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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이광명
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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플라이애시는 석탄화력발전소의 설비, 보일러의 온도, 운전조건, 연료로 사용하는 석탄의 종류 등에 따라 그 품질의 변동이 매우 크다. 이러한 플라이애시를 원재료로 만든 지오폴리머는 플라이애시의 품질 변동성 때문에 지오폴리머의 압축강도 발현에 매우 큰 차이를 보이고 있다. 현재까지의 지오폴리머 연구들은 알칼리 활성화제의 농도를 변화시켜 최적 배합과 양생 조건을 규명하였다. 하지만, 몇몇의 배합에서 결정된 최적의 활성화제 농도 및 최적의 재료 배합비가 항상 맞는 것은 아니며, 이러한 요인이 플라이애시 기반 지오폴리머의 활용성에 가장 큰 문제점이다.
본 연구에서는 플라이애시를 기반으로 하는 지오폴리머의 강도에 미치는 플라이애시의 화학적 특성의 영향을 규명하는 것을 목적으로 실험을 수행하였다. 17종의 플라이애시 화학성분을 분석하였고, X선 회절분석을 통하여 비정질 함량 및 성분을 구하였다. 이러한 화학적 특성값과 지오폴리머 모르타르 28일 압축강도와의 상관성을 비교하여 지오폴리머의 압축강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석결과를 바탕으로 플라이애시의 화학적 특성값을 변수로 하는 지오폴리머 모르타르 강도 예측식을 제안하였다. 최종적으로, 지오폴리머 모르타르 강도와 물-결합재비의 관계를 이용한 지오폴리머 콘크리트 압축강도 예측식을 제안하였다.
본 연구의 결과 플라이애시 화학적 특성값을 변수로 지오폴리머 콘크리트의 강도를 예측할 수 있었다. 이것은 지오폴리머 콘크리트를 제조하기 전에 플라이애시의 원재료 적합성을 판단할 수 있는 것을 의미한다. 이러한 플라이애시 원재료 적합성 판단을 통하여 플라이애시 기반 지오폴리머 콘크리트의 활용성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 플라이애시를 기반으로 하는 지오폴리머의 강도에 미치는 플라이애시의 화학적 특성의 영향을 규명하는 것을 목적으로 실험을 수행하였다. 17종의 플라이애시 화학성분을 분석하였고, X선 회절분석을 통하여 비정질 함량 및 성분을 구하였다. 이러한 화학적 특성값과 지오폴리머 모르타르 28일 압축강도와의 상관성을 비교하여 지오폴리머의 압축강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석결과를 바탕으로 플라이애시의 화학적 특성값을 변수로 하는 지오폴리머 모르타르 강도 예측식을 제안하였다. 최종적으로, 지오폴리머 모르타르 강도와 물-결합재비의 관계를 이용한 지오폴리머 콘크리트 압축강도 예측식을 제안하였다.
본 연구의 결과 플라이애시 화학적 특성값을 변수로 지오폴리머 콘크리트의 강도를 예측할 수 있었다. 이것은 지오폴리머 콘크리트를 제조하기 전에 플라이애시의 원재료 적합성을 판단할 수 있는 것을 의미한다. 이러한 플라이애시 원재료 적합성 판단을 통하여 플라이애시 기반 지오폴리머 콘크리트의 활용성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구의 목표 및 범위 3제 2 장 지오폴리머 콘크리트 52.1 지오폴리머 콘크리트 개념 52.2 지오폴리머 재료 92.2.1 플라이애시 92.2.2 알칼리 활성화제 152.3 지오폴리머 반응 메커니즘 192.4 지오폴리머 콘크리트의 특성 20제 3 장 실험 연구 243.1 실험 계획 243.2 사용 재료 및 배합 253.2.1 사용 재료 253.2.2 지오폴리머 배합 273.3 실험 방법 303.3.1 미세구조 분석 303.3.2 강도 특성 313.3.3 수축특성 323.3.4 내구 특성 32제 4 장 지오폴리머 반응 특성 평가 354.1 원재료 특성 354.1.1 광물조성 354.1.2 물리적 성질 374.2 지오폴리머 반응 요인 384.2.1 Na2O 농도 384.2.2 Ms(SiO2/Na2O 몰비) 414.2.3 양생온도 454.2.4 양생시간 494.2.5 GGBFS 혼합의 영향 524.3 지오폴리머 미세구조 574.3.1 X선 회절분석 574.3.2 미세조직 594.3.3 공극 크기 분포 65제 5 장 지오폴리머 모르타르 특성 평가 705.1 지오폴리머 모르타르 압축강도 705.1.1 플라이애시 기반 지오폴리머 모르타르 압축강도 705.1.2 GGBFS 혼합의 영향 725.2 모르타르 길이변화 특성 785.2.1 GGBFS 혼합량 785.2.2 Ms[SiO2/Na2O 몰비] 805.3 황산염 저항성 835.3.1 질량변화 845.3.2 압축강도 변화 905.3.3 길이변화 945.3.4 X선 회절 분석 97제 6 장 지오폴리머 콘크리트 특성 및 적용성 평가 996.1 슬럼프 및 공기량 996.2 지오폴리머 콘크리트 강도 1016.2.1 압축강도 1016.2.2 인장강도 1036.3 지오폴리머 콘크리트 내구성 1046.3.1 염화물 침투 저항성 1046.3.2 탄산화 1066.3.3 동결융해 1086.3.4 내산성 110제 7 장 지오폴리머 압축강도 예측 모델 1137.1 기존의 지오폴리머 강도 예측 모델 1137.1.1 플라이애시 화학성분의 영향 1137.1.2 네트워크 조절제의 양 1157.1.2 비가교 산소의 양 1167.1.3 Diaz 강도 예측 모델 1187.2 플라이애시 원재료 특성 1217.2.1 화학성분 1217.2.2 물리적 성질 1227.2.3 입자 크기 분포 1237.2.4 광물학적 성질 1247.2.4 지오폴리머 모르타르 압축강도 1267.3 플라이애시 원재료 특성과 압축강도와의 관계 1277.3.1 입자 크기의 영향 1277.3.2 강열감량 1297.3.3 비정질함량 1307.3.4 비정질 SiO2양 1317.3.5 비정질 Al2O3양 1327.3.6 네크워크 조절제의 양 1337.3.7 비가교 산소의 양 1347.3.8 염기도 1367.3.9 수경율 1377.3.10 기타 원소비 1387.4 플라이애시 화학적 특성을 이용한 강도 예측식 1407.4.1 플라이애시 화학성분을 이용한 강도 예측식 1427.4.2 플라이애시 비정실 성분을 이용한 강도 예측식 1497.4.3 플라이애시 비정실 성분과 활성화제 농도를 이용한 강도 예측식 1547.4.4 k 강도와 w/b를 이용한 지오폴리머 콘크리트 강도 예측식 1667.4.5 지오폴리머 압축강도 예측식의 활용 173제 8 장 결론 176참 고 문 헌 179
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