2.1. 시험재료

본 연구에서는 국내 H 화력발전소의 F급 FA(Class F FA)와 D 제철소의 GGBFS를 혼합하여 AAC 재료로 사용하였으며, FA와 GGBFS의 화학 성분은 XRF(X-ray fluorescence) 분석 을 통해 Table 1에 나타내었다. 배합수는 증류수(Distilled water) 를 사용하였으며, 알칼리 활성화제(Alkali activator)는 수산화 나트륨(Sodium hydroxide, NaOH, ≥98% Purity, Pellets)과 규산나트륨(Sodium silicate, Na₂SiO₃, Na₂O 10.6%, SiO₂ 26.5%, H₂O 62.9%, Liquid)을 사용하였다. 본 연구에서는 FA 및 GGBFS에 혼합하여 사용하였을 때 강도 향상의 효과를 가져 오는 것으로 알려진(^{Shaikh and Supit, 2014}; ^{Sato and Beaudoin, 2011}; ^{Sato and Diallo, 2010}; ^{Kawashima et al., 2013}) 탄산칼슘 (Calcium carbonate, CaCO₃, ≥98% Purity)을 첨가제(Chemical additive)로 사용하였다.

시험체 침지를 위한 해수는 부산만 남서쪽 해안에서 채집 하였으며, ICP-AES(Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry)와 IC(Ion chromatography)를 이용하여 분석한 화학성분 결과는 Table 2와 같다.

2.2. 배합 및 시험방법

본 연구에서는 FA와 GGBFS를 6:4, 7:3 및 8:2의 중량비로 혼합하여 3종류의 혼합비로 AAC를 구분하였으며(Table 3), 배합수와 AAC의 중량비는 0.4로 하였다. 수산화나트륨과 규 산나트륨은 AAC 중량의 각각 5%로 하여 배합수에 혼합하여 사용하였다. 첨가제(Chemical additive)로 사용한 탄산칼슘 (Calcium carbonate, CaCO₃)은 AAC 중량의 5%로 하여, AAC 에 혼합하여 사용하였다.

제작된 페이스트는 50 × 50 × 50 mm 몰드에 타설하여, 온 도 60 ± 2°C 및 상대습도 80 ± 5%로 유지되는 항온항습기에 보관하였다. 24시간 후 몰드를 탈형하여 5, 15 및 25°C의 해수 에 시험체를 침지시켰다. 각각의 온도의 해수에 침지된 시험 체는 재령 3 및 28일에 흡수율(Water absorption) 및 밀도(Bulk density)를 측정하였다. 흡수율은 재령별로 2개의 시험체에 대해서 절건 질량과 표건 질량을 각각 측정하여 계산된 값의 평균값을 나타내었다. 침지 재령 3 및 28일에 대해 압축강도 를 측정하였으며, 3개의 시험체에 대한 평균값을 나타내었다.

재령 28일에 대해 해수에 침지된 3개의 시험체에 대한 압축 강도 측정 후, 파쇄된 모든 시편을 분말 형태로 만들어 XRD (X-ray diffraction) 분석 및 산-가용성 염화물(KS F 2714)과 수 용성 염화물(KS F 2715) 시험을 실시하였다. XRD는 Cu-Kα, 2θ = 5°~60°, 1°/min의 조건으로 측정하였다. 또한, 재령 28일 시험체에 대해 수화반응을 정지시킨 후, 건조시켜 SEM/EDS (Scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectrometer) 분석을 실시하였다.

3.1. 흡수율과 밀도

FA와 GGBFS의 혼합 중량비를 3종류(R6, R7 및 R8)로 달 리하여, 알칼리 활성화 시킨 시험체를 5, 15 및 25°C의 해수에 침지시킨 후, 재령에 따른 흡수율 및 밀도를 Fig. 1 및 2에 나타 내었다.

Fig. 1.

Water absorptions for (a) R6 (b) R7, and (c) R8 specimens immersed in sea waters at three different temperatures

Fig. 2.

