KR101455213B1 - Resources circulation type concrete composition for high strength PHC file - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제강 부산물인 고로슬래그 미분말을 대량 사용하면서, 압축강도가 100MPa 이상이 발현되도록 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 「결합재 500~650kg/㎥; 배합수 120~130kg/㎥; 잔골재 500~600kg/㎥; 및 굵은골재 1,000~1,300kg/㎥; 를 포함하여 조성되되, 상기 결합재는, 개량 시멘트 40~60중량부; 고로슬래그 미분말 30~60중량부 및 파일용 강도재 10~30중량부; 를 포함하여 조성되고, 폴리칼본산계 혼화제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.7~10.0중량부 혼합되며, 상기 시멘트는 분말도 보통 포틀랜드 시멘트를 개량한 것으로서, 분말도가 4,500~5,500㎠/g이고, SO3 2.5~4.0 중량부; CaO 50~60중량부; 및 SiO2 20~40중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물」을 제공한다.The present invention relates to a resource-circulating high-strength PHC pile concrete composition which is capable of exhibiting a compressive strength of 100 MPa or more while using a large amount of fine blast furnace slag as a by-product of steelmaking.
In the present invention, " binder material 500 to 650 kg / m < 3 > Mixing number 120 to 130 kg / m 3; Fine aggregate 500 ~ 600kg / ㎥; And coarse aggregate 1,000 to 1,300 kg / m3; Wherein the binder comprises 40 to 60 parts by weight of an improved cement; 30 to 60 parts by weight of fine blast furnace slag powder and 10 to 30 parts by weight of a strength agent for piles; And the polycarboxylic acid-based admixture is mixed with 0.7 to 10.0 parts by weight of 100 parts by weight of the binder. The cement is also an improved powdery Portland cement. The powder has a powderity of 4,500-5,500 cm2 / g, SO 3 2.5 to 4.0 parts by weight; 50 to 60 parts by weight of CaO; And SiO 2 20 ~ 40 parts by weight; The present invention provides a concrete composition for a resource circulation type high strength PHC pile.
Description
본 발명은 제강 부산물인 고로슬래그 미분말을 대량 사용하면서, 압축강도가 100MPa 이상이 발현되도록 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a resource-circulating high-strength PHC pile concrete composition which is capable of exhibiting a compressive strength of 100 MPa or more while using a large amount of fine blast furnace slag as a by-product of steelmaking.
일반적으로 상압증기양생에 의하여 생산되는 일반 PHC 파일은 압축강도가 80Mpa 전후로서, 파일 몸체를 구성하는 콘크리트의 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 중량부 및 파일용 강도재 중량부로 조성된다. 압축강도가 120MPa에 이르는 초고강도 PHC 파일의 몸체를 구성하는 콘크리트의 결합재는 3종 조강 시멘트 80~90중량부와 파일용 강도재 10~20중량부로 조성된다.
Generally, a general PHC file produced by atmospheric steam curing has a compressive strength of about 80 MPa, and the binder of the concrete constituting the pile body is usually composed of Portland cement weight portion and pile strength weight portion. The binder of the concrete constituting the body of the ultrahigh strength PHC pile having a compressive strength of 120 MPa is composed of 80 to 90 parts by weight of three kinds of crude steel cement and 10 to 20 parts by weight of pile strength material.
이와 관련된 선행 발명으로는 다음과 같은 문헌이 검색되고 있다.
In the prior art related thereto, the following documents are searched.
대한민국 특허등록 제10-12474호 "조기 초고강도 확보를 위한 피에이치씨 파일용 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법"은 조기에, 구체적으로 1일 이내에 120MPa 이상의 초고강도를 갖는 피에이치씨 파일를 제작할 수 있도록 한 조기 초고강도 확보를 위한 피에이치씨 파일용 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 조성물은 단위결합재량 400~600kg/㎥, 단위수량 100~120kg/㎥, 단위잔골재량 600~800kg/㎥ 및 단위굵은골재량 1100~1300kg/㎥를 포함하여 조성되고, 결합재에는 고성능 감수제인 화학혼화제가 1.0~2.5 중량%로 혼합되고, 잔골재는 조립율 2.2~3.2의 부순 모래를 60~80중량%, 조립률 2.0~2.8의 세척사를 20~40중량%로 혼합하여 사용하며, 잔골재율은 31.0~40%로 하며, 굵은골재는 최대치수가 10mm~25mm 범위인 것으로 이루어지고, 제조방법은 1차로 상압증기양생 단계 및 2차로 고온고압양생 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 상압증기양생 단계는 20~45℃에서 1~3시간 동안 양생하는 전치 단계, 시간당 15~25℃ 1~2시간 동안 양생하는 1차 승온 단계 및 65~85℃에서 1~3시간 동안 양생하는 1차 유지 단계로 이루어지고, 상기 고온고압양생 단계는 180~190℃까지 3~4시간 동안 양생하는 2차 승온 단계, 180~190℃에서 2~4시간 동안 양생하는 2차 유지 단계 및 2~4시간 동안 자연냉각시키면서 양생하는 서냉 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발명에 관한 것이다. 그러나 위 발명은 결합재의 60~90중량%가 3종 조강시멘트로 구성되어 있다(대한민국 특허등록 제10-12474호의 등록특허공보 7페이지 참조).
