1. 서    론

산화알루미늄 함량이 50~85 %인 알루미나 시멘트는 유해이온에 대한 높은 저항성 및 빠른 초기강도 발현으로 주로 특수한 환경에서 사용되고 있다(Bushnell-Watson and Sharp 1986; Lea and Hewlett 2003; Newman and Choo 2003; Pollmann 2012). 하지만 콘크리트 구조물로서의 사용은 아래 화학식과 같이 준안정 물질의 상변화로 인해 강도 저하현상이 발생하여 상당히 제한하고 있다(Midgley and Midgley 1975; Bradbury et al. 1976; Collins and Gutt 1988; Neville 2012).

$3CA{H}_{10}\to C_{3}A{H}_6+2A{H}_3+18H$  (1)

$3C_{2}A{H}_8\to 2C_{3}A{H}_6+2A{H}_3+9H$  (2)

하지만 상변화 과정에서 발생하는 물 분자는 시멘트 경화체(Cement matrix) 내 미수화분말의 수화반응을 촉진시켜 감소된 강도의 상쇄효과를 보이고(Lea and Hewlett 2003; Newman and Choo 2003), 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 알루미나 시멘트는 CA계열 수화물 생성을 통해 더 높은 염소이온 고정화 능력을 가진다(Macias et al. 1996; Sanjuan 1997; Ann et al. 2010). 뿐만 아니라 뛰어난 산 저항성 덕분에 철근 계면에 생성된 산화피막(Passive film)의 파괴를 지연시켜 콘크리트의 부식저항성을 향상시킨다(Macias et al. 1996). Ann et al.(2010)의 연구에 따르면, 알루미나 시멘트를 사용했을 경우 부식임계염소이온농도는 최대 2.4 %까지 증가하는 것을 알 수 있다.

그러나 구조물의 수명 산정과 관련하여 알루미나 시멘트 내 염소이온 침투 속도와 관련된 기존 연구는 전무한 실정이다. 염소이온 침투는 콘크리트 내 공극 구조와 관련이 깊으며, 동시에 염소이온-시멘트 경화체간 반응과도 연관이 있으므로 콘크리트 구조물의 수명을 예측하는 데 있어 필수적으로 고려하여야 한다. 또한 알루미나 시멘트의 상변화는 공극구조 변화를 야기하여 염소이온 침투 저항성에 영향을 미치는데, 이러한 상변화는 반응성이 있는 클링커의 조성 즉, 알루미나 시멘트의 종류에 따라 상변화 정도가 상이하다. 하지만 알루미나 시멘트의 상변화 관련 연구는 특정 종류에 국한되어있거나(Midgley and Midgley 1975; Bradbury et al. 1976; Collins and Gutt 1988; Majumdar et al. 1989; Pacewska an Nowacka 2014) 단일 클링커 혹은 그 조합만으로 진행되고 있는 실정이다(Edmonds and Majumdar 1988a; Edmonds and Majumdar 1988b; Rettel et al. 1993; Klaus et al. 2013).

이에 본 연구에서는 알루미나 시멘트 종류별 클링커의 조성을 정성/정량 분석하여 이에 따른 기초 물성을 비교, 분석하였으며 내구 수명을 산정하기 위해 염소이온 침투 저항성을 평가하였다. 염소이온 침투 저항성 평가는 고정화 능력 및 공극구조와 함께 정상상태에서의 확산계수산정을 통해 실시하였으며, 이를 토대로 10~100년까지의 염해 환경 노출을 가정하여 염소이온 프로파일을 산정하였다.

2. 실험 계획 및 방법

본 연구에서는 알루미나 시멘트의 클링커 조성에 따른 염소이온 침투 저항성을 평가하기 위해 Q-XRD 분석(Quantitative X-ray diffraction analysis)을 통해 사용재료의 클링커 조성을 정량화하여 기초물성과의 관계를 정립하고, 시멘트 종류별 염소이온 침투 저항성, 염소이온 고정화능력 및 공극구조 평가를 통해 최종적으로 내구수명을 산정하였다. 배합설계를 Table 1에 나타내었으며 실험 절차의 세부내용은 다음과 같다.

