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물-결합재 비와 잔골재-결합재 비에 따른 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 기초특성
The Fundamental Properties of Alkali-Activated Slag Cement (AASC) Mortar with Different Water-Binder Ratios and Fine Aggregate-Binder Ratios 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.17 no.5, 2013년, pp.77 - 86  

김태완 (부산대학교 생산기술연구소) ,  함형길 (부산대학교 토목공학과) ,  이성행 (부산대학교 토목공학과) ,  엄장섭 (창신대학교 토목공학과)

초록
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본 연구는 물-결합재 비 (W/B)와 잔골재-결합재 비 (F/B)에 따른 알칼리 활성화 슬래그 시멘트 (AASC)의 기초 특성에 관한 연구이다. W/B 비는 0.35, 0.40, 0.45, 그리고 0.50를 선정하였다. 그리고 F/B 비는 1.00에서 3.00까지 0.25 크기로 고려하였다. 알칼리 활성화제는 2M과 4M의 NaOH를 사용하였다. 실험은 플로우, 흡수율, 압축강도, 초음파 속도 그리고 건조수축을 측정하여 비교하였다. 플로우, 압축강도, 흡수율, 초음파 속도 그리고 건조수축 모두 W/B 비가 증가하면 감소하였다. 압축강도는 동일 W/B 비에서 F/B 비가 증가할수록 감소하였다. 또한 특정 F/B 비에서 강도가 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그리고 S2 (river sand 2)는 S1 (river sand 1)보다 낮은 물리적 특성을 나타냈는데, 이는 조립률 때문으로 판단된다. 본 실험의 결과 AASC의 공학적 특성은 W/B 비와 F/B 비가 영향을 주는 것으로 판단된다. 최적의 F/B 비는 각 W/B 비에 대해 1.75~2.50 인 것으로 생각된다. 또한 W/(B+F) 비가 0.13과 0.14 사이일 때 AASC 모르타르배합설계가 효과적일 것으로 판단된다.

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This study investigates the fundamental properties of the water-binder (W/B) ratio and fine aggregate-binder (F/B) ratio in the alkali-activated slag cement (AASC) mortar. The W/B ratios are 0.35, 0.40, 0.45, and 0.50, respectively. And then the F/B ratios varied between 1.00 and 3.00 at a constant ...

주제어

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문제 정의

  • Table 4는 W/B 비와 F/B 비에 따른 압축강도 특성 분석을 위해 W/(B+F) 비를 계산한 것이다. W/(B+F) 비는 배합 수가 주로 결합재인 고로슬래그 미분말의 활성화 반응에 사용되고, 일부는 잔골재의 표면수로, 그리고 잔골재에 흡수되는 미소한 수량까지 고려하여 배합수-결합재-잔골재의 상관관계를 수식으로 나타내어 그 영향관계를 알아보고자 하였다. 각 W/B 비에 서 F/B 비가 증가함에 따라 감소하던 압축 강도가 증가하는 특이점을 표시하면 W/(B+F) 비의 값이 0.
  • 00인 배합은 상대적으로 적은 잔골재 양으로 경제성이 감소되어 실제 건설재료의 배합으로 사용하기에는 다소 어려움이 있다고 생각된다. 따라서 건설구조물에 적용가능한 AASC의 배합을 고려하기 위해 F/B 비가 1.00인 경우와 비교 (control)하여 나머지 배합의 상대적인 특성을 분석하고자 하였다.
  • 본 연구는 AASC 또는 AAC의 연구에서 모르타르 배합시 W/B 비와 함께 F/B 비를 고려한 물리적 특성에 관한 기초 연구자료를 제시하고자 하였다.
  • 본 연구는 AASC 모르타르의 배합에 영향을 미치는 요소로 W/B 비와 F/B 비를 통해 물리적 특성에 대해 연구하고자 한다.
  • 본 연구는 W/B 비와 F/B 비에 따른 AASC의 물리적 기초 특성에 관한 연구로 다음과 같은 실험을 수행하여 그 특성을 파악하고자 하였다. 모르타르 배합의 초기특성으로는 플로우 (KS L 5111)를 측정하였다.
  • 본 연구는 고로 슬래그 미분말을 기본으로 하는 알칼리 활성화 슬래그 시멘트 (Alkali-Activated Slag Cement; AASC) 모르타르의 물-결합재 (W/B) 비와 잔골재-결합재 (Fine aggregate/Binder; 이하 F/B) 비를 통해 AASC 모르타르의 물리적 특성에 대한 기초연구 자료를 제시하고자 하였다.
  • 흡수율과 초음파 속도만으로는 시험체 내부의 조직구조 및 특성을 분석하는 것은 다소 어려움이 있지만, 대략적인 경향을 파악하고자 하였다. 흡수율과 초음파 속도의 결과를 통해서 AASC 모르타르 배합에 있어서 W/B 비에 따른 F/B 비의 영향을 평가하여 시험체 조직의 치밀화와 골재와 페이스트 간의 결합력에 영향을 주는 범위가 존재 할 것으로 생각할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
알칼리 활성화 시멘트에 대한 연구는 어떤 시험체를 사용하여 그 특성을 연구하는가? AAC는 산업부산물인 고로슬래그 (furnace slag), 플라이애시 (fly ash) 등을 이용하여 CO2의 발생량을 줄이고 에너지의 사용을 감소시키며 폐자원의 재활용이라는 관점에서도 중요 대상이 되어 다양하고 많은 연구결과가 나타나고 있다. AAC에 대한 연구는 페이스트 (paste), 모르타르 (mortar) 그리고 콘크리트 (concrete) 등의 시험체를 사용하여 그 특성을 연구한다. 그러나 AAC의 특성을 연구하는데 필요한 시험체에 대해 아직까지 일정한 배합 기준이 정해져 있지 않다.
모르타르의 배합은 무엇에 영향을 받는가? 이는 아직까지 AAC 반응 메커니즘에 대한 연구가 진행되고 있으며, AASC 모르타르 배합에 대한 명확한 기준의 정립되지 않아 다양한 배합이 사용되고 있는 것으로 판단된다. 일반적으로 모르타르의 배합은 결합재 (binder), 잔골재 (fine aggregate) 그리고 배합수 (water)의 혼합 비율에 따라 물리적 특성에 영향을 받는다. 따라서 각 재료들의 혼합비가 AAC 모르타르의 특성 연구에 중요한 요인 중 하나라 할 수 있을 것이다.
AAC의 장점은 무엇인가? 최근 국내외적으로 알칼리 활성화 시멘트 (Alkali Activated Cement; 이하 AAC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. AAC는 산업부산물인 고로슬래그 (furnace slag), 플라이애시 (fly ash) 등을 이용하여 CO2의 발생량을 줄이고 에너지의 사용을 감소시키며 폐자원의 재활용이라는 관점에서도 중요 대상이 되어 다양하고 많은 연구결과가 나타나고 있다. AAC에 대한 연구는 페이스트 (paste), 모르타르 (mortar) 그리고 콘크리트 (concrete) 등의 시험체를 사용하여 그 특성을 연구한다.
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참고문헌 (19)

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