[논문]저온 소성한 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 기초 물성

장봉석; 권용길; 최슬우; 이광명

doi:10.4334/jkci.2011.23.2.225

저온 소성한 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 기초 물성
Fundamental Properties of Cement Composites Containing Lightly Burnt MgO Powders 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.23 no.2, 2011년, pp.225 - 233

장봉석 (한국수자원공사 K-water 연구원) , 권용길 (한국수자원공사 K-water 연구원) , 최슬우 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) , 이광명 (성균관대학교 건설환경시스템공학과)

초록
AI-Helper

콘크리트는 타설 직후부터 온도 및 수분의 변화로 인한 체적 변화가 일어난다. 특히 초기 재령에서 발생하는 온도 수축과 건조 수축은 콘크리트에 균열을 유발할 수 있으며, 이는 콘크리트 내구성에 큰 영향을 끼친다. 중국에서는 저온에서 소성된 산화마그네슘(MgO) 분말을 시멘트 대체재로 사용한 콘크리트를 구조물에 적용할 경우, 수축에 대한 보상 효과를 얻을 수 있는 것으로 보고된 바 있다. 이 연구에서는 실험을 통하여 저온 소성한 MgO를 혼입한 시멘트 복합체의 다양한 특성을 규명하고자 하였다. 안정성 시험 결과 MgO 분말의 혼입에 따른 이상팽창이 유발되지 않음을 확인하였으며, MgO의 수화생성물 분석을 통해 MgO 분말이 장기 재령에서 수축을 보상하는 것을 확인하였다. 또한 적당한 MgO 분말의 혼입은 시멘트 복합체의 압축강도를 증진시키는 효과가 있었으며, MgO 분말의 혼입률이 높거나 양생 온도가 높을수록 MgO 분말의 팽창성에 따른 수축 보완 효과가 크게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The volume change in concrete takes place with changes in temperature and water content immediately after concrete casting. In the early age stage, the thermal and drying shrinkages can cause cracks that are very crucial to the durability of concrete. It was reported that when the cement with lightly-burnt MgO powder was used, the shrinkage of concrete can be reduced. This study investigates fundamental properties of cement composites with lightly burnt MgO powder by performing various experiments. The stability test results verified that MgO powder in cement composites does not cause any abnormal expansion. Also, the hydrate product analysis results obtained from MgO cement paste showed that MgO powder reduces the shrinkage at the longterm ages. In addition, the cement composites containing the proper amount of MgO powder could improve compressive strength. Finally, the shrinkage reduction from using MgO powder can be optimized by increasing MgO replacement level and curing temperature.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이 연구에서는 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 특성을 조사하기 위해, MgO 분말의 기초 물성 분석과 함께 MgO 분말을 혼입한 시멘트 페이스트의 수화 생성물 분석을 실시하였다. 또한 MgO 분말을 혼입한 모르타르 및 콘크리트의 압축강도를 측정하고, 길이 변화를 관찰하여 MgO 분말 혼입에 따른 강도 및 팽창 특성을 알아보았다.
이 연구에서는 저온 소성한 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 수화 특성 구명을 위해 MgO 분말의 기초 물성 분석과 MgO 분말을 혼입한 시멘트 페이스트의 수화 생성물 분석을 수행하였다. 또한 MgO의 혼입률에 따른 모르타르와 콘크리트의 압축강도와, 길이변화를 측정하였다.

