본 연구는 건설 디지털 제조를 위한 3D 프린팅 기술 개발을 위하여, 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 등의 알칼리 활성화 결합재를 Binder Jetting 3D 프린팅 방식으로 출력하고, 후처리 방법을 통해 출력물의 압축강도를 증진하는 것이다. 진공 펌프 및 규산나트륨-수산화나트륨 복합 수용액을 적용하여 후처리 방법을 검토하였으며, 후처리 용액에 침지한 후 -0.1 MPa 진공 압력으로 처리한 공시체의 압축강도는 11.04 MPa 로써 강도 증진을 확인하였다.

본 연구에서는 저탄소 친환경 콘크리트의 일반적인 원재료로 널리 알려져 있는 플라이애시, 고로슬래그미분말을 혼합하여 알칼리 활성화 결합재를 제작한 후, 양생 조건에 따른 내구성을 파악하고자, 탈형한 시험체를 15 및 25°C의 해수에 양생 시켜 재령 91일까지의 내구 특성을 살펴보았다. 플라이애시와 고로슬래그미분말의 혼합비에 대해서 일부 혼합에 대해서는 재령 28일에 비해 재령 91일에서 흡수율 증가 및 강도 감소를 나타났지만, 그 이외에는 양생 조건에 관계없이 재령에 따라 흡수율 감소 및 강도 증가를 보여주었다.

The purpose of this study is to understand a compressive strength and propose a dry shrinkage strain equation being able to predict dry shrinkage of alkali-activated materials(AAM) mortar samples manufactured using fly-ash(FA) and ground granulated blast furnace slag(GGBFS). The main parameters investigated were the GGBFS replace ratios(30, 50, 70 and 100%) and sodium silicate modules(Ms[SiO2/Na2O] 1.0, 1.5 and 2.0). The compressive strength of AAM increased with increases GGBFS replace ratios or Ms contents. The dry shrinkage strain of AAM decreased with increases Ms contents. But, the dry shrinkage strain of AAM increased as the GGBFS replace ratio increases. Therefore, the GGBFS replace ratio seems to have very significant and important consequences for the mix design of the AAM mortar. The results indicated the R-square of single regression analysis based on each mix properties was the highest value; 0.7539~0.9786(average 0.9359). And the presumption equation of dry shrinkage strain with all variables(GGBFS, Ms and material age) has higher accuracy and its R-square was 0.8020 at initial curing temperature 23 degrees Celsius and 0.8018 at initial curuing temperature 70 degrees Celsius.

본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 활용하여 알칼리 활성화 결합재로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염 저 항성을 평가하고 황산염 침투에 대한 고저항성 결합재를 제시하는 것이다. 이를 위하여 플라이애시 및 고로슬래그미분말 등의 광물질 혼화재 를 결합재로 활용하여 고로슬래그미분말 치환율을 30, 50 및 100%로 제작하였다. 규산나트륨 모듈 Ms[SiO2/Na2O]은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정 하였으며, 10% 황산나트륨, 10% 황산마그네슘, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨 용액에 각각 침지시키고, 황산염 저 항성을 평가하기 위하여 압축강도, 질량변화율, 길이변화율 및 X선 회절분석을 측정하였다. 그 결과 10% 황산나트륨, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨에 침지한 경우에는 모든 시험조건에서 장기적인 강도발현과 질량 및 길이변화율이 작아 저항성이 우수한 것으로 나타났으나, 10% 황산마그네슘에 침지한 경우에는 장기적인 강도저하와 질량 및 길이변화가 크게 나타났으며, 그 경향은 고로슬래그 미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 현저하였다. 이것은, X선 회절분석 결과 황산마그네슘 용액 침지에서는 gypsum(CaSO4 ․ 2H2O) 및 brucite(MgOH)생성되어 내부조직이 팽창하는 것에 의한 것으로 확인되었다. 결론적으로 일정 농도의 SO4 2-이 존재하는 조건에서 Mg2+가 추 가로 존재할 경우 열화현상은 가속화되는 것을 알 수 있다.

This paper presents an investigation of the mechanical properties on alkali-activated binders immersed in sea water. The alkali-activated binders were synthesized using blended binder(Class F fly ash; FA and ground granulated blast furnace slag; GGBFS) and alkali activator(sodium hydroxide and sodium silicate). Binders were prepared by mixing the FA and GGBFS in different blend ratios of 6:4, 7:3 and 8:2. The alkali activators were used 5wt% of blended binder, respectively. Calcium carbonate was used as an chemical additive. The compressive strength and absorptiion were measured at the age of 3, 7 and 28 days, and the XRD and SEM tests were performed at the age of 28 days.

본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그를 활용하여 알칼리 활성화 결합재로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염 저항성을 평가하고 황산염 침투에 대한 고저항성 결합재를 제시하는 것이다. 이를 위하여 플라이애시 및 고로슬래그미분말 등의 광물질 혼화재를 결합 재로 활용하여 고로슬래그미분말 치환율을 0, 30, 50 및 100%로 제작하였다. 규산나트륨 모듈 Ms[SiO2/Na2O]은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정하였 으며, 초기 24시간 양생조건을 23°C 및 70°C로 하고, 10% 황산나트륨 및 10% 황산마그네슘 용액에 각각 침지시키고, 황산염 저항성을 평가하 기 위하여 압축강도, 질량변화율, 길이변화율 및 X선 회절분석을 측정하였다. 그 결과 고로슬래그미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 재령 28일 압축강도 발현이 우수한 결과가 나타났다. 10% 황산나트륨에 침지한 경우에는 모든 시험조건에서 장기적인 강도발현과 질량 및 길이변 화율이 작아 황산나트륨 침투에 대한 저항성이 우수한 것으로 나타났으나, 10% 황산마그네슘에 침지한 경우에는 장기적인 강도저하와 질량 및 길이변화가 크게 나타났으며, 그 경향은 고로슬래그미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 현저하였다. 이것은 황산마그네슘의 경우 규산마 그네슘수화물의 생성으로 인한 열화가 지배적으로 작용한 결과로 판단된다. 또한, X선 회절분석 결과 MgSO4 용액 침지에서의 알칼리 활성화 결합재의 팽창은 Gypsum(CaSO4․2H2O) 생성 반응에 의한 것으로 확인되었으며, 침지 6개월까지는 Gypsum의 생성이 지속적으로 증가되는 것 을 알 수 있다.

This study investigates the fundamental properties of the water-binder (W/B) ratio and fine aggregate-binder (F/B) ratio in the alkali-activated slag cement (AASC) mortar. The W/B ratios are 0.35, 0.40, 0.45, and 0.50, respectively. And then the F/B ratios varied between 1.00 and 3.00 at a constant increment of 0.25. The alkali activator was an 2M and 4M NaOH. The measured mechanical properties were compared, flow, compressive strength, absorption, ultra sonic velocity, and dry shrinkage. The flow, compressive strength, absorption, ultra sonic velocity and dry shrinkage decreased with increases W/B ratio. The compressive strength decreases with increase F/B ratio at same W/B ratio. Also, at certain value of F/B ratio significant increase in strength is observed. And S2 (river sand 2) had lower physical properties than S1 (river sand 1) due to the fineness modulus. The results of experiments indicated that the mechanical properties of AASC depended on the W/B ratio and F/B ratio. The optimum range for W/B ratios and F/B ratios of AASC is suggested that the F/B ratios by 1.75~2.50 at each W/B ratios. Moreover, the W/(B+F) ratios between 0.13 and 0.14 had a beneficial effect on the design of AASC mortar.