J Rec Const Resources 8(2)235-244() Print ISSN : 2288-33 https://doi.org/.1419/jrcr..8.2.235 Online ISSN : 2288-369X Engineering Characteristics of Blast Furnace Slag Cement Mortar Using Chlorine Bypass System-Dust as Alkali Activator 한민철 1 이동주 2* Min-Cheol Han 1 ㆍ Dong-Joo Lee 2* (Received May 25, / Revised June 24, / Accepted June 24, ) This study conducted a series of studies to offer a novel method of using CBS-dust that produced as by-product in the manufacture of cement. Four different contents of BS and CBS-dust were adopted for test parameters of this study. Mortar with 5% of W/B was fabricated. First, in the case of the fresh mortar, the flow decreased as the CBS-dust replacement rate increased, but the binder composition ratio % and 65% showed higher flow than Plain when replacing CBS-dust 5%. In the case of air content, overall, the tendency was proportional to the CBS-dust replacement rate, and chloride tended to exceed the reference value at all replacement rates except for the CBS-dust % replacement. The compressive strength of the hardened mortar shows the result that the strength is improved when the CBS-dust is replaced by 5% to %, and the CSH gel and structure formation is confirmed by microstructure analysis through the hydration reaction when the CBS-dust is replaced. Therefore, for a given condition CBS-dust is used as a early-strength admixture in a concrete secondary product that uses a large amount of admixture without reinforcing bars it can be an effective method for enhancing the strength of concrete as an alkali activator. 키워드 : CBS dust, 시멘트모르타르, 알칼리자극제 Keywords : Chlorine Bypass System dust, Cement mortar, Alkali activator 1. 서론 현재전세계적으로천연자원다량소비에따른자원고갈및 CO 2 다량배출에의한지구온난화등의자원및환경문제가중요한화두로되고있다. 시멘트생산의경우도이와같은환경문제와연관하여기존의시멘트원료인석회석과점토등천연원료이외에다양한산업폐기물및부산물을이용하고, 시멘트소성연료또한석탄이외에각종폐기물및부산물을이용하고있는실정이다 (Kang and Nam 6). 이와같이시멘트생산과정중재활용되는부산물중폐플라스틱, 폐타이어, 애시류등에서는염화물, 황산화물 (SO X ), 알칼리화 합물 (K 2 O, Na 2 O) 등이킬른내에서휘발하여순환농축되는데, 이것은시멘트제조설비및시멘트제품에문제를유발할수있다 (Han 19). 따라서, 시멘트제조설비에서는이와같은염화물과알칼리성분을제거하기위한집진장치인 Chlorine Bypass System( 이하 CBS) 을도입하였다 (Rha and Seong 1999). 그러나시멘트제조공정중에발생하는 CBS-dust 는폐기물로써이를적법한절차에따라매립등처분하고는있지만, 매립지가부족해지고처리비용이인상되고있으므로이에대한대책으로별도용도의활용대책마련이요구되고있다. 그러므로본연구에서는시멘트제조시발생하는고염화물인 CBS-dust 를건설재료로활용하고자일련의실험을진행하였는 * Corresponding author E-mail: yeedj@asiacement.co.kr 1 청주대학교건축공학과교수 (Department of Architectural Engineering, Cheong-ju University, Professor, Cheongju, 2853, Korea) 2 청주대학교건축공학과박사과정 (Department of Architectural Engineering, Cheong-ju University, Doctor s Course, Cheongju, 2853, Korea) Copyright c by Korean Recycled Construction Resources Institute This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited 235
