-
1. ์ ๋ก
-
2. ์ํ ๊ฐ์
-
2.1 ์ํ์ฌ๋ฃ
-
2.2 ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ๊ณํ
-
3. ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
-
3.1 ์์ถ๊ฐ๋ ๋ฐ ํก์์จ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ
-
3.2 X์ ํ์ ๋ถ์(X-ray diffraction, XRD) ๊ฒฐ๊ณผ
-
3.3 ์ด์ค๋ ๋ถ์(Thermogravimetric analysis, TGA) ๊ฒฐ๊ณผ
-
3.4 MIP(Mercury introsion porosimetry) ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ
-
4. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
๊ฑด์ถ ๋ฐ ํ ๋ชฉ ๊ด๋ จ ๊ณต์ฌ์ ๋ง์ ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋์ด์ ธ ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ฌ ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฐ ์ฝ 100์ต ํค์ ๋ฌํ๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ฐ์
์๋น๋๋ ๋ฐฐํฉ์(mixting water) ๋ํ ์ฐ๊ฐ 10์ต ํค์ ๋ฌํ๊ณ ์๋ค. ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ง์ค ์ ์๋ ๋ฌผ ๋ถ์กฑ ํ์์ด ์ด์ด์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ํฅํ
10๋
๋ค์๋ ์ธ๊ณ์ธ๊ตฌ์ ์ ๋ฐ์ด ๋ฌผ ๋ถ์กฑ์ ๊ฒช๊ฒ ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธก๋๊ณ ์๋ค.1) ๊ตญ์ ์ธ๊ตฌํ๋์ฐ๊ตฌ์(Population Action International) ๋ฐ ๊ตญํ ๊ตํต๋ถ ์์์ ์๋ฃ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ํ๊ตญ ๋ํ ๋ฌผ ๋ถ์กฑ๊ตญ๊ฐ์ ํด๋นํ๋
ํํธ ์์ผ๋ก ๋ฌผ ์ฌ์ ์ด ์ด๋ ค์์ง ๊ฒ์ผ๋ก ์ ๋ง๋๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์, ๊ฑด์ค ํ์ฅ์์๋ ์ด์ ๋ํ ๊ด์ฌ์ด ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ํ, ๊ฑด์ค ํ์ฅ์์ ๋ฐฐํฉ์๋ก ๋ด์(fresh water)๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ ์๋ ์ํฉ์ด๊ฑฐ๋ ๋ด์๋ฅผ ์ด๋ฐํ๋๋ฐ ๋ง์ ๋น์ฉ์ ์ผ๊ธฐํ ์ ์๋ ์ํฉ์์๋ ์ด๋ฅผ
๋์ฒดํ ์ ์๋ ๋ฐฐํฉ์ ์ฌ์ฉ์ด ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํด์(sea water)์ ์ฌ์ฉ์ด ๋ถ๊ฐํผ ํ ์๋ ์๋๋ฐ,2) ๊ฑด์ค ๊ด๋ จ ๊ณต์ฌ์ ๋ฐฐํฉ์๋ก ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ฒ ๋๋ ๊ฒ์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ ๋ฑ์ ์ด์ ๋ก ๊ฑฐ์ ๊ธ๊ธฐ์ ๋์ด ์๋ค.3) ํ์ฌ๊น์ง ํด์๋ ๊ฑด์ค์ฌ๋ฃ๋ก์ ๋ถ์ ์ ์ธ ์ธ์์ด ๋ณดํธ์ ์ด์ง๋ง, ์ผ๋ถ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์ํด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ ๋ฑ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ณด๊ณ ๋๊ณ
์๋ค.2,4-6) Kaushik2) ๋ฑ์ ํด์๋ฅผ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฌ์ฉํ์์ ๋, ์ฌ๋ น 7์ผ๊น์ง ์ด๊ธฐ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์์ง๋ง ์ฌ๋ น 28์ผ์๋ ์ฝ 13%์ ๊ฐ๋ ๊ฐ์๊ฐ ๋ํ๋ฌ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ์๋ค. Abrams4) ๋ํ ํด์๋ฅผ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋นํด ์ฌ๋ น 3์ผ ๋ฐ 7์ผ์์๋ ๊ฐ๋๊ฐ ๋์์ง๋ง ์ฌ๋ น 28์ผ์์๋ ๋ฎ์ ๊ฐ๋๋ฅผ
๋ํ๋๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋ค. ์ด์ ๋ฐํด, Wegian5)์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋๊ฐ ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ์ข์ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ํด์ ์ฌ์ฉ์ด ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋๊ฐ์๊ฐ ๋ํ๋์ง๋ง ์ด๋ ๋ฌผยท์๋ฉํธ
๋น๋ฅผ ์ค์์ผ๋ก์จ ํด๊ฒฐํ ์ ์๋ค๊ณ ์ธ๊ธํ๊ณ ์๋ค. Lee1) ๋ฑ์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฐฐํฉ์๋ก์์ ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์งํํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐฐํฉ์์ ์ข
๋ฅ๋ณด๋ค ์ฌ์ฉ๋ ์๋ฉํธ ์ข
๋ฅ๊ฐ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ถ์์ ๋ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค๊ณ
ํ์๋ค. El-Didamony6) ๋ฑ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ์ด์คํธ์ ๋ด๊ตฌ์ฑ ๋ฐ ํน์ฑ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ํ์ด์คํธ๊ฐ ๋ด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ํ์ด์คํธ
๋ณด๋ค ๋์ ๋ด๊ตฌ์ฑ์ ๋ํ๋ธ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋ค. ๋ํ, ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ฌ๋๊ทธ์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ํ ํ์ด์คํธ๋ฅผ ํด์์ ๋
ธ์ถ์์ผฐ์ ๋ ๊ฐ๋ ๊ฐ์๋ ๋ํ๋์ง
์์์ผ๋ฉฐ, ์คํ๋ ค ๋ดํฉ์ฐ์ผ ์๋ฉํธ์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ํ์ด์คํธ๋ฅผ ํด์์ ๋
ธ์ถ์์ผฐ์ ๋ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ ํ์์ด ๋ํ๋ฌ๋ค๊ณ ์ธ๊ธํ๊ณ ์๋ค.
๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด, ํด์ ์ฌ์ฉ์ ๋ํ ๊ธ์ ์ ์ธ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ๋ํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ฉฐ, ๊ฑด์คํ์ฅ์์ ํด์๋ฅผ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์๋
์ง์์ ์ผ๋ก ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ค.
