๊น์งํ
(Ji-Hoon Kim)
1
์ด์ฌ๊ท
(Jae-Kyu Lee)
1
ํ์๊ธธ
(Won-Gil Hyung)
1โ
โ2014 by Korea Concrete Institute
Key words (Korean)
๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง, ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑ ์ฌ๋๊ทธ, ์์ ์ฆ๊ธฐ ์์
Key words
granulated ground blast furnace slag, akail activated slag, atmospheric steam curing
-
1. ์ ๋ก
-
2. ์คํ ๊ณํ
-
2.1 ์คํ ์ฌ๋ฃ ๋ฐ ํ๊ฐํญ๋ชฉ
-
2.2 ๊ณต์์ฒด ์ ์
-
2.2.1 ๋ฐฐํฉ
-
2.2.2 ๊ณต์์ฒด ์ ์
-
2.2.3 ์์
-
2.3 ์คํ๋ฐฉ๋ฒ
-
2.3.1 ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋
-
2.3.2 pH ์ธก์
-
2.3.3 XRD ๋ฐ SEM ๋ถ์
-
2.3.4 ๋ด์ฐ์ฑ ์คํ
-
2.3.5 ์ผ์ ์ด์จ ์นจํฌ ์ ํญ์ฑ ์คํ
-
2.3.6 ํ์ฐํ ์ด์ง ์คํ
-
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
-
3.1 ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋
-
3.2 ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ pH ๋ณํ
-
3.3 ๊ฒฐ์ ์ ๋ถ์
-
3.4 ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ด๋ถ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ์กฐ ๋ถ์
-
3.5 ํํ์ ํญ์ฑ
-
3.6 ์ผํ๋ฌผ ์นจํฌ ์ ํญ์ฑ
-
3.7 ํ์ฐํ ์ด์ง ์ฅ์น์ ์ํ ํ์ฐํ ๊น์ด
-
4. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
๊ณผ๋ํ ์ฐ์
๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ธํ ์จ์ค๊ฐ์ค ๋ฐฐ์ถ์ด ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋์ด, ์ ์ธ๊ณ ๊ธฐํ๋ณํ ํผํด์ก์ด ํด๋ง๋ค 1์กฐ 2์ฒ์ต ๋ฌ๋ฌ๋ฅผ ์๋๋ค๋ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ
๋ฐํ๋๋ค.1) ์ด๋ฌํ ์จ์ค๊ฐ์ค์ 75โผ80%๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ CO2์ ์ ์ธ๊ณ ๋ฐฐ์ถ๋์ 2011๋
340์ตํค์ผ๋ก ๋ฐํ๋์๊ณ , ์ด์ค ์๋ฉํธ ์์ฐ์ ๋ฐ์ํ๋ CO2๋์ ์ ์ฒด ๋ฐฐ์ถ๋์ 7โผ10%๋ฅผ ์ฐจ์งํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฉํธ 1ํค ์์ฐ์ ์ฝ 0.8โผ0.9ํค์ CO2๊ฐ ๋ฐฐ์ถ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ก๋ค.1)
์ด๋ฌํ ํ๊ฒฝ๋ถํ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด์ํ๊ธฐ ์ํ ๊ฐ ์ฐ์
์ CO2 ๋ฐฐ์ถ๋ ๊ฐ์ถ ๋
ธ๋ ฅ๊ณผ๋ ๋ฌ๋ฆฌ, ์์ฑ ๊ณต์ ์์ CO2 ๋ฐฐ์ถ๋์ ์ ๋
๋์ ๋นํด 6% ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฐํ๋์์ผ๋ฉฐ ์๋ฉํธ์ ์์๋์ ๋งค๋
3% ์ ๋์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ์์๋๊ณ ์๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์๋ฉํธ ์ฐ์
์์๋ CO2๋ฅผ ์ค์ด๊ธฐ ์ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ์ต๊ทผ์๋ ์์ฑ์๋ฉํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ค. ๋ํ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ธ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง(granulated
ground blast furnace slag, ์ดํ GBFS)์ ์์นผ๋ฆฌํ์ฑํ ์๊ทน์ ๋ฅผ ํผ์
ํ๋ ์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์ฌ๋๊ทธ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค.
์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ์์ฑ ๊ณผ์ ์ ์ํ ์๋์ง ์๋น๋ฅผ ์ค์ผ ์ ์์ ๋ฟ ์๋๋ผ ์ฐ์ํ ๋ดํํ์ฑ์ผ๋ก ๊ธฐ์กด ์๋ฉํธ์ ๋จ์ ์ ๋ณด์ํ ์
์๋ค.
์๋ฉํธ-์ฝํฌ๋ฆฌํธ 2์ฐจ์ ํ์ ๊ฐ๋ ์ฆ์ง์ ์ํ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ์คํ ํด๋ ์ด๋ธ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ด๋ถ ์ํ๋ฌผ๋ ์ฆ๋ ๋ฐ ๊ณต๊ทน์ ์น๋ฐํ๋ฅผ ํตํ ์ ์กฐ๋ฐฉ๋ฒ๋ค์ด
์ฌ์ฉ๋์ด์ ธ ์์ผ๋ ๊ณ ์ก์ ์ค๋นํฌ์๋น์ฉ๊ณผ ๋์ ์๋์ง์๋น ๋ฑ์ผ๋ก ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ ์ค์ ์ด๊ณ ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐํธํ๊ณ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ์์ ์ฆ๊ธฐ ์์์ ํตํ
๊ณ ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋ฐ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์งํ๋๊ณ ์๋ค.
์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์๋ฉํธ ์ฐ์
์ ์์ด์ ํ๊ฒฝ๋ถํ๋ฅผ ๊ฐ์์ํค๊ธฐ ์ํด GBFS์ ์์นผ๋ฆฌ, ํฉ์ฐ์ผ ๊ณ์ด ํ์ฑ ์๊ทน์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋น์์ฑ ์๋ฉํธ(non-sintered
cement, ์ดํ NSC) ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๊ธฐ์ด ๋ฌผ์ฑ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ ์คํ์ ์งํํ์๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ์ํ ๋ฐ์๊ณผ ์ญํ์ ๋ฐ ํํ์ ํน์ฑ์
ํ์
ํ๊ณ NSC์ ์ ์กฐ์ ๊ดํ ๊ธฐ์ด์ ์๋ฃ๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ ์ ์์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฌ๋ฆฌํ์ฌ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ญํ์ ํน์ฑ ๋ฐ ํํ์ ๋ด๊ตฌ์ฑ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ค์ํ๊ณ ์ ํ์๋ค.
