(19)대한민국특허청(KR)(12) 공개특허공보(A)

(51) 。Int. Cl.7

C04B 20/00

(11) 공개번호(43) 공개일자

10-2005-00442382005년05월12일

(21) 출원번호 10-2003-0080356(22) 출원일자 2003년11월07일

(71) 출원인 한국전력공사서울 강남구 삼성1동 167번지

(72) 발명자 정의승서울특별시송파구방이동89올림픽아파트222동103호김무성인천광역시계양구작전3동현대2-2차아파트(215동402호)

(74) 대리인 권태복이화익

심사청구 : 있음

(54) 해양구조물용 콘크리트의 조성물

요약

본 발명은 해양구조물의 건설 및 보수과정에서 이용되는 콘크리트의 조성물에 관한 것으로, 물 6∼9 wt％ - 시멘트12∼14 wt％ - 큰 골재(25mm 이상) 40∼44 wt％ - 작은 골재(25mm 이하) 32∼35 wt％ - 플라이애시 3∼5 wt％ - 유동화제 0.1∼0.3 wt％ - AE제 0.001∼0.003 wt％로 배합되어, 해양환경에 설치된 콘크리트 구조물의 수명이 연장됨은물론 구조물설치에 따른 작업하중 및 공수가 절감되어 구조물의 유지보수에 따른 부대비용이 절감되게 한 것이다.

색인어

물, 시멘트, 골재, 플라이애시, 혼화제

명세서

발명의 상세한 설명

발명의 목적

발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술

본 발명은 해양구조물의 건설 및 보수과정에서 이용되는 콘크리트의 조성물에 관한 것으로, 특히 콘크리트의 조성물 및 배합비를 적절히 조절하여 염해에 대해 수밀성 및 내구성을 향상시킴과 더불어 수명을 증대시킬 수 있도록 된 해양구조물용콘크리트의 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트는 압축강도는 강하지만 인장강도는 약한 특성이 있어 그 구조물의 내부에 보강 철근을 매립하여 인장 하중를 보강한다. 하지만 콘크리트 구조물의 보강철근은 방파제나 부두나 잔교 등과 같은 해양환경의 염해에 의해 구조성능 및 내구성능이 저하되는 단점이 있다.

즉, 해양환경에서 사용되는 콘크리트 구조물은 염해에 의한 열화나 균열발생이나 내부철근의 부식 등과 같은 내구성이나안정성에 상대적으로 취약하여 수명이 단축되므로 콘크리트 구조물의 설치 및 유지보수에 따른 작업하중 및 작업공수가증대하여 부대비용을 상승시키는 것이다.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 콘크리트의 조성물 및 배합비를 절절히조절하여 염해에 대해 수밀성 및 내구성을 향상시킴과 더불어 수명을 증대시킬 수 있도록 된 해양구조물용 콘크리트의 조성물을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

공개특허 10-2005-0044238

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상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물 6∼9 wt％ - 시멘트 12∼14 wt％ - 큰 골재(25mm 이상) 40∼44 wt％- 작은 골재(25mm 이하) 32∼35 wt％ - 플라이애시 3∼5 wt％ - 유동화제 0.1∼0.3 wt％ - AE제 0.001∼0.003 wt％의 함량비로 배합된 것을 특징으로 한다.

발명의 구성 및 작용

이하, 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 해양구조물용 콘크리트의 조성물은, 물 6∼9 wt％ - 시멘트 12∼14 wt％ - 큰 골재(25mm 이상) 40∼44wt％ - 작은 골재(25mm 이하) 32∼35 wt％ - 플라이애시 3∼5 wt％ - 유동화제 0.1∼0.3 wt％ - AE제 0.001~0.003wt％의 함량비로 배합된 것을 특징적 구성으로 한다.

먼저, 본 발명의 조성물에서 물과 시멘트와 골재는 종래기술과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 하고, 플라이애시는구상의 입자로서 알루미나와 실리카가 주성분이며, 특히 플라이애시와 유동화제와 AE제는 시멘트의 원료로 사용되는 혼화재이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 시멘트는 해수의 작용에 대하여 내구적이어야하므로 고로슬래그 시멘트나 플라이애시 시멘트 등 혼합 시멘트계가바람직하며, 특히 혼합시멘트는 내해수성 이외에도 장기재량의 강도가 크고 수화열이 적어 초기강도가 작은 결점이 있어초기 습윤 양생에 주의하여야 한다.

그리고, 골재는 그 단면적을 25mm로 기준으로 큰 골재와 작은 골재로 분류하였으며, 특히 청정, 강경, 내구적이어야 하며,먼지나 흙이나 유기불순물이나 염분이나 얇은 석편 등을 함유해서는 안된다.

특히, 부서지기 쉬운 것. 결이 있는 것. 강도가 낮은 것. 흡수량이 큰 것. 팽윤성이 있는 것 등은 내구성이 좋지 않은 골재이므로 적당하지 않다. 해수는 알칼리 골재 반응의 반응성을 촉진하므로 충분한 검토를 해야한다.

