PURPOSES : This study set out to investigate the fundamental properties of alkali-activated concrete (AAC) using modified slag as the pavement maintenance material. METHODS: The material properties of modified slag based alkali-activated concrete (MSAAC) were analyzed and evaluated against those of alkali-activated slag concrete (AASC). Several mix formulations were considered, including one MSACC and four AASCs. The main variables considered in the study were slump, air content, compressive strength, rapid chloride permeability test, scaling resistance, freeze-thaw test, XRD, SEM, and EDS. RESULTS: MSAAC exhibits a compressive strength in excess of 21 MPa six hours after curing. Also, the charge passed of the MSACC was found to be less than 2000 coulombs after seven days and about 1000 coulombs after 28 days. The weight loss determined from a scaling test did not exceed 1 kg/cm2 in the case of the MSACC, but that of the AASCs had already exceeded 1kg/cm2 at the 10th cycle. Based on the results of the freeze-thaw test, the relative dynamic modulus of every mix was found to be in excess of 90%. An energy dispersive spectroscopy(EDS) analysis found that the weight rate percentage of the calcium and aluminum in the MSAAC mix is twice that of the AASC mixes. CONCLUSIONS : It was found that the MSAAC mix exhibits significantly better performance than AASC mixes, based on various fundamental properties.

알칼리 활성 시멘트 콘크리트는 비소성 무기결합재와 알칼리 활성제를 사용하여 제조된 콘크리트를 의 미하며, 알칼리 활성 슬래그 기반 콘크리트 ․ 플라이애시 기반 지오폴리머(Geopolymer) 등을 포함하는 넓 은 범주의 의미로 사용된다. 비소성 무기결합재에는 플라이애시, 고로슬래그, 메타카올린, 점토 등이 많 이 사용되며, 최근에 성능향상을 위해 실리카흄을 일부 사용하기도 한다. 알칼리 활성 콘크리트는 결합재의 타입에 따라 요구되는 알칼리 활성제의 양도 달라지며, 또한 그 방응 생성물도 큰 차이를 보인다. 또한 알칼리 활성제 에 따라 강도발현특성을 조절할 수 있는 장점이 있어, 이 러한 특성을 이용한다면 콘크리트 유지보수재료로 활용이 가능하다. 그러나 그동안 많은 연구자들에 의해 건조수축이 크고, 조기탄산화에 따른 균열이 발생할 수 있으며, 결합재의 품질변동성이 크다는 단점이 지 적되어 왔다. 이와 함께 도로포장에서 중요하게 평가되는 내구성능과 관련하여서는 기존 연구가 많이 이 루어지지는 않았다. 본 연구에서는 알칼리 활성 콘크리트의 강도발현과 내구특성 비교를 통해, 도로포장 유지보수재료로 활 용이 가능한지에 대한 적용가능성 여부를 평가하였다. 본 연구에서는 결합재 타입 및 구성에 따른 알칼리 활성 콘크리트의 물성특성을 분석하였으며, 그 결과를 그림 1과 2에 나타내었다. 그림에서 나타내 것과 같 이 일반 슬래그 기반 알칼리 활성 콘크리트의 경우에는 24시간에 압축강도 21MPa 이상을 나타내었으나, 개질슬래그 기반 콘크리트의 경우 6시간 안에 21MPa이상을 나타내어 조기강도발현 특성이 우수한 것으로 평가되었다. 장기강도 측면에서는 일반 슬래그 기반 콘크리트가 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 염소이 온침투저항성 실험결과에서는 개질슬래그 기반 콘크리트가 일반슬래그 기반 콘크리트에 비해 투수저항성 이 상당히 우수한 것으로 나타났다. 특히 개질슬래그 기반 콘크리트의 경우 재령 7일에 2,000쿨롱이하, 28일에 약 1,000쿨롱 정도로 측정되어 콘크리트 유지보수재료 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이 외에 표면박리저항성 실험결과에서도 개질슬래그 기반 알칼리 활성 콘크리트가 가장 박리량이 적었으며, 특히 실험종료 후 박리량이 1kg/㎡ 이하를 나타내어 박리저항성이 상당히 우수한 것으로 평가되었다.

