시멘트 대체재로서 비소성 황토를 혼합한콘크리트의 고온 특성 평가

Properties Evaluation of Concrete mixed with Non-Sintered Hwangto in place of cement after high temperature

전 세계적으로 시멘트 소성 과정에서 발생 되는 이산화탄소와 높은 에너지 소비로 인한 환경파괴를 줄이기 위해 시멘트 대체 재료에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 기존 수행된 건축 재료로서의 황토 연구는 상온에서 강도발현 및 시공측면에서의 연구들이 수행되었으며, 황토를 혼합한 콘크리트의 고온 특성에 대한 연구는 다소 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비소성 황토를 혼합한 콘크리트의 고온 특성을 평가하였다. 시험체는 비소성 황토를 혼합하지 않은 NC(Normal concrete) 및 비소성 황토를 혼합한 NHTC(Non-sintered hwangto concrete)로 설정하였으며, W/B는 0.33 및 0.41로 설정하였다. 시험체는 Φ 100 × 200 mm cylinder로 제작하였으며, 제작 후 재령 28일까지 수중양생을 거친 후 재령 90일까지 항온항습(20 ± 2 ℃) 및 습도(60 ± 5 %) 조건에서 양생을 실시하였다. 목표 온도는 20, 100, 200, 300, 500, 및 700℃로 설정하였으며, 저속가열 속도는 1 ℃/min을 설정하여 실험을 수행하였다. 가열 후 측정항목으로 압축강도, 질량손실 및 응력-변형률로 설정하였으며, 시험체 3개를 평균 내어 실험 결과를 나타냈다. 실험결과, 잔존 압축 강도는 300 ℃에서 NHTC41-30은 NC41 대비 상회하는 경향이 나타났다. 700 ℃ 에서는 NHTC41-15 및 NHTC41-30이 NC41 대비 상회하는 경향을 나타냈다. W/B 33의 시험체는 모두 유사한 잔존 강도를 나타냈다. 이는 황토 표면의 수분 증발에 따른 응집력 증가 및 점토 광물의 가벼운 소결에 따른 응집 구조 형성으로 판단된다. 또한 온도 증가에 따라 비소성 황토 치환율이 증가할수록 낮은 질량 손실을 보였다. 500 ℃ 이상의 온도부터 유의미한 차이를 보였으며, NHTC41-15는 NHTC41-30 대비 높은 질량 손실률이 나타났다. NHTC33-15는 NHTC33-30 대비 높은 질량 손실률을 보였다. 응력-변형률의 경우 모든 온도 범위에서 비소성 황토의 치환율이 낮을수록 높은 기울기를 보였으며, 비소성 황토 치환율 증가에 따라 peak strain이 증가하는 경향이 나타났다.