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Thermodynamic Modeling of Long-Term Phase Development of Slag Cement in Seawater
Park, Solmoi(박솔뫼),Suh, Yongcheol(서용철),Nam, Kwang Hee(남광희),Won, Younsang(원윤상) 대한토목학회 2021 대한토목학회논문집 Vol.41 No.4
고로슬래그는 콘크리트의 염소이온침투 저항성능 개선 목적으로 가장 널리 활용되는 혼화재이나, 해수에 노출된 고로슬래그 혼입 콘크리트의 장기거동 및 상변이에 대한 보고는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 열역학 모델링을 통해 해수에 노출된 슬래그 시멘트의 장기 상변이를 모사하였다. 모델링 결과 슬래그 혼입은 해수에 노출되었을 때 상변이가 쉽게 일어나지 않는 안정적인 상을 생성시킬 것으로 예측되었다. 해수에 노출되었을 때 ettringite 생성으로 인해 포틀랜드 시멘트 및 슬래그 시멘트에서 모두 팽창이 일어날 것으로 예측되었으나, 슬래그 시멘트에서는 brucite가 덜 생기는 것을 확인하였다. 공극률은 슬래그 혼입 시멘트의 경우 더 높았으나, 염소 흡착능이 높은 알루미네이트 수화물이 슬래그 시멘트에서 더 활발히 생성되는 것을 확인하였다. 따라서 슬래그 혼입을 통해 해양 환경에서 사용되는 콘크리트의 내구성능을 크게 증진시킬 수 있는 것으로 나타났다. Known to improve resistance to chloride ingress, blast furnace slag is a widely used supplementary cementitious material. However, a detailed characterization of cements blended with slag exposed to seawater remains unavailable. This study employs thermodynamic modeling as a toolkit for assessing the long-term phase evolution of slag cement in seawater. The modeling result shows that slag incorporation leads to the formation of phases that are less prone to structural alteration in seawater. Formation of more ettringite is expected to induce expansion in both plain and blended cements, while brucite is unstable in the blended systems. Despite this, the porosity is expected to increase in the blended cements, and aluminate hydrates with a higher chloride binding capacity are more abundant in the blended cements. The results suggest that the use of slag in concrete improves the durability performance of concrete in marine environments.
열역학 모델링을 활용한 SCM의 반응도 예측에 관한 연구
다니엘타리쿠 ( Daniel Tariku ),박솔뫼 ( Solmoi Park ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
The materials investigated in this study are cement blended with fly ash and slag. For measurement of reactivity, the procedure in this study involves measuring the bound water content of hydrated blended samples using TGA and determining at which specific amount of SCM we can get bound water content from thermodynamic modelling that is similar to measurements from TGA. This technique is relatively simple and straightforward than the conventional methods available to estimate reactivity of SCMs and its predictions are shown to be fairly close to reactivity measurements from selective dissolution.
해수 노출에 의한 포틀랜드 시멘트, CAC 및 CSA 시멘트 수화물의 상변이에 관한 연구
타데세모게스 ( Tadesse D. Moges ),박솔뫼 ( Solmoi Park ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
Seawater exposure of offshore structures causes changes that could affect the service life of concrete. This study investigates the effect of seawater exposure in hydrated PC, CAC, and CSA cement paste. Crushed samples of PC, CAC, and CSA cement paste were immersed in seawater solution and the phase assemblage was compared with a reference sample after being characterized with TGA and XRD.