[논문]무기질계 팽창재가 포함된 시멘트 모르타르의 자기치유성능에 관한 연구

신진욱; 허성원; 배성철

doi:10.14190/jrcr.2020.8.4.404

무기질계 팽창재가 포함된 시멘트 모르타르의 자기치유성능에 관한 연구
Investigation on the Self-Healing Performance of Cement Mortar Incorporating Inorganic Expansive Additives 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.8 no.4, 2020년, pp.404 - 412

신진욱 (한양대학교 건축공학과) , 허성원 (한양대학교 건축공학과) , 배성철 (한양대학교 건축공학과)

초록
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본 연구는 무기질 재료인 Calcium sulfoaluminate(CSA), Crystalline admixture(CA) 그리고 Magnesium oxide(MgO)가 포함된 시멘트 모르타르의 물성 및 자기치유성능을 조사하였다. 자기치유성능을 분석하기 위해 모르타르 강도시험, 물투과성 실험을 실시하였으며, 다양한 균열폭 변화는 디지털 광학현미경을 사용하여 측정하였다. 자기치유를 통해 생성된 수화물에 대해서는 X-ray powder diffraction, Thermogravimetry를 통한 성분분석을 실시하였다. 분석결과 CA치환량이 증가 할수록 압축 및 휨 강도는 증가하였다. 하지만 MgO치환 시에는 오히려 CA치환량이 증가 할수록 압축 및 휨 강도는 감소하였다. 회복된 균열부에 생성된 치유물질은 Ca(OH)2, MgCO3, CaCO3으로 확인되었다. CaCO3은 균열부에 생성된 주요 치유 성분으로 나타났으며, Ca(OH)2, MgCO3보다 높은비율을 차지하고 있는 것으로 확인 되었다. 또한, 물 투과성과 균열폭 결과를 통한 최적의 배합은 CSA 8% + CA 1% + MgO 2.5%으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Herein, the properties and self-healing performance of cement mortar incorporating calcium sulfoaluminate(CSA), crystalline admixture(CA), and magnesium oxide(MgO) were investigated. Mortar strength test and water permeability experiments were conducted to analyze self-healing performance of the mortar. Also, variation in crack width were measured via digital optical microscope observation. The hydration products formed in the crack via self-healing were analyzed using x-ray diffraction(XRD), thermogravimetry(TG), and digital optical microscope. The analysis revealed that compressive strength and tensile strength increased as CA substitutional ratio increased. However, in the case of MgO replacement, the compressive strength and tensile strength decreased as the CA substitution ratio increased. The products in the recovered cracks are found to be mostly Ca(OH)2, MgCO3, and CaCO3. CaCO3 was shown to be the main healing product and had a higher portion than Ca(OH)2 and MgCO3 in the recovery products. Moreover, the optimal mix derived via water permeability and crack width results was 8% CSA + 1% CA + 2.5% MgO.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Particle size distribution of raw materials
표 Table 1. Chemical compositions of raw materials
표 Table 2. Mixture proportions
그림 Fig. 2. XRD patterns of raw materials: (a) Portland cement, (b) CSA, (c) MgO, and (d) CA
그림 Fig. 3. Compressive strength of cement mortar containing CSA, CA and MgO
그림 Fig. 4. Flexural strength of cement mortar containing CSA, CA and MgO
그림 Fig. 5. The change in initial cracks width(210-260μm)
그림 Fig. 6. Evaluation of the self-healing performance using the permeated of water mass
$Fig. 7. X-ray diffraction patterns of hydration products formed in the cracks of specimens after 35d$ 그림 Fig. 7. X-ray diffraction patterns of hydration products formed in the cracks of specimens after 35d
그림 Fig. 8. Thermogravimetirc analysis on hydration products formed in the cracks of specimens after 35d
표 Table 3. Percent of hydration products detected in the cracks of specimens after 35d through TG analysis
표 Table 4. Reduction of crack width P-SM4 Specimens
표 Table 5. Reduction of crack width SHM1-SMH4 Specimens

