Effect of Steam Curing on Compressive Strength of Slag Binder Concrete

증기양생이 고로슬래그 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향

In this study, blast furnace slag powder was used in concrete to help reduce carbon dioxide emissions and to recycle industrial waste. Blast furnace slag powder is a byproduct of smelting pig iron and is obtained by rapidly cooling molten high-temperature blast furnace slag. The powder has been used as an admixture for cement and concrete because of its high reactivity. Using fine blast furnace slag powders in concrete can reduce hydration heat, suppress temperature increases, improve long-term strength, improve durability by increasing watertightness, and inhibit corrosion of reinforcing bars by limiting chloride ion penetration. However, it has not been used much due to its low compressive strength at an early age. Therefore, this study evaluates the effects of steam curing for increasing the initial strength development of concrete made using slag powder. The relationship between compressive strength, SEM observations, and XRD measurements was also investigated. The concrete made with 30% powder showed the best performance. The steam curing seems to affect the compressive strength by destroying the coating on the powder and by producing hydrates such as ettringite and Calcium-Silicate-Hydrate gel.

본 논문은 이산화탄소 배출저감 및 산업폐기물을 재활용하기 위한 일환으로 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 사용하였다. 고로슬래그 미분말은 선철의 제련 시 부산물로서 발생하는 고온 용융상태의 고로슬래그를 물로 급냉 시켜 유리화한 것으로 반응성이 높아 시멘트 및 콘크리트용 혼화재료로 다양하게 사용되고 있다. 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트는 수화발열속도 저감, 온도상승 억제, 장기강도 향상, 수밀성 증대에 의한 내구성 향상 및 염화물 이온 침투억제에 의한 철근의 발청 억제 등의 다양한 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 재령 초기 낮은 압축강도로 인해 사용량이 적은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 고로슬래그 미분말을 치환할 경우 낮은 압축강도를 보완하기 위해 증기양생이 초기 강도 발현에 미치는 영향을 평가하였고, 압축강도, SEM, EDS, XRD와의 관계를 분석하여 콘크리트의 압축강도 발현특성을 검토하였다. 그 결과 고로슬래그 미분말을 30% 치환한 콘크리트가 가장 우수하였으며, 이는 증기양생에 의해 고로슬래그 미분말의 피막을 파괴하여 ettringite 및 C-S-H겔 등의 수화물을 생성함으로 압축강도에 영향을 마친 것으로 판단된다.