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고로 슬래그 시멘트 페이스트 균열에서의 자기치유 특성
Self-Healing Properties in Cracking of Blast Furnace Slag Cement Paste 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.7 no.1, 2019년, pp.29 - 36  

이승헌 (군산대학교 신소재공학과) ,  강국희 (군산대학교 신소재공학과 대학원) ,  임영진 (군산대학교 신소재공학과 대학원) ,  이세진 (군산대학교 신소재공학과 대학원) ,  박병선 (한국건설생활환경시험연구원)

초록
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본 연구는 투수시험 실시 후 고로 슬래그 자극제로 $Na_2SO_4$를 첨가한 고로 슬래그 시멘트 페이스트 시편의 자기치유 특성으로서 충진율과 자기치유 생성물을 고찰하였다. 실시한 시편에 대해 충진율과 자기치유 생성물을 분석하였다. 자기치유 정도는 충진율로 평가하였으며 충진율은 객관성을 갖기 위해 BSE-DIP를 이용한 파노라마 분석법으로 실시하였다. 평균 충진율은 Top 부분은 평균 18%, Middle 부분은 평균 7%, Bottom 부분은 평균 5%로 시편의 윗부분에서 아래 부분으로 갈수록 충진율은 감소되는 경향을 나타냈다. 또한 구간별 최대 충진율은 44%이었고 최소 충진율은 3%이었다. 투수시험 후 잔존하는 자기치유생성물은 기본적으로 Ca 원소와 고로 슬래그에서 유래된 Al 원소를 다량 함유하고 있었으며 Si 원소는 균열 표면으로부터 가깝게 위치한 곳에 주로 존재하였다. 자기치유 생성물 중에서 가장 많이 존재하는 광물은 C-A-H로 68% 정도 존재하였다. $CaCO_3$는 13%, C-A-S-H는 8% 순으로 3가지 물질이 자기치유 생성물의 90% 정도를 차지하고 있었다. C-A-H는 주로 균열 표면에서 약간 떨어진 부분에서 존재하였으며 각진 형태 이거나 침상 형태의 형상을 나타냈다. C-A-S-H는 기존의 시편과 자연스럽게 이어지게 표면을 타고 생성되었으며 $CaCO_3$는 시편의 표면이나 균열의 내부 등 위치에 상관없이 전반적으로 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigated the self-healing properties of blast furnace slag cement paste sample with $Na_2SO_4$ as a blast furnace slag activator after conducting the permeability test. Self-healing properties were examined by crack filling ratio and quantification of self-healing products....

주제어

#고로 슬래그 시멘트   #자기치유   #균열 충진율  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 Na2SO4를 첨가한 고로 슬래그 시멘트 페이스트의 자기치유 후 투수시험을 실시한 시편에 대해서 균열 충진율과 자기치유 생성물을 분석하였다. 이미지의 획득은 BSE와 Digital Image Processing(DIP)로 구했으며 균열 충진율은 객관성을 확보하기 위하여 시편의 일부분을 측정하는 것이 아닌 전체 시편에 대해 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자기치유의 개념이 도입된 관점은 무엇인가? 이러한 균열은 잠재적으로 유해 요인을 포함한 가스나 물의 통로가 되기 때문에 콘크리트의 열화와 철근의 부식을 초래할 우려가 있다(Mehta and Monteiro 2006). 따라서 균열을 치유하는 가장 좋은 방법은 균열의 발생에 대해서 자기 스스로 치유하는 방법과 지속적으로 보수하는 방법이다. 이러한 관점에서 도입된 개념이 ‘자기치유’이다.
균열을 치유하는 가장 좋은 방법은 무엇인가? 이러한 균열은 잠재적으로 유해 요인을 포함한 가스나 물의 통로가 되기 때문에 콘크리트의 열화와 철근의 부식을 초래할 우려가 있다(Mehta and Monteiro 2006). 따라서 균열을 치유하는 가장 좋은 방법은 균열의 발생에 대해서 자기 스스로 치유하는 방법과 지속적으로 보수하는 방법이다. 이러한 관점에서 도입된 개념이 ‘자기치유’이다.
미세균열은 어떠한 경우에 발생하는가? 균열은 콘크리트 건축물에서 생기는 매우 일반적인 현상이며 특히 미세 균열의 경우 더욱 그러하다. 미세균열은 콘크리트 건축물의 수명 중의 어느 시기에서도 나타날 수 있으며, 건축물 주위의 환경 조건 및 열악한 시공 조건 등 다양한 요인들에 의해 발생할 수 있다(Neville 2012). 이러한 균열은 잠재적으로 유해 요인을 포함한 가스나 물의 통로가 되기 때문에 콘크리트의 열화와 철근의 부식을 초래할 우려가 있다(Mehta and Monteiro 2006).
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참고문헌 (12)

  1. Ahn, T.H., Kishi, T. (2010). Crack self-healing behavior of cementitious composites incorporating various mineral admixtures, Journal of Advanced Concrete Technology, 8(2), 171-186. 

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  2. Chen, J., Liu, X., Ye, G. (2016). Quantification the filling of microcracks due to autogenous self-healing in cement paste, International RILEM Conference on Materials, International RILEM Conference on Materials, 22-24. 

  3. Huang, H., Ye, G., Damidot, D. (2013). Characterization and quantification of self-healing behaviors of microcracks due to further hydration in cement paste, Cement and Concrete Research, 52, 71-81. 

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  4. Hong, G.T., Choi, S.C. (2017). Rapid self-sealing of cracks in cementitious materials incorporating superabsorbent polymers, Construction and Building Materials, 143, 366-375. 

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  5. Huang, H., Ye, G., Damiot, D. (2014). Effect of blast furnace slag on self-healing of microcracks in cementitious materials, Cement and Concrete Research. 60, 68-82. 

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  6. Joseph, C., Gardner D., Jefferson, T., Isaacs, B., Lark, B. (2010). Self-healing cementitious materials: a review of recent work, Proceedings of the ICE - Construction Materials, 164(1), 29-41. 

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  11. Neville, A.M. (2012). Properties of Concrete: Fourth and Final Edition, McGraw-Hill, 91-102. 

  12. Wang, S.D., Scrivener, K.L. (1995). Hydration products of alkali activated slag cement, Cement and Conrete Research, 25, 561-571. 

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