An Experimental Study on the Hydration Heat of Concrete Using Phosphate based Inorganic Salt

Whereas the control of the hydration heat in mass concrete has been important as the concrete structures enlarge, many conventional strategies show some limitations in their effectiveness and practicality. Therefore, In this study, as a solution of controling the heat of hydration of mass concrete, a method to reduce the heat of hydration by controlling the hardening of cement was examined. The reduction of the hydration heat by the developed Phosphate Inorganic Salt was basically verified in the insulated boxes filled with binder paste or concrete mixture. That is, the effects of the Phosphate Inorganic Salt on the hydration heat, flow or slump, and compressive strength were analyzed in binary and ternary blended cement which is generally used for low heat. As a result, the internal maximum temperature rise induced by the hydration heat was decreased by 9.5~10.6% and 10.1~11.7% for binder paste and concrete mixed with the Phosphate Inorganic Salt, respectively. Besides, the delay of the time corresponding to the peak temperature was apparently observed, which is beneficial to the emission of the internal hydration heat in real structures. The Phosphate Inorganic Salt that was developed and verified by a series of the aforementioned experiments showed better performance than the existing ones in terms of the control of the hydration heat and other performance. It can be used for the purpose of hydration heat of mass concrete in the future.

인산계 무기염을 이용한 콘크리트의 수화 발열 특성에 관한 실험적 연구

콘크리트 구조물의 대형화에 따라 매스 콘크리트의 수화열 제어에 대한 중요성이 커지는 반면, 기존의 관련 대책들은 효용성이나 실용성 측면에서 한계를 보이는 경우가 많다. 따라서 이 연구에서는 재료적인 대책으로 매스 콘크리트의 수화열을 제어하기 위해 시멘트의 경화를 제어하는 방향으로 수화열을 저감할 수 있는 방안을 검토하였다. 본 연구에서는 해외 연구사례를 참고하여 인산염계 지연제와 무기질 수화 제어물질이 결합 된 인산계 무기염 수화열 저감제를 사용하였으며, 이에 따라 인산계 무기염의 수화열 저감 효과는 단열박스에 페이스트와 콘크리트를 적용하여 검증하였다. 즉, 저발열을 위해 통상적으로 사용되는 2성분계 및 3성분계 배합에 있어서 인산계 무기염의 혼입 여부에 따른 수화열, 플로 또는 슬럼프, 압축강도 등을 비교하였다. 실험결과 페이스트와 콘크리트의 압축강도 성능에 있어서 인산계 무기염의 혼입 배합은 일반 배합과 동등 또는 그 이상의 성능을 나타내었다. 특히, 콘크리트 배합에서 인산계 무기염에 의해 초기 재령 강도가 저하되었던 부분이 알칼리 황산염에 의해 빠르게 회복되었고, 인산계 무기염의 혼입 배합의 강도는 미 혼입 배합과 비교할 때 7일은 유사, 28일은 더 크게 측정되었다. 수화열에 의한 내부 최대 온도상승량의 경우 인산염계 무기 지연제 혼입 시 페이스트에서는 9.5~10.6%, 콘크리트에서는 10.1~11.7%의 저감 효과를 나타내었다. 또한 실 구조물 내부의 수화열 발산에 유리한 최고온도 발생 시점의 지연 효과도 뚜렷이 나타났다. 따라서 본 연구에서 사용된 인산계 무기염은 시멘트 페이스트와 콘크리트의 수화열 저감에 상당 부분 기여 하는 것으로 확인되며, 앞으로 서중 콘크리트 혹은 고온다습한 동남아시아 등의 공사현장에서 매스 콘크리트 수화열 저감의 목적으로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구와 같은 다양한 콘크리트의 수화열 저감과 관련된 연구가 필요하다고 사료된다.