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KR101242729B1 - 수축저감형 시멘트 분산제 및 그 분산제를 포함하는 콘크리트 조성물 - Google Patents

수축저감형 시멘트 분산제 및 그 분산제를 포함하는 콘크리트 조성물 Download PDF

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KR101242729B1
KR101242729B1 KR1020110039578A KR20110039578A KR101242729B1 KR 101242729 B1 KR101242729 B1 KR 101242729B1 KR 1020110039578 A KR1020110039578 A KR 1020110039578A KR 20110039578 A KR20110039578 A KR 20110039578A KR 101242729 B1 KR101242729 B1 KR 101242729B1
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우진산업주식회사
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Abstract

본 발명은 우수한 시멘트 분산성과 수축저감성을 가진 화합물로서 폴리옥시알킬렌아릴에테르(A성분), 폴리옥시알킬렌알킬에테르의 말레인산 또는 푸말산에스테르(B성분), 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 아크릴산 또는 메타크릴산에스테르(C성분), 아크릴산 또는 메타크릴산 E:폴리옥시알킬렌알킬에테르의 아크릴산 또는 메타크릴산에스테르(D성분)를 몰비로서 A : B : C : D가 1 : 0.5~3 : 0.01~1 : 1~3의 비율로 공중합반응을 해서 얻어진 공중합체 또는 이의 알카리 염을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제로 이를 포함하는 콘크리트는 분산성이 높아 감수율을 증대시켜서 콘크리트 경화시 강도를 높이며, 단일 분자로 구성된 화합물로서 장기보관 안정성 좋으며, 수축저감성을 부여해 경화물의 균열을 막아 콘크리트의 강도와 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

