Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Experimental Study on Engineering Properties of Concrete Using Fluosilicates Based Composite

규불화염계 복합 조성물을 혼입한 콘크리트의 공학적 특성에 관한 실험적 연구

  • Published : 2005.10.01
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Abstract

Fluosilicic acid(H2SiF6) is recovered as an aqueous solution which absorbs $SiF_4$ produced from the manufacturing of industrial-graded H3PO4 or HF. Generally, fluosilicates are the salts produced by the reaction of H2SiF6 and metal salts. Addition of fluosilicates to cement endows odd properties through unique chemical reaction with the fresh and hardened cement. This study was performed to know mechanical properties and watertightness using fluosilicates based composite made from fluosilicates and other compounds. Mix proportions for experiments were modulated at 0.45 of water to cement ratio and $0.0-2.0\%$ of adding ratio of fluosilicates based composite. Evaluation for mechanical properties of concrete was conducted to know fresh state of concrete, hardening state of concrete, and watertightness. Evaluation for watertightness of concrete was carried out permeability, absorption test and porosity analysis. In addition. Scanning Electron Microscopy(SEM) and Energy Dispersive X-Ray(EDX) used for investigating micro-structure and atomic component distributed in hardened concrete. It is ascertained that characteristics of mechanical properties and watertightness was more improved than non-added because of packing role of fluosilicates based composite and pozzolanic reaction of soluble $SiO_2$. Also, concrete added fluosilicates based composite had a tendency to delay setting time and only $0.5\%$ addition of fluosilicates based composite delayed 150 minutes compared with non-added.

최근 무기 불소계 공정 부산물의 발생에 따른 환경 오염 문제 해결과 재활용을 위한 노력이 중요한 현안으로 대두되고 있다. 따라서 세계적으로 이러한 목적을 달성하기 위하여 각종 재활용 기술 및 제조 시설 등이 개발되고 있으며, 현재에도 끊임없는 기술 개발의 노력이 시도되고 있다. 이러한 추세에 따라 국내에서도 1990년대 후반부터 인산$(H_3PO_4)$ 및 불산(HF)을 제조하는 공정 중에 액상형태의 부산물로 회수되는 불화규산$(H_2SiF_6)$을 활용하여 안정한 액상형태로 제조되는 규불화염계 화합물이 콘크리트의 강도를 증진시키는 동시에 수밀성 증진 및 경화 후 물성에 긍정적인 영향을 주며, 향후 건설용 혼화재료로써의 새로운 기능성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 인산 제조 공정 중에 공정부산물로 회수되는 불화규산$(H_2SiF_6)$을 활용하여 제조된 규불 화염계 복합 조성물을 첨가한 콘크리트의 공학적 특성을 파악하고자 콘크리트의 굳지 않은 특성(유동성, 공기량, 블리딩, 응결시간), 콘크리트의 경화 특성(압축강도, 길이 변화) 및 콘크리트 수밀성에 대하여 검토를 행하였다. 그 결과, 규불화염계 복합 조성물의 첨가하면 시멘트 수화 과정 중에 생성되는 난용성 금속불화물의 충전작용 및 가용성 실리카의 포졸란반응의 복합적 효과에 의해 압축강도가 향상되고 투수율 및 공극률이 크게 감소되어 콘크리트 경화체의 수밀성이 증진되는 것으로 확인되었다.

Keywords

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