한민철 이동주 데, 특히, CBS-dust 를치환한고로슬래그다량치환모르타르의기초적특성을분석하고, CBS-dust 의고로슬래그잠재수경성의알칼리자극제로사용성을분석하기위하여미세구조분석을통하여검증함으로써, 재활용건설자원의효율적인활용방안을제시하고자한다. 2. 실험계획및방법 2.1 실험계획 본연구의실험계획은 Table 1과같고, 배합사항은 Table 2와같다. 먼저, 배합요인으로모르타르배합비는일반강도인 1 : 3에대하여 Plain(CBS-dust ) 의목표플로가 18 ± 25mm를만족하도록 W/B 5% 를배합설계하여모든변수에동일하게적용하였다. 이때, 결합재조성비는고로슬래그미분말 ( 이하 : BS) 을 OPC 에,, 45, 65% 의 4수준으로하였다. 이때, 사용한 CBS-dust 의치환율은, 5,, % 인 4수준으로하여총 16배치를실험계획하였다. 실험항목으로는굳지않은상태에서플로, 공기량및염화물량을분석하도록하였고, 레올로지특성으로는시멘트페이스트상태의소성점도를분석하였다. 경화상태에서는 3, 7, 28일에서압축강도를측정하였다. 또한, 미세구조분석은결합재조성비 % 에 CBS-dust 치 Table 1. Experimental plan Factors Levels C:S 1:3 1 W/B(%) 5 Binder 4 BS (OPC ) BS BS45 BS65 Mixture Flow(mm) 18 ± 25 Air content(%) 1 4.5 ± 1.5 Find aggregate type Crushed Sand CBS-dust replacement rate(%) 4 Flow Fresh mortar 4 Air content Chloride content Experiment Plastic viscosity Hardened mortar 4 Compressive strength (3, 7, 28 days) SEM (3, 7days) Porosimeter (3, 7days) XRD (3, 7days) 환율, 5,, % 를혼합한경화모르타르의초기재령 3, 7일을대상으로 SEM 사진촬영, 미세공극및 XRD 를측정하여고로슬래그다량치환모르타르에미치는 CBS-dust 의영향을검토하는것으로하였다. 2.2 사용재료 본연구에서사용한재료중결합재로시멘트는국내 A사의 1종보통포틀랜드시멘트, 고로슬래그미분말은국내 V사의 3종을사용하였는데, 그물리및화학적성질은 Table 3 및 Table 4와같다. 또한, CBS-dust 는시멘트제조일정을고려하여시료채취시기에맞게전체 39회분중에서 1~39회분까지를 1개시료로혼합하여사용하였는데, 물리및화학적성질은 Table 5와같다. 잔골재는입도가양호한경기화성산의부순잔골재를사용하였는데, 그물리적성질은 Table 6과같다. 한편, 화학혼화제로 AE제는국내산 C사의제품을사용하였으며, 물은상수도를사용하였다. Table 2. Mixture proportions of mortars Unit weight(kg/m 3 ) C:S W/C CBS (%) Binder Binder AE 6) Dust W 1) CS 5) (C/%) (%) OPC 2) BS 3) CBS dust 4) 256 512 1,539 BS 5 255 485 25 1,534 254 458 1 1,53 25344 1 1,519 255 48 2 1,531 BS 5 254 381 1 25 1,527 253354 1 5 1,521 1:35 251 31 6 6 1,5 253278 228 1,522.12 BS45 5 252 252 227 25 1,516 251 226 226 5 1,511 25 175 225 1,51 252 176 327 1,513 BS65 5 251 15 326 25 1,58 25 125 325 5 1,52 248 74 323 99 1,492 1) Water, 2) Ordinary portland cement, 3) Blast furnace slag 4) Chlorine bypass system-dust, 5) Crushed sand, 6) Air entrainer Table 3. Physical properties of cement Density (g/cm 3 ) Blaine (cm 2 /g) Soundness (%) Setting time(min) Initial Final Compressive strength(mpa) 3 days 7 days 28 days 3.15 3,39.5 23 345 24.8 39.3 56.9 236 Vol. 8, No. 2 ()
