Effect of Alkaline Activator and Curing Condition on the Compressive Strength of Cementless Fly Ash Based Alkali-Activated Mortar

Portland cement production is under critical review due to high amount of $CO_2$ gas released to the atmosphere. Attempts to increase the utilization of fly ash, a by-products from thermal power plant to partially replace the cement in concrete are gathering momentum. But most of fly ash is currently dumped in landfills, thus creating a threat to the environment. Many researches on alkali-activated concrete that does not need the presence of cement as a binder have been carried out recently. Instead, the source of material such as fly ash, that are rich in Silicon(Si) and Aluminium(Al), are activated by alkaline liquids to produce the binder. Hence concrete with no cement is effective in the reduction of $CO_2$ gas. In this study, we investigated the influence of the compressive strength of mortar on alkaline activator and curing condition in order to develop cementless fly ash based alkali-activated concrete. In view of the results, we found out that it was possible for us to make alkali-activated mortar with 70MPa at the age of 28days by using alkaline activator manufactured as 1:1 the mass ratio of 9M NaOH and sodium silicate and applying the atmospheric curing after high temperature at $60^{\circ}C$ for 48hours.

시멘트를 사용(使用)하지 않은 플라이애시 알칼리 활성(活性) 모르타르의 압축강도(壓縮强度)에 미치는 알칼리 활성제(活性劑) 및 양생조건(養生條件)의 영향(影響)

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 $CO_2$ 가스 배출로 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 Si와 Al이 풍부한 플라이애시를 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 $CO_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제와 양생조건 등이 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트(Sodium Silicate)를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, $60^{\circ}C$에서 48시간 동안 앙생을 한 다음 기건양생을 실시할 경우 재령 28일에서 압축강도 70MPa의 알칼리 활성 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.