3.1. 압축강도
Fig. 1은 AAM 모르타르의 재령별 압축강도, Fig. 2는 재령 91일 압축강도를 기준으로 재령별 압축강도 발현율을 나타낸 다. 먼저, 초기양생 23°C에서의 GGBFS 30%의 경우 Ms비가 1.0,
1.5 및 2.0으로 증가할수록 재령 28일 압축강도는 26.5, 35.7 및 41.9 MPa, GGBFS 50%의 경우 39.4, 35.3 및 65.7
MPa, GGBFS 70%의 경우 39.1, 48.5 및 68.5MPa, GGBFS 100%의 경우 42.7, 50.3 및 63.9 MPa로 증가하는
것을 알 수 있다. 그리고 초기양생 23°C에서의 Ms비 1.0의 경우 GGBFS 가 30, 50, 70 및 100 %로 증가할수록 재령 28일 압축강도는
26.5, 39.4, 39.1 및 42.7 MPa, Ms비 1.5의 경우 35.7, 35.3, 48.5 및 50.3 MPa, Ms 2.0의 경우 41.9,
65.7, 68.5 및 63.9 MPa로 오 차는 보이지만 대체적으로 증가하는 경향이 나타났다.
Fig. 1.
Compressive strength of AAM mortars
Fig. 2.
Ratio of compressive strength of AAM mortars at 91 days
결론적으로 GGBFS 치환량 및 Ms비가 증가할수록 압축강 도가 높은 경향이 나타났다. 이는, Ms비가 증가할수록 액상 규산나트륨으로부터 반응성 Si
공급량이 증가하여, OH- 이온 에 의해 GGBFS로부터 용출되는 Ca2+ 이온과 빠르게 반응하 여 OPC 수화생성물과 유사한 C-S-H의 생성량이 증가되기 때 문으로 생각된다. 그리고 초기양생 70°C의 경우에는 Ms비가
증가할수록 압축강도는 증가하는 경향이 나타났으나, GGBFS 증가에 따른 압축강도 증가는 Ms비 2.0의 경우에만 뚜렷한 경 향이 나타났다. 또한,
초기에 고온양생을 실시한 경우에는 재 령 3일에서 재령 91일 압축강도의 82.7~122.7%(평균 98.6%) 의 매우 빠른 강도발현이 나타났다.
3.2. 길이변화
Fig. 3는 GGBFS 치환율, Ms비 및 양생온도에 따른 AAM 모르타르의 길이변화율을 나타낸다. 전체적으로 약 재령 60 일부근까지는 길이변화율의 기울기가
급격하고, 약 재령 60 일 부근이후부터 기울기가 점차 완만해 지는 것을 알 수 있다.
Fig. 3.
Length change of AAM mortar
길이변화는 동일한 Ms비의 경우에는 GGBFS 치환량이 증 가할수록 길이변화가 커지는 것을 알 수 있다. 또한, 동일한 GGBFS 치환량의 경우에는
Ms비가 증가할수록 길이변화는 감소하는 경향이 나타났다. 그리고 동일 배합 조건에서는 초기 양생온도가 높을수록 건조수축은 감소하는 경향이 나타났다.
초기양생 23°C에서의 Ms비 1.0의 경우 GGBFS가 30, 50, 70 및 100%로 증가할수록 재령 210일 길이변화율은 -0.055, -0.094,
-0.119 및 -0.098%, Ms비 1.5의 경우 -0.057, -0.064, -0.092 및 -0.111%, Ms비 2.0의 경우 -0.023,
-0.046, -0.097 및 -0.106%로 약간의 오차는 보이지만 대체적으로 길이변화율 의 절대값이 증가하는 경향이 나타나, GGBFS 치환량이
증가 할수록 건조수축이 커지는 것을 알 수 있다.
그리고 초기양생 23°C에서의 GGBFS 30%의 경우 Ms비가 1.0, 1.5 및 2.0으로 증가할수록 재령 210일 길이변화율은 -0.055,
-0.057 및 –0.023%, GGBFS 50%의 경우 -0.094, -0.064 및 -0.046%, GGBFS 70%의 경우 -0.109, -0.092
및 –0.097%, GGBFS 100%의 경우 -0.098, -0.111 및 -0.106%로 약간의 오 차는 보이지만 대체적으로 길이변화율의 절대값이
작아지는 경향이 나타나, Ms비가 증가할수록 건조수축이 작아지는 것 을 알 수 있다.
