Abstract
In this study, we have studied hydration properties and compressive strength of the electric arc furnace reduction slag as a cement admixture. The reduction slag is mainly consisted of 17.1% of f-CaO and rapid curing clinker minerals, 37.1% of $C_{11}A_7CaF_2$, and 21.0% of $C_3A$. When the substitution rate of the slag on OPC was 30%, the initial setting time and final setting time has been shortened from 305 min. and 425 min. to 10min. and 30min. When the substitution rate of the slag on OPC was 7%, the compressive strength of mixed cement mortars has been increased than that of OPC during all period. When the substitution rate of the slag on OPC was over 20%, the compressive strength of mortars has been reduced than that of OPC at initial and final compressive strength. As a result of hydration properties of reduction slag, $C_{11}A_7CaF_2$ transfer to $C_3AH_6$ but as the substitution rate of slag on OPC increases, increased f-CaO and the metastable hydrates $C_4AH_{13}$ increased. Therefore, we should control the substitution rate of the slag on OPC was under 7% in order to use EAF reduction slag as a cement admixture.
본 연구에서는 전기로 환원슬래그를 시멘트 혼화재로 이용하였을 때의 전기로 환원슬래그의 수화반응 특성과 압축강도 특성을 연구하였다. 전기로 환원슬래그에는 17.1%의 f-CaO 및 속경성 클링커 광물인 37.1%의 $C_{11}A_7CaF_2$와 21.0%의 $Ca_3A$가 함유되어 있었다. 보통 포틀랜드시멘트(OPC, Ordinary Portland Cement)에 전기로 환원슬래그를 30%까지 치환할 경우, 초결 및 종결시간이 각각 305분과 425분에서 10분과 30분으로 단축되는 급결성을 보였다. OPC에 전기로 환원슬래그의 치환량이 7%까지 증가됨에 따라 혼합시멘트의 압축강도는 OPC보다 높아졌으나, 7%이상에서는 점차 압축강도가 낮아져 20%이상 치환하였을 때에는 OPC보다 초기강도 및 장기강도가 모두 낮았다. 전기로 환원슬래그 자체의 수화반응 생성물을 조사한 결과, $C _{11}A_7CaF_2$는 물과 반응하여 $C_3AH_6$로 변화되었다. 그러나 OPC에 환원슬래그를 치환하여 사용할 경우, 환원슬래그의 치환율이 높아짐에 따라 f-CaO가 많아지고 준안정성의 수화물인 $C_4AH_{13}$의 생성량이 증가되기 때문에 OPC에 환원슬래그를 7%미만으로 치환하여 사용해야만 안정된 경화체를 형성하여 압축강도가 OPC보다 높아졌다.
