본 연구는 nano-silica solution(NSS)을 배합수 중량치환방법을 사용한 OPC-slag cement의 특성에 관한 연구이다. 새로운 치환방법은 선행연구들보다 높은 NSS 치환율의 시멘트에 대한 거동을 연구하기 위한 기초 단계이다. NSS는 배합수 중량의 10%, 20%, 30%, 40%, 그리고 50% 치환하였다. 그 결과 역학적 및 미세구조적 특성이 향상되는 결과를 보였다. 이는 두 가지 원인으로 요약된다. 첫 번째는 NSS를 배합수 중량 치환하면 나노 실리카 입자의 균질한 분산작용이 향상된다. 이는 초기 수화작용을 촉진한다. 두 번째는 배합수 보다 밀도가 큰 NSS의 치 환은 w/b를 감소시킨다. 이는 치밀한 수화반응물질을 형성시킨다. 새로운 치환방법은 선행연구에서 밝혀진 분말형 나노 실리카 입자를 사용한 결과와 비교하여 역학적과 미세구조 특성의 저하가 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용한 NSS를 배합수 중량 치환한 방법은 OPC-GGBFS cement의 배합에 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 플라이애시가 90 %만큼 다량치환된 모르타르에 알칼리 활성화를 통한 강도증진을 동일한 양생온도 조건 에서 양생방법 및 유지시간 변화에 따라 비교 분석하고자 하였다. 연구 결과로 플래이애시를 90 % 치환한 경우, 소생재 도 포 후 40℃로 24시간 기중양생시 가장 높은 압축강도를 발휘하였지만, OPC의 압축강도까지 발휘하는 것은 어려울 것으로 분석되었다.

본 연구에서는 플라이애시가 다량치환된 모르타르에 알칼리 활성화를 통한 강도증진을 양생온도 및 양생방법 변화에 따라 비교 분석하였다. 연구 결과로 플라이애시를 60 % 과다치환한 경우 소생재 도포 후 40℃의 온도로 48시간 기중양생을 실시한다면 OPC의 28일 압축강도에 근접하게 발휘되는 것이 얻어졌다.

본 연구는 잔골재와 굵은 골재를 전량 플라이애쉬로 치환한 콘크리트의 공학적 특성을 밝히기 위한 실험적 연구의 결과이다. 그리고 플라이애쉬 전량 치환 콘크리트의 유동성 저하 문제를 추가수량(Wf)으로 해결하고자 하였다. 실험은 물-시멘트 비(Wc/C)를 0.35, 0.45 그리고 물-플라이애쉬 비(Wf/FA)를 0.35, 0.45로 하였다. 플라이애쉬 치환은 P와 Q의 두 가지 방법으로 하였다. P 방법은 플라이애쉬와 첨가수량(Wf)의 중량이 골재의 중량과 같은 배합법이다[FA + Wf = G (또는 S)]. Q 방법은 플라이애쉬와 골재의 중량이 같고 첨가수량(Wf)을 추가하는 배합법이다 [FA + Wf > G (또는 S)]. 실험은 굳기 전 콘크리트의 특성과 3, 7, 28 및 91일 압축강도 특성을 측정하였다. 실험결과 압축강도는 Wc/C=0.35, Wf/FA=0.35 일 때, P 치환법 중에서 잔골재 치환이 다른 배합들보다 향상되었다. Q 방법은 P 방법에 비해 유동성은 향상되었으나, 압축강도는 그렇지 않았다. 실험결과는 잔골재와 굵은 골재를 플라이애쉬로 전량 치환한 콘크리트의 유동성과 강도 특성이 향상됨을 알 수 있었고, 플라이애쉬 치환방법으로 효과적임을 보여주었다.