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유황폴리머를 활용한 콘크리트 표면보호재의 양생조건에 따른 강도 평가 및 유황폴리머의 유해성 평가

Strength Development of Sulfur-Polymer-Based Concrete Surface Protecting Agents Depending on Curing Condition and Hazard Assessment of Sulfur Polymers

김윤용|김성구|이의성|이병재
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2015.01|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제19권 제1호|pp. 139-146

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Curing condition강도Strength양생조건유해물질유황폴리머Sulfur polymer콘크리트 표면보호재Concrete surface protecting agentHazard assessment
주제분류안전공학

초록

콘크리트의 화학적 침식은 콘크리트 구조물의 내구성 감소로 이어져 문제가 되고 있다. 현재 사용되고 있는 콘크리트 표면보호재의 내구수명이 짧아 유지보수에 많은 비용과 노력이 요구되고 있다. 한편 국내 산업시설에서 유황의 부산량이 늘어나고 있으나, 소비량이 한정되어있어 잉여유황이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유황폴리머를 콘크리트의 표면보호재로 사용하기 위한 연구로써 채움재의 종류 및양생조건에 따른 역학적 특성을 평가하였고, 유황폴리머에 대한 유해성을 평가하였다. 압축강도 평가 결과 채움재의 치환비율이 40%까지증가할수록 압축강도 또한 증가하였으며, 채움재의 종류에 따라 양생온도 40℃ (SS, FA)와 60℃ (OPC)에서 높은 압축강도를 나타냈다. 기건양생과 수중양생의 압축강도 차는 미미한 것으로 나타나 양생 시 수분에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 부착강도 평가 결과채움재의 종류와 무관하게 기건상태 40℃에서 가장 높은 부착강도를 나타냈으며, 수중양생시 기건양생에 비하여 부착이 되지 않는 것으로나타났다. 또한 60℃에서 양생한 공시체의 경우 온도에 영향을 받아 변색 및 잔갈림 등이 나타냈으며, 채움재의 종류에 따라 치환 비율20% (SS, FA) 30% (OPC)에서 가장 높은 부착강도를 나타냈다. 유해물질 용출시험 결과, 유해물질이 용출되지 않아 유황폴리머를 활용한 표면보호재의 유해성이 없는 것으로 판단된다. 본 연구범위에서 검토한 결과, 유황폴리머를 표면보호재로 활용하기 위해서는 규사를20% 정도 치환하여 배합하고 40℃의 기건상태에서 양생하는 것이 가장 적절한 것으로 판단된다.

Abstract

The amount of by-product from sulphur increases in domestic industrial facilities. However, the amount of its consumption islimited so that the amount of unused sulphur continues to increase. Therefore, in this study, the use sulfur polymer as the concretesurface protecting material was conducted. The compressive strength showed that as the substitution ratio of filler increased up to40%, the compressive strength also increased. A high compressive strength was shown at the curing temperature of 40℃ (SS, FA)and 60℃ (OPC) according to the type of filler. The difference of compressive strength between air dry curing and water curingwas insignificant so that there was no significant influence of moisture during curing process. The evaluation result of bondstrength showed that the highest bond strength was shown at the air-dry condition of 40℃ regardless of type of filler. Bondingdidn't occur properly during water curing in comparison to air dry curing. Also, in case of the specimen cured at 60℃,discoloration and hair cracks appeared due to the influence of temperature, and the highest bond strength was shown at thesubstitution ratio of 20% (SS, FA) and 30% (OPC) according to the type of filler. The releasing test result of harmful substanceshowed that no harmful substance was released, so there is no harmfulness in the surface protecting material using sulfur polymer. As a conclusion drawn in this study, it is most appropriate to substitute silica by approximately 20%, mix and cure at the air-drycondition of 40℃ in order to use sulfur polymer as the surface protecting material.

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