3.3.1. 유하시간 실험결과

유하시간 실험에 대한 결과를 Fig. 2에 나타내었다. 그림에 서 오른쪽 세로축의 Percent ratio(%)는 결과 상호간의 상대평 가를 위해 OPC의 결과로 다른 배합의 유하시간 결과를 나눈 비를 의미한다. 이 실험에서 고려한 모든 배합은 Table 2에 제 시한 소요성능기준 30초를 만족하는 것으로 확인되었다. RE 시리즈의 유하속도를 비교하면 MGF의 치환량이 증가할수록 유하시간이 22.8초, 20.2초, 18.6초로 점진적으로 감소하는 것 을 확인할 수 있다.

Fig. 2.

Result of flow time test

OPC 배합과 비교할 때, RE2는 유하시간이 증가하는 반면, RE5와 RE10은 유하시간이 단축되는 것으로 확인되었다. 따 라서 시멘트 중량 2% 이상의 유리가 치환될 경우 유하시간이 3%~11% 단축되는 것으로 확인되었다.

한편, WB 시리즈의 결과를 살펴보면, 물-바인더 비가 감소 할수록 유하시간의 크게 증가하는 것으로 나타났다. 배합에 서 물량의 감소가 원인인 것으로 판단된다.

3.3.2. 블리딩 실험결과

블리딩 실험에 대한 결과를 Fig. 3에 나타내었다. RE5와 RE10 두 배합을 제외한 모든 배합은 성능기준에 만족한 것으 로 나타났다. RE5와 RE10 배합에서 각각 0.6%, 0.8%의 블리 딩이 발생하였다. 치환량이 증가할수록 블리딩의 발생량은 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 모든 WB 배합의 결과 에서는 블리딩이 발생하지 않았다.

Fig. 3.

Result of bleeding test

3.3.3. 압축강도 실험결과

압축강도 실험에 대한 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 이 실험 에서 고려한 모든 배합은 성능기준에 만족하는 것으로 확인 되었다. 그림과 같이 OPC와 비교 시 RE2, RE5, RE10 각각 5%, 7%, 11% 압축강도가 증가하였다.

Fig. 4.

Compressive strength result

WB2, WB5, WB10 각각 3%, 6%, 14% 압축강도가 증가되 었다. MGF 치환량이 증가할수록, 물-바인더 비가 감소할수 록 압축강도는 증가된다.

이와 같은 압축강도의 증가는 포졸란 반응에 기인하는 것 으로 설명할 수 있다. ^{Kim et al.(2014}, ²⁰¹⁵)은 폐유리를 사용 한 콘크리트 배합에 대한 실험을 수행하였으며, 강도와 내구 성능이 증가한다고 보고하였으며, 이와 같은 강도와 내구성 능의 개선의 원인을 포졸란 반응으로 설명하고 있다. 또한 Khmiri et al.(2013)은 20 μm~100 μm의 다양한 입자크기의 유리섬유가 혼입된 몰탈의 화학적 시험과 역학적 시험을 수 행하였으며, 그 결과에 따르면, 20 μm의 입자크기에서 가장 우수한 포졸란 반응이 나타났다. 본 연구에서는 포졸란 반응 여부를 조사하기 위하여 사용된 유리재료에 대한 입도를 분 석하였다(Fig. 5 참조). 분석결과 초단유리섬유는 시멘트의 입자 보다 다소 크지만 전체적인 입도분포는 10 μm~100 μm 이며, 가장 많은 입자의 크기는 27 μm로 나타났다. 그러므로 본 연구에서 사용된 유리섬유가 포졸란 효과를 통해 몰탈의 강도가 증진되었다고 판단된다.

Fig. 5.