수축저감형 시멘트 분산제 및 그 분산제를 포함하는 콘크리트 조성물{shrinkage-reducing cement dispersant and concret composition containing that}
본 발명은 수축저감성을 가진 시멘트 분산제 및 그 분산제를 이용하는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
종래의 고강도 콘크리트 제품을 얻기 위해서는 각종의 분산제가 제안되어 있다. 예를 들어 리그닌술폰산나트륨, 폴리나프탈렌술폰산나트륨 등이 오래 전부터 사용되어 오고 있고, 또 최근에는 일본공개특허 2000-327385, 동 2003-165755, 동 2008-184344 등에 표시되어 있는 폴리옥시알킬렌기를 가지고 있는 폴리카르본산계의 화합물이 제안 되어 오고 있다.
또, 콘크리트 제품의 수축저감제로서는, 일본공개특허 2008-31008, 동 2008-169085, 동 2009-180021 등에 표시되어 있는 폴리옥시알킬렌아릴에테르와 폴리알킬렌글리콜을 중심으로 하는 각종의 알킬렌옥사이드 부가물이 제안되어 오고 있다.
한편 단일분자로 구성된 화합물로서 시멘트의 분산성과 수축저감성을 발휘하는 것으로 일본 공개특허 2001-10853 및 1996-268741에 폴리카르본산 및 그 염의 측쇄에 올리고알킬렌글리콜 또는 다가알킬렌글리콜을 부가한 것을 개시하고 있으나 이것들은 분산성 및 수축저감성이 충분하지 않다.
또 공지의 시멘트 분산제와 공지의 수축저감제를 혼합한 수축저감형 시멘트 분산제는 장기보존 안정성이 나빠 장기간 보존에 의해서 분리 되는 단점이 보인다.
본 발명자들은 이러한 종래의 수축저감형 시멘트 분산제의 단점을 개량하고자 연구한 결과 단일분자로 구성된 화합물로서 우수한 시멘트 분산성과 콘크리트 제품의 수축저감성을 갖춘 신규의 화합물을 제조하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 높은 분산성을 가지며 감수율이 높아 고강도 콘크리트 제품의 제조를 가능하게 하며 동시에 콘크리트 제품에 우수한 수축저감성을 부여하는 신규의 수축저감형 시멘트 분산제를 제공한다.
본 발명은 우수한 시멘트의 분산성과 콘크리트의 수축저감성을 부여하는 시멘트의 분산제와 이를 포함하는 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 건조수축저감형 시멘트 분산제는 아릴알콜 1몰과 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 알킬렌옥사이드화합물 1~50몰을 부가하여 얻어진 폴리옥시알킬렌아릴에테르(A성분),
탄소수 1~5의 알코올 1몰과 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 알킬렌옥사이드화합물 1~50몰을 부가하여 얻어진 폴리옥시알킬렌알킬에테르 １몰에 말레인산 또는 푸말산에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 산 0.5~1몰을 반응시켜서 얻어진 모노 및 디 에스테르의 혼합물(B성분),
평균분자량 500~5000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 1~50몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻어진 폴리옥시에텔렌폴리옥시프로필렌글리콜 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1~2몰을 반응시켜서 얻어진 아크릴레이트화합물(C성분), 및 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 알카리 염에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 단량체(D성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A : B : C: D를 1 : 0.5~3 : 0.01~1 : 1~3의 몰 비로 공중합반응을 해서 얻어진 화합물인 공중합체 또는 이의 염을 포함하여 제조한다.
또한 본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제는 탄소수 1~5의 알콜 1몰에 1~50몰의 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중 하나를 부가하여 얻은 폴리옥시알킬렌알킬에테르 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물(E성분)을 더 포함하여 공중합반응을 해서 얻어진 화합물인 공중합체 또는 이의 염을 포함하여 제조될 수 있다. 이 때의 상기 E성분은 A성분에 대해 1 : 0.01~2의 몰비로 공중합반응을 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제는 상기 A성분, B성분, C성분, D성분 및 E성분을 공중합하여 얻은 공중합체를 산기의 50~80중량％를 중화하여 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, B성분인 폴리옥시알킬렌알킬에테르의 말레인산 또는 푸말산과의 에스테르는 다음과 같이 얻어진다. 먼저 폴리옥시알킬렌알킬에테르는 탄소수 1~5의 알코올, 예를 들면 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 펜틸알콜 등의 저급알콜 1몰에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물을 공지의 방법으로 알카리 촉매 하에 1~50몰 부가하여 얻는다. 이 때 메틸알콜 1몰에 에틸렌옥사이드를 10~30몰 부가시킨 것이 바람직하다. 보다 바람직하게 메틸알콜 1몰에 3몰의 에틸렌옥사이드가 부가반응된 혼합물로부터 순수한 메틸알콜 1몰에 3몰의 에틸렌옥사이드가 결합된 화합물을 얻기 위해 에톡시레이트로부터 증류하여 얻은 순수한 메틸알콜 1몰에 3몰의 에틸렌옥사이드가 결합된 화합물에 7~40몰의 에틸렌옥사이드를 더 부가반응 시켜 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 얻은데 이러한 방법이 분자량 분포가 좁아서 바람직하다. 얻어진 폴리옥시에틸렌알킬에테르 1몰에 대해서 무수말레인산 1몰을 반응시켜서 개환 에스테르 반응을 하거나, 말레인산 또는 푸말산 0.5몰과 공지의 방법으로 알카리 촉매 하에서 디에스테르 반응을 하는 등으로 B가 얻어지지만, 무수말레인산 1몰을 반응시키는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, C성분인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 아크릴산 또는 메타크릴산에스테르는 평균분자량 500~5000의 폴리프로필렌글리콜에 공지의 방법으로 1~50의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1~2몰을 공지의 방법으로 반응시켜서 얻는다. 바람직하게는 평균분자량1000~3000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 2~20몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1~2몰을 공지의 방법으로 반응시켜서 얻을 수 있다. 또한 아크릴산 또는 메타크릴산에 먼저 1~10몰의 에틸렌옥사이드를 부가반응시킨 다음 20~60몰의 프로필렌옥사이드를 부가반응 시키고 여기에 1~10몰의 에티렌옥사이드를 부가반응 시켜서 얻을 수도 있다.
