Experimental Study on Accelerated Carbonation Characteristics of OPC Paste for CSC-Based Low Carbon Precast Concrete Products

CSC 기반 저탄소 콘크리트 2차제품 제조를 위한 OPC 페이스트의 촉진탄산화 특성에 관한 실험적 연구

This study investigated the impact of accelerated carbonation on Ordinary Portland Cement(OPC) paste that had undergone steam curing at 500℃·hr. Two carbonation environments were examined: atmospheric carbonation(1atm, 20% CO₂) and pressurized carbonation(5atm, 99% CO₂). Chemical analysis using X-ray diffraction(XRD) and Fourier-Transform Infrared spectroscopy(FT-IR) were conducted, along with physical characterization via scanning electron microscopy(SEM) and compressive strength testing. Results indicated that atmospheric carbonation with 20% CO₂ concentration significantly densified the internal microstructure of the OPC paste, leading to enhanced compressive strength. Conversely, pressurized carbonation at 5atm with 99% CO₂ concentration resulted in rapid densification of the surface structure, which hindered CO₂ diffusion into the sample. This limited the extent of carbonation and prevented the improvement of physical properties.

본 연구에서는 500℃·hr의 증기양생을 실시한 OPC 페이스트에 대하여 1atm 20% 농도의 CO₂와 5atm 99% 농도의 고농도 CO₂ 조건 하의 촉진 탄산화의 영향평가를 수행하였다. 이를 위하여 XRD, FT-IR을 통한 화학적 분석과 SEM, 압축강도 측정을 통한 물리적 특성 분석을 실시하였다. 그 결과 CO₂ 20% 농도의 상압 탄산화를 수행하는 경우 뚜렷한 내부 조직구조 치밀화 및 압축강도 증진 효과를 관찰할 수 있었고, CO₂ 99% 농도의 5atm 가압 탄산화를 실시할 경우 표면조직구조가 빠르게 치밀해지며 CO₂ 확산침투율이 크게 떨어지게 되어 압축강도 등 유의미한 수준의 물리적 특성 개선이 일어날 정도의 탄산화를 진행할 수 없었다.