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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이종구
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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오늘날 산업부산물의 자원순환에 대한 인식이 높아지면서 철강산업의 산업부산물 중 발생량이 증가하고 있는 제강슬래그에 대한 자원순환 방법의 일환으로 콘크리트용 재료로서의 활용이 요구되고 있다. 이에 관련 연구들이 지속적으로 수행되어 왔으나 기존 연구들은 제강슬래그의 혼입에 대한 영향을 중점에 두고 있다. 반면 제강슬래그의 혼입과 분말도의 변화가 시멘트 복합체에 미치는 영향에 대해서는 연구 수행이 미비하였다.
이에 본 논문에서는 혼입되는 제강슬래그 종류 별 분말도와 혼입율이 시멘트 복합체의 경화 전·후에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 시편은 W/C ratio 0.4, S/C ratio 3에 혼입 제강슬래그의 종류(전로슬래그, 전기로슬래그, 탈황슬래그), 분말도(Blaine I, Blaine II, Blaine) 및 혼입율(10%, 15%, 20%, 50%)을 변수로 제작하였다.
실험결과, 제강슬래그 미분말 혼입 시 유동성은 탈황슬래그, 전로슬래그, 전기로슬래그 순으로 분말도 증가에 따라 넓어진 표면적으로 인해 약 15% 정도 감소하는 경향을 보이나, 배합에 필요한 유동성은 확보가 가능하였다. 이후, 응결시간과 수화열은 분말도가 증가함에 따라 발생피크 시점의 지연이 단축되는 경향을 보였다. 제강슬래그 미분말 혼입 시 응결은 전로슬래그, 전기로슬래그, 탈황슬래그 순으로 시간이 소요되었으며, 수화열의 발생피크 시점도 같은 수순을 보였다.
제강슬래그의 혼입 배합의 재령 28일까지의 압축강도 발현은 전기로슬래그, 전로슬래그, 탈황슬래그 순으로 15% 내외 혼입 시 OPC 대비 95% 수준을 보였다. 다만, 제강슬래그 20% 혼입 배합의 압축강도는 OPC 대비 85%을 보이기 때문에 20% 이내의 혼입을 요하는 바 이다.
제강슬래그 혼입 시멘트 복합체의 강도에 대해 공극크기 별 프랙탈 차원(VFD)을 계산하였다. OPC배합은 Ji의 이론과 같이 재령에 따라 생성된 수화물로 인해 공극이 채워지면서 프랙탈 차원이 2.99에서 2.92로 감소하였다. 반면 제강슬래그 혼입 배합은 마크로 영역의 VFD가 2.985-2.995 값을 유지하는 경향을 보였다. 이처럼 제강슬래그 혼입 배합 내 채워지지 못한 마크로 영역이 강도에 영향을 준 것으로 예상된다. 이와 같은 특정 공극구조의 프랙탈 차원 값의 변화와 강도와의 연관성에 대한 연구가 후속되어야 할 것으로 판단된다.
이에 본 논문에서는 혼입되는 제강슬래그 종류 별 분말도와 혼입율이 시멘트 복합체의 경화 전·후에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 시편은 W/C ratio 0.4, S/C ratio 3에 혼입 제강슬래그의 종류(전로슬래그, 전기로슬래그, 탈황슬래그), 분말도(Blaine I, Blaine II, Blaine) 및 혼입율(10%, 15%, 20%, 50%)을 변수로 제작하였다.
실험결과, 제강슬래그 미분말 혼입 시 유동성은 탈황슬래그, 전로슬래그, 전기로슬래그 순으로 분말도 증가에 따라 넓어진 표면적으로 인해 약 15% 정도 감소하는 경향을 보이나, 배합에 필요한 유동성은 확보가 가능하였다. 이후, 응결시간과 수화열은 분말도가 증가함에 따라 발생피크 시점의 지연이 단축되는 경향을 보였다. 제강슬래그 미분말 혼입 시 응결은 전로슬래그, 전기로슬래그, 탈황슬래그 순으로 시간이 소요되었으며, 수화열의 발생피크 시점도 같은 수순을 보였다.
제강슬래그의 혼입 배합의 재령 28일까지의 압축강도 발현은 전기로슬래그, 전로슬래그, 탈황슬래그 순으로 15% 내외 혼입 시 OPC 대비 95% 수준을 보였다. 다만, 제강슬래그 20% 혼입 배합의 압축강도는 OPC 대비 85%을 보이기 때문에 20% 이내의 혼입을 요하는 바 이다.
제강슬래그 혼입 시멘트 복합체의 강도에 대해 공극크기 별 프랙탈 차원(VFD)을 계산하였다. OPC배합은 Ji의 이론과 같이 재령에 따라 생성된 수화물로 인해 공극이 채워지면서 프랙탈 차원이 2.99에서 2.92로 감소하였다. 반면 제강슬래그 혼입 배합은 마크로 영역의 VFD가 2.985-2.995 값을 유지하는 경향을 보였다. 이처럼 제강슬래그 혼입 배합 내 채워지지 못한 마크로 영역이 강도에 영향을 준 것으로 예상된다. 이와 같은 특정 공극구조의 프랙탈 차원 값의 변화와 강도와의 연관성에 대한 연구가 후속되어야 할 것으로 판단된다.
목차
제 1 장. 서 론 11.1 연구의 배경 11.2 국?내외 연구동향 41.2.1 제강슬래그 골재 41.2.2 제강슬래그 결합재 4제 2 장. 실험계획 72.1 실험개요 72.2 실험재료 82.2.1 결합재 82.2.2 제강슬래그 92.3 실험배합 132.4 실험방법 152.4.1 플로우 152.4.2 응결시간 152.4.3 수화열 152.4.4 압축강도 162.4.5 MIP 16제 3 장. 실험결과 및 분석 173.1 플로우 173.1.1 분말도의 영향 173.1.2 혼입율의 영향 183.2 응결시간 213.2.1 분말도의 영향 213.2.2 혼입율의 영향 233.3 수화열 253.4 압축강도 323.4.1 분말도의 영향 323.4.2 혼입율의 영향 353.5 MIP 393.5.1 공극구조 393.5.2 프랙탈차원 42제 4 장. 결 론 51< REFERENCE > 53< 감사의 글 > 58
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