Table 4. Physical properties of blast-furnace slag Density (g/cm 3 ) Blaine (cm 2 /g) Chemical composition(%) Activity factor(%) Cl SO 3 MgO 7day 28day 91day 2.9 4,3.3 1.71 6.82 66 95 116 Table 5. Physical properties of CBS-dust Density (g/cm 3 ) ph Chemical composition(%) CaO K 2O KCl Fe 2O 3 Al 2O 3 MgO 2.37 12.47 35. 32.43 19.46 1.33.9.38 Table 6. Physical properties of fine aggregate Density (g/cm 3 ) Water absorption ratio(%) Passing ratio of.8mm sieve(%) Fineness modulus 2.62 1.31 3.44 2.92 2.3 실험방법 2.3.1 굳지않은모르타르 본연구의굳지않은모르타르실험방법으로모르타르의혼합 은 KS L 59 에의거하여실시하였다. 플로는 KS L 5111, 공기량은 KS F 2421 에의거하여실시하였고, 염화물량은염화물측정기 (DY-1B) 를사용하여측정하였다. 또한, 레올로지특성으로전 단변형율을 5s -1 에서 25s -1 까지계단식으로 5 단계로상승시킨후 동일하게하강시키는방식으로측정하였으며, 측정기기는독일 Thermo scientific 사의 IQ Rheomete 를사용하여전단응력과의 관계를직선회귀식으로빙험모델산출을통해소성점도를계산하 였다. 2.3.2 경화모르타르 경화모르타르의특성으로압축강도는 KS F 2326 에의거하여 각주형공시체를제작하였고, UTM(Universal Testing Machine) 을이용하여재령 3, 7, 28일결합재조성비별 CBS-dust 치환율에따른모르타르의압축강도를측정하였다. 2.3.3 미세구조분석경화모르타르의미세구조분석으로는수화생성물및공극분포특성을분석하기위하여주사형전자현미경 (Scanning electron microscope: SEM), 기공분석 (Surface Area and Pore Characterization System) 및 X선회절분석기 (X-ray Diffractometer) 를이 용하여초기재령인 3, 7일에서전문시험기관에의뢰하여측정하였다. 3. 실험결과및분석 3.1 굳지않은모르타르 3.1.1 유동성및점성 Fig. 1은 BS 치환율별 CBS-dust 치환율변화에따른모르타르의플로치를나타낸것이다. 먼저, 대부분의배합비에서 Plain 에대한목표플로범위인 18 ± 25mm 를만족하는것으로나타났다. 이중 BS 치환율증가에따라서는급격한유동성증가경향을나타내고있는데, 이는 Kim(7) 의기존문헌과같이 BS의치환율증가에따른유동성증가로판단된다. 및 BS % 의경우는 CBS-dust 의치환율이증가할수록유동성이점차감소하였다. 이는 Han and Lee(19) 연구에따른평균입자크기 11.7µm 의 CBS-dust 치환율증가로인해입자간공극이작아져입자간의결합력증대로 Fig. 2와같이점성이증가에기인한것으로판단된다 (Lim and Lee 14). 하지만, 및 65% 의경우는 Fig. 2의소성점도특성과달리 CBS-dust 5~% 치환시유동성이증가하는경향을내타내며, 이후치환율증가에따라감소하는경향으로나타났다. 이는결합재가넓은형태의정규분포로되어모르타르의유동성향상에효과적으로기여함에따른것으로판단된다 (Park et al. 9). 3.1.2 공기량 Fig. 3은전과동일한요령으로 CBS-dust 치환율변화에따른공기량을나타낸것이다. 먼저, 본연구범위내에서 CBS-dust 치환율변화에따른공기량의경우는대부분목표공기량을만족하였다. 단, % 의경우는 CBS-dust 를치환율이증가할수록공기량이감소하였으며, BS, % 의경우 CBS-dust 치환율에따른변화는미미하며, % 의경우는 CBS-dust 치환율이증가할수록공기량이증가하는것으로나타났다. 이는 CBS-dust 에다량함유된염화칼륨 (KCl) 의수용성에의한공극생성으로인한공기량증가로판단된다. 3.1.3 염화물량 Fig. 4는 CBS-dust 치환율에따른염화물량을나타낸그래프이다. BS 치환율은큰영향이없는것으로판단되나, 단, CBS-dust 치환율이증가할수록크게증가하는데, 특히 및 % 한국건설순환자원학회논문집 년 6 월 237
