선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 고로 슬래그 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트의 성능 향상 기술을 개발할 목적으로 특히 시공성 및 강도 측면에서 알칼리 활성화제, 고성능 감수제의 종류 및 투입방법 등에 대해서 검토하였다.
- 본 연구에서는 고로슬래그 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트의 성능 향상 기술을 개발할 목적으로 특히 유동성 및 강도 측면에서 알칼리 활성화제, 고성능 감수제의 종류 및 투입방법 등에 대해 검토한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
- Table 2는 본 연구에서 검토된 주요 실험계획이다. 본 연구에서는 알칼리 활성화제, 고성능 감수제 의 영향에 대해 검토하였다. 알칼리 활성제에 대해서 알칼리 자극제의 종류와 농도, 쇼듐실리케이트의 종류 그리고 알칼리 자극제와 쇼듐실리케이트의 혼합비율을 검토하였고, 고성능 감수제에 대해서 종류 및 사용량 그리고 고성능 감수제의 투입순서를 검토하였으며, 또한 고로슬래그와의 비교를 위해 플라이애쉬, 플라이애쉬와 고로슬래그를 혼합한 분체에 대해 검토하였다.
제안 방법
- 그리고 50×50×50 mm의 모르타르 공시체를 제작하여 23±2℃의 상온에서 기건양생(습도 65±10% R.H.)을 28일 동안 실시한 후 압축강도를 측정하였으며, 압축강도 값은 공시체 5개의 평균값이다.
- 배합은 Table 3의 고로 슬래그 대신에 분체를 플라이 애쉬, 플라이애쉬와 고로슬래그를 각각 50%씩 혼합한 것을 제외하고 동일한 것을 사용하였다. 그리고 분체로 플라이애쉬를 사용한 무시멘트 콘크리트에서 상온에서 강도가 발휘되지 않기 때문에 60℃에서 48시간 동안 고온양생을 실시한 압축강도의 결과를 추가하여 비교하였다.
- 본 실험에 사용된 알칼리 활성 모르타르는 10리터 믹서에 먼저 고로슬래그와 잔골재를 넣어 30∼40 rpm 속도로 2분 동안 건비빔을 실시한 다음, 1일 전에 제조된 알칼리 활성화제 및 배합수를 넣어 다시 70∼80 rpm 속도로 3분 동안 믹싱하여 제조하였다.
- 본 연구에서는 알칼리 활성화제, 고성능 감수제 의 영향에 대해 검토하였다. 알칼리 활성제에 대해서 알칼리 자극제의 종류와 농도, 쇼듐실리케이트의 종류 그리고 알칼리 자극제와 쇼듐실리케이트의 혼합비율을 검토하였고, 고성능 감수제에 대해서 종류 및 사용량 그리고 고성능 감수제의 투입순서를 검토하였으며, 또한 고로슬래그와의 비교를 위해 플라이애쉬, 플라이애쉬와 고로슬래그를 혼합한 분체에 대해 검토하였다.
대상 데이터
- KOH를 수용액으로 제조할 경우에는 급격한 반응으로 끓는 현상이 발생하는 등 제조하는데 어려움이 있으며, 경제성 측면에서도 KOH가 불리하므로 알칼리 자극제로 NaOH를 사용하는 것이 적정한 것으로 판단된다. 따라서 이후 실험에서 알칼리 자극제로 NaOH를 사용하였다.
- 14는 각각 분체의 종류가 무시멘트 알칼리 활성 모르타르의 유동성 및 압축강도에 미치는 영향이다. 배합은 Table 3의 고로 슬래그 대신에 분체를 플라이 애쉬, 플라이애쉬와 고로슬래그를 각각 50%씩 혼합한 것을 제외하고 동일한 것을 사용하였다. 그리고 분체로 플라이애쉬를 사용한 무시멘트 콘크리트에서 상온에서 강도가 발휘되지 않기 때문에 60℃에서 48시간 동안 고온양생을 실시한 압축강도의 결과를 추가하여 비교하였다.
- 본 연구에서 사용된 고로슬래그의 특성은 Table 1에 나타내었으며, 비표면적은 4,160 ㎠/g, 염기도((CaO+MgO+Al2O3)/SiO2)는 1.90이다. 그리고 CaO 성분이 42.
- 본 연구에서 사용한 고로슬래그 사용 무시멘트 알칼리 활성 모르타르의 배합비는 Table 3과 같다. 본 연구에서 사용된 배합은 콘크리트 배합에서 굵은골재를 제외시킨 모르타르 배합을 대상으로 하였는데, 모르타르와 콘크리트의 성능은 일반적으로 상당히 밀접한 관계가 있기 때문에 무시멘트 콘크리트 개발하기 위한 기초연구로서 모르타르를 대상으로 하였다.
- 실험에 사용된 NaOH, KOH는 시약용으로 순도 98% 이상인 것을 사용하였으며, 소듐실리케이트는 Na2O=10%, SiO2=30%, 고형분=38.5%를 사용하였다. 잔골재는 6호 규사(SiO2=95%, 밀도=2.