그리고, 혼화재는 고로슬래그 미분말이나 플라이애시를 적당량 시멘트와 치환함으로써 수밀을 유지시키고 해수의 화학작용에 대한 내구성이 큰 콘크리트로 만들 수 있으나, 이들 혼화제의 사용효과는 혼화재의 종류나 분말도나 혼합율에 따라상이하므로 품질을 확인한 후 사용한다.

특히, 본원발명에서는 혼화제를 이용하여 플라이애시를 대략 20％ 정도 치환하였으며, 이렇게 치환비율을 한정한 이유는치환율 증가에 따른 경제성 및 내구성을 감안하여 선정한 것이다.

또한. 플라이애시를 치환한 콘크리트를 사용하는 경우 장기강도, 건조수축, 수화열 등에서 우수함으로써 염화물 등의 열화인자의 침입에 노출되어 고내구성이 요구되는 구조물이 유리하다.

또한, 플라이애시는 매끈매끈한 유리질 구상이으로서 그 주변부에 포졸란 반응생성물로 가득참에 따라 장기에 걸쳐 강도가 증진되며 특히 수밀성 및 내구성이 향상되며 수화열의 발생을 감소시킨다.

즉, 본원발명에서와 같은 조성물의 구조물을 계측한 결과, 구조물 중심부의 온도가 일반 구조물에 비해 3.3℃ 정도 저감되었으며, 표면과의 온도차 역시 2.7℃정도 저감되어 균열발생을 감소시킬 것으로 판단된다.

또한, 플라이애시에 미량의 유동화제를 첨가한 결과, 일반 콘크리트에 비해 초기강도의 발현속도가 지연되지만 재량 60일경 역전되어 장기강도가 크게 증진됨은 물론 중심부온도가 저감되어 균열발생 가능성을 감소시킨다.

그리고, 콘크리트를 제조하는 과정에서 발포성이 현저한 계면활성제로서 미량의 AE제를 첨가하여, 콘크리트 중의 전(全)공기량이 용적으로 4.5∼5.5 ％가 되도록함이 바람직하다.

그리고, 콘크리트 조성물에 유동화제를 첨가하여 조성물의 유동성을 증가시킴은 물론 공기연행성을 유지하면서 철근부식을 방지시킴이 바람직하다.

그리고, 해양구조물용 콘크리트를 제조하는 과정에서, 예컨대 물과 시멘트를 43∼46 wt％ : 53∼56 wt％의 배합비로 바람직하게는, 45 wt％ : 55 wt％의 비율로 배합하는 것이 좋다.

그리고, 해양구조물용 콘크리트를 제조하는 과정에서, 예컨대 큰 골재와 작은 골재를 43∼46 wt％ : 53∼56 wt％의 배합비로 바람직하게는 45 wt％ : 55 wt％의 비율로 배합하는 것이 좋다.

결론적으로, 본원발명에서와 같은 콘크리트 조성물을 이용하여 해양구조물을 제조한 결과, 압축강도가 350 kgf/㎠ 이상이면서도 주조물의 중심부온도가 저감되어 내구성이 향상될 것으로 판단된다.

발명의 효과

공개특허 10-2005-0044238

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 해양구조물용 콘크리트의 조성물에 의하면, 콘크리트의 제조과정에서 물과 골재와 혼화제의 비율을 조정하여 수밀성 및 내구성을 향상시킴은 물론 수화열의 발생을 저감시키므로, 해양환경에 설치된콘크리트 구조물의 수명이 연장됨은 물론 구조물설치에 따른 작업하중 및 작업 공수가 절감되어 구조물의 유지보수에 따른 각종 부대비용이 절감되는 효과가 있는 것이다.

(57) 청구의 범위

청구항 1.

물 6∼9 wt％ - 시멘트 12∼14 wt％ - 큰 골재(25mm 이상) 40∼44 wt％ - 작은 골재(25mm 이하) 32∼35 wt％ - 플라이애시 3∼5 wt％ - 유동화제 0.1∼0.3 wt％ - AE제 0.001∼0.003 wt％로 배합된 것을 특징으로 하는 해양구조물용 콘크리트의 조성물.

청구항 2.

제 1항에 있어서, 상기 물과 시멘트는, 그 배합비가 43∼46 wt％ : 53∼56 wt％ 인 것을 특징으로 하는 해양구조물용 콘크리트의 조성물.

청구항 3.

제 1항에 있어서, 상기 큰 골재와 작은 골재는, 그 배합비가 43∼46 wt％ : 53∼56 wt％ 인 것을 특징으로 하는 해양구조물용 콘크리트의 조성물.

청구항 4.

제 1항에 있어서, 상기 조성물은, 그 내부에 공기가 4.5∼5.5 ％ 포함된 것을 특징으로 하는 해양구조물용 콘크리트의 조성물.

공개특허 10-2005-0044238

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