This study is to perform experiment of concrete according to addition of blast furnace slag powder and sulfur activator dosages. Blast furnace slag powder used at 30, 50, 80% replacement by weight of cement, and liquid sulfur additives was chosen as the alkaline activator. As a result, it should be noted that the sulfur alkali-activators can not only solve the disadvantage of blast furnace slag concrete but also offer the chloride resistance of alkali-activated blast furnace slag concrete to blast furnace slag concrete.

In this study, alkali-activated slag (AAS) concrete made with blast furnace slag (BFS) was investigated as a replacement for ordinary Portland cement (OPC) concrete for changes in the compressive strength before and after CO2 exposure and chemical reactions with CO2. Before CO2 exposure, the compressive strength of AAS concrete was found to be up to 21 MPa, which was higher than that of OPC concrete. Exposing AAS concrete to CO2 at 5,000 ppm for 28 days did not significantly change the compressive strength. In contrast, the compressive strength of OPC concrete decreased by 13% in the same conditions. In addition, AAS concrete had the highest CO2 capture capacity of greater than 50 g CO2/kg, while the CO2 capture capacity of OPC concrete was only 2.5 g CO2/kg. Rietveld analyses using XRD results showed that fractions of main calcium-silicate-hydration (C-S-H) gels on the surface of AAS concrete did not significantly drop after CO2 exposure; the C-S-H gel on the AAS concrete was continuously produced by reacting with the SiO2 produced after the reaction with CO2 and Ca(OH)2 inside the concrete, with the result that the compressive strength of AAS concrete did not change after CO2 exposure. Thus, AAS concrete can be applied to CO2-rich environments as both a stable construction material and a CO2 sequestrate agent.

최근 온실가스에 의한 지구온난화에 대한 국내외의 관심이 급증하여, 주요 선진국을 필두로 하여 국제적인 협약 체결을 맺어 온실가스를 감축하고자 노력하고 있다. 한국도 온실가스 저감 목표를 세우고 이를 달성하기 위해 다양한 분야에서 관련 기술을 개발하고 있다. 특히, 한국 온실가스 배출 분야에서 온실가스 감축 잠재력이 비교적 큰 것으로 알려진 콘크리트의 주재료인 시멘트에 의한 온실가스 저감 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 한국뿐만 아니라 국제적으로 공통적인 큰 관심 연구 분야이다. 시멘트의 1 ton 생산 시에는 주요 온실가스인 이산화탄소가 0.7~1.0 ton 배출되는 것으로 알려져 있으며, 이는 전체 이산화탄소 배출량의 7~8%를 차지한다. 따라서 콘크리트 제조 시에 시멘트를 대신하여 고로슬래그, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 활용하여, 시멘트 사용량을 줄여서 이산화탄소 배출량을 저감하고자하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 산업부산물을 적용한 알칼리 활성 콘크리트의 탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 확인하여 실제 시멘트 대체용으로 활용 가능성을 확보하고자 하였다. 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하였다. 또한 양생조건에 따른 이산화탄소 흡수능 및 이산화탄소 흡수 전후의 화학적 특성을 확인하고자 20~80℃ 범위에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 비교하였다. 탄소 포집용 알칼리 활성 콘크리트를 제작함에 앞서, 기초 실험을 통해 다양한 산업부산물 중에서 이산화탄소 활성화제 및 시멘트 대체용으로 동시에 활용 가능한 최적의 산업부산물로 고로슬래그를 선정하였다. 고로슬래그의 수경성 확보를 위해 수산화칼슘 및 규산나트륨을 활성화제로 사용하였다. 바인더와 활성화제, 증류수를 투입하여 혼합한 알칼리 흡수제는 질소 충진한 항온 챔버에서 24시간 동안 보관하였다. 20℃에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수량은 51.5 g-CO2/kg였으며, 40℃에서 양생할 때 이산화탄소 흡수량은 59.3g-CO2/kg으로 가장 높았으나, 60, 80℃에서 양생한 시료의 경우 CO2 흡수량이 20, 40℃에서 양생한 시료에 비해 낮았다. 압축강도를 측정한 결과도 이산화탄소 흡수 실험결과와 동일한 추세를 보였다. 이산화탄소 흡수 및 압축강도 실험결과들을 바탕으로, 본 연구에서 개발한 알칼리 활성 콘크리트는 이산화탄소 흡수제 기능을 갖는 건축재료로써 활용이 가능하며, 특히 40℃에서 양생 할 경우 알칼리 활성 콘크리트의 이산화탄소 흡수능이 극대화 될 것으로 판단된다.