Bulk densities for (a) R6 (b) R7, and (c) R8 specimens immersed in sea waters at three different temperatures

Fig. 1에 나타난 흡수율 결과를 보면, 모든 시험체에 대해서 침지 재령 3 및 28일에 대해서 흡수율의 변화가 거의 없는 것 을 알 수 있다. 또한, 시험체가 침지된 해수의 온도와 관계없 이 침지 해수 온도별로 유사한 흡수율을 나타내고 있다.

FA와 GGBFS의 혼합 중량비에 따른 시험체의 침지 재령 3 및 28일에 대한 흡수율의 경우는, R8 시험체의 흡수율이 다른 시험체(R6 및 R7)에 비해 상대적으로 가장 높았으며, R6 시험 체가 가장 낮게 측정되었다. 즉, 시험체의 R6 < R7 < R8의 순 으로 흡수율이 높게 측정되었으며, 이는 FA 혼합 중량비가 증 가할수록 흡수율이 증가하는 것으로 나타난 것이다.

^{Zhu et al.(2014)}의 선행연구 결과에 따르면, FA와 GGBFS 를 사용한 AAC 실험에서 FA 혼합률이 증가할수록(GGBFS 혼합률 감소) 흡수율이 증가하는 경향을 나타내었다. ^{Zhu et al.(2014)}은 이러한 흡수율의 증가는 시험체 내부의 공극 또는 균열 등과 같은 결함의 증가로 인한 것이며, FA 및 GGBFS의 혼합 AAC에서 GGBFS의 혼합량 증가는 시험체 내부의 공극 을 감소시키는 효과가 있다고 보고하고 있다. ^{Ismail et al. (2013)}의 FA 및 GGBFS 혼합 AAC 연구에서는 FA의 혼합량 이 증가함에 따라 시험체 내의 총공극률이 증가하는 결과를 보여주고 있다. 따라서, FA의 혼합율 증가는 FA와 GGBFS 혼 합 AAC에서 시험체 내의 총공극률을 증가시키고, 이는 흡수 율의 증가와 밀도의 감소에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

Fig. 2에 나타낸 밀도 측정 결과를 보면, R6 및 R7의 침지 재 령 3일에 대한 밀도는 침지된 해수 온도에 대해서 대체적으로 1.82~1.83(10³ g/mm³) 정도의 측정값을 나타냄에 따라, 침지 된 해수 온도에 따른 밀도가 유사한 것으로 판단된다. R8 시험 체는 R6 및 R7 시험체들에 비해 상대적으로 낮은 밀도를 나타냈 으며, 15 및 25°C의 해수 온도에 대해서는 1.76~1.77(10³ g/mm³) 의 유사한 밀도를 나타냈다.

시험체들의 침지 재령 28일에 대한 밀도를 살펴보면, R6 및 R7 시험체의 경우 침지된 해수 온도 5 및 15°C에 대해서, 그리 고 R8 시험체의 경우 15 및 25°C의 온도에 대해서 유사한 밀 도값을 보이고 있다. 또한, R8 시험체의 경우는 침지 재령에 따라 밀도의 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작 된 시험체의 침지된 해수 온도 및 밀도에 대한 뚜렷한 경향성 은 나타나지 않았으며, 대체적으로 FA와 GGBFS의 혼합 중 량비에 대해서, FA의 혼합비가 증가할수록 밀도가 감소하는 것으로 판단된다. 이러한 밀도 측정 결과는 흡수율 시험 결과 와 연관성이 있는 것으로 나타났다. 즉, 흡수율이 증가함에 따 라 밀도는 감소하는 경향을 보이고 있다.

3.2. 압축강도

본 연구에서 60 ± 2°C의 온도로 24시간 동안 양생하여 5, 15 및 25°C의 해수에 침지시킨 시험체의 재령에 따른 압축강도 는 Fig. 3에 나타내었다.

Fig. 3.

Compressive strengths for (a) R6 (b) R7, and (c) R8 specimens immersed in sea waters at three different temperatures

압축강도 측정결과, 모든 해수 침지 재령에 대해서 R6 > R7 > R8 순서로 강도가 높게 나타난 것을 알 수 있다. 즉, FA와 GGBFS를 혼합한 AAC에서 FA 혼합률이 증가(GGBFS 혼합 률 감소)할수록 강도가 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구 에서 보여준 FA와 GGBFS의 혼합비에 따른 경화된 AAC에 서 FA 혼합 중량비가 증가할수록 압축강도가 감소하는 결과 는 선행연구에서도 보고되고 있다(^{Ismail et al., 2014}; ^{Yang et al., 2014}; ^{Zhu et al., 2014}).

