[논문]오토클레이브 양생 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도성상에 미치는 고로슬래그 미분말 혼입의 영향

주명기

doi:10.4334/jkci.2002.14.4.608

오토클레이브 양생 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도성상에 미치는 고로슬래그 미분말 혼입의 영향
Effect of Addition of Ground Granulated Blast-furnace Slag on Strength Properties of Autoclaved Polymer-Modified Concrete 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.14 no.4, 2002년, pp.608 - 614

초록
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본 연구는 고로슬래그 미분말 및 SBR 라텍스를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 강도성상에 미치는 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비의 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브 양생 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축 및 인장강도는 고로슬래그 치환율이 증가함에 따라 증가하였고, 고로슬래그 치환율 40%에서 최대치에 달하였다. 고로 슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브 양생 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축 및 인장강도는 폴리머-결합재 비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 특히, 고로슬래그 치환율 40%의 오토클래이브 양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트는 고로슬래그 미분말 및 SBR 미혼입 폴리머 시멘트 콘크리트보다 약 3배 이상의 높은 인장강도를 나타냈다. 이같이 높은 강도 개선은 SBR 라텍스의 혼입에 의해 시멘트 수화물과 골재간의 접착력이 개선되기 때문이라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The effects of slag content and polymer-binder ratio on the strength properties of autoclaved SBR-modified concretes using ground granulated blast-furnace slag(slag) and a styrene-butadiene rubber (SBR) latex are examined. As a result, the compressive and tensile strengths of the autoclaved SBR-modified concretes using slag increase with increasing slag content, and reach a maximum at a slag content 40％, and increase with increasing polymer-binder ratio. In particular, the autoclaved SBR-modified concretes with a slag content of 40％ provide about three times higher tensile strength than unmodified concretes. Such high strength development is attributed to the high tensile strength of SBR polymer and the improved bond between cement hydrates and aggregates because of the addition of SBR latex.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도성상을 실험적으로 구명한 것으로서, 본 연구를 통해 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구에서는 고로슬래그 미분말과 SBR라텍스를 혼입한폴리머 시멘트 콘크리트를 제조하여 오토클래이브 양생조건, 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비가 SBR혼입 폴리머시멘트 콘크리트의 강도에 미치는 영향에 관해서 실험적으로 구명하였다.
오토클래이브 양생용 실리카질 혼화재로서는 종래부터 고순도 실리카가 사용되어 왔다. 본 연구에서는 고로슬래그의 유효이용의 입장으로부터 고순도실리카와 동등의 효과를 기대하기 위해 비표면적을 크게하여 그 반응성을 높인 고로슬래그 미분말을 오토클래이브 양생용 실리카질 혼화재로서 사용 가능성에 대하여 실험하였다.

제안 방법

KS F 2403(콘크리트의 강도시험용 공시체 제작 방법) 에 의하여 폴리머-결합재비(盹)를 0, 5, 10, 15 및 20% 로 슬럼프치가 10.0+1.0 cm 로 일정하게 되도록 물-결합재비를 조정하였다. 공시체의 크기는 010x20cm (압축 및인장강도 시험용로 성형하여 2일 습윤20 ℃, 80 %(RH)] 양생 후 오토클래이브 양생 (180 ℃, 1.
0 cm 로 일정하게 되도록 물-결합재비를 조정하였다. 공시체의 크기는 010x20cm (압축 및인장강도 시험용로 성형하여 2일 습윤20 ℃, 80 %(RH)] 양생 후 오토클래이브 양생 (180 ℃, 1.01 MPa, 7h 유지) 을 실시하였다. 또한, 시멘트에 대하여 고로슬래그 미분말의 치환율 [SL(%):이하, 고로슬래그 치환율이라 함]을 질량비 0, 30, 40 및 50 %로 하였다.
압축강도시험을 실시하였다. 동시에 와이어 스트레인 게이지(게이지 길이, 60 mm)를 붙여 변형률을 측정하여 정탄성계수를 구하였다.
01 MPa, 7h 유지) 을 실시하였다. 또한, 시멘트에 대하여 고로슬래그 미분말의 치환율 [SL(%):이하, 고로슬래그 치환율이라 함]을 질량비 0, 30, 40 및 50 %로 하였다. 고로슬래그 미분말을혼입한 SBR혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 배합은 Table 5와 같다
크기 01(*20 cm의 공시체의 내부로부터 채취한 시료를 입경 약 3 mm 로 파쇄하여 에탄올로 세정한 후 시료의 수분을 제거하기 위하여 데시게이터와 진공펌프를 이용하여 건조 처리한 후 수은 압입식 포로시메터를 이용하여 세공 반경 3.75 -7500 nm의 범위에서 세공용적을 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 그 성질은 Table 1과 같다.
시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼션으로서 스틸렌 부타디엔고무 (SBR)라텍스를 사용하였다. 또한 SBR라텍스의 전고형 분에 대하여 실리콘 에멀션계 소포제 (유효 실리콘분, 30 %)를 그 유효 고형분으로 0.
잔골재로는 강모래 (최대치수 2.5 mm), 굵은 골재로는 부순 자갈(최대치수, 20 mm)을 사용하였다. 사용한 골재의 물리적 성질은 Table 3과 같다.
2.2 혼화재