2. ์คํ ๊ณํ
2.1 ์คํ ์ฌ๋ฃ ๋ฐ ํ๊ฐํญ๋ชฉ
์ด ์คํ์๋ NSC์์ ๋น๊ต๋ฅผ ์ํด ๊ตญ๋ด์ฐ 1์ข
๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ(ordinary portland cement, ์ดํ OPC)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๊ณ NSC
์ ์์ ์ํด ๊ตญ๋ด์ฐ 3์ข
GBFS์ ๋ถ๋งํ ์์นผ๋ฆฌํ์ฑํ์ ๋ฐ ํฉ์ฐ์ผ ํ์ฑํ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์๊ณจ์ฌ๋ KS L 5100 ๊ท์ค์ ๋ถํฉํ๋ 0.25โผ0.66mm
์
๋์ ํ์ค์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. OPC์ GBFS์ ํํ์ ํน์ฑ ๋ฐ ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ํ๊ฐํญ๋ชฉ์ Table 1, 2์ ๊ฐ๋ค.
Table 1 Chemical composition of OPC and GBFS (%)
|
|
SiO2
|
Al2O3
|
FeO3
|
CaO
|
MgO
|
SO3
|
OPC
|
21.70
|
5.70
|
3.20
|
63.1
|
2.80
|
2.2
|
GBFS
|
24.76
|
14.50
|
41.71
|
0.48
|
6.87
|
0.13
|
|
Table 2 Experiment assessment
|
Experiment assessment
|
Flexural and compressive strength (day)
|
3, 7, 28
|
pH (day)
|
3, 7, 28
|
Crystalline analysis
(3, 7, 28 days)
|
X-ray diffraction
|
Scanning electron microscope (day)
|
3, 7, 28
|
Acid resistance (immersion day)
|
0, 14, 28, 56, 90
|
Chloride ion penetration resistance (immersion day)
|
14
|
Carbonation test
(Accelerated day)
|
14
|
|
Table 3 Mix proportion of NSC
|
W/B
(%)
|
B:S
|
Binder weghit (g)
|
GBFS
|
Act-A
|
Act-S
|
S
|
52
|
1:2.45
|
310
|
150
|
40
|
1225
|
Note) Act-A : alkali activated, Act-S : sulfate activated
|
2.2 ๊ณต์์ฒด ์ ์
2.2.1 ๋ฐฐํฉ
์ด ์คํ์ Table 3์ ๋ํ๋ ๋ฐฐํฉ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ์งํ๋์๋ค. GBFS๋ฅผ ์ฃผ ์ฌ๋ฃ๋ก ํ์ฌ ์์นผ๋ฆฌ ์๊ทน์ ๋ฐ ํฉ์ฐ์ผ ์๊ทน์ ๋ฅผ ์ฒจ๊ฐํ์๋ค. ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ์๊ณจ์ฌ์
์ค๋๋น(B:S)๋ฅผ 1:2.45๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ ๋ฌผ๊ฒฐํฉ์ฌ๋น(W/B)๋ ์ ํ๋ ํ๋ก์ฐ ํ
์คํธ๋ฅผ ํตํด ์คํ๊ตฐ์ ํ๋ก์ฐ ๊ฐ์ด 170ยฑ5mm์ ๋ถํฉํ๋ 52%๋ก
์ ์ ํ์๋ค. ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ NSC์ pH ๋ฐ XRF ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅธ ํํ์ ํน์ฑ์ Table 4์ ๊ฐ๋ค.
Table 4 Chemical composition of NSC (%)
|
|
SiO2
|
Al2O3
|
FeO3
|
CaO
|
MgO
|
SO3
|
pH
|
NSC
|
25.94
|
9.15
|
0.59
|
51.88
|
3.71
|
6.55
|
12.2
|
|
|
Fig. 1 Atmospheric steam curing
|
2.2.2 ๊ณต์์ฒด ์ ์
๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ํผํฉ์ KS L ISO 679 ๊ท์ค์ ๋ฐ๋ผ ์์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ณ๋ ํ ํผํฉ์๋ฅผ ๊ฐํด ์ ์(140ยฑ5rpm)์์ 30์ด๊ฐ ๊ต๋ฐ ํ 30์ด ๋์ ๋ชจ๋
์ ๋์ ์์ํ ํผ์
ํ๊ณ ์ด์ด 30์ด๊ฐ ๊ณ ์(285ยฑ10rpm)์ผ๋ก ๊ต๋ฐํ์๋ค. 90์ด๊ฐ ํผํฉ๊ธฐ๋ฅผ ์ ์งํ์ฌ ์ฒ์ 15์ด ๋์ ์คํฌ๋ ์ดํผ๋ก ์ฉ๊ธฐ ๋ฒฝ์
๋ถ์ฐฉ๋ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด๋ฅผ ์ฉ๊ธฐ์ ์ค๊ฐ์ผ๋ก ๋ชจ์์ฃผ๊ณ ๋ค์ 60์ด๊ฐ ๊ณ ์ ๊ต๋ฐํ์๋ค. ํผํฉ์ด ๋๋ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด๋ 40ร40ร160mm ๊ฐ์ ์ 3์ฐ ๋ชฐ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ
์ฑํํ์๋ค.
2.2.3 ์์
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ธฐ์ด๋ฌผ์ฑ์ ๋น๊ตํ๊ธฐ ์ํด ์์ค ์์(OPC-W, NSC-W), ๊ธฐ๊ฑด ์์(OPC-Ad, NSC-Ad), ์์ ์ฆ๊ธฐ ์์(OPC-S,
NSC-S)์ผ๋ก ์์๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ฐ๊ฐ ๋ฌ๋ฆฌํ์ฌ ์์ํ์๋ค. ์์ค์์์ ๊ณต์์ฒด ์ฑํ ํ ํ์ค ์์(20โ, RH 50%)์ ์กฐ๊ฑด์์ 24์๊ฐ ์์ํ ๋ค ํํํ์ฌ
20ยฑ2โ์ ์์กฐ์์ ์ฌ๋ น ๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์์ํ์๊ณ , ๊ธฐ๊ฑด ์์์ ๊ณต์์ฒด ์ฑํ ํ ํ์ค์์ ์กฐ๊ฑด์์ 24์๊ฐ ์์ ํ ํํํ์ฌ ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด์์ ์ฌ๋ น ๊ธฐ๊ฐ
๋งํผ ์์ํ์๋ค. ์์ ์ฆ๊ธฐ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ Fig. 1์ ๋ํ๋ธ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณต์์ฒด ์ฑํ ํ ํ์ค์์ ์กฐ๊ฑด์์ 2์๊ฐ ๋์ ์ ์น ์ํจ ๋ค ์น์จ ์๋
15โ/hr๋ก ์ต๊ณ ์จ๋ 65โ๊น์ง ๋์ฌ 6์๊ฐ์ ์ ์ง์ํจ ๋ค์ ์์ฐ ๋๊ฐ์์ผ ์์จ๊ณผ ํํ์ด ๋๋ ์์ ์์ ํํํ์ฌ ๊ฐ ์ฌ๋ น๊ธฐ๊ฐ ๋์ ํ์ค์์ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก
๊ธฐ๊ฑด ์์์ ์ค์ํ์๋ค.
