고함수비 상태의 흙에 시멘트를 첨가하게 되면 흙의 공학적 성질을 개량할 수 있다. 이렇게 고함수비 흙에 시멘트를 혼합하는 경우 흙시멘트 혼합물의 워커빌러티와 밀접한 관련이 있는 상 변화를 예측하고 구분하는 것은 매우 힘들다. 시간에 따른 시멘트 paste의 수화열 변화와 경도의 변화는 흙시멘트 혼합물의 상 변화에 대한 유용한 정보를 제공해준다. 본 연구에서는 시멘트 paste와 흙/시멘트 비를 달리 한 3 종류의 혼합물에 대해 수화열과 콘 관입량을 측정하여 흙시멘트 혼합물의 상 변화를 관찰하였다. 실험결과, 흙시멘트 혼합물의 상 변화는 시멘트 paste와 동일한 형태를 보이며 수화열이 최소가 되는 시점에서 혼합물의 전단강도가 급격하게 증가함을 알 수 있었다. 흙시멘트 혼합물의 초결시점은 fall cone 관입량이 1.0mm, 즉 혼합물이 소성상태에 도달하는 시점과 일치하며 흙/시멘트 비가 증가할수록 초결시간은 지연되었다. 흙시멘트 혼합물에 대한 수화열 측정과 fall cone 관입량 측정은 흙-시멘트 혼합물의 상 변화를 예측하는 유용한 수단으로 사용할 수 있다.
Red mud is a highly alkaline waste by-product of the aluminum industry. Although recycling of red mud is being actively researched, a feasible technological solution has not been found yet. In this study, we propose that neutralization of red mud alkalinity could assist in its use as a construction material. Neutralized red mud ( pH 6-8) was prepared by adding sulfuric acid to liquefied red mud (pH 10-12). After adding liquid and neutralized red mud to the cement paste, the heat of hydration was measured. As a result of the experiment, the calorific value of the cement paste with liquid red mud was lowered and delayed compared to the cement paste with neutralized red mud.
MOCK-UP TEST was conducted in the extreme region of the cement which was researched and developed by using the reducing slag Experimental results show that the basic properties (air volume, slump) are improved compared with the specimens using Mongolian cement. The compressive strength achieved the target strength (target strength: age 3day: 7MPa, age 7day 14MPa) and the hydration heat was about 8 ℃ higher than that of Mongolian cement products. Therefore, it is considered that the cement powders developed by our company showed the strength of concrete due to high hydration heat even at extreme temperatures.
본 연구는 조강시멘트와 경화촉진제를 사용하여 조기강도 발현의 메커니즘을 분석하는 것이 목적이다. 연구결과 경화촉진제는 시멘트와의 수화반응시 $Ca(OH)_2$의 촉진시키는 것을 TG/DTA 실험을 통하여 검정하였다. 압축강도 측정결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록 초기압축강도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 미소수화열 측정결과 경화촉진제는 시멘트의 성분중 $C_3S$의 수화반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. XRD분석결과 재령별 수화생성물을 확인할 수 있었으며 경화촉진제의 사용량이 증가할수록 수화물들의 피크점이 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. SEM찰영을 한 결과 촉진제의 첨가량에 따라 $Ca(OH)_2$의 생성과 재령에 따라 C-S-H의 형상을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 경화촉진제는 초기강도발현 시키는 것에 대해 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.
건설재료 중 시멘트 및 철강은 대표적으로 탄산가스를 발생시키는 재료산업이다. 건설 산업에서의 탄소 배출량 감소를 위해서는 이러한 재료의 사용을 감소시키는 것이 가장 효과적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 시멘트의 사용량을 감소시킨 저발열형 혼합시멘트의 개발을 목적으로 하고 있다. 시멘트 혼합 비율을 10 %로 낮춘 저탄소 배출형 저발열 혼합시멘트의 수화 특성 및 콘크리트의 온도상승 특성을 검토하였다. 시험 결과, 혼화재의 반응 활성화를 위해서는 CaO 및 $SO_3$의 공급원 필요하며, 석고 및 생석회를 적정 배합비율 적용할 경우 초기에는 강도 발현이 다소 지연되지만 장기재령에서는 기존의 저발열 혼합시멘트와 유사한 성능을 확보 가능한 것으로 나타났다. 특히 저탄소 저발열 혼합시멘트의 경우 콘크리트의 수화열도 기존 저발열 혼합시멘트에 비해 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.
The properties of the polymer-modified mortars are influenced by the polymer film, cement hydrates and the combined structure between the organic and inorganic phases. Also, this quality of polymer modified cement strongly depend on weather condition. To overcome this problem, polymer-modified cement based on rapid setting cement mortars were prepared by varying polymer/cement mass ratio (P/C) with a constant water/cement mass ratio of 0.5. The effect of polymer on the hydration of this polymer cement is studied on different curing temperature. The results showed that the polymer mortar which is modified with rapid setting cement have superior physical strength properties on independent curing temperature. In addition the PIC ratio, the compressive strength, flexural strength, tensile strength and adhesion strength of mortar is enhances and polymer-modified cement based on rapid setting cement is more beneficial to the improvement of the mortar properties in jobsite.