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 CSA, CA 그리고 MgO를 활용한 시멘트 모르타르의 자기치유성능을 평가하였으며 균열부의 치유생성물에 대한 분석을 실시하였다. 양생기간에 따른 물 투과성실험 및 균열폭 측정을 통해 자기치유성능을 정량적으로 평가하였으며, 이에 따른 분석 결과는 아래와 같다.
본 연구에는 치유성능이 개선된 새로운 시멘트 계 보수재료 개발을 목표로 팽창재(CSA)-결정첨가제(CA)-산화마그네슘(MgO)등의 무기질 혼화재를 사용한 시멘트 모르타르의 물성 및 자기치유성능을 정량적으로 평가하였다. 자기치유성능을 평가하기 위하여 압축 및 휨 강도 시험, 물 투과성 실험을 실시하였으며, 디지털광학현미경 등의 관찰을 통하여 양생 기간에 따른 균열폭 변화를 측정하였다.

제안 방법

제작되었다. 24시간 양생 후 시료를 몰드로부터 탈형하여 28일 동안 20±2℃, RH 95±2%의 환경의 항온항습기에서 습윤 양생을 실시하였다. 28일 간의 습윤 양생 후, 자기치유 회복성능을 측정하기 위하여 배합당 3개의 디스크모양의 시료를 시멘트 커팅기를 사용하여 두께 10mm로 성형하였고, 균열은 케이블타이를 사용하여 시료를 고정시킨 후 외부 충격을 가해 제작하였다.
24시간 양생 후 시료를 몰드로부터 탈형하여 28일 동안 20±2℃, RH 95±2%의 환경의 항온항습기에서 습윤 양생을 실시하였다. 28일 간의 습윤 양생 후, 자기치유 회복성능을 측정하기 위하여 배합당 3개의 디스크모양의 시료를 시멘트 커팅기를 사용하여 두께 10mm로 성형하였고, 균열은 케이블타이를 사용하여 시료를 고정시킨 후 외부 충격을 가해 제작하였다. 균열이 발생된 시료는 20±2℃의 제어된 조건에서 35일 동안 증류수에 수중양생 시켰으며 증류수는 7일마다 교체되었다.
와 Table 5에 나타내었다. 35일 간의 양생 기간 동안 균열부에 백색의 결정물질이 생성되어 균열부를 치유하는 것을 확인할 수 있는데, 균열부 회복에 도움을 준 자기치유생성물의 성분분석은 XRD 분석(Fig. 7) 및 TG-DTG(Fig. 8)분석을 통해 확인하였다. XRD 분석 결과(Fig.
자기치유성능을 개선하기 위해 사용된 무기질재료의 혼합비율은 CSA의 경우 시멘트 중량대비 8%를 대체하여 모든 시료에 혼입되었고, CA의 혼입량에 따른 시료는 시멘트 중량 대비 각 1, 2, 3, 4%를 대체(SH1-SH4)하여 사용되었다. MgO가 혼입된 시료는 이전연구(Qureshi et al. 2018)를 참고하여 시멘트 중량 대비 2.5%를 대체하여 사용되었으며, MgO가 혼입된 시료는 SHM으로 명명하였다.
균열이 발생된 시료는 20±2℃의 제어된 조건에서 35일 동안 증류수에 수중양생 시켰으며 증류수는 7일마다 교체되었다. 균열 발생 시료의 각 재령 0, 7, 14, 21, 28, 그리고 35일의 수중양생에 따른 물 투과성 시험은 ⌀100×100(mm) 의 아크릴원기등에 시료를 부착하여 5분 동안 1000ml의 물을 공급하여 진행하였다. 자기치유 모르타르의 성능분석은 성형 후 균열이 발생된 디스크 모양의 시료 당 2개씩 총 6개의 위치를 균열부에 표시하여 회복에 따른 균열 폭 감소를 측정하는 방식으로 수행되었다.
균열부 회복에 따른 자기치유생성물의 성분은 XRD와 TG-DTG 분석을 통해 분석하였다. 분석에 사용된 시료는 균열이 발생한 시료를 35일 간의 수중양생과정을 통하여 자기 치유가 일어난 부분에서 채취하였고, 분쇄하여 체가름(200µm)을 실시하였다.
자기치유성능을 평가하기 위하여 압축 및 휨 강도 시험, 물 투과성 실험을 실시하였으며, 디지털광학현미경 등의 관찰을 통하여 양생 기간에 따른 균열폭 변화를 측정하였다. 균열부의 자기치유를 통해 발생한 생성물의 분석은 X-선 회절 분석(XRD), 시차열중량분석(TG-DTG)을 통하여 수행하였다.
