유동화제가 알칼리 활성 슬래그 모르타르의 유동 특성 및 압축 강도에 미치는 영향

Influence of Superplasticizers on Fluidity and Compressive Strength of Alkali Activated Slag Mortar

최근 시멘트 생산 시에 발생하는 다량의 $CO_2$로 인한 환경문제가 심각한 실정이며, 이러한 환경문제를 해결하기 위해 고로슬래그 미분말과 같은 산업부산물을 시멘트 대체 재료로 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. AAS 콘크리트는 상온에서 고강도 발현이 가능하지만 알칼리 반응으로 인한 빠른 응결시간과 유동성 손실로 인해 작업시간 확보에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료 확보를 위해 AAS 모르타르의 압축강도 및 유동 특성에 시멘트용 유동화제가 미치는 영향을 분석하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.35로 고정하고 알칼리 활성화제로 수산화나트륨과 물유리를 사용하여 AAS 모르타르를 제조하였으며, 유동성 확보를 위해 4종의 유동화제인 나프탈렌(N), 리그닌(L), 멜라민(M), PC(P) 계를 각각 슬래그 질량대비 최대 2%까지 첨가하여 압축강도, 플로우, 초음파 속도를 측정하였다. 실험결과, 멜라민계 유동화제를 첨가한 경우 AAS 모르타르의 압축 강도 저하 현상 없이 유동성이 증진되는 것으로 나타났으며, 나프탈렌계와 PC계의 경우에는 유동성 개선효과가 미미한 것으로 나타났다.

The cement industry brought very severe environment problems with massive carbon dioxide during its production. To solve this problem, attempts on Alkali-Activated Slag (AAS) concrete that perfectly substitutes industrial by-products such as ground granulated blast furnace slag (GGBFS) for cement are being actively made. AAS concrete is possible to have high strength development at room temperature, however, it is difficult to ensure the working time due to the fast setting time and the loss of workabillity because of the alkali reaction. In this study, the early age properties of alkali activated slag mortar are investigated to obtain the fundamental data for AAS concrete application to structural members. The water-binder ratio (W/B) was fixed at 0.35 and sodium hydroxide and waterglass as alkali activator was used. The compressive strength, the flow and the ultrasonic pulse velocity were measured according to the type of superplasticisers, which were naphthalene(N), lignin(L), melamine(M) and PC(P), up to a maximum of 2 percent by the mass of GGBFS. The results showed that adding melamine type of superplasticizer improved the fluidity of AAS mortar without decreasing the compressive strength, while naphthalene and polycarbonate type of superplasticizer had little effect on the fluidity of AAS mortar.