제안 방법

2) MgO의 수화생성물 분석은 SEM, DSC, XRD를 이용하여 수행하였다. SEM 분석을 통해 MgO 분말을 혼입한 경우, MgO 분말에 의해 초기 수화 진행이 늦어지며 MgO의 수화생성물인 Mg(OH)₂가 주변보다 치밀한 구조를 가지는 것을 확인하였다.
3) MgO 분말의 혼입률을 달리하여 모르타르와 콘크리트 시편의 압축강도를 측정하였다. MgO 분말을 3%수준으로 혼입한 경우 가장 높은 압축강도를 보였는데, 이는 MgO의 팽창성에 따른 시편 내 미세 균열의 수가 감소되어 압축강도가 증진된 것으로 판단된다.
4) MgO 분말 혼입에 따른 팽창 특성을 구명하기 위해 MgO를 각각 0~8% 수준으로 혼입한 모르타르와 0~5% 수준으로 혼입한 콘크리트 시편에 대한 길이 변화를 측정하였다. MgO의 혼입률이 커질수록 MgO에 의한 수축 보상 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 양생 온도가 높을수록 MgO의 수화 반응이 촉진되어 팽창이 크게 나타났다.
KS F 2425(시험실에서 콘크리트 시료를 만드는 방법)를 따라 콘크리트를 제조하였으며, Φ100 × 200 mm의 실린더 몰드를 이용하여 KS F 2403(콘크리트의 강도 시험용 공시체 제작 방법)에 맞게 시편을 제작하였다.
MgO 분말의 기초 물성 분석은 국내 시험법이 없기 때문에 중국의 “수리수전공정 저온 소성 MgO의 재료 품질 기술 요구서20)를 참고로 하여 활성도 시험과 안정성 시험으로 나누어 실시하였으며, 각각의 시험 방법은 다음과 같다.
SEM은 ABT 150F, 최대 60만 배의 성능을 가지는 Topcon을 사용하여 측정하였으며, XRD는 PAN analytical을 사용하였고, 측정 조건은 CuKa radiation, tube electric current 40 mA, voltage 40 kV, 스캐닝 스피드 2°/min, 2θ =5~65º이었다.
타설 후 24시간 이전에 몰드를 제거하고 시편을 알루미늄 접착 테이프로 밀봉하여 시편으로부터 수분의 증발과 흡수를 방지하였다. 그리고 온도가 20℃이고 상대습도가 60%인 항온항습기에 넣고, 매립 게이지를 이용하여 변형률을 측정하였다.
이 연구에서는 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 특성을 조사하기 위해, MgO 분말의 기초 물성 분석과 함께 MgO 분말을 혼입한 시멘트 페이스트의 수화 생성물 분석을 실시하였다. 또한 MgO 분말을 혼입한 모르타르 및 콘크리트의 압축강도를 측정하고, 길이 변화를 관찰하여 MgO 분말 혼입에 따른 강도 및 팽창 특성을 알아보았다.
이 연구에서는 저온 소성한 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 수화 특성 구명을 위해 MgO 분말의 기초 물성 분석과 MgO 분말을 혼입한 시멘트 페이스트의 수화 생성물 분석을 수행하였다. 또한 MgO의 혼입률에 따른 모르타르와 콘크리트의 압축강도와, 길이변화를 측정하였다. 연구에서 얻은 실험 결과를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
Table 2는 수화 생성물 미세 구조 분석을 위한 시멘트 페이스트의 배합비를 정리한 것이다. 모르타르는 미세 구조를 관찰할 때, 잔골재에 의한 석영 성분이 과도하게 측정되므로 시멘트 페이스트를 이용하였으며, 수화생성물 관찰이 용이하도록 MgO 분말을 10% 수준으로 치환하였다.
Tables 3, 4는 압축강도 및 팽창 특성을 관찰하기 위한 시편 제작에 사용한 모르타르 및 콘크리트 배합비를 정리한 것이다. 모르타르의 경우, 물-결합재비는 48.5%로고정하고 MgO 분말을 시멘트 중량비 3~10% 수준으로 치환하였으며, 콘크리트는 목표 강도 24 MPa의 콘크리트(W/B 50%)에 대해 시멘트 중량비를 3%, 5% 수준으로 치환하였다.
수화생성물의 미세 구조 분석은 SEM, XRD, DSC(differential scanning calorimeter)를 이용하여 재령 1, 3, 7, 28, 56, 91, 180, 360일에 대해 실시하였다. 수화 정지를 위한 방법으로 SEM은 시편을 촬영에 적합하게 조각내어 아세톤에 10분간 침지 후 증발시키는 것을 3회 반복하였으며, 측정 때까지 건조로에 보관하였다.
모르타르는 40 × 40 × 160 mm의 몰드를 이용하여 시편을 제작하였다. 이후 양생 온도 20℃, 30℃(상대습도 60%)로 유지되는 항온항습기에서 양생을 실시하였으며 데이터로거를 이용하여 재령에 따른 시편의 길이 변화를 관찰하였다.
제작한 시편은 타설 후 온도가 20 ± 1℃이고, 습도가 60 ± 3%인 항온항습실에서 24시간 양생 한 후 탈형하였다. 이후부터 압축강도 측정 전까지 모르타르 시편은 양생 온도가 각각 10, 20, 30℃, 상대습도 60%로 유지되는 항온 항습기에서 양생하였으며, 콘크리트 시편은 20℃의 수조에서 수중 양생하였다. 각각의 시편은 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험 방법)에 따라 압축강도를 측정하였다.