Table 1 Mix design for experimental works

2.1 클링커 조성

Q-XRD 분석은 시멘트의 X선 회절 패턴과 시멘트 내 클링커의 결정구조정보(Crystall structure data)를 활용하여 이론적으로 재현한 회절패턴의 오차를 최소자승법을 통해 최소화하는 Rietveld refinement 방법을 적용하여 시멘트 내 클링커의 함량을 정량적으로 계산하는 방법이다. 이때, 사용자의 숙련도에 따라 그 결과 값이 상이할 수 있으나 XRF를 통한 화학적 조성 비교, Refinement 신뢰성 지표 등 다양한 방법을 통해 결과 값의 신뢰도를 검증할 수 있다.

본 연구에서는 Table 2와 같이 3종류의 알루미나 시멘트 (Union Corp., Korea)를 Profex 프로그램을 활용하여 Q-XRD분석을 실시하였으며(Döbelin and Kleeberg 2015), 이때 사용된 결정구조정보를 Table 3에 나타내었다. 결정구조정보를 활용한 회절패턴 계산 시 다양한 클링커의 존재로 발생 가능한 이상 수렴(Wrong convergence) 현상을 피하기 위해 변수 중 Scale factor와 lattice parameter만을 조정하였다. 각 변수는 조정범위는 1 % 이내로 하였고, Scale factor를 먼저 조정하여 안정된 값을 찾은 후 Lattice parameter refinement를 실시하였다. 최종적으로 계산된 값은 아래 계산식에 따라 신뢰성 지표를 산정하였다. 이때, 계산된 값은 1.5에 가까울수록 신뢰도가 높음을 의미한다(Brian 2006).

Table 2 Chemical composition of different HAC types

Table 3 Database of phases in HAC for Q-XRD

${\chi }^2=\frac{{\left(\sum _{}\left(y_{i\left(obs\right)}-y_{i\left(calc\right)}\right)\right)}^2}{\sum _{}{y}_{i\left(calc\right)}}$  (3)

여기서, X²은 신뢰도 (무차원), y_i(obs)은 i지점에서 관측된 강도값(count or cps), y_i(calc)는 i지점에서 계산된 강도값 (count or cps)이다.

2.2 기초물성

모르타르를 이용한 응결시간 측정 실험은 KS F 2436에 의거하여 15 × 15 × 55 cm 각주형 공시체 몰드에 타설 후 실험실 조건 (온도 20 ± 2 °C, 상대습도 60 ± 5 %)에서 실시하였으며 초결 및 종결은 관입 저항 값이 각각 3.5 그리고 27.6 MPa에 도달하는 시간으로 산정하였다.

압축강도 측정 실험을 위해 모르타르 공시체는 5 × 5 × 5 cm의 큐브 몰드를 이용하여 제작하였으며 시편은 20 ± 2 °C, R.H. 95 % 조건의 항온항습챔버에서 양생을 실시하였다. 압축강도는 알루미나 시멘트의 상변화를 고려하여 재령 1, 3, 7, 14, 28 그리고 91일에서 KS F 2405 규정에 따라 측정을 하였다.

2.3 염소이온 침투저항성

시멘트 수화에 따라 형성되는 시멘트 경화체(Cement matrix) 내 공극은 일반적으로 10^-3-10² µm 영역에 분포하며, 외부로부터 유해인자 침투는 주로 모세관 공극 영역 (10^-2-10^-2 µm)에서 발생한다. 이에 따라 염소이온 침투저항성을 평가하기 위해 Diffusion cell 시험을 통해 유효확산 계수 값을 도출하였으며, 내구수명 산정을 위해 수은압입법(Mercury intrusion porosimetry; MIP) 및 염소이온 고정화 시험을 병행했다.

2.3.1 유효확산계수

정상상태(Steady state)에서의 시편 내 염소이온 이동을 유도하기 위해 지름 5 cm, 두께 0.5 cm의 얇은 원판 모르타르 시편을 제작하여 Fig. 1과 같이 구성하였다. 시편과 Cell 사이 접합부에서의 누수를 막기 위해 고무링을 이용하였고. 실험 중 용액의 증발로 인한 농도 변화를 최소화하기 위해 마개를 제작하여 측정 시에만 개봉하였으며, NaCl 수용액은 농도를 일정하게 유지하기 위해 7일 간격으로 교체하였다. 측정은 정상상태에 도달 후 1일 간격으로 측정하였고, 이때 증류수 (Solution B)의 시간에 따른 증가율을 선형으로 간주하고 아래 식을 통해 회기분석 후 유효확산계수(D_e)를 도출하였다 (Page et al. 1981).