Korean Patent Registration No. 10-12474 entitled " A concrete composition for a PE-grade pile for securing an early super high strength ", and a method for producing the PE-PE concrete pile for an early super- The present invention relates to a concrete composition for a PE pile and a method of manufacturing the same. The composition has a unit bond amount of 400 to 600 kg / m 3, a unit quantity of 100 to 120 kg / m 3, a unit fine aggregate amount of 600 to 800 kg / And a fine chemical reducing agent as a high performance water reducing agent is mixed in an amount of 1.0 to 2.5% by weight. The fine aggregate has 60 to 80% by weight of crushed sand having a granulation ratio of 2.2 to 3.2 and a washing rate of 2.0 to 2.8 20 to 40% by weight of the mixture is used, the fine aggregate ratio is 31.0 to 40%, and the coarse aggregate has a maximum value in the range of 10 mm to 25 mm. And a second high temperature and high pressure curing step, wherein the atmospheric pressure steam curing step comprises a preliminary step of curing at 20 to 45 ° C for 1 to 3 hours, a first step of curing at 15 to 25 ° C for 1 to 2 hours, And a first holding step of curing at 65 to 85 ° C for 1 to 3 hours, wherein the high temperature and high pressure curing step comprises a second heating step of curing at 180 to 190 ° C for 3 to 4 hours, A second holding step of curing for 2 to 4 hours and a slow cooling step for curing while naturally cooling for 2 to 4 hours. However, in the above invention, 60 to 90% by weight of the binder is composed of three types of crude steel cement (see Patent Registration No. 10-12474 of Korean Patent Registration No. 7).
또한 대한민국 특허등록 제10-124744호 "저탄소 친환경 고내구성 피에이치씨 파일용 콘크리트 조성물 및 그 제조방법"은 탄소발생량을 최소화하면서 고내구성을 확보하도록 최적화된 결합재 종류 및 조성비를 도출하여 적용하고 이를 통해 상압 증기양생 온도를 낮출 수 있도록 하여 스팀보일러 가동을 최소화함으로써 탄소배출량을 획기적으로 저감시키면서도 초고강도를 실현시킬 수 있도록 한 저탄소 친환경 고내구성 피에이치씨 파일용 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 콘크리트 조성물은 단위결합재량 350~500kg/㎥, 단위수량 100~130kg/㎥, 단위잔골재량 700~900kg/㎥, 단위굵은골재량 1100~1300kg/㎥를 포함하여 조성되고, 결합재에는 고성능 감수제인 화학혼화제가 1.0~2.5중량%로 혼합되고, 잔골재 및 굵은골재의 용적비율은 33~42% 범위이며, 굵은골재는 최대치수가 10mm~25mm 범위로 구성되며, 제조방법은 양생 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 양생단계는 20~40℃에서 1~3시간을 유지하는 전치 단계, 시간당 15~25℃ 상승하며 1~2시간 동안 유지하는 승온 단계 및 55~65℃에서 2~5시간 동안 유지하는 유지 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발명이다. 그러나 이 발명 역시 결합재의 70~99중량부가 1종 고블레인 시멘트 또는 3종 조강 시멘트로 구성되어 있어 종래 기술의 틀에서 벗어나지 않는다(대한민국 특허등록 제10-124744호의 등록특허공보 7페이지 참조).
Also, Korean Patent Registration No. 10-124744 entitled " Concrete Composition for Low-Carbon Eco-Friendly High Durability < RTI ID = 0.0 > The present invention relates to a concrete composition for low-carbon eco-friendly high-durability PE seed piles and a method for producing the same, which can realize extremely high strength while significantly reducing carbon emissions by minimizing steam curing temperature by minimizing steam curing temperature. A unit mass of 100 to 130 kg / m3, a unit of fine aggregate of 700 to 900 kg / m3, a unit of coarse aggregate of 1100 to 1300 kg / m3, and a binder of a chemical admixture which is a high- 2.5% by weight, the volume ratio of fine aggregate and coarse aggregate is in the range of 33 to 42% The aggregate has a maximum value in the range of 10 mm to 25 mm, and the manufacturing method includes a curing step, wherein the curing step is a preliminary step of maintaining 1 to 3 hours at 20 to 40 ° C, The temperature rising step of maintaining the temperature for 2 to 5 hours and the holding step for maintaining the temperature for 2 to 5 hours at 55 to 65 ° C. However, this invention is also characterized in that 70 to 99 parts by weight of the binder is composed of one type of goblin cement or three types of crude steel cement, and does not deviate from the conventional art framework (see Patent Registration No. 10-124744, page 7).
또한 대한민국 특허등록 제10-1172635호 "원심성형 피에이치씨 파일용 초고강도 콘크리트 조성물"은 원심성형 피에이치씨 파일용 초고강도 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 초고강도 콘크리트 조성물로 원심성형 피에이치씨 파일을 형성하여, 피에이치씨 파일의 강도를 증대시켜 선단 지지력증가와 항타시 허용 항타응력의 증가로 파일 손상율을 저감시키고 생산성을 향상시키는 원심성형 피에이치씨 파일용 초고강도 콘크리트 조성물이다. 이는 단위수량 120-150㎏/㎥; 단위결합재량 450-750㎏/㎥; 단위잔골재량 450-650㎏/㎥; 단위굵은골재량 1,100-1,350㎏/㎥;를 포함하여 조성되고, 상기 결합재에는 폴리카르복실레이트계 고성능감수제인 화학혼화재가 상기 결합재의 0.8~2.0중량% 추가 혼합되고, 상기 굵은골재는 최대치수가 16㎜~25㎜ 범위인 것으로 구성되며, 상기 결합재는 시멘트 100중량%에 대하여 1 내지 50중량%의 고강도 혼합재 조성물을 치환첨가하고, 상기 혼합재는 슬래그 45 내지 99중량%와 무수석고 1 내지 55중량%로 구성되며, 상기 시멘트는 3종 조강 포틀랜드 시멘트인 것을 특징으로 하는 원심성형 피에이치씨 파일용 초고강도 콘크리트 조성물에 대한 것이다. 이 역시 3종 조강 포틀랜드 시멘트를 기반으로 구성된 점은 전술한 발명들과 마찬가지이다.
