초지연제 종류에 따른 시멘트 페이스트의 응결 및 강도 발현 특성 = Setting Time and Compressive Strength of the Cement Paste depending on Super Retarding Agent Types
저자
발행사항
청주 : 청주대학교 융합신기술대학원, 2022
학위논문사항
학위논문(석사)-- 청주대학교 융합신기술대학원 : 휴먼환경건설공학과 2022. 2
발행연도
2022
작성언어
한국어
주제어
KDC
530.455 판사항(5)
발행국(도시)
충청북도
형태사항
87p. : 삽화; 26cm.
일반주기명
청주대학교 학위논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
Setting Time and Compressive Strength of the Cement Paste depending on Super Retarding Agent Types
지도교수:한민철
참고문헌수록
UCI식별코드
I804:43007-200000578001
소장기관
본 연구에서는 당류계 초지연성 혼화제를 이용하여 콘크리트의 응결지연성능을 확보하고자, 수화반응에 관여하는 시멘트 페이스트를 대상으로 당류계 초지연성 혼화제 종류 및 혼입률 변화에 따른 응결지연 특성, 압축강도 발현 특성 및 미세구조 특성을 중심으로 분석하고자 하였다.
당류계 초지연성 혼화제의 밀도는 백설탕, 슈가파우더 및 사카린의 경우 1.60g/cm3으로 비교적 높은 밀도를 갖는 것으로 나타났다. 물과 1:1(물:당류)로 혼합한 혼합액의 점도는 스테비오사이드(105cP), 아스파탐(64cP), 모그로사이드(53cP), 백설탕(14cP), 슈가파우더(12cP), 사카린(4.2cP) 순으로 높은 것으로 나타났다.
응결지연 특성으로 당류계 초지연성 혼화제 혼입에 따라 전반적으로 응결시간이 지연되는 것으로 나타났으며, 이는 당류가 시멘트 입자에 흡착하여 시멘트 입자와 물과의 접촉을 억제함으로써, 응결을 지연시킨 것으로 판단된다. 또한, 백설탕, 슈가파우더, 스테비오사이드, 모그로사이드, 아스파탐, 사카린 순으로 응결지연성이 우수한 것으로 나타났다.
압축강도 발현 특성으로 당류계 초지연성 혼화제 혼입 및 혼입률 증가에 따라 전반적으로 초기재령에서 압축강도가 저하하였으나, 후기재령에서는 압축강도가 빠르게 증가하였다. 특히, 백설탕, 아스파탐, 사카린, 모그로사이드, 슈가파우더, 스테비오사이드 순으로 압축강도 발현 성능이 우수한 것으로 나타났다.
미시적 특성으로, XRD 및 SEM을 통해 수화물의 존재 여부를 확인하였고, 리트벨트법에 의한 정량 분석 및 EDS의 성분 분석을 통해 재령경과에 따른 화합물의 정량적 변화를 확인하였다.
이상을 종합하면, 본 연구범위에서 응결지연 및 압축강도 발현 성능 관점에서 백설탕이 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 콘크리트의 응결지연을 위한 최적 초지연제는 백설탕을 이용하는 것이 합리적일 것으로 판단되며, 이 경우 장시간의 응결지연성능 확보 및 압축강도 발현 성능이 우수해짐을 알 수 있었다.
To investigate the setting delay of the concrete using sugar-based super retarding agents, factors affecting setting delay and strength development of cement paste were studied. These include the type of cement-paste involved in hydration reactions, setting-delay performance, compressive strength development performance, microstructural characteristic based on different retarding agents, and the addition rate.
The density of sugar-based super retarding agents was relatively high at 1.60g/cm3 for white sugar, sugar powder, and saccharin. The viscosity of the mixture with water and sugar in a 1:1 ratio was the highest in stevioside (105cP), followed by aspartame (64cP), mogroside (53cP), white sugar (14cP), sugar powder (12cP), and saccharin (4.2cP).
The setting-delay performance entail a general delay in setting time with the mixing of sugar-based super retarding agents. This delay in setting is believed to be caused by the sugar adhering to cement particles, preventing them from being in contact with water. In addition, the highest delay in setting time resulted in white sugar followed by sugar powder, stevioside, mogroside, aspartame, and saccharin.
With the mixing of sugar-based super retarding agents and an increase in addition rate, the compressive strength generally decreases in early-age concrete but drastically increases in later-age concrete. In particular, the best compressive strength development was observed in white sugar, followed by aspartame, saccharin, mogroside, sugar powder, and stevioside.
For microstructural characteristic, the presence of hydrates was confirmed by XRD and SEM. Quantitative changes in compounds with age were confirmed through quantitative analysis by Rietveld method and EDS component-analysis.
Considering all the above results, we discovered that white sugar was the best sugar-based super retarding agent based on setting delay and compressive strength development. Therefore, we believe it is reasonable to use white sugar as the optimum super retarding agent for setting delay in concrete. It will result in excellent setting delay and compressive strength development performance.
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