๋ฐ๋ผ์, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด์ ๋ํ ์ผํ์ผ๋ก ํด์ ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ํ ๊ธฐ์ด์๋ฃ๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค. ๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ๋ณด๋ค ํํ์ ํญ์ฑ์ด ์ฐ์ํ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ7)์ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ธ ํ๋ผ์ด์ ์์ ํด์๋ฅผ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ, ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ํจ ๊ฒฝํ์ฒด์ ํน์ฑ์ ์ดํด๋ณด๊ณ ์ ํ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฒฝํ๋ ์ํธ์ ๋ํด ์์ถ๊ฐ๋,
ํก์์จ, X์ ํ์ ๋ถ์(X-ray diffraction), ์ด์ค๋๋ถ์(thermogravimetric analysis) ๋ฐ MIP(mercury intrusion
porosimetry) ๋ถ์์ ์ค์ํ์๋ค.
2. ์ํ ๊ฐ์
2.1 ์ํ์ฌ๋ฃ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ตญ๋ด H ํ๋ ฅ๋ฐ์ ์์์ ์์ง๋ ํ๋ผ์ด์ ์(fly ash)์ ๊ตญ๋ด H ์๋ฉํธ์ฌ์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ(blast furnace slag cement)๋ฅผ
์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ํํ ์ฑ๋ถ์ XRF(X-ray fluorescence) ๋ถ์์ ํตํด Table 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. ํ๋ผ์ด์ ์์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ ์์ฌ๋ฃ์
๋ํด XRD(X-ray diffraction)๋ฅผ ์ค์ํ์ฌ Fig. 1์ ์์ฌ๋ฃ๋ค์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์ฑ๋ถ๋ค์ ๋ํ์ฌ XRD ํจํด์ ํจ๊ป ๋ํ๋ด์๋ค.
Table 1 Chemical compositions (oxides in wt%) of raw fly ash (FA) and blast furnace
slag cement (BFSC)
|
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
TiO2
|
SO3
|
K2O
|
MnO
|
FA
|
51.29
|
22.16
|
9.71
|
6.44
|
1.72
|
1.73
|
1.36
|
1.24
|
1.87
|
0.08
|
BFSC
|
25.74
|
9.54
|
2.62
|
51.77
|
3.77
|
0.3
|
0.51
|
4.38
|
0.84
|
0.19
|
|
Fig. 1 XRD patterns for the raw materials: (a) fly ash and (b) blast furnace slag
cement
|
ํ๋ผ์ด์ ์๋ quartz, mullite, magnesioferrite ๋ฐ CaO์ ๊ฒฐ์ ์ง๊ณผ ๋์ ์ธ๋ ํํ์ ๋น๊ฒฐ์ ์ง(amorphous phase)์
๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ค(Fig. 1(a)). ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ๋ ์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ธ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ(slag)์ ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ ํด๋ง์ปค(clinker)์ ์๊ณ ๋ฅผ ํผํฉ ๋ถ์ํ์ฌ
๋ง๋ค์ด์ง ํผํฉ์๋ฉํธ(blended cement)๋ก,8) XRD ๋ถ์๊ฒฐ๊ณผ ์๋ฉํธ์ ์ฃผ์ ๊ตฌ์ฑ์ฑ๋ถ์ธ C3S, C2S, C4AF ๋ฐ C3A์ ์ฌ๋๊ทธ ์์ฌ๋ฃ์ ๊ฒฐ์ ์ง ํํ๋ก ํํ ์กด์ฌํ๋ akermanite,9) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์๊ณ ์ ๋น๊ฒฐ์ ์ง(amorphous phase) ๋ฑ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋น๊ฒฐ์ ์ง(amorphous phase)์ ํจ์ ํ๊ณ ์๋ ํ๋ผ์ด์ ์์
๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ๋ฅผ ๊ฒฐํฉ์ฌ(binder)๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฒฐํฉ์ฌ ๊ฒฝํ๋ฅผ ์ํด ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ ์๋โฅ98%์ธ ์๊ฐฑ์ด ํํ์
์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ(sodium hydroxide, NaOH)๊ณผ SiO2 26.5%, Na2O 10.6% ๋ฐ H2O 62.9%์ธ ์ก์๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ(sodium silicate, Na2SiO3)์ด ์ฌ์ฉ๋์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ฐฐํฉ์๋ก ํด์(sea water) ๋ฐ ์ฆ๋ฅ์(distilled water)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฆ๋ฅ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ํ
์ํธ์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ํ ์ํธ๊ณผ์ ๋น๊ต๋ฅผ ์ํ์ฌ ์ฌ์ฉ๋์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฌ์ฉํ ํด์๋ ๋ถ์ฐ๋ง ๋จ์์ชฝ ํด์์์ ์ฑ์งํ์์ผ๋ฉฐ, pH ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ 8.13์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค.
ICP-AES(inductively coupled plasma-atomic emission spec-trometry)์ IC(ion chromatography)๋ฅผ
์ด์ฉํ์ฌ ํด์์ ํํ์ฑ๋ถ ๋ถ์์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฒฐ๊ณผ๋ Table 2์ ๊ฐ๋ค.