^{Zhu et al.(2014)}의 연구에 따르면 FA를 기반으로 한 AAC 경화체 보다 FA에 GGBFS가 혼합된 AAC 경화체의 강도 발 현이 우수하며, FA와 GGBFS에서 GGBFS의 혼합 중량비가 클수록(FA 혼합비가 작을수록) 압축강도가 큰 것으로 보고하 고 있다. ^{Zhu et al.(2014)}의 연구에서는 FA를 기반으로 한 AAC 경화체의 압축강도가 15 MPa 수준으로 나타난 것을 알 수 있는데, 본 연구에서는 FA 또는 GGBFS에 혼합하여 사용 할 경우 강도 증진에 효과가 있는 것으로 보고된 CaCO₃를 첨 가제로 사용하였지만, 본 연구에서 시험체가 나타낸 최대 강 도값은 선행연구 결과와 비교하였을 때 15 MPa 수준보다 낮 은 것으로 나타났다. ^{Shaikh and Supit(2014)}의 연구에 따르면, 시멘트와 FA를 혼합하여 제작하는 모르타르에 CaCO₃를 함 유할 경우, 혼합되는 시멘트와 FA의 양에 따라 CaCO₃가 강도 에 미치는 영향은 다른 것으로 나타났다. ^{Shaikh and Supit (2014)}의 연구에서는 모르타르에서 시멘트 보다 FA 혼합량 이 더 많은 경우에 CaCO₃ 첨가 여부에 따라 강도 증진 효과가 큰 것으로 보고되고 있다. ^{Liu and Yan(2010)}에 의하면, CaCO₃ 는 시험체 내부에서 충전재(Filler) 역할을 함에 따라, 강도 증 진 효과를 가져올 수 있다고 한다.

본 연구에서 R6 > R7 > R8 순서로 강도가 높은 경향은 앞 절에서 언급한 밀도 및 흡수율의 시험 결과가 이를 뒷받침 하 는 것으로 판단된다. 밀도 및 흡수율은 시험체 내 조직의 밀실 한 정도를 보여주는 것으로 간주된다. 본 연구에서 시험체의 R6, R7 및 R8 순서로 밀도는 높고, 흡수율은 낮은 경향을 나타 냈다. 따라서, FA와 GGBFS의 혼합에서 FA 혼합량이 증가할 수록 24시간 동안 60 ± 2°C의 온도에서 경화가 잘 되지 않으 며, 즉 치밀한 조직구조 형성이 되지 않으며, 이에 따라 압축 강도가 낮은 것으로 판단된다. ^{Komnitsas et al.(2007)}의 연구 에 따르면, 슬래그와 카올리나이트(kaolinite)를 수산화나트 륨(NaOH)과 규산나트륨(Na₂SiO₃)으로 알칼리 활성화 시킨 AAC를 80°C의 온도로 48시간 동안 양생하여, 상온에 28일간 둔 후, 해수에 침지하였을 때, AAC의 구조적 상태 및 내구성 은 침지된 해수의 영향을 거의 받지 않는 것으로 보고하고 있 다. ^{Fernandez-Jimenez et al.(2007)}은 FA를 수산화나트륨(NaOH) 및 규산나트륨(Na₂SiO₃)으로 알칼리 활성화 시킨 AAC를 85°C 의 온도로 20시간 동안 양생시킨 후, 시험체를 해수에 침지하 여 해수 침지 재령에 따른 압축강도 결과를 보고하였다. ^{Fernandez-Jimenez et al.(2007)}이 보고한 연구결과에 따르면, 해수 침지에 대해서 FA를 규산나트륨으로 알칼리 활성화 시 킨 AAC의 압축강도가 FA를 수산화나트륨으로 알칼리 활성 화 시킨 AAC 보다 높은 압축강도를 나타냈다. 또한, FA를 수 산화나트륨으로 알칼리 활성화 시킨 AAC의 해수 침지 재령 28일에 대한 압축강도는 해수 침지 7일에 대한 압축강도 보다 감소하였다. 하지만, FA를 규산나트륨으로 알칼리 활성화 시 킨 AAC는 해수 침지 재령 28일의 압축강도는 해수 침지 7일 보다 약 40MPa 정도 높게 나타난 것으로 보고하고 있다. ^{Fernandez-Jimenez et al.(2007)}은 FA를 수산화나트륨 보다 규산나트륨으로 알칼리 활성화 시킨 AAC의 역학적 강도가 높은 이유는 규산염(silicate) 이온이 Si-rich-gel을 가지는 밀 실한 구조 형성을 유도하기 때문이라고 설명하고 있다.

