• 시멘트
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• 통권190호
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• pp.32-38
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• 2011

콘크리트에서 알칼리골재반응은 내구성에 악 영향을 주는 일종의 암이라고 표현할 수 있다. 잠복기간이 길고, 균열이 나타나는 시기도 매우 오래 걸리기 때문이다. 이러한 현상이 1940 년대 알려지면서, 미국 ASTM에는 1950년에 모르타르봉 시험방법이, 1952년에 화학법이 각각 시험방법 규격으로 제정되었다. 국내에서는 한국도로교통연구원을 비롯한 전문연구기관 등에서 화학법 및 모르타르봉 방법으로 연구한 결과, 화학법에서는 일부 골재가 반응성이 있는 것으로 보고 되었으나, 모르타르봉 방법에서는 대상 골재에서 유해가능성이 낮은 것으로 보고되었다. 또한, 그동안은 구조물에서 알칼리골재반응에 의한 피해사례도 보고되지 않았고, 골재의 품질도 양호한 것으로 알려져 왔다. 그러나, 최근들어 서해안 고속도로 일부 구간에서 알칼리골재반응에 의한 포장노면에 균열 및 스폴링 등 심각한 피해사례가 보고되면서 국내에서도 관심이 높아지기 시작하였다. 특히 일본에서는 제 63회 시멘트기술대회 (2009년 5월 22일)에서 팽창기구의 재검토에 대한 이야기가 패널토의에서 제기되었고, 일부 시험방법의 이야기도 나왔다. 그동안의 골재는 현재의 규격만으로도 설명이 가능했는데, 최근의 골재들은 설명이 잘 안 되는 경우가 종종 있다는 이야기다. 이런 이야기들은 일본 지인들과 기술교류를 하면서 많은 이야기를 나누었고, 또한 우연히 문헌들을 독해하던 중 이런 이야기들을 경험한 문헌인 일본 태평양시벤트에서 발간되는 CEM'S 자료를 찾았기에 발췌 정리한 것이다.

• 지질공학
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• 제13권3호
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• pp.309-320
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• 2003

ASTM C 227-90에 의한 모르타르봉 팽창의 원인에 대해서 현재까지는 막연히 알칼리-골재 반응에 의한 것으로 알려져 왔으나 본 연구에서는 팽창의 원인을 알칼리-골재 반응에 의한 팽창 외에 겔 공극의 팽창과 골재 자체에 형성된 엽리나 쪼개짐에 물이 침투되어 물리적으로 팽창되는 간극수에 의한 팽창으로 세분하였다. 또한 총 팽창량을 이들 세분된 팽창요인별로 정량적인 계산을 실시한 바 골재에 따라서는 팽창결과가 주로 간극수에 의한 것도 있고, 알칼리-골재 반응에 의한 것도 있으며 이들이 복합적으로 작용한 것도 있음을 알게 되었다. 이러한 방법으로 현무암, 사암 등 몇 몇 골재의 문제점을 분석하였다 콘크리트는 현재 건설구조물의 대부분을 차지하고 있으며, 골재는 콘크리트의 75% 내외를 점유하고 있는 만큼 골재의 올바른 선정은 중요한 의미를 갖는다. 또한 이미 완성된 콘크리트 구조물에 골재와 관련된 문제점이 발생하였을 때 이를 치유하는데 정확한 원인을 알아내는 것이 중요하다고 보며 본연 구는 그러한 면에서 활용면을 찾을 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.531-537
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• 2009

