알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트는 알칼리활성화 시멘트 연구의 일환으로서 시멘트 조성에서 알칼리자극제, 고로슬래그와 레드머드로 구성되어져 있으며, 포틀랜트 시멘트를 사용하지 않는 클링커 프리 시멘트(Clinker Free Cement)를 의미한다. 본 논문에서는 포틀 랜트 시멘트를 전혀 사용하지 않고 고분자 유기화합물인 재유화형 분말 폴리머를 혼입한 알칼리활성화 슬래그 시멘트에 레드머드의 대체율을 달리하여 강도특성, 기공특성 등을 기존 포틀랜트 시멘트와 비교 평가하였다. 그 결과 알칼리활성화 시멘트에 레드머드를 대체할 경우 C-S-H 광물상과 에트린가이트가 주요 수화생성물로 포틀랜트 시멘트와 비교하여 조직이 치밀하고 대체율 10%까지는 압축강도 및 휨강도가 증가하 였다.

Environmental problems caused by the occurrence of carbon dioxide are recognized as a critical issue throughout the world. As a result, a measure for the use of cement and improvement of its quality must be sought out. In order to reduce the occurrence of carbon dioxide during the manufacturing process of cement, this study creates an alkali-activated slag cement that utilizes ground granulated blast furnace slag, an industrial by-product, and substitutes metakaolin as an alternative for silica fume to improve the process of manufacturing high-strength concrete and its quality. The study discerns the mechanical characteristics by measuring the flexibility and compressive strength through the mortar matrix and discerns the durability by conducting an acid resistance test and chloride ion penetration resistance test. Also, the study discerns the hydration products through an XRD test. Based on the results of such tests, it is anticipated that it may be used as a secondary product for concrete or buildings that require superior long-term strength and durability compared to regular Portland cement. However, as no clear results were found in this study regarding the substitution of metakaolin, it displayed mixed results in comparison to previous studies. Nevertheless, it is expected that metakaolin will become a more superior admixture if its issues are improved through continuous research studies.

본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(alkali-activated slag cement; AASC)의 기초 특성에 관한 실험에 관한 연구이다. 물-결합재 비(W/B)를 0.4와 0.5로 하였다. 그리고 활성화제의 농도를 2M과 4M을 사용하였다. 각 W/B 비에 대해5가지의 배합을 고려하였다. N0는 KS L 5109의 방법이고 N1~N4는 배합시간, 배합 단계 그리고 잔골재의 투입시점을 다르게 변화시켰다. 시험결과 AASC의 플로우 값, 강도 그리고 건조수축은 잔골재의 투입시점에 영향을 받았다. 플로우 값은 잔골재의 투입시점이 늦춰짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도와 휨강도는 투입시점이 늦어짐에 따라 증가하였다. 더구나 XRD 분석은 이러한 결과들을뒷받침하고 있었다. 건조수축은 잔골재의 투입시점이 늦어지면 증가하였다. 본 연구에 고려된 실험요인들을 통해 배합을 조절한다면 AASC의 특성을 향상시킬 수 있을 것이다.

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.

본 연구는 알칼리 활성화 슬래그에서 혼합 활성화제에 관한 것이다. 본 연구에서는 수산화나트륨(NaOH, A Case), 수산화칼슘(Ca(OH)2, B Case), 수산화마그네슘(Mg(OH)2, C Case), 수산화알루미늄(Al(OH)3, D Case), 그리고 수산화칼륨(KOH, E Case)의 5가지 수산화계열 활성화제를 사용했다. 이 5가지 수산화계열 활성화제와 탄산나트륨(Na2CO3)를 혼합하였다. 5가지 수산화계열 활성화제의 농도는 3M로 하고, 탄산나트륨은 1M, 2M, 3M로 하였다. 플로우와 응결 특성은 탄산나트륨의 혼합에 따라 감소하는 결과가 나타났다. 그러나 압축응력은 탄산나트륨의 혼합 농도에 따라 증가하는 결과를 나타내었다. 이것은 수산화계열 활성화제와 탄산나트륨의 혼합은 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 특성에 효과적인 것으로 판단된다.

Investigated the factors to effect on the flow of geopolymer mortar based on on ground granulated blast furnace slag in order to develop cementless alkali-activated concrete GGBS.

본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 슬래그 모르타르에 석고를 혼합하여 플로우, 응결시간 및 압축강도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 실험에는 석고를 슬래그 중량에 대해 0~50%까지 혼합하고, 활성화제의 농도는 3M와 6M, 양생온도는 20±2℃와 35±2℃의 경우에 대해 실시하였다. 플로우와 응결시간시험결과는 석고의 혼합률이 증가할수록 증가하였다. 그러나 압축강도는 일정 혼합률까지 석고의 첨가량이 증가하면 증가하지만 그 이후로는 감소하였다.