[논문]구체방수제를 혼입한 시멘트 경화체의 미세조직에 관한 기초적 연구

김광기; 박희곤; 김우재; 김상규; 송병창; 정상진

구체방수제를 혼입한 시멘트 경화체의 미세조직에 관한 기초적 연구
A Fundamental Research on the Microscopic Texture of Hardner Mixed with the Structure Compound Waterproof Agent 원문보기

김광기 (단국대학교 건축공학과) , 박희곤 (단국대학교 건축공학과) , 김우재 (포스코 건설 기술연구소) , 김상규 (대한주택공사 주택도시연구원) , 송병창 (아키벤) , 정상진 (단국대학교 건축대학 건축공학과)

Recently, the use of structure compound waterproof agent (hereinafter referred to as 'SCWA') that is used when manufacturing concrete for concrete structures, increases in quantity. However, while it is expected that the SCWA that is mixed in the concrete inside can significantly affect the change of physical properties that lift the internal force of a structure. This study has been conducted through an experiment for the effects of cement hardener on the formation of microscopic texture, and newly generated hydrates from that result were not confirmed in the present experiment. It was found that at the hydrate reaction it has the property that can be hardened within the limit of pore diameterar a specific size rather than there is the internal gap filling capacity due to generating other hydrates.

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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 구체방수제 혼입에 따른 콘크리트 물성발현에 미치는 영향, 특히, 시멘트 경화체의 미세조직 형성에 미치는 영향에 대하여 실험을 통하여 고찰하고, 향후, 품질시방 작성시 기초정보로 활용할 수 있도록 함에 그 의의를 두고 있다.
상기와 같은 콘크리트의 내구성 및 내수성 증진을 위하여 사용되어지는 콘크리트 구체방수제를 혼입하여 예상될 수 있는 수화반응에 따른 시멘트경화체의 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

제안 방법

본 연구에서는 이중, 규산질계, 포졸란 반응성 분체 및 유기계를 주성분으로 하는 분말 및 액상의 구체방수제 각각 2종을 임의 선정하고, 다음의 [표 2]와 같은 국내 H사의 보통포틀랜드시멘트를 사용하여, 각 제조사가 지정하는 혼입율과, 혼합시기에 따라 구체 방수제를 혼합한 시멘트 페이스트를 제작하였으며, 아울러 콘크리트의 수밀성 증대 효과가 있는 것으로 보고 되고 있는 S사의 고로슬래그 시멘트와 함께 비교 조사하였다.
시험은 다음의 [표 3]과 같이, 구체방수제 혼입에 따른 콘크리트 내부조직, 특히, 콘크리트 물성을 지배하는 시멘트 메트릭스중의 세부공극 충진 효과와, 이를 위한 새로운 수화물 생성유무에 관한 특성을 확인할 수 있는 분석장치를 사용하여 실시하였으며, 시험재령은 시험체 제작 후 각각 1일과 7일 재령에서 실시하였다.

성능/효과

(1) XRD 회절분석 및 SEM 촬영 결과 시멘트 수화반응에 따라 발생되는 수화물 이외의 기타 생성물은 발견할 수 없었으며, 구체방수제 무혼입 시험체와 유사한 경향을 보임으로써 구체방수제 주성분에 따른 특이점은 발견할 수 없었다.
(2) 혼입되는 구체방수제가 세공경 분포에 미치는 영향의 경우 본 시험에서는 1μm 이하의 범위에서는 모든 시험체가 유사하거나 변화가 극히 적은 것 미루어 상기와 같은 범위에서의 혼입된 구체방수제가 시멘트 경화체 조직 형성에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단되며 약 l0μm 이상~100μm 이하 범위에서 구체방수제를 혼입한 시험체의 세공량이 감소한 것으로 판단된다.
구체방수제를 혼입 훅 세공율 조사 결과 [그림 l-(a)]와 같이 전체적으로 약 13~15%의 세공율을 갖고 있는 것으로 확인되었으며, 다소 구체방수제를 혼입한 시험체가 낮은 측정값을 나타내고 있는 것으로 조사되었다. 즉, 투수 및 강도 성상 등에 영향을 미친다는 세공 범위 약 7.
따라서, 구체방수제 혼입을 통한 세공경의 변화는 100μm 이하의 범위에서 미미하지만 방수제를 혼입하지 않은 시험체보다 감소한 것을 확인하였으나 1μm 이하의 세공량은 모든 시험체에서 유사한 결 향을 나타내고 있는 것으로 조사되었다.
따라서, 콘크리트 내부 공극 충진성의 경우 구체방수제 혼입에 따른 초기 재령에서 기타 수화물 생성으로 인한 내부 공극 충진 성능 보다는 수화반응시 일정크기의 세공경 범위 안에서 고형화 되는 성질이 있을 것으로 판단되었다.
아울러, 고로슬래그 시멘트를 사용한 (번호:E)시험체에는 [그림 l-(b)]와 같이 50~l00nm의 세공량이 다른 시험체와 비교하여 증가한 특이점을 확인할 수 있었다.
조사되었다. 즉, 투수 및 강도 성상 등에 영향을 미친다는 세공 범위 약 7.5μm~3.75nm의 범위를 근거로 살펴보면, 0.01 μm이하의 크기를 갖는 세공경 분포는 모든 시험체에서 0.0033~ 0.0041mℓ/g 정도의 세공량, 10μm 이상~100μm 이하 크기의 세공은 0.0246 ~ 0.0366mℓ/g 경향을 갖고 있는 것으로 확인되었다.

후속연구

또한, 구체방수제 혼입한 시험체와 보통포틀랜드 또는 고로슬래그시멘트를 사용한 시험체의 세공크기별 분포에 있어 특이점이 발견됨으로써 콘크리트의 방수성능을 결정 짖는 세공크기에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되며, 아울러, 구체방수제 혼입에 따른 초기 및 장기 재령에서의 강도성상, 내수성능 등 내구성능 등의 특성을 고찰하여 향후 구체방수제 혼입 사용에 따른 품질 및 시방기준 설정에 관한 안전성에 관한 고찰이 필요하다 할 수 있다.

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