법에 의해 휨인장강도를 시험하고, 그 결과를 하기표 3 및 도 3b에 정리하였다. From the obtained steel-fiber-reinforced cement composites, flexural tensile strength was tested by a four-point loading method using a 100 × 100 × 400 mm square test specimen, and the results are summarized in Table 3 and FIG. 3B.

재료의 종류Type of material 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 0.5일0.5 days 1일1 day 3일3 days 7일7 days 14일14 days 28일28 days 91일91 days 시멘트 cement 조강Crude steel 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 초조강Rasp 4.24.2 6.76.7 7.57.5 7.97.9 8.58.5 8.88.8 9.19.1 실리카퓸 Silica fume 0kg0 kg 2.82.8 4.94.9 5.85.8 6.76.7 7.47.4 7.87.8 8.28.2 36kg36 kg 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 54kg54 kg 3.33.3 5.95.9 6.86.8 7.47.4 8.18.1 8.48.4 8.98.9 72kg72 kg 3.23.2 5.95.9 6.96.9 7.57.5 8.38.3 8.58.5 9.19.1 모래 sand 324kg324 kg 3.53.5 6.06.0 6.86.8 7.57.5 8.18.1 8.48.4 8.88.8 360kg360 kg 3.33.3 5.95.9 6.76.7 7.37.3 7.97.9 8.38.3 8.78.7 396kg396 kg 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 432kg432 kg 2.92.9 5.45.4 6.26.2 6.86.8 7.47.4 7.97.9 8.28.2 무수 석고 Anhydrous gypsum 0kg0 kg 2.12.1 4.34.3 5.25.2 5.95.9 6.76.7 7.17.1 7.57.5 18kg18 kg 2.92.9 5.35.3 6.16.1 6.76.7 7.37.3 7.87.8 8.28.2 36kg36 kg 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 54kg54 kg 3.33.3 6.06.0 6.86.8 7.67.6 8.28.2 8.68.6 9.19.1 72kg72 kg 3.53.5 6.36.3 7.27.2 7.97.9 8.68.6 9.09.0 9.49.4 트리에탄올아민 Triethanolamine 0kg0 kg 1.81.8 3.73.7 4.94.9 5.85.8 6.66.6 7.27.2 7.87.8 1.4kg1.4 kg 2.92.9 5.25.2 5.95.9 6.86.8 7.57.5 7.97.9 8.28.2 2.8kg2.8 kg 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 4.2kg4.2kg 3.83.8 6.26.2 6.76.7 7.57.5 8.38.3 8.88.8 9.39.3 나프탈렌계 감수제 Naphthalene Water-Resistant 0kg0 kg 3.23.2 5.95.9 6.86.8 7.37.3 7.87.8 8.38.3 8.78.7 1.4kg1.4 kg 3.23.2 5.85.8 6.76.7 7.37.3 7.87.8 8.38.3 8.68.6 2.8kg2.8 kg 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 4.2kg4.2kg 2.92.9 5.35.3 6.26.2 6.76.7 7.37.3 7.87.8 8.28.2 섬유   fiber 강섬유  Steel fiber 0kg/m3 0kg / m 3 1.11.1 1.81.8 2.52.5 2.92.9 3.33.3 3.63.6 3.43.4 78kg/m3 78kg / m 3 2.32.3 5.15.1 5.75.7 6.56.5 6.96.9 7.57.5 7.97.9 156kg/m3 156kg / m 3 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 232kg/m3 232kg / m 3 3.73.7 6.56.5 7.37.3 7.87.8 8.48.4 8.98.9 9.49.4 PVA 섬유  PVA Fiber 0kg/m3 0kg / m 3 1.11.1 1.81.8 2.52.5 2.92.9 3.33.3 3.63.6 3.43.4 12.6kg/m3 12.6kg / m 3 2.22.2 5.05.0 5.65.6 6.26.2 6.76.7 7.47.4 7.87.8 25.2kg/m3 25.2kg / m 3 2.82.8 5.55.5 6.46.4 6.96.9 7.57.5 7.97.9 8.48.4 37.7kg/m3 37.7kg / m 3 3.53.5 6.46.4 7.27.2 7.97.9 8.58.5 9.09.0 9.69.6 배합수/결합재 Compound Water / Binder 0.150.15 3.93.9 6.46.4 7.67.6 8.58.5 9.39.3 9.99.9 10.310.3 0.180.18 3.53.5 5.95.9 7.17.1 7.97.9 8.58.5 9.09.0 9.49.4 0.200.20 3.13.1 5.75.7 6.56.5 7.17.1 7.77.7 8.18.1 8.58.5 0.250.25 2.72.7 5.35.3 5.95.9 6.66.6 7.37.3 7.97.9 8.28.2

