Abstract
The discharge of fly ash that is produced by coal-fired electric power plants is rapidly increasing in Korea. The utilization of fly ash in the raw materials would contribute to the elimination of an environmental problem and to the development of new high-performance materials. So it is needed to study the binder obtained by chemically activation of pozzolanic materials by means of a substitute for the cement. Fly ash consists of a glass phase. As it is produced from high temperature, it is a chemically stable material. Fly ash mostly consists of $SiO_2\;and\;Al_2O_3$, and it assumes the form of an oxide in the inside of fly ash. Because this reaction has not broken out by itself, it is need to supply it with additional $OH^-$ through alkali activators. Alkali activators were used for supplying it with additional $OH^-$. This paper concentrated on the strength development according to the kind of chemical activators, the curing temperature, the heat curing time. Also, according to scanning electron microscopy and X-Ray diffraction, the main reaction product in the alkali activated fly ash mortar is Zeolite of $Na_6-(AlO_2)_6-(SiO_2)_{10}-12H_2O$ type.
시멘트는 전 세계적으로 사회기반 시설구조물의 주 건설 재료로서 경제 발전의 원동력이 되어 왔다. 그러나 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 또한 $CO_2$를 배출로 인한 온난화 현상 및 환경문제가 심각하다. 따라서, 본 연구에서는 시멘트를 사용하지 않은 21세기형 chemically bonded concrete를 연구하기 위해, 국내 fly ash를 재활용하여, 화학적 반응에 의해 경화시켜 모르타르 공시체를 제조하고, 시멘트 대체 건설재료로써 강도 발현 특성 분석, X-ray 회절분석(XRD), SEM 촬영을 통해 알칼리 활성제의 종류, 재령, 양생온도와의 상호관계와 반응 생성물의 강도 발현 메커니즘을 구명하였다. 실험 결과 알카리 활성제로 NaOH와 물유리를 사용한 시험체가 강도가 가장 높았으며, 초기의 높은 양생 온도는 조기에 fly ash의 반응을 활성화시켜 높은 강도 발현에 유리한 것으로 나타났다. 또한 XRD와 SEM 분석을 통해 주요한 반응생성물은 $Na_6-(AlO_2)_6-(SiO_2)_{10}-12H_2O$ 형태의 zeolite이며 그 밖의 칼슘실리케이트와 유사한 수화생성물로 나타났다.
