최근 온실가스에 의한 지구 온난화와 같은 환경 문제가 전 세계적으로 이슈화 되고 있다. 국내는 저탄소 녹색성장기본법이 제정, 시행됨에 따라 건설산업도 시멘트 사용으로 발생되는 CO2 배출량을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있고, 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구는 천연 포졸란 재료인 화산재와 산업부산물인 고로슬래그를 혼합재로 사용한 알칼리 활성 콘크리트의 특성을 연구하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 ...
최근 온실가스에 의한 지구 온난화와 같은 환경 문제가 전 세계적으로 이슈화 되고 있다. 국내는 저탄소 녹색성장기본법이 제정, 시행됨에 따라 건설산업도 시멘트 사용으로 발생되는 CO2 배출량을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있고, 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구는 천연 포졸란 재료인 화산재와 산업부산물인 고로슬래그를 혼합재로 사용한 알칼리 활성 콘크리트의 특성을 연구하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 모르타르의 유동성 및 강도 특성을 분석하여 최적 배합을 도출하였다. 이를 콘크리트에 적용하여 물리적 특성, 미세구조 분석 및 내구성능을 분석하였다. 또한, 화산재 기반 알칼리 활성 콘크리트의 환경성을 평가하기 위하여 CO2 배출량을 분석하여 친환경 콘크리트의 CO2 저감 방안으로 제시하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 모르타르는 NaOH 4M, A/B 0.35, 결합재 비 6:4 일 때, 유동성과 강도발현을 위한 최적의 배합으로 나타냈다. 알칼리 활성화제의 첨가제로 Na2CO3를 사용하여 콘크리트에 적용한 결과, 유동성을 확보하는데 유리하였으며, 50MPa 이상의 강도발현으로 고강도 콘크리트의 제조가 가능하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 콘크리트의 미세구조 분석으로 N-(C)-A-S-H 겔이 생성되었다. 이는 콘크리트 내 조직구조가 치밀하게 형성되어 있으며, Si/Al 비와 공극률이 낮을수록 압축강도 발현이 높은 것으로 나타났다. 또한, 내구성능을 평가한 결과, 동결융해 저항성 및 염해 저항성에서 우수한 것으로 나타났다. 그러나 탄산화에 대한 저항성은 OPC 보다 떨어지므로 이를 보완하는 추가 연구가 필요하다. 마지막으로, 화산재 기반 알칼리 활성 콘크리트의 환경성을 평가하였다. 생산과정에서 발생하는 CO2 배출량을 정량적으로 평가하였고, OPC 콘크리트의 약 40% 수준으로 나타나 화산재를 활용한 콘크리트를 사용할 경우 CO2 배출량을 현저히 줄일 수 있었다. 이는 건설 산업의 CO2 발생문제를 해결할 수 있고 환경적으로 큰 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 온실가스에 의한 지구 온난화와 같은 환경 문제가 전 세계적으로 이슈화 되고 있다. 국내는 저탄소 녹색성장기본법이 제정, 시행됨에 따라 건설산업도 시멘트 사용으로 발생되는 CO2 배출량을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있고, 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구는 천연 포졸란 재료인 화산재와 산업부산물인 고로슬래그를 혼합재로 사용한 알칼리 활성 콘크리트의 특성을 연구하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 모르타르의 유동성 및 강도 특성을 분석하여 최적 배합을 도출하였다. 이를 콘크리트에 적용하여 물리적 특성, 미세구조 분석 및 내구성능을 분석하였다. 또한, 화산재 기반 알칼리 활성 콘크리트의 환경성을 평가하기 위하여 CO2 배출량을 분석하여 친환경 콘크리트의 CO2 저감 방안으로 제시하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 모르타르는 NaOH 4M, A/B 0.35, 결합재 비 6:4 일 때, 유동성과 강도발현을 위한 최적의 배합으로 나타냈다. 알칼리 활성화제의 첨가제로 Na2CO3를 사용하여 콘크리트에 적용한 결과, 유동성을 확보하는데 유리하였으며, 50MPa 이상의 강도발현으로 고강도 콘크리트의 제조가 가능하였다. 화산재 기반 알칼리 활성 콘크리트의 미세구조 분석으로 N-(C)-A-S-H 겔이 생성되었다. 이는 콘크리트 내 조직구조가 치밀하게 형성되어 있으며, Si/Al 비와 공극률이 낮을수록 압축강도 발현이 높은 것으로 나타났다. 또한, 내구성능을 평가한 결과, 동결융해 저항성 및 염해 저항성에서 우수한 것으로 나타났다. 그러나 탄산화에 대한 저항성은 OPC 보다 떨어지므로 이를 보완하는 추가 연구가 필요하다. 마지막으로, 화산재 기반 알칼리 활성 콘크리트의 환경성을 평가하였다. 생산과정에서 발생하는 CO2 배출량을 정량적으로 평가하였고, OPC 콘크리트의 약 40% 수준으로 나타나 화산재를 활용한 콘크리트를 사용할 경우 CO2 배출량을 현저히 줄일 수 있었다. 이는 건설 산업의 CO2 발생문제를 해결할 수 있고 환경적으로 큰 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
In the past few decades, environmental issues such as global warming are increasingly concerned in civil engineering area. In Korea, Framework Acton Low Carbon, Green Growth became effective in 2010, there were a lot of effort to reduce CO2 emission in cement usage and to develop a...