Particle size distribution of milled glass fibers and cement

4.1.1. 염소이온확산실험방법

시험체는 직경 100 mm, 높이 200 mm의 원형몰드에 타설 하고, 24시간 후 몰드에서 탈형하여 수중양생을 실시한다. 재 령 7일과 28일에 다이아몬드 커터를 이용해 Fig. 6과 같이 원 주형 공시체를 이등분 한 후 각 절단 시편의 내부에서 50±2 mm의 시편을 절단, 채취한다. 준비된 시편은 표면의 먼지를 제거하고, 과잉수를 마른수건으로 닦아낸다. 공시체의 표면 이 건조되면 공시체를 데시게이터에 넣은 후 3시간 진공처리 를 한다. 이 후 18±2시간동안 Ca(OH)₂ 용액에 담근 후 준비 된 시편은 음극용액(10% NaCl 수용액)과 양극용액( 0.3M의 NaOH 수용액)에 침지한다(Fig. 7 참고). 전기영동실험 장치 는 온도와 전압을 측정할 수 있는 데이터로거에 연결한 후 30V의 전압을 가한다. 이때 초기전류를 측정하여 측정값에 따라 인가전압과 시험시간을 설정한다. 시험 종료 후 시험체 는 절단하여 절단면에 염소이온침투깊이(X _d)를 측정하기에 용이하도록 0.1 M 농도의 질산은 시약을 분무한다. 염소이온 의 침투깊이는 버어니어캘리퍼스를 이용하여 가장자리 10 mm를 제외하고 10 mm 간격으로 7개소를 0.1 mm까지 정밀 하게 측정한다. 염소이온 확산계수는 측정된 염소이온침투깊 이로부터 식 (2)에 의하여 산정된다.

Fig. 6.

Specimen preparation

Fig. 7.

Electrophoresis apparatus setup(NT Build 492)

여기서, D _nssm는 비정상상태의 확산계수(×10^-12m²/s), U 는 적용 전압 절대치(V), L은 시편의 두께(mm), T는 시험시 작시의 온도와 종료시의 온도의 평균(°C), t는 시험시간(hr), X _d는 침투깊이 평균치(mm)이다.

4.1.2. 염소이온 확산실험결과

염소이온 확산실험 결과를 Fig. 8에 나타내었다. MGF가 함 유된 모든 배합에서 OPC 배합에 비하여 염화물확산계수가 감소하는 것을 확인할 수 있다. Fig. 8(a)는 MB 시리즈의 결과 를 보여준다. 재령 7일의 결과에서는 물-바인더비의 감소와 확산계수간에 일정한 관계를 확인할 수 없으나, 재령 28일의 결과에서는 WB2, WB5, WB10 배합 각각 염소이온 확산계수 가 18%, 19%, 26% 감소하여 물-바인더 비 감소에 따른 일정 한 영향을 확인할 수 있다. Fig. 8(b)는 RE2와 WB2를 비교하 고 있다. WB2, RE2 각각 재령 7일에서는 OPC 배합에 대하여 16%, 12% 감소되며 재령 28일에서는 18%, 17% 감소되는 것 으로 나타났다. 따라서 2%정도의 치환 또는 첨가로 인한 상대 적인 차이가 미미하여 비교가 의미 없는 것으로 판단된다. 그 러나 MGF를 사용함으로서 OPC만을 사용할 때 보다 PSC 그 라우트의 부식저항성능을 개선시킬 수 있다는 것으로 확인하 였다.

Fig. 8.

NT Build 492 test results

4.2.1. 몰탈 흡수시험 방법

Fig. 9는 ASTM C 1403에서 규정하고 있는 몰탈 흡수시험 을 위한 시험방법을 나타내고 있다. 한 변의 길이가 50 mm인 정육면체 몰탈시험체를 금형몰드에 타설한 후 24시간이 경과 하여 탈형하고, 양생수조에 수침한다. 양생수조의 온도는 24±8°C를 유지하며, 재령 7일 및 28일 후 수조에서 꺼낸 후 건 조로 100±10°C에 넣어 24시간 동안 건조한다. 건조된 시료는 건조로에서 꺼낸 뒤, 실내온도와 동일한 24±8°C가 될 때 까지 자연건조 시킨 후, 시편의 무게를 0.1 g까지 측정하여 초기 무 게를 기록한다. 무게를 측정한 시료는 덮개가 있는 수조에 물 을 충분히 채워둔다. 이때 수조에 시편을 물이 튀지 않게 조심 히 Fig. 8과 같이 지지대 위에 놓는다. 처음 1~5분 동안 초기 흡 수 단계로 물을 충분히 보충해주어야 한다. 이후 0.25시간±0.5 분, 1시간±2분, 4시간±10분, 24시간±15분, 0.1 g까지 시편의 질량을 측정하여 기록한다. 동일한 변수에 대해 3개씩을 실험 하였으며, 흡수량은 다음 식 (3)과 같이 결정하였다.

Fig. 9.

