잠재수경성, 포졸란, 고로슬래그, 플라이애시

잠재수경성

잠재수경성이란 보통의 조건에서는 물과 접촉하여도 수경성을 보이지 않으나 어떤 조건에 놓이게 되면 수경성을 나타내는 것을 말한다. 수재 슬래그는 물과 접촉하여도 수경성을 나타내지 않지만 알칼리 자극제로 소석회, 유산염 등이 존재하면 수경성을 보인다.
분말 슬래그를 pH12 이상의 Ca(OH)₂의 포화용액 중에 방치하면 슬래그의 알루미나 규산염 구조가 절단되어 수화하기 시작하고 서서히 칼슘이온이 소모된다. 그러나 Ca(OH)₂의 공급을 중단하고 어느정도 이하의 알칼리량이 되면 반응은 진행되지 않는다. 슬래그의 잠재수경성을 자금함으로서 수화반응을 촉진시키는 물질을 자극제라 하고 자극제로는 클링커와 석고를 사용한다.

포졸란(Pozzolan)

포졸란이란 활성이 큰 부정형의 실리카를 가지는 미세한 분말이며, 그 자체로는 수경성이 없으나 수분존재하에 Ca(OH)2와 반응하여 calcium silicate hydraet 결정을 형성할 수 있는 물질을 말한다.
CH + S + H -> C-S-H(calcium silicate hydrate)
(C : CaO, H : H₂O, S : SiO₂)
포졸란은 포틀랜드 시멘트와 결합할 경우 수화반응시 생성된 Ca(OH)₂와 반응하게 되어서 Ca(OH)₂는 소모하면서 시멘트풀에 있어서 C-S-H의 비율을 증가시키게 된다.
포졸란을 시멘트와 섞어서 사용하게 되면 시멘트의 워커빌리티가 개선되고, 수화열의 발생이 낮아지며, 초기강도는 떨어지나 장기재령의 경우 강도가 증진되고 수밀성과 sulfate attack에 대한 저항성이 향상되는 장점이 있다.
포졸란 활성을 가지는 물질로 화산재, 응회암 등의 자연산과 플라이 애쉬와 같은 인공적인 것들이 있는데, 분말도가 좋고 형태가 구형인 Fly Ash가 주로 쓰이는 포졸란 물질이다. 자연산의 포졸란 물질로는 규조토(Diatomite)가 있다. 규조토는 규조 껍질로 바다 또는 호수 밑바닥에 침적하여 이루어지며, 연질의 암석 또는 흙덩이로서 약 95 % 이상이 실리카로 구성되어 있고 아주 작은 빈 구멍 등이 대단히 많기 때문에 흡수력이 뛰어나 무게의 4 배 정도의 액체를 흡수한다.
 

플라이애시

화력발전소 등의 연소보일러에서 미분탄을 연료로 사용하여 고온 연소과정에서 배출되는 폐가스 중에 포함된 먼지를 집진기에 의해 회수한 입자를 말한다. 플라이애시는 구상의 미립자로 콘크리트의 워커빌리티를 개선하며, 블리딩 현상을 감소시킨다. 또한 초기재령은 감소하나 장기재령을 증가시키고, 수화발열량을 감소시킨다. 알칼리 골재 반응을 억제하고, 황산염에 대한 저항성을 증가시킨다.
 

고로슬래그

고로슬래그 분말은 용광로(고로)방식의 제철작업에서 선철과 동시에 부산되는 슬래그를 물을 뿌려 급하게 냉각(급냉)시킨 것을 건조 및 분쇄시킨것으로 조직이 결정화되지 않은 유리질로서 화학반웅을 일으키기 쉬운 상태(불안정 한 상태)의 물질이다. 고로슬래그 분말은 시멘트와 같이 물과의 접촉으로 스스로 굳는 성질(수경성)은 없으나 알칼리 환경하에서 경화되는 성질을 갖게 되며(잠재수경성) 고로슬래그 시멘트의 원료, 혹은 콘크리트용 혼합재 로서 많이 사용된다.
고로슬래그미분말은 그 자체는 경화하는 성질이 미약하나, 알칼리에 의해서 경화(잠재수경성)한다. 시멘트 수화생성물인 수산화칼슘과 황산염의 작용에 의해서 경화가 촉진되어 압축강도(장기재령)를 향상시킨다.