대상 데이터

모르타르는 40 × 40 × 160 mm의 몰드를 이용하여 시편을 제작하였다.
이 연구에서는 KS L 5201(포틀랜드 시멘트)을 만족하는 국내 S사의 1종 시멘트와 중국의 료녕해성에서 1,000℃근처 저온에서 소성하여 수공 전용으로 생산한 MgO 분말을 결합재로 사용하였으며, 그 화학 조성 및 물리적 성질을 Table 1에 나타내었다. 잔골재는 밀도가 2.
이 연구에서는 KS L 5201(포틀랜드 시멘트)을 만족하는 국내 S사의 1종 시멘트와 중국의 료녕해성에서 1,000℃근처 저온에서 소성하여 수공 전용으로 생산한 MgO 분말을 결합재로 사용하였으며, 그 화학 조성 및 물리적 성질을 Table 1에 나타내었다. 잔골재는 밀도가 2.60 g/cm³이고 흡수율이 0.89%인 해사를 사용하였으며, 굵은골재는 최대 치수가 25 mm이고 밀도가 2.67 g/cm³, 흡수율이 1.24%인 쇄석을 사용하였다.
콘크리트 시편은 100 × 100 × 400 mm의 몰드를 이용하여 제작하였으며, 몰드의 바닥과 양단에 테프론 시트를 깔아 시편의 이동이 몰드에 의해 구속받지 않게 하였다.

이론/모형

이후부터 압축강도 측정 전까지 모르타르 시편은 양생 온도가 각각 10, 20, 30℃, 상대습도 60%로 유지되는 항온 항습기에서 양생하였으며, 콘크리트 시편은 20℃의 수조에서 수중 양생하였다. 각각의 시편은 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험 방법)에 따라 압축강도를 측정하였다.
모르타르 배합은 전동 혼합기로 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 모르타르의 기계적 혼합 방법)를 따라 실시하였으며, 50 × 50 × 50 mm의 몰드를 이용하여 시편을 제작하였다.