표 2는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 압축강도 시험결과를 정리한 것이고, 표 3은 휨인장강도 시험결과를 정리한 것이다. 압축강도는 100×200mm의 원주시험체를 사용하여 KS F 2405에 의해 실시하였고, 휨인장강도는 100×100× 400mm 각주시험체를 사용하여 4점 재하법에 의해 실시하였다. 초기강도를 약하게 하는 의 양이 적은 초조강시멘트가 조강시멘트에 비해 강도가 빨리 발현되며, 초조강시멘트를 사용한 경우에는 1일 압축강도가 32MPa 정도, 조강시멘트인 경우에는 22MPa 정도로 상당히 크고, 91일강도도 시멘트 종류에 상관없이 거의 50MPa에 근접하는 등 고강도를 발휘하고 있다. 그리고 휨인장강도도 1일에 초조강시멘트는 6.7MPa, 조강시멘트는 5.7MPa으로 상당히 높다. Table 2 summarizes the compressive strength test results of the crude steel fiber reinforced cement composites, and Table 3 summarizes the flexural tensile strength test results. The compressive strength was carried out by KS F 2405 using a 100 × 200 mm column test specimen, and the flexural tensile strength was performed by a four-point loading method using a 100 × 100 × 400 mm square test specimen. Ultra-low strength cement, which has a weaker initial strength, exhibits higher strength than the low-strength cement, and when the super-strength cement is used, the compressive strength per day is about 32 MPa, and the rough cement is about 22 MPa, which is 91 days. The strength is high, almost 50 MPa, regardless of the type of cement. In addition, the flexural tensile strength of 1 day was very high at 6.7 MPa and that of 5.7 MPa.

실리카퓸은 54kg를 기점에서 가장 빨리 강도가 발현되는데, 이것은 55kg 이하에서 시멘트 수화생성물인 수산화칼슘(Ca(OH)2) 과 실리카가 포졸란 반응을 일으켜 칼슘실리케이트(C-S-H) 수화물을 생성하였고, 54kg 이상에서 초기재령에 포졸란 반응에 필요한 수산화칼슘의 양이 적어 초기강도가 작게 발현되나, 재령이 증가함에 따라 재령이 증가하였다.The strength of silica fume is the fastest at 54 kg. This means that the calcium hydrate (Ca (OH) 2 ) and silica are pozzolanic to produce calcium silicate (CSH) hydrate at 55 kg or less. The initial strength was small due to the small amount of calcium hydroxide needed for the pozzolanic reaction, but the age was increased with increasing age.

모래는 그 함량이 작을수록, 즉 시멘트의 양이 많을수록 강도가 증진되나, 그리 차이는 크지 않는 것을 확인할 수 있었다. The smaller the content of sand, that is, the greater the amount of cement, the higher the strength, but the difference was not confirmed that much.

무수석고(CaSO4)는 시멘트 성분인 C3A와 반응하여 재령초기부터 다량의 에트링가이트(ettringite)를 생성하여 강도를 증진시키는 데 효과가 있으며, 본 실험 결과를 통해서도 무수석고 사용량이 많을수록 초기강도가 특히 증진되는 것으로 확인되었다.Anhydrous gypsum (CaSO 4 ) is effective in increasing the strength by reacting with C 3 A, a cement component, to generate a large amount of ettringite from the early stage of re-entry. The strength was found to be particularly enhanced.

트리에탄올아민은 시멘트 성분인 C3A와 석고의 반응에 의해 생성되는 에트링가이트 생성을 더욱 촉진시키고, 더욱이 생성된 에트링가이트를 모노셀페이트(monosulfate)상으로의 이행을 촉진시킴으로써 수화촉진 작용을 발휘한다. 본 발명에서도 트리에탄올아민의 사용량이 많을수록 특히 초기강도가 증가되는 것을 확인할 수 있었다.Triethanolamine further promotes the formation of ettringite produced by the reaction of the cement component C 3 A with gypsum, and further promotes the hydration effect by promoting the transition of the resulting ettringite to monoosulfate. Exert. Also in the present invention, it was confirmed that the initial strength is increased especially as the amount of triethanolamine used increases.

