혼합 고로슬래그 미분말을 사용한 알칼리 활성화 시멘트의 강도 특성 (The Strength Properties of Alkali-Activated Cement with Blended Ground Granulated Blast Furnace Slag)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 30권 / 3호 / 315 ~ 324페이지
· 저자명 : 강충현, 김태완

초록

본 연구는 성분비가 서로 다른 두 종류의 고로슬래그 미분말(ground granulated blast furnace slag, GGBFS)을 혼합한결합재의 활성화 시멘트(alkali-activated slag cement, AASC)에 대한 것이다. GGBFS-A와 GGBFS-B의 두 슬래그를 10 % 단위로 치환하여 11개 case로 배합하였다. 알칼리 활성화제는 5 % activator(5 % NaOH + 5 % Na2SiO3)와 10 % activator(10 % NaOH + 10 % Na2SiO3)로 하고, w/b 비는 0.45이다. 실험은 압축강도, XRD, MIP, SEM/EDS 분석을 수행하였다. 그 결과 5 % activator에서는 혼합율에 따른 강도변화가 5 % 이내로 미미하였다. 그러나 10 % activator 에서는 R10(GGBFS-A 100%) R0(GGBFS-B 100%)와 비교하여 20.9 %의 강도가 향상되었다. XRD 결과 5 % activator 시험체들은 반응생성물질과 피크의 차이가 거의 없었다. 10 % activator는GGFBS-A의 비율이 증가할수록 amorphous phase가 감소하여 동일조건에서 GGBFS-A의 수화반응이 높은 것으로 나타났다. 또한MIP 결과 10 % activator 시험체가 5 % activator 보다 낮은 공극률과 공극크기를 가지고 있었다. SEM/EDS 분석을 통해 알칼리 활성화제의 농도가 높아질수록 Ca/Si 비가 높은 고밀도의 C-S-H가 생성되는 것을 확인하였다. 두 종류의 GGBFS를 혼합한 결합재의AASC의 강도 특성은 각 GGBFS의 성분비와 비율에 영향을 받으며 알칼리 활성화제의 농도가 큰 영향을 미친다. 10 %의 높은activator 환경에서는 염기도와 수화계수가 높을수록 강도 증가가 명확히 나타나지만, 5 %의 낮은 activator에서는 차이가 없었다.
따라서 염기도와 수화계수에 의한 강도 특성은 높은 activator 농도에 의한 GGBFS의 수화정도에 영향을 받는 것으로 판단된다.

영어초록

Alkali activated slag cement (AASC) mixed with two types of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) is studied. Two slags, GBFS-A and GGBFS-B, were replaced in 10 % increments and blended into 11 cases. The alkali activator is a 5 % activator (5 % NaOH + 5 % Na2SiO3) and a 10 % activator (10 % NaOH + 10 % Na2SiO3) and the W/B ratio is 0.45. Experiments were performed on compressive strength, and XRD, MIP, and SEM/EDS analyses were conducted. The results showed that the strength change according to the mixing ratio in the 5 % activator was less than 5 %. However, in the 10 % activator, the strength of R10 (GGBFS-A 100 %) was 20.9 % higher than that of R0 (GGBFS-B 100 %). The XRD results showed that the 5 % activator samples had little difference in peaks from the reaction product. The 10 % activator decreased the amorphous phase as the GGFBS-A ratio increased, indicating that GGBFS-A hydration was higher in the same conditions. The MIP results also showed that the 10% activator specimens had porosity and pore size lower than those with the 5 % activator. The SEM/EDS analysis showed that a high density of C-S-H with a high Ca/Si ratio was produced as the concentration of activator increased. The strength properties of the AASC of the two types of GGBFS blends are affected by the composition and ratio of each GGBFS and the concentration of alkali activator has a major influence. In the 10% high activator environment, with higher basicity and a higher hydraulic modulus, the increase was accordingly stronger, whereas the 5% lower activator did not show this trend. Therefore, it is considered that the strength characteristics by the basicity and hydraulic modulus are affected by the degree of hydration of GGBFS due to the high activator concentration.

참고자료

· 없음