각종자극제가 고로슬래그미분말 혼입 모르타르의 초기재령 압축강도 발현에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 선행연구 및 기존 문헌고찰을 통하여 철근콘크리트 공사에 문제가 되고 있는 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 조기강도(1일, 3일) 저하 문제를 해결 할 수 있는 방법을 연구하고자 한다. 적절한 배합비율과 각종 혼화제 혼입량을 실험을 통하여 개선하고, 조기강도 저하와 관련된 문제점을 보완하여 현장에서의 올바른 사용을 유도하는데 있다.

또한, 고로슬래그를 콘크리트 혼화재료로 적절히 사용할 경우 저열, 고강도, 고유동, 내산성, 내염화물 등의 우수한 성능을 얻을 뿐 아니라 2차 산업부산물을 활용하기 때문에 자원 및 에너지절약, CO2 저감효과를 기대 할 수 있다. 이에 본 연구에서 각종자극제의 사용에 따른 고로슬래그 미분말 혼입 모르타르의 실험 및 분석을 통해서 조기강도 향상에 관한 연구를 실험과 분석을 통해 얻은 결론은 다음과 같다.

1. 압축강도 실험결과 압축강도 실험에서 OPC와 비교했을 때 확실히 BFS를 혼합 사용한 모르타르의 조기강도에서 저하되는 것으로 나타난다. NaOH과 혼입한 모든 Activator에서 조기강도가 감소되는 결과를 보였고, 그중 NaOH와 NaSCN의 혼합에서 BFS단일 사용한 것보다 낮은 강도 발현이 나타났고, 1일 강도에서는 대부분의 자극제가 비슷한 강도 양상을 보였지만, 3일에서 Ca(OH)2 5%와 NaSCN 2%혼합과 Ca(OH)2 5%와 CaCl2 1%혼합에서 OPC보다 높은 조기강도 발현을 나타내었다.

2. SEM(Scanning Electron Microscope) 분석 재령 1일 경과 시 초기수화 생성물인 수산화칼슘과 에트린자이트 결정체들이 생성되며 3일에서 보다 많은 에트린자이트와 결합된 모노설페이트를 나타내고 있으며, 자극제 사용함에 따라 수화반응이 촉진되고 이로 인하여 수화생성물이 조기에 다량 생성됨을 확인할 수 있다. 결국, 조기재령에서 이러한 수화생성물의 다량생성이 압축강도를 향상시키는 것으로 사료된다.8)

3. 공극분포 및 공극량 실험결과(MIP) 높은 압축강도를 발현한 자극제 순서로 나열하였으며, 1일 압축강도의 초기재령에서는 OPC에서 가장 큰 압축강도와 가장 적은 공극량을 나타내고 있지만, 3일 압축강도에서 수산화칼슘(Ca(OH)2 5%)과 염화칼슘(CaCl2 1%)을 치환한 모르타르에서 강도발현효과 및 적은 공극량을 나타내고 있다. 압축강도가 감소할수록 공극량은 늘어나는 것을 확인 하였고, 미세한 공극의 차이지만 미세분석을 통하여 자극제의 수화 반응에 따라 공극량의 변화가 나타나는 것으로 사료된다.

4. 염화물 함유량 측정 염화칼슘을 사용함으로써 시멘트의 수화를 촉진시키고 조강시멘트와 유사한 강도를 발현하여 경제적으로 유리한 반면, 철근 부식 촉진이라는 단점이 있어 제한적으로 사용되어왔다. 하지만, 염화물 함유량 분석을 통하여 확인한 결과, 콘크리트 표준시방서의 염화물 함유량의 한도(0.30 kg/㎥)의 규정에 만족하는 결과를 도출 할 수 있었다.