Also, Korean Patent Registration No. 10-1172635 entitled "Ultra High Strength Concrete Composition for Centrifugal Forming PEI Pile File" relates to a ultra high strength concrete composition for centrifugal forming PEI pile. The ultra high strength concrete composition forms a centrifugal- It is an ultrahigh strength concrete composition for centrifugal forming PEI seam pile which increases the strength of the PEI pile and increases the end bearing capacity and the increase of the allowable pile stress when the pile is driven to reduce the file damage rate and improve the productivity. This is a unit quantity of 120-150 kg / m3; Unit bond discretion 450-750㎏ / ㎥; Unit fine aggregate volume 450-650㎏ / ㎥; And a chemical admixture which is a polycarboxylate-based high-performance water reducing agent is further mixed with 0.8 to 2.0% by weight of the binder, and the coarse aggregate has a maximum number of 16 mm And the binder is substituted with 1 to 50% by weight of a high strength mixed material composition based on 100% by weight of cement, and the mixed material comprises 45 to 99% by weight of slag and 1 to 55% by weight of anhydrous gypsum And the cement is a three-kind crude steel Portland cement. The present invention also relates to a super high strength concrete composition for centrifugal forming a PE pile. This is also based on the three kinds of crude steel Portland cement as the above-mentioned inventions.
한편, 대한민국 특허등록 제10-1399908호 "괴재 고로슬래그를 이용한 친환경 PHC 파일용 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법"은 단위수량 120 내지 140㎏/㎥; 단위결합재량 400 내지 500㎏/㎥; 단위잔골재량 600 내지 830㎏/㎥; 및 단위굵은골재량 1,000 내지 1,200㎏/㎥를 포함하여 조성되고, 상기 결합재는 시멘트 100중량부를 기준으로, 혼합재 1 내지 40중량부; 고성능 감수제 1 내지 2중량부를 포함하도록 구성되고, 상기 굵은골재는 조립률 6 내지 8 범위의 괴재 고로슬래그 굵은골재로서 고로슬래그를 대기 중에서 서냉한 서냉 괴재 고로슬래그 굵은골재를 굵은골재의 10 내지 100중량%로 치환하여 혼입하여 사용되는 것을 포함하되, 촉진제로서 리튬, 나트륨, 또는 칼륨에서 선택된 하나 이상의 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염을 결합재 100중량부를 기준으로 1 내지 1.5 중량부로 더 포함하고, 지연제로서 타르타르산, 구연산, 글루콘산에서 선택된 하나 이상의 카르복시산 또는 그 염을 결합재 100중량부를 기준으로 0.2 내지 1 중량부로 더 포함하며, 충진제로서 벤톤, 실리카, 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화알루미늄에서 선택된 하나 이상을 결합재 100중량부를 기준으로 10 내지 30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명에 해당한다. 이 발명은 결합재를 구성하는 시멘트에 관해서는 주목할만한 특징이 없다(대한민국 특허등록 제10-1399908호의 등록특허공보 9페이지 참조).
On the other hand, Korean Patent Registration No. 10-1399908 entitled " Concrete composition for eco-friendly PHC pile using granular blast furnace slag and method for producing the same " Unit bonding amount of 400 to 500 kg / m 3; Unit fine aggregate amount 600 to 830 kg / m3; And a unit coarse aggregate amount of 1,000 to 1,200 kg / m < 3 >, based on 100 parts by weight of cement, 1 to 40 parts by weight of a mixed material; And 1 to 2 parts by weight of a high-performance water reducing agent, wherein the coarse aggregate has a granulation blast range of 6 to 8, and the granulated blast furnace slag is a coarse aggregate, wherein the blast-furnace slag is slaked in the air and the coarse slag granulated blast furnace slag is coarse aggregate, %, Based on 100 parts by weight of the binding material, of at least one alkali metal carbonate or bicarbonate selected from the group consisting of lithium, sodium, and potassium as the accelerator, and further comprising 1 to 1.5 parts by weight of a tartaric acid At least one carboxylic acid selected from the group consisting of benzoic acid, silica, calcium carbonate, talc, barium sulfate, and aluminum hydroxide is used as a filler. And 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder This invention corresponds to the feature. The present invention has no notable feature with respect to the cement constituting the binder (see Patent Document 9 of Korean Patent Registration No. 10-1399908).
본 발명은 제강 부산물인 고로슬래그 미분말을 대량 사용하면서, 압축강도가 100MPa 이상이 발현되도록 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a resource-circulating high-strength PHC pile concrete composition capable of exhibiting a compressive strength of at least 100 MPa while using a large amount of fine blast furnace slag as a by-product of steelmaking.
