고강도 고함량 고로슬래그 혼합 시멘트 모르터의 수화 및 포졸란 반응에 미치는 석회석 미분말과 실리카퓸의 영향 (Effects of Limestone Powder and Silica Fume on the Hydration and Pozzolanic Reaction of High-Strength High-Volume GGBFS Blended Cement Mortars)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 27권 / 2호 / 127 ~ 136페이지
· 저자명 : 정지용, 장승엽, 최영철, 정상화, 김성일

초록

본 연구는 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 특성에 미치는 석회석 미분말과 실리카퓸의 영향을 검토하기 위해 50%에서 최대 80%까지 고로슬래그를 다량 혼합하고, 석회석 미분말을 최대 20%, 실리카퓸을 최대 10%까지 혼합한 물-결합재비 20%의 고강도 시멘트 모르터의 유동성, 강도발현, 수화 및 포졸란 반응 특성, 공극율 및 공극 크기 분포 등을 분석하였다. 실험 결과에 따르면 고함량 고로슬래그 배합은 포틀랜드 시멘트 배합에 비해 고로슬래그의 낮은 표면 마찰로 유동성이 크게 향상되고, 시멘트 수화에 필요한 자유수가 많아져 수화반응이 촉진되면서 초기강도가 증가하나, 너무 낮은 물-결합재비와 단위시멘트량으로 인해 수산화칼슘의 생성량이 부족하여 포졸란 반응이 충분히 활성화되지 못함에 따라 장기강도 발현이 억제된다. 석회석 미분말은 유동성에는 큰 영향을 주지 않고, 역시 시멘트의 초기 수화를 촉진하는 것으로 나타났으나, 수화를 가속하는 효과는 고로슬래그보다 높지 않고, 고로슬래그와 달리 수경성이 없기 때문에 오히려 석회석 미분말의 치환율이 높아질수록 압축강도가 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 고분말의 고로슬래그를 사용하거나, 또는 실리카퓸으로 고로슬래그를 치환하는 경우 시멘트 수화에 필요한 자유수를 더 많이 흡착함으로써 유동성과 강도를 저하시키는 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그를 사용한 배합의 공극율이 보통 포틀랜드 시멘트 배합보다 낮게 나타났으나, 석회석 미분말은 공극율에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았고 실리카퓸은 낮은 시멘트 수화도로 인해 공극율을 오히려 증가시키는 것으로 나타났다. 반면 공극 크기 분포에 있어서는 고로슬래그와 실리카퓸를 혼합한 경우 미세공극이 증가하는 것으로 나타났다.

영어초록

To evaluate the effects of limestone powder and silica fume on the properties of high-strength high-volume ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) blended cement concrete, this study investigated the rheology, strength development, hydration and pozzolanic reaction characteristics, porosity and pore size distribution of high-strength mortars with the water-tobinder ratio of 20, 50 to 80% GGBFS, up to 20% limestone powder, and up to 10% silica fume. According to test results, compared with the Portland cement mixture, the high-volume GGBFS mixture had much higher flow due to the low surface friction of GGBFS particles and higher strength in the early age due to the accelerated cement hydration by increase of free water; however, because of too low water-to-binder ratio and cement content, and lack of calcium hydroxide content, the pozzolanic reactio cannot be activated and the long-term strength development was limited. Limestone powder did not affect the flowability, and also accelerate the early cement hydration. However, because its effect on the acceleration of cement hydration is not greater than that of GGBFS, and it does not have hydraulic reactivity unlikely to GGBFS, compressive strength was reduced proportional to the replacement ratio of limestone powder. Also, silica fume and very fine GGBFS lowered flow and strength by absorbing more free water required for cement hydration. Capillary porosities of GGBFS blended mortars were smaller than that of OPC mortar, but the effect of limestone powder on porosity was not noticeable, and silica fume increased porosity due to low degree of hydration. Nevertheless, it is confirmed that the addition of GGBFS and silica fume increases fine pores.

참고자료

· 없음