2.3 ์คํ๋ฐฉ๋ฒ
2.3.1 ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋
ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ์ KS L ISO 679 ๊ท์ค์ ์๊ฑฐํ์ฌ ์งํ๋์์ผ๋ฉฐ ๊ณต์์ฒด์ ์ฌ๋ น 3์ผ, 7์ผ, 28์ผ์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. 40ร40ร160mm
๊ณต์์ฒด์ ํจ๊ฐ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ ๋ค ์ ๋จ๋ ๋ ์ํธ์ผ๋ก ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค.
2.3.2 pH ์ธก์
pH ์ธก์ ์ ๊ณต์์ฒด์ ๊ฐ ์ฌ๋ น๋ณ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ์ ํ๋จ๋ฉด์ ์ํธ์ ์ฑ์ทจํ์ฌ ๋ถ์ ํ 10โผ30ยตm๋ก ๊ฑฐ๋ฅธ ์๋ฃ๋ฅผ 5g ๋น 200mL ์ฆ๋ฅ์์ ํผํฉ์ํจ
๋ค ์ธก์ ํ์๋ค.
2.3.3 XRD ๋ฐ SEM ๋ถ์
๊ฒฐ์ ์ ๋ถ์ ๋ฐ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ์กฐ ๊ด์ฐฐ์ ์ํด ๊ฒฝํ์ฒด์ ๊ฐ ์ฌ๋ น๋ณ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ์ ํ๋จ๋ฉด์ ์ํธ์ ์ฑ์ทจํ์ฌ 1์ผ๊ฐ ์์ธํธ์ฐ ์นด๋ฏผ์ฉ์ก์ ์นจ์ง ํ ์ฃผ์ฌํ ์ ์
ํ๋ฏธ๊ฒฝ(scanning electron microscope, ์ดํ SEM)์ ์ด์ฉํ ๋ด๋ถ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ์๊ณ , ์ํธ์ ๋ถ์ํ์ฌ X์ ํ์ ๋ถ์๊ธฐ(X-ray
diffraction, ์ดํ XRD)๋ฅผ ์ด์ฉํด ๊ฒฐ์ ์ ๋ถ์์ ์ค์ํ์๋ค.
SEM(hitachi S-4200)์ 10.0k๋ฐฐ์ ๋ฏธ์ธ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ์๊ณ XRD ๋ถ์์ ์ธก์ ์กฐ๊ฑด์ 40kv, 30mA, scanning speed:
4ยฐ/min, angle: 10ยฐโผ65ยฐ๋ก ํ์๋ค.
2.3.4 ๋ด์ฐ์ฑ ์คํ
๊ฐ ์์๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก 28์ผ๊ฐ ์์ํ ๊ณต์์ฒด๋ฅผ ASTM C 267, 579์ ์คํ์ฌ ๋ด์ฐ์ฑ ์คํ์ ์ค์ํ์๋ค. ์์๋ ๊ณต์์ฒด์ ํ๋ฉด ๋ฌผ๊ธฐ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ ์ค๋์
์ธก์ ํ๊ณ ํฉ์ฐ(H2SO4) 5% ์์ฉ์ก์ ์นจ์ ํ์๋ค. ์นจ์ ์ฌ๋ น 14์ผ, 28์ผ, 56์ผ, 90์ผ ๋์์ ์ค๋ ๊ฐ์์จ ์ธก์ ์ ์ํด ์ฌ๋ น ๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์นจ์ ์ํจ ์ํธ์ ๊บผ๋ด์ด
ํ๋ฅด๋ ๋ฌผ์ ๋ถ๋๋ฌ์ด ์๋ก ํ๋ฉด์ ๋ฆ์๋ด ํผ์๋ ๋ถ๋ถ์ ์ ๊ฑฐํ๊ณ , ํ๋ฉด์ ๋ฌผ๊ธฐ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ ํ ์ค๋์ ์ธก์ ํ์๋ค. ์นจ์ ์ ์ํ ์ค๋ ๊ฐ์์จ ์ฐ์ถ์์ (1)๊ณผ
๊ฐ๋ค.
2.3.5 ์ผ์ ์ด์จ ์นจํฌ ์ ํญ์ฑ ์คํ
์ผ์ ์ด์จ ์นจํฌ ์ ํญ์ฑ ์คํ์ ๊ฐ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก 28์ผ๊ฐ ์์ํ ๊ณต์์ฒด๋ฅผ 10% ๋๋์ ์ผํ๋ํธ๋ฅจ(NaCl) ์ฉ์ก์ 14์ผ๊ฐ ์นจ์ง์ํจ ๋ค ์นจ์ง์ํจ
๊ณต์์ฒด์ ์ค์๋ถ๋ฅผ ์ ๋จํ๊ณ ์ ๋จ๋ฉด์ ์ง์ฐ์(AgNO3) ์ฉ์ก์ ๋ถ๋ฌดํ์ฌ ์์์ ๋ณํ๊ฐ ์๋ ๋ถ๋ถ์ ์ผ์ ์ด์จ ์นจํฌ ๊น์ด๋ก ์ฐ์ ํ์๋ค.
2.3.6 ํ์ฐํ ์ด์ง ์คํ
ํ์ฐํ ์ด์ง ์ฅ์น์ ์ํ ํ์ฐํ ๊น์ด๋ฅผ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํด ๊ฐ ์์๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก 28์ผ๊ฐ ์์ํ ๊ณต์์ฒด๋ฅผ ์ต๋ 60%, ์จ๋ 30โ, CO2 5% ์กฐ๊ฑด์ ํ์ฐํ ์ด์ง ์ฅ์น์ 2์ฃผ๊ฐ ์ ์นํ์๋ค. ์ด์ง ๊ธฐ๊ฐ์ด ๋๋ ๊ณต์์ฒด์ ์ค์๋ถ๋ฅผ ์ ๋จํ์ฌ ์ ๋จ๋ฉด์ ํ๋ํํ๋ ์ธ(C20H14O4) 1% ์ฉ์ก์ ๋ถ๋ฌดํ์ฌ ์์์ ๋ณํ๊ฐ ์๋ ๋ถ๋ถ์ ํ์ฐํ ์งํ ๊น์ด๋ก ์ฐ์ ํ์๋ค.
. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
3.1 ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋
Fig. 2๋ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฌ๋ฆฌํ OPC์ NSC์ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ํจ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ํจ๊ฐ๋๋ฅผ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด ์ฌ๋ น 28์ผ์์
OPC์ NSC ๋ชจ๋ ์์ค์์์ ํ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ฅ ์ฐ์ํ ํจ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ ์์ผ๋ฉฐ NSC๊ฐ OPC์ ๋นํด ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ๊ธฐ๊ฑด ์์์
๊ฑฐ์น OPC-Ad, NSC-Ad์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ฌ๋ น์์ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋๊ฐ ๋จ์ด์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ NSC์ ๊ฒฝ์ฐ ์์ค ์์์ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋
๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๊ณ ์๋ค.
|
Fig. 2 Flexural strength with curing period
|
|
|
Fig. 3 Compressive strength with curing period
|
Fig. 3์ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค. ํจ๊ฐ๋์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ฌ๋ น 3์ผ์์ NSC-S๊ฐ OPC๋ฅผ ํฌํจํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ค.
์ฆ๊ธฐ ์์์ ๊ฑฐ์น ๊ณต์์ฒด๋ฅผ ์ ์ธํ ๋๋จธ์ง ๋ ๊ณต์์ฒด์ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ OPC๋ณด๋ค ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ NSC-W์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ฐ์ํ ๊ฐ๋ ์ฆ์ง์
๋ณด์ด๋ฉฐ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ์ด๋ฅด๋ฌ OPC๋ณด๋ค ๋์ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด ์ฌ๋ น 28์ผ์์ ์ฆ๊ธฐ ์์์ ์ค์ํ NSC-S์
์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋์์ผ๋ฉฐ NSC-W๋ OPC ์คํ์ฒด ๋ณด๋ค ์ฐ์ํ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. ๊ธฐ๊ฑด ์์์ ๊ฑฐ์น NSC-Ad์ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฌ๋ น 28์ผ์์ ๊ฐ์ฅ
๋ฎ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ๋ํ๋๋ค.
ํจ๊ฐ๋ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ธฐ๊ฑด ์์์ ๊ฒฝ์ฐ ์์ค ์์ ๋ฐ ์์ ์ฆ๊ธฐ ์์์ ๋นํด ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ด ํ์ ํ ๋จ์ด์ง๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋๋ฐ OPC์
๋น๊ตํด ์ด๊ธฐ ์ํ ๋ฐ์์ด ๋๋ฆฐ NSC ๊ฒฝํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์๋ถ์ ์ฆ๋ฐ๋ก ์ธํด ์ํ๊ฐ ์ถฉ๋ถํ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง ์์ ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ด ์ด๋ ต๊ฒ ๋๋ค. SEM ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์์๋
๊ธฐ๊ฑด ์์์ ๊ฑฐ์น NSC์ ๊ฒฝ์ฐ ์ํ์์ฑ๋ฌผ์ธ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ๋ฅ ์ด ๋ฎ์ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค.
๋ํ NSC๋ฅผ ์ฆ๊ธฐ ์์ ์ํค๋ฉด ์์ค ์์์ ๋นํด ์ด๊ธฐ ๊ฐ๋๋ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์ง๋ง ์ฌ๋ น์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ค์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ฆ๊ธฐ ์์์ ์ํด C-S-H
๊ฒ์ ๊ฒฐ์ ํ๊ฐ ์ด์ง๋์ด ๋นํ๋ฉด์ ์ด ๊ฐ์ํ๊ณ ๊ฒ ์
์๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ๋ฎ์์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ํ ์ฆ๊ธฐ ์์์์ ์์นผ๋ฆฌ๊ณ ์๊ทน์ ๊ฐ ํ์ ์ด์์ผ๋ก ํผ์
๋ ๊ฒฝ์ฐ
์ด๊ธฐ์ ์ฐ์ฑํผ๋ง ํ๊ดด ๋ฐ์์ ์ฌ์ฉ๋๊ณ ๋จ๋ ์์ฌ์ Ca(OH)2 ๊ฒฐ์ ์ฒด๋ก ์ธํด ์ฅ๊ธฐ ๊ฐ๋ ์ ํ๊ฐ ์ผ์ด๋ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์์ฌ์ ์์ฑ๋ฌผ์ด ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ก ์์นผ๋ฆฌ ์๊ทน์ ์ ํผ์
๋์ ์กฐ์ ํ์ฌ ์ฅ๊ธฐ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ฆ์ง์ํฌ ์ ์์
๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.2,3)
3.2 ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ pH ๋ณํ
Fig. 4๋ NSC์ ์์ ๊ฒฝ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅธ pH ๋ณํ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ OPC์ pH๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ฑฐ์ ๋ํ๋์ง ์์ ํ๊ท ๊ฐ์ ์ผ๊ด์ ์ผ๋ก
๋ํ๋๋ค. ์์ ๊ธฐ๊ฐ ๋์ NSC๋ pH 12.0โผ11.6 ์ฌ์ด์ ๊ฐ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ ์์ ์๊ฐ์ ๊ฒฝ๊ณผ์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ ๊ฐ์ํ๋ ๋ชจ์ต์ ๋ํ๋ธ๋ค.
|
Fig. 4 pH of NSC with curing period
|
NSC๋ ๋ฐ์ ์ด๊ธฐ์ ์์นผ๋ฆฌ ์๊ทน์ ์์ ์ฉ์ถ๋๋ OH- ์ด์จ์ ์ํด ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ์ฑ ๋ถ์๊ธฐ๊ฐ ์กฐ์ฑ๋์ด GBFS ํ๋ฉด์ ์ฐ์ฑํผ๋ง์ ํ๊ดดํ๊ฑฐ๋, ํ์ฑ์ ์ต์ ์์ผ ๋ด๋ถ ์ด์จ์ ์ฉ์ถ์ํค๊ณ C-S-H ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ ์ํ๋ฌผ์
์์ฑํ๊ฒ ๋๊ณ ๋ฐ์์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ pH๊ฐ ๊ฐ์ํ๊ฒ ๋๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ NSC์ pH๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ ์๋์ ์ผ๋ก ์๊ทน์ ์ ํ๋์ด ์ด์ง๋ ์์ค ์์๊ณผ
์ฆ๊ธฐ ์์์ NSC๊ฐ ๊ธฐ๊ฑด ์์์ ๋นํด ์ฅ๊ธฐ ์ฌ๋ น์์ ๊ฒฝ๋ฏธํ์ง๋ง ๋ฎ์ pH๋ฅผ ๋ํ๋๋ค.