한민철 이동주 Flow (mm) 25 225 175 15 Target Range BS Air contents (%) 8 6 4 Target Range BS 125 2 Fig. 1. Flow with binder type and CBS-dust contents Fig. 3. Air contents with binder type and CBS-dust contents Viscosity (Pa.s) 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5 BS Chloride Content (Kg/m 3 ) 8 6 4 2 BS. CBS-Dust replacement (%) Fig. 2. Viscosity with binder type and CBS-dust contents Fig. 4. Chloride content with binder type and CBS-dust content 의경우는시험장치측정범위를벗어남에측정이불가하였으며, CBS-dust 함유된염화물에기인한것으로판단된다 (Han and Lee 19). 3.2 경화모르타르 3.2.1 압축강도 Fig. 5는 BS치환율및재령별 CBS-dust 치환율변화에따른압축강도를나타낸것이고, Fig. 6은 CBS-dust 치환율 % 를 % 로하여상대적인강도발현율을나타낸것이다. 전반적으로 BS의치환율이증가할수록특히초기재령일수록강도는감소하는것으로나타났다. CBS-dust 치환율변화에따른특성으로먼저, % 인 a) 의경우는 CBS-dust 치환율이증가할수록 % 미만에서는큰차이 를보이지않았지만 % 에서는크게감소하는경향을보였다. 결합재조성비 BS % 인 b) 의경우는 CBS-dust 치환율 % 에서초기재령의압축강도가증가하였다. 특히, c) 와같이 % 에서는 CBS-dust 치환율 5~% 의경우 Plain 보다최대 123% 의강도증가율을나타냈다. 또한, % 의 BS 다량치환의경우 CBS-dust 의치환율 5~% 의경우재령 3일, 7일에서최대 154% 및 123% 의강도증가율을나타냈다. 이는 CBS-dust 의높은알칼리및염화물성분이고로슬래그미분말입자표면의유리구조피막을파괴함으로잠재수경성반응의알칼리자극제효과에기인한것으로판단된다. 하지만, 28일재령에서는 Plain 보다전반적으로낮은강도를나타냈다. 이는 KOH 가물에용해된후일정량의칼륨이온 (K + ) 이 BS 의피막과반응을한뒤수화반응에참여하지못하는잔여칼륨이 238 Vol. 8, No. 2 ()
a) % Compressive strength (MPa) 6 5 4 3 28 day Strength development ratio (%) 16 14 1 8 6 3day 7day 28day 4 b) BS % Compressive strength (MPa) 6 5 4 3 BS 28 day Strength development ratio (%) 16 14 1 8 6 BS 3day 7day 28day 4 c) % Compressive strength (MPa) 6 5 4 3 28 day Strength development ratio (%) 16 14 1 8 6 3day 7day 28day 4 d) % Compressive strength (MPa) 6 5 4 3 28 day Strength development ratio (%) 16 14 1 8 6 3day 7day 28day Fig. 5. Compressive strength with binder type and CBS-dust contents 4 Fig. 6. Compressive strength develop ratio with binder type and CBS-dust contents 한국건설순환자원학회논문집 년 6 월 239
한민철 이동주 온(K+)으로 인해 BS의 경화에 오히려 반응을 억제하여 강도가 저 하된 것으로 판단된다(Park and Kwon 13). 에 따른 SEM 사진을 나타낸 것이다. 먼저, Fig. 7의 a)의 SEM 사진에서는 초기수화생성물인 Ettringite, Ca(OH)2 을 확인할 수 있다. 3.2.2 SEM 관찰 또한, b) 와 c)의 SEM 사진에서는 시멘트의 수화생성물인 %의 초기 강도 증진 분석을 위하여 실시한 미시적 분석으 Ca(OH)2와 2차원 망상 또는 격자 모양의 Type-Ⅱ C-S-H겔과 로 Fig. 7은 재령 3일, Fig. 8은 재령 7일의 CBS-dust 치환율 변화 Ettringite가 다수 생성되어 있음을 확인할 수 있었다.내부조직의 조밀함을 확인할 수 있다. 재령 7일의 SEM 사진으로 Fig. 8의 a) 및 d)에서 재령 3일에 Ca(OH)2 비해 Ettringite, C-S-H gel 등 다수의 수화생성물을 확인하였고, Type-Ⅱ C-S-H b) 및 c)의 경우 여러 수화생성물과 Ca(OH)2 적층구조 및 밀실한 Ettringite 겔 상의 C-S-H gel이 다량 관찰되었다. Ca(OH)2 3.2.3 세공분포 Fig. 9 및 은 %에서 CBS-dust 치환율 변화에 따른 초 a) CBS-dust % a) CBS-dust % 기강도증진 원인을 분석하기 위하여 재령별공극분포 및 누적세공 분포를 나타낸 그래프이다. Type-Ⅱ C-S-H 공극 측정 범위는 Midness et al.