๊นํ์*
(Tae-Wan* Kim)
1)โ
โ2013 by Korea Concrete Institute
Key words (Korean)
์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ์๋ฉํธ(AASC), ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ, ๊ฐ๋
Key words
alkali-activated slag cement (AASC), blast furnace slag, silica fume, strength
1. ์ ๋ก
์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ(alkali-activated cement, ์ดํ AAC)๋ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ ์ด์ฉํ ํ๊ฒฝ ์นํ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ ์กฐ์ ๊ด์ฌ์ ๊ฐ์ง๋ฉด์
๊ทธ ์ฐ๊ตฌ ๋ถ์ผ๊ฐ ํ๋๋๊ณ ์๋ค. ํ๋ผ์ด์ ์ฌ(fly ash, ์ดํ FA)๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ(ground granulated blast furnace slag,
์ดํ SG) ๋ฑ์ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ ํ์ฉํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ธฐ์กด์ OPC์ ๋ํด ๋ถ๋ถ ์นํํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ฌ์ฉ์ ๋ณดํธํ๋๊ณ ์๋ค. ์ต๊ทผ์๋ ์ด๋ฌํ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ ํ์ฉํ
์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ฐ๊ตฌ์ ์์ด ํ๋ผ์ด์ ์ฌ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ๊ฐ์ด ์๋ฃจ๋ฏธ๋๊ณผ ์ค๋ฆฌ์นด ์ฑ๋ถ์ ๋ค๋์ผ๋ก ํจ์ ํ ์ฌ๋ฃ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ฅผ ํผํฉํ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์
๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ํ๋ผ์ด์ ์ฌ๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๊ฐ ํจ์ ํ ์๋ฃจ๋ฏธ๋๊ณผ ์ค๋ฆฌ์นด ์ฑ๋ถ์ด ๋์ pH(โฅ 12)๋ฅผ ๊ฐ๋ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ์ํด
์ฉํด์ ํฉ์ฑ์ ํตํด ๊ฒฝํ๋๋ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๋ฐ์์ ์ ์ ๋ก ํ๋ค.1) ์ต๊ทผ๊น์ง์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ก๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ, ๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ,
์์ฐํ์นผ๋ฅจ, ํ์ฐ๋ํธ๋ฅจ ๋๋ ๋ฌด๊ธฐ์ง ์ฌ๋ฃ์ธ ์๊ณ , ์์ํ, ์ธ์ฐ๋ถ์ฐ์๊ณ ๋ฑ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋์๋ค.2-4) ๊ทธ๋ฌ๋ FA ๋ฐ SG์ ์ฑ๋ถ, ๋ถ๋ง๋,
ํ์ฑํ์ ์ ๋๋, ์์์จ๋, ์ต๋, ๋ฐฐํฉ์กฐ๊ฑด ๋ฑ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ํ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์ง๊น์ง ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์ ๋ช
ํํ ๋ฐ์๊ธฐ์ฌ์ ๋ฐฐํฉ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฑ์ด
์ ์๋์ด ์์ง ์์ ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋์ด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ค.
ํนํ ๋ค์ํ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ ํ์ฉํ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์ ์ ์์์ SG๋ ์ ์ฒ ์์์ ๋ฐ์ํ๋ ๋ถ์ฐ๋ฌผ๋ก์, AAC์ฐ๊ตฌ์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ์ต๊ทผ์๋
FA, SG, ๋ฉํ์นด์ฌ๋ฆฐ(metakaolin) ๋ฐ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ(silica fume, ์ดํ SF)๋ฅผ ํผํฉํ ๋ค์ฑ๋ถ๊ณ ์๋ฉํธ ๋ฐ AAC์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ
์ด๋ฃจ์ด์ก๋ค.5-9)
์ค๋ฆฌ์นด ํธ(SF)์ ์ค๋ฆฌ์ฝ, ํ๋ก์ค๋ฆฌ์ฝ, ์ค๋ฆฌ์ฝ๋ฉํ ์์ฐ ์ฐ์
์์ ๋ฐ์๋๋ ๋ถ์ฐ๋ฌผ๋ก์, ๊ฐ์คํํ๋ก ์์ฑ๋์ด ํฌ์ง๋ ๋น์ ์ง์ ์ฐํ๋ฌผ(SiO2)์ด๋ค.
