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고유동 대량치환 슬래그 모르타르의 공학적 특성
The Engineering Properties of High Fluidity mortar with High Volume Slag Cement 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.21 no.5, 2017년, pp.12 - 20  

배주룡 (부산대학교 건설융합학부 토목공학전공) ,  김태완 (부산대학교 건설융합학부 토목공학전공) ,  김인태 (부산대학교 건설융합학부 토목공학전공) ,  김민정 (부산대학교 건설융합학부 토목공학전공)

초록
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본 연구는 규산나트륨($Na_2SiO_3$)으로 활성화된 고유동 대량치환슬래그 시멘트의 기초특성에 관한 연구이다. 고로슬래그 미분말(GGBFS)은 보통포틀랜드 시멘트(OPC)의 40%에서 80%까지 질량치환하고 칼슘설포알루미네이트(CSA)는 2.5%와 5.0% 치환하였다. 규산나트륨($Na_2SiO_3$)은 전체 결합재(OPC+GGBFS+CSA) 질량의 2%와 4% 추가하였다. 모든 배합의 물-결합재 비(w/b)는 0.35이다. 본 연구에서는 미니슬럼프, V-funnel, 응결시간, 압축강도와 건조수축을 측정하였다. 실험결과 유동화제 양, V-funnel, 응결시간과 건조수축은 CSA와 $Na_2SiO_3$가 증가함에 따라 감소하였다. 그러나 압축강도는 CSA와 $Na_2SiO_3$가 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 원인 중 하나는 CSA와 $Na_2SiO_3$가 GGBFS의 활성화를 촉진하였기 때문이다. 최고의 성능을 나타낸 배합은 CSA 5.0% + $Na_2SiO_3$ 4%를 혼합한 시험체이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This report presents the results of an investigation on the fundamental properties of mortars high fluidity high volume slag cement(HVSC) activated with sodium silicate($Na_2SiO_3$). The ordinary Portland cement(OPC) was replaced by ground granulated blast furnace slag(GGBFS) from 40% to ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 보통 포틀랜드 시멘트(ordinary Portland cement, 이하 OPC)의 40% 이상을 GGBFS로 치환한 대량치환슬래그배합을 기본으로 하는 고유동 모르타르의 개발을 위한 실험적 연구이다. GGBFS를 40% 이상 치환함으로써 OPC의 사용량을 줄여 친환경적 특성을 고려하고, GGBFS의 치환에 따른 초기 강도 저하, 응결 지연 등의 특성을 고려한 혼화제의 사용과 유동특성을 살펴보고자 한다. 또한 Na2SiO3를 혼합하여 GGBFS의 활성화를 통한 공학적 특성에 대해 알아보고자 한다.
  • GGBFS를 40% 이상 치환함으로써 OPC의 사용량을 줄여 친환경적 특성을 고려하고, GGBFS의 치환에 따른 초기 강도 저하, 응결 지연 등의 특성을 고려한 혼화제의 사용과 유동특성을 살펴보고자 한다. 또한 Na2SiO3를 혼합하여 GGBFS의 활성화를 통한 공학적 특성에 대해 알아보고자 한다.
  • , 2012; Bilim and Atiş, 2012). 또한 기존의 두 가지 이상의 재료를 혼합한 결합재를 사용한 SCC 배합에서 사용되지 않았던 CSA를 사용하여 건조수축과 OPC-GGBFS의 수화반응을 촉진시키는 역할을 하고자 하였다. CSA의 경우, 선행 예비실험을 강도, 응결 등의 특성을 측정하여 5%이하의 혼합 범위를 선정하였다.
  • 본 연구는 보통 포틀랜드 시멘트(ordinary Portland cement, 이하 OPC)의 40% 이상을 GGBFS로 치환한 대량치환슬래그배합을 기본으로 하는 고유동 모르타르의 개발을 위한 실험적 연구이다. GGBFS를 40% 이상 치환함으로써 OPC의 사용량을 줄여 친환경적 특성을 고려하고, GGBFS의 치환에 따른 초기 강도 저하, 응결 지연 등의 특성을 고려한 혼화제의 사용과 유동특성을 살펴보고자 한다.
  • 본 연구에서는 SCC mortar를 기본 배합으로 하고 있으며 이는 추후 균열부 보수보강, 철도 자갈도상의 콘크리트 도상화 등의 다양한 활용성을 고려하고자 하였다. 예비실험과 선행연구결과들을 참고하여 목표 유동성을 미니슬럼프 기준으로 280±10 mm가 되도록 하였다.
  • 선행연구를 바탕으로 슬래그를 대량 치환한 고유동 모르타르에 Na2SiO3을 적용하여 기초특성을 파악하고 진행 중인 고유동 시멘트 관련 후속연구들의 자료로 활용하고자 한다.
  • 대부분의 연구에서 단일 재료보다는 2종류 이상의 혼화재료를 혼합한 배합을 사용하였다. 이는 유동특성과 함께 결합재간 다른 특성이 상호 보완적인 효과로 인해 성능을 향상시키기 위한 목적이다. 또한 SCC를 구성하는 골재의 특성에 따른 연구도 수행되었는데, 잔골재(sand)의 영향(Benabed et al.
  • 그러나 일부 연구자들은 골재의 영향을 최소화하고, 구조물의 보수보강과 다양한 활용성을 고려한 모르타르에 대한 연구도 수행하고 있다. 이를 통해 추후 골재의 특성을 고려한 SCC의 배합을 설계하는데 기초자료로 활용하고자 하는 목적이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내외 건설환경에서 요구가 높아지고 있는것은 ? 국내외 건설환경은 구조물의 기능과 역할 등에 따라 높은 내구성에 대한 요구가 높아지고 있다. 이는 구조물의 기능과 안전성은 물론 유지보수의 관점에서도 높은 내구성을 가지는 콘크리트의 개발과 시공기술의 확립이 중요해지고 있다.
SCC 또는 HFC에 대한 선행 연구에서 결과로 언급되고 있는것은 ? SCC 또는 HFC에 대한 선행 연구는 결합재, 골재, 혼화제 등에 따른 재료와 배합시간, 배합 특성 등의 방법, 그리고 유동특성, 건조수축, 수화열, 내구성, 압송특성 등에 대한 공학적 특성 등에 대한 많은 결과들이 언급되고 있다.
다양한 혼화재료를 사용하여 시공성과 경제성을 고려한 콘크리트의 특징은 ? 이러한 문제점을 해결하기 위한 여러 방안 중 충분한 내구성을 확보하고, 다양한 혼화재료를 사용하여 시공성과 경제성을 고려한 콘크리트 또는 시멘트의 연구개발이 진행되고 있는데 자기충전 콘크리트(self-compacting concrete, 이하 SCC) 또는 고유동 콘크리트(high fluidity concrete, 이하 HFC)가 그중 하나이다. 이러한 콘크리트는 높은 유동성과 재료분리 저항성을 기본 특성으로 하여 다양한 형상의 콘크리트 구조물과 과밀한 철근 배근의 구조물을 비롯해 높은 수밀성과 고품질을 요구하는 구조물이 적용하려는 연구와 적용이 이루어지고 있다.
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