45, 시멘트와 모래 비율은 1:2로 배합한 후 기계적 물성 평가를 위하여 40×40×160(mm) 몰드에 타설하였다. 그리고 진동다짐기를 30초동안 사용한 후, 20±2℃ 및 RH 60±2%(Relative humidity)의 환경의 항온항습기에서 24시간동안 양생을 하였다. 그 후 탈형된 시료는 20±2℃의 환경에서 수중 양생하였다.
5는 시멘트 모르타르 시료에 인위적으로 발생시킨 균열의 폭에 대한 절대값 및 상대적 변화율 측정 결과를 나타내었다. 모르타르 시료의 균열폭은 200-260µm 범위로 설정하였으며, 균열폭은 재령 0, 7, 14, 21, 28, 그리고 35일에 측정하였다. 모든 시료에서 자기치유물질에 의한 균열부의 회복은 모두 관찰이 되었지만 35 일 이내에 균열부는 완전히 회복되지 않았다.
통해 분석하였다. 분석에 사용된 시료는 균열이 발생한 시료를 35일 간의 수중양생과정을 통하여 자기 치유가 일어난 부분에서 채취하였고, 분쇄하여 체가름(200µm)을 실시하였다. 체가름된 시료의 분석은 Bruker 사의 D2 Phaser 장비를 활용하여 수행되었고, 측정 조건은 30kV, 10mA에서 Bragg-Brentano CuKα1 튜브 X-선(1.
실시하였다. 양생기간에 따른 물 투과성실험 및 균열폭 측정을 통해 자기치유성능을 정량적으로 평가하였으며, 이에 따른 분석 결과는 아래와 같다.
균열 발생 시료의 각 재령 0, 7, 14, 21, 28, 그리고 35일의 수중양생에 따른 물 투과성 시험은 ⌀100×100(mm) 의 아크릴원기등에 시료를 부착하여 5분 동안 1000ml의 물을 공급하여 진행하였다. 자기치유 모르타르의 성능분석은 성형 후 균열이 발생된 디스크 모양의 시료 당 2개씩 총 6개의 위치를 균열부에 표시하여 회복에 따른 균열 폭 감소를 측정하는 방식으로 수행되었다. 재령 각 0, 7, 14, 21, 28, 그리고 35일에 따른 치유 성능은 시료표면의 물기를 제거한 후, Dino-Lite Edge Digital Microscope AM7515MZT을 통해 치유 균열폭을 관찰하였다.
ISO 679 표준사(2006)를 사용하였다. 자기치유성능을 개선하기 위해 사용된 무기질재료의 혼합비율은 CSA의 경우 시멘트 중량대비 8%를 대체하여 모든 시료에 혼입되었고, CA의 혼입량에 따른 시료는 시멘트 중량 대비 각 1, 2, 3, 4%를 대체(SH1-SH4)하여 사용되었다. MgO가 혼입된 시료는 이전연구(Qureshi et al.
정량적으로 평가하였다. 자기치유성능을 평가하기 위하여 압축 및 휨 강도 시험, 물 투과성 실험을 실시하였으며, 디지털광학현미경 등의 관찰을 통하여 양생 기간에 따른 균열폭 변화를 측정하였다. 균열부의 자기치유를 통해 발생한 생성물의 분석은 X-선 회절 분석(XRD), 시차열중량분석(TG-DTG)을 통하여 수행하였다.
자기치유 모르타르의 성능분석은 성형 후 균열이 발생된 디스크 모양의 시료 당 2개씩 총 6개의 위치를 균열부에 표시하여 회복에 따른 균열 폭 감소를 측정하는 방식으로 수행되었다. 재령 각 0, 7, 14, 21, 28, 그리고 35일에 따른 치유 성능은 시료표면의 물기를 제거한 후, Dino-Lite Edge Digital Microscope AM7515MZT을 통해 치유 균열폭을 관찰하였다.
분석에 사용된 시료는 균열이 발생한 시료를 35일 간의 수중양생과정을 통하여 자기 치유가 일어난 부분에서 채취하였고, 분쇄하여 체가름(200µm)을 실시하였다. 체가름된 시료의 분석은 Bruker 사의 D2 Phaser 장비를 활용하여 수행되었고, 측정 조건은 30kV, 10mA에서 Bragg-Brentano CuKα1 튜브 X-선(1.5406 Å)을 사용하여, 1.5 초 당 0.01° 단계로 10°에서 70°까지 실시하였으며, TG-DTG 측정은 Hitachi사의 STA-7200 장비를 사용하여 질소 환경(분당 200ml 순환)에서 20℃ 부터 1000℃ 까지 분당 10℃의 속도로 실시하였으며, 열분해에 의한중량감소 데이터를 비교분석하였다(Her et al. 2020).

