[학위논문]고로슬래그를 기반으로한 석고의 종류별 SO₃ 함유량에 따른 무시멘트 경화체의 물리 반응ㆍ특성 The Physical and Reaction Properties of on the Blast Furnace Slag based Non-cement Matrix according to SO₃ Content and Type of Gypsum원문보기
본 연구는 제조과정 중 이산화탄소를 발생시키는 시멘트의 사용을 줄이고 환경부하를 저감할 수 있는 산업부산물인 고로슬래그를 사용한 무시멘트 경화체 제조에 대한 실험적 연구를 하고자한 실험으로, 고로슬래그와 각종 알칼리 자극제와의 적합성을 검토하기 위한 기초실험을 실시한 후 고로슬래그와 가장 적합한 알칼리 자극제를 사용한 무시멘트 경화체의 단점을 보완하기 위해 천연석고, 폐석고보드 미분말, 부산인산석고 등 각각의 SO3 함유량에 따른 물리적 특성 및 반응 특성에 관한실험을 실시하였다. 1. 무시멘트 경화체의 기초실험 무시멘트 경화체의 기초실험은 산업부산물인 고로슬래그와 알칼리 자극제의 종류에 따른 경화성상을 검토하여 본 실험의 실험수준을 선정하기 위한 실험으로 휨강도 시험결과, NaOH>Ca(...
본 연구는 제조과정 중 이산화탄소를 발생시키는 시멘트의 사용을 줄이고 환경부하를 저감할 수 있는 산업부산물인 고로슬래그를 사용한 무시멘트 경화체 제조에 대한 실험적 연구를 하고자한 실험으로, 고로슬래그와 각종 알칼리 자극제와의 적합성을 검토하기 위한 기초실험을 실시한 후 고로슬래그와 가장 적합한 알칼리 자극제를 사용한 무시멘트 경화체의 단점을 보완하기 위해 천연석고, 폐석고보드 미분말, 부산인산석고 등 각각의 SO3 함유량에 따른 물리적 특성 및 반응 특성에 관한실험을 실시하였다. 1. 무시멘트 경화체의 기초실험 무시멘트 경화체의 기초실험은 산업부산물인 고로슬래그와 알칼리 자극제의 종류에 따른 경화성상을 검토하여 본 실험의 실험수준을 선정하기 위한 실험으로 휨강도 시험결과, NaOH>Ca(OH)2>Na2SiO3의 순으로 NaOH를 첨가한 경화체의 강도가 가장 우수한 것으로 나타났으며, NaOH를 10 (wt.%) 첨가하였을 때 가장 높고 안정적인 강도발현을 하였다. 압축강도 시험결과, NaOH>Na2SiO3>Ca(OH)2의 순으로 NaOH를 10 (wt.%) 첨가한 경화체의 압축강도가 가장 높은 것으로 나타났으며, Na2SiO3를 첨가한 경화체의 경우 초기 재령의 강도발현은 낮으나 재령 28일까지의 강도증진은 매우 높은 것으로 나타타났다. 2. 무시멘트 경화체의 본 실험 본 실험은 고로슬래그 기반의 무시멘트 경화체를 제조하기 위한 실험적 연구의 일환으로 기초실험을 통해 도출된 결과를 기반으로 알칼리 자극제의 사용량 저감과 결합재의 응결 및 강도를 보완하기 위해 시멘트 제조시 응결조절용으로 사용되는 석고를 사용하였다. 그 결과, 테이블 플로우는 Plain이 가장 낮았으며, 천연석고와 부산인산석고는 치환율에 따라 플로우가 증가하는 경향을 나타내고 폐석고보드 미분말을은 치환율에 따라 플로우가 작아지는 경향을 나타내었다. 응결시험은 Plain의 응결이 가장 빨랐으며, 천연석고는 치환율이 증가할수록 응결 시간이 늦어지는 경향을 나타내었고, 폐석고보드 미분말은 치환율이 증가할수록 응결시간은 짧아지는 경향을 나타내었다. 부산인산석고는 2% 치환한 결합재부터 치환율이 증가할수록 응결시간이 늦어지는 경향을 나타내었다. 강도 시험결과, 휨 강도는 천연석고를 치환한 경화체는 치환율에 따라 3%까지 강도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 폐석고보드 미분말은 치환율 1%를 제외한 재령 28일의 강도가 재령 7일보다 낮은 강도를 나타내었다. 부산인산석고는 치환율에 따라 강도가 저하되는 경향을 나타내었다. 압축강도는 Plain보다 석고를 치환한 경화체의 압축강도가 다소 높은 강도발현을 하였으며, 천연석고는 치환율에 따라 강도가 증가되는 경향을 나타내었다. 폐석고보드 미분말과 부산인산석고는 치환율 3%까지 강도증진을 보이나 이후 치환율에 따라 강도가 저하되는 경향을 나타내었다. SEM-EDS 분석결과, 모든 경화체에서 O, Ca, Na, Si, Al 성분이 검출되었으며, Plain 보다 석고를 치환한 경화체가 보다 치밀한 조직을 나타내었다. 또한, 폐석고보드 미분말을 치환한 경화체는 미세한 균열이 관찰되었다.
