๋ฐ์์
(Sang-Soon Park)
1โ iD
โ2017 by Korea Concrete Institute
Key words (Korean)
ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง, ์ด์ง ์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์, ํต๊ณผ์ ํ๋, ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์นผ ๋ฐ์
Key words
ferronickel slag powder, rapid chloride migration coefficient, charge passed, mechanochemistry
-
1. ์ ๋ก
-
2. ์ค ํ
-
2.1 ์คํ์ ๊ฐ์
-
2.2 ์ฌ์ฉ์ฌ๋ฃ
-
2.3 ์คํ๋ฐฐํฉ
-
2.4 NT Build 492์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ํ
-
2.5 ํต๊ณผ ์ ํ๋ ์ธก์ ์ํ
-
2.6 ํจ๊ฐ๋ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋์ํ
-
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ํ๊ฐ
-
3.1 ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
-
3.1.1 ํจ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
-
3.1.2 ์์ถ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
-
3.2 ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ์ ๋ณํ
-
3.2.1 ์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์
-
3.2.2 ํต๊ณผ์ ํ๋
-
3.3 ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ
-
4. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ์ฌํ์ ์ผ๋ก ์ด์๊ฐ ๋๊ณ ์๋ ๋๋ก์นจํ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋
ธํ๊ด๋ก๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํฐ ์์ธ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ์์ธ์์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด 2010๋
์ดํ ์์ธ์์ ๋ฐ์ํ ๋๋ก
ํจ๋ชฐ 3,205๊ฑด ์ค ๋
ธํ ํ์๊ด์ด ์์ธ์ธ ๊ฒ์ 2,714๊ฑด์ผ๋ก ์ ์ฒด์ 84.7 %์ ์ด๋ฅธ๋ค(City of Seoul 2014). 2013๋
๊ธฐ์ค์ผ๋ก
์ ๊ตญ์ ๋ถ์ค๋ ํ์๊ด์ 126,646 km์ด๋ฉฐ ์ด ์ค ์์ฌ๋ ฅ๊ด(reinforced spun concrete pipe, ํ๊ด)๊ณผ ์ง๋ ๋ฐ ์ ์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ด(vibrated
and rolled reinforced concrete pipe, VR๊ด) ๋ฑ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ฑ๊ด์ 46,030 km๋ก์ 36.3 %๋ฅผ ์ฐจ์งํ๊ณ ์๋ค(Ministry
of Environment 2014). ํนํ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ฑ๊ด์ ํ์ค์ด ํฌ๊ฒ ์์ฉํ๋ ๋๋ก ํก๋จ ๋ฐ ์ข
๋จ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ฃผ๋ก ์ค์น๋๊ณ ์์ด ๋๋ก์นจํ์์ ์ฐ๊ด์ฑ์ด
ํฌ๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ฑ๊ด์ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์ ๋ฐ ์๋ช
์ฆ๋ ๋ฐฉ์์ ๋ํ ์ฌํ์ ๊ด์ฌ์ด ๋์์ง๊ณ ์๋ค.
์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ฑ๊ด์ ์ ์กฐ๋ฐฉ์์ ๋ฐ๋ผ ์ต์์ ์ํ ์์ฌ๋ ฅ์ ์ด์ฉํ๋ ํ๊ด๊ณผ ๊ฑด์์ ์ํ ์ง๋ ๋ฐ ๋กค ์ ์์ ์ด์ฉํ VR๊ด์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถ๋๋ค. ๊ทธ๋์ ์ต์๋ฐฐํฉ์
๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ํ๊ด์ ๋นํด ๊ฑด์๋ฐฐํฉ ๊ธฐ๋ฐ์ VR๊ด์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ถ์กฑํ ํธ์ด์๋๋ฐ, ๊ฑด์๋ฐฐํฉ์ผ๋ก ์ํํธ์ ์ ์กฐํ ์ ์๋ ๋ณ๋์ ์ง๋์ ์
์ฑํ๊ธฐ๊ฐ ํ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
ํํธ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ๋ด๊ตฌ์ ์ด๊ณ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ๊ฑด์ค์ฌ๋ฃ์ด์ง๋ง ๊ฐ์ฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ ๋ค๊ณต์ฑ์ด๋ฏ๋ก ๊ณต๊ทน์ ํตํ ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ๋ฑ ๋ถ์์ธ์์ ์นจํฌ๋ก ์ฒ ๊ทผ์ ๋ถ์์ ์ผ๊ธฐํ๋
์ดํ๊ฐ ์งํ๋์ด ์๋ช
์ ๋จ์ถ์ํค๋ ๋จ์ ์ ์ง๋๊ณ ์๋ค(Sarja and Vesikari 1994). ์ด๋ฅผ ๋ณด์ํ๊ธฐ ์ํด ํ๋ผ์ด์ ์, ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๋ฏธ๋ถ๋ง
๋ฑ์ด ํผํ์ฌ๋ฃ๋ก ๋๋ฆฌ ํ์ฉ๋๊ณ ์๋ค(Song et al. 2003; Kwon et al. 2016; Park 2017). ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ธฐ์กด์ ํผํ์ฌ๋ฃ
์ธ์ ์๋ก์ด ์ฌ๋ฃ์ธ ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ(ferronickel slag) ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ฃผ๋ชฉํ๊ฒ ๋์๋ค. ์คํ
์ธ๋ ์ค๊ฐ ๋ฐ ํน์๊ฐ์ ์ฃผ์๋ฃ์ธ ๋์ผ์ ์์ฌ๋ฃ์ธ ํ๋ก๋์ผ์
์๋์ผ์ 20 % ํจ์ ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฒ ๊ณผ ๋์ผ์ ํผํฉ๋ฌผ ํํ์ด๋ค. ๊ตญ๋ด์์๋ ์ง๋ 2008๋
์ธ๊ณ ์ต๋ ๊ท๋ชจ์ ํ๋ก๋์ผ ์ ๋ จ๊ณต์ฅ์ด ๊ด์์ ์ค๊ณต๋จ์ ๋ฐ๋ผ
์ฐ์
๋ถ์ฐ๋ฌผ์ธ ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ๊ฐ ์ฐ๊ฐ 100๋ง ํค ์ด์ ๊ท๋ชจ๋ก ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ค.
