[논문]Hydrometer를 이용한 고로슬래그 미분말의 분말도 품질 신속평가 가능성 분석

한천구; 주은희

doi:10.14190/jrcr.2018.6.1.43

Hydrometer를 이용한 고로슬래그 미분말의 분말도 품질 신속평가 가능성 분석
Feasibility Analysis of Rapid Quality Evaluation Method for Blast Furnace Slag Using Hydrometer 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.6 no.1, 2018년, pp.43 - 49

초록
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본 연구에서는 고로슬래그의 원료인 수쇄슬래그를 Ball mill로 분말도에 다양한 변화를 주어 제조한 다음 종전에 진행되었던 Hydrometer를 이용한 비중계법 콘크리트 조기 강도 추정의 원리를 적용하여 BS의 분말도 품질을 저렴하면서도 간편하고 신속하게 평가함으로써 BS 분말도 수입검사에 효과적으로 활용할 수 있도록 함에 있어 그 가능성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 BS의 분말도가 클수록 액체밀도계의 침하시간이 지연되는 것으로 나타났으며, 3분의 혼탁액 밀도와 분말도의 상관관계 회귀식 y = 198 120 x - 193 936(R=0.9398)을 활용할 시 BS 분말도의 신속한 품질평가가 가능할 것으로 판단되었다. 따라서 레미콘 인수검사에서 BS의 분말도 품질 신속평가로 본 연구에서 제시하는 방법을 적용할 경우 저렴하고 간단하며 신속하게 BS 분말도 평가가 가능할 수 있을 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of the research is to analyze the feasibility of rapid quality evaluation method for blast furnace slag using hydrometer based on the former research of the prediction method for concrete compressive strength using hydrometer. Using this method, it is expected to provide a new application for blast furnace slag quality evaluation easily and rapidly during the receiving inspection. According to the experimental results, the settling time period of hydrometer was delayed with increased fineness of blast furnace slag. By using the regression equation of y = 198 120 x - 193 936(R=0.9398) obtained from the correlation between density of suspension at three minutes and fineness, it was possible to evaluate the quality of blast furnace slag fineness rapidly. Therefore, for ready-mixed concrete receiving inspection, the suggested method can be used as a cheap, a simple, and a rapid inspection method.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러므로 본 연구에서는 전술한 문제점을 해결하기 위해 고로슬래그의 원료인 수쇄슬래그를 Ball mill로 분말도에 다양한 변화를 주어 제조한 다음 종전에 진행되었던 Han (1988)의 이론에 따르면 Hydrometer를 이용한 비중계법 콘크리트 조기 강도 추정(Han 1988)의 원리를 적용하여 BS의 분말도 품질을 저렴하면서도 간편하고 신속하게 평가함으로써 BS 분말도 수입검사에 효과적으로 활용할 수 있도록 함에 있어 그 가능성을 분석하고자 한다.
본 연구는 종전의 비중계법을 이용한 콘크리트 강도 조기 추정법에 활용되었던 Hydrometer를 이용하여 BS의 분말도 신속 품질평가방법에 대한 가능성 분석 및 이에 따른 분말도 신속평가의 새로운 방법을 제안하고자 하였다. 분석 결과 BS의 분말도가 클수록 액체밀도계의 침하시간이 지연되는 것으로 나타나 가능성이 입증되었고, 3분의 혼탁액 밀도와 분말도의 상관관계 회귀식 y =198 120 x – 193 936(R=0.
본 연구에서는 Hydrometer와 메스실린더 및 물을 이용하여 BS의 분말도 품질을 신속하게 평가하여 레미콘 공장에 납품되는 BS 분말 도의 인수검사에 효과적으로 활용할 수 있도록 함에 있어 그 가능성을 분석하고자 하였는데, 그 실험 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