성능/효과

1) MgO 분말의 기초 물성 분석을 위해 실시한 활성도 시험을 통해 이 연구에 사용한 MgO 분말이 수화가 진행되지 않은 건전한 상태임을 확인하였다. 또한 안정성 시험 결과 MgO 분말의 혼입이 모르타르에 유해한 과대 팽창을 일으키지 않는 것으로 판단된다.
높은 온도에서 소성될수록 MgO 결정의 크기가 크고 비표면적이 작기 때문에 MgO의 수화 반응 비율은 감소하며, 초기 재령보다는 장기 재령에서의 팽창이 크게 나타난다.^4,5) 반면 저온 소성한 MgO는 콘크리트에 유해한 영향 없이 장기적인 팽창성을 가진다. 저온 소성한 MgO의 수화 작용은 매우 느리며, 보통 28일 후에 수화 반응이 시작된다.
SEM 분석을 통해 MgO 분말을 혼입한 경우, MgO 분말에 의해 초기 수화 진행이 늦어지며 MgO의 수화생성물인 Mg(OH)₂가 주변보다 치밀한 구조를 가지는 것을 확인하였다. DSC 분석을 통해 CaO의 수화 반응은 초기 재령에서 이루어지지만, MgO의 수화 반응은 재령 28일 이후 진행되는 것을 확인하였고, MgO 분말이 Ca(OH)₂의 생성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. XRD 분석 결과를 통해 재령이 지날수록 MgO 분말의 양이 적어지고 수화생성물인 Brucite(Mg(OH)₂)의 양이 증가하는 것을 확인하였다.
4) MgO 분말 혼입에 따른 팽창 특성을 구명하기 위해 MgO를 각각 0~8% 수준으로 혼입한 모르타르와 0~5% 수준으로 혼입한 콘크리트 시편에 대한 길이 변화를 측정하였다. MgO의 혼입률이 커질수록 MgO에 의한 수축 보상 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 양생 온도가 높을수록 MgO의 수화 반응이 촉진되어 팽창이 크게 나타났다. 따라서 MgO 혼입률과 양생 온도를 적절히 조정하여 팽창량을 조절할 수 있을 것으로 판단된다.
2) MgO의 수화생성물 분석은 SEM, DSC, XRD를 이용하여 수행하였다. SEM 분석을 통해 MgO 분말을 혼입한 경우, MgO 분말에 의해 초기 수화 진행이 늦어지며 MgO의 수화생성물인 Mg(OH)₂가 주변보다 치밀한 구조를 가지는 것을 확인하였다. DSC 분석을 통해 CaO의 수화 반응은 초기 재령에서 이루어지지만, MgO의 수화 반응은 재령 28일 이후 진행되는 것을 확인하였고, MgO 분말이 Ca(OH)₂의 생성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다.
DSC 분석을 통해 CaO의 수화 반응은 초기 재령에서 이루어지지만, MgO의 수화 반응은 재령 28일 이후 진행되는 것을 확인하였고, MgO 분말이 Ca(OH)₂의 생성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. XRD 분석 결과를 통해 재령이 지날수록 MgO 분말의 양이 적어지고 수화생성물인 Brucite(Mg(OH)₂)의 양이 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 MgO 분말은 장기 재령에서 팽창성을 가지며, CaO에 의한 초기 팽창에 영향을 주는 것으로 사료된다.
