조강형 PC계 혼화제를 混入한 시멘트 모르타르의 조기강도 발현 메커니즘에 관한 실험적 연구

Abstract

도심지의 아파트 및 주상복합과 같은 초고층 건축물은 공기확보와 관련하여 골조 공사의 공기단축이 매우 중요하므로 콘크리트의 초기강도 발현을 촉진하여 거푸집의 제거시기를 단축하는 방법이 많이 사용되고 있다. 콘크리트 시방서에 의하면 거푸집을 제거할 수 있는 기준강도를 수직거푸집은 5MPa 이상으로, 수평거푸집은 설계 기준강도의 2/3 이상으로 규정하고 있다. 이 기준을 바탕으로 혼화재의 혼입비율, 혼화제의 종류에 따라 강도가 발현되는 시간을 온도 및 결합재의 량을 변수로 실시한 연구가 대부분이다. 이처럼 PC계 AE 감수제의 유동성 유지성능이나 배합방법에 관해서는 많은 연구가 진행되고 있으나 초기강도발현의 메카니즘에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이러한 배경 아래, 본 연구에서는 조강형 PC계 AE 감수제, 고성능 AE 감수제, 일반 AE 감수제를 혼입한 모르타르를 대상으로 하여 양생기간에 따른 압축강도를 측정하고 샘플을 채취하여 SEM 촬영, TG/DTA 실험, MIP 실험 등 분석실험을 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 각 혼화제 종류에 따른 모르타르의 수화진행 정도를 비교 평가하였다. 본 연구에서는 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) PC계 혼화제가 종류에 상관없이 일반AE 감수제를 사용한 모르타르 보다 강도가 크게 나타났고, 초기재령에서 강도 및 강도발현률이 높다는 것을 알 수 있었다. 2) 압축강도 결과분석을 통하여 조강형 PC계 AE감수제가 고성능 PC계 AE감수제에 비하여 초기 재령에서 압축강도가 높다는 것을 알 수 있었으나, 재령 3일 이후에는 고성능 PC계 AE감수제의 강도가 더 높아지는 것으로 보아 조강형 PC계 AE감수제가 최종강도까지 높은 것은 아니라고 판단된다. 3) SEM을 통한 관찰에서는 조강형 PC계 혼화제를 사용한 모르타르의 초기재령에서 수화반응 진행정도를 판단할 수 있었다. 4) TG/DTA 분석에서는 혼화제 종류에 따른 Ca(OH)2 생성량 등을 비교하여 수화진행 상태를 비교한 결과 수화생성물의 차이를 확인할 수 있었고 그 결과 조강형 PC계 혼화제를 사용한 모르타르의 초기재령에서의 수화진행이 빠르다는 것을 알 수 있었다. 5) MIP를 통한 분석에서는 모세관 공극의 크기와 분포를 비교한 결과, 동일온도와 동일재령에서 조강형 PC계 혼화제를 사용한 모르타르의 수화반응이 빠르다는 것을 확인할 수 있었다. 6) 혼화제의 종류에 따른 pH의 측정방법에서는 혼화제가 지닌pH 정도와 수화반응 사이의 관련성을 찾을 수 없었다. 보다 정확한 관련성을 찾아내기 위해서는 모르타르 배합 후 12시간보다 이전의 시간에 대해서 세분화하여 측정하는 것이 바람직하다고 판단된다.; High rise buildings such as apartments, complex and office buildings are important removing forms early to diminish constructing period of structure. Methods to diminish construction period are various. But some usual methods are next kind of things. First, using standard third cement to make concrete. Second, making concrete to have high strength. Third, curing concrete under high temperature especially in winter season. These methods are efficient to remove forms early. But these go to great expenses to do. Nowadays new method is developed. It is using standard first cement adding early strength type AE water reducing agent to make concrete. Many people have studied about it. Especially main study of PC agent is devided two kinds. One is about slump supporting time. One of those agents, polycarboxylated agent is famous of long slump supporting time. Because polycarboxylated agent has graft chain. It breaks static electricity repulsive force because it disturbs binding each cement particle. Another study is about mixing pattern. But study of mechanical properties of early strength is not main target. In this background, this study evaluated degree of hydration. For this SEM scanning, TG/DTA test, MIP test must be executed to gain a exact analysis. Used specimens are 3 types of mortar added to PC, PC-early strength type, general AE high range water reducing agent. In test, measuring time is at 18, 24, 36, 48, 72, 168 hour. Temperature parameter is at 13℃, 20℃. Main temperature and age for analysis is mainly 13℃ at age 18hour. Proportion of cement/sand is 1:3. Added volume of agent is 0.5% - general AE agent, 0.85% - PC and PC-early strength type. As a result of the test we could get some conclusions. 1) Mortar using PC ,PC - early strength type AE water reducing agent, have higher strength than general AE water reducing agent at same temperature and early age. 2) In analysis of compressive strength, mortar using PC-early strength type AE water reducing agent have higher strength than mortar using PC agent. But after 3days later it has more compressive strength than former. 3) In SEM observation, it is possible to survey different degree of hydration. 4) In TG/DTA test, it could measure exactly comparing to different type of agents 5) In MIP analysis, it can be observed that capillary pore size of mortar using PC- early strength type agent is the smallest. It means that degree of hydration is fastest anything else. 6) In measuring pH, it can be found that there is no relation between pH of each agent and compressive strength. For finding the exact relation, measuring time is must be specialized before 12hour.