94의 높은 상관성을 나타내었다. 그러나 미소하게라도 차이를 구분하면 액체밀도계 밀도 값 3분에서 가장 높은 상관성을 나타냈으므로 신속품질평가의 가능성을 확인하였다. 따라서 3분의 혼탁액 밀도와 분말도의 상관관계 회귀식 y = 198 120 x – 193 936 (R=0.
실험에 사용된 물은 음료 가능한 20℃ 상수도를 사용하였다. 또한, 시리즈 2에서는 폭넓은 BS 분말도 범위를 고려하여 분말도 1,551~ 6,145cm²/g로 총 6 수준의 품질변화에 대하여, 시리즈 1에서 최적으로 제안된 실험방법으로 BS의 품질평가가 가능한지에 대하여 분석하고자 한다.
본 연구의 실험방법으로 Hydrometer에 대한 밀도 측정은 실험 계획된 메스실린더에 소정의 결합재량을 넣은 후 메스실린더의 입구를 밀봉한 뒤 정해진 상하반전운동을 주어 혼합시킨다. 혼합완료 후 바로 액체밀도계를 용액 중간에 띄워 1분마다 밀도를 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 BS는 국내산을 사용하였는데, 그 물리적 성질은 Table 3과 같다. 단, BS는 Ball mill을 이용하여 분쇄공정을 거쳐 다양한 미분말로 만들어 사용하였다.
먼저, 시리즈 1은 BS 분말도의 품질을 평가할 수 있는 기기 및 방법을 결정하고자 한다. 즉, BS는 일반 건설현장에서 활용되는 제품으로 KS F 2563(콘크리트용 고로슬래그 미분말) 3종에 해당하는 분말도 5,137cm2/g을 사용하였다. 실험변수로서 실험기구인 메스실린더의 용량은 시중에서 구할 수 있는 것으로 100, 250, 500, 1,000cc의 4 수준, 결합재와 물의 비율은 액체밀도계의 측정범위 내에서 효과적으로 표현될 수 있는 것을 고려하여 물 1L에 BS를 0, 50,100, 150g의 4 수준으로 진행하였다.

성능/효과

1. 메스실린더의 용량 결정으로 100 및 250cc는 바닥에 액체밀도계가 닿아 측정이 불가능한 문제가 있었고, 500cc는 입구가 작아 눈금 읽기에 어려움이 있어 결국 메스실린더 용량은 1,000cc 사용이 최적인 것으로 판단되었다.
5. 결국 BS 분말도 신속평가법 제안으로서는 1.01g/cm³이 되는 시간으로 분말도를 추정하는 것이 상관성은 가장 양호하지만 신속평가라는 관점까지도 고려하면 3분 밀도 값에서 분말도를 추정하는 것이 바람직한데, 이때 추정방법은 Fig. 9와 같으며, 추정 회귀식은 y = 196 120 x – 193 936(R=0.9398)으로 제안하는 방법을 활용할 경우 양호하게 BS 분말도 품질관리가 가능할 것으로 판단된다.
그러나 미소하게라도 차이를 구분하면 액체밀도계 밀도 값 3분에서 가장 높은 상관성을 나타냈으므로 신속품질평가의 가능성을 확인하였다. 따라서 3분의 혼탁액 밀도와 분말도의 상관관계 회귀식 y = 198 120 x – 193 936 (R=0.9398)을 활용할 시 액체밀도계를 사용한 BS 분말도의 신속한 품질평가가 가능할 것으로 판단되었다. 이때 BS 3종의 분말도 최소치 4,000cm²/g은 밀도 값 1.
057g/cm³로 시작하여 약 18분 경과 후 밀도계는 완전한 침하가 나타났다. 따라서 결합재량은 100g/L를 사용할 경우 BS 품질평가의 가능성이 양호하게 나타났다.
본 연구는 종전의 비중계법을 이용한 콘크리트 강도 조기 추정법에 활용되었던 Hydrometer를 이용하여 BS의 분말도 신속 품질평가방법에 대한 가능성 분석 및 이에 따른 분말도 신속평가의 새로운 방법을 제안하고자 하였다. 분석 결과 BS의 분말도가 클수록 액체밀도계의 침하시간이 지연되는 것으로 나타나 가능성이 입증되었고, 3분의 혼탁액 밀도와 분말도의 상관관계 회귀식 y =198 120 x – 193 936(R=0.9398)을 활용할 시 BS 분말도의 신속한 품질평가가 가능할 것으로 판단되었다.
이상을 종합하여 볼 때 레미콘 인수검사에서 BS의 분말도 품질 신속평가로 본 연구에서 제시하는 방법을 적용할 경우 저렴하고 간단하며 신속하게 평가될 수 있을 것으로 분석되었다
000g/cm³에도달하였다. 종합적으로 메스실린더의 용량은 100 및 250cc는 바닥에 액체밀도계가 닿아 측정이 불가능한 문제가 있고, 500cc는 측정 시 입구가 작아 밀도 값 측정에 어려움이 있어 메스실린더용량은 1,000cc 사용이 최적인 것으로 판단되었다.
4. 품질평가법 제안으로 결정된 최적 시험 방법으로 액체밀도계 밀도 값과 분말도 간의 상관관계 분석 결과 혼탁액 밀도 값 3분과 분말도의 상관관계를 이용할 시 액체밀도계를 사용한 BS 분말도의 신속한 품질평가가 가능할 것으로 판단되었다. 그러나 정밀도 면으로는 밀도 값 1.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	분말도 품질관리에 이용되는 시험장치는 무엇인가?	그러나 이러한 BS는 제품 생산 시 레미콘 업체에 납품될 때 KS규격에 만족하는 분말도가 납품되어야 하나, 이전 진행되었던 연구 결과에 의하면 국내 레미콘 공장에 납품되고 있는 BS 분말도의 경우 일부 실측 데이터가 KS 규격을 만족하지 못하는 사례도 보고되고 있다. 그런데 지금까지 분말도 품질관리에 이용되는 시험 장치는 주로 Blain 공기 투과장치가 사용된다. 그러나 Han and Song (2017) 등의 이론에 따르면 이와 같은 블레인 공기 투과 장치는 BS 제조사에서는 비치되어 활용하고 있으나, 레미콘 품질관리실에서는 장비비가 고가이기도 하지만, 번거로움의 이유로 비치되어 있지 않는 경우가 대부분으로 주로 납품자의 시험 성적서에 의존하고 있는 것이 현실이다.
	현실적으로 고로슬래그 미분말 품질관리에 납품자의 시험성적서에 의존하고 있는 이유는?	그런데 지금까지 분말도 품질관리에 이용되는 시험 장치는 주로 Blain 공기 투과장치가 사용된다. 그러나 Han and Song (2017) 등의 이론에 따르면 이와 같은 블레인 공기 투과 장치는 BS 제조사에서는 비치되어 활용하고 있으나, 레미콘 품질관리실에서는 장비비가 고가이기도 하지만, 번거로움의 이유로 비치되어 있지 않는 경우가 대부분으로 주로 납품자의 시험 성적서에 의존하고 있는 것이 현실이다.
	고로슬래그 미분말 사용의 장점은?	제철소에서 부산물로 발생되는 고로슬래그 미분말(이하 BS)은시멘트에 치환하여 사용할 경우 기존의 이론에 따르면 (Lee 2012) 수화발열량 감소, 수밀성 증대, 장기강도 증진 등에 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 특히 BS는 시멘트와 유사한 화학성분으로 플라이애시(이하 FA)의 포졸란 반응과 달리 잠재수경성 반응으로 강도에 기여함에 따라 시멘트에 대한 치환율을 실무의 경우 FA의 1.