Table 2 Chemical analysis of sea water (ppm)
|
Ca2+
|
K+
|
Mg2+
|
Na+
|
Cl-
|
SO42-
|
400
|
440
|
1200
|
8400
|
21000
|
2500
|
2.2 ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ๊ณํ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ฐฐํฉ์(mixing water)์ ๊ฒฐํฉ์ฌ(binder)์ ์ค๋๋น๋ 0.4๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฒฐํฉ์ฌ๋ ํ๋ผ์ด์ ์์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ๋ฅผ ํผํฉํ์ฌ
์ฌ์ฉํ์๋ค. ํ๋ผ์ด์ ์์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ ํผํฉ ์ค๋๋น๋ 6:4, 7:3 ๋ฐ 8:2๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ํ์ฑํ๋ฅผ ์ํ ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ๊ณผ ๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ
์ค๋์ 5%๋ก ๊ฐ๊ฐ ์ฌ์ฉํ์๋ค(Table 3). ์ํ ์ธก์ ๋ฐ ๋ถ์์ฉ ์ํธ ์ ์์ ์ํด, ํ๋ผ์ด์ ์์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ๋ฅผ ํผํฉํ ๋ค, ํ์ฑํ์ (์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ+๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ)์
์์ ๋ฐฐํฉ์๋ฅผ ํฌ์
ํ์ฌ ๋ฐฐํฉํ์๋ค. ํ์ด์คํธ๋ 25.4ร25.4ร25.4mm ๋ชฐ๋์ ํ์คํ์ฌ, 23ยฐC์ ํญ์จํญ์ต๊ธฐ์ ๋ณด๊ดํ์๋ค. ์ํธ์ ์ฌ๋ น 3,
7 ๋ฐ 28์ผ ๋ํ ์์ถ๊ฐ๋ ๋ฐ ํก์์จ์ ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ์ฌ๋ น์ ๋ํ ์์ถ๊ฐ๋ ์ธก์ ๊ฐ์ 3๊ฐ์ ์ํธ์ ๋ํ ํ๊ท ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ํก์์จ์ ๊ฐ ์ฌ๋ น์
๋ํด์ 2๊ฐ์ ์ํธ์ ์ทจํ์ฌ ์ํธ์ ์ ๊ฑด ์ง๋๊ณผ ํ๊ฑด ์ง๋์ ๊ฐ๊ฐ ๊ตฌํ์ฌ ๊ณ์ฐ๋ ๊ฐ์ ํ๊ท ํ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ํ, ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๋ํ ์์ถ๊ฐ๋
์ธก์ ํ ํ์๋ ์ํธ์ ํ์ฐ๋ ํํ๋ก ๊ฐ์์ XRD ๋ฐ TGA๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. XRD๋ , 2ฮธ=5ยฐ~60ยฐ, 1ยฐ/min์ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, TGA๋ SDT Q600 ์ฅ๋น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ํธ์ ์ง์ ํ๊ฒฝ์์ 10ยฐC/min์ ์น์จ์๋๋ก
์์จ์์ 950ยฐC ๊น์ง ์น์จ์์ผฐ๋ค.
๋ํ, ์ฌ๋ น 28์ผ ์ํธ์ ๋ํด MIP ๋ถ์์ ์ค์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ํธ์ ์ด์ํ๋กํ ์์ฝ์ฌ(isopropyl alcohol)์ ์ฌ์ฉํ ์ฉ๋งค์นํ๋ฒ(solvent
exchange method)10)์ผ๋ก ์ํ๋ฐ์์ ์ ์ง์ํจ ํ ๊ฑด์กฐ์์ผ ์ธก์ ํ์๋ค.
Table 3 Mixture proportions
|
Sample
ID
|
Mixing water/
Binder
|
Mixing water
|
Binder
|
Activator
(wt% of binder)
|
DW*
|
SW*
|
FA*
|
BFSC*
|
NaOH
|
Na2SiO3
|
D64
|
0.4
|
40
|
-
|
60
|
40
|
5
|
5
|
D73
|
0.4
|
40
|
-
|
70
|
30
|
5
|
5
|
D82
|
0.4
|
40
|
-
|
80
|
20
|
5
|
5
|
S64
|
0.4
|
-
|
40
|
60
|
40
|
5
|
5
|
S73
|
0.4
|
-
|
40
|
70
|
30
|
5
|
5
|
S82
|
0.4
|
-
|
40
|
80
|
20
|
5
|
5
|
*DW: distilled water, SW: sea water, FA: fly ash and BFSC: blast furnace slag cement
|
3. ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
3.1 ์์ถ๊ฐ๋ ๋ฐ ํก์์จ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ
ํ๋ผ์ด์ ์(fly ash, ์ดํ FA)์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ์๋ฉํธ(blast furnace slag cement, ์ดํ BFSC)์ ํผํฉ ์ค๋๋น๋ฅผ 6:4,
7:3 ๋ฐ 8:2๋ก ๋ฌ๋ฆฌํ์ฌ, ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ๊ณผ ๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ํ์ฑํ์ ๋ก, ์ฆ๋ฅ์ ๋ฐ ํด์๋ฅผ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ํ ์ํธ์ ์์ถ๊ฐ๋๋ Table
4 ๋ฐ Fig. 2์ ๊ฐ๋ค. Puertas11) ๋ฑ์ ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ FA์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฏธ๋ถ๋ง(ground granulated blast furnace slag, GGBFS)์
ํผํฉ ์ค๋๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ด์คํธ์ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ๋ณด๊ณ ํ์๋ค. ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ์ ๋๋๊ฐ ๋ฎ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๋ํ
์ํธ์ ๋ํด ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฏธ๋ถ๋ง(GGBFS)์ ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋ค. ํ์ง๋ง, ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ์ ๋๋๊ฐ ๋์ ๊ฒฝ์ฐ๋
๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฏธ๋ถ๋ง(GGBFS)์ ํผํฉ๋๊ณผ ์์ถ๊ฐ๋์์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ ๋ํ๋์ง ์์ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค.11) ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ๋ก ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ๊ณผ ๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ์ ํผํฉ์ฌ์ฉ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฑ์ง ํฅ์์ ๊ธฐ๋ํ ์ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์๋ค.12) ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ๋ฅผ ์ํด ์์ฐํ๋ํธ๋ฅจ๊ณผ ๊ท์ฐ๋ํธ๋ฅจ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ ์ค๋์ ๊ฐ 5%์ฉ์ ํผํฉํ์ฌ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, Fig. 2์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์
๊ฐ์ด, ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ข
๋ฅ์ ๊ด๊ณ์์ด FA์ ํผํฉ๋น ์ฆ๊ฐ(BFSC ํผํฉ๋น ๊ฐ์)์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ฆ, ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ
์ค BFSC ํผํฉ๋น ์ฆ๊ฐ(FA์ ํผํฉ๋น ๊ฐ์)์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์์ FA์ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ ํผํฉํ์ฌ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ
์ํจ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ๋ํด์ FA์ ํผํฉ๋์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฐ๋๋ ๊ฐ์ํ๊ณ ํก์์จ์ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ์ ํ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ์์๋ ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์๋ค.13,14) ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ฒฝํ๋ ์ํธ์ ๋ํด ์ธก์ ํ ํก์์จ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด(Table 5 ๋ฐ Fig. 3), ๋ฐฐํฉ์๋ก ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ(S64, S73 ๋ฐ S82)๋ค์
์ฌ๋ น 28์ผ์ ๋ํด์ FA์ ํผํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐ(BFSC ํผํฉ๋น ๊ฐ์)ํ ์๋ก ๊ฐ๋๋ ๊ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ ํก์์จ์ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. Zhu13) ๋ฑ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด, FA ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ํก์์จ์ ์ฆ๊ฐ๋ ์ํธ ๋ด์ ๊ณต๊ทน ๋ฐ ๊ท ์ด ๋ฑ์ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ ๊ฒ์ด๋ฉฐ, ์ฌ๋๊ทธ์ ํผํฉ์ ์ด๋ฌํ ๊ณต๊ทน ๋ฑ์ ๊ฐ์์ํค๋
ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชจ๋ ์ํธ์ ๋ํด์ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ ํก์์จ๊ณผ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ๋ชจ๋ ์ํธ์ ๋ํด์ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์
ํก์์จ๊ณผ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ ์ผ์นํ์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ฆ, ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋๋ ์ฆ๊ฐํ์์ง๋ง, ํก์์จ์ ๊ฐ์ ๋๋ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌํ
๊ฒฐ๊ณผ๋ Ismail15) ๋ฑ์ ์ ํ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์๋ค. Ismail ๋ฑ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํ๋ฉด, FA์ ํผํฉ ์ค๋๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋๋ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ง๋ง,
์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ ํก์์จ๊ณผ์ ์๊ด๊ด๊ณ์์๋ ๋ชจ๋ ์ํธ์ ๋ํด์ ์ผ์นํ์ง ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. Ismail ๋ฑ์ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ผ๋ถ ์ํธ์ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ผ
๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ์ ํจ๊ป ํก์์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ธ ๋ฐ๋ฉด, ์ผ๋ถ๋ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ์ ํจ๊ป ํก์์จ์ด ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ์ ์ ์์๋ค.15)
El-Didamony6) ๋ฑ์ด ๋ณด๊ณ ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด, ํด์๋ก ๋ฐฐํฉํ์ฌ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ํจ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ ๋ด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ์ํจ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ณด๋ค ๋์ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ
๋ํ๋ด๋ฉฐ, ์ด๋ ํด์ ๋ด์ NaCl, MgCl2, Na2SO4 ๋ฐ MgSO4์ ๊ฐ์ ์์นผ๋ฆฌ์ผ์ ํ์ฑํ ์ด์ง์ ์ํ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ์ค๋ช
ํ๊ณ ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ FA์ BFSC๋ฅผ ํผํฉํ ๊ฒฐํฉ์ฌ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ๊ฐ์
๊ฒฐํฉ์ฌ ํผํฉ ์ค๋๋น์ ๋ํด์ ์ฆ๋ฅ์ ๋ฐ ํด์ ์ฌ์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํธ(D64/S64, D73/S73 ๋ฐ D82/S82)๋ค์ ์์ถ๊ฐ๋์์๋ ๋์ฒด์ ์ผ๋ก ํด์
๋ฐ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์ด ์ ์ฌํ ๊ฐ๋๋ฐํ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. S64 ๋ฐ D64 ์ํธ๋ค์ ์ฌ๋ น 28์ผ ์์ถ๊ฐ๋๋ ์๋ก์ ์ค์ฐจ๋ฒ์์ ๋ค์ด๊ฐ์
๋ฐ๋ผ, ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋๋๋ผ๋ ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋ํ, S64 ๋ฐ D64์ ์ฌ๋ น 7์ผ์์ 28์ผ์ ๋ํ ๊ฐ๋์ฆ์ง์จ์ ๊ฐ๊ฐ ์ฝ 68%
๋ฐ 39%๋ก, S64 ์ํธ์ ๊ฐ๋์ฆ์ง์จ์ด ๋ฐ์ด๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. S82 ๋ฐ D82 ์ํธ๋ค์ ์๋ก์ ์ค์ฐจ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฐ์ํ ๋, ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ถ๊ฐ๋
๋ฐํ์ด ๊ฑฐ์ ๋์ผํ๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค.
|
Fig. 2 Compressive strengths of samples with three different ratios of FA to BFSC,
and sea or distilled water. The labels โDโ and โSโ represent the distilled water and
sea water. The numbers represent weight ratios of FA to BFSC
|
Table 4 Results from the compressive strength testing
|
Sample ID
|
Compressive strength (standard deviation), MPa
|
3-day
|
7-day
|
28-day
|
D64
D73
D82
S64
S73
S82
|
5.95 (0.09)
4.66 (0.42)
3.7 (0.38)
5.61 (0.41)
4.95 (0.31)
3.02 (0.38)
|
9.07 (0.32)
6.8 (0.54)
4.86 (0.55)
7.94 (0.86)
7.14 (0.09)
4.78 (0.04)
|
12.58 (0.35)
9.84 (1.32)
8.16 (1.12)
13.34 (0.58)
11.12 (0.13)
7.52 (0.66)
|
|
Fig. 3 Absorptions of samples with three different ratios of FA to BFSC
|
Table 5 Results from the absorption testing
|
Sample ID
|
Absorption (standard deviation), %
|
3-day
|
7-day
|
28-day
|
D64
D73
D82
S64
S73
S82
|
34.4 (0.18)
36.17 (0.16)
38.82 (0.95)
33.02 (0.13)
35.22 (0.03)
36.87 (0.45)
|
32.99 (0.09)
34.41 (0.24)
37.34 (0.33)
33.38 (0.26)
35.29 (0.23)
36.97 (0.01)
|
34.06 (0.62)
33.08 (4.12)
35.62 (2.55)
33.84 (0.23)
34.49 (1.73)
38.87 (0.04)
|
3.2 X์ ํ์ ๋ถ์(X-ray diffraction, XRD) ๊ฒฐ๊ณผ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฌ๋ น 28์ผ ์ํธ์ ๋ํด XRD๋ฅผ ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฒฝํ๋ ์ํธ ๋ด์ ์์ฑ๋ ๊ตฌ์ฑ๋ฌผ์ง์ ๋ํ XRD ํจํด๋ค์ Figs. 4~6์ ๋ํ๋ด์๋ค.