Fig. 1

Schematic diagram of diffusion cell test

$C_B=D_e\frac{A}{VL}{C}_A\left(t-t_0\right)$  (4)

여기서, C_B는 증류수(Solution B)의 염소이온 농도(ppm), A는 시편의 면적(m²), V는 Cell의 부피(m³), L는 시편의 두께 (m), C_A는 NaCl 수용액(Solution A)의 초기 염소이온 농도 (ppm), t는 진행 시간(sec), t₀는 선형적 농도 증가 시작 시간(sec)이다.

2.3.2 공극구조

시멘트 종류별 공극률 및 공극분포를 산정하기 위해 모르타르 시편에서 약 1 cm³ 크기의 샘플을 채취해 MIP(Autopore IV 9500, MICROMERITICS)를 실시하였으며, 측정 전 공극 내 수분을 완전히 제거하여 수화 정지를 유도하기 위해 알콜계 용매에 7일간 침지하였으며 이후 데시케이커에서 2일간 보관하였다. 주의할 점은 일반적으로 105 °C에서 건조하는 방법을 사용할 경우 모르타르 내 상변화를 촉진시켜 공극구조를 변형시킬 수 있으므로 피해야한다.

2.3.3 염소이온 고정화

염소이온 고정화는 Diffusion cell 시험과 같은 조건인 NaCl 0.5 M 수용액에 재령 91일 페이스트 시편을 100일간 침지하여 외부침투 조건으로 진행하였다. 공극구조 샘플과 동일한 전처리 과정을 거친 시편을 분쇄 후 150 um 체에 걸러 분말 샘플을 채취하여 약 50 °C 이상의 증류수 50 mL에 넣고 약 30분간 교반하여 공극수 내 자유염소이온의 침출을 유도하였다. 이후 여과지에 걸러진 수용액을 선택적 이온 측정기(Ion selective meter)를 이용해 자유염소이온 농도를 측정하였다 (Water soluble method). 마찬가지로 증류수 대신 1.0 M 질산용액을 이용하여 동일한 절차를 거쳐 총 염소이온 농도를 측정하였다(Acid soluble method). 계산된 결과 값을 Langmuir 등온선 식을 이용하여 회기분석을 통해 최적 상수들을 도출하였다.

$C_b=\frac{\alpha C_f}{1+\beta C_f}$  (5)

여기서, C_b는 평형상태에서의 고정된 염소이온 농도 (%) C_f는 평형상태에서의 자유 염소이온 농도, α, β는 해당 등온선에 대한 모델상수이다.

추가적으로 시멘트 페이스트 내 염소이온 고정과 관련된 Friedel’s salt 수화물을 확인하기 위해 동일한 시편을 이용하여 측정 속도 0.4°/min., 측정 범위 5~60° (2θ)의 조건으로 X선 회절분석을 실시하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 클링커 조성

Table 4는 Profex 프로그램을 이용한 Q-XRD 분석을 통해 알루미나 시멘트의 조성을 정량적으로 계산한 결과 값을 나타낸 것이다. 신뢰성 지표 X²의 값이 1.5에 가까울수록 결과가 신뢰할 만하다 할 수 있는데(Brian 2006), Union 50의 경우 1.53, Union 70은 1.67 그리고 Union 80은 1.68로 모두 1.5에 근접한 결과는 나타냈다. 이외의 신뢰도 검정 지표로써 GOF (Goodness of Fit), R_exp 및 R_wp 등이 존재하지만 이는 단일결정으로 이루어진 물질의 분석에서 권장하는 방법으로 복합결정으로 이루어진 시멘트에서의 적용을 제한하고 있다(Brian 2006). 또한 Q-XRD 분석 시 Lattice symmetry, Atomic displacement parameter를 함께 보정할 경우 신뢰도는 향상시킬 수 있지만, 이는 방대한 계산량의 증가와 함께 과도한 변수 설정으로 인해 계산이 수렴하지 않는 현상을 초래한다.