나프탈렌계 감수제는 시멘트 복합체의 유동성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 초기의 압축강도, 휨강도에는 약간의 영향을 주지만, 궁극적으로 거의 영향을 주지 않는 것으로 확인되었다.Naphthalene-based water reducing agent is used to improve the fluidity of the cement composite, it has been confirmed that little impact on the initial compressive strength, bending strength, but ultimately little.

섬유는 시멘트 복합체의 인장강도 부족으로 충격하중과 피로하중에 의한 파괴 및 건조수축에 의한 균열이 발생하는 해결하고자 사용하였는데, 본 특허에서 섬유의 종류에 상관없이 압축강도가 증가될 뿐 아니라 특히 휨인장강도가 증가되는 것으로 나타나 바 기존 시멘트계 재료에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있음이 확인되었다.The fiber was used to solve the fracture caused by impact load and fatigue load due to lack of tensile strength of cement composite and crack by dry shrinkage.In this patent, the compressive strength is not only increased but also flexural tensile strength regardless of fiber type. As the strength is increased, it is confirmed that the problems occurring in the existing cement-based materials can be solved.

또한, 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재의 중량비에 따라 압축강도 및 휨인장강도가 다르게 나타나는데, 이런 결과는 본 발명이 구조물의 강도 등에 따라 선택적으로 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 강도 등을 선정할 수 있음을 보여주는 것이다.In addition, the compressive strength and the flexural tensile strength are different depending on the weight ratio of the condensation promoting agent mixture and the strength expression promoting binder, and this result can be selected according to the strength of the structure, the strength of the crude steel fiber reinforced cement composites, etc. To show that there is.

나아가, 상기 결과로부터 확인할 수 있듯이, 본 발명에 사용되는 성분들의 함량은 조강시멘트의 함량 100중량부를 기준으로, 실리카퓸 10-20중량부, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 입경이 5mm 이하인 모래 100-120중량부 및 무수 석고 5-20중량부 인 것이 좋으며, 응결촉진 배합수로는 트리에탄올아민 1-3중량%, 나프탈렌계 감수제 1-3중량%, 및 증류수 94-98중량%인 것이 좋으며, 얻어진 시멘트 복합체에 강섬유 또는 유기섬유를 1-3체적% 투입하여 혼합하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. Furthermore, as can be seen from the above results, the content of the components used in the present invention is based on the content of 100 parts by weight of the steel cement, 10-20 parts by weight of silica fume, the particle size made in absolute dry state at 100 ± 5 ℃ is 5mm or less 100-120 parts by weight of sand and 5-20 parts by weight of anhydrous gypsum are preferred, and the condensation promoting compound is preferably 1-3% by weight of triethanolamine, 1-3% by weight of naphthalene-based water reducing agent, and 94-98% by weight of distilled water. It can be seen that it is preferable to add 1-3 vol% of steel fibers or organic fibers to the obtained cement composite and mix them.

<실시예 9-물성 분석> Example 9 Physical Analysis

본 실시예는 본 발명의 방법에 의해 제조된 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 물성이 기존 콘크리트의 물성과 어떤 차이가 있는지를 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze how the physical properties of the crude steel fiber reinforced cement composite produced by the method of the present invention is different from the physical properties of the existing concrete.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 물성이 기존 콘크리트와의 차이가 있는지를 분석하기 위해 조강시멘트 또는 초조강시멘트 360kg를 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다.To analyze whether the properties of crude steel fiber reinforced cement composites are different from those of existing concrete, 36 kg of silica fume based on 360 kg of crude steel or cemented steel cement, 396 kg of sand less than 5mm made in absolute dry condition at 100 ± 5 ℃ A strength expression promoting binder was prepared by mixing the mixture consisting of 36 kg of gypsum for 11 minutes at a speed of 30 rpm and again for 4 minutes at a speed of 10 rpm.

그리고 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. A condensation accelerator blended water was prepared by mixing the mixture consisting of 2.8 kg of triethanolamine, 2.8 kg of naphthalene-based sensitizer, and 160 kg of distilled water at a speed of 700 rpm using a high speed dispersion mixer.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 결합재의 중량비가 0.2 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 섬유 강섬유 156kg/㎥ 또는 PVA섬유 25.2kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 열팽창계수, 탄성계수를 측정하고 그 결과를 도 1 및 2에 정리하였다. 156kg / ㎥ of fiber steel fiber or 25.2kg / ㎥ of PVA fiber was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 50rpm so that the weight ratio of the coagulant-producing blended water and the strength-expressing binder was 0.2. After mixing for 1 minute and 30 seconds to prepare a fiber-reinforced cement composite, the thermal expansion coefficient, the elastic modulus was measured and the results are summarized in FIGS. 1 and 2.

