Studies on Carbonation of Concrete with Low-Calcium Fly Ash and Blast Furnace Slag

플라이 애쉬 및 고로수쇄(高爐水碎)슬래그를 혼화(混和)한 콘크리트의 중성화(中性化)에 관한 연구(研究)

Carbonation of concrete is one type of a chemical process. The reaction mechanism is very complex for the case when low-calcium fly ash and blast furnace slag is added. When fly ash and blast furnace slag is used as an admixture in concrete, they improve compressive strength in the long term, permeability and chemical resistance of concrete by a pozzolanic reaction and latent hydraulic property. On the other hand, the pozzolanic reaction of fly ash and latent hydraulic property of the blast furance slag leads to a reduction of the alkalinity of the concrete. It has been pointed out that this will accelerate the carbonation of the concrete and the corrosion of reinforcement steel embedded in the concrete. In order to clarify the effect of fly ash and blast furance slag on the carbonation of concrete, an accelerated carbonation testing of concrete was carried out by varying the conditions of concrete and the initial curing period in water. The test results of accelerated carbonation were compared to the carbonation test results of concrete stored for 15 years in open air, but protected from rain. As a result, the equation for the rate of carbonation based on compressive strength of concrete was proposed.

콘크리트의 중성화(中性化)는 일종의 화학적(化學的) 반응(反應)이며, 더우기 혼화재(混和材)로서 플라이애쉬와 고로수쇄(高爐水碎)슬래그를 혼화(混和)한 경우에는 그 반응(反應)매카니즘이 매우 복잡하다. 최근에는 콘크리트의 성능(性能)을 개선(改善)시킬 목적으로 시멘트의 일부를 산업부산물(産業副産物)인 플라이애쉬 및 고로수쇄(高爐水碎)슬래그로 혼화(混和)함으로서 이들에 의한 포졸란반응(反應) 및 잠재수경성(潛在水硬性)에 의해 콘크리트의 중성화(中性化)가 촉진되어 콘크리트 속의 철근이 발창(發錆)될 우려가 있다고 하는 지적이 계속되어 왔다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이상과 같은 관점(觀點)으로부터 포졸란반응(反應) 및 잠재수경성(潛在水硬性)이 콘크리트의 중성화(中性化)에 미치는 영향을 분명히 하기 위하여 콘크리트의 배합조건(配合條件)및 수중양생기간(水中養生期間) 등을 변화시켜 자연환경조건(自然環境條件)과 다른 가혹(苛酷) 환경조건하(環境條件下)에서 촉진중성화실험(促進中性化實驗)을 실시하였다. 또한 이들의 결과를 중성화(中性化)의 조기판정(早期判定)이라는 점에 중시(重視)하여 자연환경하(自然環境下)에서 15년간(年間) 옥내(屋內)에 폭로(曝露)시킨 필자(筆者)들의 연구결과(硏究結果)와도 비교(比較) 검토(檢討)를 하여 압축강도(壓縮强度)에 바탕을 둔 새로운 중성화(中性化) 속도식(速度式)을 제안(提案)하였다.