분말형 알칼리 자극제 혼입 고로슬래그 미분말 콘크리트의 기초적 특성 = Fundamental Properties of Powdered Alkaline Activated Admixture Blast Furnace Slag Fine Powder Concrete

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 분말형 알칼리 자극제 혼입 고로슬래그 미분말 콘크리트의 기초적 특성 연구로써 일반강도 영역에서의 고로슬래그 미분말의 치환율 및 분말형 알칼리 자극제 첨가 유무에 따른 역학적 특성을 규명하고자 하였으며, 본 연구를 통하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다.

1) 굳지 않는 콘크리트의 특성으로 슬럼프의 경우 전반적으로 목표슬럼프 범위 150±25 mm 내에서 대부분 높은 슬럼프 값을 나타냈다. 전체 시험체의 평균 슬럼프는 약 180 mm로 나타났다. 또한, 공기량의 경우도 목표 공기량 4.5±1.5%의 범위에 모든 시험체가 만족하였으며, 실험 범위 내에서 대동소이한 차이는 슬럼프와 마찬가지로 혼화제의 영향 및 실험적 요인에 의한 것으로 사료된다.

2) 굳지 않은 콘크리트의 경화 시 발생하는 미소수화열의 시험결과 발열량의 크기는 OPC가 0.25~1.0일에서 가장 크게 나타났으며, OPC>BS30>BS30(AA)>BS60>BS60(AA)순으로 측정되는 것을 알 수 있었다. 미소수화열은 건조수축과 관계되는 항목으로서 발열량이 가장 낮은 BS60(AA)가 가장 건조수축이 적게 발생 할 것으로 판단되었으며 길이변화 실험결과도 위와 같은 경향을 보였다.

3) 경화 콘크리트의 특성으로 압축강도 특성은 분말형 알칼리 자극제 혼입 고로슬래그 시멘트를 치환한 경우 3일 강도는 보통 콘크리트 대비 약 90% 발현하는 것으로 나타나, 분말형 알칼리 자극제가 혼입된 고로슬래그 미분말의 경우 단순 고로슬래그 미분말만 사용한 것에 비해 초기강도 개선효과가 현저하게 나타났다. 이와 같이, 분말형 알칼리 자극제에 의한 초기강도 개선효과는 SEM 분석결과 확인을 통해 강도 증진 메커니즘을 명확히 알 수 있었다. 또한, 수축저감제 혼입 유무에 따른 압축강도는 전체적으로 볼 때, 수축저감제가 압축강도 개선에 미치는 영향은 없는 것으로 사료된다.
인장강도의 특성도 전반적으로 압축강도와 유사한 경향을 나타내었다.

4) 건조수축 길이변화 특성은 목표 설계기준강도가 클수록 물시멘트비를 감소시킴으로 인해 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 모든 결합재 조건에서 동일한 경향으로 나타났다. 또한, 분말형 알칼리 자극제의 혼입 유무에 따라서는 자극제 혼입의 경우가 평균적으로 볼 때, 약 100×10-6 정도 감소하는 경향을 나타내었다.
수축저감제 혼입 유무에 따라서는 수축저감제를 혼입한 경우 약 160×10-6 정도 감소하는 것으로 나타났다. 종합적으로 볼 때, 수축저감제가 첨가된 분말형 알칼리 자극제 혼입 고로슬래그 미분말 콘크리트 시험체의 경우 건조수축 길이변화 저감에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.

5) 건조수축 측정 결과의 검증을 위해 AIJ 및 ACI 모델식을 이용하여 측정결과와 비교해 본 결과, AIJ 모델식의 경우 실험값에 비해 다소 낮은 값을 나타내었다. 반면 ACI 모델식의 경우 평균적으로 실험식보다 다소 큰 값을 나타내어 향후 현장적용에 있어 보다 신뢰성 있는 추정을 위해서는 국내 실험결과를 기반으로 하는 모델식의 제안이 필요할 것으로 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ.서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 3
• 1.2.1 국내의 연구동향 3
• 1.2.2 국외의 연구동향 7
• Ⅱ. 이론적 고찰 10
• 2.1 고로슬래그 미분말 10
• 2.1.1 고로슬래그 미분말의 정의 10
• 2.1.2 고로슬래그 미분말의 일반적 특성 11
• 2.1.3 고로슬래그 미분말의 물리·화학적 특성 12
• 2.1.4 고로슬래그 미분말의 반응기구 14
• 2.1.5 고로슬래그 미분말 콘크리트 16
• 2.2 알칼리 자극제 18
• 2.2.1 알칼리 자극제의 화학조성 18
• 2.3 알칼리 활성화 슬래그(AAS)의 특징 19
• 2.3.1 알칼리 활성화 슬래그의 장점 19
• 2.3.2 알칼리 활성화 슬래그의 단점 22
• 2.4 콘크리트 건조수축 모델식 23
• 2.4.1 AIJ 모델식 23
• 2.4.2 ACI 모델식 24
• Ⅲ. 실험계획 및 방법 26
• 3.1 실험개요 26
• 3.1.1 실험계획 26
• 3.1.2 사용재료 29
• 3.1.3 시험방법 30
• Ⅳ. 실험결과 및 고찰 36
• 4.1 굳지 않은 콘크리트의 특성 36
• 4.1.1 슬럼프 36
• 4.1.2 공기량 41
• 4.1.3 미소수화열 45
• 4.2 경화 콘크리트의 특성 46
• 4.2.1 압축강도 46
• 4.2.2 할렬인장강도 52
• 4.2.3 주사전자현미경 (SEM) 분석 56
• 4.2.4 건조수축 길이변화 59
• 4.3 콘크리트 건조수축 모델식 65
• 4.3.1 AIJ 모델식을 통한 검증 65
• 4.3.2 ACI 모델식을 통한 검증 67
• Ⅴ. 결론 71
• 참고문헌 74
• Abstract 79
• 감사의 글 82