Song, Ha-Won;Jung, Min-Sun;Ann, Ki Yong;Lee, Chang-Hong
Corrosion Science and Technology
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제8권3호
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pp.110-115
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2009
At the onset of corrosion of steel in concrete, hydrogen ions usually evolve in the process of electrochemical reaction, thereby decreasing the pH of the pore solution, which can be buffered by cement hydration products, as being representatively illustrated by calcium hydroxide. Hence, a fall in the pH is dependent on properties of cement hydration (i.e. hydration products and degree of hydration). The present study tested acid neutralization capacity (ANC) of cementitious binders of OPC(Ordinary Portland Cement), 30% PFA(Pulverized Fuel Ash), 60% GGBS(Ground Granulated Blast Furnace Slag), 10% SF(Silica Fume) to quantify the resistance of cement matrix to a pH fall. Cement pastes were cast at 0.4 of a free W/C ratio with 1.5% chlorides by weight of binder in cast. Powder samples obtained crushed and ground specimen after 200 days of curing were diluted in still water combined with different levels of 1M nitric acid solution, ranging from 0.5 to 20 mol/kg. Then, the pH of diluted solution was monitored until any further change in the pH did not take place. It was seen that the pH of the diluted solution gradually decreased as the molar amount of nitric acid increased. At some particular values of the pH, however, a decrease in the pH was marginal, which can be expressed in the peak resistances to a pH fall in the ANC curve. The peaks occurred at the variations in the pH, depending on binder type, but commonly at about 12.5 in the pH, indicate a resistance of precipitated calcium hydroxide. The measurement of water soluble chloride at the end of test showed that the amount of free chloride was significantly increased at the pH corresponding to the peaks in the ANC curve, which may reflect the adsorption of hydration products to chlorides.
In an effort to improve the mechanical properties of the belite cement active belite cement clinker was synthesized. Properties of the clinker were characterized by a XRD, FT-IE optical microscopy and SEM. The additive effects of slag on the hydration properties were investigated by the measurement of compressive strength heat evolution and SEM. The experimental results exhibited that the 3wt% borax was effective in stabilizing $\alpha$'-C2S and the addition of 5wt% anhydrite and 40wt% slag wee effective in the hydration.
This study investigates the effect of nano-silica and nano-calcite on the hydration properties and mechanical performance of limestone calcined clay cement (LC3) paste. The pastes were synthesized by replacing limestone with nano-silica and nano-calcite in order to enhance the mechanical properties in both early and late stages of hydration. The nano-calcite enhanced the strength of LC3 pastes at 1 day of hydration, however, the strength decreased compared to the ordinary LC3 pastes afterwards due to excessive amount of carboaluminate produced in the pastes. On the other hand, nano-silica improved the mechanical properties of LC3 pastes at all ages of hydration. This is mainly due to the nucleation effect and pozzolanic reaction of nano-silica, affecting the early age and late ages of hydration, respectively. The nucleation effect of both nanomaterials were confirmed by the analysis of hydration heat, supporting the enhanced early age strength of nanomaterial incorporated LC3 pastes. Furthermore, the dense matrix was shown in the pore size distribution, and the increased C-S-H due to the pozzolanic reaction evidence the improved compressive and splitting tensile strength of nano-silica incorporated LC3 pastes.
본 연구는 물-결합재비 20%를 가지는 고강도 고함량 고로슬래그 혼합 시멘트 페이스트의 유동성, 수화열, 응결시간 그리고 강도 발현 특성, 수화 및 포졸란 반응 특성 등을 실험을 통해 관찰하고, 이를 통해 고로슬래그 미분말의 치환률과 분말도가 수화 및 포졸란 반응에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 물-결합재비가 낮은 고강도 배합에서는 고로슬래그 미분말로 시멘트를 대체함으로써 시멘트와 결합하는 자유수가 상대적으로 증가하는 dilution effect에 의해 시멘트의 초기 수화가 촉진되어 재령 3일부터 28일까지의 초기 강도는 보통 포틀랜드 시멘트만을 사용한 배합보다 더 높게 나타났다. 반면, 재령이 증가하면서 수화반응속도가 급격히 낮아지고, 고로슬래그 미분말로 시멘트를 대량 치환함에 따라 수산화칼슘이 충분히 공급되지 못하므로 포졸란 반응도가 낮아져 장기강도의 발현이 억제되는 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그의 분말도가 높으면 자유수를 더 많이 흡착함으로써 유동성이 저하되고 수화도가 낮아져 강도가 오히려 저하되는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 보통 강도 콘크리트와는 다른 경향을 나타내는 것으로 향후 콘크리트 배합에 대해 추가 검증이 필요하며, 고로슬래그 미분말을 대량 혼합한 고강도 콘크리트의 개발을 위해서는 장기 강도의 발현율을 더 높일 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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