Changes in Hydration and Watertightness of Cement Containing Two-Component Fluosilicate Salt Based Chemical Admixture

Fluosilicic acid ($H_2SiF_6$) is recovered as aqueous solution which absorbs $SiF_4$ produced from the manufacturing of industrial-graded $H_3PO_4$ or HF. Generally, fluosilicate salts prepared by the reaction between $H_2SiF_6$ and metal salts. Addition of fluosilicate salts to cement endows odd properties through unique chemical reaction with the fresh and hardened cement. In this study, two-component fluosilicate salt based chemical admixtures (MZ) of $4\%,\;6\%$, and $8\%$ concentration were prepared by the reaction of $H_2SiF_6$ ($25\pm2\%$) and metal salts. The effect of concentration of MZ at a constant adding ratio on the hydration and watertightness of cement were investigated respectively. In a cement containing MZ, metal fluorides such as $CaF_2$ and soluble silica by hydrolysis were newly formed during hydration. The total porosity of the hardened cement was lower in the presence of U because of packing role of metal fluoride and pozzolanic reaction of soluble $SiO_2$. Consequently, the watertightness of the hardened paste containing MZ was more improved than non-added (plain) due to an odd hydration between cement and MZ.

2성분 규불화염계 혼화제가 첨가된 시멘트의 수화반응 및 수밀성 변화

불화규산($H_2SiF_6$)은 인산 혹은 불산 제조공정에서 발생되는 사불화규소($SiF_4$)의 흡수공정에 의해 수용액 상태로 회수된다. 불화규산과 금속염의 반응에 의해 생성된 규불화염을 시멘트에 첨가하면 시멘트와의 특이 수화반응에 의해 독특한 물성을 발휘된다. 본 연구에서는 상기 공정에 의해 회수된 불화규산(농도 : $25\pm2\%$)과 금속염을 반응시켜 3가지 농도($4\%,\;6\%,\;8\%$)의 2성분 규불화염계 혼화제(MZ)를 제조하고, 시멘트 중량의 동일 첨가량($C\times1.0\%$)에서 시멘트 수화반응 및 수밀성에 대해 MZ의 농도변화에 따른 효과를 관찰하였다. MZ가 첨가된 시멘트 수화과정중 $CaF_2$와 같은 난용성 금속불화물과 가수분해에 의한 가용성 실리카가 새로이 생성되었다. MZ가 첨가된 경화시멘트의 총 공극율은 난용성 금속불화물의 충전작용과 가용성 실리카의 포졸란 작용에 의해 감소되었다. 궁극적으로 시멘트와 MZ간의 특이 수화반응에 의해 MZ가 첨가된 시멘트 경화체의 수밀성이 개선되는 것으로 나타났다.