플라이애시를 활용한 알칼리 활성화 내화성 마감재의 내부구조 분석

Analysis of Internal Structure in Alkali-Activated Fire Protection Materials Using Fly ash

플라이애시의 주요 성분은 $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$로서 이들 세 성분이 전체의 80~90%를 차지한다. 최근 알칼리 자극제를 활용하여 플라이애시를 활성화하여 제조한 결합재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 알칼리 활성화 반응에 의한 결합재는 시멘트 수화생성물인 C-S-H와 수산화칼슘을 형성하지 않으므로 $500^{\circ}C$이상에서도 현저한 강도저하 현상이 발생하지 않기 때문에 효율적인 내화성 마감재를 제조할 수 있다. 본 연구는 플라이애시를 활용하여 알칼리 활성화 결합재를 제조하고 고온에서의 내부구조 분석을 통하여 고온에서 안정한 재료임을 확인하고 내화성 마감재로의 적용에 대한 효용성을 확인할 수 있었다.

This study involves investigating the correlation between variation of internal structure and heating temperature of alkali-activated fire protection materials using fly ash. Dehydration and micro crack thermal expansion occur in cement hydrates of cementitious materials heated by fire. Internal structure difference due to both the dehydration of cement hydrates and pore solution causes and influences changes in the properties of materials. Also, this study is concerned with change in microstructure and dehydration of the alkali-activated fire protection materials at high temperatures. The testing methods of alkali-activated fire protection materials in high temperature properties are make use of TG-DSC and mercury intrusion porosimetry measurements. The study results show that the alkali-activated fire resistant finishing material composed of potassium hydroxide, sodium silicate and fly ash has the high temperature thermal stability. These thermal stability is caused by the ceramic binding capacity induced by alkali activation reaction.