[논문]플라이 애시와 고로슬래그 미분말의 복합사용한 콘크리트의 내구성능 향상 효과

이창수; 설진성; 윤인석; 박종혁

[국내논문] 플라이 애시와 고로슬래그 미분말의 복합사용한 콘크리트의 내구성능 향상 효과
Combined Effect of Fly Ash and Granulated Blast Furnace Slag on Durability Performance 원문보기

이창수 (서울시립대학교 토목공학과) , 설진성 (이지엔지니어) , 윤인석 (서울시립대학교 토목공학) , 박종혁 (서울시립대학교 토목공학과)

Ternary blended concrete containing both fly ash and granulated blast furnace slag is initial cost effective, and environment friendly. Furthermore, it has many technical advantages such as improvement of long term compressive strength, rheology property, reduction of hydration heat, etc. However, use and data on the performance of ternary blended concrete are limited, and it is necessary to study on the adoption of this technology. This study examined the durability performance of ternary blended concrete comparing with binary blended concrete and ordinary portland concrete. From the results of this study, it was concluded that ternary blended concrete is very suitable to submerged zone under maine environment.

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문제 정의

st, 그러나 아직까지 적극적으로 사용되지 못하고 있는 것이 현 상황으로서 이에 대한 기술적 한계를 이해하여 시공에 따른 장, 단점을 면밀히 분석하여야만 한다. 그래서 본 연구는 보통 시멘트 및 플라이애시, 고로슬래그 미분말을 활용한 단일효과와 대 비하여 혼합 사용 시 복합효과로 인한 내구성 향상 효과를 규명하고 내구성 측면에서 삼성 분계 콘크리트의 향후 활용 가능성을 고찰하고자 하였다.

제안 방법

58인 쇄석을 이용하였다. 혼화재는 목표 슬럼프와 공기량을 확보하기 위하여 리그닌술폰산 표준형 AE제와 감수제를 적정 사용하였다.
28일 표준 양생한 콘크리트를 3일 동안 전기로에 105℃ 조건에서 완전건조시키고 BS 1881에 따라 ISAT를 수행하였다.
5% H₂SO₄ 수용액과 10% Na2SO₄ 수용액에 28 洪 일, 56일 동안 침지하여 RIREM”과 일본토목학회折 에서 제안된 식 (1) 와 식 (2) 에 의하여 열화 인자 침투속도계수를 평가하였다.
콘크리트의 촉진실험 조건은 28일 수중 양생 이후 이산화탄소 농도 7%, 온도 50℃, 습도 50%의 조건 하에서 중성화 촉진시험을 행하였다.
28일 표준양생 이후 3M의 NaCl 수용액 침지 실험을 하고 표면으로부터 2cm까지 시료를 추출하여 Fick의 확산 제2법칙에 의하여 염화물 확산계수를 구하여 확산성을 판단하였다.

대상 데이터

사용된 보통포틀랜드시멘트는 비중 3.14, 분말도 3, 422 ctf/g이며, 비중 2.59, F.M 2.78인 천연 강 사와 굵은 골재 최대치수 25mm, 비중 2.64, F.M 7.58인 쇄석을 이용하였다. 혼화재는 목표 슬럼프와 공기량을 확보하기 위하여 리그닌술폰산 표준형 AE제와 감수제를 적정 사용하였다.
사용된 배합은 Table 1의 배합에 따라 KS F 2403에 의해 시험체를 제작하고 각 실험항목별 실험 전까지 28일 동안 표준 양생하였다.

성능/효과

28일 및 56일 압축강도를 측정하여 보인 것이 Fig. 1로서 56일 강도까지 가장 높은 강도 향상을 보인 것이 고로 슬래그 콘크리트인 것으로 나타났다. 삼성 분계 콘크리트는 28일 강도에서 보통 콘크리트보다 낮은 강도를 보이고 있으나 56일 재령에서 보통 콘크리트와 유사한 수준의 강도 발현을 이룰 수 있음을 알 수 있으며 재령 경과에 따라 강도 발현 성은 지속적일 것으로 기대된다.
2는 콘크리트의 투기성 판단을 위한 지표로서 초기 흡수율을 평가한 결과를 보인 것으로 고로슬래그 콘크리트와 플라이애시 10%를 함유한 삼성 분계 콘크리트가 가장 우수한 내 흡수율을 보였다. 56일 재령에서 고로슬래그 콘크리트는 치밀성이 가장 증가하여 내 흡수율 성이 가장 우수하였다.
6이다. 혼합 콘크리트가 보통콘크리트보다 염화물 확산계수가 감소하였으며 특히, 삼성 분계 콘크리트는 다른 콘크리트보다도 더욱 차염효과가 우수하였는데 6개월 침지에서 보통콘크리트의 0.56~0.58배에 준하는 낮은 확산성을 보였다. 한편, 재령 경과에 따른 염화물 확산계수도 다소 감소하였는데 보통콘크리트에 대비하여 0.
58배에 준하는 낮은 확산성을 보였다. 한편, 재령 경과에 따른 염화물 확산계수도 다소 감소하였는데 보통콘크리트에 대비하여 0.51 ~ 0.56배로서 시간 경과에 따른 염화물 확산계수가 뚜렷히 감소하는 현상을 보였다.
본연구결과를 종합분석하면 삼성 분계 콘크리트는 보통콘크리트보다 초기강도는 낮은 단점이 있으나 내구성 확보에 유리한 것으로 요약된다. 특히, 내 화학약품 성의 향상 및 재령 경과가 지속됨에 따른 염화물 확산성의 장기적인 감소 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

후속연구

이상의 본연구결과와 관련문헌을 종합하여 향후 삼성 분계 콘크리트의 활용 가능성에 대해서 살펴보면 삼성 분계 콘크리트는 장기 강도, 내화학성, 차염성 등에서 우수한 저항 효과를 얻을 수 있으므로 내구적인 콘크리트를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 고로슬래그 및 플라이 애시의 사용으로 인한 낮은 강도발현성, 민감한 양생 조건, 빠른 중성화 속도가 약점이 된다.
본연구결과를 종합분석하면 삼성 분계 콘크리트는 보통콘크리트보다 초기강도는 낮은 단점이 있으나 내구성 확보에 유리한 것으로 요약된다. 특히, 내 화학약품 성의 향상 및 재령 경과가 지속됨에 따른 염화물 확산성의 장기적인 감소 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 삼성 분계 콘크리트는 보통콘크리트보다 중성화에 대한 저항성이 취약하므로 이산화탄소가 과다한 지하철 콘크리트 구조물과 해양성 환경에서 중성화와 염화물의 복합 열화를 받을 수 있는 대기 및 비말대 부위에는 오히려 열화 속도가 빠르게 진전될 우려가 있을 것으로 생각된다

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