최근 건설 산업 및 기술이 발달함에 공기 단축을 위해 프리캐스트 콘크리트 공법이 각광을 받고 있다. 하지만 건설 산업에 사용하기 위해 무분별한 골재채취로 인하여 환경훼손 문제가 대두됨에 따라 프리캐스트 공법에 사용하기 위한 양질의 골재 수급이 요구되고 있다. 또한 산업 발전에 따라 발생되는 산업부산물의 종류와 발생량은 매년 증가하고 있다. 그 중 페로니켈 슬래그는 스테인리스의 주원료로 사용되는 페로니켈을 제조 과정에서 발생된다. 용융상태의 페로니켈 슬래그를 냉각하는 과정에서 모래와 유사한 특징을 갖는 페로니켈 슬래그 잔골재가 발생되는데, 이를 활용한 연구 및 실제 적용사례는 미약한 실정이다. 이에 따라 본 논문에서는 PC공장에서 주로 사용하는 증기양생 최고온도와 FNS의 치환율에 따른 콘크리트의 특성을 검토하였다. 실험 항목으로는 FNS의 기초 물성 확인을 통하여 FNS를 0, 30, 50, 70, 100%의 5수준으로 치환한 모르타르의 유동성 및 응결특성과 압축강도를 확인하였다. 더불어 FNS 모르타르와 동일한 수준으로 치환한 FNS 콘크리트의 슬럼프 및 공기량을 확인하였으며, 증기양생 시 최고온도를 50, 60, 70℃의 3수준으로 적용한 콘크리트의 압축강도, 인장강도, 탄성계수를 확인하였다. 실험 결과 FNS의 조성성분에 의해 일반 잔골재보다 높은 비중과 표면의 유리막으로 인하여 흡수율이 낮은 것을 알 수 있었다. 또한 체가름 실험 결과 1.2~2.5mm에 약 70% 정도 편중됨에 따라 조립률이 높아 대체 잔골재로 치환하여 사용하는데 유리할 것으로 판단된다. 또한 FNS 모르타르 및 콘크리트의 실험 결과 FNS를 50% 치환하여 사용 시 FNS를 사용하지 않았을 때와 비교하여 유동성이 향상되는 것을 알 수 있었으며, 약 9%의 강도증진 효과가 나타났다.
As construction and technology are developing recently, precast concrete method is being spot-lighted for reducing duration. However as environmental damage by indiscreet aggregate extraction for construction is rising, supplying and demanding aggregate of good quality is required for precast method, The type and quantity of industrial by-products, which come out by development of industry, increases annually. Among them, ferronickel slag is a by-product of ferronickel used as main material of stainless steel. While molten ferronickel slag is being cooling-off, ferronickel slag fine aggregate, that have similar feature with sand, is produced, but researchs and actual application cases related with ferronickel slag are lack. Therefore, in this paper, concrete characteristics by replacement ratio of FNS and maximum temperature of steam curing, mainly used in PC plant, are studied. As experiment factors, through checking basic property of FNS, compressive strength, flow test and setting property of mortar replaced FNS as 5 step (0, 30, 50, 70, 100%). Moreover, slump and air content of FNS Concrete replaced like FNS mortar are checked. Compressive strength, tensile strength and young’s modulus of FNS concrete that is under steam-curing of 50, 60, 70℃ are checked. As the result, because of glassy membrane on surface and big specific gravity by components of FNS, the water absorption is low in comparison with normal fine aggregate. Fineness modulus of aggregate is high as being weighted 70% between 1.2mm and 2.5mm as the result of sieve analysis. So it will be advantageous when FNS replaces fine aggregate as substitutional material. Also as the result of experiment of FNS mortar and concrete, when replaced 50% by FNS, the fluidity increases in comparison with when not using FNS, and it effects strength improvement of about 9%.
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 및 내용 31.3 논문 구성 3제 2 장 이론적 배경 52.1 프리캐스트 콘크리트 52.1.1 정의 52.1.2 제작 방법 62.1.3 양생 방법 72.2 페로니켈 슬래그 92.2.1 정의 92.2.2 제조 공정 112.2.3 연구 동향 132.2.4 물리화학적 특성 172.2.5 알칼리 골재 반응 192.3 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 특성 232.3.1 개요 및 성질 232.3.2 수화 반응 262.2.4 사용 효과 27제 3 장 실험 연구 333.1 실험 개요 333.2 사용 재료 353.3 실험 방법 363.3.1 FNS 기초 물성 363.3.2 FNS 모르타르 373.3.3 FNS 콘크리트 393.3.4 양생 조건 42제 4 장 실험 결과 및 분석 444.1 FNS 기초 물성 실험 결과 444.1.1 밀도 및 흡수율 444.1.2 체가름 및 입도분포 454.1.3 화학적 조성 474.2 FNS 모르타르 실험 결과 484.2.1 유동성 484.2.2 응경특성 494.2.3 압축강도 504.3 FNS 콘크리트 실험 결과 514.3.1 슬럼프 514.3.2 공기량 524.3.3 압축강도 534.3.4 인장강도 564.3.5 탄성계수 59제 5 장 결론 62참 고 문 헌 64