|
Fig. 5 X-ray diffraction patterns of OPC with curing method at 28 days
|
๋ฐ์ ์ด๊ธฐ์ ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ์ฑ์ด ๋ถ์ฌ๋๋ฉด GBFS๋ก๋ถํฐ CaO ์ฑ๋ถ์ ์ฉ์ถ์ ์ต์๋์ง๋ง, Al3+ ์ด์จ์ ์์ชฝ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ก์จ pH์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฐ์ง ์๊ณ ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ ๋ถ์๊ธฐ์์๋ ์ด๋ ์ ๋ ์ฉ์ถ๋ ์ ์๋๋ฐ ์ด๊ธฐ์ GBFS๋ก๋ถํฐ ์ฉ์ถ๋ ์๋์ Al2O3 ์ฑ๋ถ์ด ํฉ์ฐ์ผ ์๊ทน์ ์ ๋ฐ์ํ์ฌ ๋น ๋ฅธ ์๊ฐ ๋ด์ ๋น๊ต์ ๊ฒฐ์ ์ฑ์ด ๋์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ฅผ ์์ฑํ๊ฒ ๋๊ณ , ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ ๊ฒฐ์ ์ฑ์ด ์ข์ ๊ฒ์ผ๋ก
๋ฐ๋๊ฒ ๋๋ค. ๊ทธ ํ ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ pH๊ฐ ๋ฎ์์ง๋ฉด์ GBFS๋ก๋ถํฐ CaO ์ฑ๋ถ์ ์ฉ์ถ์ด ์ํํ๊ฒ ๋๋ฉด ๊ฒฐ์ ์ฑ์ด ์ข์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๊ฐ ๋๋ ์์ฑ๋๋ฉฐ
๋์์ CaO ์ฑ๋ถ์ ๋๋์ ์ํด SiO2์ ๋๋ ๋ํ ์์ํ ์ฆ๊ฐ๋์ด C-S-H ์ํ๋ฌผ๋ ๋์์ ์์ฑ๋๋ค.2,4)
NSC์ ์ด๊ธฐ ๋ฐ์์ ์์ด์ ์์นผ๋ฆฌ ์๊ทน์ ์ ์ํด ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ์ฑ์ ๋ถ์ฌํ์ฌ GBFS์ ์ฐ์ฑํผ๋ง์ ํ์ฑ์ ์ต์ ํ๋ ๊ฒ์ ํ์์ ์ด์ง๋ง, ์๊ทน์ ๊ฐ ํ์ ์ด์
์ฌ์ฉ๋๊ฑฐ๋ ๊ณผ๋ํ ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ์ฑ์ ๋๊ฒ ๋ ๊ฒฝ์ฐ GBFS์ ์ฐ์ฑํผ๋ง ํ๊ดด ํ์๋ ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ ๋ถ์๊ธฐ๋ฅผ ์กฐ์ฑํ์ฌ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ์ ์ ํ์ํฌ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก
NSC ์ ์กฐ์ ์ ์ pH ์กฐ์ฑ์ ์ํด ์๊ทน์ ํผ์
๋์ ์กฐ์ ์ด ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค.
3.3 ๊ฒฐ์ ์ ๋ถ์
Fig. 5 ๋ฐ 6์ OPC์ NSC ์ํธ์ XRD ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค. ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ฝ 26ยฐ(2ฮธ) ๋ถ๊ทผ์ ๋ํ๋๋
๊ฒฐ์ ์์ ๊ณจ์ฌ๋ก ์ธํ ์์ ๋ฐ ๋ฐฉํด์์ด๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ OPC์ ์ฌ๋ น 28์ผ์์์ XRD ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด OPC-W์ OPC-S์ Ca(OH)2 ์์ฑ๋์ด ๊ธฐ๊ฑด ์์์ ๋นํด ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธ ํ ์ ์์๋ค. OPC-Ad ๊ฒฝ์ฐ ์ถฉ๋ถํ ์๋ถ์ด ๊ณต๊ธ๋์ง ๋ชปํด ์ํ๋ฌผ ์์ฑ์ด ๋๋ ค์ง ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ฉฐ
๋ฏธ๋ฐ์ ํด๋ง์ปค ๊ด๋ฌผ์ ํผํฌ๊ฐ ์ผ๋ถ ๊ด์ฐฐ๋์๋ค.