보수재료의 탄성계수는 하중을 받는 부재에 보수를 실시한 경우에 탄성계수가 큰 부분에 응력이 집중되므로 상당히 중요하다. 탄성계수는 150× 300mm의 원주시험체를 제작하여 KS F 2438에 준하여 측정하였으며, 그리고 열팽창계수가 다른 재료를 사용한 경우, 온도변화에 의해 부착계면 또는 강도가 작은 쪽의 재료자체가 파괴되므로 중요하다. 이에 열팽창계수는 100×200 mm의 원주시험체를 사용하여 시험체 열전대(thermal couple)를 매설하였고, 재령 7일에 측정하였다.The modulus of elasticity of the repair material is very important because the stress is concentrated in the large elastic modulus when the member under load is repaired. The modulus of elasticity was measured in accordance with KS F 2438 by making a cylindrical specimen of 150 × 300mm, and it is important that the material itself with the smaller adhesion interface or strength is destroyed by temperature change when using materials with different thermal expansion coefficients. Accordingly, the thermal expansion coefficient of the test specimen was buried in a thermal couple using a column specimen of 100 × 200 mm, and measured at 7 days of age.

도 1은 보수재료별 탄성계수 측정결과이다. 에폭시계 보수재료의 탄성계수는 0.98GPa, 폴리머계 보수재료의 탄성계수는 1.63GPa, 콘크리트의 탄성계수는 2.75GPa으로 기존의 유기계 보수재료는 일반 콘크리트의 탄성계수와 상당히 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이로 인해 하자가 발생할 소지가 많음을 알 수 있다. 1 is a result of measuring the elastic modulus for each repair material. The elastic modulus of epoxy-based repair materials was 0.98 GPa, the elastic modulus of polymer repair materials was 1.63 GPa, and the elastic modulus of concrete was 2.75 GPa. As a result, it can be seen that defects are likely to occur.

이에 비해 본 발명의 탄성계수는 2.65GPa~2.87GPa으로 일반 콘크리트와 비슷하여 탄성계수의 차이에 의한 하자는 상당히 감소될 것으로 확인되었다.On the other hand, the elastic modulus of the present invention is 2.65GPa ~ 2.87GPa, which is similar to that of general concrete.

도 2는 보수재료별 열팽창계수 측정결과이다. 에폭시계 보수재료의 열팽창계수는 28.5×10-6/℃, 폴리머계 보수재료의 열팽창계수는 8.7×10-6/℃, 콘크리트의 열팽창계수는 13.7×10-6/℃으로 기존의 유기계 보수재료는 일반 콘크리트의 열팽창계수와 차이가 있어 부착계면 파괴 또는 온도이력을 받는 구조물에서 수축팽창에 의해 강도가 작은 일반 콘크리트에서 파괴가 발생할 수 있다. 2 is a thermal expansion coefficient measurement results for each repair material. The thermal expansion coefficient of epoxy-based repair materials is 28.5 × 10 -6 / ℃, the thermal expansion coefficient of polymer-based repair materials is 8.7 × 10 -6 / ℃, and the thermal expansion coefficient of concrete is 13.7 × 10 -6 / ℃. Is different from the coefficient of thermal expansion of ordinary concrete, so that failure may occur in ordinary concrete with low strength due to shrinkage expansion in structures subjected to adhesion interface failure or temperature history.

이에 인해 본 발명의 열팽창계수는 12.5~14.1×10-6/℃으로 일반 콘크리트와 거의 동일한 것으로 나타났다. 이로 인해 본 발명으로 기존 콘크리트에 보수재료로 사용할 경우에는 열팽창계수가 거의 동일하여 하자가 발생할 소지가 없다.As a result, the coefficient of thermal expansion of the present invention was found to be about the same as that of general concrete at 12.5∼14.1 × 10 −6 / ℃. For this reason, when used as a repair material in the existing concrete according to the present invention, the thermal expansion coefficient is almost the same, there is no possibility of defects.

