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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이한승
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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국 문 요 지
본 연구는 콘크리트 구조물의 염해저항성을 향상시킬 수 있는 CA2의 활용을 넓히기 위한 탐구의 일환으로써 칼슘 알루미네이트 시멘트를 혼입한 포틀랜드 시멘트 모르타르 내 CA-CA2의 비율에 따른 물리·화학적 특성 및 염소이온 고정능력 평가에 목적을 두며 최적의 비율에 대한 기초적 데이터를 제시한다.
실험체는 포틀랜드 시멘트 베이스에 각각 0, 5, 10% 씩 각기 다른 CA-CA2 비율을 갖는 칼슘 알루미네이트 클링커를 혼입하여 모르타르 실험체와 페이스트 실험체를 제작하였으며, 실험체를 증류수 및 염소이온수용액 환경에 침지하여 압축강도, 미세공극구조, 수화생성물, 염소이온고정능력 및 침투깊이를 분석하였다.
압축강도 테스트와 미세 공극 구조 분석결과, 혼입율 10%이하 범위 내에서 CA가 클링커 내 39% 이하일 때 CA 와 CA2를 혼입한 포틀랜드 시멘트가 구조재료로써 사용가능하다고 판단되었다. 제한범위 이상에서는 CA에 의한 급결현상 및 조대공극 형성에 의해 강도저하가 나타났다. XRD 및 TG/DTA를 통한 수화물 분석결과, 칼슘 알루미네이트 클링커 혼입율이 증가할수록 일반적으로 AFm 상 및 프리델 염 형성이 증가하는 것으로 확인되었다. 또한, 침지실험결과에서도 혼입률이 증가함에 따라 염소이온고정능력이 향상하고 염소이온 침투깊이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, U10은 조대공극형성에 의해 염소이온고정능력 대비 시멘트 매트릭스 내 염소이온침투깊이가 큰 것으로 나타났다. 또한, 칼슘 알루미네이트를 10% 혼입한 실험군에서 염소이온고정능력이 실험체 내 Al2O3의 양보다 CA-CA2 비율에 의존하는 것을 확인 할 수 있었다.
본 실험 수준 내에서 CA-CA2 비율이 39:60인 칼슘 알루미네이트 클링커를 10% 혼입한 시멘트 모르타르 실험체의 염해저항성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이 연구에서 본 연구결과, 칼슘 알루미네이트 클링커 혼입율이 증가함에 따라 일반적으로 염소이온 고정능력이 향상함을 파악할 수 있었고, CA-CA2비율에 따라 초기경화속도와 수화반응성에 차이가 있어 공극구조와 AFm 생성량에 따른 염소이온고정능력 및 염소이온침투억제능력에 차이를 보임을 확인하였다. 따라서, 보다 넓은 CA-CA2 비율의 범위에서 염소이온 고정능력 평가가 필요하다고 여겨지며 저열시멘트 및 중용열 시멘트에 적용을 위해 수화열분석도 필요하다고 판단된다.
본 연구는 콘크리트 구조물의 염해저항성을 향상시킬 수 있는 CA2의 활용을 넓히기 위한 탐구의 일환으로써 칼슘 알루미네이트 시멘트를 혼입한 포틀랜드 시멘트 모르타르 내 CA-CA2의 비율에 따른 물리·화학적 특성 및 염소이온 고정능력 평가에 목적을 두며 최적의 비율에 대한 기초적 데이터를 제시한다.
실험체는 포틀랜드 시멘트 베이스에 각각 0, 5, 10% 씩 각기 다른 CA-CA2 비율을 갖는 칼슘 알루미네이트 클링커를 혼입하여 모르타르 실험체와 페이스트 실험체를 제작하였으며, 실험체를 증류수 및 염소이온수용액 환경에 침지하여 압축강도, 미세공극구조, 수화생성물, 염소이온고정능력 및 침투깊이를 분석하였다.
압축강도 테스트와 미세 공극 구조 분석결과, 혼입율 10%이하 범위 내에서 CA가 클링커 내 39% 이하일 때 CA 와 CA2를 혼입한 포틀랜드 시멘트가 구조재료로써 사용가능하다고 판단되었다. 제한범위 이상에서는 CA에 의한 급결현상 및 조대공극 형성에 의해 강도저하가 나타났다. XRD 및 TG/DTA를 통한 수화물 분석결과, 칼슘 알루미네이트 클링커 혼입율이 증가할수록 일반적으로 AFm 상 및 프리델 염 형성이 증가하는 것으로 확인되었다. 또한, 침지실험결과에서도 혼입률이 증가함에 따라 염소이온고정능력이 향상하고 염소이온 침투깊이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, U10은 조대공극형성에 의해 염소이온고정능력 대비 시멘트 매트릭스 내 염소이온침투깊이가 큰 것으로 나타났다. 또한, 칼슘 알루미네이트를 10% 혼입한 실험군에서 염소이온고정능력이 실험체 내 Al2O3의 양보다 CA-CA2 비율에 의존하는 것을 확인 할 수 있었다.
본 실험 수준 내에서 CA-CA2 비율이 39:60인 칼슘 알루미네이트 클링커를 10% 혼입한 시멘트 모르타르 실험체의 염해저항성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이 연구에서 본 연구결과, 칼슘 알루미네이트 클링커 혼입율이 증가함에 따라 일반적으로 염소이온 고정능력이 향상함을 파악할 수 있었고, CA-CA2비율에 따라 초기경화속도와 수화반응성에 차이가 있어 공극구조와 AFm 생성량에 따른 염소이온고정능력 및 염소이온침투억제능력에 차이를 보임을 확인하였다. 따라서, 보다 넓은 CA-CA2 비율의 범위에서 염소이온 고정능력 평가가 필요하다고 여겨지며 저열시멘트 및 중용열 시멘트에 적용을 위해 수화열분석도 필요하다고 판단된다.
목차
ContentsContents ⅰList of Tables ⅲList of Figures ⅳAbstract ⅵChapter 1. Introduction 1Chapther 2. Literature Review 42.1 Chloride attack on reinforced concrete 42.2 Friedel’s salt 62.3 Chloride resistance of LHC and application of CA2 72.4 Calcium aluminate cement 8Chapter 3. Materials and Methods 103.1 Materials 103.1.1 Ordinary Portland Cement 103.1.2 Calcium Aluminate Cement 103.1.3 Synthesized CA2 113.2 Sample preparation 123.3 Test methods 153.3.1 Compressive strength test 153.3.2 Analysis of pore structure 153.3.3 Analysis of hydration products 153.3.4 Evaluation of chloride binding capacity 16Chapter 4. Experiment Result and Discussion 194.1 Compressive strength 194.2 Pore structure 214.3 XRD 234.4 TG/DTA 264.5 Evaluation of chloride binding capacity 304.6 Chloride penetration depth 34Chapter 5. Conclusion 36Reference 38국 문 요 지 42Acknowledgement 44
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