Table 4 Results of Q-XRD for different HAC types

알루미나 시멘트에서 주로 수화에 기여하는 CA 클링커는 Union 50에서 약 70 %로 그 함량이 가장 많았으며, 뒤를 이어 Union 70(약 50 %) 그리고 Union 80(약 34 %) 순이었다. 초기 반응성은 낮지만 일정비율의 CA 클링커가 소모된 이후 본격적으로 수화를 하는 CA₂ 클링커는 Union 70 그리고 80에만 존재하였으며 그 함량은 각각 48 그리고 34%를 차지하였다. 반응성 매우 낮은 α-Al₂O₃ 클링커는 Union 80에만 존재하였고, 이는 수화에 참여하기보다는 공극을 채우는 채움재 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Salim et al. 2014). Gehlenite라고 불리는 C₂AS 클링커는 Union 50에 가장 많이 존재하였는데 반응성이 낮아 초기 시멘트 경화체(Cement matrix) 형성에는 영향을 주지 않지만 1) CA 클링커로부터 생성된 상변화의 가능성이 있는 준안정물질(CAH₁₀ 그리고 C₂AH₈)을 Stratlingite 수화물로 유도해 강도감소 현상을 완화시키고 2) 중장기 수화에서 상대적으로 밀도가 큰 C₂ASH₈을 형성해 공극채움 효과를 나타 낸다(Gosselin 2009).

3.2 응결시간 및 압축강도

Fig. 2는 모르타르의 시간에 따른 관입 저항 값을 지수함수(y=ae^kx)에 최적화하여 도출된 초결 및 종결 시간을 나타낸 그래프이다. 응결 시간은 알루미나 시멘트 종류 즉, 시멘트 내 클링커 조성에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 알루미나 시멘트 내 CA 클링커 함량이 많을수록 응결 시간이 빠른 것을 알 수 있었는데, 예를 들어 Union 50, 70 그리고 80의 초결시간은 각각 185, 205 그리고 291분이었다. 또한 종결 시간은 230, 273 그리고 409분 순이었다. 알루미나 시멘트 수화는 공극수 내 CA²⁺와 Al(OH)₄^-이온의 양과 관계가 깊은데, 이 농도는 CA계열 클링커의 용해도에 따라 달리진다. Klaus et al.(2013)의 연구결과에 따르면 CA₂ 클링커는 CA 클링커와 함께 존재할 경우 배합 직후 약 6시간까지는 CA클링커의 용해가 지배적으로 발생하며 뒤를 이어 CA₂의 반응이 시작 된다(Klaus et al. 2013). 이를 통해 초기 반응성이 높은 CA 클링커 함량이 높은 Union 50의 응결시간이 가장 빠른 것이 타당함을 알 수 있다.

Fig. 2

Setting time of different HAC types

알루미나 시멘트 모르타르의 재령 1-98일 압축강도를 측정하여 시간에 따른 상변화로 인한 강도변화 추이를 Fig. 3에 나타내었다. 예상했던 바와 같이 알루미나 시멘트 모르타르의 초기 강도 발현은 종류와 상관없이 7일까지 상당히 증가하였고, 재령 14일에 갑자기 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, Union 50의 경우 가장 높은 초기강도를 보였는데 그 값은 66.0 MPa를 초과하였고, 그 후 점진적으로 감소하여 재령 91일 압축강도는 49.4 MPa이었다. 이러한 강도감소는 준안정 수화물이 온도 및 습도 등 다양한 외부 환경에 의해 안정적인 물질로의 변환 즉, 상변화로 인한 영향인 것으로 사료된다. 하지만 상변화는 강도 감소와 동시에 수화물과 결합된 물의 방출을 동반하는데, 이는 미수화분말(Unhydrated grains)의 수화를 촉진하여 강도 증진을 일으킨다(Midgley and Midgley 1975; Neville 2012). 예를 들어, Union 70과 80의 경우 강도감소 이후 점진적으로 증가하여 두 시멘트의 재령 91일 강도는 53.0 MPa를 초과하였다.

Fig. 3

Compressive strength of mortar for different HAC types with time

높은 초기압축강도는 알루미나 시멘트의 고유 특성으로 수화하는 동안 빠른 발열로 인한 것으로 사료되며, 문헌에 따르면 내부온도는 12시간 내에 최대 약 90 °C 도달한다 (Neville 2012). 이러한 이유로 시멘트 내 CA클링커 함량은 강도 발현과 밀접한 관련이 있는 것을 확인할 수 있는데 Union 50의 경우 CA클링커 함량이 가장 많았으며(약 70 %) 이에 따라 초기강도발현이 빠른 경향을 보였다. 하지만 초기의 폭발적인 수화반응은 1) 치밀하지 못한 시멘트 경화체의 형성할 수 있으며, 2) 생성된 많은 양의 불안정한 수화물 (CAH₁₀ 및 C₂AH₈)이 밀도가 높은 C₃AH₆ 및 AH₃로 상변화 (Conversion)하여 경화체 내 공극량의 증가로 인한 내구성 저하를 야기할 수 있다.