콘크리트 조성물의 결합재 중 시멘트의 상당량을 고로슬래그 미분말로 치환할 때에는 고로슬래그 미분말의 잠재수경성에 의해 콘크리트 조성물의 재령 초기강도 저하가 문제된다.When replacing a considerable amount of cement in the binder material of the concrete composition with the blast furnace slag fine powder, the initial strength of the concrete composition is lowered due to the potential hydraulic properties of the blast furnace slag fine powder.
이에 본 발명에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 개량하여 분말도를 높이고, SO3의 함량을 높임으로써 고로슬래그 미분말의 수화반응 촉진 및 콘크리트 조성물의 초기 압축강도 발현 속도를 향상시킨다.Therefore, in the present invention, the portland cement is usually improved to increase the powderity and increase the SO 3 content, thereby improving the hydration reaction of the blast furnace slag powder and improving the initial compressive strength development speed of the concrete composition.
또한, 일반 폴리칼본산계 분산제에 폴리알킨렌글리콜을 첨가하여 혼합한 폴리칼본산계 혼화제를 적용함으로써, 배합수가 혼합된 콘크리트 조성물 내 수분의 표면장력을 낮추어 콘크리트의 점성을 낮추고 작업성 및 성형성을 향상시킨다. In addition, by applying a polycarboxylic acid-based admixture mixed with a polyalkylene glycol to a general polycarboxylic acid dispersant, the surface tension of the water in the concrete composition mixed with the mixed water is lowered, thereby lowering the viscosity of the concrete and improving workability and formability .
또한, 상기 폴리칼본산계 혼화제에 수산화칼륨을 더 첨가함으로써 고로슬래그 미분말의 불투수성 피막을 자극하는 방식으로 수화반응을 촉진시킨다.
Further, potassium hydroxide is further added to the polycarboxylic acid-based admixture to accelerate the hydration reaction by stimulating the impervious coating of the blast furnace slag fine powder.
위와 같은 기술 수단을 통해 제강 부산물인 고로슬래그 미분말을 대량 사용하면서도, 압축강도가 100MPa 이상이 발현되도록 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물을 도출할 수 있다.
By using the above-mentioned technical means, it is possible to obtain a resource-circulating high strength PHC pile concrete composition capable of exhibiting a compressive strength of 100 MPa or more while using a large amount of blast furnace slag fine powder as a steelmaking byproduct.
이를 위한 구체적으로 구현하기 위해 본 발명은 「결합재 500~650kg/㎥; 배합수 120~130kg/㎥; 잔골재 500~600kg/㎥; 및 굵은골재 1,000~1,300kg/㎥; 를 포함하여 조성되되, 상기 결합재는, 개량 시멘트 40~60중량부; 고로슬래그 미분말 30~60중량부 및 파일용 강도재 10~30중량부; 를 포함하여 조성되고, 폴리칼본산계 혼화제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.7~10.0중량부 혼합되며, 상기 시멘트는 분말도 보통 포틀랜드 시멘트를 개량한 것으로서, 분말도가 4,500~5,500㎠/g이고, SO3 2.5~4.0 중량부; CaO 50~60중량부; 및 SiO2 20~40중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물」을 제공한다.
In order to accomplish this, the present invention is applied to " binder material 500 to 650 kg / m < 3 &
또한, 본 발명은 「상기 고로슬래그 미분말은 분말도가 4,000~5,000㎠/g이고, SO3 1.5~2.5중량부; 및 CaO 50~60중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물」을 함께 제공한다.
Further, in the present invention, " the blast furnace slag fine powder has a powder degree of 4,000 to 5,000 cm < 2 > / g, 1.5 to 2.5 parts by weight of SO 3 , And 50 to 60 parts by weight of CaO; The present invention provides a concrete composition for a resource circulation type high strength PHC pile,
또한, 본 발명은 「상기 폴리칼본산계 혼화제는, 일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부; 및 폴리알킨렌글리콜 0.1~20중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물」을 함께 제공한다.Further, the present invention is characterized in that " the polycarboxylic acid-based admixture comprises 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid- And 0.1 to 20 parts by weight of polyalkylene glycol; The present invention provides a concrete composition for a resource circulation type high strength PHC pile,
이때 상기 폴리칼본산계 혼화제는, 일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부 대비 수산화칼륨(KOH) 0.1~5.0중량부; 를 더 포함하여 조성할 수 있다.
Wherein the polycarboxylic acid-based admixture comprises 0.1 to 5.0 parts by weight of potassium hydroxide (KOH) based on 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid-based dispersant; Can be further included.
또한, 본 발명은 「AE제, 방청제, 소포제 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물」을 함께 제공한다.
The present invention also provides a resource-circulating high-strength PHC pile concrete composition characterized by further comprising at least one of an AE agent, a rust inhibitor and a defoaming agent.
본 발명에 따르면, 제강 부산물인 고로슬래그 미분말을 대량 사용하면서, 압축강도가 100MPa 이상이 발현되고, 작업성 및 성형성이 우수한 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물이 구현된다.
According to the present invention, a resource-circulating high-strength PHC pile concrete composition having a compressive strength of 100 MPa or more is manifested while using a large amount of blast furnace slag fine powder, which is a steelmaking by-product, and is excellent in workability and moldability.
[도 1]은 개량 시멘트의 사용 여부에 따른 PHC 파일의 압축강도 시험 결과를 나타낸 그래프이다(세로축 단위 : MPa).
[도 2]는 고로슬래그 미분말의 배합량과 개량 시멘트 사용 여부에 따른 PHC 파일의 압축강도 시험 결과를 나타낸 그래프이다(세로축 단위 : MPa).