์ด์ ๊ฐ์ด ๋ฐ์ํ๋ ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ๋ ๋๋ก์ฉ ๋
ธ๋ฐ์ฌ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ฉ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐ ๋์
์ฉ ๋น๋ฃ๋ก๋ ์ฌํ์ฉ๋๊ณ ์์ผ๋ ์ฝ 10 %์ ๋ฌํ๋ ๋ถ์ ์ ๋ฐ์ ๋ฏธ๋ถ์
๋๋ ทํ ์ฌํ์ฉ์ฒ๋ฅผ ์ฐพ์ง ๋ชปํ์ฌ ๋๋ถ๋ถ ํ๊ธฐ๋๋ ์ค์ ์ด๋ค(Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs 2011).
์ฒ ๊ฐ๊ธ์์ธ ๊ณ ๋ก์ฌ๋๊ทธ๊ฐ ๋ฌผ๊ณผ ์ ํ ๊ฒฝ์ฐ ํ๋ฉด์ ๋ถํฌ์์ธต์ด ์์ฑ๋์ด ๋ ์ด์์ ๋ฐ์์ ์ฐจ๋จํ๋ ์ญํ ์ ํ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋น์ฒ ๊ธ์์ธ ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ๋ ๋ฌผ๊ณผ ๋ฐ์ํ์ง
์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ฉ ํผํ์ฌ๋ฃ๋ก๋ ์ ์ฉ์ ํ๊ณ๊ฐ ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ต๊ทผ ๋ถ์๋ฐ์ ๊ธฐ๊ณ์ ์ฐ๋ง ์์ฉ์ด ํ๋ก๋์ผ ์ฌ๋๊ทธ์ ํ๋ฉด์ ์๊ทนํจ์ผ๋ก์จ
๋ฌผ๊ณผ์ ๋ฐ์์ฑ์ด ํ์ฑํ๋๋ ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ(mechanochemical) ๋ฐ์์ ์ํด ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์๋ฉํธ์ ์นํ์ฌ๋ฃ๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด
๋ณด๊ณ ๋์๋ค(Park et al. 2013; Sereenen 2013). ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ๋ฐ์์ ํตํด ํ๋ฉด์ด ํ์ฑํ๋ ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง๋ก ์ ์กฐ๋ ํผํฉ๋ฌผ์
๊ฒฝ์ฐ ๋ฏธ์ธํ๊ณ ์น๋ฐํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ฒ ๋์ด ํ์ด์คํธ์ ๊ณจ์ฌ ๊ณ๋ฉด ๊ธฐ๊ณต์จ์ด ๋ฎ์์ง๊ฒ ๋๋ฏ๋ก ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์์ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ์ด ํฅ์๋๊ณ ์ด๋ก ์ธํด ๋ด์ผํด์ฑ์ด
๊ฐํด์ง๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ป์ ์ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด๋ฌํ ํน์ฑ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์๊ด์ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์ ์ ์ ์ฉ์ํค๊ธฐ ์ํ ๊ธฐ์ด์ ์ธ ์ฐ๊ตฌ์ด๋ค. ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์๋ฉํธ ์นํ์ฌ๋ฃ๋ก์์ ํ์ฉ๊ฐ๋ฅ์ฑ ๋ฐ
๊ทธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต์ ๋น๋ฅผ ๊ฒํ ํ๊ณ ์ค์ ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ํจ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ๋ ๊ฒ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชฉํ๋ก ํ๋ค. ์ง๋๋ฐ์ ํตํ 1์ฐจ ๋ฏธ๋ถ์๋ก ๋ถ๋ง๋ 3,560 cm2/g์ธ ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง๊ณผ, 2์ฐจ ์ถ๊ฐ ๋ถ์๋ก ๋ถ๋ง๋๋ฅผ 4,840 cm2/g์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ์ํจ ๋ ๊ฐ์ง ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ ๋ฏธ๋ถ๋ง์ ํผํฉํ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ํ์๋ค. ์์ถ ๋ฐ ํจ๊ฐ๋ํน์ฑ ๋ฐ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ํตํด ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ
๋ฏธ๋ถ๋ง์ ์ต์ ๋ฐฐํฉ๋น์จ์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋์ถํ์๋ค.
2. ์ค ํ
2.1 ์คํ์ ๊ฐ์
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ฑ๊ด์ธ VR๊ด์ ๋ด๊ตฌ์๋ช
ํฅ์์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ๋ฐ์์ ๋ฐ๋ผ ํ๋ฉด์ด ํ์ฑํ๋ ๋ ๊ฐ์ง ๋ค๋ฅธ ๋ถ๋ง๋๋ฅผ ๊ฐ์ง ํ๋ก๋์ผ์ฌ๋๊ทธ
๋ฏธ๋ถ๋ง(์ดํ FNS)๋ฅผ ํผ์
ํ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ํตํด ๋ด๊ตฌ์ฑ์ ํ๊ฐํ์๋ค. ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ ํ์ธ VR๊ด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ํ
์ถํ์๊ธฐ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ฆ๊ธฐ์์์ ์ค์ํ๋ฉฐ, ์ด๊ธฐ์ฌ๋ น์์์ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ ํ๊ฐ๋ ์ค์ํ๋ฏ๋ก ์ฌ๋ น 1, 3, 7, 28์ผ์์์ ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ค์ํ์๋ค.