이 연구에서는 알칼리-실리카 반응성을 평가하는데 적용되는 ASTM C 227과 ASTM C 1260 모르타르 봉 시험법으로 쇄석골재의 반응성을 평가하고, 제작된 모르타르를 3년간 일반 환경에 노출시킨 뒤, 알칼리-실리카 반응으 로 인해 생성될 수 있는 반응생성물 확인과 화학분석을 위해 SEM과 EPMA 분석을 실시하였다. 이 연구에서는 SEM의 secondary electron image(SEI)와 EPMA의 backscattered electron image(BSEI)를 이용하였다. 이 연구에 사용된 쇄석골재 는 ASTM C 227에 의해서는 2년간 뚜렷한 팽창을 나타내지 않았지만, KOH 용액을 이용한 반응촉진법에 의해서는 유 해 가능성이 있는 것으로 나타났다. 모르타르 봉 시험 시행 후, SEM SEI 분석 결과, ASTM C 227에 의해 제작된 모 르타르 봉에서는 골재 입자와 시멘트페이스트 사이에 알칼리-실리카 반응에 의한 흔적이나 pore 내에서 반응생성물이 확인되지 않았다. 하지만 ASTM C 1260에 의한 모르타르 봉에서는 알칼리-실리카 반응의 전형적인 반응생성물로 알려 진 꽃잎형(rosette morphology)의 알칼리-실리카 겔(gel)이 확인되었다. EPMA 분석 결과, ASTM C 227에 의한 모르타르 봉에서도 골재 입자 표면에 부분적으로 미세하게 Al-ASR gel이 확인됨에 따라 ASTM C 227에 의해 2년간 무해한 팽 창을 나타내었던 모르타르 봉에서도 알칼리-실리카 반응이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 반응성 촉진 시험 후의 모르 타르의 EPMA 분석 결과에서는 골재 입자에 발생된 균열 내부뿐만 아니라 pore 내부에 알칼리-실리카 겔이 축적되어 있는 것으로 나타났으며, 또한 pore 내에서 확인된 겔이 골재 입자 내부에 생성된 겔에 비해 Ca 함량이 더 풍부한 것 으로 나타났다. 국내에서 생산되는 쇄석골재 사용으로 인하여 구조물 내부에 발생한 변화를 미세구조를 통해 확인한 결 과, 알칼리-실리카 반응에 의한 구조물 열화를 알 수 있었다. 따라서, 국내 쇄석골재 사용량 증가에 따라 새로운 건설에 있어서 알칼리-실리카 반응 방지를 위한 고려가 있어야 할 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.255-256
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• 2009

본 연구는 광물성 혼화재를 이용하여 알칼리-골재 반응성 저감 효과를 평가하는 것으로 국내 골재를 대상으로 KS F 2545(화학적 방법), KS F 2546(모르타르 봉 시험 방법), ASTM C 1260(촉진 모르타르 봉 시험방법)을 이용하여 알칼리-골재 반응성 저감 효과를 측정하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.1-6
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• 2011

국내에서는 콘크리트 포장용 굵은 골재를 대상으로 화학적인 시험방법과 모르타르 봉 시험방법을 이용한 결과 알칼리-실리카 반응 유해 가능성이 낮은 것으로 알려져 왔으나, 최근에 알칼리 - 실리카 반응에 의한 파손이 발생되었고, ASTM C 1260을 이용한 결과 일부 골재에서 유해한 팽창이 발생된다고 보고되었다. 따라서 본 논문에서는 모르타르 봉 시험방법인 KS F 2546과 ASTM C 1260을 이용하여 길이 팽창 유도기간의 환경조건이 알칼리 - 실리카 팽창 반응 특성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. KS F 2546의 경우 대상 골재 모두 반응성 없음으로 판정되었으나 ASTM C 1260에서는 일부 골재에서 잠재반응성 이상으로 판정되었다. 이는 외부로부터의 알칼리 이온의 공급, 온도 및 습도 차이에 의하여 발생한 것으로 판단된다. 또한 ASTM C 1260에서 NaOH의 농도변화 실험을 통하여 NaOH의 농도가 증가할수록 길이팽창이 현저하게 증가한다는 것을 확인하였으며, 온도 및 습도가 증가함에 따라 길이팽창이 증가한다는 것을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제6권3호
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• pp.155-163
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• 1996

현행 ASTM C227-90은 모르타봉 시험법에 대한 규정인데 동 규정에 의하면 시험용 모르타르봉으 제작에 골재와 시멘트를 각각 675g과 300g을 쓰도록 무게비로 제시하고 있으며 제작된 모르타르봉의 초기길이 측정시기는 $24{\pm}2$시간으로 규정되어 있다. 또한 모르타르봉의 팽창원인을 알카리-골재반응에 두고 있다. ASTM C490-93a는 모르타르봉의 제작방법과 팽창률 계산방법이 소개되어 있는데 규정에 의하면 계산공식으 분모 G값을 10" 혹은 250mm로 고정시키고 있다. 본 연구는 위에 소개한 내용에 대한 실험적 연구를 통하여 다음과 같은 결론에 도달하였다. 첫째, 모르타르봉의 팽창은 알카리-골재반응만에 의한 것이 아니고 그 외 간극수와 겔수의 복합적인 작용에 의한 것이므로 ASTM C227-90의 내용을 일부 수정할 필요가 있다. 둘째, 골재에 의한 모르타르봉의 팽창원인 즉 알카리-골재반응과 간극수에 의한 팽창량을 알기 위하여는 골재와 시멘트의 배합비를 무레비 대신에 부피비로 제시함이 바람직 하다. 세째, ASTM C227-90과 ASTM C490-93a에서 제시한 모르타르봉의 초기길이 측정시기와 팽창률 계산방법은 더욱 정밀한 계산결과를 얻기 위하여 부분적인 수정이 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.689-696
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• 2008

