[논문]CSA를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 성능평가

주명기; 노병철

doi:10.11112/jksmi.2015.19.1.035

[국내논문] CSA를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 성능평가
Evaluation of Properties of Polymer-Modified Mortar with CSA 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.19 no.1, 2015년, pp.35 - 44

주명기 (상지대학교 건설시스템공학과) , 노병철 (상지대학교 건설시스템공학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 CSA를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 강도, 흡수율, 염화 이온 침투 깊이, 중성화 깊이, 길이변화 및 내약품성에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 구명하였다. 그 결과, CSA를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 압축, 휨, 인장 및 부착강도는 CSA 첨가량 및 폴리머-시멘트비가 증가함에 따라 증가하였다. 흡수율은 CSA 첨가량 및 폴리머-시멘트비가 증가함에 따라 감소하였다. 길이변화는 CSA 첨가량 및 폴리머-시멘트비가 증가함에 따라 감소하였다. 염화 이온 침투깊이 및 중성화 깊이는 CSA 첨가량 및 폴리머-시멘트비가 증가함에 따라 감소하였다. 또한, 내약품성은 CSA 첨가량 및 폴리머-시멘트비가 증가함에 따라 감소하였다. 이와 같은 강도 및 내구성 개선은 EVA 폴리머의 높은 인장강도에 기인하며, EVA 폴리머 및 CSA 혼입에 의하여 시멘트 수화물과 골재사이의 부착력이 개선되기 때문이라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Two main parameters were examined such as CSA content and polymer-binder ratio to find effects on the strength, water absorption, chloride ion penetration depth, carbonation depth, length change and chemical resistance of polymer-modified mortar with CSA and EVA polymer powder (EVAPP). As results, compressive, flexural, tensile, adhesive strengths, and length change of the polymer-modified mortar with CSA and EVAPP increases with increasing CSA content and polymer-binder ratio, although the water absorption, chloride ion penetration depth, and carbonation depth decrease with increasing polymer-binder ratio and CSA content, and also the chemical resistance decreases. Such strength and durability development is attributed to the high tensile strength of EVA polymer and the improved bond between cement hydrates and aggregates because of the addition of EVAPP and CSA.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

, 2014). 따라서 본 연구에서는 CSA를 혼입한 시멘트 모르타르를 제조하여 CSA 첨가량 및 폴리머-결합재비가 강도, 흡수율, 길이변화, 염화물 이온 침투저항성, 중성화 및 내약품성에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 구명하고자 한다.

제안 방법

Table 6은 공시체 제작을 위한 배합설계를 나타낸 것으로 결합재 : 잔골재를 1 : 1.5 (질량비) 비율로, 결합재에 대하여 CSA를 0, 5, 10 및 15%로 치환하고, 폴리머-결합재비를 0,2, 4 및 6%, 소포제 첨가량 2% 및 고성능 감수제 첨가량 0.7%로 첨가하여 KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)에 준하여 시험체를 제작하였고, 이때, 물-결합재 비는 플로가 170±5mm의 범위가 되도록 결정하였다. 완성된 공시체는 온도 20±2℃, 습도 60±10%에서 28일간 기건양생을 실시하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 혼화재로서는 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 사용하였으며, 물리적 성질 및 화학조성은 Table 3 및 Table 4와 같다.
본 연구에서 골재는 6호 규사 (Silica Sand)를 사용하였고, 그 물성은 Table 1에 나타낸 바와 같다.
본 연구에서 사용된 CSA는 중국산 클링커를 이용하여 국내 H사에서 제조한 CSA Clinker+CaSO₄ type을 사용하였으며 분말도 465 m²/kg, 습분 0.5% 이하고 비중은 2.9 이다. 칼슘 설포 알루미네이트의 화학 조성은 Table 2에 나타낸 바와 같다.
본 연구에서 사용된 시멘트는 국내 S사의 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다.
시멘트 혼화용 재유화형 분말수지로서는 에틸렌 초산비닐(Ethylene-Vinyl Acetate, EVA) 재유화형 분말수지를 사용하였다. 소포제는 실리콘계 소포제를 EVA 분말수지에 대해 2%를 첨가하였다.