8은 XRD 분석 결과를 나타낸 것으로 MgO를 혼입하지 않은 페이스트(OPC)와 MgO를 10% 수준으로 혼입한 시멘트 페이스트(MgO-10)를 각각 재령 1, 3, 7, 28, 56, 91, 180, 360일에 분석한 결과이다. 결과를 보면 OPC는 일반적인 시멘트 페이스트의 수화 분석 결과와 동일하지만 MgO-10은 초기 재령에서 반응하지 않은 MgO 성분이 관찰되며, 재령이 지날수록 MgO는 소모되어 양이 작아지고 수화 생성물인 Mg(OH)₂를 나타내는 Brucite의 양이 점점 증가한다. 또한 초기 재령에서의 MgO의 양은 크게 줄어들지 않고 재령 7일 이후 급격히 줄어들며 이를 통해 MgO의 반응이 느리게 진행되는 것을 확인할 수 있다.
11에 나타내었다. 그 결과를 보면 각각의 페이스트에서 Mg(OH)₂와 Ca(OH)₂의 생성 양상이 서로 상이하며, Ca(OH)₂가 초기 재령에서 MgO-10에서 OPC보다 조금 적게 생성되나 28일 이후에는 OPC보다 많은 양이 생성됨을 확인할 수 있다. 따라서 MgO 분말의 혼입이 Ca(OH)₂의 생성에 영향을 미치는 것으로 사료된다.
MgO의 혼입률이 커질수록 MgO에 의한 수축 보상 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 양생 온도가 높을수록 MgO의 수화 반응이 촉진되어 팽창이 크게 나타났다. 따라서 MgO 혼입률과 양생 온도를 적절히 조정하여 팽창량을 조절할 수 있을 것으로 판단된다.
1) MgO 분말의 기초 물성 분석을 위해 실시한 활성도 시험을 통해 이 연구에 사용한 MgO 분말이 수화가 진행되지 않은 건전한 상태임을 확인하였다. 또한 안정성 시험 결과 MgO 분말의 혼입이 모르타르에 유해한 과대 팽창을 일으키지 않는 것으로 판단된다.
결과를 보면 OPC는 일반적인 시멘트 페이스트의 수화 분석 결과와 동일하지만 MgO-10은 초기 재령에서 반응하지 않은 MgO 성분이 관찰되며, 재령이 지날수록 MgO는 소모되어 양이 작아지고 수화 생성물인 Mg(OH)₂를 나타내는 Brucite의 양이 점점 증가한다. 또한 초기 재령에서의 MgO의 양은 크게 줄어들지 않고 재령 7일 이후 급격히 줄어들며 이를 통해 MgO의 반응이 느리게 진행되는 것을 확인할 수 있다.
^4-9) MgO 콘크리트는 저온에서 소성된 산화 마그네슘(MgO) 분말을 시멘트 대체재로 사용한 수축 보상 콘크리트로, MgO 분말의 느린 수화 반응에 의해 팽창하기 때문에 장기 재령에서 발생하는 온도 수축을 상쇄시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한시공 및 양생 과정에서 온도 제어를 단순화시켜 관리비용의 감소 및 시공 속도 향상 효과를 얻을 수 있다.^4,10) 이러한 MgO 콘크리트의 효과는 약 30년간 중국 내 댐 건설에 성공적으로 적용되면서 검증되었다.
특히 Mg(OH)₂로 인한 변곡점의 형태가 나타나지 않으며, 이를 통해 Mg(OH)₂의 생성이 이뤄지지 않는 것을 알 수 있다. 시멘트 내에 자연적으로 포함된 MgO 성분은 시멘트와 함께 소성되기 때문에 이 연구에서 혼입한 MgO와 달리 고온에서 소성한 MgO의 특성을 가지므로 재령 360일까지 그 수화 반응이 관찰되지 않은 것으로 사료된다.
9에 MgO 분말을 10% 혼입한 페이스트(MgO-10)의 재령에 따른 DSC 분석 결과를 나타내었다. 열분석 곡선을 보면, CaO의 수화물은 재령 3일에서 관찰되지만 MgO의 수화물은 재령 28일이 되어야 변곡점이 나타나며, 이후 재령 360일이 되면 Mg(OH)₂로 인한 피크를 뚜렷하게 확인할 수 있다. 이를 통해 MgO가 초기 재령에서는 수화 반응을 일으키지 않으며, 수화 생성물인 Mg(OH)₂는 재령 28일 이후에 생성된다는 것을 알 수 있다.
