고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 고로슬래그 미분말 분말도에 따른 수화 및 강도 특성 Effect of Fineness of GGBS on the Hydration and Mechanical Properties in HIGH Performance HVGGBS Cement Paste원문보기
최근 온실가스 감축을 위해 시멘트 클링커를 대체하여 고로슬래그 미분말을 다량 치환한 하이볼륨 슬래그 시멘트에 대한 연구 활발히 진행되고 있다. 하지만, 수화열 및 내구성 등 다양한 장점에도 불구하고 초기 재령에서의 낮은 강도 발현 등의 문제점으로 인해 실제 현장의 적용에 한계점을 가지고 있다. 본 연구는 이러한 점을 극복하고자 GGBFS 혼입률에 따른 페이스트의 압축강도, 수화열 등의 특성을 분석하였다. GGBS 분말도에 따른 4종류와 치환율 35%, 50%, 65%, 80% 4수준으로 하여 총 16개의 배합에 대해 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 GGBS의 분말도는 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 초기 재령에서의 압축강도 증진에는 효과가 있지만, 28일 이후의 장기 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.
최근 온실가스 감축을 위해 시멘트 클링커를 대체하여 고로슬래그 미분말을 다량 치환한 하이볼륨 슬래그 시멘트에 대한 연구 활발히 진행되고 있다. 하지만, 수화열 및 내구성 등 다양한 장점에도 불구하고 초기 재령에서의 낮은 강도 발현 등의 문제점으로 인해 실제 현장의 적용에 한계점을 가지고 있다. 본 연구는 이러한 점을 극복하고자 GGBFS 혼입률에 따른 페이스트의 압축강도, 수화열 등의 특성을 분석하였다. GGBS 분말도에 따른 4종류와 치환율 35%, 50%, 65%, 80% 4수준으로 하여 총 16개의 배합에 대해 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 GGBS의 분말도는 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 초기 재령에서의 압축강도 증진에는 효과가 있지만, 28일 이후의 장기 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.
Recently, lots of researches on concrete with high volume mineral admixtures such as ground granulated blast-furnace slag(GGBS) have been carried out to reduce greenhouse gas. The high volume GGBS concrete has advantages such as low heat, high durability, but it has a limitation in practical field a...
Recently, lots of researches on concrete with high volume mineral admixtures such as ground granulated blast-furnace slag(GGBS) have been carried out to reduce greenhouse gas. The high volume GGBS concrete has advantages such as low heat, high durability, but it has a limitation in practical field application, especially low strength development in early ages. This study investigated the compressive strength and hydration characteristics of high performanc and volume GGBS cement pastes with low water to binder ratio. The effects of fineness($4,330cm^2/g$, $5,320cm^2/g$, $6,450cm^2/g$, $7650cm^2/g$) and replacement(35%, 50%, 65%, 80%) of GGBS on the compressive strength, setting and heat of hydration were analyzed. Experimental results show that the combination of high volume slag cement paste with low water to binder ratio and high fineness GGBS powder can improve the compressive strength at early ages.
Recently, lots of researches on concrete with high volume mineral admixtures such as ground granulated blast-furnace slag(GGBS) have been carried out to reduce greenhouse gas. The high volume GGBS concrete has advantages such as low heat, high durability, but it has a limitation in practical field application, especially low strength development in early ages. This study investigated the compressive strength and hydration characteristics of high performanc and volume GGBS cement pastes with low water to binder ratio. The effects of fineness($4,330cm^2/g$, $5,320cm^2/g$, $6,450cm^2/g$, $7650cm^2/g$) and replacement(35%, 50%, 65%, 80%) of GGBS on the compressive strength, setting and heat of hydration were analyzed. Experimental results show that the combination of high volume slag cement paste with low water to binder ratio and high fineness GGBS powder can improve the compressive strength at early ages.
본 연구에서는 고성능 하이볼륨 GGBS 시멘트 페이스트에 대한 GGBS의 분말도에 따른 수화 및 조기강도 특성에 대한영향을 분석하였다. 이를 위해 분말도에 따른 GGBS 4종류와4수준의 GGBS 치환율에 대해 압축강도, 응결 및 미소수화열분석을 수행하였다.