이론/모형

KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)에 의하여 공시체를 28일간 20℃의 2.5%염화나트륨 수용액 중에 침전한 후 공시체를 2분할하여 그 단면에 0.1% 프롤로세인 나트륨 수용액 및 0.1N 초산은 용액을 분무하여 형광을 발하는 부분을 염화물 이온 (Cl^-) 침투 부분으로 하여 염화물이온 침투 깊이를 측정하였다.
KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)에 의하여 공시체를 28일간 촉진 중성화 시험장치[30±2℃, 60±10%(RH), CO₂농도 5.0%] 내에 정치한 후 공시체를 2분할하여 그 단면에 페놀프탈레인 1%의 알코올을 분무하여 중성화 깊이를 측정하였다.
KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)의 흡수율 시험 방법에 따라서 건조양생 후, 80±2℃의 건조로에서 48시간 건조시킨 공시체를 20±2℃의 정수 중에 침적하여 흡수시험을 하였다. 공시체의 흡수율은 다음의 식 (1)에 의해 산출하였다.
길이변화 시험은 KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)에 의하여 실시하였고, 시험체 크기는 40×40×160mm로 성형하여 온도 20±2℃, 습도 60±10%에서 28 일간 기건양생을 실시하였다.
내약품성 시험은 일본공법규격원안 (콘크리트의 용액침지에 의한 내약품성 시험방법)에 의하여 실시하였다. 28일 재령의 공시체를 H₂SO₄ 5% 및 NaOH 2.
슬럼프 및 공기량 시험은 각각 KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법) 및 KS F 2421 (굳지 않은 콘크리트의 압력법에 의한 공기함유량 시험방법 (공기실 압력방법)에 의하여 플로값 및 공기량을 측정하였다.
압축, 휨 및 부착강도시험은 KS F 2476 (폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)에 의하여 실시하였고, 인장강도 시험은 KS L 5104 (수경성 시멘트 모르타르의 인장강도 시험방법)에 의하여 실시하였다. 시험체를 온도 20±2℃, 습도 60±10%에서 28일간 기건양생을 실시하였다.

성능/효과

(1) CSA 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 압축, 휨, 인장 및 부착강도는 CSA 첨가량 및 폴리머-결합재비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다.
(2) CSA 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성은 CSA 첨가량 및 폴리머-결합재비가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다.
(3) 시험결과를 토대로 도출된 CSA 혼입 폴리머 시멘트 모르타르는 강도 및 내구성능이 개선됨을 알 수 있었다. 해양 콘크리트 구조물과 같은 열악한 환경하의 콘크리트 구조물에 적용한다면 유지관리비용 절감효과를 얻을 수 있으리라 판단된다.

후속연구

해양 콘크리트 구조물과 같은 열악한 환경하의 콘크리트 구조물에 적용한다면 유지관리비용 절감효과를 얻을 수 있으리라 판단된다. 따라서 차후 폭로시험을 통하여 현장 적용성을 평가할 계획이다.
(3) 시험결과를 토대로 도출된 CSA 혼입 폴리머 시멘트 모르타르는 강도 및 내구성능이 개선됨을 알 수 있었다. 해양 콘크리트 구조물과 같은 열악한 환경하의 콘크리트 구조물에 적용한다면 유지관리비용 절감효과를 얻을 수 있으리라 판단된다. 따라서 차후 폭로시험을 통하여 현장 적용성을 평가할 계획이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	해양 콘크리트로 고로슬래그 시멘트나 플라이애시 시멘트사용시 문제점은?	, 2014). 그러나 고로슬래그 시멘트나 플라이애시 시멘트를 해양 콘크리트에 사용하는 경우 고로슬래그 미분말이나 플라이애시가 보통 포틀랜드 시멘트보다 초기 반응성이 떨어지기 때문에 시멘트가 충분히 수화하기 전까지는 오히려 시멘트만을 사용하는 콘크리트보다 염화물 이온의 침투저항성이 떨어지는 것으로 알려져 있다.
	CSA 혼입시 장점은?	칼숨설포알루미네이트 (이하 CSA라 함)를 혼입할 경우 초기 반응성이 우수하다. 또한 보통콘크리트에 비해 더 큰 연성과 높은 휨강도를 확보가 가능하다 (Choi et al., 2014).
	폴리머 시멘트 모르타르의 물-결합재비가 CSA 첨가량의 증가에 따라 감소하는 경향을 보이는 이유는?	폴리머 시멘트 모르타르의 물-결합재비는 CSA 첨가량의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 이것은 분말도가 높은 CSA의 첨가에 따른 볼베어링에 의해 분산성이 좋아지기 때문이라 판단된다. 한편, CSA 첨가량에 관계없이, 폴리머 시멘트 모르타르의 물-결합재비는 폴리머-결합재비의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다.

참고문헌 (21)

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저자의 다른 논문 :

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].

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