최근 들어, 시멘트 사용량을 줄이고 경제성을 확보하기 위하여 고로슬래그, 플라이애쉬 및 실리카 흄과 같은 혼화재를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이 중 고로슬래그는 콘크리트의 저발열, 장기강도 증진 및 내구성 향상 등의 장점이 있으나, 초기강도 발현에 대한 문제점이 있어 탈황석고를 혼입하여 이를 해결하고자 하였다. 탈황석고는 화력발전소에서 황성분이 함유된 연료를 연소할 시 발생되는 산업부산물로써 고로슬래그의 화학적 반응을 자극하기 위해 사용하였다. 또한, 고로슬래그는 냉각방법에 의해 급냉 처리된 급냉슬래그와 서냉 처리된 서냉슬래그로 구분되어지고, 냉각과정에 따라 결정질 및 비정질로 분류되며, 그에 따라 용도와 활용처가 달라지게 된다. 따라서, 본 연구에서는 화학적성분이 유사한 급냉슬래그와 서냉슬래그의 사용 시 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 탈황석고를 자극재로서의 적용성에 대하여 실험 및 분석을 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다.
1) 탈황석고의 혼입에 따른 고로슬래그의 강도특성은 급냉슬래그 모르타르에 탈황석고 5%를 혼입하였을 경우 초기 및 장기재령에서 우수한 강도성능이 확인 되었으나, 고로 서냉슬래그가 혼입된 모르타르에 탈황석고를 혼입하였을 경우 탈황석고의 대체율이 10%에서 강도증진이 확인되었다. 2) 흡수율 실험 결과, 급냉슬래그 모르타르에 탈황석고를 혼입한 모르타르의 성능이 우수하게 측정되었으며, 서냉슬래그 사용 모르타르의 경우 재령 3일에서는 OPC 모르타르에 비해 흡수율 값이 크게 측정되었으나 재령 28일 에서는 OPC 모르타르와 유사한 결과를 나타내었다. 3) 염소이온 침투저항성 및 표면전기 저항성 측정 결과, 재령 28일에서 OPC 모르타르에 비해 탈황석고를 혼입한 고로슬래그 모르타르의 성능이 우수하게 나타났다. 4) 미세구조 분석 결과, 재령 3일에서 WS 및 AS 모르타르에 탈황석고를 혼입한 경우 탈황석고의 촉진반응으로 인한 ettringite로 추정되는 침상물질이 관찰되었다.
In recent years, studies using mixed materials such as blast-furnace slag, fly ash and silica fume have been actively carried out to reduce cement usage and unsure economic efficiency. Among them, blast furnace slag has advantages such as low heat generation of the concrete, improvement of long-term strength and durability, but it has problems with the initial strength development.
Desulfurized gypsum is used to stimulate a chemical reaction blast-furnace slag as an industrial by-products generated during the combustion of the sulfur containing fuel in a thermal power plant. Also, the blast-furnace slag has been separated air-cooled slag and water-cooled slag by a cooling method. Depending on the cooling process, it is classified as crystalline and amorphous, and thus its use and utilization are different. Therefore, in this study, the applicability of desulfurized gypsum as a stimulant was studied and solved in order to solve the problems caused by the use of chemical components air-cooled slag ans water-cooled slag, and the following results were obtained.
1) The strength characteristics of the blast furnace slag due to the incorporation of desulfurized gypsum showed that the strength properties of the blast-furnace slag mortar mixed with 5% of the desulfurized gypsum showed excellent strength performance in early and long term ages. However, when the desulfurized gypsum was mixed into the mortar containing blast-furnace slag Strength improvement was confirmed at 10% substitution rate of desulfurized gypsum.
2) As a result of the absorption rate test, the performance of the mortar mixed with the desulfurized gypsum in the quenched slag mortar was measured to be excellent. In the case of mortar using slow cooling slag, The results are shown.
3) As a result of chlorine ion penetration resistance and surface electrical resistance test, the performance of blast furnace slag mortar containing desulfurized gypsum was superior to OPC mortar at 28 days of age.
4) As a result of the microstructure analysis, it was observed that when the desulfurized gypsum was mixed with WS and AS mortar at 3 days of age, the ettringite was assumed to be due to the accelerated reaction of desulfurized gypsum.