본 연구에서 침지된 해수 온도에 따른 시험체의 강도 발현 특성을 살펴보면, R6 시험체의 경우는 재령 28일의 해수 온도 별(5, 15 및 25°C) 압축강도는 13.9~14.2 MPa, R7 시험체의 경우는 12.7~13.3 MPa, 그리고 R8 시험체의 경우는 12.6~ 13.2 MPa로 모든 시험체에 대해서 침지된 해수 온도에 따른 강도 차이는 대체적으로 0.3~0.6 MPa 인 것으로 나타났다. 이 러한 강도 차이는 측정 오차 범위에 들어감에 따라, 본 연구에 서 R6, R7 및 R8 시험체 각각에 대해서 침지된 해수 온도별에 따른 강도는 거의 유사한 것으로 간주된다.

또한, 일반적으로 AAC 경화체는 사용된 알칼리 활성화제 의 종류, AAC로 사용된 원재료의 종류, 알칼리 활성화제와 AAC의 중량비, 양생 기간 및 양생 온도 등에 의해서 물리적 성질이 달라지는 것으로 보고되고 있다(^{Álvarez-Ayuso et al., 2008}; ^{Bakharev, 2005}; ^{Bondar et al., 2011}; ^{Jun and Oh, 2015}; ^{Somna et al., 2011}). AAC 경화체의 물리적 성질에 영향을 미 치는 요인에 관한 선행 연구에 의하면(^{Álvarez-Ayuso et al., 2008}; ^{Bakharev, 2005}; Bondar et al., 2011; ^{Jun and Oh, 2015}; ^{Somna et al., 2011}), 선행 연구에서 언급한 임의의 어떤 변수 에 따른 강도 발현의 차이는 대체적으로 10% 이상을 나타내 고 있다. 선행 연구에서 언급하는 강도 특성 차이와 비교하여, 본 연구에서 나타난 각각의 AAC(R6, R7 및 R8)에 대한 침지 해수 온도별 강도 결과값 차이는 거의 미미한 것으로 간주된 다. 따라서, 본 연구에서 제작된 FA 및 GGBFS 혼합 AAC 경 화체는 노출된 해수 온도 영향으로 인한 강도 차이는 없는 것 으로 판단된다. ^Olivia(2011)의 해수에 노출한 FA 기반 AAC 콘크리트 연구에서는 해수에 노출된 FA 기반 AAC 콘크리트 의 강도 변화의 차이는 콘크리트 제작을 위한 혼합물들의 구 성요소에 의해 결정되는 것으로 언급하고 있다. AAC 콘크리 트에 대한 선행 연구에 따르면 포틀랜드 시멘트로 제작한 콘 크리트에 비해 FA 기반 AAC로 제작한 콘크리트가 해수 환경 에서 보다 우수한 내구성을 나타내는 것으로 보고되고 있다 (^{Olivia, 2011}; ^{Olivia et al., 2012}). ^Olivia(2011)는 해수에서 습 윤 상태로, 그리고 고온에서 건조 상태로 하는 반복적인 주기 를 FA 기반 AAC로 제작한 콘크리트 및 포틀랜드 시멘트로 제작한 콘크리트에 적용하였으며, FA 기반 AAC로 제작한 콘 크리트는 포틀랜드 시멘트로 제작한 콘크리트에 비해 반복적 인 습윤 건조 상태에서도 전반적으로 강도 감소 변화는 거의 없는 것으로 보고하고 있다. ^Olivia(2011)는 FA 기반 AAC는 고온의 열에서 잘 형성되는 비금속 무기재료임에 따라, 해수 에서의 습윤 상태와 고온 건조의 반복적인 노출은 FA 기반 AAC로 제작한 콘크리트 내에 반응생성물의 빠른 결정화 과 정을 유도함으로써 소폭의 강도 증진을 야기하는 것으로 설 명하고 있으며, 이에 따라 FA 기반 AAC로 제작한 콘크리트 는 조석의 간만, 파랑의 물보라에 의한 건습의 반복 작용을 받 는 해양 환경에 적용 가능할 것으로 언급하고 있다.