활성도 평가는 현장에서 사용되는 MgO 분말이 공기 중의 수분에 의해 수화되었는지 판단하기 위해 실시하는 것으로, 그 결과가 240 ± 40초를 만족시켜야 한다. 이 연구에서 실시한 시험의 결과는 210~265초로 5회 모두 규정을 만족하였으며, 이는 MgO 분말이 수화가 진행되지 않은 건전한 상태임을 나타낸다.
열분석 곡선을 보면, CaO의 수화물은 재령 3일에서 관찰되지만 MgO의 수화물은 재령 28일이 되어야 변곡점이 나타나며, 이후 재령 360일이 되면 Mg(OH)₂로 인한 피크를 뚜렷하게 확인할 수 있다. 이를 통해 MgO가 초기 재령에서는 수화 반응을 일으키지 않으며, 수화 생성물인 Mg(OH)₂는 재령 28일 이후에 생성된다는 것을 알 수 있다.
재령 1일에서 MgO-10을 살펴보면 OPC와 비교하여 에트린자이트(ettringite)의 길이가 짧고 C-S-H 결정이 드물게 관찰되며, 이를 통해 MgO 분말의 혼입으로 시멘트의 수화 반응이 지연되는 것으로 판단된다. 이후 재령 7일에서는 두 시편 모두 수화가 많이 진행되어 C-S-H와 CH 결정이 공극을 채우고 있지만 MgO-10이 OPC보다 결정 사이의 조직이 치밀하지 않고, 재령 28일에는 수화물의 대부분이 판상을 띄고 있으며 에트린자이트가 기공을 채우고 있는 형태로 MgO-10과 OPC의 수화 정도가 거의 동일한 것을 알 수 있다. 따라서 MgO 분말의 혼입이 시멘트의 초기 수화 속도에 영향을 주지만, 재령 28일 이후에는 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 사료된다.
MgO 수화 생성물인 Mg(OH)₂는 높은 Mg 성분을 통해 확인할 수 있으며, 주변의 수화 생성물과 비교하여 치밀한 형태를 가지는 것을 관찰할 수 있다. 일반적으로 재령이 증가할수록 수화생성물들이 공극을 채워 페이스트는 점점 더 밀실한 미세 구조를 가지게 되는데 재령 360일까지의 수화 생성물을 관찰한 결과 재령이 증가하여도 Mg(OH)₂가 일반적인 수화생성물 보다 치밀한 형태를 보였으며, 이를 통해 MgO의 수화생성물이 일반적인 수화생성물보다 장기적으로 밀실한 구조를 가지는 것으로 판단된다.
재령이 28, 91, 180일로 증가함에 따라 MgO 혼입률 3%인 모르타르의 강도가 OPC보다 크게 나타났으며, 모든 양생 온도에서 가장 높은 압축강도를 나타냈다. MgO 분말을 5~10% 수준으로 혼입한 모르타르의 경우에는 OPC보다 낮은 압축강도를 나타냈지만 재령이 증가하면서 그 차이가 감소하였다.
MgO 혼입률에 따른 콘크리트의 압축강도 실험 결과가 Table 8에 정리되어 있다. 콘크리트 배합의 재령 28일 압축강도는 MgO의 혼입률에 관계없이 목표 강도 24 MPa을 만족시켰으며, MgO 분말을 3% 수준으로 혼입한 콘크리트는 재령 7일부터 콘크리트 강도가 크게 증가하여 재령 91일까지의 모든 압축강도가 OPC 콘크리트를 상회하는 경향을 보였다. 반면 5%의 MgO를 포함한 콘크리트는 초기 재령부터 OPC 콘크리트에 비해 다소 낮은 압축강도를 나타내며 이러한 경향은 재령 91일까지 지속됐다.
또한 재령 30일 이후 MgO 혼입에 따른 팽창 효과가 뚜렷하게 나타나므로 수화생성물 분석의 결과와 동일하게 Mg(OH)₂의 생성이 재령 30일 이후에 이루어짐을 알 수 있다. 한편 기존의 연구 결과와 비교하여 장기 재령으로 갈수록 팽창 속도가 완만해 지는 것이 관찰되었다.²¹⁾