NSC์ ๊ฒฝ์ฐ OPC์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ฅ๊ธฐ ์ฌ๋ น์์์ Ca(OH)2 ํผํฌ๋ ๋ํ๋์ง ์์๊ณ ์ฌ๋ฌ ๊ณณ์์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ C-S-H ๊ฒ์ ๊ฒฐ์ ์์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ น์์ CaSO4ยท2H2O์ ํผํฌ๊ฐ ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ง๋ง ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ ํผํฌ๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด๋๋ฐ ์ด๋ GBFS์์ ์ฉ์ถ๋๋ CaO ๋ฐ Al2O3์ ๋ฐ์ํ์ฌ ๊ฒฐ์ ์ฑ์ด ์ข์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ ์ํ๋ฌผ์ ์์ฑํ๋๋ฐ ์๋น๋์๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค.5,6) ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ XRD๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ ์์ถ๊ฐ๋ ์คํ์์ ์ฐ์ํ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ NSC-W ๋ฐ NSC-S์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ ๋ฐ์์์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ๋์ด
ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ง๋ง ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ C-S-H ๊ฒ์ ํผํฌ๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋๋ฐ ์ด๋ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ํผํฌ๊ฐ ์ค์ด๋ค๋ฉฐ ์์ ์ ์ธ C-S-H ๊ฒ๋ก ์ถฉ๋ถํ ์ ์ด๋๊ณ ,
์ด๊ธฐ ์ฌ๋ น์์ ์ํ๋ฐ์์ ๊ฐ์ํ์ง ๋ชปํ ํฉ์ฐ์ผ ์๊ทน์ ๊ฐ ๊ทธ ์์ฒด ๊ด๋ฌผ๋ก ์กด์ฌํ๋ค๊ฐ ์ ์ฐจ GBFS์ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ํ๋ฌผ์ ์์ฑํ๊ธฐ ์์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.6) ๊ทธ๋ฌ๋ NSC-S์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ค๋ฅธ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋นํด ์ด๊ธฐ ๋ฐ์์์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ์ด ์ถฉ๋ถํ์ง ๋ชปํ์ผ๋ ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํ๋ฉด์ ์ฆ๊ฐํ์๊ณ C-S-H ๊ฒ์
๋ค์ ๋ฎ๊ฒ ์์ฑ๋์๋ค. ์ด๋ ์ํ ๋ฐ์์ด ๋๋ฆฐ NSC๊ฐ ์ถฉ๋ถํ ์ํ ๋ฐ์์ ํ์ํ ์ถฉ๋ถํ ์๋ถ์ ๊ณต๊ธ๋ฐ์ง ๋ชปํ๊ณ ์๋ถ์ ์ฆ๋ฐ์ด ์ผ์ด๋ ๋ฐ์์ด ์ ๋๋ก
์งํ๋์ง ๋ชปํ ์ํฉ์์ ๊ฒฝํ๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ํ ํฉ์ฐ์ผ ์๊ทน์ ์ ํผ์
๋์ด ๋ถ์กฑํ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ์ CaO ๋ฐ Al2O3 ์ฑ๋ถ์ ์์ ํ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ก ์ ํ์ํค์ง ๋ชปํ์ฌ C4AH13์ ์์ฑํ๊ฑฐ๋ ๊ฐ๋๋ฐํ์ด ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ณด๋ค ๋ฎ์ monosulfate๊ฐ ์์ฑ๋ ์ ์๋๋ฐ,6) NSC-W์ NSC-Ad ๊ณต์์ฒด์ ์ด๊ธฐ์ฌ๋ น์์ monosulfate ์ํ๋ฌผ์ด ์ฝํ๊ฒ ๊ด์ฐฐ๋๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
|
(a) NSC-W
|
|
|
(b) NSC-Ad
|
|
|
(c) NSC-S
|
Fig. 6 X-ray diffraction patterns of NSC with different curing ages
|
3.4 ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ด๋ถ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ์กฐ ๋ถ์
OPC์ NSC์ ์ํ๋ฌผ์ ์์ฑ์ ๊ด์ฐฐํ๊ธฐ ์ํด ์ดฌ์ํ SEM ์ฌ์ง ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Fig. 7๊ณผ 8์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 7์ NSC์ ์ฃผ์ ์์ฑ๋ฌผ ๋น๊ต๋ฅผ ์ํด OPC์ ์ฌ๋ น 3์ผ, 7์ผ, 28์ผ ๊ฒฝํ์ฒด๋ฅผ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ๋ฅํ ๋ด๋ถ๋ฏธ์ธ๊ตฌ์กฐ์ด๋ค. ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก
NSC์ ๋นํด ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ๋์ด ์ ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ OPC-W์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ๋ชจ์ต์ด ์๋ ๊ด์ฐฐ๋์์ผ๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ์ด๋ฅด๋ฌ ๊ฑฐ์ ๊ด์ฐฐ๋์ง
์์๊ณ , OPC์ ์ฃผ์ ์ํ ์์ฑ๋ฌผ์ธ ํ์ํ์ Ca(OH)2 ์ํ๋ฌผ ์ฌ์ด ๊ณต๊ทน์ C-S-H ๊ฒ์ด ์ฑ์ฐ๊ณ ์๋ ๋ชจ์ต์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ OPC-Ad์ ๊ฒฝ์ฐ OPC-W์ ๋นํด ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๊ฐ ๊ฑฐ์ ์์ฑ๋์ง
์์์ผ๋ฉฐ ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํ์ฌ๋ C-S-H ๊ฒ์ ์์ฑ๋์ด ์ ๊ณ ๋ฏธ๋ฐ์ ๋ฌผ์ง๋ ๊ด์ฐฐ๋์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ OPC-S์์๋ ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ น๋ถํฐ ์ํ๋ฌผ์ ์์ฑ์ด ํ๋ฐํด ์ง๋
๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.6)
NSC์ ๋ด๋ถ๋ฏธ์ธ๊ตฌ์กฐ๋ OPC ๋น๊ตํด ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์นจ์ํ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ๋์ด ํฐ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. NSC-W ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ น์์ ์งง์ ์นจ์
ํํ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๊ฐ ๋ค๋ ์์ฑ๋์๊ณ ์ง์์ ์ธ ์ํ๋ฐ์์ ํตํด ์ฌ๋ น 7์ผ์ ์ด๋ฅด๋ฌ ์น๋ฐํ๊ณ ๊ตต์ ์นจ์๊ตฌ์กฐ์ ํํ๋ก ๋ฐ๋ฌํ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
์ฌ๋ น 28์ผ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ด ์ค์ด ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์์ง๋ง ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ ์ธ์ C-S-H ๊ฒ๋ก ๋ณด์ด๋ ์ํ๋ฌผ ์ฌ์ด์ ํ์ฑ๋์ด ๋ฐ์คํ ํํ๋ฅผ
๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ด ๊ด์ฐฐ๋์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ น์์์ NSC์ ์ํ ๋ฐ์์ ์น๋ฐํ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ฅผ ๊ณจ๊ฒฉ์ผ๋ก ๊ฐ๋๋ฅผ ํ์ฑํ๋ ์ฅ๊ธฐ ์ฌ๋ น ์ดํ์๋ C-S-H
๊ฒ์ ๊ณจ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๊ฐ ๋ง์๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ฑํ๋ฉฐ ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ฐํํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. NSC-W์ ๋ฌ๋ฆฌ NSC-Ad์์๋ ์ฌ๋ น 7์ผ์ ์ด๋ฅด๋ฌ์๋
์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ์์ฑ๋์ด ์ถฉ๋ถํ์ง ์๋ ๋ชจ์ต์ด ํ์ธ๋์๊ณ ์ฌ๋ น 28์ผ์์ ์น๋ฐํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ฑํ์ง ๋ชปํ์ฌ ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ด ๋ค์ ๋จ์ด์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
NSC-S์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ๋ถํฐ ๊ตต์ ์นจ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๊ฐ ๋ค๋ ๋ฐ๊ฒฌ๋์๊ณ ์ง์์ ์ธ ๋ฐ์์ ํตํด ์ํ๋ฌผ ์ฌ์ด์์ ๋ฐ์คํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ฑํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ
์ ์์๋ค.