XRD ๊ฒฐ๊ณผ์์ ์ฌ๋ น 28์ผ์์ ๊ฒฝํ๋ ๋ชจ๋ ์ํธ์ ๋ํด์ FA ์์ฌ๋ฃ์ ๊ตฌ์ฑ๊ด๋ฌผ์ธ quartz, mullite ๋ฐ magnesioferrite๋ฅผ
ํจ์ ํ๊ณ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ํ, BFSC ์์ฌ๋ฃ์์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ C3S (hatrurite), C2S(larnite), C4AF(brownmillerite) ๋ฐ C3A๊ฐ ํจ์ ๋์ด ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
Figs. 4~6์ ๊ฐ๊ฐ์ ๊ทธ๋ฆผ์ ์ํธ๋ค ๋ด์์ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฆ๋ฅ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ(D64, D73 ๋ฐ D82)์์๋ง ํ์ธ๋๋ ํผํฌ๋ค์ ๋ํด์๋ ํ๋์์ผ๋ก,
ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ(S64, S73 ๋ฐ S82)์์๋ง ํ์ธ๋๋ ํผํฌ๋ค์ ๋ํด์๋ ๋นจ๊ฐ์์ผ๋ก ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ณตํต์ ์ผ๋ก ํ์ธ๋๋ ํผํฌ๋ค์ ๋ํด์๋ ๋ณด๋ผ์์ผ๋ก
ํ์ํ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชจ๋ ๋ฐฐํฉ์ ๋ํด์ ์์ฌ๋ฃ์ ํจ์ ๋์ด ์๋ ๊ตฌ์ฑ๊ด๋ฌผ์ด ์๋, ์ํธ ๋ด์์ ๊ณตํต์ ์ผ๋ก ์์ฑ๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ C-S-H(calcium
silicate hydrate), Ca(OH)2 ๋ฐ calcite์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
|
Fig. 4 X-ray diffraction(XRD) patterns of D64 and S64 samples. The numbers in ( )
indicate ICDD PDF numbers
|
|
|
Fig. 5 X-ray diffraction(XRD) patterns of D73 and S73 samples. The numbers in ( )
indicate ICDD PDF numbers
|
|
Fig. 6 X-ray diffraction(XRD) patterns of D82 and S82 samples. The numbers in ( )
indicate ICDD PDF numbers
|
Puertas11) ๋ฑ์ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ํ์ฑ์ ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ์ฑ๋ถ ๋ฐ ํํ, ์ํธ์ ์์ ์กฐ๊ฑด ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ์ ์ ์ข
๋ฅ ๋ฐ ์์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ธ ettringite๋ ์ฆ๋ฅ์๋ก ๋ฐฐํฉ๋ D64, D73 ๋ฐ D82์ ์ํธ์์๋ง ํ์ธ์ด ๋์์ผ๋ฉฐ, BFSC ์์ฌ๋ฃ์ ํจ์ ๋์ด
์๋ gypsum์ D64 ๋ฐ D73 ์ํธ์๋ง ์๋ฅ๋์ด ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ๋ชจ๋ ์ํธ(S64, S73 ๋ฐ S82)๋ด์์๋ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ
์ฌ์ฉ๋ D64, D73 ๋ฐ D82 ์ํธ๋ค์์ ํ์ธ๋ ettringite์ gypsum์ ํ์ธ๋์ง ์์๋ค. ๋ชจ๋ ๋ฐฐํฉ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด์ S64 ์ํธ ๋ด์์๋ง
์ฌ๋๊ทธ ์์ฌ๋ฃ์์ ํ์ธ๋๋ akermanite9)๊ฐ ํจ์ ๋์ด ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฆ๋ฅ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ๋ค๊ณผ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ๋ค ๋ด์ ์์ฑ๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ๋๋ ทํ ์ฐจ์ด๋ hydrocalumite์ธ
๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์์ ๋ชจ๋ ๊ณตํต์ ์ผ๋ก hydrocalumite๊ฐ ํ์ธ๋์์ผ๋ฉฐ, BFSC์ ํผํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐ(FA ํผํฉ๋น ๊ฐ์)ํ ์๋ก
hydrocalumite ์์ฑ๋ฌผ์ ํผํฌ ์ธ๊ธฐ๋ ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค.
Hydrocalumite๋ ์ด์จ ๊ตํ, ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ํก์ ๋ฐ ํจ์ ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ ๋ฌผ์ง ์ค์ ํ๋์ด๋ฉฐ,16,17) ์ผ๋ฐ์ ์ธ ํํ์์ 3CaOยทAl2O3ยทCaX2/mยทnH2O๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค.17)
ํํ์์์ X๋ ์ผ๊ฐ ์์ด์จ(univalent anion) ๋๋ ์ด๊ฐ ์์ด์จ(bivalent anion)์ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, m์ ์ผ๊ฐ ๋๋ ์ด๊ฐ ์์ด์จ์
์์๊ฐ ์(valence number), n์ ๊ฒฐ์ ์ฑ ๋ฌผ์ง ์์ ์ผ์ ํ ๋น์จ๋ก ํจ์ ๋์ด ์๋ ๋ฌผ์ ์์ ์๋ฏธํ๋ฉฐ nโค20 ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค. ๋ํ์ ์ธ
์์ด์จ X๋ NO3-, NO2-, OH-, CO32- ๋ฐ SO42-๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ผ๊ฐ ์์ด์จ์ ํจ์ ํ๋ hydrocalumite๋ NO3ํ hydrocalumite, NO2ํ hydrocalumite ๋ฐ OHํ hydrocalumite๋ก ์ธ๊ธ๋๋ค.
NO3ํ, NO2ํ ๋ฐ OHํ hydrocalumites๋ Cl-์ ์ ์ดํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฐ์ด๋ ์ด์จ ๊ตํ์ผ๋ก NO3-, NO2- ๋ฐ OH-๊ฐ ๋ฐฉ์ถ๋๊ณ Cl-๊ฐ ๊ทธ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ฐจ์งํ๊ฒ ๋๋ค. ์์ Cl-์ ๋ฌ๋ฆฌ, hydro-calumite์์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ฐจ์งํ๊ณ ์๋ Cl-๋ ํ๋ํ์ง ์๊ฒ ๋๋ค. Hydrocalumite์ ์์ด์จ ๊ตํ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํ์ฌ NO2ํ hydrocalumite๋ ์ฒ ๊ทผ ๋ถ์ ์ต์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ๋ํ ์ ์๋ค. NO2ํ hydrocalumite๊ฐ ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ด์ ์์ Cl-์ ๋ฐ์ํ๋ฉด ์ฒ ๊ทผ์ ๋ถ์์์ธ์ธ Cl-๋ ํก์ฐฉํ๊ณ , NO2-๋ ๋ฐฉ์ถํ๊ฒ ๋๋ฉฐ, ๋ฐฉ์ถ๋ NO2-๋ ์ฒ ํ๋ฉด์ ๋ถ๋ํ ํผ๋ง ํ์ฑ์ ๋๊ฒ ๋๋ค.18)
Hydrocalumite๋ XRD ๋ถ์๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ฝ๊ฒ ํ์ธ๋ ์ ์์ผ๋ฉฐ(Figs. 4~6), ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ํ์ธ๋ hydrocalumite๋ 3CaOยทAl2O3ยทCaCl2ยท10H2O19,20)์ผ๋ก ์์ ์ธ๊ธํ ์์ด์จ X ์๋ฆฌ์ Cl-๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋์ด ์๋ ์์ฑ๋ฌผ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ฌ์ง๋ค.