[도 3]은 혼화제의 종류와 첨가량에 따른 PHC 파일의 재령별 압축강도 시험 결과를 나타낸 그래프이다(세로축 단위 : MPa).[Fig. 1] is a graph showing the compressive strength test results of the PHC pile according to whether or not the modified cement is used (unit of vertical axis: MPa).
[Fig. 2] is a graph showing the compressive strength test results of the PHC pile according to blending amount of blast furnace slag powder and whether or not the modified cement is used (unit of vertical axis: MPa).
[Fig. 3] is a graph showing the compressive strength test results of the PHC pile according to the kind and amount of the admixture added (in the vertical axis unit: MPa).
본 발명은 「결합재 500~650kg/㎥; 배합수 120~130kg/㎥; 잔골재 500~600kg/㎥; 및 굵은골재 1,000~1,300kg/㎥; 를 포함하여 조성되되, 상기 결합재는, 개량 시멘트 40~60중량부; 고로슬래그 미분말 30~60중량부 및 파일용 강도재 10~30중량부; 를 포함하여 조성되고, 폴리칼본산계 혼화제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.7~10.0중량부 혼합되며, 상기 시멘트는 분말도 보통 포틀랜드 시멘트를 개량한 것으로서, 분말도가 4,500~5,500㎠/g이고, SO3 2.5~4.0 중량부; CaO 50~60중량부; 및 SiO2 20~40중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물」을 제공한다.
In the present invention, " binder material 500 to 650 kg / m < 3 > Mixing
상기 개량 시멘트는 분말도 보통 포틀랜드 시멘트에 무수석고를 첨가하여 밀에 의하여 분쇄하는 방법으로 개량한 것으로서, 분말도가 4,500~5,500㎠/g이고, SO3 2.5~4.0 중량부, CaO 50~60중량부 및 SiO2 20~40중량부를 포함하여 조성된 것을 적용한다. 상기 SO3의 함량은 무수석고 첨가에 의하여 기존 보통 포틀랜드 시멘트의 SO3 함량 대비 1.0~2.0wt% 증가된 것이다. The modified cement is a powdery cement obtained by pulverizing milled Portland cement by adding anhydrous gypsum to the Portland cement. The powdered cement has a powder content of 4,500-5,500 cm 2 / g, 2.5-4.0 parts by weight of SO 3 , 50-60 parts by weight CaO It is applied to the part, and the
상기 개량 시멘트는 높은 분말도에 의해 시멘트 수화반응 면적 증가하고, SO3의 시멘트 자극에 의해 수화반응이 촉진되므로, 본 발명이 제공하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물의 재령 초기 압축강도 발현 속도가 향상된다.
Since the modified cement has an increased area of cement hydration reaction due to a high degree of powderiness and the hydration reaction is promoted by the cement stimulation of SO 3 , the present invention provides a concrete composition for resource- .
상기 고로슬래그 미분말은 제철 공업의 용광로에서 철광석, 석회석, 코크스 등을 원료로 하여 철강을 제조할 때 얻어지는 부산물로 철광석 중에 불순물로서 포함되는 암석류가 석회와 화합하여 생긴 것을 말한다. 급랭 분쇄된 염기 1.4도 이상의 것은 그 잠재 수경성을 이용하여 고로 시멘트의 제조에 쓰인다. 본 발명에서는 분말도가 4,000~5,000㎠/g이고, SO3 1.5~2.5중량부 및 CaO 50~60중량부를 포함하여 조성된 고로슬래그 미분말을 적용할 수 있다.
The blast furnace slag fine powder is a by-product obtained when iron ore, limestone, coke or the like is used as a raw material in a blast furnace of a steel industry, and the pesticide contained in the iron ore as an impurity is formed by combining with lime. The rapidly quenched base of 1.4 degrees or higher is used for the production of blast furnace cement using its potential hydraulic properties. In the present invention, a blast furnace slag powder having a powder degree of 4,000 to 5,000 cm 2 / g, 1.5 to 2.5 parts by weight of SO 3 and 50 to 60 parts by weight of CaO may be applied.
상기 파일용 강도재는 상압증기양생으로 PHC 파일을 제조할 때 PHC 파일의 압축강도를 향상시키는 역할을 하는 결합재로서, 본 발명에서는 분말도가 4,500~6,000㎠/g이고, 고로슬래그 미분말 40~60중량부, 무수석고 40~50중량부, 메타카올린 1~5중량부, 실리카흄 1~5중량부 및 알칼리자극제 0.3~0.5중량부를 포함하여 조성된 파일용 강도재를 적용할 수 있다.
The strength material for the pile is a binder which improves the compressive strength of a PHC pile when a PHC pile is produced by atmospheric pressure steam curing. In the present invention, the powder grade is 4,500 to 6,000 cm 2 / g, the blast furnace slag fine powder is 40 to 60 wt. , An
상기 폴리칼본산계 혼화제는 상기 결합재 100중량부에 대비하여 0.7~10.0중량부를 혼합한다. 본 발명에서는 상기 폴리칼본산계 혼화제로서, 일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부 및 폴리알킨렌글리콜 0.1~20중량부를 포함하여 조성된 것을 적용할 수 있으며, 위의 조성에 수산화칼륨(KOH) 0.1~5.0중량부를 더 포함하여 조성한 것을 적용할 수 있다.