๋ฌด์ ์ง ์ํ์ ์ค๋ฆฌ์นด๋ฅผ 80% ์ด์ ํจ์ ํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ํฌ๊ธฐ๋ ๋๋ถ๋ถ 1ยตm ์ดํ๋ก ๋งค์ฐ ๋ฏธ์ธํ๋ฉด์๋ ๊ตฌํ์ ์
์์ด๋ค. ์์ง์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ํฌ์กธ๋
๋ฐ์์ ํตํด ์ํ์ด๊ธฐ๋ถํฐ ๊ณต๊ทน์ถฉ์ ํจ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ฆ์ง์ ๋ํ๋ด๊ณ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ , ์ญํ์ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ ์ํฌ ์ ์๋ค. ๋ํ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์์นผ๋ฆฌ ๊ณจ์ฌ๋ฐ์์
์ต์ ํ๊ณ ํํ ์ ํญ์ฑ์ ๊ฐ์ ํ๋ฉฐ, ๋๊ฒฐ์ตํด ์ ํญ์ฑ๋ ์ฐ์ํ ํน์ฑ์ ์ง๋๋ค.10-12) ๊ทธ๋ฌ๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ๋งค์ฐ ๋ฏธ์ธํ๋ฏ๋ก ์ฌ์ฉ๋์ด ๋ง์์ง
๊ฒฝ์ฐ ์์ ์ ์์ปค๋น๋ฆฌํฐ๋ฅผ ์ป๊ธฐ ์ํด ๋ง์ ํผํฉ์์ ๋ค๋์ ํผํ์ ๊ฐ ํ์๋ก ํ๊ฒ ๋๋ค. ๊ธฐ์กด์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ ๋ฐํ์ง ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํน์ฑ13-17)์ ์์นผ๋ฆฌ
ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํ์ฉํ๋ฉด ๋ช๋ช ๋ฌผ๋ฆฌ์ , ์ญํ์ ์ฑ์ง์ ๊ฐ์ ์ ๊ธฐ๋ํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ํ ๊ตญ๋ด์ธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์
์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํ์ฉํ ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋ก๊ฐ ์ ์ด ๊ทธ ํน์ฑ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์ ํน์ฑ์ ์ฐ๊ตฌํ๋ ๊ธฐ์ด๋จ๊ณ๋ก์, ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํผํฉํ ํผํฉ์ฒด์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ
ํน์ฑ์ ๋ํ ๊ธฐ์ด์ ์ธ ๊ฐ๋ํน์ฑ์ ์ฐ๊ตฌํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ์คํ๊ณํ
์ค๋ฆฌ์นด ํธ(SF)๊ณผ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ(SG) ๋ฏธ๋ถ๋ง ํผํฉ์ฒด์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ๋ฐ์์ ํตํ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ์ฐ๊ตฌํ๊ธฐ ์ํด์ SF์ ์นํ์จ์ ์ฌ๋๊ทธ ์ค๋์ 50%๊น์ง
5% ๋จ์๋ก ํ์๋ค. SF๋ ๋์ ๋ถ๋ง๋๋ก ์ธํด ์นํ์จ์ด ์ปค์ง๋ฉด ๊ธ๊ฒฉํ ์ ๋์ฑ ์ ํ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฏ๋ก ์ ๋์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ๊ณผ ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชฉ์ ์ธ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์
๊ณ ๋ คํ์ฌ 5%์ ์นํ์จ ๋จ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค. ๋ํ ๋ฌผ-๊ฒฐํฉ์ฌ๋น(W/B)์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ์ข
๋ฅ๋ฅผ ๋ค๋ฅด๊ฒ ํ์ฌ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ํผํฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ
์๋ฉํธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ์ดํด๋ณด๊ณ ์ ํ์๋ค.
2.1 ์ฌ์ฉ์ฌ๋ฃ
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํด ์ฌ์ฉํ ๋ ์ข
๋ฅ(slag 1, slag 2)์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ํฌํญ์ K์ฌ ์ ํ์ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ S์ฌ์ ์ ํ์ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
๊ฐ๊ฐ์ ์ฑ๋ถ์ XRF ๋ถ์์ ํตํด Table 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. AASC์ ํน์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ์๋ ์ฐ๊ตฌ์๋ค๋ง๋ค ๋ค์ํ ์๊ฒฌ๋ค์ด ์๋ค. ํนํ,
์ผ๊ธฐ๋(basicity)๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ ๋ฐฉ์์ด ๋๋ฆฌ ํต์ฉ๋๊ณ ์๋๋ฐ, ์ฐ๊ตฌ์๋ค๋ง๋ค ๋ค์ํ ์ผ๊ธฐ๋๋ฅผ ์ ์18,20)ํ๊ณ ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฐ์ธ ๋ ์ข
๋ฅ์
๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ๋ํ ์ผ๊ธฐ๋๋ฅผ ๊ตญ๋ด์ธ ์ฌ๋ฌ ์ฐ๊ตฌ ๋
ผ๋ฌธ์ ํตํด ์กฐ์ฌํ์ฌ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ 3๊ฐ์ ์์ผ๋ก ๊ณ์ฐํด ๋ณด์๋ค.