본 연구는 제조과정 중 이산화탄소를 발생시키는 시멘트의 사용을 줄이고 환경부하를 저감할 수 있는 산업부산물인 고로슬래그를 사용한 무시멘트 경화체 제조에 대한 실험적 연구를 하고자한 실험으로, 고로슬래그와 각종 알칼리 자극제와의 적합성을 검토하기 위한 기초실험을 실시한 후 고로슬래그와 가장 적합한 알칼리 자극제를 사용한 무시멘트 경화체의 단점을 보완하기 위해 천연석고, 폐석고보드 미분말, 부산인산석고 등 각각의 SO3 함유량에 따른 물리적 특성 및 반응 특성에 관한실험을 실시하였다. 1. 무시멘트 경화체의 기초실험 무시멘트 경화체의 기초실험은 산업부산물인 고로슬래그와 알칼리 자극제의 종류에 따른 경화성상을 검토하여 본 실험의 실험수준을 선정하기 위한 실험으로 휨강도 시험결과, NaOH>Ca(OH)2>Na2SiO3의 순으로 NaOH를 첨가한 경화체의 강도가 가장 우수한 것으로 나타났으며, NaOH를 10 (wt.%) 첨가하였을 때 가장 높고 안정적인 강도발현을 하였다. 압축강도 시험결과, NaOH>Na2SiO3>Ca(OH)2의 순으로 NaOH를 10 (wt.%) 첨가한 경화체의 압축강도가 가장 높은 것으로 나타났으며, Na2SiO3를 첨가한 경화체의 경우 초기 재령의 강도발현은 낮으나 재령 28일까지의 강도증진은 매우 높은 것으로 나타타났다. 2. 무시멘트 경화체의 본 실험 본 실험은 고로슬래그 기반의 무시멘트 경화체를 제조하기 위한 실험적 연구의 일환으로 기초실험을 통해 도출된 결과를 기반으로 알칼리 자극제의 사용량 저감과 결합재의 응결 및 강도를 보완하기 위해 시멘트 제조시 응결조절용으로 사용되는 석고를 사용하였다. 그 결과, 테이블 플로우는 Plain이 가장 낮았으며, 천연석고와 부산인산석고는 치환율에 따라 플로우가 증가하는 경향을 나타내고 폐석고보드 미분말을은 치환율에 따라 플로우가 작아지는 경향을 나타내었다. 응결시험은 Plain의 응결이 가장 빨랐으며, 천연석고는 치환율이 증가할수록 응결 시간이 늦어지는 경향을 나타내었고, 폐석고보드 미분말은 치환율이 증가할수록 응결시간은 짧아지는 경향을 나타내었다. 부산인산석고는 2% 치환한 결합재부터 치환율이 증가할수록 응결시간이 늦어지는 경향을 나타내었다. 강도 시험결과, 휨 강도는 천연석고를 치환한 경화체는 치환율에 따라 3%까지 강도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 폐석고보드 미분말은 치환율 1%를 제외한 재령 28일의 강도가 재령 7일보다 낮은 강도를 나타내었다. 부산인산석고는 치환율에 따라 강도가 저하되는 경향을 나타내었다. 압축강도는 Plain보다 석고를 치환한 경화체의 압축강도가 다소 높은 강도발현을 하였으며, 천연석고는 치환율에 따라 강도가 증가되는 경향을 나타내었다. 폐석고보드 미분말과 부산인산석고는 치환율 3%까지 강도증진을 보이나 이후 치환율에 따라 강도가 저하되는 경향을 나타내었다. SEM-EDS 분석결과, 모든 경화체에서 O, Ca, Na, Si, Al 성분이 검출되었으며, Plain 보다 석고를 치환한 경화체가 보다 치밀한 조직을 나타내었다. 또한, 폐석고보드 미분말을 치환한 경화체는 미세한 균열이 관찰되었다.
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