본 논문에서는 국내산 알칼리-실리카 반응성 암석에 대해 화학적 방법인 KS F 2545와 최근 국제적으로 많이 이용되고 있는 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)인 ASTM C 1260으로 동일한 골재에 대해 비교 실험을 수행하여 시험법에 따른 알칼리-실리카 반응성 평가 차이를 비교 분석하였다. 실험 결과 화학적 방법인 KS F 2545에 의하여 화성암 중 안산암, 휘록암, 화강반암, 섬록반암, 석영반암, 백운모화강암 그리고 섬록암, 퇴적암의 모든 골재, 변성암 중 점판암 A, 점판암 B, 화강편마암, 규암, 각석암 및 유리질 응회암, 광물에서는 석영이 잠재유해 이상의 평가를 받았다. 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)인 ASTM C 1260에 의하여 화성암 중 복운모 화강암 그리고 규장암, 퇴적암 중 장석사암, 적색사암 그리고 셰일, 변성암 중 점판암과 우백질 편마암 그리고 유리질 응회암, 광물 중 석영이 반응성으로 평가되었다. KS F 2545와 ASTM C 1260에 대한 시험법별 알칼리-골재 반응성 평가 결과 동일한 골재에 대해 서로 상이한 결과를 도출한 골재들이 나타남으로서 두 시험법의 상관성이 낮은 것으로 판단된다. 또한, 골재의 알칼리-골재 반응성 판별에 최근 국제적으로 많이 이용되고 있는 촉진모르타르 봉 실험 방법 (AMBT)이 보다 효율적인 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.145-151
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• 2019

급속공사 현장에 사용되는 속경성 보수모르타르의 내구성능 증진을 위해 사용재료의 물리적 성능을 평가하였다. 이를 위해 염화물 확산 억제 성능을 보유한 페로니켈 수쇄슬래그 잔골재와 급결제, EVA계 폴리머를 모르타르에 치환시켜 급결성능과 기초적 성능을 평가하였다. 그 결과 FNS잔골재 및 RS잔골재 사용에 따른 압축강도, 휨강도, 부착강도가 증가되었다. 속경성 폴리머 모르타르의 염화물 이온 촉진시험의 결과 FNS를 50%이하 사용 시 재령 7일에서 재령 28일간 염화물 억제 성능이 유지되었으며, FNS잔골재 및 RS잔골재 사용에 따른 내구성 저하는 발견되지 않았으나, 건축 및 토목용 대체골재로 사용하는데 경제성 및 장기 내구성에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권4호
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• pp.299-306
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• 2019

최근 구조물 보수보강 사례가 증가되고 있으나 보수용 모르타르의 속경성 부족에 의해 긴급공사의 어려움이 발생되고 있어 모르타르의 급결성을 증대시키고자 AL, AF, CA 급결제와 양생조건을 달리한 강도특성을 검토하였다. 그 결과 경화성상에 있어 CA 시험체가 가장 우수하였으며, 양생조건의 경우 재령 초기에서는 수중양생에서 압축강도가 다소 높아지는 경향을 보였으나 28일에서는 큰 차이가 없었다. 특히, CA 시험체에서 Ettringite생성물이 다량으로 관찰되고 있어, 광물계 급결제의 공극충진 효과에 의한 공극량 감소로 압축강도가 증가하는 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제17권4호
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• pp.589-599
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• 2007

본 연구는 한반도에너지개발기구(KEDO) 골재에 대하여 ASTM C 295를 적용, 암석기재학적 시험을 통하여 콘크리트를 위한 골재의 적합성을 타진하는데 목적이 있다. 시험에는 천연의 자갈골재와 모래골재를 재료로 하여 편광현미경, 실체현미경, XRD를 주로 사용하였다. KEDO의 천연골재 중 자갈골재의 23%, 모래골재의 5.1%가 화학적으로 불안정한 골재에 해당된다. 따라서 콘크리트용 KEDO 골재의 선정에 있어서 가능한 한 편마암과 같은 고변성 작용을 받은 변성암, 산성화산암, 엽리가 발달된 암석, 그리고 모르타르 봉 시험에서 불량한 골재로 확인된 암석은 피하여야 한다. 본 연구결과, 콘크리트용 KEDO 골재의 적합성 여부를 판단하기 위해서는 추가적인 화학적 시험과 모르타르 봉 시험을 거친 후 종합적으로 그 사용 여부를 결정함이 바람직하다.