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콘크리트는 타설 직후 무엇으로 인해 체적 변화가 일어나는가?	콘크리트는 타설 직후부터 온도 및 수분의 변화로 인한 체적 변화가 일어난다. 특히 초기 재령에서 발생하는 온도 수축과 건조 수축은 콘크리트에 균열을 유발할 수 있으며, 이는 콘크리트 내구성에 큰 영향을 끼친다.
	콘크리트의 수축을 보상하는 혼화재료에는 무엇이 효과적인가?	1) 최근 건설 구조물이 대형화, 특수화되면서 과거에 비해 고강도 콘크리트와 매스 콘크리트의 시공이 증가하고 있으며, 이러한 콘크리트는 큰 수화열과 수축량으로 인해 시공 과정에서 균열이 빈번히 발생하기 때문에 이에 대한 대책이 요구되고 있다. 일반적으로 콘크리트의 수축을 보상하는 혼화재료로 에트린자이트, 수산화칼슘 등을 생성하는 석회 또는 CSA(calcium sulfoaluminate) 등과 같은 술포알루미늄염 타입과 CaO 타입이 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 혼화재료 및 KS L 5217의 K, M 그리고 S type의 팽창성 시멘트를 사용한 콘크리트는 초기 재령에서 짧은 시간 동안 팽창성이 발휘되기 때문에 장기 재령에서 나타나는 수축을 효과적으로 보상하지 못한다.
	본 연구에서 저온 소성한 MgO 분말을 혼입한 시멘트 복합체의 수화 특성 구명을 위해 MgO 분말의 기초 물성 분석과 MgO 분말을 혼입한 시멘트 페이스트의 수화 생성물 분석을 수행한 결과는 어떠한가?	1) MgO 분말의 기초 물성 분석을 위해 실시한 활성도 시험을 통해 이 연구에 사용한 MgO 분말이 수화가 진행되지 않은 건전한 상태임을 확인하였다. 또한 안정성 시험 결과 MgO 분말의 혼입이 모르타르에 유해한 과대 팽창을 일으키지 않는 것으로 판단된다. 2) MgO의 수화생성물 분석은 SEM, DSC, XRD를 이용하여 수행하였다. SEM 분석을 통해 MgO 분말을 혼입한 경우, MgO 분말에 의해 초기 수화 진행이 늦어지며 MgO의 수화생성물인 Mg(OH)2가 주변보다 치밀한 구조를 가지는 것을 확인하였다. DSC 분석을 통해 CaO의 수화 반응은 초기 재령에서 이루어지지만, MgO의 수화 반응은 재령 28일 이후 진행되는 것을 확인하였고, MgO 분말이 Ca(OH)2의 생성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. XRD 분석 결과를 통해 재령이 지날수록 MgO 분말의 양이 적어지고 수화생성물인 Brucite(Mg(OH)2)의 양이 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 MgO 분말은 장기 재령에서 팽창성을 가지며, CaO에 의한 초기 팽창에 영향을 주는 것으로 사료된다. 3) MgO 분말의 혼입률을 달리하여 모르타르와 콘크리트 시편의 압축강도를 측정하였다. MgO 분말을 3%수준으로 혼입한 경우 가장 높은 압축강도를 보였는데, 이는 MgO의 팽창성에 따른 시편 내 미세 균열의 수가 감소되어 압축강도가 증진된 것으로 판단된다. 이러한 강도 증진 효과는 재령이 증가할수록 뚜렷하게 나타났으며, 이는 MgO 분말이 느린 수화 반응을 거치기 때문으로 사료된다. 과량의 MgO 분말을 혼입한 경우, 전 재령에서 강도 저하가 관찰되었는데, 이는 MgO 분말 혼입에 따른 수화 반응의 지연으로 인한 것으로 판단된다. 4) MgO 분말 혼입에 따른 팽창 특성을 구명하기 위해 MgO를 각각 0~8% 수준으로 혼입한 모르타르와 0~5% 수준으로 혼입한 콘크리트 시편에 대한 길이 변화를 측정하였다. MgO의 혼입률이 커질수록 MgO에 의한 수축 보상 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 양생 온도가 높을수록 MgO의 수화 반응이 촉진되어 팽창이 크게 나타났다. 따라서 MgO 혼입률과 양생 온도를 적절히 조정하여 팽창량을 조절할 수 있을 것으로 판단된다.