본 발명에 있어서 E성분인 폴리옥시알킬렌알킬에테르의 아크릴산 또는 메타크릴산에스테르는, 공지의 방법으로서 B에서 얻어진 폴리옥시알킬렌알킬에테르 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산을 반응시켜 얻을 수 있다. 예를 들면 알킬 촉매로 폴리옥시에틸렌알킬에테르 1몰에 아크릴산메틸 또는 메타크릴산메틸을 1몰 이상 사용해서 용제를 가하고 가열 환류시켜 탈수 및 탈메탄올을 하여 반응 완결 후에 과잉의 아크릴산메틸 또는 메타크릴산메틸을 증류 제거하는 것에 의해서 얻어진다.
바람직하게 본 발명은 아릴알콜 1몰과 에틸렌옥사이드를 5~30몰 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌아릴에테르(A성분)
메탄올 1몰과 에틸렌옥사이드 10~50몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 푸말산 0.5~1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 푸말산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르(B성분)
평균분자량 1000~3000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 4~10몰의 에틸렌옥사이드를 부가하고, 이어서 메타크릴산 1~2.0몰을 가해서 얻은 아크릴레이트화합물(C성분), 아크릴산(D1성분) 및 메탄올 1몰에 10~50몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 아크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 아크릴산 에스테르(E성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A：B：C：D1：E을 1 : 0.5~3 : 0.01~1 : 1~3 : 0.01~1의 몰 비로 공중합해서 얻어진 공중합체를 산기의 50~80중량％를 중화하여 제조된 화합물을 포함하여 제조될 수 있다.
또한 본 발명은 아릴알콜 1몰에 에틸렌옥사이드를 5~30몰 부가하여 얻어진 폴리옥시에틸렌아릴에테르이며(A성분),
메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 10~20몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 푸말산 0.5~1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 푸말산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르(B성분),
평균분자량 1000~3000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 4~10몰의 에틸렌옥사이드를 부가하고, 이어서 메타크릴산 1~1.2몰을 가해서 얻어진 아크릴레이트화합물(C성분), 아크릴산(D1성분), 메탄올 1몰에 43몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 메타크릴산에스테르(E1성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A：B：C：D1：E1을 1 : 0.5~1 : 0.01~1 : 1.5~3 : 0.5~2의 몰비로 공중합해서 얻어진 화합물의 산기의 60~80％를 중화하여 얻어진 화합물을 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명은 아릴알콜 1몰에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 하나를 1~50몰 부가하여 얻어진 폴리옥시알킬렌아릴에테르(A성분),
메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 43몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 말레인산 0.5~1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 말레인산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르(B성분),
평균분자량 500~5000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 1~50몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻어진 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1~2몰을 반응시켜서 얻어진 아크릴레이트 화합물(C성분), 아크릴산(D1성분) 및 메탄올 1몰에 43몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 메타크릴산에스테르(E1성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A : B : C : D1 : E1을 1 : 0.5~2 : 0.01~1 : 1.5~2 : 0.5~2의 몰 비로 공중합해서 얻어진 화합물의 산기의 60~80중량％를 중화하여 얻어진 화합물을 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명의 A, B, C, D 및 E으로 공중합에서 사용되는 공중합 촉매는 특별히 한정이 있지는 않으나, 유기과산화물, 무기과산화물, 니트릴계화합물, 아조계화합물, 술폰산계화합물등을 사용할 수 있다.
또한 본 발명에서 사용되는 연쇄이동제는 특별히 한정이 있지는 않으나 , 알킬메르캅탄, 메르캅토지방산, 메르캅토알콜등을 사용할 수 있다.
본 발명의 A, B, C, D 및 E으로 공중합하여 얻어진 화합물의 산가(acid value)를 측정해서 그 산가 이론치의 50~100중량%의 산기를 가성소다, 가성카리, 수산화마그네슘, 암모니아, 모노에탄올아민, 트리에탄올아민 등을 단독 혹은 2종이상의 혼합물을 사용하여 알카리로 중화할 수 있으나 바람직하게는 산기의 60~80중량%를 가성소다로 중화하는 것이 좋다. 이 때의 산가(acid value)는 KS M 0065의 방법으로 측정될 수 있으며 본 발명의 산가는 KS M 0065의 방법으로 측정하여 알카리로 중화하였다.
