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C-S-H 상의 염소이온 흡착 메커니즘 규명을 위한 반응 작용 실험
Interaction Experiment on Chloride Ion Adsorption Behavior of C-S-H Phases 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.29 no.1, 2017년, pp.65 - 75  

윤인석 (인덕대학교 건설정보공학과)

초록
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C-S-H 상은 시멘트 페이스트의 50~60%를 차지하는 중요한 수화생성물로서, 시멘트 페이스트의 공학적 특성을 결정짓는 가장 중요한 역할을 한다. 이것은 C-S-H 상이 본질적으로 안정되거나 강한 재료라서가 아니라 시멘트입자와 같이 결합하여 연속적인 레이어 층을 형성하기 때문이다. 결합상으로서 C-S-H 상은 나노 단위의 구조로부터 기인하는데, 내구성 측면에서는 염소이온의 흡착을 유발하는 것으로 알려져 있지만 그 메커니즘은 여전히 불분명하다. 그래서 본 연구에서는 C-S-H상이 염소이온 흡착에 미치는 거동을 살펴보고자 하였다. 본 연구의 목적은 다양한 Ca/Si 비율을 갖는 C-S-H 상이 염소이온을 흡착하는 시간의 존적 거동을 고찰하여 염소이온 고정화의 메커니즘을 구명하는 것이다. C-S-H 상은 순간적 물리흡착, 물리 화학적 흡착, 그리고 화학적 흡착의 3단계로 구분되어 순차적인 흡착거동을 보였는데, 순간적으로 흡착되는 표면착물량은 C-S-H 표면 대전체와 염소 이온간의 전기 상호작용에 의한 물리적 흡착에 의하여 발생한다. 높은 Ca/Si 비율에서 C-S-H 표면전하는 커지기 때문에 물리적 흡착은 커지지만 화학적 흡착은 오히려 작아지는 것으로 나타났다. 이는 C-S-H 표면에 물리적 흡착된 염소이온에 의하여 염소이온이 침투하지 못하고 화학적 흡착력까지 저하되기 때문으로 생각된다. 따라서 최대 염소이온 흡착력은 Ca/Si 비율 1.5에서 형성되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

C-S-H phase is the most abundant reaction product, occupying about 50~60% of cement paste volume. The phase is also responsible for most of engineering properties of cement paste. This is not because it is intrinsically strong or stable, but because it forms a continuous layer that binds together th...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구의 목적은 염소이온의 고정화가 철근부식에 미치는 영향을 직시하고,23) C-S-H의 물성이 Ca/Si 비율에 지배됨을 따른, C-S-H 상의 염소이온 흡착 메커니즘을 규명하고자 한다. 흡착 메커니즘은 흡착열을 측정하거나 가역 또는 비가역 반응의 유무, 또는 NMR에 의한 분자구조의 변화 등으로 관찰할 수 있는데, 본 연구에서는 시간 경과에 따라 C-S-H 상과 염소이온과 상호 반응 거동을 분석하여 흡착 특성 및 메커니즘을 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토버모라이트와 젠나이트의 차이는? 2) 젠나이트(jennite, Ca9(Si6O18)(OH)6·8H2O)는 토버모라이트처럼 그 구조가 Ca-O와 층이 Ca원자와 물분자의 내부 층과 같이 단일 Dreierketten 구조의 열에 맞추어 존재한다. 토버모라이트와 젠나이트의 가장 중요한 차이는 각각의 Dreierketten 열에 의해 수산기에 대한 치환 유무이다. C3S 입자 주위를 둘러싼 C-S-H 상은 처음에는 박편상이지만 시간경과에 따라 섬유상으로 성장해 간다.
C-S-H 상은 어떻게 생성되는가? 시멘트계 재료의 수화물 중 C-S-H 상은 전체 수화물에서 약 50~60%를 차지하는 주요 수화물이다. C-S-H 상은 C3S 또는 β-C2S가 수화되어 생성되며 주로 시멘트계 재료의 강도 발현에 기여한다. C-S-H 상의 화학적 성분은 일정하지 않은데, 보편적으로는 식 (1)과 같으며 x / y = 1.
C-S-H 상에 의한 염소이온 흡착의 첫 단계는 물리적 흡착으로 인한 표면착물량 발생인데 이는 어디에 의존되는 성질을 가졌는가? C-S-H 상에 의한 염소이온 흡착의 첫 단계로서 순간적인 물리적 흡착으로 인하여 표면착물량이 발생한다. 표면착물량은 C-S-H 상의 표면전위에 의존된다. C-S-H의 표면전위는 Ca/Si가 높을수록 (+) 전위를 갖는다.
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