알칼리 활성화 결합재 모르타르의 황산염 침식 저항성에 미치는 마그네슘 및 황산 이온의 영향

Abstract

본 연구의 목적은 플라이애시 및 고로슬래그 미분말로 제조한 알칼리 활성화 결합재 모르타르의 황산염 저항성에미치는 마그네슘(Magnesium, Mg2+) 및 황산(Sulfate, SO4 2-) 이온의 영향을 확인하는 것이다. 이를 위하여 고로슬래그 미분말 치환율을 30%, 50% 및 100%, SiO2와 Na2O의 몰 비(SiO2/Na2O molar ratio, Ms)를 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정한 시험체를 제작하였다. 그리고 Mg2+ 및 SO4 2-의 영향을 확인하기 위하여 Mg2+ 단독(10% Mg(NO3)2), SO4 2- 단독(10% Na2SO4), Mg2+ 및 SO4 2- 복합(10% [MgCl2 + Na2SO4], 10% [Mg(NO3)2 + Na2SO4]) 및 MgSO4 수용액(10%, 5% 및 2.5% MgSO4)의 조건에서 압축강도, 길이변화, 질량변화 및X선 회절 분석을 실시하였다. 그 결과, Mg2+ 및 SO4 2-가 공존하는 경우에만 황산염 침식에 의한 강도저하 및 팽창 등이 발생하는것을 확인하였다. 이러한 현상은 Mg2+이 규산칼슘 수화물(Calcium Silicate Hydrate, C-S-H)을 분해하여 Ca2+이 용출되고, 용출된Ca2+과 SO4 2-가 결합하여 석고(CaSO4 ·2H2O, Gypsum)를 생성하고, Mg2+과 OH-가 결합하여 수산화마그네슘(Magnesium hydroxide, Mg(OH)2, Brucite)을 생성하는 것에 기인하는 것을 확인하였다.