대상 데이터

시멘트는 제1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며 잔골재는 KS 1.ISO 679 표준사(2006)를 사용하였다. 자기치유성능을 개선하기 위해 사용된 무기질재료의 혼합비율은 CSA의 경우 시멘트 중량대비 8%를 대체하여 모든 시료에 혼입되었고, CA의 혼입량에 따른 시료는 시멘트 중량 대비 각 1, 2, 3, 4%를 대체(SH1-SH4)하여 사용되었다.
물 투과성 실험에 사용된 디스크 모양의 표본은 ⌀100×100(mm) 크기의 몰드에 시멘트 모르타르를 타설하여 제작되었다. 24시간 양생 후 시료를 몰드로부터 탈형하여 28일 동안 20±2℃, RH 95±2%의 환경의 항온항습기에서 습윤 양생을 실시하였다.
본 실험에 사용된 시멘트 모르타르는 물시멘트비(w/c) 0.45, 시멘트와 모래 비율은 1:2로 배합한 후 기계적 물성 평가를 위하여 40×40×160(mm) 몰드에 타설하였다. 그리고 진동다짐기를 30초동안 사용한 후, 20±2℃ 및 RH 60±2%(Relative humidity)의 환경의 항온항습기에서 24시간동안 양생을 하였다.
본 실험에서는 자기치유 무기질재료로 CSA 팽창재(Calcium sulfoaluminate, DENKA CSA #20)와 결정첨가제 제품인 CA(Crystalline Admixture, Xypex ADMIX C-1000NF), 그리고 AVENTION사의 MgO(MgO purity ≥98%)를 사용하였다. 시멘트는 제1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며 잔골재는 KS 1.
시멘트는 제1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며 잔골재는 KS 1.ISO 679 표준사(2006)를 사용하였다.

이론/모형

물성 평가 실험에 사용된 시멘트 모르타르 시료는 KS L ISO 679 시멘트의 강도 시험 방법(2006) 기준에 따라 재령 1, 3, 7, 그리고 28일에 Universal testing machine을 사용하여 압축강도를 측정하였으며 휨 강도는 Three-point flexural test 방법에 따라 측정하였다.

