분쇄 고로 슬래그

Ground granulated blast-furnace slag

분쇄형 고로 슬래그(GGBS 또는 GGBFS)는 용융된 철 슬래그(철 및 제강의 부산물)를 물 또는 증기에 담가 건조하고 분쇄하여 고운 분말로 만듭니다.분쇄 고로 슬래그는 시멘트성이 높고 콘크리트 강도, 내구성 및 외관을 향상시키는 강도 강화 화합물인 CSH(Calcium Silicate Hydrate)가 많이 함유되어 있습니다.

생산 및 구성

슬래그의 화학적 조성은 철 생산 공정에서 원료의 조성에 따라 상당히 다릅니다.광석 및 코크스의 규산염 및 알루민산염 불순물이 용광로에서 플럭스와 결합되어 슬래그의 점도를 낮춥니다.선철 생산의 경우 플럭스는 대부분 석회암과 포르스테라이트 또는 경우에 따라 돌로마이트의 혼합물로 구성됩니다.고로에서는 슬래그가 철 위에 떠서 분리되도록 되어 있습니다.슬래그 용융이 천천히 냉각되면 Ca-Al-Mg 규산염 집합체로 구성된 반응하지 않는 결정성 물질이 생성됩니다.양호한 슬래그 반응성 또는 유압성을 얻기 위해서는 머위나이트 및 멜릴라이트의 결정화를 방지하기 위해 슬래그 용융액을 800 °C 이하로 급속 냉각 또는 급랭해야 합니다.슬래그를 냉각 및 파편화하기 위해 용해된 슬래그가 압력에 의해 물 또는 공기의 제트 흐름을 받는 제립 공정을 적용할 수 있습니다.또는 펠릿화 공정에서 액체 슬래그를 물로 부분적으로 냉각한 후 회전 드럼에 의해 공기 중에 투사한다.적정한 반응성을 얻기 위해 얻은 단편을 분쇄하여 포틀랜드 시멘트와 같은 섬도에 도달시킨다.

고로 슬래그의 주성분은 CaO(30-50%), SiO2(28-38%), AlO23(8-24%), MgO(1-18%)입니다.일반적으로 슬래그의 CaO 함량이 증가하면 슬래그 염기성이 높아지고 압축 강도가 증가합니다.MgO 및 AlO23 함량은 각각 10~12%, 14%까지 동일한 경향을 보이며, 그 이상 개선될 수 없다.슬래그 성분과 유압 활성의 상관관계를 파악하기 위해 몇 가지 조성비 또는 소위 유압 지수가 사용되었습니다. 슬래그 성분은 주로 바인더 압축 강도로 표현됩니다.

Portland 시멘트와 혼합하기에 적합한 슬래그의 유리 함량은 일반적으로 90-100% 사이로 다양하며 냉각 방법과 냉각이 시작되는 온도에 따라 달라집니다.급랭된 유리의 유리구조는 Ca, Mg 등의 네트워크 수식제보다 Si 및 Al 등의 네트워크 형성 요소의 비율에 크게 좌우되며, Al의 정도는 작다.네트워크 수정자의 양이 증가하면 네트워크의 중합 해제와 반응성이 높아집니다.

고로 슬래그의 일반적인 결정성 성분은 머위나이트와 멜릴라이트이다.진행성 결정화 과정에서 형성될 수 있는 다른 부성분으로는 벨라이트, 몬티셀라이트, 란키네이트, 울라스토나이트 및 포르스테라이트 등이 있다.소량의 황 감소는 보통 올드햄라이트로 [1]볼 수 있다.

적용들

GGBS는 일반 포틀랜드 시멘트 및/또는 기타 포졸란 재료와 조합하여 내구성이 뛰어난 콘크리트 구조물을 만드는 데 사용됩니다.GGBS는 콘크리트 내구성이 우수하여 건물의 수명을 50년에서 100년으로 [2]연장하여 유럽, 미국 및 아시아(특히 일본 및 싱가포르)에서 널리 사용되고 있습니다.