3.3. X선 회절분석(X-ray diffraction, XRD)

본 연구에서는 FA 및 GGBFS 혼합 AAC 시험체를 5, 15 및 25°C의 해수에 침지시킨 후, 해수 침지 재령 28일에 대한 시험 체들의 XRD 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 제작된 시험 체들 중에서 높은 압축강도를 나타낸 R6 시험체에 대한 침지 해수 온도별 XRD 패턴과 침지 해수 온도 25°C에 대한 FA 및 GGBFS 혼합 AAC별 XRD 패턴을 Fig. 4 및 5에 대표적으로 나타내었다.

Fig. 4.

XRD patterns of R6 specimen after 28 days immersion in sea water

Fig. 5.

Comparison of the XRD patterns between the specimens for 2 θ = 25°~55°

침지 재령 28일에 대한 시험체들의 XRD 분석 결과, FA와 GGBFS 혼합 중량비에 대한 R6, R7 및 R8 시험체별 및 각각 의 시험체에 대해서 침지된 해수온도별로 시험체 내에서 확 인된 반응생성물의 차이는 없는 것으로 나타났다. 시험체들 중에서 침지 해수 온도별 대표적인 XRD 패턴을 나타낸 Fig. 4 에서 보는 바와 같이, R6 시험체를 비롯한 모든 시험체 내에서 FA 원재료의 구성광물인 Quartz, Mullite 및 Magnesioferrite 와 반응생성물인 C-S-H 및 Calcite가 확인되었다. 선행 연구 에 따르면(^{Ismail et al., 2014}; Bernal et al., 2013), 일반적으로 FA 기반 AAC에서는 비결정질(Amorphous phase)의 알루미 노실리케이트(Aluminosilicate) gel이 생성되며, GGBFS 기반 AAC에서는 토버모라이트(Tobermorite) 결정과 유사한 C-S-H 가 형성되어 강도 발현에 영향을 주는 것으로 보고되어 있다. ^{Yang et al.(2014)}은 FA와 GGBFS를 혼합하여 제작한 AAC에 서는 알루미노실리케이트 gel 뿐만 아니라 C-S-H 또한 형성 되어, FA를 기반으로 한 AAC 보다 낮은 공극률을 나타낸다 고 보고하고 있다. 선행 연구에서는 XRD의 27~29°(2θ)에서 솟아오른 언덕 형태가 비결정질의 알루미노실리케이트 gel 형성을 의미하는 것으로 보고하고 있으며(^{Duxson et al., 2007}), 본 연구에서의 시험체들은 침지된 해수 온도와 관계없이, FA 와 GGBFS의 혼합비에 따른 비결정질의 차이는 없는 것으로 나타났다. 하지만, FA와 GGBFS의 혼합비에 따라 C-S-H 피 크 세기는 다른 것으로 나타났으며, Fig. 5에서 보는 바와 같이 GGBFS의 혼합비가 증가할수록(R8→R7→R6) C-S-H의 피크가 커지는 것으로 나타났다. 강도를 증진시키는 중요한 역할을 하는 것으로 보고된 C-S-H의 피크 세기의 증가는 GGBFS 혼합율 증가에 따라 강도가 증가(R8 < R7 < R6)하였 던 결과를 뒷받침 하는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 FA와 GGBFS의 혼합비 및 침지된 해수 온도에 관계없이, 모든 시험 체 내에서 첨가제로 사용된 Calcite(CaCO₃)의 피크가 확인되 었는데, 이는 CaCO₃가 침지 재령 28일에도 반응하지 않고 시 험체 내에 존재하고 있는 것을 보여준다. 이러한 결과는 CaCO₃를 사용한 ^{Liu and Yan(2010)}의 선행연구 결과와 일치 하는 것으로 나타났다.