성능/효과

1. CA, MgO, 그리고 CSA가 혼입된 시멘트 모르타르의 초기 및 장기강도는 CA의 함량에 따라서는 증진되는 것을 확인할 수 있으나, MgO가 혼입될 경우에는 CA 함량이 증가하여도 초기 강도가 감소되는 경향이 확인되었다.
2. 균열폭 측정 및 물 투과성 실험결과, CSA, CA 및 MgO를 병행하여 사용할 경우 자기치유물질 생성에 효과적이라는 것을 확인하였으며 CA 1% + MgO 2.5% 치환한 SHM1의 치유성능이 가장 좋은 것으로 확인되었다.
3. 35일 양생 후 균열부의 치유물질을 XRD, 및 TG 분석한 결과 CSA와 CA만 혼입된 시료에서는 Ca(OH)₂과 CaCO₃ 가 주요치유물질로 확인되었고, MgO가 포함된 시료에서는 MgCO3가 추가적으로 생성될 수 있음을 보여주었다.
CA 혼입량에 따라 양생 1일차 및 28일차의 휨 강도의 차이를 비교한 결과, 양생 1일차에 CA가 혼입되지 않은 Plain 시료와 4%의 CA를 혼입한 SH₄ 시료의 휨 강도는 각각 1.1MPa, 1.22MPa이며 Plain 시료보다 SH₄ 시료의 휨 강도가 11.8% 더 높은 것으로 나타났다. 그리고 양생 28일차에서는 Plain 시료와 SH₄ 시료의 휨 강도는 각각 1.
CSA, CA, MgO가 시멘트에 혼입될 경우 치유성능이 증가하는 경향을 확인하였으나, 상대적으로 다량의 시멘트를 치환하여 사용할 경우 기계적 물성 및 치유 성능이 오히려 감소하는 경향을 확인하였다. 이에 따라 추후에 시멘트계 물질과 팽창성 자기치유 물질의 혼입에 따른 정밀한 수화메커니즘 분석과 생성 물질 분석, 수화열 측정을 통해 보다 효율적인 자기치유 효과를 가질 수 있는 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.
Ca(OH)₂의 함량은 평균 3.58%로 시료 종류에 따라 전체 질량의 2.8∼4.81%에 달했으며, MgCO₃는 전체 질량의 평균 6.23%를 차지하여 시료 종류에 따라 5.51∼6.92% 분포를 가지고 있는 것으로 확인되었다.CaCO3는 평균 34.
92% 분포를 가지고 있는 것으로 확인되었다.CaCO3는 평균 34.05%로 전체 질량의 26.18%∼39.50%의 분포를 차지하는 것으로 나타나 자기치유 물질 중 가장 많은 양이 검출되었다. 이를 통해 균열부에 생성된 주요 치유성분은 CaCO₃인 것으로 나타났으며, MgO가 포함된 시료의 경우 MgCO3가 추가적으로 생성되어 균열부 치유에 도움을 주는 것으로 사료된다.
2에 나타내었다. OPC에서는 C₃S, C₂S를 포함하는 시멘트 클링커 무수상과 Gypsum 결정상이 주성분으로 검출되었으며 CSA에는 CaSO₄, Ye’elimite 그리고 CaO가 주성분으로써 검출되었다. CA는 C₄AF, CaCO₃, C3A, C3S, Ca(OH)₂, Gypsum이 검출되었으며(Winnefeld and Lothenbach 2010) MgO에서는 MgO외의 결정성 물질은 검출되지 않았다.
양생 28일차에는 CA 혼입량의 증가에 의한 압축강도 증진효과가 현저하게 나타났는데 CA 혼입량이 많을수록 장기강도가 증가하는 경향을 보여주었다. Plain 시료의 경우는 28일 양생을 실시할 경우 1일차에 비해 107%의 압축강도가 증진되었지만 SH₄ 시료의 경우에는 1일차에 비해 압축강도가 128.85% 증진되어, 결과적으로 4%의 CA혼입량은 Plain 시료보다 21.85% 더 높은 28일 압축강도 증진효과를 나타내었다.
8)분석을 통해 확인하였다. XRD 분석 결과(Fig. 7)는 MgO가 사용되지 않은 SH₁ 균열부에서의 자기치유 생성물에서 Ettringite, Ca(OH)₂, CaCO₃ peak가 확인되었고, MgO가 혼입된 시료의 균열부에서는 앞서 동일한 치유물질인 Ettringite, Ca(OH)₂, CaCO₃ 뿐만 아니라 MgCO₃의 회절 peak가 추가적으로 확인되었다. TG-DTG분석 결과(Fig.