The polycarboxylic acid-based admixture is mixed with 0.7 to 10.0 parts by weight relative to 100 parts by weight of the binder. In the present invention, as the polycarboxylic acid-based admixture, 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid-based dispersant and 0.1 to 20 parts by weight of polyalkylene glycol can be used. Potassium hydroxide (KOH) Weight part is further included.
전술한 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물에는 AE제, 방청제, 소포제 중 어느 하나 이상을 더 포함시킬 수 있다. The above-mentioned concrete composition for the resource recycling type high strength PHC pile may further include at least one of an AE agent, an antirust agent, and an antifoaming agent.
상기 AE제는 콘크리트 중에 작은 기포(entrained air)를 고르게 발생시켜 내동결융해성·내식성 등 내구성을 개선한다. 또한 굳은 콘크리트의 열전도율을 저하시키며, 수밀성을 향상시키는 등 2차적인 효과도 있다. 상기 방청제는 철근의 산화를 방지하고, 상기 소포제는 유해한 기포(entrapped air)를 제거하여 콘크리트의 내구성을 향상시킬 수 있다.
The AE agent uniformly generates small entrained air in the concrete to improve durability such as freezing-melting property and corrosion resistance. It also has secondary effects such as lowering the thermal conductivity of hard concrete and improving watertightness. The rust inhibitor prevents oxidation of the reinforcing bar, and the defoaming agent can remove the entrapped air to improve the durability of the concrete.
이하에서는 몇 가지 실험예들과 함께 본 발명을 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in conjunction with several experimental examples.
[실험예 1][Experimental Example 1]
아래 [표 1]은 전술한 개량 시멘트의 사용 여부에 따른 PHC 파일의 압축강도 시험을 위한 비교예 1과 실시예 1의 배합표이고, [표 2]는 [표 1] 배합에 따른 재령별 압축강도 시험 결과를 정리한 것이다.[Table 1] is a table of comparison between Comparative Example 1 and Example 1 for the compressive strength test of the PHC pile according to whether or not the above-mentioned modified cement was used, and Table 2 shows the compressive strengths The test results are summarized.
비교예 1과 실시예 1의 배합조건은 동일하다. 즉, 물-결합재비(W/B) 22.1wt%, 잔골재율(S/a) 28vol%, 배합수(W) 128kg/㎥, 시멘트 290kg/㎥, 고로슬래그 미분말(S/P) 232kg/㎥, 파일용 강도재(H/B) 58kg/㎥을 동일하게 적용하였으며, 폴리칼본산계 혼화제(AD)도 결합재(B) 대비 0.8wt%로 동일하게 적용하였다.The mixing conditions of Comparative Example 1 and Example 1 are the same. That is, 22.1 wt% of water-binder ratio (W / B), 28 vol% of fine aggregate (S / a), 128 kg / m3 of compounding water, 290 kg / m3 of cement, 232 kg / m3 of blast furnace slag (H / B) of 58kg / ㎥ were applied to the same materials, and polycarboxylic acid admixture (AD) was applied to 0.8wt% of the binder (B).
다만 비교예 1은 결합재로 적용되는 시멘트가 보통 포틀랜드 시멘트인데 반해, 실시예 1은 전술한 개량 시멘트라는 점에만 차이가 있다.However, in Comparative Example 1, the cement to be applied as a binder is usually Portland cement, whereas Example 1 is different from the modified cement described above.
[표 1][Table 1]
아래의 [표 2] 및 [도 1]에 보이는 바와 같이 비교예 1의 경우 PHC 파일의 압축강도가 최종적으로 84.3MPa인 반면 실시예 1의 경우는 고분말도의 개량 시멘트 사용에 따라 시멘트 수화반응이 촉진되어 압축강도 110.6MPa이 발현되었다.As shown in [Table 2] and [Figure 1] below, in Comparative Example 1, the compression strength of the PHC file was finally 84.3 MPa, whereas in Example 1, the cement hydration reaction And the compressive strength was 110.6 MPa.
[표 2][Table 2]
[실험예 2][Experimental Example 2]
[표 3]은 고로슬래그 미분말의 배합량과 개량 시멘트 사용 여부에 따른 PHC 파일의 압축강도 시험을 위한 비교예들과 실시예의 시험예이고, [표 4]는 [표 3] 배합에 따른 재령별 압축강도 시험 결과를 정리한 것이다.[Table 3] is a test example of comparative examples and examples for testing the compressive strength of PHC pile according to the blending amount of blast furnace slag powder and the use of modified cement, and Table 4 shows the compressive strength The strength test results are summarized.
[표 3][Table 3]
일반 포틀랜드 시멘트를 사용하는 경우, 고로슬래그 미분말을 결합재의 20wt% 배합한 예(비교예 3)가 고로슬래그 미분말을 전혀 배합하지 않은 예(비교예 2) 보다 PHC 파일의 압축강도가 다소 향상되는 것으로 나타났다. 그러나 고로슬래그 미분말을 결합재의 40wt% 배합한 예(비교예 4)에서는 오히려 고로슬래그 미분말을 전혀 배합하지 않은 예(비교예 2) 보다 PHC 파일의 압축강도가 저하되는 것으로 나타났다. Compared with the example in which blast furnace slag fine powder was blended at 20 wt% (Comparative Example 3) and blast furnace slag fine powder was not blended at all (Comparative Example 2), the compressive strength of the PHC pile was somewhat improved when general Portland cement was used appear. However, the compressive strength of the PHC pile was lower than that of the blast furnace slag fine powder blended at 40 wt% (Comparative Example 4) rather than the blast furnace slag blast powder (Comparative Example 2).