NSC์ ๋ด๋ถ๋ฏธ์ธ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ ๊ฒฐ๊ณผ ์ํ ๋ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ น์์์ ๊ฐ๋๋ฐํ์ ๋ค๋์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ฅผ ์ฃผ์ ์์ฑ๋ฌผ๋ก ํ์ฌ ์ด์ ๊ฐ์ด ์์ฑ๋๋ C-S-H
๊ฒ์ ์ํด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ C-S-H ๊ฒ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ฅผ ๊ฐ์ธ๋ฉฐ ์์ฑ๋์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ๊ฒ ๋๊ณ ๊ฒฝํ์ฒด์ ๊ณต๊ทน์ ๋ฐ์คํ๊ฒ ์ฑ์ฐ๊ฒ
๋์ด ๊ตต์ ์นจ์๊ตฌ์กฐ๋ก ๋ฐ๋ฌํ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ๋คํธ์ํฌ์ ๋ง์๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ฑํ๋ฉด์ ์ง์์ ์ธ ๊ฐ๋๋ฐํ์ด ์ผ์ด๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.6)
3.5 ํํ์ ํญ์ฑ
Fig. 9๋ OPC์ NSC์ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ด์ฐ์ฑ ์ํ์ ์ํ ์ค๋๋ณํ์จ์ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค. NSC-W์ NSC-S ๊ฒฝํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์นจ์ ์ฌ๋ น
14์ผ๊น์ง ๋งค์ฐ ๋ฎ์ ์ค๋ ๊ฐ์์จ์ ๋ํ๋๋ค. ์ดํ ์ฌ๋ น์์ ์ค๋ ๊ฐ์์จ์ด ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ OPC์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ฐ์ํ ๋ด์ฐ์ฑ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ค. NSC-Ad
๊ฒฝ์ฐ์๋ ์นจ์ ์ฌ๋ น 90์ผ์์๋ ๋งค์ฐ ๋ฎ์ ์ค๋ ๊ฐ์์จ์ ๋ณด์๋ค. ์ด๋ H2SO4์ ๋ฐ์ํ์ฌ ์นจ์๋๊ธฐ ๋งค์ฐ ์ฌ์ด ๋ฌผ์ง์ธ Ca(OH)2์ ์ํฅ์ด ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.5) ์๊ธฐ XRD ๋ถ์์์ ํ์ธํ ์ ์๋ฏ์ด OPC์ ๊ฐ๋๋ฐํ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ฉฐ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ ๋ฐ์๋์ ๋ณด์ด๋ ์ํ์์ฑ๋ฌผ์ธ Ca(OH)2๊ฐ NSC ๊ฒฝํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฑฐ์ ์์ฑ์ด ๋์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ OPC์ ๋นํด ์ฐ์ํ ๋ด์ฐ์ฑ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
|
|
|
|
|
|
|
(a) OPC-W 3d
|
(b) OPC-W 7d
|
(c) OPC-W 28d
|
|
(a) NSC-W 3d
|
(b) NSC-W 7d
|
(c) NSC-W28d
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(d) OPC-Ad 3d
|
(e) OPC-Ad 7d
|
(f) OPC-Ad 28d
|
|
(d) NSC-Ad 3d
|
(e) NSC-Ad 7d
|
(f) NSC-Ad 28d
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(g) OPC-S 3d
|
(h) OPC-S 7d
|
(I) OPC-S 28d
|
|
(g) NSC-S 3d
|
(h) NSC-S 7d
|
(I) NSC-S 28d
|
Fig. 7 SEM image of OPC with curing ages (x10,000)
|
|
Fig. 8 SEM image of NSC with curing ages (x10,000)
|
3.6 ์ผํ๋ฌผ ์นจํฌ ์ ํญ์ฑ
|
Fig. 9 Mass change of OPC and NSC with during immersion in 5% H2SO4 solutions
|
Fig. 10์ OPC์ NSC์ ์ผ์ ์ด์จ ์นจํฌ ๊น์ด๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค. OPC-W์ ํ๊ท ์นจํฌ ๊น์ด๊ฐ 6mm๋ก OPC ๊ฒฝํ์ฒด ์ค์์ ๊ฐ์ฅ ์ฐ์ํ
์ ํญ์ฑ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ NSC์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ NSC-W๊ฐ ์ ํญ์ฑ์ด ๊ฐ์ฅ ์ฐ์ํ์ผ๋ฉฐ OPC์ ๋นํด ๋์ ์ ํญ์ฑ์ ๋ํ๋๋ค. ์ด์ฒ๋ผ NSC๊ฐ ์ฐ์ํ ์ผ์ ์ด์จ
์นจํฌ ์ ํญ์ฑ์ ๋ณด์ด๋ ์ด์ ๋ OPC์ ๋นํ์ฌ ์น๋ฐํ ์กฐ์ง์ ํ์ฑํ๊ณ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก NSC์ ๊ฒฝ์ฐ OPC์ ๋ฌ๋ฆฌ ๋งค์ฐ ์์ ๊ณต๊ทน๋ค์ด ๋ค๋ ์์ฑ๋์ด ์น๋ฐํ
์กฐ์ง์ ํ์ฑํ์ฌ ์ผ์ ์ด์จ์ด ์นจํฌํ ์ ์๋ ๊ณต๊ทน์ด OPC์ ๋นํ์ฌ ๋ํญ ๊ฐ์ํ์๋ค.7) ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ฌ๋ น์ด ๋์ฑ ๊ฒฝ๊ณผํจ์ NSC๊ฐ OPC์ ๋นํด ๋์ฑ ์ฐ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ผ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค.