25%의 압축강도가 더 증진된 것으로 나타나 MgO의 혼입이 초기강도 발현에 상대적으로 적은 효과가 있음을 확인하였다. 결과적으로 CA의 함량에 따라 모르타르 시험체의 압축강도가 증진되는 것을 확인할 수 있으며, MgO를 동시에 사용할 경우 초기 압축강도가 오히려 감소되는 경향을 확인하였다. 이는 MgO 혼입이초기 수화반응 kinetics에 영향을 미쳐 도출된 결과로 추정되며, 추후 Calorimetry를 활용한 수화반응열 분석이 필요 할 것으로 판단된다.
23% 더 높은 것으로 나타내었다. 결과적으로 Plain 시료의 경우 28일 양생을 실시할 경우 1일차에 비해 47.17%의 휨 강도가 증진되었지만 SH₄ 시료의 경우에는 1일차에 비해 58.97%의 휨 강도가 더 증진되었다는 것으로 나타나 CA는 휨 강도 증진 효과가 있음을 확인하였다.
모든 시료에서 자기치유물질에 의한 균열부의 회복은 모두 관찰이 되었지만 35 일 이내에 균열부는 완전히 회복되지 않았다. 균열폭의 변화 관찰을 통해, 모르타르 시료의 균열부 회복능력은 SHM1 > SH₄ > P > SH2 > SH₁ > SHM2 > SHM3 > SHM4 > SH₃ 순으로 높다는 것을 확인하였다.
그 결과, OPC, CSA, CA, 그리고 MgO의 평균입도크기는 각각 39.8µm, 158.49µm, 34.67µm, 138.04µm로 확인되었으며, 입도분포 그래프를 통해 OPC와 CA, 그리고 CSA 와 MgO의 평균입자크기와 입자 분포가 서로 유사하다는 것을 확인하였다.
그러나 큰 초기 균열폭에도 불구하고, CA 1% + MgO 1%를 혼입한 SHM1 시료의 경우 7일에서 14일 사이에 투과된 물의 양이 빠른 속도로 감소하였는데, 초기에 비해 재령 35일 때 투과된 물의 양이 73.98%로 줄어든 것으로 확인되어 Plain의 경우 55.2% 감소한 것과 비교하여 상당히 줄어든 것으로 확인할 수 있었다. 반면, MgO가 사용되지 않은 SH₁ 시료의 경우, 재령 35일 때 투과된 물의 양이 44.
22% 더 낮은 것으로 나타났다. 그리고 양생 28일차에서는 SHM1과 SHM4의 휨 강도는 각각 1.72MPa, 1.57MPa를 나타내었으며 SHM1 시료보다 SHM4 시료의 휨 강도가 9.27% 더 낮은 것으로 확인되었다. 더 나아가 SHM1 시료의 경우는 28일 양생을 실시할 경우 1일차에 비해 55.
3% 더 낮은 것으로 나타났다. 다만, SHM1 시료의 경우는 28일 양생을 통해 1일차에 비해 127.08%의 축강도가 증진되었지만 SHM4 시료의 경우에는 1일차에 비해 161.25%의 압축강도가 더 증진된 것으로 나타나 MgO의 혼입이 초기강도 발현에 상대적으로 적은 효과가 있음을 확인하였다. 결과적으로 CA의 함량에 따라 모르타르 시험체의 압축강도가 증진되는 것을 확인할 수 있으며, MgO를 동시에 사용할 경우 초기 압축강도가 오히려 감소되는 경향을 확인하였다.
27% 더 낮은 것으로 확인되었다. 더 나아가 SHM1 시료의 경우는 28일 양생을 실시할 경우 1일차에 비해 55.66%의 휨 강도가 증진되었지만 SHM4 시료의 경우에는 1일차에 비해 109.72%의 휨 강도가 더 증진되는 것으로 나타나, 압축강도와 동일하게 MgO는 초기 강도 발현보다 장기 휨 강도발현에 효과가 있음을 확인하였다.
모르타르 시료의 균열폭은 200-260µm 범위로 설정하였으며, 균열폭은 재령 0, 7, 14, 21, 28, 그리고 35일에 측정하였다. 모든 시료에서 자기치유물질에 의한 균열부의 회복은 모두 관찰이 되었지만 35 일 이내에 균열부는 완전히 회복되지 않았다. 균열폭의 변화 관찰을 통해, 모르타르 시료의 균열부 회복능력은 SHM1 > SH₄ > P > SH2 > SH₁ > SHM2 > SHM3 > SHM4 > SH₃ 순으로 높다는 것을 확인하였다.