[표 4][Table 4]
고로슬래그 미분말의 과다 사용에 의한 압축강도 저하를 극복하는 방법으로 3종 조강 시멘트를 적용하는 방안이 제시되어 왔으나, 상기 개량 시멘트를 적용함으로써 고로슬래그 미분말을 결합재의 40wt% 배합했을 때의 PHC 파일의 재령별 압축강도가 현저히 상승함을 확인할 수 있었다([표 4] 및 [도 2] 참조).
In order to overcome the deterioration of the compressive strength due to the excessive use of the blast furnace slag powder, a method of applying three kinds of crude steel cements has been proposed. However, when the blast furnace slag powder is blended with 40 wt% It was confirmed that the compressive strength of each age was significantly increased (see [Table 4] and [Figure 2]).
[실험예 3][Experimental Example 3]
[표 5]는 혼화제의 종류에 따른 PHC 파일의 여러 가지 물성 발현을 테스트 하기 위한 콘크리트의 기본 배합표이다. [표 6]은 [표 5]의 콘크리트 기본 배합에 첨가되는 혼화제의 종류와 첨가량을 실시예와 비교예를 구분하여 정리한 것이다.[Table 5] is a basic blend table of concrete for testing various properties of PHC pile according to kinds of admixture. Table 6 summarizes the types and amounts of the admixture added to the concrete basic formulation of Table 5 by dividing the examples and the comparative examples.
[표 7]은 혼화제의 종류와 첨가량에 따른 PHC 파일의 여러 가지 물성(슬럼프, 콘크리트 점성, 슬러지 발생량, 내공 성형상태, 두부 성형상태) 테스트(또는 관찰) 결과를 정리한 것이다. [표 8]은 혼화제의 종류와 첨가량에 따른 PHC 파일의 재령별 압축강도 테스트 결과를 정리한 것이다. [Table 7] summarizes the test results (or observations) of various physical properties (slump, concrete viscosity, sludge generation amount, pore forming state, tofu formation state) of the PHC pile according to the kind and amount of the admixture. [Table 8] summarizes the compressive strength test results of PHC files according to age and type of admixture.
[표 5][Table 5]
아래의 [표 6]에서 폴리칼본산계 혼화제 1은 일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부에 폴리알킬렌글리콜 5중량부 및 수산화칼륨(KOH) 0.5중량부를 혼합하여 조성한 것이다. 폴리칼본산계 혼화제 2는 일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부에 폴리알킬렌글리콜 10중량부 및 수산화칼륨(KOH) 2중량부를 혼합하여 조성한 것이다.
In the following Table 6, polycarboxylic acid-based Admixture 1 was prepared by mixing 5 parts by weight of polyalkylene glycol and 0.5 part by weight of potassium hydroxide (KOH) in 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid dispersant. The polycarboxylic acid-based admixture 2 was prepared by mixing 10 parts by weight of polyalkylene glycol and 2 parts by weight of potassium hydroxide (KOH) in 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid dispersant.
비교예 5에서 적용한 나프탈렌계 혼화제는 우수한 작업성 및 성형성으로 일반 PHC 파일 제조에 사용되고 있다. 그러나 일반 폴리칼본산계 분산제에 비해 분산성이 낮아 사용량이 많아지고, 감수력이 부족하여 높은 강도발현이 어려워 고강도 PHC 파일 생산에는 적합하지 않다. 비교예 6은 일반 폴리칼본산계 분산제를 적용한 예인데, 일반 폴리칼분산계 분산제는 감수력이 높아 단위수량을 낮출 수 있으나, 콘크리트의 과도한 점성으로 콘크리트를 몰드에 주입시 콘크리트가 흘러내려 작업성 저하가 크게 되고, 슬러지가 많이 발생하게 된다. 또한 PHC 파일의 내공성형이 저하되는 단점이 있다.The naphthalene-based admixture applied in Comparative Example 5 is used for producing a general PHC pile with excellent workability and moldability. However, the dispersibility is lower than that of a general polycarboxylic acid-based dispersant, so that the amount of used is increased and the strength is not so high, so that it is difficult to produce a high strength PHC pile. Comparative Example 6 is an example in which a general polycarboxylic acid-based dispersant is applied. Although a dispersant of a general polycarboxylic dispersant has high sensitivity, it can lower the unit yield. However, when concrete is injected into a mold due to excessive viscosity of concrete, And a large amount of sludge is generated. In addition, there is a disadvantage in that the internal molding of the PHC file is deteriorated.
[표 6][Table 6]
실시예 3,4에서 적용한 폴리칼본산계 혼화제 1,2는 기존의 일반 폴리칼본산계 분산제의 성능 개선을 통해 압축강도 면에서는 일반 폴리칼본산계 분산제를 적용하는 경우와 동등 이상의 성능이 발현되도록 하면서, 나프탈렌계 혼화제를 적용하는 경우와 유사한 콘크리트 물성을 확보하였다. 또한 시멘트의 상당량을 고로슬래그 미분말로 치환함으로써 고로슬래그 미분말의 잠재수경성에 의한 강도저하가 발생하게 되는데, 폴리칼본산계 혼화제에 첨가된 수산화칼륨이 상기 고로슬래그 미분말의 불투수성 피막을 자극하여 수화반응이 촉진된다.