참고문헌 (21)

Metha, P. K. and Monteiro, P. J., Concrete : Structure, Properties, and Materials, 3rd edition, McGraw-Hill, USA, 2006, pp. 85-89.
김송호, “콘크리트 균열방지용 혼화재-팽창재,” 콘크리트학회지, 7권, 5호, 1995, pp. 106-110.
서경원, 백기현, 김영진, 곽도연, “팽창재에 의한 초고강도 콘크리트의 수축저감,” 콘크리트 학회지, 21권, 1호, 2009, pp. 61-67.

원문보기 상세보기
Du, C., “A Review of Magnesium Oxide in Concrete,” Concrete International, Vol. 27, No. 12, 2005, pp. 45-50.
Mo, L., Deng, M., and Tang, M., “Effects of Calcination Condition on Expansion Property of MgO-Type Expansive Agent Used in Cement-Based Materials,” Cement and Concrete Research, Vol. 40, No. 3, 2010, pp. 437-446.

상세보기
Liu Z., Cui X., and Tang M., “MgO-Type Delayed Expansive Cement,” Cement and Concrete Research, Vol. 21, No. 6, 1991, pp. 1049-1057.

상세보기
Gao, P., Lu, X., Geng, F., Li, X., Hou, J., Lin, H., and Shi, N., “Production of MgO-Type Expansive Agent in Dam Concrete by Use of Industrial by-Products,” Building and Environment, Vol. 43, No. 4, 2008, pp. 453-457.

상세보기
Gao, P., Wu, S., Lu, X., Deng, M., Lin, P., Wu, Z., and Tang, M., “Soundness Evaluation of Concrete with MgO,” Construction and Building Materials, Vol. 21, No. 1, 2007, pp. 132-138

상세보기
Lingling, X. and Deng, M., “Dolomite Used as Raw Material to Produce MgO-Based Expansive Agent,” Cement and Concrete Research, Vol. 35, No. 8, 2005, pp. 1480-1485.

상세보기
Liu, Z., Cui X., and Tang, M., “Hydration and Setting Time of MgO-type Expansive Cement,” Cement and Concrete Research, Vol. 22, No. 1, 1992, pp. 1-5.

상세보기
He, Y. W. and Huang, X. T., “Application of MgO Concrete to Promote Development of Dam Construction,” Guangdong Water Resources and Hydropower, 2002 (Supplement), pp. 3-4 (in Chinese).
Xu, J. B. and Huang, X. T., “Fast Construction Procedure for Arch Dams without Contraction Joints,” Guangdong Water Resources and Hydropower, 2002 (Supplement), pp. 8-9 (in Chinese).
Wang, W. Q. and Huang, X. T., “Quality Control for Construction of a Double-Arch Dam of MgO Concrete,” Guangdong Water Resources and Hydropower, 2002 (Supplement), pp. 10-12 (in Chinese).
Shen, S. L., Zhu, G. B., Huang, X. T., and Liu, J. H,, “Construction Procedure for Arch Dams of MgO Concrete without Contraction Joints,” Guangdong Water Resources and Hydropower, 2003, pp. 1-4 (in Chinese).
Zhou, R. M., “Profit Analysis of Arch Dam Construction Using MgO Concrete,” Guangdong Water Resources and Hydropower, 2003, pp. 5-7 (in Chinese).
Li, C. M., “Effects of Temperature on Autogenous Volume Expansion of MgO Concrete,” Design of Hydropower Stations, Vol. 15, No. 2, 1999, pp. 96-100 (in Chinese).
Li, C. M., “Mechanical Properties and Durability of MgO Concrete,” Advanced in Science and Technology of Water Resources, Vol. 20, No. 5, 2000, pp. 30-35 (in Chinese).
Chen, L. D., Xie, L. G., Li, H. Y., and Li, C. M., “Further Study of Mechanical Properties of MgO Concrete under Different Curing Temperatures,” Guangdong Water Resources and Hydropower, No. 2, 2003, pp. 11-13 (in Chinese).
김태상, 장봉석, 정상화, 김주형, “MgO를 혼합한 콘크리 트의 내구특성 평가에 관한 실험적 연구,” 한국콘크리트학회 가을 학술대회 논문집, 20권, 2호, 2008, pp. 397-400.
조택성, 채금화, “MgO 콘크리트의 댐축조 기술, 부록-수리수전공정 저온소성 MgO의 재료 품질 기술요구서,” 중국전력출판사, 2003, pp. 197-215 (in Chinese).
장봉석, 박한규, 강성균, 이광명, "MgO를 혼입한 모르타르의 길이 변화 특성," 2007 대한토목학회 정기학술대회 논문집, A권, 2007, pp. 408-411

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증