앞 절에서 언급한 FA 기반 AAC 시험체를 해수에 침지한 ^{Fernandez-Jimenez et al.(2007)}의 연구결과에 따르면, 해수 내 의 Mg 이온이 시험체 matrix에 스며들어 gel 성분과 반응생성 물의 형태 변화를 야기했지만, 이러한 반응은 드물게 관찰되 었으며, 역학적 강도 특성에 영향을 미치는 정도는 아닌 것으 로 보고하고 있다. 본 연구에서는 모든 시험체에 대해서 침지 된 해수 중의 Cl^-, Na⁺, SO₄^2- 및 Ma²⁺ 등의 이온들과의 반응물 은 확인되지 않는 것으로 나타났다.

3.4. 염화물 함유량

본 연구에서는 해수 침지 재령 28일 시험체에 대해 산-가용성 염화물(Acid-soluble chloride) 및 수용성 염화물(Water-soluble chloride) 분석을 실시하였으며, 측정된 염화물의 양(Cl, %)은 Fig. 6에 나타내었다. 산-가용성 염화물은 산에 용해되는 염화 물로 경화체 내의 총염화물(Total chloride)을 나타내며, 수용 성 염화물은 경화체 내의 공극 용액 중에 용해되어 자유롭게 이동하는 자유염화물(Free chloride)을 의미한다(KS F 2714 및 KS F 2715). 경화체 내에 존재하는 총염화물(Total chloride) 은 일반적으로 자유염화물(Free chloride)과 고정염화물(Bound chloride)로 분류된다(^{Ismail et al., 2013}). 고정염화물(Bound chloride)은 물리적 흡착 및 화학적으로 반응하여 고정된 염화 물을 의미하며, 총염화물과 자유염화물의 차로 간주된다(^{Ismail et al., 2013}; ^{Yoon, 2006}).

Fig. 6.

Acid- and water-soluble chloride contents of specimens after 28 days immersion in sea water

Fig. 6에서 보는 바와 같이, FA와 GGBFS 혼합 중량비에 대 한 R6, R7 및 R8의 각각의 시험체에 대해서 5°C에서 25°C의 침지 해수 온도 변화에 따른 산-가용성 염화물(총염화물)량 및 수용성 염화물(자유염화물)량은 대체적으로 비슷한 수준 인 것으로 나타났다. 하지만, FA와 GGBFS 혼합 중량비에 대 해서 GGBFS의 혼합비가 감소(FA 혼합률 중가)할수록 산-가 용성 염화물(총염화물) 및 수용성 염화물(자유염화물)의 양 이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 본 연구에서는 GGBFS 의 혼합비가 감소(FA 혼합률 증가)할수록 고정염화물이 대체 적으로 증가하는 것으로 나타났다. GGBFS 혼합비가 가장 낮 은 R8 시험체는 수용성 염화물(자유염화물)량 뿐만 아니라 고 정염화물량 또한 상대적으로 높게 나타났다. ^Yoon(2006) 및 ^{Lee et al.(2010)}의 선행연구결과에서도 공극 내의 자유염화 물량이 증가하면 이에 따라 고정염화물량 또한 증가하는 것 으로 보고하고 있다. ^{Lee et al.(2010)}에 따르면, 경화체 내의 공극 감소는 감소된 공극에 의해 공극 내에 존재할 수 있는 자 유염화물량이 줄어들게 되며, 이에 따라 고정염화물 조성을 감소시킨다고 설명하고 있다(^{Yoon, 2006}). 본 연구에서는 흡 수율과 밀도 실험결과에서 나타난 바와 같이, 상대적으로 낮 은 GGBFS 혼합률은 낮은 밀도와 높은 흡수율이 측정되었는 데, 이는 앞에서 언급한 것처럼 시험체 내부의 조직이 치밀하 지 못하고 내부에 다수의 공극 또는 균열 등의 내부결함이 존 재하기 때문으로 판단된다. 상대적으로 치밀하지 못한 조직 과 시험체 내의 많은 공극 등이 공극내 수용성 염화물(자유염 화물)량을 증가시킨 요인인 것으로 판단된다.