๋ํ ๋ด๊ตฌ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ์ฌ๋ น 7์ผ ๋ฐ 28์ผ์ ํ๊ฐํ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ํ์ ํตํด ์ต์ ์ FNS ์นํ๋น์จ์ ๋ฒ์๋ฅผ ์ฐพ๋ ๊ฒ์
์ฐ๊ตฌ์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ํ์๋ค.
2.2 ์ฌ์ฉ์ฌ๋ฃ
์ฌ์ฉ๋ ์๋ฉํธ๋ ๋ฐ๋ 3.15 g/cm3 ๋ฐ ๋ถ๋ง๋ 3,160 cm2/g์ธ ๋ณดํตํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ(์ดํ OPC)์ด๋ฉฐ ์๊ณจ์ฌ๋ ์ฒ์ฐ์๊ณจ์ฌ(S1), ๋ถ์์๊ณจ์ฌ(S2) ๋ฐ ์ต๋์
์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ 8 mm ์ ๋์ธ ์๋ถ(S3), ์ธ ๊ฐ์ง๋ฅผ ํผํฉํ์ฌ ์ฌ์ฉํ์๋ค. FNS๋ Fig. 1์์ ๋ณด์ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ถ๋ง๋๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ ๊ฐ์ง ์ข
๋ฅ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. B1์ 1์ฐจ ๋ถ์ํ FNS๋ก
(์ฃผ)SNNC์์ ์ผ์ ๋ ํ๋ก๋์ผ ์ฌ๋๊ทธ๋ฅผ H ์๋ฉํธ์ฌ์ ๋ถ์๋ฐ๋ก 1์ฐจ ๋ถ์ํ ์ฌ๋ฃ๋ก์ ๋ถ๋ง๋๋ 3,560 cm2/g์ด๋ค. B2๋ ๋ณธ ์คํ์ค์ ์ํ ์ง๋ ๋ถ์๋ฐ๋ก 2์ฐจ ๋ถ์๋ฅผ ์ค์ํด ๋ถ๋ง๋๊ฐ 4,840 cm2/g๋ก ์ปค์ง FNS์ด๋ค. ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฐ B2๋ Fig. 1์์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ฒ๋ผ ์๊น์ด ๋ฐ์์ง๊ณ ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ์์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ธฐ๊ณ ํํ์ ํ์ฑํ ์์ฉ์ ๋ฐ๋ผ
๋ฌผ๊ณผ์ ๋ฐ์์ฑ์ด ๋งค์ฐ ํฅ์๋์๋ค. ํผํ์ ๋ ๊ตญ๋ด H์ฌ์ ํด๋ฆฌ์นด๋ณธ์ฐ๊ณ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ด๋ค. ๊ณจ์ฌ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ์ Table 1๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ ์๋ฉํธ์ FNS์
ํํ์ ์กฐ์ฑ์ Table 2์ ๊ฐ๋ค. ์ต๋ํ ์ค์ VR๊ด ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ๊ณผ ์ ์ฌํ ๋ฌผ์ฑ์ ์ป๊ธฐ ์ํด ์๋ฉํธ ๋ฐ ๊ณจ์ฌ๋ ์ค์ VR๊ด ์ ์กฐ์ฌ์์ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋
์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ทธ๋๋ก ์ฌ์ฉํ์๋ค.
Fig. 1
Photos for ferronickel slag powder : (a) after 1st milling process, (b) after 2nd milling process
Table 1 Physical properties of fine aggregate
|
Table 2 Chemical compositions for OPC and FNS
|
2.3 ์คํ๋ฐฐํฉ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ ์ข
๋ฅ์ FNS B1 ๋ฐ B2์ ํผํฉ๋น์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด ์ํธ์ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ด๊ตฌ์ฑ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ FNS์ ์๋ฉํธ ์นํ๋์
0โผ50 %๊น์ง 10 % ๋จ์๋ก ๋ณํ์ํจ Table 3๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฐฐํฉ์ผ๋ก ์ํธ์ ์ ์ํ์๋ค. ๊ธฐ๋ณธ๋ฐฐํฉ์ ํ์ฌ VR๊ด ์ ์ ์ ์ ์ฉ๋๊ณ ์๋ ๋ฐฐํฉ์ ๊ธฐ์ด๋ก
ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฌผ ๊ฒฐํฉ์ฌ๋น๋ 32 %๋ก ํ์๊ณ ํผํ์ ๋ก๋ ๊ณ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ํ์ฌ ๊ตญ๋ด์์๋ VR๊ด ์ ์์ ์ฌ๋ผํ๊ฐ ๊ฑฐ์ ๋ฐ์ํ์ง ์๋ ๊ฑด์๋ฐฐํฉ์
์ ์ฉํ๋ฉฐ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ค์ VR๊ด ์ ์๋ฐฉ์๊ณผ ๋์ผํ๊ฒ ์ํธ์ ์ ์ํ ์ ์๋๋ก ์ง๋์ ์ ์ฑํ๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ํธ์ ์ ์ํ์๋ค. ์ํธ์ ์ ์๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฒซ
๋จ๊ณ๋ก ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด ๋ฏน์๊ธฐ์ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ํผํฉ ํ ํ 1๋ถ 30์ด๊ฐ ํผํฉํ๋ค. ๋ค์ ๋จ๊ณ๋ก ์ง๋์ ์ ์ฑํ๊ธฐ์ ํผํฉํ ์๋ฃ๋ฅผ ํฌ์
ํ๊ณ 1๋ถ 30์ด๊ฐ ์ ์ ํ
์ง๋๋ค์ง์ ํ๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์ ์์ ์ ๊ฑฐํ๊ณ ์ํํธ์ ํํํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ํธ์ ์ ์๋จ๊ณ๋ Fig. 2์ ๋ํ๋ด์๋ค. ํํํ ์ํธ์ ํญ์จํญ์ต๊ธฐ์ ๋ฐ๋ก
