해수를 사용한 알칼리 활성화 결합재의 미세구조 및 강도 특성

전유빈; 오재은

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전유빈 (울산과학기술원)
오재은 (울산과학기술원)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

해수를 사용한 알칼리 활성화 결합재의 미세구조 및 강도 특성

전유빈 , 오재은 콘크리트학회 논문집 2016.06 학술저널

2015

해수 온도 변수에 따른 알칼리 활성화 결합재의 물리적 특성

전유빈 , 전동호 , 송해민 외 1명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2015.10 학술대회자료

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본 연구에서는 플라이애시와 고로슬래그시멘트를 혼합한 결합재에 알칼리 활성화제와 해수 및 증류수를 사용하여 제작한 경화된 시편에 대해 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시와 고로슬래그시멘트의 결합재 혼합 중량비는 6:4, 7:3 및 8:2로 하였으며, 수산화나트륨과 규산나트륨을 결합재의 각각 5wt%로 하여 활성화제로 사용하였다. 재령 3, 7 및 28일에 대해 압축강도 및 흡수율을 측정하였으며, 재령 28일에 XRD, TGA 및 MIP 시험을 실시하였다. 배합수의 종류와 관계없이, 알칼리 활성화된 결합재는 고로슬래그시멘트 혼합비가 증가할수록 ettringite 및 C-S-H의 생성량이 많아졌으며, 또한 50 nm 보다 큰 공극들이 줄어듦에 따라 압축강도가 높아지는 결과를 보여주었다. 본 연구의 모든 배합에 대해서 공통적으로 확인된 반응생성물로는 C-S-H, Ca(OH)₂ 및 calcite인 것으로 나타났다. 해수를 사용한 시편들과 증류수를 사용한 시편들 내에 생성된 주요 반응생성물의 차이는 hydrocalumite인 것으로 나타났다. 각각의 결합재 혼합 중량비에 대해서 증류수 및 해수 사용에 따른 시편들의 압축강도에서는 배합수로 해수가 사용되더라도 증류수가 사용된 시편과 대체적으로 유사한 강도발현을 나타내었으며, 또한 재령에 따른 강도증진율이 증류수가 사용된 시편보다 뛰어난 경우도 확인되었다. 배합수로서의 해수 사용은 해수에 함유되어 있는 염화 이온(Cl-)이 결합되면서 생성된 hydrocalumite가 공극을 매우면서 시편 내의 총공극용적을 감소시키는 것으로 나타났다.

This paper presents an investigation of the mechanical and microstructural properties on hardened samples that were synthesized using blended binder(fly ash(FA) and blast furnace slag cement(BFSC)), alkali activator and sea water or distilled water. Binders were prepared by mixing the FA and BFSC in different blend weight ratios of 6:4, 7:3 and 8:2. Sodium hydroxide and sodium silicate were used 5 wt% of binder, respectively, as an alkaline activator. The compressive strength and absorption were measured at the age of 3, 7 and 28 days, and the XRD, TGA and MIP tests were performed at the age of 28 days. An increase in the content of BFSC leads to an increase in the quantities of ettringite and C-S-H formed, regardless of the type of mixing water. And it also shows higher strength due to the reduction of pores larger than ~50 ㎚. All hardened samples in this study have common hydration products of C-S-H, Ca(OH)₂ and calcite. Hydrocalumite of all reaction products formed was only present in hardened sample mixed with sea water. For each FA/BFSC mixing ratio, the compressive strength of hardened sample mixed with sea water was similar to that mixed with distilled water. It is proposed that the slight increase of strength of samples mixed with sea water is mainly due to the presence of hydrocalumite phase containing chlorine ion, contributing to the change of total porosity and pore size distribution in samples.

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