제안 방법
본 논문에서는 GGBFS 혼입률에 따른 페이스트의 압축강도, 수화열 등의 재료 특성을 파악하기 위해 분말도에 따른 고로슬래그 4종류와 혼입율 35, 50, 65, 80% 4수준 총 16개의 종류의 배합 이용하여 실험을 수행하였으며, 본 연구의 범위 내에서는 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 고성능 하이볼륨 GGBS 시멘트 페이스트에 대한 GGBS의 분말도에 따른 수화 및 조기강도 특성에 대한영향을 분석하였다. 이를 위해 분말도에 따른 GGBS 4종류와4수준의 GGBS 치환율에 대해 압축강도, 응결 및 미소수화열분석을 수행하였다.
대상 데이터
14 g/cm3, 분말도 3,250의 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 사용 하였다. GGBS는 국내 P사에서 생산된 제품을 사용하였으며, KS F 2563 콘크리트용 고로슬래그 미분말의 품질기준을 만족하였다. GGBS의 밀도는 2.
시멘트는 KS L 5201에 적합한 밀도 3.14 g/cm3, 분말도 3,250의 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 사용 하였다. GGBS는 국내 P사에서 생산된 제품을 사용하였으며, KS F 2563 콘크리트용 고로슬래그 미분말의 품질기준을 만족하였다.
데이터처리
GGBFS 혼입 페이스트의 수화발열 특성을 GGBS 치환율 GGBS 분말도에 따라서 대해 미소수화열 분석을 수행하였다.Fig. 2~3는 GGBS 치환율에 따른 시간별 수화반응열과 누적반응열을 나타내고 있다.
이론/모형
하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 응결시간(setting time)은 ISO 9597에 따라 ACMEL사 PA8 automatic setting tester를 사용하여 초결과 종결 시간을 측정하였다. 원재료의 입자크기 분포는 레이저 회절법에 의한 Beckman Coulter LS 230 장비를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
1) GGBS 치환율 및 분말도에 따른 압축강도는 초기강도에서만 차이를 보이며 7일 이후 장기강도에서는 유사한 압축강도 발현을 보이고 있다.
2) 응결시간은 GGBS 치환율이 증가하면 서서히 종결시간이 증가하다가 치환율 65%이후 급격히 증가하는 것으로 나타났다.
3) 미소수화열은 홉입량 증가에 따라 발현시간이 늦어지는 경향을 보이며, 누적발열량의 경우 치환율이 높아질수록 감소하는 추세로 나타났다.
4) GGBS를 다량 치환한 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 압축강도는 재령 3일 이전에는 OPC 100% 사용한 Plain에 비해 낮은 압축강도를 나타냈지만 그 후 장기강도에서는 전체적으로 GGBFS 혼입 페이스트가 더 높은 강도를 나타내고 있는 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
시멘트 공정 시 1 톤 생산 시 0.73~0.99 톤의 CO2가 발생하는 이유는?
건설산업에서 주요 핵심 재료인 시멘트는 석회석, 점토 등의 원재료를 약 1,450ºC에서 소성하는 공정이 필요하기 때문에 1 톤 생산 시 0.73~0.
CO2 감축 목표를 달성하기 위한 클링커 대체제는?
국내의 시멘트 산업구조에서 CO2 감축 목표를 달성하기 위한 가정 현실적인 대안은 CO2발생의 주요 요인인 클링커 대신 플라이애시, 고로슬래그 미분말 등 시멘트 대체재료 사용을 확대하는 것이다(Papayianni and Anastasiou, 2006; Seti & eacute;n etal., 2009).
하이볼륨 슬래그 시멘트를 이용해 콘크리트를 사용할 경우 발생하는 문제는?
최근 많은 연구자들에 의해 시멘트 클링커를 대체하여 고로슬래그 미분말(Ground granulated blast-furnace slag, GGBS)을다량 치환한 하이볼륨 슬래그 시멘트에 대한 연구를 수행하였다. 이러한 하이볼륨 GGBS 콘크리트의 경우 낮은 수화열에 의한 온도 상승 억제, 우수한 내구성 등 다양한 장점이 있음에도 불구하고 기존 시멘트 콘크리트 배합에 비해 상당히 적은 클링커 양 때문에 응결지연, 초기 재령에서의 낮은 강도 발현 등의 문제점으로 인해 실제 현장의 적용에 한계점을 가지고 있다(Hester et al., 2005; Leng et al.
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