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지오폴리머 콘크리트의 특징(퍼옴)

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작성자 Constar
조회 183회 작성일 17-11-24 13:32

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『지오폴리머 콘크리트의 특징』

  알카리 활성화된 콘크리트의 성능은 모제의 화학적 조성, 활성화를 위한 알칼리재료 종류 및 첨가 양,
양생율도와 시간,물-결합재등에 의해서 영향을 받기 때문에 다소 변동적이다.
그럼에도 불구하고 OPC 콘크리트에 비해 일반적으로 인정되는 알카리 활성화된 콘크리트 성능의 특성을
요약하면 다음과 같다.

①. 고강도 콘크리트 제조시 비용과 에너지 절감

  압축강도 50MPa이하의 알칼리 활성 콘크리트의 제조 비용은 동등한 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트의 것보다 일반적으로 높다. 하지만 압축강도 70MPa이상의 콘크리트 제조 시 실리카흄을 치환한 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 알칼리 활성 콘크리트는 10~40%의 비용, 60~80%의 석탄소비량 및 50%의 전기소비량이 절감 된다.
즉 고강도 콘크리트 제조를 위해서는 일반 포틀랜트 시멘트 보다
알칼리 활성 시멘트가 훨씬 유리하다. 비교적 다루기 쉬운 알칼리 활성화제의 적절한 사용은 고강도 알칼리 활성 콘크리트의 제조 비용을 더욱 절감시킬 수 있다.


②. 철근보호성

  콘크리트의 철근보호 성능은 구성 매트릭스들의 내 투수성 및 알칼리성에 의해 결정된다. 알칼리 활성 콘크리트에서 CI-와 같은 부식성 이온의 전이는 매우 어렵기 때문에 확산속도는 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 매우 낮다. 알칼리 활성 콘크리트 속의 철근은 1년간의 인공 해수 속에서도 부식이 발생하지 않는다.
③. 높은 압축강도 발현

  일반적으로 알칼리 활성화된 콘크리트의 압축강도는 특별한 혼화재 첨가없이 150Mpa까지 얻을 수 있음이 보고 되고 있다.
알칼리 활성 콘크리트는 초기 재령에서 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 현저하게 높은 압축강도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 장기재령의 강도 발현도 매우 우수하다.


④. 동결융해 저항성

  알칼리 활성 콘크리트는 낮은 사용 배합수와 높은 전해질 농도로 인해 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 높은 동결융해 저항성을 갖는다. 이로 인해 알칼리 활성 콘크리트는 동결융해가 반복적으로 발생하는 조수 상태에서 특히 유용하다.


⑤. 저 수화반응열

  알칼리 활성 콘크리트의 수화열은 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트의 약 1/3~1/2 수준이며 저발열 시멘트에 비해서도 낮다.


⑥. 낮은 배합수

  활성화제로 이용된 알칼리제의 표면 활성효과로 인해 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 낮은 물 결합재 - 비가 이용된다.
부가적인 감수제의 사용없이 물-결합재비가 17~22%인 알칼리 활성 콘크리트의 초기 배합성능은 물-결합재비가 25~29%의 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트와 동일하다.
⑦. 낮은 비탄성 변형

  물유리를 사용하지 않은 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 건조수축은 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트와 동등하거나 낮은 수준임을 보였다. 특히 고로슬래그나 플라이애쉬와 같은 모재의 분말도가 낮을수록, 알칼리 활성화제의 첨가량이 작을수록 그리고 골재양이 많을수록 알칼리 활성 콘크리트의 건조수축 변형률은 낮게 제어될 수 있다.


⑧. 내화성능

  일반적으로 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트는 500℃이하에서 구조적 성능이 저하되지만 알칼리 활성 콘크리트는 약 700℃에서도 그 성능을 유지할 수 있다.


⑨. 내 중성화

  압축강도 이하인 알칼리 30MPa 활성 콘크리트의 중성화 속도는 다소 빠르며 중성화 이후 약간 낮은 강도를 보이지만 50MPa이상의 압축강도를 갖는 알칼리 활성화 콘크리트의 중성화 속도 및 중성화 깊이는 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 매우 낮음을 보인다.


⑩. 내 투수성

  대부분의 연구는 알칼리 활성 콘크리트의 내부 모세관 공극이 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 매우 작게 있음을 보여준다. 24시간 동안 4Mpa의 수합 하에 있는 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 투수 두께는 단지 2~6mm로서 0.2~1.2Mpa의 불투수성능을 갖는 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에 비해 훨씬 높게 있음을 보였다.
⑪. 내 약품성

  알칼리 활성 콘크리트는 여러 화학약품에 대한 저항성이 우수하다. 일반 포틀랜트 시멘트 콘크리트에서는 각 구성 메트릭스들의 경계면이 취약하지만 알칼리 활성 콘크리트에서는 각 메트릭스의 경계면을 취약하게 만드는 조악한 Ca(OH)2가 존재하지 않으며 알칼리 활성화제에 의해 골재 표면의 점토질과 같은 물질들이 용해되기 때문에 보다 강한 경계면을 갖는다.
치밀한 내부조직과 함께 각 메트릭스 사이의 강한 경계요소는 알칼리 활성 콘크리트가 화학약품에 대한 높은 저항성을 갖게 한다.


⑫. 기타

  알칼리 활성 시멘트는 사용 골재의 품질에 덜 밀감하다. 알칼리 활성 콘크리트는 사용 골재들이 약 20%정도의 점토 또는 이물질을 함유하여도 강도의 감소를 보이지 않는다. 이는 알칼리 활성화제들이 골재 표면의 점토를 융해 및 분산시킬 수 있기 때문이다.

♯ 포틀랜드 시멘트와 지오폴리머 시멘트와의 비교 ♯

포틀랜드 시멘트                                    지오폴리머 시멘트
 고강도                                                단기간에 고강도
산, 바닷물에 민감                                  산, 바닷물에 영향이 거의 없음
공극에 의해 철근의 부식이 많음            공극에 의해 철근의 부식이 적음
동결융해저항성이 낮음                          동결융해저항성이 높음
내구성이 불량                                      내구성이 좋음
CO2 발생량이 많음                              CO2 발생량이 적음
증명된 기존 기술                                  증명되지 않은 새로운 기술