Recently, the environmental issues are emerging as one the most Compressive strength of concrete using blast furnace slag is decreased when cured at low temperature. To apply slag concrete in winter, we perform the experiment about alkali-activated slag concrete cured at low temperature.

In this study, it was developed eco-friendly alkali-activated slag fiber reinforced concrete using ground granulated blast furnace slag, alkali activator (water glass, sodium hydroxides), and steel fiber. Eight reinforced concrete beam using alkali-activated slag concrete were constructed and tested under monotonic loading. The major variables were mixture ratio of alkali activator, mixed/without of steel fiber. Experimental programs were carried out to improve and evaluate the flexural performance of such test specimens, such as the load-displacement, the failure mode, the maximum load carrying capacity, and ductility capacity. All the specimens were modeled in scale-down size. The reinforced concrete beams using the eco-friendly alkali-activated slag fiber reinforced concrete was failed by the flexure or flexure-shear in general. In addition, the maximum strength increased with the adding the mol of sodium hydroxide, and the specimen reinforced the steel fiber showed the value of maximum strength which is increased by 15.8% through 25.9%. It is thought that eco-friendly alkali-activated slag fiber reinforced concrete can be used with construction material and product to replace normal concrete. If there is applied to structures such as precast concrete member and production of 2nd concrete product, it could be improved the productivity and reduction of construction duration etc.

This study is based on developing a free-cement. The Setting time of 100% GGBS(Ground Granulated Blast furnace Slag) admixed alkali-activators is measured, the influence of cation of alkali-activators on setting time is assessed. As a result, in case of mixing KOH or NaOH, setting time is getting shorter, although, GGBS admixed Ca(OH)2 has similar setting times regardless of concentration of alkali-activators.

최근 환경문제가 이슈화됨에 따라 건설폐기물의 재활용과 순환자원의 사용을 확대해 나가고 있다. 이에 순환자원과 무시멘트 알칼리 활성제를 사용한 지오폴리머에 대한 연구를 실시하였다.

This study was carried out to evaluate effects of curing method and age on compressive behavior of steel fiber reinforced Alkali-Activated Slag(AAS) concrete. AAS and Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) material with specific compressive strength of 30MPa was reinforced with 0% to 1% steel fibers at the volume fraction. Two types of curing methods were used: water curing and exposed curing. Curing time is 3, 7, 28 day. Experimental results indicated that compressive strength, elastic modulus, compression index.

The purpose of this study is to estimate basic mechanical properties of steel fiber reinforced Alkali-Activated Slag(AAS) concrete. Principle variable is the fiber volume fraction: 0, 0.5, 1%. Two type cement composites were used: Steel Fiber Reinforced Concrete(SFRC) and AAS. Mechanical properties of AAS concrete and SFRC, including compressive strength, elastic modulus, flexural strength, splitting tension.

This paper reports test to assess the influence of water/solid on the compressive strength of fly ash based alkali activated concrete. According to test results, the strength is influenced by the waste/solid. Also, the appropriate Ms(SiO2/Na2O) rate is thought to be 1.0.

연구는 알칼리 활성시멘트(Alkali Activated Cement)를 콘크리트에 활용하기 위한 기초적인 연구로서 잔골재 및 굵은골재의 혼합비는 일정하게 하고, 활성화제/플라이 애쉬의 혼합비, 그리고 활성화제 중 물유리, 수산화나트륨, 물의 혼합비를 변화시킨 AAC 콘크리트에 대한 압축강도를 측정하였다. 또한 각 변수에 따른 압축강도의 특성을 분석하고, AAC 콘크리트의 최적 혼합비를 구하였다. 그 결과 최대 압축강도 발현을 위한 활성화제 중 물유리, 수산화나트륨, 물의 최적 혼합비는 4.0:1.0:2.5 이었으며, 활성화제/플라이 애쉬의 최적 혼합비는 0.7 이었다