(3) 이론에 따른 공극의 Ettringite 크기의 종류로 작은 모세관(small capillary:.1~.), 겔(gel: Type- І C-S-H Ca(OH)2 Fig. 9의 a)와 같이 재령 3일의 경우는 b)의 재령 7일에 비하여 Type-ⅡC-S-H.1 )중 (.1 )~1 (.1 ) 크기까지 측정하였다. 전반적으로 수화반응에 기인하여 1 (.1 )이하의 겔(gel)공극 분포가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 Fig. 7 및 8에서 관찰된 b) CBS-dust 5% b) CBS-dust 5% 바와 같이 수화반응이 촉진되어 이로 인한 수화생성물 및 C-S-H gel의 생성함에 기인한 것으로 판단된다. Fig. 은 재령 3, 7일의 CBS-dust 치환에 따른 누적세공량을 Type-Ⅱ C-S-H 나타낸 것이다. 재령경과에 따라 누적세공이 감소하는 경향을 나 타났으며, CBS-dust 5 및 %에서 누적세공량 현저하게 감소하 Ca(OH)2 는 경향으로 나타났으며. 이는 시멘트 수화반응 및 CBS-dust의 산화칼륨(K2O) 및 염화칼륨(KCl)이 잠재수경성 반응의 알칼리 자 극제로 Fig. 9와 같이.1 (.1 )이하의 겔공극 구조로 되어있 c) CBS-dust % Type- І C-S-H c) CBS-dust % Type- І C-S-H 어 조직이 치밀해지기 때문으로 판단된다(Han 9). 3.2.4 XRD 분석 Fig. 11은 %에 CBS-dust를, 5,, %로 치환한 시료 에 대한 XRD 곡선을 나타낸 것이다. a)는 CBS-dust를 치환하지 Ettringite Ettringite 않은 경우로 3일 재령에서는 Ca(OH)2를 제외하고, Ettringite의 미 세한 증가를 나타내기는 하지만 전체적으로 XRD 피크상으로 확인 하기 어려운 상태이다. a)의 재령 7일에서는 시멘트 수화생성물인 d) CBS-dust % Fig. 7. SEM observation at s 24 Vol. 8, No. 2 () d) CBS-dust % Ca(OH)2와 CaSO4 피크를 나타냈다. 초기 수화생성물인 Ettringite Fig. 8. SEM observation at s 도 나타났다. b)는 CBS-dust를 5%로 치환한 경우로 재령 3일의
경우시멘트수화생성물인 Ca(OH) 2 및 Ettringite를피크상으로확인할수있었다. 또한, 재령 7일에서 C-S-H 피크를확인할수있었다. 그리고 CBS-dust 의 K 2 O의수화생성물인 KOH 가존재하는것으로확인하였다. 또한, c) 는 CBS-dust % 로치환한경우로재령 3일의경우는미수화물로 C 3 S, C 2 S 의피크가나타났으며, 재령 7일의경우는 Ca(OH) 2 및미수화물인 C 3 S C 2 S 및 CaSO 4 의피크는감소하는것을확인할수있었다. 동시에 C-S-H 의피크도나타났다. d) 의경우는 3일재령에서미수화물이다량존재하는것을확인할수있었으며, 7일재령의경우는미수화물감소와 C-S-H gel의피크를확인할수있었다. 3.2.5 종합분석 Table 7은결합재및 CBS-dust 치환율변화에따른모르타르의굳지않은특성및강도특성을배합비별로결과값을 Plain(CBS-dust %) 대비백분율을나타낸것이다. 전반적으로배합비별로최적치환율의차이는있지만, CBS-dust % 인경우에서는 Plain 보다품질이좋지않은결과로나타났고, CBS-dust 5~% 정도로적정하게치환되었을때특히초기품질항목에서대체적으로양호한것으로나타났지만특히, CBS-dust 5% 전후가가장최적의치환율인것으로도출되었다..14.12 CBS-dust % CBS-dust 5% CBS-dust % CBS-dust %.14.12 CBS-dust % CBS-dust 5% CBS-dust % CBS-dust % Pore Volume (cm 3 /g)..8.6.4 Pore Volume (cm 3 /g)..8.6.4.2.2. Pore Diameter (nm) a) Pore size distribution observation at 3days. Pore Diameter (nm) b) Pore size distribution observation at s Fig. 9. Pore size distribution according to CBS-dust contents at 65% of BS Cumulative Pore Volume (cm 3 /g).14.12 CBS-dust % CBS-dust 5% CBS-dust % CBS-dust %..8.6.4.2 Cumulative Pore Volume (cm 3 /g).14.12..8.6.4.2 CBS-dust % CBS-dust 5% CBS-dust % CBS-dust %. Pore Diameter (nm) a) Cumulative pore volume observation at s. Pore Diameter (nm) b) Cumulative pore volume observation at s Fig.. Cumulative pore volume according to CBS-dust contents at 65% of BS 한국건설순환자원학회논문집 년 6 월 241