Table 1 The properties of blast furnace slag and silica fume
|
|
Slag 1
|
Slag 2
|
Silica fume
|
Chemical
components
(%)
|
SiO2
|
29.67
|
32.18
|
94.24
|
Al2O3
|
9.90
|
11.25
|
0.57
|
Fe2O3
|
0.68
|
0.92
|
1.33
|
CaO
|
56.03
|
45.36
|
0.42
|
MgO
|
1.99
|
3.60
|
1.51
|
TiO2
|
0.78
|
0.45
|
-
|
MnO
|
0.37
|
0.17
|
0.19
|
SO3
|
-
|
4.94
|
-
|
K2O
|
0.48
|
0.63
|
-
|
Physical
properties
|
Ig-loss
|
0.34
|
0.48
|
1.53
|
Blain (m2/kg)
|
420
|
420
|
22000
|
Density
|
2.90
|
2.86
|
2.28
|
๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ์ผ๊ธฐ๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ฉด ์ (1)์ 1.49์ 1.16์ด๊ณ ์ (2)๋ 1.46๊ณผ 1.12, ์ (3)์ 2.28๊ณผ 1.87๋ก ๋ชจ๋ 1
์ด์์ ์ผ๊ธฐ๋ ๊ฐ์ ๊ฐ๋๋ค. ์ผ๊ธฐ๋๋ 3๊ทธ๋ฃน์ผ๋ก ๋ถ๋ฅํ๊ณ ์๋๋ฐ,18) ์ฐ์ฑ(acid; <1), ์ค์ฑ(neutral; =1) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ผ๊ธฐ์ฑ(basic; >1)์ด๋ฉฐ ๋๋ถ๋ถ์ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ผ๊ธฐ๋๊ฐ 1 ์ด์์ธ ์ผ๊ธฐ์ฑ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ AASC์ ์ฌ๋ฃ๋ก ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค. ๋ํ ๋ช๋ช ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์18)๋ค์ AASC์
์ฌ๋ฃ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ํํ์ฑ๋ถ ๋น๋ฅผ ๋ช ๊ฐ์ง ์ ์ํ๊ณ ์๋๋ฐ, CaO/SiO2๋ 0.5์์ 2.0์ ๊ฐ์, Al2O3/SiO2๋ 0.1์์
0.6์ ๋ฒ์์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๊ฐ ํด๋น๋๋ค๊ณ ํ์๋ค. Slag 1๊ณผ slag 2์ CaO/SiO2๋ ๊ฐ๊ฐ 1.88๊ณผ 1.12์ด๊ณ , Al2O3/SiO2๋
0.33๊ณผ 0.35๋ก ์ ์๋ ๋ฒ์์ ์ํ๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์์์ ์ ์๋ ํํ์ฑ๋ถ ๋น์ ๋ฒ์๋ ๊ด๊ณ๋ ์์ง๊น์ง ๋ช
ํํ AASC์ ๋ฐ์
๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ค๋ช
ํ๊ณ ์์ง๋ ์๊ณ ์๋ค. ๋ค๋ง, ๋์ฒด์ ์ธ ๊ฒฝํฅ์ ํ์
ํ๋๋ฐ๋ ์ ์๋ ๋ฒ์๊ฐ ์ฐธ๊ณ ๊ฐ ๋ ์ ์๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋, ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ์ฑ๋ถ๋ค์ ๊ด๊ณ๋ ์ฑ๋ถ์ ์ฐจ์ด์ ์ํ ํน์ฑ์ ๋ช
ํํ ๋ฐํ์ง์ง ์์, ์์ง๋ ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ ์ค์ด๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์
์ฑ๋ถ์ด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ธฐ์ด์ ์ธ ์ํฅ์ ํ์
ํ๊ธฐ ์ํด ๋ ์ข
๋ฅ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ ํํ์๋ค. ์ด๋ ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ
๋ฐํ์ผ๋ก ์ด์ด์ง ํ์ ์ฐ๊ตฌ์ธ ๋ฏธ์ธ๊ตฌ์กฐ(micro-structure) ํน์ฑ ํ์
์๋ ํ์ฉํ๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค. ์๊ณจ์ฌ๋ ๊ฐ๋ชจ๋๋ก ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ (FM) 2.7, ๋ฐ๋
0.0026g/mm3, ํก์์จ 1.25์ด๋ค. ๋ฐฐํฉ์ ์ฌ์ฉ๋ ํผํ์ ๋ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ๋ก ํฉ์ ๋ถ๋งํํ๋ก R์ฌ์ ์ ํ์ด๋ค.
2.2 ๋ฐฐํฉ ๋ฐ ์ํธ์ ์
2.2.1 ๋ฐฐํฉ
์คํ์ ์ํด W/B๋ 0.50, 0.55, 0.60์ ์ธ ๊ฐ์ง๋ก ํ๊ณ , ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ ์ฌ๋๊ทธ ์ค๋์ 0%์์ 50%๊น์ง 5% ๋จ์๋ก ํ์๋ค.
W/B์ ๊ฒฐ์ ์์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์์ ์ธ ์ข
๋ฅ์ W/B ๋ชจ๋์์ ์ผ์ ํ๊ฒ ์ ์งํ๊ณ , ๋จ์์๋๋ง์ ๋ณํ์์ผ ๋ฐฐํฉํ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ์์นผ๋ฆฌ
ํ์ฑํ์ ๋ S์ฌ์ ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ(sodium hydroxide; NaOH)์ด๊ณ , ํ์ฑํ์ ์ ๋๋๋ ์๋น์คํ๊ณผ ๊ธฐ์กด์ ๊ตญ๋ด์ธ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ฐธ๊ณ ํ์ฌ 3M๋ก ์ ํ์๋ค.
๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด ๋ฐฐํฉ ์ ์ ๋ฐฐํฉ์์ ์ ์ ๋์ NaOH๋ฅผ ํฌ์
ํ์ฌ 3M ๋๋์ ์์ฉ์ก์ผ๋ก ๋ง๋ค์ด ๋๊ณ , ์ฌ๋ฃ์ ํผํฉ์์ ํผํฉ์ฉ๊ธฐ์ ๋ถ์ด ์ฌ์ฉํ์๋ค.
๊ฐ ์คํ CASE์ ๊ณ ๋ ค์์๋ Table 2์ ๋ํ๋ด์๋ค. Table 2์์, L์ ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ข
๋ฅ์ ์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ฉฐ, W๋ W/B ๋น๋ฅผ
๋ํ๋ธ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ S๋ ์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ผ๋ก ์นํํ ๋น์จ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก, S0๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ์ง ์์(์ฌ๋๊ทธ 100%) ๋ฐฐํฉ์ผ๋ก ์ค๋ฆฌ์นด
ํธ์ ์นํํ ๋ฐฐํฉ๊ณผ ๋น๊ต๋ฅผ ์ํ ์ปจํธ๋กค(control)๋ก ์ ํ์๋ค.
Table 2 Factors and levels considered
|
Factor
|
Level
|
Index
|
L
|
1
|
Slag 1
|
2
|
Slag 2
|
W
|
1
|
W/B = 0.50
|
2
|
W/B = 0.55
|
3
|
W/B = 0.60
|
|
Slag
|
Silica fume
|
S
|
0 (control)
|
100
|
0
|
1
|
95
|
5
|
2
|
90
|
10
|
3
|
85
|
15
|
4
|
80
|
20
|
5
|
75
|
25
|
6
|
70
|
30
|
7
|
65
|
35
|
8
|
60
|
40
|
9
|
55
|
45
|
10
|
50
|
50
|
|
|
(a) L1 (slag 1)
|
(b) L2 (slag 2)
|
Fig. 1 The results of flow test
|
2.1.2 ์ํธ์ ์
๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด ์ํธ์ ์ ์์ ์ค๋๋น๋ก ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง : ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ 1:2.0์ผ๋ก ํ๊ณ , ๋จ์์๋์ ์ธ ์ข
๋ฅ์ W/B์ ๋ฐ๋ผ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ค๋์
๋ํด 0.50, 0.55, 0.60์ผ๋ก ํ์ฌ ์ผ์ ์๊ฐ ๋น๋นํ ๋ค์ 50ร50ร50mm ๋ชฐ๋์ ํ์คํ๊ณ ์๋์ต๋ 55ยฑ5%, 23ยฑ2โ์ ํญ์จํญ์ต๊ธฐ์
๋ฃ์ ๋ค 1์ผ(24h) ํ ๋ชฐ๋๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๊ณ ์ธก์ ์ผ๊น์ง ์์ค ์์ํ์๋ค. ์ ์์ฃผ์ฌํ๋ฏธ๊ฒฝ(scanning electron microscopy; ์ดํ SEM;
HITACHI-S4700) ๊ด์ฐฐ์ ์ํ ์ด๋ฏธ์ง๋ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ํ ํ์๋ ์ํธ์ ์์ธํค์ 24h ์นจ์ง์ํจ ๋ค์, 24h ๊ฑด์กฐ ํ ๊ด์ฐฐํ์๋ค.
3. ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
์ธ ์ข
๋ฅ์ W/B์ ๋ ์ข
๋ฅ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฐ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ์ดํด๋ณด์๋ค. ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ์์๋ณด๊ธฐ
์ํด ํ๋ก์ฐ์ ์์ถ๊ฐ๋ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ SEM ๊ด์ฐฐ์ ํ์๋ค.
3.1 ํ๋ก์ฐ
์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ์ ๋ํน์ฑ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด ํ๋ก์ฐ ์คํ์ ํ์์ผ๋ฉฐ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. Fig.
1์์ ์ค์ ์ ์ค๋ฅธ์ชฝ์ ํ๋ก์ฐ ๊ฐ์, ์ ์ ์ ์ผ์ชฝ์ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ (admixture) ์ฒจ๊ฐ๋์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ ์ฒจ๊ฐ๋์ ์๋น์คํ์ ํตํด
๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ์ ๋์ฑ์ด ์์
์ ๋์ด๋์ ๋ชฐ๋์ ์ฑํ์ฑ ๋ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ 120ยฑ10mm ์ด์์ ๊ฐ์ ๊ฐ๋๋ก ์ ์ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ๋ฅผ ํผํฉํ์๋ค.
