Synthesis and Mechanical Properties of Alkali-Activated Slag Concretes

무시멘트 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트의 배합에 따른 재료 역학적 특성

The purpose of this study is to estimate basic mechanical properties of alkali-activated concretes based on GGBS(Ground Granulated Blast Furnace Slag). In this study, various mix ratios of alkali activated concretes based on sodium silicate and GGBS were set to evaluate concrete's compressive strengths and strains on the basis of results of existing alkali-activated cements and preliminary concrete tests, which were already performed by authors [Ref. 1]. Compressive strengths of concretes of ages 1, 3, 7, 28, 56 and 91 days were tested and investigated, respectively, and at early ages (< 7days) alkali-activated slag concrete (AASC) showed a high strength development, compared to that of Ordinary Portland Cement (OPC). A compressive strengths of AASC at age-3days range between 18 and 24 MPa, while those of OPC range 12 and 15 MPa. The stress-strain curve after maximum stress, on the other hand, is approximately reached at a compressive strain between 0.002 and 0.0025, which mechanical property is very similar to that of OPC.

본 연구에서는 시멘트의 대체재로써 고로슬래그를 사용한 무시멘트 알칼리 활성화 고로슬래그 콘크리트의 배합에 따른 기본적인 역학적 특성에 대해 파악하였다. 압축강도에 영향을 줄 수 있는 변수를 기존의 모르터 연구 및 예비 실험을 통해 설정한 후 배합하여 1, 3, 7, 28, 56, 91일의 압축강도를 측정하였다. 압축강도 실험에서 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트는 OPC(보통 포틀랜드 시멘트) 콘크리트에 비해 초기 강도가 빠르게 발현되었으며, 특히 1, 3일 강도는 OPC 콘크리트보다 약 $1.5{\sim}3$배 정도 높게 나타났다. 응력-변형률 관계에서는 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트는 최대 응력 이후에 변형률이 $0.0020{\sim}0.0025$에서 콘크리트의 파괴가 급격히 발생하였으며, 규산나트륨을 많이 첨가한 경우 고강도 콘크리트처럼 취성적 파괴를 보였다.