OPC 대체용 산업부산물을 혼입한 시멘트 모르타르의 압축강도와 내구성
Compressive Strength and Durability of Cement Mortar Mixed with Industrial By-products for OPC Replacement
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정부는 탄소중립기본법을 제정하여 2022년부터 시행함으로써 건축물의 설계⋅건설⋅유지관리⋅해체 등의 전 과정에서 에너지⋅ 자원 소비를 최소화하고 온실가스 배출을 줄이기 위하여 설계기준 및 허가⋅심의를 강화하는 등 설계⋅건설⋅유지관리⋅해체 등의 단계별 대책 및 기준을 마련하여 시행하도록 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 산업부산물(고로슬래그미분말, 실리카퓸, 플라이애시 등)을 활용한 3DP용 시멘트 모르타르의 특성을 평가하고, 탄소저감형 시멘트 모르타르의 강도 및 내구성능과 탄소배출량을 평가하고자 한다. 강도 시험결과, 플라이애시보다 실리카퓸의 배합비율이 높을수록 높은 강도를 보였다. 결합재의 65∼70%를 산업부산물로 대체하여도 24MPa 이상의압축강도를 나타내는 것으로 나타났다. pH 시험결과 전체적으로 9.80∼12.11의 pH 결과를 나타내 일반 시멘트모르타르의 12.28∼12.33보다다소 낮은 알칼리성을 보였다. 염소이온침투저항성 실험결과, 단위시멘트량이 많은 C-시리즈가 가장 내염성이 우수한 것으로 나타났다. 동결융해시험결과, 산업부산물 65% 혼입조건에서도 고로슬래그 미분말 적용시 상대동탄성계수 80% 이상을 나타내었다. 탄소저감형 시멘트 모르타르의 CO2 배출량 분석시, OPC가 CO2 배출양의 98.5∼99.1%를 차지하는 것으로 나타났다.
Abstract
This study investigated the carbon emissions, compressive strength, and durability of 3DP mortar using various industrial by-products such as blast furnace slag powder, silica fume, and fly ash. The strength test results showed that the higher the mixing ratio of silica fume than fly ash, the higher the strength. Even when 65∼70% of the binder was replaced with industrial by-products, it showed a compressive strength of over 24 MPa. The pH test results showed an overall pH of 9.80∼12.11, showing slightly lower alkalinity than general cement mortar (12.28∼12.33). The chloride ion penetration resistance test results showed that the C-series with high OPC content showed the highest salt resistance. The freeze-thaw test results showed that when blast furnace slag powder was mixed, the relative dynamic elastic modulus was over 80%, which was superior to the mixture without blast furnace slag powder. The amount of CO2 emission from OPC were found to be 98.5–99.1% of that of mortar.
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