• 한국광물학회지
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• 제17권3호
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• pp.277-288
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• 2004

알칼리-실리카반응은 시멘트 내의 알칼리와 화학적으로 불안정한 반응성 골재와의 화학반응으로서, 그 결과 콘크리트의 팽창과 균열을 발생하는 작용이다 본 연구에서는 우수한 포조란반응 특성을 나타내는 새로운 광물혼화재로 부각되고 있는 메타카오린의 알칼리-실리카반응 억제 효과에 대하여 연구하였다. 다양한 치환율로 메타카오린을 혼합한 모르타르 공시체를 제작하여, 알칼리-실리카 반응성 시험(ASTM C 1260), 압축강도 시험 및 유동성 시험을 실시하고, 시멘트 수화물에서의 구성성분 변화에 대한 XRD 정량분석을 실시하였다. 그 결과, 메타카오린의 혼합은 시멘트 페이스트내의 가용 포트랜다이트의 함량을 급속히 감소시키는 빠른 포조란반응 및 수화반응 특성을 나타내어, 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창을 억제하고 우수한 압축강도를 발현하는 것으로 나타났다. 시멘트에 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창억제는 치환율 15% 이상, 즉 시멘트 페이스 내의 가용 포트랜다이트 함량이 약 10% 이하가 될 경우 효과적이다. 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 억제는 유해성이 높은 알칼리-칼슘-실리카 겔의 형성이 억제된 결과와 포조란 효과에 의한 치밀하고 균질한 시멘트 페이스트 형성으로 인한 알칼리 용액의 침투가 억제된 결과에 의한 것으로 생각된다. 15% 이상의 메타카오린의 혼합은 보통의 모르타르보다 높은 초기강도를 발현하였으며, 후기강도는 전 치환율 범위에서 보통의 모르타르 이상의 아주 우수한 강도를 나타내었다. 강도발현 특징은 메타카오린에 의한 빠른 포조란반응 및 수화특성을 반영하고 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-14
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• 2022

기존의 페로니켈 슬래그에 관한 연구는 대부분 골재 및 잔골재로서의 가능성에 초점이 맞추어져 수행되었으나 본 연구는 페로니켈 슬래그 미분말의 콘크리트 혼화재로서의 가능성에 주목하여 수행하였다. Fly ash, 고로슬래그 및 FPS 등을 각각 10 %씩 혼입한 콘크리트에 대해 미국의 ASTM C 1260을 준용하여 반응성을 평가하였다. 그 결과, 대조군과 비교해 Fly ash는 8.43 %, 고로슬래그 미분말은 14.46 % 팽창률이 감소했지만, 페로니켈 슬래그 미분말은 49.40 %의 팽창률 감소세를 보였다. 골재의 반응성 억제 측면에서 충분히 Fly ash, 고로슬래그 등 기존의 혼화재를 대체할 수 있음을 확인하였으나, SEM 분석결과 수많은 에트린자이트(ettringite)가 생성되었고 이것이 콘크리트에 어떤 영향을 주는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.689-696
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• 2008

본 논문에서는 국내산 알칼리-실리카 반응성 암석에 대해 화학적 방법인 KS F 2545와 최근 국제적으로 많이 이용되고 있는 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)인 ASTM C 1260으로 동일한 골재에 대해 비교 실험을 수행하여 시험법에 따른 알칼리-실리카 반응성 평가 차이를 비교 분석하였다. 실험 결과 화학적 방법인 KS F 2545에 의하여 화성암 중 안산암, 휘록암, 화강반암, 섬록반암, 석영반암, 백운모화강암 그리고 섬록암, 퇴적암의 모든 골재, 변성암 중 점판암 A, 점판암 B, 화강편마암, 규암, 각석암 및 유리질 응회암, 광물에서는 석영이 잠재유해 이상의 평가를 받았다. 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)인 ASTM C 1260에 의하여 화성암 중 복운모 화강암 그리고 규장암, 퇴적암 중 장석사암, 적색사암 그리고 셰일, 변성암 중 점판암과 우백질 편마암 그리고 유리질 응회암, 광물 중 석영이 반응성으로 평가되었다. KS F 2545와 ASTM C 1260에 대한 시험법별 알칼리-골재 반응성 평가 결과 동일한 골재에 대해 서로 상이한 결과를 도출한 골재들이 나타남으로서 두 시험법의 상관성이 낮은 것으로 판단된다. 또한, 골재의 알칼리-골재 반응성 판별에 최근 국제적으로 많이 이용되고 있는 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)이 보다 효율적인 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.531-537
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• 2009

이 연구에서는 알칼리-실리카 반응성을 평가하는데 적용되는 ASTM C 227과 ASTM C 1260 모르타르 봉 시험법으로 쇄석골재의 반응성을 평가하고, 제작된 모르타르를 3년간 일반 환경에 노출시킨 뒤, 알칼리-실리카 반응으 로 인해 생성될 수 있는 반응생성물 확인과 화학분석을 위해 SEM과 EPMA 분석을 실시하였다. 이 연구에서는 SEM의 secondary electron image(SEI)와 EPMA의 backscattered electron image(BSEI)를 이용하였다. 이 연구에 사용된 쇄석골재 는 ASTM C 227에 의해서는 2년간 뚜렷한 팽창을 나타내지 않았지만, KOH 용액을 이용한 반응촉진법에 의해서는 유 해 가능성이 있는 것으로 나타났다. 모르타르 봉 시험 시행 후, SEM SEI 분석 결과, ASTM C 227에 의해 제작된 모 르타르 봉에서는 골재 입자와 시멘트페이스트 사이에 알칼리-실리카 반응에 의한 흔적이나 pore 내에서 반응생성물이 확인되지 않았다. 하지만 ASTM C 1260에 의한 모르타르 봉에서는 알칼리-실리카 반응의 전형적인 반응생성물로 알려 진 꽃잎형(rosette morphology)의 알칼리-실리카 겔(gel)이 확인되었다. EPMA 분석 결과, ASTM C 227에 의한 모르타르 봉에서도 골재 입자 표면에 부분적으로 미세하게 Al-ASR gel이 확인됨에 따라 ASTM C 227에 의해 2년간 무해한 팽 창을 나타내었던 모르타르 봉에서도 알칼리-실리카 반응이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 반응성 촉진 시험 후의 모르 타르의 EPMA 분석 결과에서는 골재 입자에 발생된 균열 내부뿐만 아니라 pore 내부에 알칼리-실리카 겔이 축적되어 있는 것으로 나타났으며, 또한 pore 내에서 확인된 겔이 골재 입자 내부에 생성된 겔에 비해 Ca 함량이 더 풍부한 것 으로 나타났다. 국내에서 생산되는 쇄석골재 사용으로 인하여 구조물 내부에 발생한 변화를 미세구조를 통해 확인한 결 과, 알칼리-실리카 반응에 의한 구조물 열화를 알 수 있었다. 따라서, 국내 쇄석골재 사용량 증가에 따라 새로운 건설에 있어서 알칼리-실리카 반응 방지를 위한 고려가 있어야 할 것으로 판단된다.