Hydration Properties of Cement Matrix using Electrolysis Alkaline Aqueous and Ground Granulated Blast Furnace Slag

전기분해 알칼리 수 및 고로슬래그 미분말 혼입 시멘트 경화체의 수화 특성

Cement has been used as a main material in the modern construction industry. However, it has been pointed out as a main cause of global warming due to carbon dioxide generated during manufactured. Recently, research that replacing cement substitute to industrial by-products such as Blast Furnace Slag which is by-producted in steelworks. When Blast Furnace Slag is used as a cement substitute, it shows a problem of lower initial strength, which is caused by glassy membrane on the particle surface. In this study, we used Electrolysis Alkaline Aqueous to improve the usability and problem of lower initial strength. As a result of the experiment, cement matrix using Blast Furnace Slag and Alkaline Aqueous showed initial strength and hydrate product were developed than that using general mixing water. Also, as a result of porosity analysis, It was confirmed that cement matrix using Alkaline Aqueous and Blast Furnace Slag has a tighter structure in internal porosity and porosity distribution than using general mixing water.

시멘트는 현대 건설 산업에서 주된 재료로써 활용되지만 생산 시 발생하는 이산화탄소로 인해 지구온난화의 주된 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 시멘트 대체재로서 산업부산물을 활용하는 연구가 진행 중이며, 이 중 제철소에서 생산되는 고로슬래그가 대표적이다. 하지만 고로슬래그는 시멘트 대체재로써 사용 시 초기 강도 저하의 문제점을 지니고 있는데, 이는 고로슬래그 생산과정에서 만들어지는 입자 표면의 유리질 피막이 원인이다. 일반적인 수화반응에서 피막은 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수산화칼슘이 경화체 내부 알칼리 환경을 조성하게 되고 이를 통해 파괴되는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그의 사용성능 개선 및 초기 강도 저하의 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 고로슬래그 입자 표면의 막을 제거하기 위해 사용되어지는 알칼리 자극제 대신 전기분해를 통해 생성한 알칼리 수를 배합수로 활용하기 위한 연구를 진행하였다. 실험 결과, 고로슬래그와 알칼리 수를 활용한 시멘트 경화체에서 일반적인 배합수에 비해 높은 강도 발현 및 수화물 생성을 보였으며, 공극분석 결과 내부 공극률 및 공극분포에서 더욱 밀실한 구조를 지니고 있는 것으로 확인되었다.