또한 본 발명은 본 발명에 따라 제조된 화합물을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제를 함유하는 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 수축저감형 시멘트 분산제는 특별히 한정이 있지는 않으나 바람직하게 시멘트에 0.2~10 중량%로 첨가될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 수축저감형 시멘트 분산제는 본 발명의 효과를 억제하지 않는다면 다른 콘크리트용 첨가제와 동시에 사용할 수 있다.
다른 콘크리트용 첨가제는 특별히 한정이 있는 것은 아니나 공지된 소포제, 응결지연제, 응결촉진제 및 방청제 등을 포함한다.
본 발명에 따른 수축저감형 시멘트 분산제는 단일분자로 구성된 화합물로서 우수한 시멘트 분산성을 가져 작업 효율을 높이고 이를 포함하여 제조되는 콘크리트의 감수율을 높여 강도가 높은 콘크리트 제품의 제조가 가능하게 하는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 수축저감형 시멘트 분산제는 단일분자로 구성된 화합물로서 장기간 보존하여도 분리되지 않아 장기 보존성이 높다.
또한 본 발명에 따른 수축저감형 시멘트 분산제는 이를 포함하는 콘크리트에 우수한 수축저감성을 부여하여 균열의 저감, 방지뿐만 아니라 강도가 높은 콘크리트을 제조할 수 있는 장점이 있다.
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 실시예를 설명하나, 이는 단지 그 실시 양태를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 각 성분을 공지의 방법으로 다음과 같이 얻은 화합물을 나타낸다.
A-1： 아릴알콜 1몰에 에틸렌 옥사이드 20몰을 부가 반응하여 얻은 화합물인 폴리옥시에틸렌아릴에테르
A-2： 아릴알콜 1몰에 에틸렌 옥사이드 10몰을 부가 반응하여 얻은 화합물인폴리옥시에틸렌아릴에테르
A-3： 아릴알콜 1몰에 에틸렌 옥사이드 10몰과 프로필렌옥사이드 2몰을 부가 반응하여 얻은 화합물인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌아릴에테르
B-1： 메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 43몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 말레인산 1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 말레인산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르
B-2： 메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 13몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 푸말산 0.75몰을 반응시켜 얻은 화합물인 푸말산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르
B-3： 메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 13몰과 프로필렌옥사이드 3몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌메틸에테르 1몰에 말레인산 0.8몰을 반응시켜 얻은 화합물인 말레인산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌메틸에테르]에스테르
C-1： 평균분자량 2000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 5몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻어진 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물 모노 및 디 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜(2000)에테르의 메타크릴산에스테르
C-2： 평균분자량 2000의 폴리프로필렌글리콜에 15몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻어진 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜에테르 메타크릴산에스테르
D-1： 아크릴산
D-2： 메타크릴산
D-3：아크릴산의 알카리염
D-4： 메타크릴산의 알카리염
E-1： 메탄올 1몰에 43몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 메타크릴산에스테르
E-2： 메탄올 1몰에 13몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 아크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 아크릴산에스테르
E-3： 메탄올 1몰에 43몰의 에틸렌옥사이드와 3몰의 프로필렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌메틸에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌메틸에테르의 메타크릴산에스테르
[실시예１]
온도계, 교반기, 적하장치, 질소도입관 및 환류냉각장치를 갖춘 글라스제 반응장치에 이온수와 공중합 촉매로 과황산암모늄(반응물 총량의 0.25%)를 넣고, 교반하면서 반응장치 내부를 질소로 치환하여, 질소 분위기에서 80℃까지 가열했다. A-1, B-1,C-1, D-1, E-1 및 연쇄이동제로 3-메르캅토프로피온산(반응물 총량의 0.4%)를 혼합하여 적하하고 적하 종료 후에 80℃ 온도에서 1시간 더 교반하여 중합 반응을 완성하였다. 완성된 중합반응물을 45％수산화나트륨 수용액으로ｐＨ6.5로 중화해서 점도 253cps, 농도 50중량%의 폴리머수용액인 수축저감형 시멘트 분산제를 얻었다.
실시예１에 있어서, 반응에 이용한 A-1, B-1, C-１, D-１ 및 E-１의 몰비는 1.00 : 1.25 : 0.50 : 2.00 : 1.50이다.
이하 같은 방법으로 표 1에 기재된 바와 같이 성분을 달리하여 실시예 2~9와 비교예 1~3에서 폴리머수용액인 수축저감형 시멘트 분산제를 제조하였다.
실시예 2 내지 9, 비교예 1 내지 3의 반응물 몰비
중간체
 [실시예 2~9]공중합물
 [비교에]공중합물
2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3
A-1
A-2
A-3
1.00