๋ฃ๊ณ 2์๊ฐ ๋์ 25 ยฐC์์ 65 ยฐC๋ก ์๋งํ๊ฒ ์จ๋๋ฅผ ์์นํ ํ 6์๊ฐ ๋์ 65 ยฐC๋ก ์ ์งํ ํ 2์๊ฐ ๋์ 25 ยฐC๋ก ์จ๋๋ฅผ ํ๊ฐํ๋
์ฌ์ดํด๋ก ์ฆ๊ธฐ์์์ ์ค์ํ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฌ์ดํด์ ์ฆ๊ธฐ์์์ KS F 4402์์ ๊ท์ ํ ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒ์ด๋ฉฐ Fig. 3์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Table 3 Mix proportions for mortar samples
|
Fig. 2
Photos for a vibrated and rolled manufacturing process : (a) mixing, (b) input, (c)
vibrating and rolling, (d) demolding
Fig. 3
Photos for a steam curing process. (a) constant temperature and humidity chamber,
(b) cycle of curing time
2.4 NT Build 492์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ํ
์ ์์ฐจ ์ด์ง ์ํ๋ฒ์ ์ํ ๋น์ ์ ์ํ์ ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ์ด๋๊ณ์๋ Tangโs method(Zhang and Gjรrv 1994)์ ๊ธฐ์ดํ NT Build
492์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํ์ผ๋ก ๊ตฌํ์๋ค. ์ฐ์ ์ ์์ฐจ์ ์ํ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์ด๋๊ณ์๋ฅผ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ํ์ฐ์
์ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ์๊ทน์
(cell) ์ฉ์ก์ 0.5 M์
์ผํ๋ํธ๋ฅจ(NaCl) ์ฉ์ก์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์๊ทน์
์ฉ์ก์ 0.3 M์ ์์ฐํ์นผ์(Ca(OH)2) ์ฉ์ก์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋๊ป 50 mm์ด๊ณ ์ง๋ฆ 100 mm์ธ ์์ฃผํ ๊ณต์์ฒด ๋ด๋ถ์ ํฌํ๋์ด ์๋ ๋ชจ์ธ๊ด์ ๋ฐ ์ธต๊ฐ์ ๋ฑ์ ์ ๊ฑฐํ๊ธฐ ์ํด 3์๊ฐ์
์ง๊ณต์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ์ค์ํ์๋ค. ๊ทธ ํ ํฌํ Ca(OH)2 ์์ฉ์ก์ ์ฃผ์
์ํจ ํ ๋๊ธฐ์ ์ํ์์ 18ยฑ2 ์๊ฐ๋์ ์นจ์งํ๋ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์ณค๋ค. ํ์ฐ์
์ ์ด๊ธฐ 30 V ์ ์์ ๊ฐํ์ ๋์ ์ด๊ธฐ ์ ๋ฅ๊ฐ์
๊ธฐ์ด๋ก ๊ฐ์์ ์ ๋ฐ ์ํ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค. ์ผํ๋ฌผ ์นจํฌ๊น์ด๋ ์ํ์ด ์ข
๋ฃ๋ ํ ์ํํธ์ ์ชผ๊ฐ์ด ์ ๋จ๋ฉด์ 0.1M์ ์ง์ฐ์(AgNO3) ์ฉ์ก์ ๋ถ๋ฌดํ์์ ๋ ์ํ์์ผ๋ก ๋ณ์๋ ๋ถ์๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ์ํ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ณต์์ฒด 5๊ฐ์ ๋ํ์ฌ ์ธก์ ๊ฐ ์ค ์ต๊ณ ๊ฐ๊ณผ ์ต์๊ฐ์ ์ ์ธํ ๊ณต์์ฒด 3๊ฐ์ ํ๊ท ๊ฐ์ผ๋ก
์์์ ์ดํ์์ ๋๋งบ์ํ์๋ค. ์ ์ฉ์ ์ ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ ์ํ์๊ฐ์ Table 4์ ๊ฐ๋ค.
์ธก์ ์ ๊ณต์์ฒด ์๋จ์ 10 mm๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ ์ค์ฌ์์ ์ธ์ธก๋ฐฉํฅ์ผ๋ก 10 mm ๊ฐ๊ฒฉ์ฉ 7๊ณณ์ ์ธก์ ํ์ฌ ๊ทธ ํ๊ท ๊น์ด๋ฅผ ์ผํ๋ฌผ์ ์นจํฌ๊น์ด๋ก ํ์๋ค. ๋น์ ์์ํ์์์
์ด์ง ์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์(rapid chloride migration coefficient) ์ฐ์ ์ ์(1)์ ์ํด ์ฐ์ถํ์๋ค.
Table 4 Test condition according to the initial current value
|
(1)
์ฌ๊ธฐ์, = ์ด์ง ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ์ด๋๊ณ์ (m2/sec)
= ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ์ ๋ํ ์ด์จ ์์๊ฐ(=1)
= ํจ๋ฌ๋ฐ์ด ์์(9.648๏ฝฅ104 J๏ฝฅ(K๏ฝฅmol)-1)
= ๊ธฐ์ฒด์์(8.314 J๏ฝฅ(K๏ฝฅmol)-1)
= ์ฉ์ก์จ๋(K)
= ์๊ทน์ ์๊ทน ์ฌ์ด์ ์ ์์ฐจ(V)
= ์ํธ์ ๋๊ป(m)
= ์ผํ๋ฌผ์ด์จ์ ์นจํฌ๊น์ด(m)
= ์ค์ฐจํจ์์ ์ญํจ์
= ์๊น์ด ๋ณํํ๋ ์์น์์์ ์ผํ๋ฌผ ๋๋(=0.07 N)
= ์๋ถ์
์์ฝ์ ์ผํ๋ฌผ ๋๋(=2N)
2.5 ํต๊ณผ ์ ํ๋ ์ธก์ ์ํ
ASTM C 1202-10์ KS F 2711์ ๊ธฐ์ดํ์ฌ ์ผํ๋ฌผ ์ด์จ์ ํต๊ณผ ์ ํ๋ ์ธก์ ์ํ์ ์ค์ํ์๋ค. ์ง๋ฆ 100 mm, ๋๊ป 50 mm์ธ ์ํตํ
์ํํธ์ ๋์์ผ๋ก ์ฌ๋ น 7์ผ ๋ฐ 28์ผ ์ ์ํํ์๋ค. Fig. 4์ ๊ฐ์ด ์ํํธ์ ์๋ฉด๊ณผ ๋ฉดํ๊ณ ์๋ ์ํ์
์ 3.0 % NaCl ์ฉ์ก์ผ๋ก ์ฑ์ด๋ค.
