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문제 정의
- 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현재 국내에서 가장 널리 사용되어지고 있는 리그닌 술폰산(이하 L), 나프탈렌 술폰산 축합물(이하 N), 멜라민 술폰산 축합물(이하 M), 그리고 폴리카복실레이트(이하 P) 등의 4종의 콘크리트용 화학 혼화제가 보통 포틀랜트시멘트의 수화 반응에 어떠한 영향을미치는지를 확인하고자 하였다. 또한 이들 화학 혼화제를사용량별로 분류하여 사용량 변화에 따른 시멘트 수화 반응의 변화 양상을 조사하였다.
제안 방법
- 의 승온 속도로 상온에서 700 °C까지 질소 분위기에서(50mZ/min) 측정했다. 기록 간격은 초당 1회로 설정하였다.
- XRD 분석과. 동일한 시편을 활용해 S의 열분석기 (DSC-50)을 사용하여 측정하였다. 10 °C/min.
- 따라서 본 연구에서는 현재 국내에서 가장 널리 사용되어지고 있는 리그닌 술폰산(이하 L), 나프탈렌 술폰산 축합물(이하 N), 멜라민 술폰산 축합물(이하 M), 그리고 폴리카복실레이트(이하 P) 등의 4종의 콘크리트용 화학 혼화제가 보통 포틀랜트시멘트의 수화 반응에 어떠한 영향을미치는지를 확인하고자 하였다. 또한 이들 화학 혼화제를사용량별로 분류하여 사용량 변화에 따른 시멘트 수화 반응의 변화 양상을 조사하였다.
- 먼저 사용수와 혼화제를 혼합한 다음 시멘트 투입하고 2 분간 교반해 얻은 시멘트페이스트를 사용하였으며, 물/시멘트(WC) 비는 0.40로 고정하였다. 혼화제를 사용하지 않은 기준 시편(이하 piain으로 표기)과 4종의 혼화제를 시멘트 중량 대비 각 0.
- 제작된 페이스트 시편을 일정 기간(1일, 3일, 28일) 동안 항온 항습기(20±2°C, 상대습도 90 %)에서 양생하였다. 양생이 완료된 시편을 수mm 크기로 분쇄한 다음 아세톤을사용하여 수화정지 시켰고, 55 ±2 °C로 유지된 건조기에서 24시간 동안 건조하였다.
- 페이스트 경화체의 미세구조를 전자주사현미경 (SEM, JEOL 5200)를 활용하여 수 mm 크기의 시편을 활용하여 수화 생성물을 관찰했다.
- 40로 고정하였다. 혼화제를 사용하지 않은 기준 시편(이하 piain으로 표기)과 4종의 혼화제를 시멘트 중량 대비 각 0.5, 1.0, 1.5% 사용한 총 13종의 시편을제작하였으며, Table 1에 제작 시편과 사용된 화학 혼화제특성에 대해 각각 나타내었다.
- 화학혼화제가 시멘트의 수화에 미치는 영향을 검토하기위하여 다양한 혼화제를 사용한 페이스트 경화체를 첨가량별로 분류하여 각 재령별 수화 반응에 대한 분석을 실시한결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
대상 데이터
- 본 실험에서는 국내 S사의 I종 시멘트를 사용하였으며, 혼합수의 영향성을 최소화하기 위하여 이온이 제거된 물 (de-ionized water)을 사용하였다. 혼화제 L은 국내 S사, N은 국내 K사, M은 국내 A사, 그리고 P는 일본 N 사의 제품을 사용하였다.
- 양생 3일 시편(Fig. 1 (D))에서는 혼화제 사용량이 많음에도 불구하고 모든 시편에서 수산화칼슘 피크가 관찰되기 때문에, 사용량이 많을 때 일부 혼화제에 의해서 발생한 수화지연 현상이 장기간 지속되는 것이 아니라 초기의 수화 반응에 제한적으로 영향을 미치는 것으로 사료된다.
- water)을 사용하였다. 혼화제 L은 국내 S사, N은 국내 K사, M은 국내 A사, 그리고 P는 일본 N 사의 제품을 사용하였다.
성능/효과
- 1) 리그닌 술폰산, 멜라민 술폰산 축합물, 폴리카르복실산염계 고유동화제의 경우 과량 사용되면 칼슘 실리 케이트 상의 수화를 억제하여 양생 초기에 수산화칼슘의 생성량이 크게 감소하였다 그러나 나프탈렌 술폰산 축합물은 초기 수화 반응에 큰 영향을 미치지 않았다.