ํ์ง๋ง, ์ฌ์ฉ๋ ํด์์ ์์ ๋์ผํ์์ง๋ง, ์ ์๋ ์ํธ์ ๋ฐ๋ผ ์์ฑ๋ hydrocalumite์ ํผํฌ ์ธ๊ธฐ๊ฐ ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์ด์
๋ฐ๋ผ, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ํ์ธ๋ hydrocalumite๋ ํด์ ๋ด์ Cl-์ ๋ค๋ฅธ ๋ฌผ์ง๋ค ์ฌ์ด์ ์์ํ ํํ์ ์ธ ๊ฒฐํฉ๋ง์ผ๋ก ์์ฑ๋์์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ, ๋ค๋ฅธ ์์ธ์ผ๋ก๋ ์์ฑ๋์์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. XRD ๋ถ์
๊ฒฐ๊ณผ, ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค(D64, D73 ๋ฐ D82) ๋ด์์๋ ettringite๊ฐ ํ์ธ๋ ๋ฐ๋ฉด, ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค(S64, S73 ๋ฐ S82)
๋ด์์๋ ettringite๊ฐ ํ์ธ๋์ง ์์ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค(Figs. 4~6). ๋ํ, ettringite๋ 3CaOยท Al2O3ยทCaSO4ยท10H2O20)์ ํํ๋ก ํํ๋ ์ ์๋๋ฐ, Cl-๊ฐ ์กด์ฌํ๋ ํ๊ฒฝ์์ ์์ด์จ ๊ตํ์ผ๋ก ์ธํด 3CaOยทAl2O3ยท CaSO4ยท10H2O์์ 3CaOยทAl2O3ยทCaCl2ยท10H2O์ผ๋ก ์ ๋๋์ด hydrocalumite๋ฅผ ์์ฑ์ํจ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์ S82<S73<S64 ์ฆ, BFSC์ ํผํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐ(FA
ํผํฉ๋น ๊ฐ์)ํจ์ ๋ฐ๋ผ hydrocalumite ํผํฌ ์ธ๊ธฐ๋ ์ฆ๊ฐํ์๋๋ฐ, ์ด๋ BFSC์ ํผํฉ๋์ด ์ฆ๊ฐ(FA ํผํฉ๋ ๊ฐ์)ํ ์๋ก ettringite์
์์ฑ๋๋ ์ฆ๊ฐํ์ฌ Cl-๊ฐ ์กด์ฌํ๋ ํ๊ฒฝ์์ ์์ด์จ ๊ตํ์ผ๋ก ์ธํด ettringite์์ hydrocalumite๋ก ์ ๋๋ ์์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
3.3 ์ด์ค๋ ๋ถ์(Thermogravimetric analysis, TGA) ๊ฒฐ๊ณผ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๋ํ ์ํ์ ๋ถ์ํ์ฌ ์ด์ค๋ ๋ถ์(thermogravimetric analysis, TGA)์ ์ค์ํ์๋ค. TGA๋ ์๋ฃ๋ฅผ
์ผ์ ํ ์๋๋ก ๊ฐ์ดํ๋ฉด์ ๊ทธ ์ค๋ ๋ณํ๋ฅผ ์ฐ์์ ์ผ๋ก ์ธก์ ํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ป์ด์ง๋ ๊ฐ๋๊ณก์ ์ผ๋ก๋ถํฐ ์๋ฃ์ ํน์ฑ์ ์กฐ์ฌํ ์ ์๋ค. ์ํธ๋ค ๊ฐ์ ๋ฌด๊ฒ๋ณํ ์ฐจ์ด๋ฅผ
๋ณด๋ค ์ ๋ฐํ๊ฒ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด TGA์ TGA ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฏธ๋ถ๊ณก์ (differential thermogravimetry, DTG)์ผ๋ก ๋ณํํ์ฌ ํจ๊ป
๋ํ๋ด์๋ค. TGA์์ ์ํธ์ ์ค๋ ์์ค์ DTG์์ ํผํฌ๋ก ํ์ธํ ์ ์๋ค. ์ํธ๋ค์ ์ํ๊ฒฐ๊ณผ ํด์์ ์ํ์ฌ ์ ํ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ๋ฆฌํ ์ํ๋ฌผ๋ค์ ์ด๋ถ์
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Table 6์ ๋ํ๋ด์๋ค. Table 6์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ๊ฐ์ ์ํ๋ฌผ์ด๋๋ผ๋ ๋์ผํ ์จ๋์์ ๋ฐ์์ด ์ผ์ด๋์ง ์์์ ์ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง,
์ํ๋ฌผ๋ค์ ๋น์ทํ ์จ๋๋ฒ์๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ ํ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ๋ถ์์ ์ค์ํ์๋ค. Fig. 7์์๋ 3.2์ ์ XRD ํจํด ํ์์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก
๊ฐ๊ฐ์ ๊ทธ๋ฆผ์์ ์ฆ๋ฅ์ ๋ฐ ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์์๋ง ํ์ธ๋๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ๋ํด์๋ ํ๋์ ๋ฐ ๋นจ๊ฐ์์ผ๋ก ๊ฐ๊ฐ ํ๊ธฐํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ณตํต์ ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์
๋ํด์๋ ๋ณด๋ผ์์ผ๋ก ํ๊ธฐํ์๋ค.
