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CAC 및 석고혼입 CAC를 사용한 초속경 콘크리트-폴리머복합체의 공학적 특성
구자술,유승엽,김진만 한국건축시공학회 2016 한국건축시공학회지 Vol.16 No.2
Recently, application case of the ultra rapid hardening concrete-polymer composite(URHCPC) are increasing torepair for the deterioration of pavement. But it is a major disadvantage that the main material is expensive and hasenvironmental load. For these reasons, the development of the economic, eco-friendly materials is needed. CalciumAluminate Composite (CAC), produced by rapid cooling of atomizing method with molten ladle furnace slag, is amaterial capable of improving the economic feasibility and reducing the environmental load of URHCPC. In this paper,the properties of CAC and gypsum mixed CAC (GC) as alternative materials of RSC according to the types of polymerdispersion were studied. The results were as follows; compressive strength, tensile strength, flexural strength, bondingstrength and modulus of elasticity of the composites using CAC or GC showed higher values than those of plainproportion in 3 hour. In later age, they were at the same level as the general proportions. URHCPC using BPD aspolymer dispersion had superior strength properties generally. But modulus of elasticity was the same level as thecase of using a SBR latex. According to these results, CAC or GC can partially substituted for RSC to product theURHCPC. When URHCPC uses the BPD as the polymer dispersion, it can be improved performance. 최근 국내에서는 노후화된 도심지 도로 등을 신속하게보수하기 위하여 초속경 콘크리트-폴리머 복합체를 사용하는 사례가 증가하고 있다. 그러나, 초속경 콘크리트-폴리머 복합체의 주재료로 사용되는 초속경시멘트와 폴리머의 높은 가격과 큰 환경부하로 보다 경제적이고 친환경적인 재료의 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 제강슬래그를 재활용하여 환경부하가 작은 CAC 및 GC를 초속경시멘트에 일부 치환한 초속경 콘크리트-폴리머 복합체의 특성을 폴리머 종류별로 검토함으로써 초속경시멘트의 대체재로서 CAC 및 GC의 활용가능 여부와 초속경 콘크리트-폴리머 복합체의 성능향상 가능성을 검토하였다. 그 결과CAC 및 GC를 초속경시멘트에 일부 치환한 경우의 압축강도, 인장강도, 휨강도, 접착강도 및 탄성계수는 초기재령인 3시간에서는 기존보다 명확히 높은 값을 보였고, 그 이후의 재령에서는 거의 동등한 수준의 값을 보였다. 폴리머디스퍼션 종류에 따라서는 BPD를 사용한 경우가 강도측면에서는 전반적으로 우수하였지만, 탄성계수는 동등한수준을 보였다. 이상의 결과로부터 초속경 콘크리트-폴리머 복합체 제조용 시멘트로서 CAC 및 GC의 일부 대체사용이 가능하고, 폴리머 디스퍼션으로 BPD를 사용 시 초속경 콘크리트-폴리머 복합체의 성능향상도 가능한 것으로나타났다.
CaO-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>계 용융화합물의 물리·화학적 특성에 관한 연구
이근재,구자술,김진만,오상윤,Lee, Keun-Jae,Koo, Ja-Sul,Kim, Jin-Man,Oh, Sang-Yoon 한국콘크리트학회 2013 콘크리트학회논문집 Vol.25 No.2
이 연구에서는 CaO-$Al_2O_3$계 급냉 제강슬래그(RCSS)의 물리 화학적 특성을 분석함으로써 친환경 무기 급결재로 활용방안을 모색하고자 하였다. RCSS의 성상은 섬유상과 구상으로 구별되었으며, 성상별로 CaO와 $Fe_2O_3$ 성분 함량이 반비례 경향을 나타냈다. 또한 CaO 함량이 낮아지고 $Fe_2O_3$ 함량이 증가함에 따라 강열감량은 (-)경향을 보였고 밀도는 증가하였다. 수은압입법에 의한 세공분포는 서냉 제강슬래그(SCSS)에 비해 매우 낮은 수치로 급냉에 의해 내부결함 및 미세기공률이 현저히 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 급냉 제강슬래그를 구성하는 주요 광물을 분석하기 위해 XRD, f-CaO 정량, SEM-EDAX 분석을 실시한 결과에서 f-CaO의 존재는 관찰되지 않았으며, 구성성분이 주로 $C_{12}A_7$과 반응성 ${\beta}-C_2S$로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다. This study is aimed to identify the method to use the CaO-$Al_2O_3$ system of rapidly cooled steel making slag (RCSS) as the environment-friendly inorganic accelerating agent by analyzing its physical and chemical properties. The fraction of rapidly cooled steel making slag is distinguished from its fibrous, and the contents of CaO and $Fe_2O_3$ are inversely proportional across different fractions. In addition, as the content of CaO decreased and the content of $Fe_2O_3$ increased, the loss ignition tended to become negative (-) and the density increased. The pore distribution by mercury intrusion porosimetry is very low as compared to the slowly cooled steel-making slag, which indicates that the internal defect and the microspore rate are remarkably lowered by the rapid cooling. To analyze the major minerals the rapidly cooled steel-making slag, XRD, f-CaO quantification and SEM-EDAX analysis have been performed. The results shows that f-CaO does not exist, and the components are mainly consisted of $C_{12}A_7$ and reactive ${\beta}-C_2S$.