์ํ์
์ ์ด์ชฝ์ ์ ์๊ณต๊ธ์ฅ์น์ ์๊ทน๋ถ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ค. ์ํ์
์ ๋ค๋ฅธ์ชฝ์ 0.3 N NaOH ์ฉ์ก์ ์ฑ์ฐ๊ณ ์ ์ ๊ณต๊ธ ์ฅ์น์ ์๊ทน๋ถ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ค. ์ ์๊ณต๊ธ์ฅ์น๋ฅผ
ํตํด 60.0ยฑ0.1 V๋ก ์ ์์ ๋ง์ถ๋ค. ์ด๊ธฐ์ ๋ฅ๊ฐ์ ์ธก์ ํ ํ 30๋ถ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 6์๊ฐ ๋์์ ์ ๋ฅ๊ฐ์ ์ธก์ ํ๋ค. ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋ฅ์ ๋ณํ๋ฅผ ์ฐ์๋
๊ณก์ ์ผ๋ก ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ณก์ ์ ์๋ซ๋ถ๋ถ์ ๋ฉด์ ์ ์ (2)๋ก ๊ณ์ฐํ ํ ์ด 6์๊ฐ ๋์์ ํต๊ณผ ์ ํ๋(coulomb)์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ด ํต๊ณผ์ ํ๋์ ์ํ ๊ธฐ๊ฐ
๋์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ ๊ธฐ ์ ๋๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ฐ์ผ๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ผํ๋ฌผ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ์ ์งํ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ค.
Fig. 4
Photo for experimental equipment of accelerated chloride ion penetration
(2)
์ฌ๊ธฐ์, : ํต๊ณผ์ ํ๋(coulomb)
: ์ ์ ์ธ๊ฐ ์งํ ์ ๋ฅ(amperes)
: ์ ์์ ๊ฐํ ํ ๋ถ ๊ฒฝ๊ณผ ํ์ ์ ๋ฅ(amperes)
2.6 ํจ๊ฐ๋ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋์ํ
๋ฐฐํฉ์ํธ์ ๋ํ ํจ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋์ํ์ KS F 4042์ ๊ธฐ์ดํ์ฌ ์ํํ์๋ค. Fig. 5์ ๋ํ๋ธ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด 40 mmร40 mmร160 mm์ธ
๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ฉ ํจ๊ฐ๋ ์ํธ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฌ๋ น 1์ผ, 3์ผ, 7์ผ, 28์ผ์ ํจ๊ฐ๋ ์ํ์ ์ํํ ํ ์ชผ๊ฐ์ง ์กฐ๊ฐ์ผ๋ก ์์ถ๊ฐ๋ ์ํ์ ์ค์ํ์๋ค.
Fig. 5
Photo for strength test equipments : (a) flexural strength test, (b) compressive strength
test
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ํ๊ฐ
3.1 ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
3.1.1 ํจ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
ํจ๊ฐ๋ ํ๊ฐ๋ ์ฌ๋ น 1, 3, 7, 28์ผ์ KS F 4042์ ๋ฐ๋ผ ์ํํ์๊ณ Fig. 6์ ํจ๊ฐ๋ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ํจ๊ฐ๋๊ฐ
์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ๋ถ๋ง๋๊ฐ 3,560 cm2/g์ธ B1์ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ๋ น 7์ผ์์ 28์ผ ๊ตฌ๊ฐ์์ ํจ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. FNS ์นํ์จ 10โผ30 %์์ ์ด๋ฐ ๊ฒฝํฅ์ด
๋๋๋ฌ์ก์ผ๋ฉฐ 40 % ์ดํ์์ ํจ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ์จ์ด ์ ์ฐจ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. ๋ถ๋ง๋๊ฐ 4,840 cm2/g์ธ B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋ ๋ฐํ์ด B1์ ๋นํด ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค. ํนํ 1, 3, 7์ผ ๊ฐ๋์์ B1์ ๋นํด ํจ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์
๋ํ๋๋ค. ํนํ ์นํ์จ 40, 50 %์ธ ๊ฒฝ์ฐ B1๊ณผ ๋น๊ตํด์ ํจ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ๋ชจ๋ ์ฌ๋ น๋ฒ์์์ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค. 28์ผ ํจ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ๋ฉด B1์
์ฌ์ฉํ ์ํธ์์ FNS 20 % ์นํ ์ OPC ๋๋น ์ต๋ 24.8 % ํจ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์นํ์จ 10โผ30 % ๊ตฌ๊ฐ์์๋ ํจ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ๋ฐ๋ฉด
40, 50 % ์นํ ์์๋ ํฐ ํญ์ผ๋ก ํจ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์์ 28์ผ ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก๋ 40 % ์นํ ์ OPC ๋๋น
์ต๋ 19.8 % ํจ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์ต๋๊ฐ๋ง ๋น๊ตํ๋ฉด ์คํ๋ ค B1 ์ํธ์์ ํฐ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋์์ง๋ง ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก B2 ์ํธ์ ๊ฐ๋๊ฐ โ8.4โผ313.7
% ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 90.9 %๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. 1, 3, 7์ผ ์ฌ๋ น์์๋ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฐ B2 ์ํธ์ด B1์ ๋นํด ํจ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ FNS์ ์นํ์จ์ด
ํฐ 40, 50 %์์ ๋์ฑ ๋๋ ทํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋๋ค.