1.00
1.00

1.00
1.00
 1.00
1.00
 1.00

 0.10



B-1
B-2
B-3
1.25

1.25		 0.75
0.63
 0.88

 0.75
0.63
0.88



0.10
C-1
C-2		 0.50
0.50
0.15
0.08		 0.23
 0.15
 0.08
0.23


D-1
D-2		 2.00
 2.00
 2.00
 1.50
 2.50
2.00		 1.50
 2.50
 3.00
 4.00
 3.50
E-1
E-2
E-3		 1.50

1.50






2.00
0.63
 0.88

 1.00

 1.00

 1.00
점도(cps ) 316 216 114 113 118 240 218 278 491 513 47
[각 실시예 1~9와 비교예 1~3에서 제조한 폴리머수용액의 수축저감율 평가]
각 실시예 1~9와 비교예 1~3에서 제조한 폴리머수용액인 수축저감형 시멘트 분산제의 수축저감성 시험을 위하여 콘크리트를 다음 표 2와 같은 배합비로 제조하여 SRA제로 (본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제)를 동일량(시멘트 대비 1.0wt%)을 넣고, 고성능감수제로 FLOW CON-500(폴리카르본산계, 우진산업)을 사용하여 목적하는 슬럼프(180±10mm㎜)를 맞추기 위해 사용량을 가감하여 시험하였다. 수축량은 가로×세로×길이(50mm×50mm×1000mm) 의 콘크리트 경화체를 8주간 수축길이를 측정하여 다음 식으로 계산하여 저감율을 측정하였으며 그 결과를 표 3에 정리하였다.
저감율(%) = [(무첨가8주후수축량-시험체8주후수축량) / 무첨가주후수축량] × 100
수축저감성시험을 위한 콘크리트 배합비
슬럼프 공기량 W/C
(%) 		S/a
(%) 		W C S G 수축저감제
사용량 		고성능감수제
사용량
180±10mm 4.5±0.5 47.2 47.0 151 320 847 967 C × 1.0% C × (0~1.2%)
(W:탈이온수, C:시멘트(보통포틀란드시멘트, 비중3.14), S:잔골재, G:굵은골재, a:aggregate(골재=모래+자갈), 잔골재(하천사, 비중2.55), 굵은골재(부순자갈, 비중2.58), SRA제(본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제 C × 1.0% 첨가), 고성능감수제(Superplasticizer): FLOW CON-500 (폴리카르본산계, 우진산업)
실시예 1 내지 실시예 9 및 비교예 1 내지 비교예 3의 저감율 결과

수축저감제 		수축량( mm /1000 mm )
고성능감수제
사용량
1주 2주 3주 4주 6주 8주 저감율
실시예1 0.220 0.307 0.339 0.357 0.375 0.380 34.26%