3.7 ํ์ฐํ ์ด์ง ์ฅ์น์ ์ํ ํ์ฐํ ๊น์ด
Fig. 11์ ํ์ฐํ ์ด์ง ์ฅ์น์ 2์ฃผ๊ฐ ์ ์นํ NSC์ ํ์ฐํ ๊น์ด๋ฅผ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ ๊ด์ฐฐํ ๊ทธ๋ฆผ์ด๋ค. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ NSC๊ฐ OPC์ ๋นํด ํ์ฐํ
๊น์ด๊ฐ ํ์ ํ ๊น๊ฒ ๋ํ๋๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ํ์ฐํ์ ์์ด์ ๋ด๋ถ์กฐ์ง์ ์ธ๊ณต์ ์ญํ ์ ํฌ๊ธฐ์ฑ์ด ํด์๋ก ํ์ฐํ๊ฐ ๋น ๋ฅผ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋์ง๋ง, NSC์
๊ฒฝ์ฐ OPC์ ๋นํ์ฌ ์น๋ฐํ ๋ด๋ถ์กฐ์ง์ ํ์ฑํจ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ๋ด๋ถ์กฐ์ง์ด ์ฝ๊ฒ CO2์ ํ๊ดด๋๋ ์ด์ ๋ NSC๊ฐ ํ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ ์์ด ๊ณต๊ธฐ ์ค์ ์ค๋ ๋ฐฉ์น๋ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฒฝํ์ฒด ํ๋ฉด์ด ์ด์๋๊ณ ๋ค๊ณตํ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.8) ๋ํ OPC์ ๊ฒฝ์ฐ ์ํ์ 25โผ30% ์ ๋์ Ca(OH)2๊ฐ ์์ฑ๋์ด ์ธ๊ณต ์ค์ ์ฉ์ก์ ๊ฐ์์นผ๋ฆฌ์ฑ์ ๋ํ๋ด๊ฒ ๋๊ณ ๋ค๋ฅธ ์ํ๋ฌผ์ ๋นํ์ฌ Ca(OH)2์ ํ์ฐํ๊ฐ ์ ์ผ ๋จผ์ ์งํ๋์ด ๋ฏธ์ธ๊ณต๊ทน์ ์ถฉ์ ํ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ฅผ ๊ฐ์ธ์ฃผ๋ ์ญํ ์ ํ๊ฒ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ NSC์ ๊ฒฝ์ฐ ์ํ์ ์์ฑ๋๋ Ca(OH)2๊ฐ ๊ฑฐ์ ์กด์ฌํ์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ C-S-H ๊ฒ๊ณผ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ํ์ฐํ๊ฐ ๋จผ์ ์ผ์ด๋๊ฒ ๋๋๋ฐ ์ด๋ค์ ํ์ฐํ์ ์ํ์ฌ ๋ถํด๋๋ฉฐ ํนํ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ๋ ์๊ณ ์
ํ์ฐ์นผ์์ผ๋ก ์์ ํ ๋ถํด๋์ด ๋ค๊ณต์ง์ ์๋ฃจ๋ฏธ๋๊ฒ์ ํ์ฑํ๊ฒ ๋๋ค.8) ์ด๋ฌํ ์ด๋ก ์ ๋ฐํ์ผ๋ก ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฐํ ์งํ ์ ๋๋ฅผ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด NSC-Ad์ ํ์ฐํ ์งํ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅธ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋๋ฐ ์ด๋ NSC-W์
NSC-S์ ์ํ ๋ฐ์์ด NSC-Ad์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋น ๋ฅด๊ณ ์ ์ฒด ์ธ๊ณต ๋ฒ์ ๋ด์ ์ธ๊ณต์ด ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ฉฐ NSC-Ad์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ฒฝํ์ฒด ํ๋ฉด์ ๊ฐ๊น์ธ์๋ก
์ธ๊ณต๋์ด ๋ง์์ ธ ํ์ฐํ ์งํ ์๋๊ฐ ๋นจ๋ผ์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
|
Fig. 10 Cl- Penetration depth of OPC and NSC with immersed in 10% NaCl solution
|
|
|
Fig. 11 Carbonation depth of OPC and NSC after 2-week carbonation test
|
4. ๊ฒฐ ๋ก
์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ์ํ๋ฐ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ, ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ด๊ตฌ์ฑ ๋ฑ์ ์ญํ์ ยทํํ์ ํน์ฑ์ ๊ดํ ๊ธฐ์ด ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ข
ํฉํ๋ฉด
๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
1)์์ค ์์์ ๊ฑฐ์น ์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ๋ ๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ๋ณด๋ค ์ด๊ธฐ ์์ถ๊ฐ๋๋ ๋ฎ์ง๋ง ์ฌ๋ น์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฐ๋ ์ฐจ๊ฐ ์ค์ด๋ค์์ผ๋ฉฐ 28์ผ์ ์ด๋ฅด๋ฌ
๋ ๋์ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. ์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋น๊ต ๊ฒฐ๊ณผ ์์์ ์ถฉ๋ถํ ์ต์ค ์์์ด ํ์ํ๋ฉฐ ์ฆ๊ธฐ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ์ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ฐ๋์ฆ์ง์
ํจ๊ณผ๊ฐ ์ปค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ 2์ฐจ ์ ํ์ผ๋ก ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
2)์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ์ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ pH๋ 12.0โผ11.6 ์ฌ์ด๋ก ๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ pH ๊ฐ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ ์ฌ๋ น์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก
์ ์ ๊ฐ์ํ๋ ๋ชจ์ต์ ๋ณด์๋ค.
3)์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒฐ์ ์ ๋ถ์ ๋ฐ ๋ด๋ถ ๋ฏธ์ธ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ฃผ์ ์์ฑ ๊ด๋ฌผ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์์ ์ฉ์ถ๋์ด ์ด์จ ๋ฐ์์ผ๋ก ๋ง๋ค์ด์ง๋
์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ ์ฑ๋ถ์ด ์์ํ ๋ฐ์ํ์ฌ ์์ฑ๋๋ C-S-H ๊ฒ์ด๋ค. ์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ์์ ์ฌ๋ น์ด ๊ฒฝ๊ณผํจ์ ๋ฐ๋ผ ๊ตต์ ์นจ์ํ์ ์ํธ๋ฆฐ์์ดํธ์
C-S-H๊ฒ์ด ์น๋ฐํ ๋ง์ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ํ๋๋ค.
4)์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฐ์ ์นจ์๋๊ธฐ ์ฌ์ด Ca(OH)2๊ฐ ๊ฑฐ์ ์์ฑ๋์ง ์์ ๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ๋ณด๋ค 50% ์ด์ ๋ฐ์ด๋ ๋ด์ฐ์ฑ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, ๋ด๋ถ ์กฐ์ง์ด ์น๋ฐํ๊ฒ ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์ผ์์ด์จ ์นจํฌ ์ ํญ์ฑ์์๋
์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ด๋ ๋ชจ์ต์ ๋ํ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์์นผ๋ฆฌ ์๋ฉํธ๋ก์ ํด์๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ผํด๋ก ์ธํ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ถ์์ ๋ฐฉ์งํ๋๋ฐ ํจ๊ณผ์ ์ผ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
5)์์นผ๋ฆฌํ์ฑ ์๋ฉํธ๋ ์กฐ์ง๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์น๋ฐํ์ฌ ๋ดํํ์ฑ ๋ฐ ๋ดํด์์ฑ์ด ๊ฐํ์ง๋ง ํ์ฐํ์ ๋ํ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก CO2 ๋๋๊ฐ ๋ฎ์ ์งํ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ด๋ ์์ค ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๋ก ํ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์ ๋ฆฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.