The polycarboxylic acid-based admixtures 1 and 2 applied in Examples 3 and 4 were improved in performance of the conventional polycarboxylic acid-based dispersing agent, so that the performance equivalent to that of a general polycarboxylic acid- And concrete properties similar to those of the case where the admixture is applied. In addition, by substituting a large amount of cement with blast furnace slag fine powder, the strength of the blast furnace slag fine powder is lowered due to potential hydraulic stability. Potassium hydroxide added to the polycarboxylic acid-based admixture stimulates the impermeable film of the blast furnace slag fine powder, do.
또한, 슬래그 다량치환에 따른 과도한 콘크리트 점성을 줄이기 위해 점성조절제로 폴리알킨렌글리콜을 일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부 대비 0.1~20중량부 첨가함으로써 콘크리트의 점성을 낮춰 작업성 및 우수한 성형을 확보하였다. 이는 폴리알킬렌글리콜의 사용으로 인해 콘크리트 내 수분의 표면장력이 낮아지기 때문으로 판단된다. 이에 따라 폴리칼본산계 혼화제를 적용한 슬래그 다량치환 고강도 파일 생산이 가능하다.In addition, in order to reduce excess concrete viscosity due to a large amount of slag substitution, 0.1 to 20 parts by weight of polyalkylene glycol as a viscosity modifier is added to 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid dispersant to lower the viscosity of the concrete to ensure workability and excellent molding . This is because the surface tension of water in the concrete is lowered due to the use of polyalkylene glycol. Accordingly, it is possible to produce a slag high-substituted high-strength pile using a polycarboxylic acid-based admixture.
[표 7][Table 7]
[표 8][Table 8]
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이전 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to cover such modifications and changes as fall within the true scope of the present invention.
없음none
Claims (6)
상기 결합재는, 개량 시멘트 40~60중량부; 고로슬래그 미분말 30~60중량부 및 파일용 강도재 10~30중량부; 를 포함하여 조성되고,
폴리칼본산계 혼화제가 상기 결합재 100중량부 대비 0.7~10.0중량부 혼합되며,
상기 시멘트는 분말도 보통 포틀랜드 시멘트를 개량한 것으로서,
분말도가 4,500~5,500㎠/g이고,
SO3 2.5~4.0 중량부; CaO 50~60중량부; 및 SiO2 20~40중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물.
Binder 500 to 650 kg / m 3; Mixing number 120 to 130 kg / m 3; Fine aggregate 500 ~ 600kg / ㎥; And coarse aggregate 1,000 to 1,300 kg / m3; ≪ / RTI >
Wherein the binder comprises 40 to 60 parts by weight of an improved cement; 30 to 60 parts by weight of fine blast furnace slag powder and 10 to 30 parts by weight of a strength agent for piles; ≪ / RTI >
The polycarboxylic acid-based admixture is mixed with 0.7 to 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder,
The cement powder is also an improvement of portland cement,
The powder has a degree of 4,500-5,500 cm < 2 > / g,
2.5 to 4.0 parts by weight of SO 3 ; 50 to 60 parts by weight of CaO; And SiO 2 20 ~ 40 parts by weight; Wherein the composition is composed of at least one material selected from the group consisting of silica, alumina, and silica.
상기 고로슬래그 미분말은 분말도가 4,000~5,000㎠/g이고,
SO3 1.5~2.5중량부; 및 CaO 50~60중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
The blast furnace slag fine powder has a powder degree of 4,000 to 5,000 cm < 2 > / g,
1.5 to 2.5 parts by weight of SO 3 ; And 50 to 60 parts by weight of CaO; Wherein the composition is composed of at least one material selected from the group consisting of silica, alumina, and silica.
상기 파일용 강도재는 분말도가 4,500~6,000㎠/g이고,
고로슬래그 미분말 40~60중량부; 무수석고 40~50중량부; 메타카올린 1~5중량부; 실리카흄 1~5중량부; 및 알칼리자극제 0.3~0.5중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
The strength material for piles has a powder degree of 4,500 to 6,000 cm < 2 > / g,
40 to 60 parts by weight of fine blast furnace slag powder; 40 to 50 parts by weight of anhydrous gypsum; 1 to 5 parts by weight of meta kaolin; 1 to 5 parts by weight of silica fume; And 0.3 to 0.5 parts by weight of an alkali stimulant; Wherein the composition is composed of at least one material selected from the group consisting of silica, alumina, and silica.
상기 폴리칼본산계 혼화제는,
일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부; 및 폴리알킨렌글리콜 0.1~20중량부; 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물.
The method of claim 1,
The polycarboxylic acid-
100 parts by weight of a general polycarboxylic acid dispersant; And 0.1 to 20 parts by weight of polyalkylene glycol; Wherein the composition is composed of at least one material selected from the group consisting of silica, alumina, and silica.
상기 폴리칼본산계 혼화제는,
일반 폴리칼본산계 분산제 100중량부 대비 수산화칼륨(KOH) 0.1~5.0중량부; 를 더 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물.
5. The method of claim 4,
The polycarboxylic acid-
0.1 to 5.0 parts by weight of potassium hydroxide (KOH) relative to 100 parts by weight of a general polycarboxylic acid dispersant; Wherein the composition is composed of at least one material selected from the group consisting of silica, alumina, and silica.
AE제, 방청제, 소포제 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 고강도 PHC 파일용 콘크리트 조성물.The method according to any one of claims 1 to 5,
AE, a rust inhibitor, and an antifoaming agent. The concrete composition for a resource recirculation type high strength PHC pile according to claim 1,
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