조기 강도 발현을 위한 시멘트 모르타르의 기초물성 및 내구성 평가 = Evaluation of Fundamental Properties and Durability of Mortar for Early Age Strength Development

국문 초록 (Abstract)

급격한 산업화의 추진과 더불어 건설되기 시작한 많은 사회간접자본시설물들은 성능이 저하됨에 따라 노후화가 많이 진행되어 이에 따른 유지관리가 요구되고 있다. 이러한 사회간접자본시설물들은 사용성에 문제가 발생하면 많은 경제적인 손실을 가져오기 때문에 신속한 보수보강공사가 필수적으로 요구된다.
본 연구에서는 초속경시멘트(Rapid Hardening Cement)의 제조방법이 상이한 클링커 형태의 초속경시멘트(A형)와 혼화재 형태의 초속경시멘트(B형)를 선택하여 기초물성, 강도특성 및 내구성능을 평가하기 위하여 초속경시멘트의 종류 및 혼입율이 상이한 모르타르를 제작하여 보통포틀랜드시멘트와 비교평가 하였다.
이상의 실험결과 초속경시멘트를 사용한 모르타르의 경우 수화초기에 에트링가이트가 다량 생성되는 모습을 볼 수 있었으며, 이러한 에트링가이트에 의해 급결성이 발현되는 것으로 판단된다. 혼입율을 달리한 초속경시멘트 모르타르의 압축강도와 부착강도를 측정한 결과 A형 초속경시멘트를 사용한 모르타르의 경우 혼입율이 50∼70%를 혼입한 시멘트 모르타르의 압축 및 부착강도가 우수한 강도발현특성을 나타낸 반면, B형 초속경시멘트 모르타르의 경우에는 보통포틀랜드시멘트 모르타르에 비하여 부착성능이 상당히 저조하게 측정되어 보수보강시 부착강도 발현특성을 고려해야할 것으로 사료된다. 한편 전위차 염소이온 확산실험결과 두 종류의 초속경시멘트 모르타르 모두 초속경시멘트의 팽창성에 의해 보통포틀랜드시멘트 모르타르보다 확산계수 및 침투깊이가 높게 나타나 유해이온에 대한 적절한 대책이 마련되어야 할 것으로 사료된다.
이상의 초속경시멘트를 사용하여 제조한 모르타르의 초기수화특성, 유동성 및 응결특성과 압축, 부착강도실험 결과 보통포틀랜드시멘트 모르타르와 비교하여 우수한 성능을 나타내었다. 하지만 제조사에 따라 다른 특성을 지니고 있으므로 충분한 실험 및 검토를 통하여 사용함에 있어 신중을 기해야 할 것이며, 아울러 장기내구성에 대한 검토도 이루어져야 할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The function of the infrastructure constructed in the rapid industrialization period has now deteriorated and requires maintenance and repair. As there are huge economic damages if the infrastructure has problem in usage, it is necessary to repair and strengthen the infrastructure promptly.
This study aims to evaluate the basic physical properties, strength and durability for the Rapid Hardening Cement(hereinafter RHC) in the shape of a clinker (A-type) and the RHC in the shape of admixture(B-type). The mortar of the RHC with different kinds and replacement ratios were made to be compared to the Ordinary Portland Cement(hereinafter OPC).
The results of the experiments showed that a considerable amount of Ettringite was generated in the initial stage of the hydration in the case of the mortar which used the RHC, and it is thought that the quick setting is done by the Ettringite.
The compressive and adhesive strength of the mortar with the RHC in different replacement ratio was measured. In the case of the mortar which used the A-type RHC, the compressive and adhesive strengths of the mortar were superior with the 50∼70% of replacement ratio. On the other hand, the adhesive strength of the mortar which used the B-type RHC was considerably lower than that of the OPC and thus needs to consider the expression of the adhesive at the time of the repair and strengthen. In the meantime, the results of the diffusion test for the potential difference chloride ion showed that both of the two kinds of mortar made with RHC had a higher diffusion coefficient and penetration depth than the OPC due to the expansibility of the RHC and thus it is thought necessary to prepare appropriate measures for the harmful ion.
According to the experiment for the characteristics of the initial hydration, fluidity, setting time, compressive and adhesive strength of the mortar made with the RHC, the mortar was superior in performance to the OPC. However, as there are different characteristics according to different manufactures, it is necessary to pay careful attention to its usage through sufficient experiments and studies and make research on the long-term durability.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = ⅰ
• 목차 = ⅱ
• 그림목차 = ⅳ
• 표목차 = ⅵ
• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구목적 = 1
• 1.2 연구동향 = 3
• 1.3 연구방법 = 7
• 제2장 조기강도 시멘트의 특성 = 8
• 2.1 조기강도 시멘트의 수화반응 = 8
• 2.1.1 조기강도 발현메커니즘 = 8
• 2.1.2 응결 및 경화메커니즘 = 10
• 2.2 조기강도 시멘트의 적용성 = 12
• 제3장 실험방법 = 15
• 3.1 사용재료 및 배합 = 15
• 3.1.1 시멘트 = 15
• 3.1.2 골재 = 16
• 3.1.3 혼화재료 = 17
• 3.1.4 배합 = 17
• 3.2 실험방법 = 18
• 3.2.1 유동성 및 응결시험 = 18
• 3.2.2 강도특성 시험 = 19
• 3.2.3 초기수화특성 = 20
• 3.2.4 내구성 시험 = 21
• 제4장 실험결과 및 고찰 = 23
• 4.1 조기강도 발현 수화특성 = 23
• 4.2 조기강도 시멘트 모르타르의 유동성 및 응결경화특성 = 27
• 4.3 압축 및 부착강도특성 = 32
• 4.4 내구성능 평가 = 45
• 제5장 결론 = 49
• 참고문헌 = 51
• ABSTRACT = 54
• 감사의 글 = 56