Properties of Ternary or Quaternary High Strength Concrete Using Silica Fume & Meta Kaolin

In this study, it is investigated the properties of high strength concrete using mineral admixture, on the purpose of use of meta kaolin for the substitutive materials to silica fume which is so expensive. The plain mixtures are 3 degrees which are ordinary portland cement, blast furnace slag cement and OPC included fly ash 20%, and silica fume and meta kaolin are substituted for the each plain mixtures in the range of 20%. The results of experiment showed as follows. In case of silica fume was only used, the viscosity and slump flow of fresh concrete were much decreased, on the contrary air content increased. But as usage of meta kaolin increased, to being increase the viscosity of fresh concrete, slump flow increased and air content and usage of super-plasticizer were decreased. Accordingly the workabilities of concrete were against tendency between silica fume and meta kaolin. The compressive strength, velocity of ultrasonic pulse and unit weight were increased according to usage of meta kaolin, the properties of hardened concrete were judged that they are affected with air content of fresh concrete, so it is very important to control air content of high strength concrete. Therefore, the use of meta kaolin is prospected to the substitutive material of silica fume, in case of using silica fume and meta kaolin, it is judged that the optimum usage of silica fume and meta kaolin is about 10% respectively, considering workability and strength of concrete.

실리카퓸과 메타카올린을 사용한 다성분계 고강도콘크리트의 특성

본 연구에서는 고가의 실리카퓸의 대체 재료로서 메타카올린을 사용할 목적으로 광물질 혼화재와 혼합사용한 고강도콘크리트의 특성을 검토하였다. OPC 100%와 고로슬래그시멘트, 그리고 OPC와 플라이애쉬 20% 사용한 배합을 기준배합으로 하였으며, 각각의 배합에 실리카퓸과 메타카올린을 20% 범위 내에서 혼합하여 대체하였다. 실험 결과, 목표 유동성을 만족한 기준 배합에 대하여 실리카퓸만 대체하였을 경우에는 점성이 저하되었으며, 슬럼프플로우는 감소하였고, 공기량은 증가하였다. 이에 비하여 메타카올린의 사용량이 증가할수록 콘크리트의 점성이 증가되면서 슬럼프 플로우는 증가하였고, 공기량은 감소, 그리고 고성능감수제 사용량도 감소하였다. 경화 콘크리트의 특성은 압축강도와 초음파 속도, 그리고 단위용적질량이 메타카올린 사용량에 따라 증가하였는데, 이러한 원인은 굳지 않은 콘크리트의 공기량에 영향을 받는 것으로 판단되어 고강도콘크리트는 공기량을 조절하는 것이 중요한 항목으로 나타났다. 따라서 고강도콘크리트용 혼화재로서 실리카퓸의 대체 재료로서 메타카올린의 활용이 가능할 것으로 전망되며, 혼합 사용하는 경우에는 유동성과 강도 특성을 고려하여 실리카퓸과 메타카올린은 각각 10% 정도가 적정 사용량인 것으로 판단된다.