Table 6 Temperature range of weight loss for reaction products from TGA
|
Phase
|
Temperature range of weight loss
|
C-S-H
|
โ105ยฐC21)
โ120~145ยฐC22)
โ106ยฑ4ยฐC for 1st peak, 129ยฑ4ยฐC for 2nd peak23)
โC-S-H loses its water over a broad temp-erature range, but the maximum loss occurs
at 120~160ยฐC24)
|
Ettringite
|
โ80~130ยฐC24)
|
Akermanite
|
โ760~870ยฐC25)
|
Gypsum
|
โ80~220ยฐC(max.167ยฐC) via transformation to anhydrite26)
โ100~200ยฐC due to dehydration27)
|
Calcite
|
โ665~800ยฐC27)
โ750ยฐC28)
|
Ca(OH)2
|
โ450ยฐC28)
|
Hydrocalumite
|
โ270~300ยฐC20)
|
|
Fig. 7 TGA and DTG of samples: (a) D64 and S64 samples (b) D73 and S73 samples, and
(c) D82 and S82 samples
|
TGA์์ 50~200ยฐC ์ฌ์ด์ ์ค๋ ๊ฐ์๋ ettringite์ C-S-H์ ์๋ถ์์ค(water loss)์ ์ํด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ด๋ฉฐ, ๋ค๋ฅธ ์ํธ๋ค์
๋นํด D64 ๋ฐ S64 ์ํธ์ด ์ค๋ ๊ฐ์๊ฐ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. Ettringite์ C-S-H์ ์ค๋ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์จ๋ ๋ฒ์๊ฐ ๊ฑฐ์ ๋น์ทํ๊ฒ
๋ํ๋จ์ ๋ฐ๋ผ(Table 6), DTG์์ ์ด๋ค์ ํผํฌ ๋ํ ๊ฒน์ณ์ ธ์ ๋ํ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ettringite์ C-S-H์ DTG ํผํฌ ๊ตฌ๋ถ์ ์ฌ์ค์
์ด๋ ค์ฐ๋ฉฐ, XRD ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํจ๊ป ์ด์ฉํ์ฌ ๋ถ์ํ๋ ๊ฒ์ด ๋ณด๋ค ์ ํํ๋ค๊ณ ํ ์ ์๋ค.28) Figs. 7(a) ๋ฐ 7(c)์ DTG ํผํฌ์์ ํจ๊ป ํ๊ธฐํ ettringite์ C-S-H๋ ๊ฐ ์ํธ๋ค์ XRD ๋ถ์์์ ํ์ธ๋ ettringite์
C-S-H์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒ์ด๋ค. Fig. 7์ DTG ํผํฌ์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ข
๋ฅ์ ๊ด๊ณ์์ด FA์ BFSC์ ํผํฉ๋น์์ BFSC ํผํฉ๋์ด
์ฆ๊ฐ(FA ํผํฉ๋ ๊ฐ์)ํ ์๋ก ettringite ๋ฐ C-S-H์ ์์ฑ๋์ด ๋ง์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์, ์์ ์ธ๊ธ๋์๋ BFSC์ ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ(FA
ํผํฉ๋ ๊ฐ์)์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ธ ettringite ๋ฐ C-S-H ์์ฑ๋ ์ฆ๊ฐ์ ์ํด ์ํธ ๋ด๋ถ์ ๊ณต๊ทน ๊ฐ์์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.29,30)
TGA ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, FA ๋ฐ BFSC์ ํผํฉ ์ค๋๋น๊ฐ 8:2์ธ ๊ฒฝ์ฐ(D82 ๋ฐ S82)๋ ์ํธ๋ค์ ์ค๋์ด ์ฝ 90% ์ด์์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ํธ๋ค์
์ค๋ ๋ณํ๊ฐ 10% ์ด๋ด๋ก ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค. ์ ํ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋น๊ตํ์ ๋,31,32) 10% ์ด๋ด์ ์ค๋ ๋ณํ๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ๊ฐ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ์ฝ 8MPa ์ ๋์
๋ฎ์ ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ์ผ์นํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ๊ฐ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ ํผํฉ ์ค๋๋น์ ๋ํด์, ์ํธ๋ค(D64/S64, D73/S73 ๋ฐ D82/S82)์
์ค๋ ๋ณํ๋ ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ์ด ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ณด๋ค ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋, ์ค๋ ๋ณํ ์ฐจ์ด๋ 1% ๋ด์ธ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ค๋ ๋ณํ๋
๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ์ด๋, ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋๋๋ผ๋ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค๊ณผ ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ด ์ ์ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ท๋ฐ์นจ ํด์ฃผ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ํด์๊ฐ
์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค๊ณผ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์ 1% ๋ด์ธ์ ์ค๋ ๋ณํ์ ์ฐจ์ด์๋ 270~300ยฐC ์ฌ์ด์ ํผํฌ์์ ํ์ธ๋ hydrocalumite๊ฐ ํฌํจ๋
๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ฉฐ, XRD ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์์ ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ์์๋ง hydrocalumite๋ฅผ ํจ์ ํ๊ณ ์์๋ ๊ฒ๊ณผ ์ผ์นํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค.
3.4 MIP(Mercury introsion porosimetry) ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ํด์ ๋ฐ ์ฆ๋ฅ์ ํผํฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฌ๋ น 28์ผ ์ํธ ๋ด์ ๊ณต๊ทน๋ ๋ถํฌ(pore size distribution)๋ฅผ
ํ์
ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ MIP ๋ถ์์ ์ค์ํ์๋ค. ๊ณต๊ทน์ ๋์ ๋ถํฌ ๋ฐ ๋ก๊ทธ ํํ๋ฅผ Figs. 8~10์ (a) ๋ฐ (b)์ ๊ฐ๊ฐ ๋ํ๋ด์๋ค. Figs. 8(a)~10(a)์์
๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ๊ฐ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ ํผํฉ ์ค๋๋น์ ๋ํด์ ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์ด ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค๋ณด๋ค ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ (total pore volume)์ด
์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. D64์ S64, D73๊ณผ S73 ๋ฐ D82์ S82 ์ํธ๋ค์ ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ์ ์ฐจ์ด๋ ๊ฐ๊ฐ 0.0213mL/g, 0.0158mL/g
๋ฐ 0.0064mL/g์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์์ XRD ๋ฐ TGA ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ํด์ ๋ฐ ์ฆ๋ฅ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ๋ค ๋ด์ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ์ฐจ์ด๋ hydrocalumite์ธ
๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธ๋จ์ ๋ฐ๋ผ, ํด์ ์ฌ์ฉ์ ์ํ ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ๊ฐ์์ ์ฃผ์์ธ์ hydrocalumite ์์ฑ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์, D64์ S64,
D73๊ณผ S73 ๋ฐ D82์ S82 ์ํธ๋ค์ ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ์ ์ฐจ์ด์ ํฌ๊ธฐ๋ hydrocalumite ์์ฑ๋์ ์ฐจ์ด๋ก ๋ณผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ XRD์์ S64,
