인공어초 3D 프린터 출력을 위한 저알칼리 모르타르의 강도와 내구성능
Strength and Durability Characteristics of Low-alkali Mortar for Artificial Reefs Produced by 3D Printers
0
조회
0
다운로드
4
인용
0
참고문헌
키워드
초록
콘크리트는 강알칼리성으로 인해 철근의 부식을 방지하는 장점이 있으나, 해중에 침지되면 해수의 평균 pH 8~9 보다 높은 pH 12~13의 강알칼리 성분을 용출하여 주변의 미생물 및 해양생물의 생태환경 및 성장에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린터로 제작되는 인공어초용 저알칼리 모르타르 배합을 도출하기 위하여 저알칼리 모르타르의 역학적 특성 및 내구성능을 평가하였다. 강도 특성 평가결과 결합재로 실리카퓸, 플라이애시, 알파형반수석고 모두 혼입한 α-35배합에서 Plain 을 제외하고 가장 우수한 특성을 나타내었으며, 인공어초 품질기준인 27MPa를 확보할 수 있는 것으로 나타났다. pH는 알파형반수석고 혼입시 수산화칼슘 생성 억제와 황산칼슘 생성으로 인해 pH저감 효과가 우수한 것으로 나타났다. 염소이온침투저항성 실험결과, 실리카퓸 및 플라이애시 혼입시 일부 내염성이 개선되었으며, 알파형반수석고 와 혼합사용한 α-35 배합에서 3844C의 가장 우수한 염소이온침투저항성을 확인하였다. 길이변화율 측정결과, 알파형반수석고 35%대체시 OPC배합조건보다 33.5% 개선된 수축저항성을 나타내었다.
Abstract
Concrete prevents corrosion of reinforcing bars due to its strong alkalinity. However, in the sea, strong alkali components with a pH of 12 to 13 are eluted, which adversely affects the ecological environment and growth of marine organisms. In this study, the mechanical properties and durability of the low alkali mortar were evaluated for the development of a low alkali mortar for the 3D printed artificial reefs. As a result of evaluation of strength characteristics, the α-35 mixture, which were produced with fly ash, silica fume and α-hemihydrate gypsum, satisfied the strength requirement 27 MPa in terms of compressive strength. As a result of pH measurement, it was found that mixing with alpha-type hemihydrate gypsum resulted in minimizing pH due to the the formation of calcium sulfate instead of calcium hydroxide production. As a result of the chloride ion penetration resistance test, the α-35 mixture exhibited the best performance, 3844C. As a result of measuring the length change over time, the α-35 mixture showed the shrinkage 33.5% less compared to the Plain mix.
참고문헌 (14)
- Jang, H. S., "Physical characteristics of steam curing low-alkali mortar", Proceedings of the Korea Concrete Institute, 25(1), pp.337~338 (2013)
- 김정배, "토양 pH가 만수국(Tagetes patula L.)의 생육 및 항산화 작용에 미치는 영향", 한국자원식물학회지, 20(4), pp.348~352 (2007), 한국자원식물학회
- 김황희, "비소성 무기결합재를 사용한 무시멘트 다공성 식생콘크리트의 물리 · 역학적 특성 및 동결융해저항성 평가", 한국농공학회논문집, 56(5), pp.37~44 (2014), 한국농공학회
- Kim, H. J., "Chloride Penetration Resistance of Mortar Mix 3D Printer", Proceedings of the Korea Concrete Institute, 33(2), pp.505~506 (2021)
- 이진형, "황토를 포함한 다공성 식생콘크리트의 역학적 특성 및 내약품성에 미치는 보강섬유의 효과", 대한토목학회 논문집A, 31(2), pp.105~113 (2011), 대한토목학회
- 이병재, "철강산업 부산물을 활용한 해양목장 조성용 친환경 다공질 콘크리트의 공학적 성능 및 적용성", 콘크리트학회 논문집, 25(1), pp.115~123 (2013), 한국콘크리트학회[DOI]
- 이계혁, "알파반수석고를 활용한 비소성결합재 기반 바닥 모르타르의 경화특성 및 건조수축 평가", 한국건축시공학회지, 15(4), pp.359~365 (2015), 한국건축시공학회[DOI]
- 이경호, "알파형 반수석고 기반 결합재의 pH 및 강도발현 평가", 한국건축시공학회지, 16(1), pp.59~65 (2016), 한국건축시공학회[DOI]
- Harbor and Fishery Design Criteria and Commentary, "Ministry of Oceans and Fisheries", Korea Ports & Harbours Association, ~ (2017)
- 박승수, "가압반응기를 이용한 배연탈황석고로부터 α형 반수석고의 생성", 공업화학, 17(6), pp.619~624 (2006), 한국공업화학회
- 박동천, "수산화칼슘의 반응과 확산에 주목한 장기 중성화 예측에 관한 해석적 연구", 대한건축학회논문집 구조계, 23(8), pp.99~106 (2007), 대한건축학회
- Park, J. M., "A Study on Properties of Low Alkali Concrete Using Green Tea and Inorganic", Master, pp.2012
- 서지석, "3D 프린터용 시멘트 복합체의 간극비가 출력성과 적층성에 미치는 영향", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 23(7), pp.104~112 (2019), 한국구조물진단유지관리공학회
- 신경수, "전력구 콘크리트 구조물 적용을 위한 알파형 반수석고 치환 콘크리트의 역학적 특성", 한국건축시공학회지, 19(1), pp.1~7 (2019), 한국건축시공학회[DOI]