칼슘알루미네이트시멘트(CAC)와 고로슬래그(GGBS)를 활용한 고내구성 하수암거의 황산염 침식 저항성 평가

Abstract

본 연구의 목적은 황산이온(SO42-) 침투에 강한 내구성을 가지는 하수암거 개발을 위해 칼슘알루미네이트시멘트 (CAC)와 고로슬래(GGBS)를 활용한 재료의 황산염 저항성 평가이다. 본 연구에서는 C50G50(50 % CAC와 50 % GGBS)를 혼합하여 사용하였으며, 재료적 특성을 확인하기 위해 압축강도, 응결시간을 측정하여 OPC, CAC, C50G50을 비교 분석하였다. 세 가지 실험결과 모두 C50G50 > CAC > OPC 순으로 우수한 것으로 나타났고, GGBS의 C2S, C3S 클링커가 수화반응을 통해 C-S-H를 생성하여 공극을 채우기 때문인 것으로 분석되었다. 황산염 저항성 평가를 위해 중량변화와 길이변화를 측정하였고, 침식에 의한 수화물 변화 및 미세구조 변화를 위해 XRD분석 및 SEM분석을 수행하였다. 시험체는 10 % 황산마그네슘(MgSO4) 용액에 침지시켰으며, 재령 100일차에 측정하였다. 그 결과, 중량변화율 및 길이변화율도 C50G50 > CAC > OPC 순으로 나타났으며, 이는 OPC와 달리 CAC에는 C3A가 없고, C-S-H와 CH가 적어 황산에 의한 열화가 감소하기 때문에 질량변화 및 길이변화가 작게 나타난것으로 확인되었다. 또한, XRD분석 결과, 수화물 및 미세구조의 큰 변화가 없는 C50G50과 달리 OPC는 주요생성물인 C-S-H와CH가 황산염과 반응하여 Ettringite와 Gypsum라는 새로운 수화물을 생성하였으며, SEM분석에서도 Ettringite의 생성에 의한 미세구조의 차이를 확인하였다.