์ ๋์ฑ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ๋ชจ๋ฅดํ์ ์ ๋์ฑ์ ์ ํ์ํค๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํนํ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์ค์ ์ผ๋ก
๋ํ๋ธ ์ ๋์ฑ์ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ๊ณ ์์์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋์ฑ์ ํ๋ณดํ๊ธฐ ์ํด ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ๋ฅผ ํฌ์
ํ์์ง๋ง, ์ค๋ฆฌ์นด
ํธ ์นํ์จ์ด ๋์์ง๋ฉด ์ ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ ํฌ์
๋์ด ์ฆ๊ฐํ์ฌ๋ ์ ๋์ฑ์ ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๋ ๋ฏธ๋ฏธํ์๊ณ ์คํ๋ ค ์ ์ฑ์ด ์ฆ๊ฐํ์ฌ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๋ค์ง์์
๊ณผ
์ฑํ ์์
๋ฑ์ด ์ด๋ ค์์ก๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ ์ฒจ๊ฐ๋์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ ๋์ฑ์ ๊ฐ์ ๋์ง๋ง, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฒฝ์ฐ์์๋
์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๋์ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ์ ๋์ฑ์ ์ฆ๊ฐ๋ณด๋ค๋ ์ ์ฑ์ ์ฆ๊ฐ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์ณ ํ๋ก์ฐ ํฅ์์ ์ ํดํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
|
(a) W1 (W/B=0.50)
|
|
|
(b) W2 (W/B=0.55)
|
|
|
(c) W3 (W/B=0.60)
|
Fig. 2 The compressive strength with W/B ratio.
|
๋ ์ข
๋ฅ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ(L1, L2) ๋ชจ๋ W1(W/B=0.50)์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ด 30%(S6)์ด์์ ๋น๋น์ ํ ์ ์์๊ณ , W2(W/B=0.55)๋
40%(S8)๊น์ง, W3(W/B)๋ 50%(S10)์ ์นํ๋ฒ์์ ๋ํ ๋น๋น์ด ๊ฐ๋ฅํ์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ธฐ์กด์ ์๋ฉํธ(OPC)์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์ฐ๊ตฌ์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํฌํจํ ๋ค์ฑ๋ถ๊ณ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ธ๊ธํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๋์ ๋ถ๋ง๋๋ก
์ธํ ๋จ์์๋ ๋ถ์กฑ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
3.2 ์์ถ๊ฐ๋
๊ฐ๊ฐ์ ์ธก์ ์ฌ๋ น์์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ๊ณผ ๋ฌผ-๊ฒฐํฉ์ฌ ๋น(W/B)์ ๋ฐ๋ฅธ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ์๋ฉํธ์ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด Fig. 2์ด๋ค.
๋ ์ข
๋ฅ์ ์ฌ๋๊ทธ(L1, L2) ๋ชจ๋ ๋ฌผ-๊ฒฐํฉ์ฌ ๋น(W/B)์ ๊ด๊ณ์์ด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์์์ ์ ์ ์์๋ค. ์ด
์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ ์ฐจ์ด๊ฐ S0์ ์์ถ๊ฐ๋ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ ๋ฐํ๋ ์์ธ ์ค ํ๋์ผ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. AASC์์ ์ฌ๋๊ทธ ์ฑ๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์
๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ง๊น์ง ์งํ ์ค์ธ ๋ถ๋ถ์ผ๋ก ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ ์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ํ๋จํ๊ธฐ์๋ ๋ค์ ๋ถ์กฑํ๋ฉฐ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด
๋ณด์๋์ด์ผ ํ ๋ถ๋ถ์ผ๋ก ์๊ฐํ๋ค. ๋ค๋ง, ์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ์ ๊ด๊ณ์์ด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์์ ์ ์ ์์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํด์ธ์ ์ ํ์ฐ๊ตฌ7,8,19)์์ ์ธ๊ธ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด, ์ ๋์ฑ์ด ํ๋ณด๋๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ ๋ฒ์ ์์์๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก
์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํ๋ถํ Si ์ฑ๋ถ์ด CSH(calcium silicate hydrate) ์์ฑ์ ์ผ์ ๋ถ๋ถ ์ญํ ์ ๊ธฐ์ฌํ๊ณ , ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๋์ ๋ถ๋ง๋์
์ํ ๊ณต๊ทน ์ถฉ์ ํจ๊ณผ๋ ๊ฐ๋ ์ฆ์ง์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๋์ ์นํ์จ์ ๋ฐฐํฉ์ ์ ์ฑ์ด ์ฆ๊ฐํ์ฌ ์น๋ฐํ ์กฐ์ง์ ํ์ฑ์ด ์ด๋ ค์์ง๊ณ ,
๋ฐฐํฉ์ ๊ธฐํฌ์ ํ์ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ณต๊ทน์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ๊ฐ๋ ํฅ์์ ๋ถ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ ์ข
๋ฅ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ๋ํ ๊ฐ ์ฌ๋ น๋ณ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ Fig. 3์ด๋ค.