동일
슬럼프를
형성하도
록
고성능감수
제
사용량을

조정
실시예2 0.216 0.310 0.337 0.358 0.381 0.386 33.14%
실시예3 0.222 0.318 0.346 0.367 0.390 0.396 31.43%
실시예4 0.230 0.330 0.359 0.381 0.405 0.411 28.86%
실시예5 0.233 0.333 0.363 0.386 0.410 0.416 28.00%
실시에6 0.238 0.341 0.372 0.395 0.420 0.426 26.29%
실시예7 0.217 0.305 0.338 0.353 0.376 0.385 33.37%
실시예8 0.212 0.297 0.328 0.346 0.365 0.369 36.12%
실시예9 0.220 0.308 0.340 0.356 0.378 0.382 33.80%
비교예1 0.351 0.453 0.497 0.519 0.541 0.550 4.76%
비교예2 0.344 0.444 0.487 0.509 0.530 0.539 6.67%
비교예3 0.336 0.442 0.485 0.508 0.528 0.536 7.19%
무첨가 0.369 0.476 0.522 0.545 0.568 0.578 0.00% C ×1.2%
저감율의 결과에서 보여주듯이 무첨가에 비해 비교예에서는 소량의 수축저감률을 보였으나 본 발명의 실시예의 수축저감제를 포함하는 콘크리트는 비교예보다 우수한 수축저감률을 보였다. 이러한 우수한 수축저감률은 콘크리트의 분열을 저감시키거나 방지하는 장점을 가질 수 있다.
[각 실시예 1~9와 비교예 1~3에서 제조한 폴리머수용액인 수축저감형 시멘트 분산제를 포함하는 콘크리트의 감수율 평가]
각 실시예 1~9와 비교예 1~3에서 제조한 폴리머수용액인 수축저감형 시멘트 분산제를 포함하는 콘크리트의 감수율을 평가하기위해 다음 표 4와 같은 배합비로 콘크리트를 제조하여 KS F 2560 콘크리트용 화학혼화제 시험방법에 의해서 실험 했다.
동일량(시멘트 대비 1.0wt%)의 SRA제(본 발명예 따른 수축저감형 시멘트 분산제)를 넣고, 목적하는 슬럼프(180±mm㎜)를 맞추기 위해, W/C변경하고 그에 따른 단위 수량의 변화를 다음 식으로 계산하여 감수율을 평가하였으며 그 결과를 표 5에 정리하였다.
감수율(%) = [(무첨가단위수량 -시험단위수량) / 무첨가단위수량] × 100
감수율시험 배합비
슬럼프 공기량 W/C
(%) 		S/a
(%) 		W C S G 수축저감제
사용량
기준배합(Plain) 180±10 mm 1.5±0.5 62.8 48.0 201 320 841 922 무첨가
감수율시험 배합 1801±0 mm 4.5±0.5 가변 47.0 가변 320 가변 가변 C × 1.0%
(W:물, C:시멘트(보통포틀란드시멘트, 비중3.14), S:잔골재, G:굵은골재, a:aggregate(골재=모래+자갈), 잔골재(하천사, 비중2.55), 굵은골재(부순자
갈, 비중2.58), SRA제(본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제 C × 1.0% 첨가), 고성능감수제(Superplasticizer): FLOW CON-500 (폴리카르본산계, 우진산업)
실시예 1내지 9및 비교예 1내지 3의 감수율평가 결과
수축저감제
(C × 1.0%) 		감수율 시험
W/C (%) 단위수량(kg) 감수율 (%)
실시예1 50.0 160 20.6
실시예2 49.7 159 20.9
실시예3 49.1 157 21.9
실시예4 47.5 152 24.4
실시예5 48.1 154 23.4
실시에6 47.8 153 23.9
실시예7 49.4 158 21.4
실시예8 50.3 161 19.9
실시예9 49.4 158 21.4
비교예1 48.4 155 22.9
비교예2 49.1 157 21.9
비교예3 47.8 153 23.9
무첨가 62.1 201 0
표 5에서 보이는 바와 같이 본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제를 첨가한 콘크리트는 비교예인 기존의 고성능감수제와 비슷한 우수한 결과를 보여주었다. 이것은 수축저감성을 가지면서도 고성능감수제로서의 기능도 저하가 되지 않는다는 것을 알 수 있어 본 발명의 수축저감형 시멘트 분산제는 수축저감성을 가지면서도 감수성도 전혀 저하되지 않는다는 것을 나타낸다.
또한 실시예에서 제조된 수축저감형 시멘트 분산제는 실온에서 6개월을 보존한 결과 제품이 균일하며 분리되지 않은 것을 확인할 수 있었다. 이것은 본 발명에 따른 수축저감형 시멘트 분산제가 단일 화합물인 것이라 여겨진다.

Claims (8)

