Effect of Refinement of Fly Ash on Engineering Properties of Cement Mortar

This study is to investigate experimentally the effect of refining of fly ash (FA) on the engineering properties of the cement mortar. Five different FAs are used including raw fly ash, refined fly ash, reject ash and their two different combinations. The cement mortars are fabricated with 1:1(binder to fine aggregate), 1 : 3 and 1 : 5 respectively, which are replaced 30% of FA by cement. Test results, indicated that, the flow of Ra showed lower flowability than Rf at all mixing ratios. Also in the case of Rj, it was expected to show low fluidity, but it showed flowability equal to or higher than Rf. Air contents are all formulations except Rf and Rj did not satisfy the target range. Using Ra, the refining process shows an air amount about 41% lower than Rf, in the case of Rj, it showed about 19% higher air content than Rf due to porous foreign matters inside the mortar. Compressive strength was in the early days 3 and 7, the strength was lower than that of Plain's OPC, after 28 days Rf exerts higher strength than other FAs, it was confirmed that higher strength than OPC can be secured at a mixing ratio of 1: 1 and 1: 3. For frost resistance, the use of unrefined FA resulted in decrease of frost resistance sharply due to loss of air content by the use of unrefined FA. Therefore, it is considered that the use of high quality FA through refining process will contribute positively to the economical formulation of concrete and the stability of the structure.

플라이애시의 정제가 모르타르의 공학적 특성에 미치는 영향

본 연구에서는 플라이애시(FA)의 정제가 시멘트 모르타르의 제반 품질에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 플라이애시는 원분플라이애시, 정제플라이애시, 리젝트애시 및 이들의 조합으로 5수준으로 선정하였고, 모르타르 배합비는 1: 1, 1 : 3 및 1 : 5의 3수준으로 계획하였다. 본 연구의 실험결과로 먼저 플로는 모든 배합비에서 원분인 Ra 사용시 Rf 보다 낮은 유동성을 나타내었다. 또한 Rj의 경우는 낮은 유동성을 보일 것으로 예상하였으나, Rf와 동등하거나 그 이상의 유동성을 나타내었다. 공기량의 경우 Rf와 Rj를 제외한 모든 배합이 목표 범위에 만족하지 못하였다. Ra를 사용한 배합의 경우 정제과정을 거친 Rf보다 약 41% 낮은 공기량을 나타내었으며, Rj의 경우 모르타르 내부 다공질의 이물질 등으로 인해 Rf 보다 약 19% 높은 공기량을 나타내었다. 압축강도의 경우 초기 3, 7일에서는 Plain인 OPC에 비해 낮은 압축강도를 나타내었으나, 28일 이후에는 양호한 품질인 Rf의 포졸란 반응으로 인해 여타의 FA 보다 높은 강도를 발휘하였으며, 배합비 1 : 1 및 1 : 3에서는 OPC보다 높은 강도를 확보할 수 있음을 확인하였다. 내동해성으로 정제되지 않은 FA를 사용한 경우 공기량 감소로 인해 내동해성에 취약한 것으로 분석되었다. 따라서 정제과정을 거친 양질의 FA 사용은 콘크리트의 경제적인 배합과 구조물의 안정성에도 긍정적인 기여를 할 것으로 판단되었다.