W/B์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์์๋ ๋ชจ๋ ์ฌ๋ น(1, 3, 7, 28์ผ)์์ ๋ฌผ-๊ฒฐํฉ์ฌ ๋น(W/B)๊ฐ ๋ฎ์(W1=0.50)๊ฒฝ์ฐ์ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
์ด๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ(binder)์ ์์ ์ผ์ ํ๊ฒ ์ ์งํ๊ณ ๋จ์์๋(W)๋ง ์ฆ๊ฐ์ํจ ๋ฌผ-๊ฒฐํฉ์ฌ๋น(W/B)์ ์ํฅ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 4์ 28์ผ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ์ง ์์ S0(control)์์ ์๋ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒ์ด๋ค. L1(slag 1)์ ๊ฒฝ์ฐ
W1(W/B=0.50)์ S6(SF ์นํ์จ 30%), W2(W/B=0.55)๋ S6(SF ์นํ์จ 30%), W3(W/B=0.60)์ S10(SF ์นํ์จ
50%)์ผ ๋ S0์ 2๋ฐฐ(์๋๊ฐ๋ 100%์ด์)์ ์ด๋ฅด๋ ๋ค. L2(slag 2)์ ๊ฒฝ์ฐ W1(W/B=0.50)์ S4(SF ์นํ์จ 20%), W2(W/B=0.55)๋
S5(SF ์นํ์จ 25%), W3(W/B=0.55)์ S6 (SF ์นํ์จ 30%)์ผ ๋ S0์ 2๋ฐฐ(์๋๊ฐ๋ 100% ์ด์)์ ์ด๋ฅด๋ ๋ค. ๋ํ L1W2์
L2W3์ ๊ฒฝ์ฐ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ ์ต๋์ ๊ฐ๊น์์ง๋ฉด์ ์ํ์ฒด ์์ถ๊ฐ๋์ ์ฆ๊ฐ์จ์ด ๋ํ๋๋ ๊ฒ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์์ถ๊ฐ๋ ๋ถ๋ถ์์ ์ค๋ช
ํ ๋ฐฐํฉ์
์ ์ฑ์ ์ฆ๊ฐ์ ๊ทธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์น๋ฐํ ์กฐ์ง ํ์ฑ์ ์ด๋ ค์ ๋ฐ ๋ฐฐํฉ์ ๊ธฐํฌ์ ํผ์
๋ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํฅ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
|
|
(a) 1 day
|
(b) 3 days
|
|
|
|
|
(c) 7 days
|
(d) 28 days
|
Fig. 3 The compressive strength with curing age
|
|
Fig. 4 Relative strength at 28 days
|
๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ข
๋ฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ถ๊ฐ๋์ ๋น๊ต์์๋ L1์ด L2 ๋ณด๋ค ๋์ผ ์ฌ๋ น๊ณผ ๋์ผ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์์ ๋ ๋์ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ๋ํ๋ฌ๋ค. ์๋๊ฐ๋์
๋น๊ต์์๋ L2์ ์๋๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๋์ด L1์ ์๋๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๋๋ณด๋ค ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์์ถ๊ฐ๋ ๊ฒฐ๊ณผ์์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ์ง ์์ AASC(S0)์
๊ฐ๋์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ AASC์ ์๋๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๋์ ์ฐจ์ด๋ ๋ ์ข
๋ฅ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ฑ๋ถ ์ฐจ์ด ๋๋ฌธ์ผ๋ก ์ถ์ ๋๋ค. ์์ง๊น์ง AAC์ ๋ฐ์์
์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ์ค์ด์ง๋ง, ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ์ฐจ์ด๊ฐ ์ด๊ธฐ ์์ถ๊ฐ๋์ ์ฐจ์ด ๋ฐ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋๊ฐ๋
์ฆ๊ฐ์จ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ์ฑ๋ถ ์ฐจ์ด์ ์ํ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ์ํฅ์ ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํด Fig. 5์ ๋ํ๋ธ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด,
์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ฌ๋๊ทธ(L1, L2)์ ๋ํ ์ฑ๋ถ๋น๋ฅผ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ a๋ SiO2/CaO ๋น์ด๊ณ , b๋ KS
F 2563์ ์ ์ ๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ผ๊ธฐ๋(basicity coefficient, (CaO+MgO+Al2O3)/SiO2)๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
์ผ๊ธฐ๋๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ๋ฐ์์ฑ๊ณผ ๊ด๊ณ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ฐ๋ํน์ฑ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค.17) ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ๋ํด
์ดํด๋ณด๋ฉด, L1์ด L2๋ณด๋ค ๋์ ์ผ๊ธฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋๋ฐ ์ด๋ฌํ ์ผ๊ธฐ๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ํ์ฑํ ๋ฐ์์ ์ํ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ ๋ฐํ๋ ์์ธ ์ค ํ๋์ผ ๊ฒ์ผ๋ก