  1. 아릴알콜 1몰과 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 알킬렌옥사이드화합물 1~50몰을 부가하여 얻어진 폴리옥시알킬렌아릴에테르(A성분),
    탄소수 1~5의 알코올 1몰과 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 알킬렌옥사이드화합물 1~50몰을 부가하여 얻어진 폴리옥시알킬렌알킬에테르 １몰에 말레인산 또는 푸말산에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 산 0.5~1몰을 반응시켜서 얻어진 모노 및 디 에스테르의 혼합물(B성분),
    평균분자량 500~5000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 1~50몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻어진 폴리옥시에텔렌폴리옥시프로필렌글리콜 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1~2몰을 반응시켜서 얻어진 아크릴레이트화합물(C성분), 및 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 알카리 염에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 단량체(D성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A : B : C : D를 1 : 0.5~3 : 0.01~1 : 1~3의 몰 비로 공중합반응을 하여 얻어진 화합물인 공중합체 또는 이의 염을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제.
  2. 제 1항에 있어서,
    탄소수 1~5의 알콜 1몰에 1~50몰의 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 알킬렌옥사이드화합물을 부가하여 얻은 폴리옥시알킬렌알킬에테르 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물(E성분)을 더 포함하여 공중합반응을 해서 얻어진 화합물인 공중합체 또는 이의 염을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 E성분은 A성분에 대해 1 : 0.01~2의 몰비로 공중합반응을 해서 얻어진 화합물인 공중합체 또는 이의 염을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공중합체의 염은 산기의 50~80중량％를 중화하여 제조된 것인 수축저감형 시멘트 분산제.
  5. 제 2항에 있어서,
    아릴알콜 1몰과 에틸렌옥사이드를 5~30몰 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌아릴에테르(A성분),
    메탄올 1몰과 에틸렌옥사이드 10~50몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 푸말산 0.5~1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 푸말산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르(B성분),
    평균분자량 1000~3000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 4~10몰의 에틸렌옥사이드를 부가하고, 이어서 메타크릴산 1~1.2몰을 가해서 얻은 아크릴레이트화합물(C성분), 아크릴산(D1성분) 및 메탄올 1몰에 10~50몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시알킬렌메틸에테르 1몰에 아크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 아크릴산 에스테르(E성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A：B：C：D1：E를 1 : 0.5~3 : 0.01~1 : 1~3 : 0.01~1의 몰 비로 공중합해서 얻어진 공중합체를 산기의 50~80중량％를 중화하여 제조된 화합물을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제.
  6. 제 2항에 있어서,
    아릴알콜 1몰에 에틸렌옥사이드를 5~30몰 부가하여 얻어진 폴리옥시에틸렌아릴에테르이며(A성분),
    메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 10~20몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 푸말산 0.5~1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 푸말산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르(B성분),
    평균분자량 1000~3000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 4~10몰의 에틸렌옥사이드를 부가하고, 이어서 메타크릴산 1~1.2몰을 가해서 얻어진 아크릴레이트화합물(C성분), 아크릴산(D1성분) 및 메탄올 1몰에 43몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시알킬렌알킬에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 메타크릴산에스테르(E1성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A：B：C：D1：E1을 1 : 0.5~1 : 0.01~1 : 1.5~3 : 0.5~2의 몰비로 공중합해서 얻어진 화합물의 산기의 60~80중량％를 중화하여 얻어진 화합물을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제.
  7. 제 2항에 있어서,
    아릴알콜 1몰에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 하나를 1~50몰 부가하여 얻어진 폴리옥시알킬렌아릴에테르(A성분),
    메탄올 1몰에 에틸렌옥사이드 43몰을 부가 반응시켜 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 말레인산 0.5~1몰을 반응시켜 얻은 화합물인 말레인산 모노 및 디[폴리옥시에틸렌메틸에테르]에스테르(B1성분),
    평균분자량 500~5000의 폴리프로필렌글리콜 1몰에 1~50몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻어진 폴리옥시에텔렌폴리옥시프로필렌글리콜 1몰에 아크릴산 또는 메타크릴산 1~2몰을 반응시켜서 얻어진 아크릴레이트 화합물(C성분) , 아크릴산(D1성분) 및 메탄올 1몰에 43몰의 에틸렌옥사이드를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌메틸에테르 1몰에 메타크릴산 1몰을 반응시켜서 얻어진 화합물인 폴리옥시에틸렌메틸에테르의 메타크릴산에스테르(E1성분)을 공중합반응시키는데 있어서, 상기 A : B1 : C : D1 : E1을 1 : 0.5~2 : 0.01~1 : 1.5~2 : 0.5~2의 몰 비로 공중합해서 얻어진 화합물의 산기의 60~80중량％를 중화하여 얻어진 화합물을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제.
  8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 따라 제조된 화합물을 포함하는 수축저감형 시멘트 분산제를 함유하는 콘크리트 조성물.
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