Fig. 6
Results of flexural strength test : (a) B1 series, (b) B2 series
3.1.2 ์์ถ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
์์ถ๊ฐ๋ ํ๊ฐ๋ ํจ๊ฐ๋์ ๋์ผํ ์ฌ๋ น์ ์ค์ํ์์ผ๋ฉฐ Fig. 7์ ์์ถ๊ฐ๋ ํ๊ฐ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ
๋ถ๋ง๋๊ฐ ์์ B1์ ๋นํด ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฐ B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์์ 1, 3, 7์ผ ๋ฑ์ ์ด๊ธฐ์ฌ๋ น์์์ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ ํจ๊ณผ๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค. 28์ผ ๊ฐ๋๋ฅผ
๊ธฐ์ค์ผ๋ก B1 ์ฌ์ฉ ์ํธ์์ ์นํ์จ 10โผ20 % ๋ฒ์์์๋ง OPC ๋๋น ์ต๋ 15.8 % ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, 30 % ์นํ์จ ๋ถํฐ๋ OPC
๋๋น ๊ฐ๋๊ฐ ์ ํ๋๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์์ OPC์ ๋น๊ตํด์ ๋ชจ๋ ์นํ์จ์์ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ ์นํ์จ 40 %์์ ์ต๋
26.9% ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ํฅ์๋์๋ค. ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ํจ๊ฐ๋ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋์ ๊ฐ๋ ๋ฐํ ์ ๋ ๋ฐ ๊ฒฝํฅ์ด ์ ์ฌํ์๋ค. 28์ผ ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋ถ๋ง๋ 4,840 cm2/g์ธ B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์ ๊ฐ๋๊ฐ ๋ถ๋ง๋ 3,560 cm2/g์ธ B1์ ๋นํด 8.9โผ88.9 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 44.3 % ํฅ์๋์๋ค. ํนํ ์ด๊ธฐ๊ฐ๋์ธ 1์ผ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋ณด๋ฉด B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ๋ค์ด B1๊ณผ
๋น๊ตํด์ 56.5โผ217.7 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 123.9 % ํฅ์๋์์ผ๋ฉฐ, OPC์ ๋น๊ตํ๋ฉด 84.8โผ98.5 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 89.8 % ํฅ์๋์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ๋ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฑํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
Fig. 7
Results of compressive strength test : (a) B1 series, (b) B2 series
3.2 ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ์ ๋ณํ
3.2.1 ์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์
NT Build 492์ ๊ธฐ์ดํด์ ์ํธ์ ๋ํ ์ผํ๋ฌผ ์นจํฌ๊น์ด ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ ์ (1)์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋น์ ์์ํ ์ด์ง ์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์ DRCM์ ๋์ถํ๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Fig. 8์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ถ๋ง๋๊ฐ ์์ B1์ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์ 28์ผ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก FNS 30 % ์นํ๊น์ง๋ ์นํ๋น์จ์ ์ฆ๊ฐ์
๋น๋กํด์ ์ด๋๊ณ์๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ฉฐ, 30 % ์นํ์จ์์ OPC ๋๋น ์ต๋ 37.2 % ์ด๋๊ณ์๊ฐ ๊ฐ์ํ์๋ค. FNS 40 % ์นํ๋ถํฐ๋ ๊ฐ์ํญ์ด ์ค์์ง๋ง
๋ชจ๋ ์นํ๋น์จ์์ ์ด๋๊ณ์ ๊ฐ์ํจ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฐ B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ 28์ผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก FNS 40 % ์นํ๊น์ง ์นํ๋น์จ์
์ฆ๊ฐ์ ๋น๋กํด์ ๊ฐ์๋์์ผ๋ฉฐ ์นํ์จ 40 %์์ OPC๋๋น ์ต๋ 63.6 % ์ ๋ ๊ฐ์ํ์๋ค. ์ฌ๋ น 28์ผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋์ผํ ์นํ์จ์์ B1๊ณผ B2์
์ด๋๊ณ์๊ฐ์ ๋น๊ตํ๋ฉด ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฐ B2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ 4.7โผ45.8 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 19.6 % ์ ๋ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค. ์ฌ๋ น 7์ผ์์ 28์ผ๋ก
์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ OPC์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๋๊ณ์๊ฐ 12.4 % ๊ฐ์์ ๊ทธ์น ๋ฐ๋ฉด B1 ์ฌ์ฉ ์ 21.3โผ38.3 % ๋ฒ์๋ก ๊ฐ์ํ๋ฉฐ ๊ฐ์์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค.