ํ๋จ๋๋ค. ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ผ๊ธฐ๋๋ ๊ฐ์ํ๊ณ ์์๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ๋ ์ฌ๋๊ทธ๊ฐ์
์ผ๊ธฐ๋ ์ฐจ์ด๋ ๊ฐ์ํ๊ณ ์์ง๋ง, ๋ ์ฌ๋๊ทธ์ ๋์ผ ์ฌ๋ น์์์ ์์ถ๊ฐ๋๋ ๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ค์ด๋ค์ง๋ ์์๋ค. ๋ํ SiO2/CaO ๋น์ ๋ณํ๋ฅผ ํตํด ์ค๋ฆฌ์นด
ํธ์ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ฆ๊ฐ์จ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด L2 ์ฌ๋๊ทธ์ SiO2/CaO ๋น์ ์ฆ๊ฐ์จ์ด L1๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ํฐ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์ค๋ฆฌ์นดํธ์
์นํํ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋ ๋ฐํ ํน์ฑ์ ์ผ๊ธฐ๋์, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ฆ๊ฐ์จ์ ์ฐจ์ด๋ SiO2/CaO ๋น์ ์ฐจ์ด๋ก
์ถ๋ก ํ ์ ์๋ค. ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ํผํฉ๋ถ์ฒด ๋ด์ SiO2์ ์์ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ฆ๊ฐ๋ SiO2๊ฐ ํผํฉ๋ถ์ฒด ๋ด์ CaO์
๊ฒฐํฉํ์ฌ ๋ฐ์์ฑ ๋ฌผ์ง์ ๋ง๋๋ ๊ฒ์ ์ ๋์ ์ธ ๊ด๊ณ๊ฐ ์กด์ฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ํ์ ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ง์ผ๋ก๋ ์ผ๊ธฐ๋์ SiO2/CaO ๋น๋ก ์ค๋ฆฌ์นด ํธ
์นํ์จ์ ๋ค๋ฅธ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ชจ๋ ์ค๋ช
ํ๊ธฐ์ ๋ถ์กฑํ ๋ถ๋ถ์ด ์๋ค. AAC ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ๋ค์ํ ์ผ๊ธฐ๋๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ , ๋๋ ํน์ ์ฑ๋ถ๊ณผ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์์ํํ์ฌ
AAC์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ค๋ช
ํ๋ ค๋ ์๋๋ ๋ง์ง๋ง, ์์ง๊น์ง๋ ๋ช
ํํ ์ฑ๋ถ๊ณผ AAC ๋ฉ์ปค๋์ฆ๊ณผ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ ์ด๋ ค์์ด ์๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ์ด
์ฐ๊ตฌ์ ๊ฐ๋ํน์ฑ์ ๋ํ ์ํฅ์ธ์ ๊ณ ๋ ค ์์ธ์ผ๋ก ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๋ฏธ์ธ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ํผํฉ๋ถ์ฒด๋ด์ ๋ค๋ฅธ ์ฑ๋ถ๊ณผ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ์ ๋๋, ํผํฉ์์ ์ ๋ฑ๋ ๊ณ ๋ ค๋์ด์ผ
ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
|
Fig. 5 The coefficient on chemical compositions
|
|
|
|
|
(a) L1W1S0
|
(b) 1W2S0
|
(c) L1W3S0
|
(d) L2W1S0
|
|
|
|
|
|
|
|
(e) L2W2S0
|
(f) L2W3S0
|
(g) L1W1S6
|
(h) L1W2S8
|
Fig. 6 SEM images (continued)
|
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ์ ํจ๊ณผ์ ์ด์ง๋ง, ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ฑ๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋์ ์ค๋ฆฌ์นด
ํธ ์นํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ฆ๊ฐ์จ์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์์ ์ ์ ์์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ถํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๊ฐ ์ฑ๋ถ๋ค์ ์ฐจ์ด์ ๋ฐ๋ฅธ AASC์ ํน์ฑ์
๋ํ ๊ณ ์ฐฐ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ ธ์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
3.3 SEM ๊ด์ฐฐ
28์ผ ๋ฐ์ ์์ฑ๋ฌผ์ ๊ด์ฐฐ์ ์ํด SEM์ ์ด์ฉํ์ฌ Fig. 6์ ๊ทธ ์ผ๋ถ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ์คํ ์ํธ์ ๊ฐ์๊ฐ ๋ง๊ณ , ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด 5%์ฉ ๋จ๊ณ์ ์ผ๋ก
์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ ์ธ์ ํ ์นํ์จ ๋จ๊ณ์ ์ํ์ฒด์ ๋ํ SEM ์ด๋ฏธ์ง๋ค์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฏธ๋ฏธํ์ฌ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ์ง ์์ S0์ ์นํ์จ์ด ๋์ ์ํ์ฒด ์ค ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ
๋๋ ๋ด๋ถ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ช
ํํ ๋ณผ ์ ์๋ ์ผ๋ถ ์ํธ์ ์ ์ ํ์ฌ ๋ํ๋ด์๋ค.