S73 ๋ฐ S82 ์์์ hydrocalumite ํผํฌ ์ธ๊ธฐ์ ์ผ์นํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. XRD ๋ฐ TGA ๋ถ์์์๋ ์ ์ ์๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, S82
์ํธ์ ์์ฑ๋ hydrocalumite์ ์์ ๋ฏธ์ํ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ D82์ S82 ์ํธ๋ค์ ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ์ ์ฐจ์ด ๋ํ ๋ฏธ๋ฏธํ๋ฉฐ, ์์ถ๊ฐ๋์์
๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ ํผํฉ ์ค๋๋น์ ๋ํด์ ๋ฐฐํฉ์๋ก ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉํ๋๋ผ๋ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ ๋ด์
๊ณต๊ทน๋ ๋ถํฌ(pore size distribution)์ ๋๋ ทํ ์ฐจ์ด๋ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
|
Fig. 8 Pore size distribution curves of D64 and S64 samples measured at 28 days: (a)
cumulative distribution and (b) log differential distribution
|
|
Fig. 9 Pore size distribution curves of D73 and S73 samples measured at 28 days: (a)
cumulative distribution and (b) log differential distribution
|
|
Fig. 10 Pore size distribution curves of D82 and S82 samples measured at 28 day: (a)
cumulative distribution and (b) log differential distribution
|
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ข
๋ฅ์ ๊ด๊ณ์์ด FA์ BFSC์ ํผํฉ๋น์์ BFSC ํผํฉ๋์ด ์ฆ๊ฐ(FA ํผํฉ๋ ๊ฐ์)ํ ์๋ก ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ์ด ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค. ์ฆ, FA ํผํฉ๋์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. TGA ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์์ BFSC ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ(FA ํผํฉ๋ ๊ฐ์)์ ๋ฐ๋ผ
์ํธ ๋ด์ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ด ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์์ผ๋ฉฐ, ์ฆ๊ฐ๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ด ์ํธ ๋ด ๊ณต๊ทน์ ์ฉ์ ์ ๊ฐ์์ํจ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. Provis33) ๋ฑ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์์๋, ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ๋ ํผํฉ ๊ฒฐํฉ์ฌ์์ FA๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ณต๊ทน์ด ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก 50nm ๋ณด๋ค ํฐ ๊ณต๊ทน๋ค์ด
๊ฐ๋์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์์ผ๋ฉฐ,34,35) BFSC์ ํผํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก 50nm ๋ณด๋ค ํฐ ๊ณต๊ทน๋ค์ด ์ค์ด๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์, ํผํฉ๋ ๊ฒฐํฉ์ฌ ์ค BFSC์ ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ๋ ๊ณต๊ทน ๊ฐ์์
ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4. ๊ฒฐ ๋ก
1)์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ข
๋ฅ์ ๊ด๊ณ์์ด FA์ ํผํฉ ์ค๋๋น ์ฆ๊ฐ(BFSC ํผํฉ ์ค๋๋น ๊ฐ์)์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ฆ, ์ฌ์ฉ๋
๊ฒฐํฉ์ฌ ์ค BFSC ํผํฉ ์ค๋๋น ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. BFSC์ ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๋ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ธ ettringite
๋ฐ C-S-H ์์ฑ๋ ์ฆ๊ฐ์ ์ํด ์ํธ ๋ด๋ถ์ ๊ณต๊ทน ๊ฐ์์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
2)๊ฐ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ ํผํฉ ์ค๋๋น(FA:BFSC=6:4, 7:3 ๋ฐ 8:2)์ ๋ํด์ ์ฆ๋ฅ์ ๋ฐ ํด์ ์ฌ์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํธ๋ค์ ์์ถ๊ฐ๋์์๋ ๋ฐฐํฉ์๋ก ํด์๊ฐ
์ฌ์ฉ๋๋๋ผ๋ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๊ณผ ๋์ฒด์ ์ผ๋ก ์ ์ฌํ ๊ฐ๋๋ฐํ์ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ, ๋ํ ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ฆ์ง์จ์ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ณด๋ค ์ผ๋ถ ๋ฐ์ด๋
๊ฒฝ์ฐ๋ ํ์ธ๋์๋ค.
3)๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ธ ettringite๋ ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ์์๋ง ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ Cl-๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋์ด ์๋ hydrocalumite๋ ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ์์๋ง ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ์ฌ์ฉ๋ ํด์์ ์์ด ๋์ผํจ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ํด์๊ฐ ๋ฐฐํฉ์๋ก ์ฌ์ฉ๋
์ํธ๋ค์์ BFSC์ ํผํฉ ์ค๋๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ hydrocalumite ํผํฌ ์ธ๊ธฐ๋ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค. ์ด๋ ํด์ ๋ด์ Cl-์ ๋ค๋ฅธ ๋ฌผ์ง๋ค ์ฌ์ด์ ํํ์ ์ธ ๊ฒฐํฉ์ผ๋ก hydrocalumite[3CaOยท Al2O3ยทCaCl2ยท10H2O]๊ฐ ์์ฑ๋๊ณ , ๋ํ BFSC ํผํฉ๋ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ettringite์ ์์ฑ๋๋ ์ฆ๊ฐํ์ฌ, Cl-๊ฐ ์กด์ฌํ๋ ํ๊ฒฝ์์ ์์ด์จ ๊ตํ์ผ๋ก ์ธํด ettringite์์ hydrocalumite๋ก ์ ๋๋ ์์ด ์ฆ๊ฐํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4)๊ฐ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ์ฌ ํผํฉ ์ค๋๋น์ ๋ํด์ ํด์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค์ด ์ฆ๋ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ํธ๋ค๋ณด๋ค ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ์ด ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํด์ ๋ฐ ์ฆ๋ฅ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ
์ํธ๋ค ๋ด์ ๋ฐ์์์ฑ๋ฌผ์ ์ฐจ์ด๋ hydrocalumite์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธ๋จ์ ๋ฐ๋ผ, ํด์ ์ฌ์ฉ์ ์ํ ์ด๊ณต๊ทน์ฉ์ ๊ฐ์์ ์ฃผ์์ธ์ hydrocalumite
์์ฑ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
5)๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์์นผ๋ฆฌ ํ์ฑํ ๋ ํผํฉ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ํด์ ๋ฐ ์ฆ๋ฅ์ ์ฌ์ฉ์ ๋ํ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ข
๋ฅ๋ณด๋ค ๊ฒฐํฉ์ฌ์ ํผํฉ ์ค๋๋น๊ฐ ๊ฐ๋ ๋ฐํ์
๋ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.