<실시예 10-강도, 건조수축과 내구성 분석> Example 10 Strength, Dry Shrinkage and Durability Analysis

본 실시예는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 강도, 건조수축과 내구성을 분석하기 위한 것이다. This embodiment is to analyze the strength, dry shrinkage and durability of the crude steel fiber reinforced cement composite.

조강 섬유보강 시멘트 복합체의 건조수축과 내구성을 분석하기 위해 조강시멘트 또는 초조강시멘트 360kg를 기준으로 실리카퓸 36kg, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 5mm 이하의 모래 396kg, 무수석고 36kg으로 구성된 혼합물을 30rpm의 속도로 11분, 다시 10rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 강도발현 촉진 결합재를 제조하였다. Mixture consisting of 36kg of silica fume, 396kg of sand less than 5mm made in absolute dry at 100 ± 5 ℃ and 36kg of anhydrous gypsum based on 360kg of crude steel or supercemented cement for analysis of drying shrinkage and durability of crude steel fiber reinforced cement composite 11 minutes at a speed of 30rpm, and was further mixed for 4 minutes at a speed of 10rpm to prepare a strength-expressing promoting binder.

그리고 트리에탄올아민을 2.8kg, 나프탈렌계감수제 2.8kg, 증류수 160kg로 구성 혼합물을 고속 분산믹서로 700rpm의 속도로 4분 동안 혼합한 응결촉진 배합수를 제조하였다. A condensation accelerator blended water was prepared by mixing the mixture consisting of 2.8 kg of triethanolamine, 2.8 kg of naphthalene-based sensitizer, and 160 kg of distilled water at a speed of 700 rpm using a high speed dispersion mixer.

이렇게 제조된 응결촉진 배합수와 강도발현 결합재의 중량비가 0.2 되도록 50rpm의 속도로 6분 동안 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 섬유 강섬유 156kg/㎥ 또는 PVA섬유 25.2kg/㎥를 투입하여 다시 25rpm의 속도로 1분 30초 동안 혼합하여 섬유보강 시멘트 복합체를 제조한 다음 강도, 건조수축과 내구성(염해저항성, 중성화, 동결융해 저항성, 수밀성)을 측정하고 그 결과를 도 3-4 및 하기표 4에 정리하였다.156kg / ㎥ of fiber steel fiber or 25.2kg / ㎥ of PVA fiber was added to the cement composite prepared by mixing for 6 minutes at a speed of 50rpm so that the weight ratio of the coagulant-producing blended water and the strength-expressing binder was 0.2. After mixing for 1 minute and 30 seconds to prepare a fiber-reinforced cement composite, and then measured the strength, dry shrinkage and durability (salt resistance, neutralization, freeze thaw resistance, water tightness) and the results are summarized in Figure 3-4 and Table 4 below. .

도 3은 강도시험결과이다. 시멘트 종류 및 섬유의 종류에 상관없이 1일 압축강도가 20MPa이상, 휨강도가 5MPa 이상으로 상당히 높아 1일이 지나면 충분히 구조물을 사용해도 문제가 없을 것으로 판단되고, 재령이 증가함에 따라 강도도 증가하는 등 강도발현도 문제가 없는 것으로 나타났다. 그리고 조강시멘트를 사용하는 경우보다 초조강시멘트를 사용하는 경우가 훨씬 강도발현이 촉진되어 0.5일에 압축강도가 17MPa 정도로 상당히 강도발현이 우수한 것으로 나타나 더욱 빨리 조기에 구조물을 사용할 경우에는 초조강 시멘트를 사용할 필요가 있다.3 is a result of the strength test. Regardless of cement type and fiber type, the daily compressive strength is more than 20MPa and the flexural strength is more than 5MPa. Therefore, it is judged that there is no problem even if enough structures are used after one day, and the strength increases as the age increases. The intensity expression also appeared to be no problem. In addition, the use of super-tensioned steel cement is much more accelerated than the use of steel-based cement, and the compressive strength is 17MPa at 0.5 days. Need to use