์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ ์คํ์ฒด์ SEM ๊ด์ธก ๊ฒฐ๊ณผ, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํํ์ง ์์ ์ํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ(Fig. 6(a)-(f))์๋ ํ์์ ๋ฐ์๋ฌผ์ง๋ค์ ๊ด์ฐฐํ
์ ์์๋ค. ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ด ๋์ ์ํ์ฒด์์๋ ๋ถ๋ถ์ ์ผ๋ก ํ์ฑํ๋ ๊ณ ๋ก ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง ์
์์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์
์๋ค์ด ๋ฐ์ ์์ฑ๋ฌผ์ ํ๋ฉด์ ๋๊ฒ ์์ฒ ํ์์ผ๋ก
๋ถํฌ๋์ด ์๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์์๋ค(Fig 6(g)-(l)). ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ํ์ฑํ ๋ฐ์์ ์ํด ์์ฑ๋ CSH์ aluminosilicate
gel์ ์ํด ํ์ฑ๋ ์กฐ์ง์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๊ณต๊ทน์ถฉ์ ํจ๊ณผ์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํ๋ถํ Si ์ฑ๋ถ์ ์ํ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ํ์ฑ์ ์ผ์ ๋ถ๋ถ ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ W. Wonhkeo et al.,7) T. Nochaiya et al.,8) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ S. A. Barbhuiya et al.19) ๋ฑ์ด
์ํํ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ธ๊ธ๋ ํน์ฑ๊ณผ ์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ๋์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ์ ์ฑ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํด ๋ค์ง ๋ฑ์ด ์ํํ๊ฒ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง ์์ ์ผ๋ถ ๋ฏธ๋ฐ์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ด ๋ญ์ณ์ ธ ์๋ ๊ณณ์ด
๊ด์ฐฐ๋๊ธฐ๋ ํ์๋ค(Fig. 7). ๋ฐ๋ผ์ ์ถฉ๋ถํ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ป๊ธฐ ์ํด์๋ ์ ๋์ฑ ํ๋ณด๊ฐ ์ฐ์ ๋์ด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4. ๊ฒฐ ๋ก
์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ์ W/B์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ์ข
๋ฅ ๋ฐ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ์ดํด๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์ ์ ์์๋ค.
1)์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ ๋์ฑ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ์ ํ๋๊ณ , ์ ์ ์ ๋์ฑ์ ํ๋ณด๋ฅผ ์ํด ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ ์ฌ์ฉ๋์ด ์ฆ๊ฐํ๊ฒ ๋๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ๊ณผ๋ํ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ ์ฌ์ฉ์ผ๋ก๋ ์ผ์ ์์ค ์ด์์ ์ ๋์ฑ ํ๋ณด๋ ์ด๋ ค์ฐ๋ฉฐ ์ ์ฑ์ ์ฆ๊ฐ๋ก ์น๋ฐํ ์กฐ์ง์ ํ์ฑํ๋ ๋ฐ ์ด๋ ค์์ด ์์๋ค. ์ด๋ฌํ
ํ์์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ด ๋์์ง ๊ฒฝ์ฐ ์ํ์ฒด์ ๊ฐ๋์๋ ์ผ์ ๋ถ๋ถ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
2)์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฌ์ฉํ ๋ ์ข
๋ฅ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ข
๋ฅ์ ๊ด๊ณ์์ด ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ์๋ฉํธ์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ๊ฒ์ ์
์ ์์๋ค. ์ด๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ๋์ ๋ถ๋ง๋์ ์ํ ๊ณต๊ทน์ถฉ์ ํจ๊ณผ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ์ํ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ Si ์ฑ๋ถ์ด ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์ ํ์ฑํ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋
๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ํ์ฑ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ข
๋ฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ฆ๊ฐ์จ ์ฐจ์ด์ ์์ธ์
๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ฑ๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ฉฐ, ์ถํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์ํ ๋ถ๋ถ์ด๋ผ ํ๋จ๋๋ค.
3)์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์์, ๊ฐ๋ ํฅ์์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์ ํน์ ๋ฒ์๋ ์ฐพ์ ์
์์๊ณ , ์คํ๋ ค ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ถฉ๋ถํ ์ ๋์ฑ์ ํ๋ณด ํ ์ ์๋ ํผํ์ ๋๋ ๋ฐฐํฉ๋ฐฉ๋ฒ์
๊ฐ๋ฐํ์ฌ ๋ ๋์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ์์์ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ํ ๊ฒํ ๋ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4)๊ธฐ์กด์ ์ํ๋ ์๋ฉํธ ๋๋ ๋ค์ฑ๋ถ๊ณ ๋ถ์ฒด ์คํ์์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์ฌ์ฉํ ๊ตญ๋ด์ธ ์ ํ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ์์ ๋ณด์ฌ์ง ๊ฒ๊ณผ ์ ์ฌํ, ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด
์ ๋์ฑ์ ๊ฐ์์ ์ผ์ ์์ค์ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ ์๋ฉํธ์์๋ ํ์ธ ํ ์ ์์๋ค. ์ด๋ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ด ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ
์ฌ๋๊ทธ ์๋ฉํธ์ ๊ฐ๋ ํฅ์์๋ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ค.
|
|
|
|
(i) L1W3S10
|
(j) L2W1S6
|
(k) L2W2S8
|
(l) L2W3S10
|
Fig. 6 SEM images
|
|
|
Fig. 7 EDS analysis image (L1W3S10)
|
์ค๋ฆฌ์นด ํธ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์๋ฉํธ์ ์ถฉ๋ถํ ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ ์์ค์ ์ค๋ฆฌ์นด ํธ ์นํ์จ๊ณผ ๊ทธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋์ฑ ํ๋ณด๋ฅผ ์ํ ํผํ์ ์
์ฌ์ฉ์ด๋ ๋ฐฐํฉ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฑ์ด ๋ท๋ฐ์นจ ๋์ด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.