- 2는 알칼리 자극제의 종류가 시공성에 미치는 영향이다. 알칼리 자극제로 NaOH와 KOH의 사용을 검토하였다. 동일한 9M에 대해서 비교하면, KOH를 사용한 경우에는 믹싱이 되지 않을 정도로 플로우가 거의 없었고 NaOH를 사용한 경우, 플로우가 180 mm 정도로 나타났다.
- 5%를 사용하였다. 잔골재는 6호 규사(SiO2=95%, 밀도=2.62 g/㎠)를 사용하였다.
이론/모형
- 제작된 모르타르에 대해 유동성을 평가하기 위해 KS L 5105에 준하여 시간이 경과함에 따른 플로우의 변화를 측정하였다. 그리고 50×50×50 mm의 모르타르 공시체를 제작하여 23±2℃의 상온에서 기건양생(습도 65±10% R.
성능/효과
- 1) 알칼리 자극제로는 시공성, 제조상의 안정성 및 경제성을 고려한 경우, KOH를 사용하는 것보다는 NaOH를 사용한 것이 유리하다. NaOH의 몰 농도가 증가할수록 유동성은 저하되며, 유동성 측면에서 NaOH의 몰 농도가 3M이 유리하나, 강도 측면에서 9M과 비교하여 40% 정도의 강도가 저하되는 것으로 나타났다.
- 2) 유동성과 강도를 종합적으로 고려한 경우, NaOH와 쇼듐실리케이트의 혼합비율은 50:50이 적절한 것으로 판단 된다. 그리고 쇼듐실리케이트는 유동성 측면에서 액상형보다는 분말형이 유리하나, 강도가 40% 정도 저하되기 때문에 주의할 필요가 있다.
- 4) 고성능 감수제를 믹서에 투입하는 순서에 따라 유동성에 미치는 영향이 다르고, 고성능 감수제를 먼저 투입하고 나중에 알칼리 활성화제를 투입하는 경우가 유동성 향상에 유리하다.
- 5) 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트에서 고로슬래그는 플라이애쉬에 비해 강도 발현 측면에서 유리하나, 유동성은 크게 저하되는 것으로 나타났다.
- 6은 알칼리 자극제 NaOH의 몰 농도에 따른 압축 강도 결과이다. NaOH의 몰 농도가 낮을수록 강도는 감소 되는 경향이 있으며, 특히 9M 이상과 6M 이하를 경계로 크게 차이가 있는 것으로 나타났다. 이처럼 NaOH의 몰 농도가 감소함에 따라 강도가 저하되는 것은 중합반응에 필요한 Na+ 이온이 상대적으로 감소하기 때문으로 판단된다.
- 1) 알칼리 자극제로는 시공성, 제조상의 안정성 및 경제성을 고려한 경우, KOH를 사용하는 것보다는 NaOH를 사용한 것이 유리하다. NaOH의 몰 농도가 증가할수록 유동성은 저하되며, 유동성 측면에서 NaOH의 몰 농도가 3M이 유리하나, 강도 측면에서 9M과 비교하여 40% 정도의 강도가 저하되는 것으로 나타났다.
- 9는 액상형 쇼듐실리케이트와 분말형 쇼듐실리케이트가 시공성과 압축강도에 미치는 영향이다. 고로슬래그 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트의 시공성 측면에서 액상형 쇼듐실리케이트 보다는 분말형 쇼듐실리케이트를 사용한 것이 유리한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 분말형 쇼듐실리케이트가 반응성이 작아 분말이 용해되기 전까지 충분한 시공성 확보가 가능한 것으로 분석된다.
- 12는 고성능 감수제 투입 순서에 따른 압축강도를 나타낸 것이다. 고성능 감수제를 사용한 경우에는 투입순서에 관계없이 압축강도가 감소하고 있으며, 특히 고성능 감수제와 알칼리 활성화제를 동시에 투입한 경우가 더욱 강도 저하가 큰 것으로 나타났다. 이와 같이 고성능 감수 제의 추가로 강도가 저하되는 것은 유동성 부족으로 다짐 등에 문제가 발생할 수 있을 것으로 분석된다.
- 5는 알칼리 자극제의 몰 농도에 따른 유동성 의 경시변화이다. 그 결과, NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 유동성 손실이 증가하며, 9M 이상부터는 제조초기부터 급격히 유동성 손실이 발생하여 30분이 경과되는 시점에서 워커빌리티가 거의 없는 것으로 나타났으나, NaOH 2M과 3M은 유동성 손실이 매우 작아 90분이 경과되더라도 플로우가 180 mm 정도의 유동성을 가지고 나타났다. 즉 고로 슬래그 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트의 시공성 측면에서 NaOH 3M 이하가 적절한 것으로 판단된다.