보수재료는 치수 안정성이 상당히 중요하다. 기존 부재와 확실하게 부착시키기 위해서는 수축이 발생하지 않은 재료가 필요하다. 본 발명에서는 섬유와 무수석고 등의 사용으로 수축을 최대한 저감시켰다. 도 3은 건조수축 시험결과이다. 시멘트 종류에 상관없이 섬유를 사용하지 않은 시멘트 복합체의 경우에는 수축이 1,000×10-6 정도까지 발생하였으나, 본 발명의 최종 건조수축은 150~350×10-6 정도로 상당히 수축이 발생하였고, 이로 인해 부착강도 저하와 균열이 발생하지 않을 것이다.Repair materials have significant dimensional stability. In order to securely attach the existing member, a material that does not cause shrinkage is required. In the present invention, shrinkage is reduced as much as possible by the use of fibers and anhydrous gypsum. 3 is a dry shrinkage test result. In the case of cement composite without fiber, regardless of cement type, shrinkage occurred up to about 1,000 × 10 −6 , but the final dry shrinkage of the present invention occurred at about 150˜350 × 10 −6. Deterioration in adhesion strength and cracking will not occur.

하기표 4에 내구성 측정방법 및 조건과 함께 그 시험 결과를 정리하였다.Table 4 summarizes the test results along with the durability measurement methods and conditions.

종류 평가항목               Type Evaluation Item 보통강도 콘크리트Moderate strength concrete 고강도 콘크리트High strength concrete 본 발명품Invention 비고 Remarks 조강Crude steel 초조강Rasp 염해저항성 (총전하량:Coulombs) Salt Resistance (Coulombs) 2,4452,445 178178 112112 3636 ASTM C 1202ASTM C 1202 중성화(깊이:mm,91일) Neutralization (Depth: mm, 91 days) 2525 1111 44 33 CO2:10% 60% R.H. 30℃CO 2 : 10% 60% RH 30 ℃ 동결융해(내구성 지수) Freeze thawing (durability index) 8383 9292 100100 100100 ASTM C 666ASTM C 666 수밀성 Watertightness 투기성 (×10-16㎡)Speculative (× 10 -16 ㎡) 0.13350.1335 0.04750.0475 0.0180.018 0.0120.012 Torrent Permeability TesterTorrent Permeability Tester 투수성 (㎟/secBar)Permeability (㎡ / secBar) 0.003620.00362 0.002590.00259 0.000770.00077 0.000380.00038 GWTGWT

표 4는 내구성 시험결과이다. 본 발명품인 조강 섬유 보강 시멘트 복합체는 시멘트 종류에 상관없이 염해저항성, 중성화, 동결융해 및 수밀성 측면에서 고강도 콘크리트 및 보통강도 콘크리트에 비해 훨씬 우수한 것으로 나타났다. Table 4 shows the durability test results. The crude steel fiber reinforced cement composite of the present invention was shown to be much superior to high strength concrete and moderate strength concrete in terms of salt resistance, neutralization, freeze thawing and water tightness regardless of cement type.

이와 같은 결과는 조강 섬유 보강 시멘트 복합체는 고강도를 지닌 시멘트 복합체로서 시멘트 경화체의 조직이 매우 밀실하여 열화인자의 침입이 어려워졌기 때문이다.This result is because the crude steel fiber reinforced cement composite is a cement composite having high strength, and the structure of the hardened cement body is very tight, making it difficult to penetrate the deterioration factor.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 조강 섬유보강 시멘트 복합체는 초기강도 발현이 우수하여 1일에 20MPa 이상의 압축강도, 5MPa 이상의 휨인장강도를 발휘함으로써 공사기간을 대폭으로 축소할 수 있어 콘크리트를 타설하여 하루 만에 구조물을 사용할 수 있고, 또한 탄성계수와 열팽창계수 등 일반 콘크리트와 물성이 비슷하고, 건조수축이 작게 발생하여 치수안정성이 우수하고, 염해 저항성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성이 등 내구성이 상당히 우수한 것으로 나타나 보수재료로 적용한다면 구조물의 수명을 대폭으로 증가시키는 데 탁월한 효과를 갖는다.As described above, the crude steel fiber-reinforced cement composite obtained by the method of the present invention has excellent initial strength and exhibits a compressive strength of 20 MPa or more and flexural tensile strength of 5 MPa or more per day, thereby significantly reducing the construction period. It can be used in a day by pouring the structure, and also has similar properties to general concrete such as elastic modulus and thermal expansion coefficient, and it has small dry shrinkage, so it has excellent dimensional stability, salt resistance, neutralization resistance, freeze-thawing resistance, etc. The durability is shown to be very good, and when applied as a repair material, it has an excellent effect on significantly increasing the life of the structure.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. Can be.

