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콘크리트 구조물의 내구성능을 감소시키는 열화에는 여러 가지 요인이 있으나, 가장 빈번하게 발생하는 요인 중 하나가 탄산화이다. 이러한 탄산화를 방지하기 위해 표면보호재를 활용하기도 한다. 한편 유황의 부산량은 정유산업 등의 국내 산업발달과 더불어 증가하고 있으며, 내화학성이 뛰어나 콘크리트의 표면보호재로 적합하다 판단된다. 따라서 본 연구에서는 산업부산물인 유황을 개질화하여 제작된 유황폴리머를 사용하여 콘크리트 표면보호재로 활용하기 위한 연구의 일환으로 탄산화저항성 평가를 수행하였다. 본 연구에서는 국내 S정유사에서 부산된 유황폴리머(sulfur polymer, SP)와 채움재로는 FA(fly ash)와 규사(silica sand)를 사용하였다. 배합은 유황폴리머만을 사용한 배합을 Plain으로 하여, 채움재를 유황폴리머 중량의 20% 치환하였다. 채움재의 종류에 따라 FA를 사용한 FA, 규사를 사용한 SS, 규사와 FA를 10%씩 치환한 FS로 총 4가지 배합에 대하여 실험을 수행하였다. 배합한 표면보호재를 120℃에서 용융하여 100 × 100 × 100 mm의 콘크리트 공시체의 한 면에 도포하여 7일간 양생하였다. 그 후 측면과 밑면을 에폭시 수지로 밀봉하여 온도 20 ± 2℃, 상대습도 65 ± 10%, CO2 농도 5.0%로 설정된 탄산화 시험기에서 28일간 촉진탄산화를 진행하였다. 촉진탄산화 수행결과, 표면보호재를 도포하지 않은 공시체의 탄산화 깊이는 12.16 mm로 측정되었으며, Plain 배합에서는 1.31 mm로 약 90%의 중성화 깊이 감소를 나타내었다. 하지만 FA 배합에서는 3.36 mm로 채움재가 오히려 탄산화 저항성을 감소시키는 것으로 나타났다. SS 배합과 FS 배합에서는 각각 0.73 mm, 0.96 mm로 측정되어 탄산화 저항성을 증가시키며, KS 기준인 1.0 mm 이하를 만족시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 유황폴리머를 활용한 표면보호재의 탄산화저항성은 규사를 채움재로 사용하는 것이 가장 효과적이며, 규사와 FA를 같이 사용한 배합도 우수하다 판단된다.