3.3 염소이온 침투저항성

알루미나 시멘트 모르타르 종류별 Diffusion cell test 실험 결과를 Fig. 4에 나타내었다. NaCl 용액 내 염소이온이 0.5 cm 두께의 시편을 통과해 정상상태에 도달하기까지 알루미나 시멘트 종류에 따라 15~20일이 소요되었으며, 이후 일정한 증가율을 나타냈다. 식 (4)에 따라 유효확산계수(D_e)를 산정한 결과, Union 80은 4.51 × 10^-12 m²/s, Union 70은 2.92 × 10^-12 m²/s 그리고 Union 50은 1.02 × 10^-12 m²/s로 계산되었다. 알루미나 시멘트 모르타르 종류별 총 공극량은 Union 50이 가장 높은 값을 보였으며, 그 뒤를 이어 Union 70 그리고 Union 80 순이었다(Fig. 5 and Table 5). 총 공극량이 많을수록 확산계수를 빨리질 것으로 예상했던 것과 달리 유효확산계수는 반비례 관계를 보였는데, 이는 지름 10 µm 이상의 공극(Macro pore)의 영향으로 사료된다. 정상상태에서의 염소이온 침투속도는 시멘트 경화체의 공극구조와 밀접한 관련이 있으며, 특히 공극의 연결도(Pore connectivity)와 유효확산계수는 비례적 관계에 있다(Glass and Buenfeld 2000). 여기서 Macro pore의 존재는 모세관 공극 간 연결을 단절시키는 역할을 하므로 총 공극량이 많은 경우에도 공극의 연결도가 낮아 결과적으로 낮은 유효확산계수 값을 나타낼 수 있다.

Table 5 Porosity of different HAC types at a given range (%)

Fig. 4

Diffusion coefficient of different HAC types

Fig. 5

Pore size distribution of different HAC types

NaCl 용액에 노출된 페이스트 시편 내 자유염소이온 대비 고정화 염소이온 농도 관계를 나타내는 Langmuir 등온선 결과에 따르면(Fig. 6), 염소이온 고정화 능력([Cl^-_bound]/[Cl^-_free])은 CA계열 클링커의 함량이 낮을수록, 자유염소이온 농도가 낮을수록 큰 것으로 나타난다. 특히, 다른 시멘트와는 달리 Union 80의 경우 약 3.0에 가까운 염소이온 고정화 능력을 보이는데 이는 Al₂O₃ 함량과 관계된 것으로 보인다. 염소이온의 고정화는 크게 화학적 고정과 물리적 고정으로 나누어지는데 이 중 화학적 고정과 관계된 것이 프리델 염(Friedel’ salt)이다. 91일간 양생으로 형성된 시멘트 경화체에서 염소이온의 콘크리트 내 유입으로 프리델 염을 형성하기 시작하는데 이때, 시멘트 내 산화알루미늄은 그 수화물의 형성을 촉진하는 것으로 판단된다. 이를 뒷받침하기 위해 동일 조건 하에서 페이스트 시편의 XRD 분석을 실시하였고, 그 중 프리델 염의 주요 피크점이 존재하는 10~12°(2θ) 영역의 XRD 패턴을 Fig. 7에 나타내었다. 예상한 바와 같이 Union 80에서 프리델 염의 피크 강도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었고, 뒤를 이어 CAC 70, 50 순이었다. 또한 염소이온 고정화 능력이 높을수록 유효확산계수가 높아지는 관계를 확인할 수 있는데 이는 고정화로 인한 농도 감소로 외부로부터의 유입 즉, 농도 차에 의한 염소이온 침투(Diffusion)가 많아진다는 것을 의미한다.

Fig. 6

Binding capacity of different CAC types using Langmuir isotherm

Fig. 7

X-ray diffraction pattern of Fridel’s salt for different HAC types

3.4 내구수명

클링커 조성에 따른 알루미나 시멘트의 염해환경에서의 부식 위험성을 평가하기 위해 종류에 따라 염분흡착 및 유효확산계수를 식 (6)에 적용하여 해수 노출시간 별 염소이온 프로파일을 산정하였다(Glass and Buenfeld 2000).