Claims (6)

실리카퓸, 100±5℃에서 절대건조상태로 만든 입경이 5mm 이하인 모래 및 무수 석고를 추후 혼합할 조강시멘트의 함량 100중량부를 기준으로 하여 각각 10-20중량부, 100-120중량부, 및 5-20중량부의 함량으로 혼합하는 제1 단계; Silica fume, 10-20 parts by weight, 100-120 parts by weight, and 5, respectively, based on 100 parts by weight of the crude cement to be mixed later with sand and anhydrous gypsum having a particle diameter of 5 mm or less at 100 ± 5 ° C. A first step of mixing in an amount of -20 parts by weight; 상기 혼합물을 조강시멘트 100중량부에 혼합하여 강도발현 촉진 결합재를 제조하는 제2 단계; 이와 동시에 혹은 순차적으로 Mixing the mixture with 100 parts by weight of the cement for producing a strength-expressing promoting binder; Simultaneously or sequentially 트리에탄올아민, 나프탈렌계 감수제, 및 증류수를 각각 1-3중량%, 1-3중량% 및 94-98중량% 함량으로 혼합하여 응결촉진 배합수를 제조하는 제3 단계; A third step of mixing triethanolamine, a naphthalene-based water reducing agent, and distilled water in an amount of 1-3 wt%, 1-3 wt% and 94-98 wt%, respectively, to prepare a coagulation accelerator blended water; 상기 제3 단계에서 얻어진 응결촉진 배합수와 상기 제2 단계에서 얻어진 강도발현 촉진 결합재의 중량비가 0.15-0.25를 만족하도록 혼합하여 시멘트 복합체를 얻는 제4 단계; 및 A fourth step of obtaining a cement composite by mixing so that the weight ratio of the condensation accelerator compounded water obtained in the third step and the strength expression promoting binder obtained in the second step satisfies 0.15-0.25; And 상기 제4 단계에서 얻어진 시멘트 복합체에 강섬유 또는 유기섬유를 시멘트 복합체 100체적%를 기준으로 1-3체적% 투입하여 혼합하는 제5 단계;를 포함하여 이루어지는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법.And a fifth step of mixing 1-3% by volume of steel fibers or organic fibers with respect to 100% by volume of the cement composite, to the cement composite obtained in the fourth step. 제1항에 있어서, 나아가 상기 제2 단계에서 강도발현 촉진 결합재를 제조하기 위하여 혼합한 혼합물을 20-40rpm으로 10-12분간 혼합한 다음 10rpm으로 3-5분 재차 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법.The method of claim 1, further wherein the mixed 10-12 minutes to a mixture of the mixture to produce the strength-promoting binder in step 2 to 20-40rpm next step of re-mixing between 3-5 minutes, and 10rpm; containing Method for producing a crude steel fiber reinforced cement composite, characterized in that. 제 1항에 있어서, 나아가 상기 제3 단계에서 배합한 응결촉진 배합수를 제4 단계를 거치기 전에 500-800rpm의 속도로 3-5분간 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법.The crude steel reinforced cement according to claim 1, further comprising: mixing the condensation accelerator compounded water blended in the third step at a speed of 500-800 rpm for 3-5 minutes prior to the fourth step. Method for preparing a composite. 제1항에 있어서, 나아가 상기 제5 단계에서 응결촉진 배합수와 강도발현 촉진 결합재를 혼합하여 제조한 시멘트 복합체에 강섬유 또는 유기섬유를 투입하기에 앞서 40-50rpm의 속도로 5-7분간 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법.The method of claim 1, further comprising mixing for 5-7 minutes at a rate of 40-50rpm prior to injecting the steel fiber or organic fiber to the cement composite prepared by mixing the condensation accelerator blending water and the strength expression promoting binder in the fifth step Method of producing a fiber-reinforced cement composite, characterized in that it comprises a ;. 제1항에 있어서, 나아가 상기 제5 단계에서 시멘트 복합체에 강섬유 또는 유기섬유를 투입한 다음 20-30rpm의 속도로 1-2분간 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법.The method of claim 1, further comprising the step of adding a steel fiber or organic fiber to the cement composite in the fifth step and then mixing for 1-2 minutes at a speed of 20-30rpm; Manufacturing method. 제 1항 내지 제5항중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 제조된 조강 섬유 보강 시멘트 복합체.Crude steel fiber reinforced cement composite prepared according to the method according to any one of claims 1 to 5.
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