한민철 이동주 4. 결론 본연구는 CBS-dust 를철근을사용하지않는콘크리트의시멘트대체재로적용하기위한사전검토단계로서, 시멘트모르타르조건에서 CBS-dust 의치환율변화에따른모르타르의공학적특성을검토하였는데, 그결과를요약하면다음과같다. 1. 굳지않은모르타르의특성으로결합재조성비 % 및 % 의경우에서 CBS-dust 치환율이증가할수록플로는감소하였으나, 결합재조성비 % 및 65% 의경우는 CBS-dust 5% 치환시 Plain 보다높은유동성을발휘하는것으로나타났다. 공기량은전반적으로 CBS-dust 치환율증가에따라증가하는경향을나타냈다. 또한, 염화물량의경우 5 15 25 3 35 4 45 55 6 4 3 5 15 25 3 35 4 45 55 6 3day 48 3 Intensity (cps) 8 6 4 Ca(OH) 2 lite, Blite Ettringite CaSO 4 Intensity (cps) 16 48 3 Ca(OH) 2 KOH Ettringite, C-S-H CaSO 4 7day 5 15 25 3 35 4 45 55 6 2-theta (deg) a) CBS-dust % 5 15 25 3 35 4 45 55 6 16 5 15 25 3 35 4 45 55 6 2-theta (deg) b) CBS-dust 5% 5 15 25 3 35 4 45 55 6 3 3day 48 Intensity (cps) 6 4 Ca(OH) 2 AliteBlite KF, CaF 2 CaSO 4 KOH C-S-H 3day 7day Intensity (cps) 3 16 48 3 Ca(OH) 2 Alite,Blite CaSO 4 C-S-H KF, CaF 2 16 5 15 25 3 35 4 45 55 6 2-theta (deg) c) CBS-dust % 5 15 25 3 35 4 45 55 6 2-theta (deg) d) CBS-dust % Fig. 11. XRD according to CBS-dust contents at 65% of BS 242 Vol. 8, No. 2 ()
Table 7. Comprehensive analysis of quality rate Series CBS-dust contents(%) Plain (%) 5 Flow 97 91 91 Air content 82 73 s 8 94 63 Compressive s 91 91 75 strength 28 days 94 1 73 Subtotal 98 91 75 Flow 97 91 Air content 118 118 129 s 8 94 63 BS Compressive s 91 91 75 strength 28 days 94 1 73 Subtotal 2 86 Flow 2 8 2 Air content 123 13 141 s 113 115 64 Compressive s 4 99 73 strength 28 days 91 88 81 Subtotal 6 8 92 Flow 113 1 5 Air content 115 152 171 s 154 141 114 Compressive s 123 11392 strength 28 days 97 82 72 Subtotal 1 119 1 Total 6 4 9 1) CBS-dust % * less than ~ 1 1 ~ 14 higher than 14 모든배합에서기준치를상회하는결과로나타났다. 2. 압축강도는 % 의경우는 CBS-dust 치환율이증가할수 록감소하는경향을나타냈다. 하지만, % 의경우는 CBS-dust 치환율 5~% 경우초기재령에서강도증가율 이 Plain 보다최대 123% 증가하는것으로나타났다. 또한, % 의경우 CBS-dust 의치환율 5~% 의경우재령 3 일및 7 일에서최대 154% 및 123% 의강도증가율을나타냈 다. 이는 CBS-dust 의다량함유된알칼리에의한잠재수경 성반응의자극제효과에의한것으로판단된다. 3. 미세구조분석으로 SEM 및 XRD 분석결과결합재조성비 % 에 CBS-dust 를 5~% 내외치환한경우수화반응 촉진에따른초기재령에수화생성물인 Ca(OH) 2 및 C-S-H gel 이관찰되며, 재령에따른미수화물의감소와 C-S-H gel 의생성이피크에나타났다. 세공분석의경우는 3 일재령.1 nm (.1 μm ) 이하의겔공극구조형성되며, 누적세공량은 CBS- dust 치환 5~% 내외치환시재령에따라감소하며이는 알칼리자극제로초기수화반응이촉진됨에따른내부치밀 화로판단된다. 