B2 ์ฌ์ฉ ์์๋ 15.9โผ40.6 %์ ๊ฐ์์จ๋ก ๋์ฑ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ๊ฐ๋ ์ํ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ด์ง ์ผํ๋ฌผ ์นจํฌ ์ํ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ FNS์ ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ
ํ์ฑํ์์ฉ์ ๋ฐ๋ผ ์๋ฐ์ฑ์ด ํฌ๊ฒ ๊ฐ์ ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ํ์ฌ SEM, XRD ๋ฑ์ ๋ฏธ์์ ๋ถ์์์
์ด ๋ง๋ฌด๋ฆฌ ๋์ง ์์ ์๋ฐ์ฑ ํฅ์ํจ๊ณผ์ ๋ํ
์์ธ์ ๋ช
ํํ๊ฒ ์ ์ํ๊ธฐ๋ ์ด๋ ต์ง๋ง, FNS์ ํผ์
์ด ๊ณต๊ทน๊ตฌ์กฐ์ ๊ฐ์ ๊ณผ MgO์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํธ๋์์ดํธ์ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์์ฑ์ผ๋ก ์ธํ ์์ ์ผํ๋ฌผ ํก์ฐฉ๊ณผ ํ์ฐ์ฑ์
๊ฐ์์ ๊ธฐ์ธํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 8
Results of rapid chloride migration coefficient : (a) B1 series, (b) B2 series
3.2.2 ํต๊ณผ์ ํ๋
๊ฐ ์ํํธ์ ๋ํ์ฌ ASTM C 1202 ๋ฐ KS F 2711์ ๊ธฐ์ดํ์ฌ ์ธก์ ํ 6์๊ฐ ๋์์ ํต๊ณผ์ ํ๋๊ฐ์ Fig. 9์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์
๋ค์ํ ํํ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ฌ๋๋ธ์์ ์ฑ์ทจํ ์ฝ์์ํํธ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ป์ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ๋ฑ๊ธํ์ํจ ASTM C 1202์์ ์ ์ํ Table 5์ ๋น๊ตํ์ฌ ํ๊ฐํ์๋ค.
ํต๊ณผ ์ ํ๋๊ฐ์ ์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋์ถ๋์๋ค. ์ฌ๋ น 7์ผ์์๋ OPC๋ 15,615 coulomb์ผ๋ก Table
5์ ๋ฑ๊ธ ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ํฌ๊ณผ์ฑ์ด ๋งค์ฐ ๋์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. B1 ์ฌ์ฉ ์์๋ 20 % ์นํ์จ์์ 7,614 coulomb์ผ๋ก ์ต์๊ฐ์ด์์ผ๋ฉฐ
Table 5์ ๋ฑ๊ธ ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ์ฌ์ ํ ํฌ๊ณผ์ฑ์ด ๋์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ OPC์ ๋น๊ตํ๋ฉด 19.5โผ37.3 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 34.0 %
์ ๋ ํต๊ณผ์ ํ๋์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. B2 ์ฌ์ฉ ์์๋ 4,000 coulomb ์ด์์ ํต๊ณผ์ ํ๋์ผ๋ก ํฌ๊ณผ์ฑ์ด ๋์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋, OPC์ ๋น๊ตํด์
51.0โผ64.9 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 58.1 % ์ ๋ ํต๊ณผ์ ํ๋์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. ๋์ผํ ์นํ์จ์์์ B1๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฉด 21.8โผ54.7 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท
34.8 % ์ ๋ ํต๊ณผ์ ํ๋์ด ๊ฐ์ํ๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์๋ค. ์ฌ๋ น 28์ผ์์๋ OPC๋ 6,417 coulomb์ผ๋ก ์ฌ์ ํ ํฌ๊ณผ์ฑ์ด ๋์ ๋จ๊ณ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ
์์์ผ๋, B1 ์ฌ์ฉ ์ 40 % ์นํ์จ์์ 3,020 coulomb์ผ๋ก ๋ณดํต ๋จ๊ณ๋ก ๋ฎ์์ก์ผ๋ฉฐ OPC์ ๋น๊ตํด์ 21.6โผ42.0 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท
32.4 % ํต๊ณผ์ ํ๋์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. B2 ์ฌ์ฉ ์์๋ 40 % ์นํ์จ์์ 2,231 coulomb์ผ๋ก ๋ฎ์ ๋ฑ๊ธ๊ณผ ๊ฐ๊น๊ฒ ๊ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ OPC์ ๋น๊ตํ๋ฉด
40.6โผ65.2 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 52.0 % ํต๊ณผ์ ํ๋์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. ๋์ผํ ์นํ์จ์์ B1 ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฉด 2.2โผ40.1 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 28.4
% ์ ๋ ๋ถ๋ง๋ ํฅ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํต๊ณผ์ ํ๋ ๊ฐ์ํจ๊ณผ๊ฐ ์์๋ค. ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ด๋๊ณ์ ์ํ๊ณผ ๋์ผํ๊ฒ FNS์ ํผ์
์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๊ฐ ํ์ธ๋์๋ค.
๋ํ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฅ์์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ๋ฐ์ ํจ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฑํ ํจ๊ณผ๋ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
Table 5 Chloride ion permeability based on charge passed
|
Fig. 9
Results of quantities of electric charge passed : (a) B1 series, (b) B2 series
3.3 ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ
FNS์ ์นํ๋น์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ์ข
ํฉ์ ์ผ๋ก ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด OPC ์ธก์ ๊ฐ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๊ฐ๋์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๋น์จ์ ์ด์ง์ผํ๋ฌผ
์ด๋๊ณ์ ๋ฐ ํต๊ณผ์ ํ๋์ ๊ฐ์ํ๋ ๋น์จ์ ์(+)์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์ ์จ๊ณผ FNS์นํ์จ๊ณผ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ Fig. 10์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ต์ ๋น์จ์ 4๊ฐ์ง ์ํ๊ฒฐ๊ณผ์
๋ฐ๋ฅธ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์ ์จ์ ํ๊ท ๊ฐ์ผ๋ก ํ๋จํ์๋ค. B1์ ๊ฒฝ์ฐ 28์ผ ๊ฐ๋๋ ์นํ์จ 30 % ์ ๋๊น์ง๋ ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์ผ๋ ๊ทธ ์ดํ๋ก๋ ๊ฐ์ํ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด ์ผํ๋ฌผ
์ด์จ ํต๊ณผ์ ํ๋๊ณผ ์ด๋๊ณ์๋ ์นํ์จ 40โผ50 %๊น์ง ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๊ฐ๋์ ๋ด๊ตฌ์ฑ์ ์ข
ํฉ์ ์ผ๋ก ํ๊ฐํ๋ฉด ์นํ๋น์จ 20โผ30 %
๋ฒ์์์ ์ฑ๋ฅ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ฐ์ฅ ๊ทน๋ํ ํ ์ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. B2์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ฐ๋์ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ ๋ชจ๋ FNS ํผ์
์ ๋ฐ๋ผ ๋ชจ๋ ์นํ์จ
๋ฒ์ ๋ด์์ ๊ฐ์ ๋๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์๋ค. ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก๋ 40 % ๋ฒ์๊น์ง ๊ฐ์ ์จ์ด ์ฆ๊ฐ๋์์ผ๋ฉฐ 50 %์์๋ ๋ค์ ๊ฐ์๋๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. ๊ฐ๋์ ๋ด๊ตฌ์ฑ์
์ข
ํฉ์ ์ผ๋ก ํ๊ฐํ๋ฉด ์นํ๋น์จ 30โผ40 % ๋ฒ์์์ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ์ ์จ์ด ํฅ์๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๊ฐ๋์๋ค.