참고문헌 (7)

Han, C.G. (1988). Study on the Early Estimation of Concrete Strength, Ph.D Thesis, Chungnam National Univesity [in Korean].
Han, C.G., Song, H.H. (2017). Quality analysis of fly ash through correlation between density by hydrometer and test report, Journal of the Korea Institute of Building, 17(4), 305-312 [in Korean].

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Joo, E.H., Moon, B.R., Baek, C., Lee, J.J., Han, M.C., Han, C.G. (2017). "Fineness estimation of blast-furnace slag powder by hydrometer testing," Proceeding of the Architectural Institute of Korea, 37(2), 811-812 [in Korean].
Korean Agency for Technology and Standards. (2014). KS F 2563 Ground Granulated Blast - Furnace Slag for Use in Concrete [in Korean].
Lee, J.J., Kim, M.S., Beak, C., Joo, E.H., Han, M.C., Han, C.G. (2016). "Analysis of a possible rapid assessment of blast-furnace slag fine particles with a liquid densimeter," Proceeding of the Architectural Institute of Korea, 36(2), 1005-1006 [in Korean].
Lee, J.J., Moon, B.R., Joo, E.H., Jo, M.K., Han, M.C., Han, C.G. (2016). "Quality evaluation of blast furnace slag of blaine by liquid densimeter," Proceeding of the Architectural Institute of Korea, 36(2), 1005-1006 [in Korean].
Lee, K.J. (2012). Current situation of manufacture and application of ground granulated blast-furnace slag, Journal of the Architectural Institute of Korea, 56(8), 22-28 [in Korean].

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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