$\left[1+\frac{\alpha }{\left(1+\beta C_f\right)}\right]\frac{\vartheta C_f}{\vartheta t}=D_e\frac{{\vartheta }^2{C}_f}{\vartheta x^2}$  (6)

여기서, t는 침지시간(sec), x는 콘크리트 해수노출 표면으로부터 깊이(m)이다. 위 식은 편미분 방정식 수치해법으로 Crank-Nicholson scheme을 매 시간 및 거리의 차분에 적용하였으며(Li and Chen 2008), 일정 수렴조건 (1e^-6)에 해당하는 반복 해를 결정하였다. 해수침지 된 알루미나 모르타르의 시뮬레이션 조건으로 초기 염소이온 농도를 0으로 가정하고 외기조건은 평균 해수농도 NaCl 0.5 M로 설정하였다.

Fig. 8에서 알 수 있듯이, 표면염소이온농도는 공극률과 고정화 능력에 비례하는 경향을 보였다. MIP 시험결과 Union 50, 70 및 80의 시멘트 중량대비 공극률은 각각 0.085, 0.068 그리고 0.047 ml/g이며, 이에 해당하는 표면염화물농도는 0.84, 1.17 그리고 1.66 %이었다. 이는 급격히 증가하는 흡착염소이온에 의해 표면염화물농도가 결정됨을 의미한다. 따라서 알루미나 함량이 증가함에 따라 모르타르표면에서부터 높은 염분농도를 유지할 수 있으나, 반면 내부 침투깊이가 증가할수록 이동속도는 염분흡착능력에 반비례하여 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 노출 시간 10~100년에 대해 Union 50의 경우 최대 침투깊이는 약 58~162 mm롤 보였으며, Union 80의 경우 약 81~205 mm를 나타내었다. 이는 표면염소이온 농도가 증가하면서 농도구배가 증가하여, 이온 확산속도를 높이기 때문이다. 또한 콘크리트 내부로의 염소이온침투 속도는 유효확산계수에 따라 비례적으로 증가하며, 결과적으로 알루미나 함량이 높을수록 내부 침투깊이가 증가하는 결과를 얻었다. Ann et al.(2014)의 연구결과에 따라 알루미나 시멘트 콘크리트의 임계염소이온농도를 기준으로 부식개시 시점을 내구수명으로 정의하였을 때, 침지 100년 기준으로 Union 80의 경우 최대 91 mm 이상의 피복두께를 확보해야하며, 반면 Union 70은 60 mm이었다. Union 50은 낮은 표면염화물농도 (0.84 %)에 의해 피복두께 설정에 가장 유리한 결과를 나타내었다. 따라서 알루미나 함량이 높을수록 장기강도 및 염분흡착 성질이 우수하나, 반면 높은 표면염화물농도 및 확산계수로 인해 염해환경 적용 시 낮은 공용수명을 초래할 수 있다.

Fig. 8

Prediction of chloride profile at a given time

4. 결    론

본 연구는 알루미나 시멘트 종류에 따른 클링커 조성의 정성/정량 분석과 이에 따른 기초물성 및 염소이온 침투저항성 평가를 통해 내구수명을 산정하고자 하였으며 세부적인 결론은 다음과 같다.

1) 알루미나 시멘트는 종류에 따라 클링커의 조성이 상이하며 [CaO]/[Al₂O₃] 비율이 높아질수록 CA클링커의 함량이 낮아지는 것을 확인하였다. 특히 CA 함량이 높은 Union 50의 경우 응결이 빠르며 높은 강도발현을 보였지만 상변화로 인한 강도저하 현상 또한 지속적인 것을 알 수 있었다.

2) 지속적인 강도감소와 상변화로 인한 총 공극량의 증가에도 불구하고 내구성 관점에서 높은 염소이온 침투저항성을 보여주었는데, 이는 상변화로 인한 안정한 물질의 생성이 적정량의 염소이온 고정화를 유도함과 동시에 공극의 연결도를 낮추는 지름 10 µm 이상의 공극 생성에 의한 것으로 판단된다.

3) 이를 통해 산정된 염소이온 프로파일 결과에서 0.62 %의 부식임계농도를 가정하고 100년간 노출시켰을 경우, 요구되는 피복두께는 23 mm로 알루미나 시멘트 3종류 중 가장 유리한 결과를 얻을 수 있었다.