초기양생 70°C에서의 Ms비 1.0의 경우 GGBFS가 30, 50, 70 및 100%로 증가할수록 재령 210일 길이변화율은 -0.034, -0.062,
-0.070 및 –0.082 %, Ms비 1.5의 경우 -0.028, -0.048, -0.048 및 -0.072%, Ms비 2.0의 경우 -0.034,
-0.033, -0.029 및 -0.027%로 Ms비 2.0을 제외하고는 대체적으로 길이변화율의 절대값이 증가하는 경향이 나타나, GGBFS 치환량이
증가할 수록 건조수축이 커지는 것을 알 수 있다. 여기서, 초기양생 70°C 및 Ms비 2.0의 경우에는 초기에 C-S-H 등의 반응생성물 이 생성됨에
따라 장기적인 차이점은 뚜렷하지 않은 것으로 생각된다.
그리고 초기양생 70°C에서의 GGBFS 30% 경우 Ms비가 1.0, 1.5 및 2.0으로 증가할수록 재령 210일 길이변화율은 -0.034, -0.028
및 -0.034 %, GGBFS 50 %의 경우 -0.062, -0.048 및 -0.033%, GGBFS 70%의 경우 -0.070, -0.048
및 -0.029%, GGBFS 100%의 경우 -0.082, -0.072 및 -0.027%로 약간의 오 차는 보이지만 Ms비가 증가할수록 건조수축이
작아지는 것 을 알 수 있다.
GGBFS, Ms비 및 재령에 따른 AAM 모르타르의 건조수축 추정식을 도출하기 위해 회귀분석을 실시하였다. Table 3은 배합조건별 단순회귀분석 및 GGBFS, Ms비 및 재령에 따른 다중회귀분석 결과를 정리한 표이다. 배합조건별 추정식의 유의성을 검토하기 위하여
단순회귀분석 결정계수(R2)를 검 토한 결과 0.7867~0.9786(평균 0.9359)로 높은 상관관계를 보 이고 있어서 추정식은 유효하다고 판단할 수 있다. 여기서 S30-1.5-23의
경우 결정계수가 0.7867로 낮은 이유는 측정과 정의 오류로 판단되나, 실측값의 수정은 수행하지 않았다.
Table 3.
Dry Shrinkage regression equations of AAM mortals
|
Label
|
Single regression equations (recommend t range(10 < t≤210))
|
Coefficient of determination R2 |
|
|
S30-1.0-23
|
ε(S30-1.0-23) = -0.012ln(t)-0.0003
|
0.8287
|
|
S30-1.5-23
|
ε(S30-1.5-23) = -0.011ln(t)-0.0046
|
0.7867
|
|
S30-2.0-23
|
ε(S30-2.0-23) = -0.008ln(t)+0.0174
|
0.9238
|
|
S50-1.0-23
|
ε(S50-1.0-23) = -0.026ln(t)+0.0323
|
0.9367
|
|
S50-1.5-23
|
ε(S50-1.5-23) = -0.017ln(t)+0.0208
|
0.9492
|
|
S50-2.0-23
|
ε(S50-2.0-23) = -0.012ln(t)+0.0149
|
0.9439
|
|
S70-1.0-23
|
ε(S70-1.0-23) = -0.036ln(t)+0.0604
|
0.9977
|
|
S70-1.5-23
|
ε(S70-1.5-23) = -0.025ln(t)+0.0363
|
0.9694
|
|
S70-2.0-23
|
ε(S70-2.0-23) = -0.027ln(t)+0.0419
|
0.9776
|
|
S100-1.0-23
|
ε(S100-1.0-23) = -0.027ln(t)+0.0363
|
0.9617
|
|
S100-1.5-23
|
ε(S100-1.5-23) = -0.032ln(t)+0.0508
|
0.9786
|
|
S100-2.0-23
|
ε(S100-1.5-23) = -0.028ln(t)+0.0381
|
0.9623
|
|
|
In case of initial temp. 70°C
|
|
|
S30-1.0-70
|
ε(S30-1.0-70) = -0.011ln(t)-0.0135
|
0.9112
|
|
S30-1.5-70
|
ε(S30-1.5-70) = -0.008ln(t)+0.0160
|
0.9429
|
|
