Effects of NaOH and Na₂SiO₃·9H₂O Addition on Strength Development of Class F Fly Ash-Mortar

F급 플라이 애쉬-모르타르의 강도발현에 대한 NaOH과 Na₂SiO₃·9H₂O 첨가의 영향

The object of this research is to produce alkali activated fly ash-cement using low calcium fly ash as substitute for portland cement. The experimental program included activation of fly ash by a strong base(NaOH) at different concentration, temperature, and liquid-to-fly ash ratios. To achieve for higher compressive strength of the hardened product, sodium meta silicate is added to the alkaline solution. From the factors considered on strength development, the ratio of liquid/fly ash, the activator concentration and temperature always result to be significative factors. The optimization studied show that the alkaline solution concentration of $NaOH(210g)+Na_2SiO_3{\cdot}9H_2O(30g)+H_2O=1L$ at $50^{\circ}C$ produces the best alkali activation effect for the low calcium fly ash. SEM and XRD patterns showed that the components of alkali-activated fly ash consist mainly of mullite, quartz and amorphous aluminosilicate.

본 연구의 목적은 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬를 이용하여 포틀랜트시멘트를 대신할 수 있는 알칼리활성 플라이 애쉬-시멘트를 제조하는데 있다. 플라이 애쉬의 활성화는 다양한 수산화나트륨 농도와 온도 그리고 liquid/fly ash 혼합비율에서 수행하였다. 좀 더 높은 압축강도를 가진 경화체를 얻기 위하여 규산나트륨을 알칼리 용액에 첨가하였다. 강도발현의 관점에서 볼 때, liquid/fly ash의 혼합비율과 활성화제 농도 그리고 온도는 항상 중요한 인자로 작용하였다. $NaOH(210g)+Na_2SiO_3{\cdot}9H_2O(30g)+H_2O=1L$로 구성된 알칼리 활성용액은 $50^{\circ}C$에서 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬의 알칼리활성 효과를 가장 높게 나타냈다. 알칼리활성화된 플라이 애쉬는 주로 quartz와 mullite 그리고 무정형의 aluminosilicate로 구성되었음을 SEM과 XRD 분석결과에서 보여주었다.