ABSTRACT
In the past few decades, environmental issues such as global warming are increasingly concerned in civil engineering area. In Korea, Framework Acton Low Carbon, Green Growth became effective in 2010, there were a lot of effort to reduce CO2 emission in cement usage and to develop alkali-activated concrete without cement. To conduct a research on properties of alkali-activated concrete with volcanic ash and blast furnace slag, optimum mix proportion was obtained by analyzing fluidity and strength of alkali-activated mortar. The optimum proportion was applied to concrete experiment and physical properties, micro-structure and durability was analyzed. Moreover, CO2 emission rate of volcanic ash-based alkali-activated concrete was measured to suggest a means of reducing CO2 in environment–friendly concrete. Volcanic ash based alkali-activated mortar showed best fluidity and strength when it had 4M NaOH, A/B ratio at 0.35 and binder ratio at 6:4. Using Na2CO3 as an alkali activator enhanced fluidity of concrete and made it possible to produce higher strength over 50MPa. Microstructural analysis of volcanic ash based alkali-activated concrete confirmed that it was formed in dense and compact structure and N-(C)-A-S-H gel was generated inside of it. Additionally, it also revealed that low Si/Al ratio results in high compressive strength of concrete. As a result of the durability assessment, freeze thaw resistance and salt damage resistance of volcanic ash based alkali-activated concrete are outstanding, but its carbonation resistance is relatively inferior to OPC concrete’s. The amount of CO2 emitted during production process was quantitatively measured to assess environmental effect of volcanic ash based alkali-activated concrete. As a result, volcanic ash based alkali-activated concrete’s emission was 40% of OPC concrete’s. It is expected that volcanic ash based concrete will significantly reduce CO2 emission rate and create great added value in concrete industry.
Key world : Volcanic Ash, Blast Furnace Slag, Alkali Activator, Alkali-activated Concrete, Workability, Compressive Strength, Microstructure, Durability, CO2 Emission
ABSTRACT
In the past few decades, environmental issues such as global warming are increasingly concerned in civil engineering area. In Korea, Framework Acton Low Carbon, Green Growth became effective in 2010, there were a lot of effort to reduce CO2 emission in cement usage and to develop alkali-activated concrete without cement. To conduct a research on properties of alkali-activated concrete with volcanic ash and blast furnace slag, optimum mix proportion was obtained by analyzing fluidity and strength of alkali-activated mortar. The optimum proportion was applied to concrete experiment and physical properties, micro-structure and durability was analyzed. Moreover, CO2 emission rate of volcanic ash-based alkali-activated concrete was measured to suggest a means of reducing CO2 in environment–friendly concrete. Volcanic ash based alkali-activated mortar showed best fluidity and strength when it had 4M NaOH, A/B ratio at 0.35 and binder ratio at 6:4. Using Na2CO3 as an alkali activator enhanced fluidity of concrete and made it possible to produce higher strength over 50MPa. Microstructural analysis of volcanic ash based alkali-activated concrete confirmed that it was formed in dense and compact structure and N-(C)-A-S-H gel was generated inside of it. Additionally, it also revealed that low Si/Al ratio results in high compressive strength of concrete. As a result of the durability assessment, freeze thaw resistance and salt damage resistance of volcanic ash based alkali-activated concrete are outstanding, but its carbonation resistance is relatively inferior to OPC concrete’s. The amount of CO2 emitted during production process was quantitatively measured to assess environmental effect of volcanic ash based alkali-activated concrete. As a result, volcanic ash based alkali-activated concrete’s emission was 40% of OPC concrete’s. It is expected that volcanic ash based concrete will significantly reduce CO2 emission rate and create great added value in concrete industry.
Key world : Volcanic Ash, Blast Furnace Slag, Alkali Activator, Alkali-activated Concrete, Workability, Compressive Strength, Microstructure, Durability, CO2 Emission
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