S30-2.0-70
|
ε(S30-2.0-70) = -0.011ln(t)+0.0261
|
0.9004
|
|
S50-1.0-70
|
ε(S50-1.0-70) = -0.022ln(t)+0.0498
|
0.9515
|
|
S50-1.5-70
|
ε(S50-1.5-70) = -0.016ln(t)+0.0363
|
0.9601
|
|
S50-2.0-70
|
ε(S50-2.0-70) = -0.011ln(t)+0.0252
|
0.9015
|
|
S70-1.0-70
|
ε(S70-1.0-70) = -0.024ln(t)+0.0578
|
0.9577
|
|
S70-1.5-70
|
ε(S70-1.5-70) = -0.016ln(t)+0.0356
|
0.9767
|
|
S70-2.0-70
|
ε(S70-2.0-70) = -0.011ln(t)+0.0251
|
0.9339
|
|
S100-1.0-70
|
ε(S100-1.0-70) = -0.026ln(t)+0.0662
|
0.92587
|
|
S100-1.5-70
|
ε(S100-1.5-70) = -0.024ln(t)+0.0572
|
0.9649
|
|
S100-2.0-70
|
ε(S100-2.0-70) = -0.009ln(t)+0.0223
|
0.9422
|
|
|
Lable
|
Multi Regression equations {recommend t range (10 < t ≤210)}
|
Coefficient of Determination R2 |
|
|
temp. 23
|
εsh(23) =-0.00059(G)+0.02413(M) -0.02288ln(t)+0.0328
|
0.8020
|
|
|
temp. 70
|
εsh(70)=-0.00011(G)+0.01587(M) -0.01623ln(t)+0.0210
|
0.8018
|
|
|
collective equation
|
εsh=-0.00032(G)+0.01849(M)-0.01937ln(t)+0.00072(T)-0.0081
|
0.8078
|
그리고 GGBFS, Ms비 및 재령을 독립변수로 설정하여 다 중회귀분석을 실시한 결과, 초기양생온도 23°C 및 70°C에서 결정계수 0.8020
및 0.8018로 타당한 상관관계를 보이고 있으 며, 변수를 조합하여 얻어진 추정식은 식 (2), (3)와 같다. 또한, GGBFS, Ms비, 재령 및 초기온도를 독립변수로 설정하여 다 중회귀분석을 실시한 경우의 결정계수는 0.8078로 타당한 상
관관계를 보이고 있다. 단, 모든 추정식은 실제 측정범위를 고 려하여 GGBFS 30~100%, Ms비 1.0~2.0 및 재령 10~210일까 지
유효하다고 판단되며, 양생온도의 경우 독립변수의 관측 수가 2가지인 것을 고려하여 개별 추정식도 같이 제안한다.
여기서, G : GGBFS 치환량(%)
M : Ms [SiO2/Na2O molar ratio]
T : 초기양생온도(°C)
t : 모르타르 재령(일)
독립변수별 유의성을 확인하기 위하여 변수별 ｜t-통계값｜ 을 분석하였다. 여기서 ｜t-통계값｜이 클수록 건조수축에 미 치는 영향력이 크다고 볼 수
있다. 그 결과, 초기양생온도 23°C의 경우의 GGBFS, Ms비 및 재령의 ｜t-통계값｜을 보면 33.34, 22.05 및 54.61로서 재령
> GGBFS 치환량 > Ms비 순 으로 건조수축에 영향력을 미치는 것으로 파악하였다. 그리 고, 초기양생온도 70°C의 경우의 GGBFS, Ms비
및 재령의 ｜ t-통계값｜을 보면 10.89, 25.96 및 64.38로서 재령 > Ms비 > GGBFS치환량 순으로 건조수축에 미치는 영향력의 상대적
차 이를 파악하였다. 여기서, 양생온도 70°C의 경우 GGBFS보다 Ms비의 영향력이 상대적으로 큰 이유는 Fig. 3(f)와 같이 고온양 생에서 Ms비 2.0의 경우에는 GGBFS에 의한 길이변화의 차이가 뚜렷하지 않은 것에 기인된 결과라고 생각된다. 모든 변수를 반
영한 추정식의 경우 GGBFS, Ms비, 재령 및 초기온도의 ｜t-통 계값｜은 28.09, 26.57, 69.69 및 60.02로서 재령 > 초기양생온도
> GGBFS > Ms 순으로 영향력을 미치는 것으로 파악하였다.