Water absorption test

여기에서, A _t는 시간 T에 따른 시편의 흡수율(%), W _t는 시 간 T에서의 시편 중량(g), W _o는 시편의 초기중량(g), L ₁는 시 편의 평균 길이(mm), L ₂는 시편의 평균 폭(mm)이다.

4.2.2. 몰탈 흡수시험 결과

몰탈 흡수실험에 대한 결과를 Fig. 10과 Fig. 11에 나타내었 다. 모든 배합에서 OPC배합에 비하여 흡수량이 감소하는 것 으로 확인할 수 있다. 이 결과로 부터 MGF는 PSC 그라우트의 미세 공극량을 줄이거나 공극구조에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

Fig. 10.

Water absorption test results for comparison of WB2 and RE2

Fig. 10은 MGF의 물-바인더 비에 대한 영향을 나타내고 있 다. 물-바인더 비가 감소할수록 모든 재령에서 흡수량이 감소 하는 것을 확인 할 수 있다. 재령 7일 24시간의 결과에서는 WB2와 WB5의 흡수량이 매우 근사하여 물-바인더의 감소에 의한 영향이 명확하지 않으나, 재령 28일 24시간 결과에서는 WB2, WB5, WB10의 흡수량이 OPC배합의 흡수량에 대하여 1.3%, 0.8%, 1.7% 감소하는 것으로 나타났다.

Fig. 11은 RE2와 WB2의 흡수시험결과를 비교하여 나타내 고 있다. 재령 7일 0.25시간을 제외한 모든 경우에서 WB2 보 다 RE2가 높은 흡수량을 나타냈다. 재령 28일 24시간 결과에 서는 OPC 배합의 흡수량에 대하여 WB2, RE2의 흡수량은 각 각 1.3%, 0.9% 감소한 결과를 나타내었다. 모든 결과에서 WB2의 흡수량이 RE2의 흡수량 보다 적은 것으로 나타났으 나 그 차이는 미소하다.

Fig. 11.

Water absorption test results for comparison of WB2 and RE2

4.3.1. 표면전기저항실험방법

표면 전기저항 시험은 직경 100 mm, 높이 200 mm 공시체 를 각 배합에 대하여 3개씩 제작하였다. 몰탈 타설 후 24시간 이 경과하여 탈형하고, 7일과 28일 동안 기건 양생하였다. 표 면전기저항의 측정은 Fig. 12와 같이 시편의 옆면에서 길이방 향으로 측정하는데, 시험체 양단 면에 0°, 90°, 180°, 270°를 표 시하여 구분한 뒤 길이방향으로 시험기를 접촉하여 측정한 다. 측정 전 분무기를 사용해 물을 15회 분사 한 후 측정하며, 각 시험체당 2번씩 측정하고 이를 평균하였다.

Fig. 12.

Surface Electrical Resistance Measure

4.3.2. 표면전기저항실험결과

표면전기저항 실험에 대한 결과를 Fig. 13과 Fig. 14에 나타 내었다. 모든 MGF 배합에서 OPC배합에 비하여 표면전기저 항이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이 결과로 부터 MGF는 PSC 그라우트의 미세 공극량을 줄이거나 공극구조에 긍정적 인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

Fig. 13.

Surface resistivity results for WB series

Fig. 13은 MGF의 물-바인더 비에 대한 영향을 나타내고 있다. 물-바인더 비가 감소할수록 모든 재령에서 표면전기저 항이 증가하는 것을 확인 할 수 있다. 재령 7일에서는 물-바인 더 비의 감소에 의한 영향이 명확하지 않으나, 재령 28일 결과 에서는 WB2, WB5, WB10의 표면 전기저항이 OPC배합의 표 면 전기저항에 대하여 2.4%, 3.5%, 4.5% 감소하는 것으로 나 타났다.

Fig. 14는 RE2와 WB2의 표면전기저항실험 결과를 비교하 여 나타내고 있다. 재령 7일 결과에서는 표면전기저항이 매우 근사하고, 재령 28일 결과에서는 OPC 배합의 표면전기저항 에 대하여 WB2, RE2의 표면전기저항은 각각 2.5%, 3.0% 감 소한 결과를 나타내었다. 이와 같은 결과에서 WB2의 표면전 기저항이 RE2의 표면전기저항 보다 낮은 것으로 나타났으나 그 차이는 미소하다.

Fig. 14.

Surface resistivity results for comparison of WB2 and RE2