MIP를 통한 혼합 시멘트계 재료의 미세구조 특성에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on the Microstructure Characteristics of Cementitious Composites by MIP

최근 국내에서는 콘크리트의 내구성능을 향상시키기 위해서 많은 연구결과들이 발표되고 있는데 특히 염화물의 확산특성과 기공율 및 기공크기의 분포와 연관하여 분석한 논문들이 많아지는 추세이다. 이때 미세구조를 분석하기 위한 방법은 수은 압입법, 가스 흡착법, 화상분석법 등이 있는데, 콘크리트 분야에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 방법은 수은 압입법이다. 본 연구는 시멘트계 재료의 미세공극 구조를 파악하기 위해서 널리 사용되고 있는 MIP 장비를 이용하여 혼합 시멘트 페이스트와 혼합콘크리트에 대하여 공극율과 공극크기분포를 측정한 결과를 분석한 것이다. 시멘트량 $300kg/m^3$을 기준으로 W/C 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%와 고로 슬래그 미분말 60%를 치환하고 W/C 35%, 45%, 55% 및 플라이애시 30%치환하고 W/C 35%, 45%, 55% 인 시멘트 페이스트 시편에 대해서 MIP를 사용하여 3일, 7일, 28일의 공극율과 공극크기분포 등의 변화를 관찰하였으며, 장기간 수중 양생한 일반 OPC 콘크리트와 고로슬래그 미분말 60%를 치환한 혼합 콘크리트에 대해서는 W/C 40%, 45%, 50%, 그리고 결합재량은 $300kg/m^3$, $350kg/m^3$, $400kg/m^3$, $450kg/m^3$로 변화시킨 시편에 대해 MIP를 사용하여 미세구조를 분석하였다.

Recently, in Korea, there has been an increasing number of research papers published which are to improve durability of concrete, particularly by analyzing correlation between diffusivity of chloride and porosity/pore size distribution. In these studies, such test methods as mercury intrusion porosimetry(MIP), gas adsorption or image analysis method are used to analyze the microstructure of materials while MIP is most widely used for concrete. This study analyzes the results of porosity and pore size distribution of paste and concrete adding fly ash or blast furnace slag by using MIP equipment which is widely used for determining micro-porosity structure of cementitious materials. A variation in porosity and pore size distribution at the curing day 3, 7 and 28 has been observed by using MIP equipment for cement paste 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60% of W/C when using $300kg/m^3$ of cement, 35%, 45%, 55% of W/C when replaced 60% with blast-furnace slag, and 35%, 45%, 55% of W/C when replaced 30% with fly ash. For long-term water cured normal OPC concrete and mixed concrete replaced 60% with blast-furnace slag powder, micro-structure of the sample has been analyzed by using MIP equipment when W/C indicated 40%, 45%, 50% respectively and the binder varied $300kg/m^3$, $350kg/m^3$, $400kg/m^3$, and $450kg/m^3$.