Fig. 10
Relationship between FNS replacement ratio and improvement ratio : (a) B1 series,
(b) B2 series
4. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ ๊ฐ์ง FNS์ธ B1 ๋ฐ B2์ ์นํ์จ์ ๋ณํ์์ผ ์ง๋์ ์ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ ์ํ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด ์ํธ์ผ๋ก ์ฌ๋ น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ผํ๋ฌผ
์นจํฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ ์ํ์ ์ํํ์๋ค. ์ํ์ ํตํ ํ๊ฐ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ถ์์ ํตํด ๋์ถ๋ ๊ฒฐ๋ก ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
1)ํจ๊ฐ๋๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋ถ๋ง๋ 3,560 cm2/g์ธ B1 ์ฌ์ฉ ์ ์นํ์จ 30 %๊น์ง 11.9โผ24.8 % ๋ฒ์๋ก ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ ์ตํ์จ 20 %์์ ์ต๋๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ถ๋ง๋ 4,840 cm2/g์ธ B2 ์ฌ์ฉ ์์๋ ์นํ์จ 50 %๊น์ง 4.8โผ19.8 %๋ก ์ฆ๊ฐํ์๊ณ 40 %์์ ์ต๋๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ํ ๋์ผํ ์นํ์จ์ B1๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฉด
ํ๊ท 90.9 %๋ก ํจ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
2)์์ถ๊ฐ๋๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก B1 ์ฌ์ฉ ์ ์นํ์จ 20 %๊น์ง 2.3โผ15.8 % ๋ฒ์๋ก OPC์ ๋น๊ตํด์ ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ 20 %์์ ์ต๋๊ฐ์
๋ํ๋ด์๋ค. B2 ์ฌ์ฉ ์์๋ ์นํ์จ 50 %๊น์ง 14.9โผ31.1 % ๋ฒ์๋ก ์ฆ๊ฐํ์๊ณ ์นํ์จ 40 % ๋ฒ์์์ ์ต๋๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ํ ๋์ผํ
์นํ์จ์ B1๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฉด 9.0โผ88.9 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 44.3 % ์ ๋ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
3)์ด์ง์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ์ด๋๊ณ์๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก B1 ์ฌ์ฉ ์ 11.5โผ37.2 % ๋ฒ์๋ก OPC์ ๋น๊ตํด์ ๊ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ ์นํ์จ 30 %์์
์ต์๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. B2 ์ฌ์ฉ์์๋ 21.8โผ63.6 % ๋ฒ์๋ก ๊ฐ์ํ์๊ณ ์นํ์จ 40%์์ ์ต์๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ํ ๋์ผํ ์นํ์จ์ B1์ ๋น๊ตํ๋ฉด
4.7โผ45.8 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 19.6 % ์ ๋ ์ด๋๊ณ์๊ฐ ๊ฐ์ํ์๋ค.
4)์ผํ๋ฌผ ์ด์จ ํต๊ณผ์ ํ๋์ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก B1 ์ฌ์ฉ ์ OPC์ ๋น๊ตํด์ 21.6โผ42.0 % ๋ฒ์๋ก ๊ฐ์ํ์๊ณ ์นํ์จ 40 %์์ ์ต์๊ฐ์
๋ํ๋ด์๋ค. B2 ์ฌ์ฉ ์์๋ OPC ๋๋น 40.6โผ65.2 % ๋ฒ์๋ก ๊ฐ์ํ์๊ณ , ์นํ์จ 40 %์์ ์ต์๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ํ ๋์ผํ ์นํ์จ์
B1๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฉด 21.8โผ54.7 % ๋ฒ์๋ก ํ๊ท 28.4 % ์ ๋ ํต๊ณผ์ ํ๋์ด ๊ฐ์๋์๋ค.
5)๊ฐ๋ ๋ฐ ์ผํ๋ฌผ์ด์จ ์นจํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ์ํ์์ ๋ถ๋ง๋๊ฐ ํฐ B2๊ฐ B1์ ๋นํด ์ฑ๋ฅ์ด ํฅ์๋๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์์ผ๋ฉฐ ์ด๊ธฐ์ฌ๋ น์์ ๊ทธ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋ถ๋ง๋ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฉ์นด๋
ธ์ผ๋ฏธ์ปฌ ๋ฐ์์ ์ํ ํ์ฑํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
6)๋ถ๋ง๋ 3,560 cm2/g์ธ B1 FNS๋ฅผ ์ฌ์ฉ ์ ์ต์ ์๋ฉํธ ์นํ๋น์จ์ 20โผ30 % ๋ฒ์์์ผ๋ฉฐ, ๋ถ๋ง๋ 4,840 cm2/g์ธ B2 FNS ์ฌ์ฉ ์ ์ต์ ์๋ฉํธ ์นํ๋น์จ์ 30โผ40 % ๋ฒ์์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.