본 연구에서는 해수 침지 온도와 관계없이 침지 재령 28일 에 측정된 시험체들의 고정염화물량은 0.02~0.08%로 나타났 지만, XRD 분석 결과에서는 C-S-H 외에 확인된 반응생성물 은 없는 것으로 보여주었다. 이는, 해수에 침지된 모든 시험체 는 염화물 이온 침투로 인해 반응물이 생성되었지만, 생성량이 미소하여 XRD 패턴에서는 검출되지 않은 것으로 판단된다.

3.5. SEM/EDS(Scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectrometer) 분석

본 연구에서는 5, 15 및 25°C의 해수에 28일 동안 침지시킨 시험체 내에 생성된 반응생성물의 화학분석을 위해 SEM/EDS 를 실시하였다. SEM/EDS 분석은 시험체의 Secondary electron image(SE image)를 이용하였으며, 시험체의 절단면이 사용되 었다. 시험체들의 대표적인 SE image와 SE image에서 EDS 분석을 실시한 대표적 위치를 화살표로 표기하여 Fig. 7~9에 나타내었다. Fig. 7~9에서 보는 바와 같이, 시험체의 내부는 대체적으로 치밀하지 않은 것으로 나타났다. 침지한 해수 온 도에 따른 시험체 내부의 조직구조에서 뚜렷한 차이는 나타 나지 않았지만, FA와 GGBFS의 혼합 중량비에 대한 R6, R7 및 R8 시험체 내의 조직의 치밀한 정도는 다른 것으로 나타났 다. FA와 GGBFS를 혼합한 AAC에서 FA 혼합률이 증가 (GGBFS 혼합률 감소)할수록 시험체 내부의 조직구조는 치밀 하지 않은 것으로 나타났다. 이는 FA 혼합률이 증가(GGBFS 혼합률 감소)할수록 밀도 감소와 흡수율 증가 및 강도가 감소 하는 경향을 나타낸 결과를 뒷받침 하는 것으로 판단된다.Fig. 8.

Fig. 7.

SEM SE images of R6 specimen immersed in sea water at (a) 5°C, (b) 15°C, and (c) 25°C. The locations of the elemental analysis on the provided SEM images are indicated by arrows

Fig. 8.

SEM SE images of R7 specimen immersed in sea water at (a) 5°C, (b) 15°C, and (c) 25°C. The locations of the elemental analysis on the provided SEM images are indicated by arrows. Black arrows indicate sites where Cl element was identified

Fig. 9.

SEM SE images of R8 specimen immersed in sea water at (a) 5°C, (b) 15°C, and (c) 25°C. The locations of the elemental analysis on the provided SEM images are indicated by arrows. Black arrows indicate sites where Cl element was identified

본 연구에서는 EDS를 분석한 지점들 중에서 Cl 원소가 함 유된 것으로 나타난 지점들은 검은색 화살표로 구분하여 표 기하였다. SE images에서 보는 바와 같이, R8 시험체에서 Cl 원소를 함유하고 있는 지점들이 상대적으로 많은 것으로 나 타났다(Fig. 7~9). 이는 시험체의 염화물 분석 결과에서 FA 혼 합률이 가장 많은 R8 시험체의 고정염화물량이 다른 시험체 에 비해 상대적으로 높게 나타났던 결과를 보여주는 것으로 판단된다.

본 연구에서 FA와 GGBFS를 혼합한 AAC를 60°C로 24시 간 양생 후, 해수에 침지한 경우 FA 혼합률이 많을수록 내부 의 조직이 치밀하지 않음에 따라 해수에 침지되는 동안 해수 의 유입이 용이하여 염화물의 물리적 흡착 및 화학적 반응이 일어날 수 있는 환경이 보다 쉽게 만들어지는 것으로 나타났 다. 이에 비해, 침지된 해수의 온도가 시험체 내부의 조직 및 반응생성물에 미치는 영향은 없는 것으로 나타났다.