혼화재로서는 고로슬래그 미분말을 사용하였으며, 물리적 성질 및 화학조성은 Table 2와 같다

이론/모형

KS F 24)5(콘크리트의 압축강도 시험방법)에 의하여공시체의 압축강도시험을 실시하였다. 동시에 와이어 스트레인 게이지(게이지 길이, 60 mm)를 붙여 변형률을 측정하여 정탄성계수를 구하였다.
KS F 2423(콘크리트의 인장강도 시험방법)에 의하여 공 시체의 인장강도 시험을 실시하였다.

성능/효과

1) 오토클래이브양생 폴리머 시멘트 콘크리트의 전세공용적은 고로슬래그 미분말 및 SBR라텍스의 혼입에 의해조금 감소하는 경향을 나타냈다.
2) 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축 및 인장강도는 일부를 제외하고는 고로슬래그 치환율의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40 %에서 최대치를 보였다. 또, 그 강도는 폴리머-결합재비의 증가에 의해 증가하였다.
3) 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 탄성계수는 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40% 및 폴리머-결합재비 15 %에서 최대치를 나타냈다.
4) 이상의 결과로부터 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트는 오토클래이브양생에 의해 높은 압축 및 인장강도를보였으며, 고로슬래그 미분말의 혼입에 의해 그 강도는 더욱 개선되었다.
7은 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 탄성계수와 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비와의 관계를나타낸 것이다. 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트 및 보통 시멘트콘크리트의 탄성계수는 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40% 및 폴리머-결합재비 15%에서 최대치를 보였다. 콘크리트중에서 폴리머 필름을 형성하는 재료의 탄성계수는 시멘트수화물의 탄성계수보다 작지만, 폴리머-결합재비 15%까지 증가하고 있는 것은 SBR라텍스 혼입으로 인한 감수효과 및 보수성이 개선되기 때문이라 생각된다.
폴리머-결합재비에 관계없이 고로슬래그미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트 및 보통 시멘트 콘크리트의 압축강도는 고로슬래그 치환율의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40 %에서 최대치를 보였다. 고로슬래그 치환율에 관계없이 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축강도는 폴리머 -결합재비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 이 같이 높은 압축강도의 발현은 고로슬래그 미분말의 혼입에의해 시멘트와의 포졸란 반응의 결과인 11A 토버모라이트 (tobermorite)의 생성에 기인하여 조직의 치밀화河」。 및 SBR 라텍스의 혼입에 의한 뛰어난 감수효과 및 시멘트 수화물과 골재간의 접착성 개선에 기인되기 때문이라고 생각된다.
폴리머-결합재비에 관계없이 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 인장강도는 고로슬래그 치환율의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40 %에서 최대치를 보였다. 고로슬래그 치환율에 관계없이 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 인장강도는 폴리머-결합재비의 증가에 따라 현저히 증가하는 경향을 보였다. 특히, 고로슬래그 치환율 40 % 및 폴리머-결합재비 20 %의 SBR혼입 폴리머 시멘트콘크리트는 보통 시멘트 콘크리트보다 약 3배의 매우 높은 인장강도를 나타냈다.
경향은 인장강도에서 현저하게 나타났다. 또한, 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도는 大濱 등S3)의 표준양생 {囹습윤[20 ℃, 80% (RH)]+5d 수중(20 ℃)+21d 건조[20℃, 50 % (RH)]}을 행한 폴리머 시멘트 콘크리트보다도 높은 강도를 나타냈다.
본 연구에 한하여 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축및 인장강도는 폴리머-결합재비의 증가에 의해 개선되었고그 경향은 인장강도에서 현저하게 나타났다. 또한, 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도는 大濱 등S3)의 표준양생 {囹습윤[20 ℃, 80% (RH)]+5d 수중(20 ℃)+21d 건조[20℃, 50 % (RH)]}을 행한 폴리머 시멘트 콘크리트보다도 높은 강도를 나타냈다.
9는 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 인장강도와 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비와의 관계를 나타낸 것이다. 폴리머-결합재비에 관계없이 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 인장강도는 고로슬래그 치환율의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40 %에서 최대치를 보였다. 고로슬래그 치환율에 관계없이 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 인장강도는 폴리머-결합재비의 증가에 따라 현저히 증가하는 경향을 보였다.
5는 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축강도와 고로슬래그 치환율 및 폴리머-결합재비와의 관계를나타낸 것이다. 폴리머-결합재비에 관계없이 고로슬래그미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트 및 보통 시멘트 콘크리트의 압축강도는 고로슬래그 치환율의 증가에 따라 증가하고 고로슬래그 치환율 40 %에서 최대치를 보였다. 고로슬래그 치환율에 관계없이 고로슬래그 미분말을 혼입한 오토클래이브양생 SBR 혼입 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축강도는 폴리머 -결합재비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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