이상을종합하면 CBS-dust 를시멘트대체재로일부치환하여사용하는것보다고로슬래그다량치환무근콘크리트에 5% 치환하는알칼리자극제로서의활용성이더욱효과적으로판단된다. Conflicts of interest None. References Han, C.G. (19). Chlorine and alkaline emission and its utilization, Journal of Remicon Ascon Aggergate, 257 [in Korean]. Han, C.G., Han, M.C. (9). Analysis of the fine particle classification cement and engineering properties of the concrete incorporating it, Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 25(), 83-9 [in Korean]. Han, M.C., Lee, D.J. (19). Physical and chemical properties of chlorine bypass system-dust from cement manufacturing, Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute, 7(4), 3-315 [in Korean]. Kang, S.K., Nam, K.U. (6). The recycling of inorganic industrial waste in cement industry, The Korean Society Of Clean Technology, 6(1), 61-69 [in Korean]. Kim, H.T. (7). An Experimental Study on the Flowing and Strength Properties of High Performance Concrete Using Blast Furnace Slag, Master s Thesis, Hanbat National University, 64. Lim, J.H., Lee, G.C. (14). Effect of blast furnace slag on rheological properties of fresh mortar, Journal of the Korea Institute of Building Construction, 14(4), 285-291 [in Korean]. Mindess, S., Young, J.F., Darwin, D. (3). Concrete. USA, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. Park, S.G., Kwon, S.J. (13). Reaction properties of non-cement mortar using ground granulated blast furnace slag, Journal of the Korea Contents Association, 13(9), 392-399 [in Korean]. Park, S.J., Kim, K.M., Sho, K.H. (9). Effect of particle size distribution of binder on the fluidity of high flowing concrete, Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 25(8), 167-174 [in Korean]. Rha, C.Y., Seong, J.W. (1999). The preparation and characterization of blended cement used by-pass dust, Journal of the Korean Ceramic Society, 36(6), 618-624 [in Korean]. 한국건설순환자원학회논문집 년 6 월 243
한민철 이동주 본연구는시멘트제조시발생하는 CBS-dust 의새로운활용방법을모색하고자일련의연구를진행하는데, CBS-dust 의공학적특성결과를요약하면다음과같다. 먼저, 굳지않은모르타르의경우 CBS-dust 치환율이증가할수록플로는감소하였으나, 결합재조성비 % 및 65% 의경우는 CBS-dust 5% 치환시 Plain 보다높은유동성을발휘하는것으로나타났다. 공기량의경우는전반적으로 CBS-dust 치환율과비례적인경향을나타내며, 염화물은 CBS-dust 치환하지않은경우를제외하고모든치환율에서기준치를상회하는경향을보였다. 경화모르타르의압축강도는전반적으로 CBS-dust 를 5%~% 내외치환시강도가증진되는결과를보이며, 미세구조분석을통하여 CBS-dust 치환시수화반응이촉진되어 C-S-H gel 생성및구조형성을확인할수있었다. 따라서, CBS-dust 를철근이없는혼화재를다량사용하는콘크리트 2차제품에서조강성혼화재로사용한다면, 알칼리자극제로콘크리트의강도증진등에효과적인활용법이될수있을것으로판단된다. 244 Vol. 8, No. 2 ()