GGBS의 두 가지 주요 용도는 품질 개선 슬래그 시멘트(Portland Blastfurnace 시멘트(PBFC)와 고슬래그 블라스트-furnace 시멘트(HSBFC))의 생산이며, GGBS 함량은 일반적으로 30~70%이며, 레미콘 또는 현장 내구성 콘크리트 생산에도 사용됩니다.

GGBS 시멘트로 만든 콘크리트는 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트보다 시멘트 재료에 포함된 GGBS의 양에 따라 천천히 굳어지지만, 생산 조건에서도 장기간에 걸쳐 강도가 높아지고 있다.이로 인해 수화열이 낮아지고 온도가 낮아지며 냉간 접합을 쉽게 피할 수 있지만 빠른 설정이 필요한 공사 일정에도 영향을 미칠 수 있습니다.

GGBS를 사용하면 알칼리-실리카 반응(ASR)에 의한 손상 위험을 크게 줄일 수 있으며 염화물 침투에 대한 내성을 높여 보강 부식 위험을 줄일 수 있으며 황산염 및 기타 [3]화학물질에 의한 공격에 대한 내성을 높일 수 있습니다.

GGBS 시멘트 사용방법

GGBS 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 골재 및 물과 함께 콘크리트 제조사의 배치 공장의 콘크리트에 첨가할 수 있습니다.혼합물의 응집물 및 물 대 시멘트 재료의 정상 비율은 변경되지 않습니다.GGBS는 중량 기준으로 포틀랜드 시멘트를 직접 대체하기 위해 사용됩니다.GGBS의 교환 레벨은 30%에서 최대 85%까지 다양합니다.일반적으로 대부분의 경우 40~50%가 사용됩니다.

유럽의 콘크리트에서 포틀랜드 시멘트 외에 GGBS의 사용은 콘크리트 표준 EN 206:2013에서 다루어진다.이 표준은 일반 포틀랜드 시멘트와 함께 콘크리트에 거의 불활성 첨가물(Type I)과 포졸란 또는 잠복 유압 첨가물(Type II)의 두 가지 범주를 설정합니다.GGBS 시멘트는 후자의 범주에 속한다.GGBS 시멘트는 포틀랜드 시멘트에 비해 가격이 다소 저렴해 일반 포틀랜드 시멘트와 비슷한 가격이 책정된다.

부분적으로 혼합 비율에 따라 사용됩니다.

아키텍처 및 엔지니어링상의 이점

내구성

GGBS 시멘트는 황산염 공격과 염화물 공격 모두에 대한 보호를 제공하기 위해 콘크리트에 정기적으로 지정됩니다.GGBS는 SRPC에 비해 성능이 뛰어나고 비용도 크게 절감돼 내황산염성 포틀랜드 시멘트(SRPC)를 사실상 대체했다.스펜서 도크를 포함한 더블린 도크랜드의 대부분의 프로젝트는 내황산염성을 위해 지표면 밑 콘크리트에 GGBS를 사용하고 있습니다.

벌크 전기저항률은 콘크리트 시료의 저항률을 측정할 수 있는 시험방법입니다. (ASTM 1876-19) 전기저항률이 높을수록 이온전달저항률이 높아져 내구성이 높아집니다.GGBS를 콘크리트에 50%까지 대체함으로써 내구성을 대폭 [3]향상시킬 수 있다는 연구결과가 나왔다.

염화물 공격으로부터 보호하기 위해 콘크리트에서는 50%의 치환 레벨로 GGBS를 사용한다.염화물 공격은 해양 환경의 철근 콘크리트와 도로 제빙 소금에서 콘크리트가 튀어 나오는 도로 교량에서 발생합니다.아일랜드의 대부분의 NRA 프로젝트에서 GGBS는 염화물 공격으로부터 보호하기 위해 교각 및 교각의 구조 콘크리트에 명시되어 있다.이러한 경우에 GGBS를 사용하면 포틀랜드 시멘트만 사용했을 경우 구조물의 수명이 최대 50% 증가하며, 더 비싼 스테인리스강 보강이 필요하지 않습니다.

