지오폴리머의 수축변화 영향에 관한 실험적 연구

Experimental Study on Shrinkage Behavior of Geopolymer Mortar

콘크리트는 노후화 및 환경적인 요인들로 인해 기능적으로 열화되면서 구조물의 내구성 저하를 발생시킨다. 특히 수처리시설 및 폐기물처리시설은 황산염(Sulfate)이나 산(Acid) 등의 화학물질은 구조물의 열화현상이 심각한 문제로 대두되는 상황에서, 내화학성을 필요로 하는 구조물에 내산성 및 내염기성, 피로강도 등에 우수한 효과를 발휘하는 건설재료 개발 및 적용이 시급한 실정이다. 특산업부산물을 혼합 사용한 지오폴리머(Geo-polymer)는 알칼리 활성화제와 폴리머화 과정을 하여, 보통 포틀랜드시멘트 결합체보다 외부 침식을 억제할 수 있는 장점이므로, 내화학 저항성에 매우 효과적이다. 하지만, 알칼리 활성화제와 초기 반응속도가 매우 빠르므로 강도 발현에 효과적이지만, 유동성 손실이 크다. 또한, 슬래그 미분말에 함유된 석고는 알칼리 활성화제와 반응하여 급결반응을 일으켜, 이로 인해 수축변화가 많이 발생하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지오폴리머의 수축변화 영향을 확인하 기 위해 고로슬래그의 성분과 혼화제 혼입에 따라 압축강도와 휨강도, 건조수축 길이변화를 확인하여 비교·분석하였다. 실험결과, 분쇄시 혼입되는 석고는 압축강도와 휨강도, 수축변화에 영향이 있는 것으로 나타내었고, 팽창제와 수축저감제를 혼입함으로써 지오폴리머의 건조수축 저감에 효과적임을 알 수 있었다.

Durability of structures decline when concrete is deteriorated due to aging and environmental factors. Especially, water treatment plants and waste disposal facilities are suffering from serious deterioration due to sulfate and acid, therefore the development and application of construction materials that offer excellent acid resistance, alkali tolerance, fatigue strength to structures that require chemical resistance is an urgent matter. Especially, Geo-polymers that make use of various industrial by-products, polymerize with alkalic activators, thereby able to further inhibit external erosion compared to normal portland cement binders, possessing excellent chemical resistance. However, Geo-polymers show very quick early reaction rate with alkalic activators, therefore effective for developing strength but as a result, also loses flowability quickly. Furthermore, gypsum contained in slag fine particles react with alkalic activators to generate quick setting reactions, consequently leading to great changes from shrinkage. Therefore, a change in the compressive strength, bending strength, drying shrinkage length according to the components of blast furnace slag and mixing with admixtures was examined, compared and analyzed in this study in order to identify the effect of a change in the shrinkage of Geopolymer. The result of experiment showed that plaster added at the time of pulverizing had an effect on a change in the compressive strength, bending strength and shrinkage. And mixing with expansive additives and shrinkage reducing agents was effective for reducing the drying shrinkage of Geopolymer.