- 나프탈렌계(NP)와 폴리칼본산계(PC)를 사용한 경우에는 약간의 유동성 증진 효과가 있었으며, 멜라민계(ML)는 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 그리고 리그닌산계(LG) 감수제는 오히려 유동성이 저하되는 것으로 나타났다.
- 10은 고성능 감수제의 종류와 사용량이 유동성에 미치는 영향이다. 나프탈렌계(NP)와 폴리칼본산계(PC)를 사용한 경우에는 약간의 유동성 증진 효과가 있었으며, 멜라민계(ML)는 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 그리고 리그닌산계(LG) 감수제는 오히려 유동성이 저하되는 것으로 나타났다.
- 알칼리 자극제로 NaOH와 KOH의 사용을 검토하였다. 동일한 9M에 대해서 비교하면, KOH를 사용한 경우에는 믹싱이 되지 않을 정도로 플로우가 거의 없었고 NaOH를 사용한 경우, 플로우가 180 mm 정도로 나타났다. 그리고 동일한 질량에서 비교한 경우에도 NaOH는 KOH에 비해 유동성 확보에 유리한 것으로 나타났다.
- 본 연구에 사용된 감수제의 감수효과는 정전기적인 반발력과 고분자 흡착층의 상호작용에 의한 입체반발력(입체장해 작용)에 단독 또는 종합적으로 발휘되어 나타난다. 본 연구에 사용된 고로슬래그 기반 무시멘트 알칼리 활성 모르타르에서 알칼리 활성화제의 사용으로 인한 높은 알칼리 환경이 조성되어 감수제의 이런 작용이 발휘되지 않거나 방해를 받아 감수제 종류 및 양에 상관없이 유동성 증진에 효과가 없거나 오히려 저하되는 것으로 분석된다.
- 본 연구에 사용된 감수제의 감수효과는 정전기적인 반발력과 고분자 흡착층의 상호작용에 의한 입체반발력(입체장해 작용)에 단독 또는 종합적으로 발휘되어 나타난다. 본 연구에 사용된 고로슬래그 기반 무시멘트 알칼리 활성 모르타르에서 알칼리 활성화제의 사용으로 인한 높은 알칼리 환경이 조성되어 감수제의 이런 작용이 발휘되지 않거나 방해를 받아 감수제 종류 및 양에 상관없이 유동성 증진에 효과가 없거나 오히려 저하되는 것으로 분석된다. 물을 추가로 사용한 경우에는 감수제를 사용하는 것보다 유동성이 증진되고 있는 데 물은 알칼리 환경에서도 유동성 증진 효과가 기여한 것으로 판단된다.
- 7은 NaOH(SH)와 쇼듐실리케이트(SS)의 혼합비율이 시공성에 미치는 영향이다. 쇼듐실리케이트의 혼합비율이 증가함에 따라 유동성이 감소하는 경향을 나타났다. 이처럼 쇼듐실리케이트가 시공성에 나쁘게 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이것은 쇼듐실리케이트 자체의 점성이 높고, 액상으로 존재하는 Si, Al 성분이 고로슬래그와 급격히 반응하기 때문으로 판단된다.
- 11은 고성능 감수제의 투입 순서에 따른 플로우의 경시변화를 나타낸 것이다. 시험결과 고성능 감수제를 먼저 투입하는 것이 동시에 투입하는 경우보다 유동성이 향상되는 것으로 나타났다. 고성능 감수제를 먼저 투입한 경우에는 고로슬래그 입자표면에 감수제가 부착되어 코팅되어 어느 정도의 감수효과가 발휘되는 것으로 분석된다.
- 압축강도는 앞에서 설명한 바와 같이 상온양생 조건에서 플라이애쉬를 사용한 경우에는 압축강도가 거의 발현되지 않고 있으나, 고로슬래그 또는 플라이애쉬와 고로슬래그를 사용한 경우에는 압축강도가 50 MPa 이상으로 고강도를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
- 이상과 같이 NaOH와 쇼듐실리케이트의 혼합비율도 시공성 및 강도에 미치는 영향이 다르고, 종합적으로 고려할 경우에는 50:50으로 혼합하여 사용하는 것이 적절한 것으로 판단된다.
- 이상과 같이 고로슬래그 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트의 시공성 측면에서 NaOH의 몰 농도가 3M이 유리한 것으로 나타났으나, 강도측면에서 9 M과 비교하여 40% 정도의 강도가 감소하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 3) 포틀랜드 시멘트에 사용되는 기존 감수제를 고로슬래그 기반 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트에 사용할 경우, 감수효과가 제대로 발휘되지 못하는 것으로 분석되며, 무시멘트 콘크리트용 고성능 감수제 개발이 필요할 것으로 판단된다.
- 이상과 같이 포틀랜드 시멘트에 사용되는 기존 감수제는 고로슬래그 기반 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트에서 높은 알칼리 환경 등으로 인해 감수효과가 제대로 발휘되지 못하고 있다. 따라서 무시멘트 콘크리트의 시공성을 제어하기 위해서는 새로운 고성능 감수제 개발이 필요할 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.