GGBS는 또한 대규모 콘크리트 주입물의 온도 상승을 제한하기 위해 정기적으로 사용됩니다.GGBS 시멘트는 포틀랜드 시멘트보다 낮은 피크와 낮은 총열을 발생시킵니다.이는 콘크리트 내 열구배를 감소시켜 콘크리트를 약화시키고 내구성을 떨어뜨릴 수 있는 미세 균열의 발생을 방지하며, 코크의 잭 린치 터널 건설에 이 목적을 위해 사용되었습니다.

외모

포틀랜드 시멘트로 만들어진 돌 같은 회색 콘크리트와는 달리, GGBS 시멘트는 흰색에 가까운 색상으로 설계자들이 노출된 흰 표면 콘크리트 마감재를 추가 비용 없이 더 밝은 색으로 만들 수 있습니다.밝은 색 마감을 실현하기 위해 GGBS는 보통 50~70%의 교환 레벨로 지정되지만 최대 85%의 교환 레벨을 사용할 수 있습니다.또한 GGBS 시멘트는 GGBS 입자의 섬세함으로 인해 보다 부드럽고 결함이 없는 표면을 만들어 냅니다.오물은 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트만큼 쉽게 GGBS 콘크리트에 부착되지 않아 유지관리 비용을 절감할 수 있습니다.GGBS 시멘트는 탄산칼슘 침전물에 의한 콘크리트 표면의 오염인 에프로메센스의 발생을 방지합니다.GGBS는 석회 함량이 훨씬 낮고 투과성이 낮기 때문에 50%~60%의 치환 수준에서 사용 시 낭비를 방지하는 데 효과적입니다.

힘

GGBS 시멘트를 함유한 콘크리트는 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트보다 최종 강도가 높습니다.Portland 시멘트만으로 만든 콘크리트보다 강도 강화 규산칼슘 하이드레이트(CSH) 비율이 높고 콘크리트 강도에 기여하지 않는 유리 석회 함량이 감소했습니다.GGBS로 만든 콘크리트는 시간이 지남에 따라 강도가 계속 높아지고 있으며, 10년에서 12년 [citation needed]사이에 28일 강도가 두 배로 증가하는 것으로 나타났습니다.

콘크리트 교체를 위한 GGBS(Ground granulated blast-furnace slag)의 최적용량은 20~[3]30%로 시멘트만을 사용한 콘크리트보다 높은 압축강도를 제공하는 것으로 보고되었다.

지속가능성

GGBS는 제강 공정의 부산물이기 때문에 LEED 등에 의해 프로젝트의 지속가능성 향상으로 인식되어 LEED 인증을 위한 포인트가 추가된다.이 점에서 GGBS는 콘크리트와 염화물 및 황산염이 접촉하는 경우 외에 상부구조물에도 사용할 수 있다.이는 상부구조물의 주조 시 설정시간이 늦어지는 것이 정당하다는 전제조건이다.

메모들

  1. ^ Snellings, R.; Mertens G.; Elsen J. (2012). "Supplementary cementitious materials". Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 74: 211–278. Bibcode:2012RvMG...74..211S. doi:10.2138/rmg.2012.74.6.
  2. ^ Department of Civil Engineering, BITS, Pilani – Hyderabad Campus. "HIGH PERFORMANCE CONCRETE WITH GGBS AND ROBO SAND" (PDF). Retrieved 2011-03-12.{{cite web}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  3. ^ a b c Askarian, Mahya; Fakhretaha Aval, Siavash; Joshaghani, Alireza (22 January 2019). "A comprehensive experimental study on the performance of pumice powder in self-compacting concrete (SCC)". Journal of Sustainable Cement-Based Materials. 7 (6): 340–356. doi:10.1080/21650373.2018.1511486.

외부 링크

레퍼런스