Influences of Slag Replacement on the Properties of Shotcrete Using a Slurry-Type Set Accelerator

The set accelerator used for shotcrete at high pH environment often causes the dusting problem in practice. In this research, a slurry-type set accelerator was developed to avoid this problem and its effectiveness was investigated by applying it to shotcrete mortars. Set time, stiffening, compressive strength, and chloride ion penetration resistance were examined with different amounts of slag, used as partial replacement of cement. According to the experimental results, it was found that the earlier responses such as set time, stiffening, and 1-day compressive strength were probably affected by the amount of ettringite, formulated by the hydration between C12A7 and calcium sulfate polymorphs present in blast furnace slag. Whereas, it is believed that the result of compressive strength after 3 days was attributed to the hydration of tricalcium silicates. As for the results of a chloride ion penetration test, the partial replacement of cement with slag significantly reduced the total charge passed through the shotcrete mortar.

슬래그 혼입량이 슬러리형 급결제를 활용한 숏크리트 몰탈의 물성에 미치는 영향

숏크리트의 필수 구성요소 중 하나인 급결제는 높은 pH환경에서 거동하는 경우가 많고 이를 억제하기 위해 개발된 시멘트 광물계 분말형 급결제 또한 작업시 다량의 분진 발생으로 인하여, 여러 환경적 문제를 일으키고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 슬러리형의 급결제를 도입하고, 기본적인 물성 파악을 위해 숏크리트 배합에 혼화재로서 자주 활용되는 슬래그의 혼입에 따른 숏크리트 재료의 응결 및 경화특성, 강도 특성 및 염화물 이온 침투 저항성을 평가하였다. 슬래그의 혼입에 따른 응결 경화의 촉진 및 1일 압축강도의 발현은 $C_{12}A_7$과 황산칼슘의 수화반응에서 생성된 에트링가이트상의 양과 관련이 있는 것으로 보이며, 3일 강도 이후의 물성은 일반적인 규산3칼슘의 수화반응과 관련이 있는 것으로 나타났다. 염화물 이온침투 저항성의 경우, 슬래그의 혼입량이 증가하면 훨씬 개선되는 것으로 나타나, 향후 이러한 배합에 대한 내염해성의 정밀한 평가가 필요한 것으로 나타났다.