모르타르의 휨 강도 측정 결과 압축강도와 동일하게 CA 혼입량이 많을수록 강도가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. CA 혼입량에 따라 양생 1일차 및 28일차의 휨 강도의 차이를 비교한 결과, 양생 1일차에 CA가 혼입되지 않은 Plain 시료와 4%의 CA를 혼입한 SH₄ 시료의 휨 강도는 각각 1.
물 투과성실험을 활용하여 재령에 따라 자기치유성능을 평가한 결과(Fig. 6), 재령이 증가할수록 투과된 물의 양이 점차 감소하는 것을 통해 균열부에 자기치유효과가 발휘되고 있다는 것을 확인하였다. 실험 측정 결과 CA 및 MgO 의 혼입량에 따라서 자기치유성능의 차이가 발생하였는데, 투과된 물의 양이 SHM1 > SH₄ > P > SH₂ > SH₁ > SHM2 > SHM4 > SHM3 > SH₃ 순으로 적은 것을 확인 할 수 있었다.
2% 감소한 것과 비교하여 상당히 줄어든 것으로 확인할 수 있었다. 반면, MgO가 사용되지 않은 SH₁ 시료의 경우, 재령 35일 때 투과된 물의 양이 44.94% 감소하였는데, 이는 자기치유성능이 가장 높은 SHM1과 비교하여 29.04% 낮은 자기치유성능을 보여주는 것으로, MgO가 혼입된 시료에서 자기치유 성능 증진이 더욱 뚜렷하게 발생하는 것으로 확인되었다.
반면, MgO가 혼입될 경우 양생 1일차에서 SHM1 시료와 SHM4 시료의 압축강도는 각각 29.4MPa, 24.5MPa로 측정되었으며, SHM1 시료보다 SHM4 시료의 압축강도가 20% 더 낮은 것으로ㅜ확인되었다. 그리고 양생 28일 차에서 SHM1과 SHM4의 압축강도는 각각 66.
6), 재령이 증가할수록 투과된 물의 양이 점차 감소하는 것을 통해 균열부에 자기치유효과가 발휘되고 있다는 것을 확인하였다. 실험 측정 결과 CA 및 MgO 의 혼입량에 따라서 자기치유성능의 차이가 발생하였는데, 투과된 물의 양이 SHM1 > SH₄ > P > SH₂ > SH₁ > SHM2 > SHM4 > SHM3 > SH₃ 순으로 적은 것을 확인 할 수 있었다. SH₃, SH₄, SHM1, SHM4의 경우, Plain 시료에 비하여 비교적 느린 초기 자기치유 효과를 나타냈으나 이는 다른 시료에 비해 비교적 큰 초기 균열폭에 따른 치유속도 차이로 추정된다(Sisomphon et al.
4에 나타내었다. 양생 1일차에서는, MgO가 혼입되지 않은 시험체(SH1∼SH4)에서 CA혼입량의 증가에 따라 압축강도가 증가하는 경향이 확인되었으나, CA혼입량의 가장 많은 SH₄는 SH₃ 시료에 비해 낮은 압축강도가 측정되었다. 양생 28일차에는 CA 혼입량의 증가에 의한 압축강도 증진효과가 현저하게 나타났는데 CA 혼입량이 많을수록 장기강도가 증가하는 경향을 보여주었다.

후속연구

결과적으로 CA의 함량에 따라 모르타르 시험체의 압축강도가 증진되는 것을 확인할 수 있으며, MgO를 동시에 사용할 경우 초기 압축강도가 오히려 감소되는 경향을 확인하였다. 이는 MgO 혼입이초기 수화반응 kinetics에 영향을 미쳐 도출된 결과로 추정되며, 추후 Calorimetry를 활용한 수화반응열 분석이 필요 할 것으로 판단된다.
이에 따라 추후에 시멘트계 물질과 팽창성 자기치유 물질의 혼입에 따른 정밀한 수화메커니즘 분석과 생성 물질 분석, 수화열 측정을 통해 보다 효율적인 자기치유 효과를 가질 수 있는 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.

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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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