- 2) 혼화제의 사용에 따른 칼슘 실리케이트의 수화억제는 양생기간이 경과함에 따라 크게 완화되는 것으로 나타났다. 3) 열 분석기를 사용하여 양생 초기에 수산화칼슘의 분해열을 정량적으로 비교함으로써, 혼화제가 시멘트의 수화반응을 지연시키는 것을 확인할 수 있었다.
- 나타났다. 3) 열 분석기를 사용하여 양생 초기에 수산화칼슘의 분해열을 정량적으로 비교함으로써, 혼화제가 시멘트의 수화반응을 지연시키는 것을 확인할 수 있었다.
- 4) 혼화제를 사용하는 경우 페이스트 경화체 중에 다양한 형태를 가지는 판상의 수화생성물이 다량 생성되어지며, 이들 수화생성물은 칼슘 알루미네이트계 수화생성물로 판단된다.
- 5) 본 연구에서 사용된 분석법들, 특히 열분석 방법으로 제시된 수산화칼슘의 생성량 변화를 통하여 혼화 제의 지연성을 판단하는 방법은 시험의 오차를 줄일 수 있으며 보다 명확한 판단 근거를 제시할 수 있었다.
- 시 2。= 9에서 에트링자이트(ettringite ; CeAS 处)와 28 = 18°에서 수산화칼슘(Ca(OH)2)피크가 검출되었고, 이후 재령(3, 28일)에는 29 = 10° 부근에서 관찰되는 피크로부터 에트링자이트의 일부 또는 대부분이 모노설페이트 (monosulfate ; C4A&H12)로 전이되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 경향성은 혼화제를 사용한 페이스트 시편 (Fig.
- 중기 시편에 대한 DSC 결과를 통해 혼화제의 사용에 따른 수화반응 지연 영향성을 보다 명확하게 판단할 수 있었다. DSC 분석 결과, 혼화제 사용량이 1.5 %인 페이스트 경화체들 중에 존재하는 수산화칼슘의 열분해 피크(약 450 °C) 강도가 재령 1일 plain 및 0.5, 1.0% 사용된 시편과 비교해 상대적으로 낮았다. 이와 같은 차이는 앞에서 검토한 XRD 분석 결과와 잘 일치하고 있으며, 이를 통해 화학 혼화제 사용량 증가로 칼슘 실리케이트 상의 반응이 지연되고 있음을 확인할 수 있었다.
- 혼화제 사용량이 증가함에 따라 양생 1일에서 가장 큰 지연성을 나타내는 것은 L 혼화제 적용 시편이였고, 양생 3일까지도 지연성이 완전히 회복되지는 않는 경향을 보였다. 이에 비해 N 혼화제를 사용한 1일 및 3일 양생 시편에서는 plain (X-axis : 0.0 point)과 가장 유사한 경향성을 보였고, 사용량 증가에 따른 지연성이 가장 적은 것을 확인되었다.
- 0% 사용된 시편과 비교해 상대적으로 낮았다. 이와 같은 차이는 앞에서 검토한 XRD 분석 결과와 잘 일치하고 있으며, 이를 통해 화학 혼화제 사용량 증가로 칼슘 실리케이트 상의 반응이 지연되고 있음을 확인할 수 있었다. 수화 지연 정도는 L, M, 그리고 P 혼화제 적용 시편 순이였다.
- 2, 3의 양생 초 . 중기 시편에 대한 DSC 결과를 통해 혼화제의 사용에 따른 수화반응 지연 영향성을 보다 명확하게 판단할 수 있었다. DSC 분석 결과, 혼화제 사용량이 1.
- 페이스트 경화체에 대한 기기분석(XRD, DSC, SEM) 결과, 화학 혼화제를 사용하지 않은 plain 시편과 사용한 시편 사이에는 수화 초기 상당한 차이가 관찰되었으며, 일부 혼화제의 경우 사용량이 증가함에 따라 수화 생성물이 변화할 뿐만 아니라 수화 지연 현상이 관찰되었다.
- 4은 양생 1일 및 양생 3일 시편의 DSC 분석 결과로부터, 수산화칼슘의 열분해 과정에서 나타나는 흡열피크의 면적을 열량으로 환산하여 비교한 것이다. 혼화제 사용량이 증가함에 따라 양생 1일에서 가장 큰 지연성을 나타내는 것은 L 혼화제 적용 시편이였고, 양생 3일까지도 지연성이 완전히 회복되지는 않는 경향을 보였다. 이에 비해 N 혼화제를 사용한 1일 및 3일 양생 시편에서는 plain (X-axis : 0.
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