황산나트륨 첨가제에 따른 플라이애시 기반 지오폴리머의 미세구조 및 강도 특성

전유빈; 오재은

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자료유형: 학술저널

저자정보: 전유빈 (울산과학기술대학교) 오재은 (울산과학기술대학교)

저널정보: 한국콘크리트학회 콘크리트학회 논문집 콘크리트학회 논문집 제27권 제4호

발행연도: 2015.8

수록면: 443 - 450 (8page)

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본 연구에서는 플라이애시 기반 지오폴리머에 황산나트륨을 첨가제로 사용하여 이에 대한 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시 중량에 대해 0, 2, 4 및 6%를 황산나트륨으로 치환하였으며, 수산화나트륨과 액상규산나트륨(물유리)을 알칼리 활성화제로 사용하여 시편을 제작하였다. 재령 28일에 대한 압축강도, XRD, SEM 및 MIP 시험을 실시하였다. 황산나트륨 2wt% 및 4wt% 첨가는 플라이애시 기반 지오폴리머의 강도를 증진시켰지만, 6wt% 첨가는 강도 향상에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 강도 증진에 대한 황산나트륨의 적정 치환율이 있는 것으로 나타났으며, 압축강도에 대한 황산나트륨의 최적의 치환율은 4wt%인 것으로 판단된다. 황산나트륨 치환율이 증가함에 따라, 강도 증진 효과가 다름에도 불구하고 시편 내에 비결정질(amorphous phase) 뿐만 아니라 결정질(crystalline phase)에서 뚜렷한 차이가 없는 것으로 나타났다. 황산나트륨으로 치환하였을 경우, 플라이애시 기반 지오폴리머 내의 공극의 분포를 변화시킴에 따라 강도증진에 효과가 있는 것으로 판단된다. 황산나트륨 첨가는 시편 내의 생성된 반응생성물의 형상 및 Si/Al를 다르게 하여 강도에 영향을 미친 것으로 판단된다. 황산나트륨 치환에 따른 지오폴리머 내에 생성된 반응생성물의 Si/Al가 낮을수록 지오폴리머의 강도가 큰 것으로 나타났다. 황산나트륨 적정 치환량은 지오폴리머의 반응생성물을 효과적으로 변화시켜 물리적 성질 향상에 기여를 하지만, 적정량 이상의 치환율 사용으로 변화된 지오폴리머 생성물은 matrix 내에서 불순물로 존재하여 강도 증진을 방해할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단된다.

#Class F fly ash #sodium sulfate #additive #geopolymer #MIP #플라이애시 #황산나트륨 #첨가제 #지오폴리머

참고문헌 (26)

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[학술지(정기간행물)] - Bakharev, T. / 2005 / Geopolymeric materials prepared using Class F fly ash and elevated temperature curing / Cement and Concrete Research 35 : 1224 ~ 1232

[학술지(정기간행물)] - Somna, K. / 2011 / NaOH-activated ground fly ash geopolymer cured at ambient temperature / Fuel 90 (6) : 2118 ~ 2124

[학술지(정기간행물)] - Bondar, D. / 2011 / Effect of type, form, and dosage of activators on strength of alkali-activated natural pozzolans / Cement and Concrete Composites 33 (2) : 251 ~ 260

[학술지(정기간행물)] - 조영근 / 2014 / 양생조건이 플라이애쉬 기반 지오폴리머 강도에 미치는 영향 / 콘크리트학회 논문집 26 (4) : 449 ~ 456

[학술지(정기간행물)] - Álvarez-Ayuso, E. / 2008 / Environmental, physical and structural characterisation of geopolymer matrixes synthesised from coal (co-)combustion fly ashes / Journal of Hazardous Materials 15 (1-3) : 175 ~ 183

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