고로슬래그 시멘트
고로슬래그시멘트의 정의
고로슬래그는 제철소의 선철 제조시 용광로(고로)에서 생산되는 부산물로서 SiO2, Al2O3 CaO, MgO의 4 성분이
95~99%정도 함유되어 있기 때문에 시멘트와 거의 유사한 화학성분을 지니고 있습니다.
이 성분들은 시멘트의 수화반응과 유사한 반응을 하는데 보통 포틀랜드시멘트는 수경성 반응인 반면 고로
슬래그는 잠재수경성 반응형태를 지니고 있습니다.
즉 급냉된 슬래그는 그 자체적으로 수경성이 없는 잠재 수경성 성질로 물과 접하면 슬래그 입자 표면에 치밀한
불투수층의 산성 피막이 형성되는데 이 피막을 강 알칼리의 자극제인 NaOH, KOH, Ca(OH)2+CaSO4 등을 사용하여
산성 피막을 파괴시켜 수경성으로 진행됩니다.
이러한 반응을 근거로 고로슬래그를 미분말하여 보통 포틀랜드 시멘트와 일정 비율을 혼합하여 제조한 시멘트가
고로슬래그시멘트입니다.
고로슬래그 시멘트규격 (KS L 5210)
| 항목 | 1종 | 2종 | 3종 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 분말도 | 비표면적(Blaine) cm2/g | 3,000 이상 | 3,000 이상 | 3,300 이상 | |
| 안정도 | 오토클레이브 팽창도(%) | 0.2 이하 | 0.2 이하 | 0.2 이하 | |
| 르샤틀리에 Lechatelier(mm) | 10 이하 | 10 이하 | 10 이하 | ||
| 응결시간 | 비카시험 | 초결(분) | 45 이상 | 60 이상 | 60 이상 |
| 종결(시간) | 7 이하 | 10 이하 | 10 이하 | ||
| 압축강도 Mpa |
3일 | 12.5 이상 | 10.0 이상 | 7.5 이상 | |
| 7일 | 22.5 이상 | 17.5 이상 | 15.0 이상 | ||
| 28일 | 42.5 이상 | 42.5 이상 | 40.0 이상 | ||
| 화학성분 (%) |
삼산화황(SO3) | 3.5이하 | 4.0이하 | 4.5이하 | |
| 산화마그네슘(MgO) | 5.0 이하 | 6.0 이하 | 6.0 이하 | ||
| 강열감량 | 3.0 이하 | 3.0 이하 | 3.0 이하 | ||
고로슬래그시멘트의 장점
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우수한 장기강도
고로슬래그의 잠재수경성에 의한 장기강도 증진에 의한 콘크리트 구조물의 수명이 길어집니다.
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낮은 수화열
시멘트는 물과 혼합시 수화작용으로 열이 발생하게 되며, 이 열이 높을수록 콘크리트의 균열 발생이 커지게 됩니다. 고로슬래그시멘트의 경우 포틀랜드시멘트에 수화열이 낮기 때문에 균열을 예방할 수 있어 대형 구조물 공사에는 고로슬래그시멘트가 특히 우수합니다.
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에너지절약 및 환경친화적 시멘트
고로슬래그는 소성 과정이 없고 클링커 사용량이 적어 제조시 에너지 사용이 대폭 감소되고, 산업 부산물의 재이용 및 제조시 발생하는 CO2의 대폭 감소로 환경 친화적인 시멘트입니다.
시멘트 1t 제조시 소요 에너지 및 CO2 발생량
종류구분보통 포틀랜드시멘트 고로슬래그시멘트 (시멘트:슬래그 = 55:45%) 에너지 및 CO2 발생량 감소율 (%) 석탄 110kg 67kg 39 전력 110kWh 92kWh 16.5 CO2 발생량 약 870kg 478kg 45 -
높은 수밀성
콘크리트의 공극(작은구멍)을 메우는 데는 시멘트 분말의 고운상태에 따라 차이가 있는데, 고로슬래그시멘트의 분말도(Blaine)는 포틀랜드시멘트의 분말도 보다 약20% 이상 높아서 콘크리트의 공극을 치밀하게 충진하므로 수밀성(방수) 효과가 매우 큽니다.
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높은 화학저항성
포졸란 반응에 의한 수산화칼슘 감소로 포틀 랜드시멘트(OPC)에 비해 화학저항성이 강합니다.(수산화나트륨 침지시 강도감소율, 팽창율이 보통 포틀랜드시멘트나 내황산시멘트 보다 낮습니다)
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우수한 내해수성
콘크리트에 슬래그 치환시 C₃A량 감소 및 세공반경 감소에 의해 염화물 이용의 투과율 저하로 내해수성이 증대됩니다.
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알칼리골재 반응 억제
시멘트중에 알카리가 많으면 응결시간 조정이 어렵고 알칼리성 골재와 반응을 일으켜 내부팽 창에 따른 콘크리트의 균열을 일으키게 되는데, 고로슬래그시멘트의 경우 저알칼리 제품으로 균열을 예방할 수 있습니다.
적용구조물 및 사용목적
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일반건축물, 아파트
고내구성, 시공성 향상, 알칼리골재반응 억제
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해양, 해안, 항만 구조물 콘크리트
내해수성, 내화학성, 수밀성, 동결 융해저항, 철근부식억제, 알칼리골재반응 억제
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수중 콘크리트
수밀성, 내화학성, 철근부식 억제
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매스 콘크리트
저발열성, 수밀성
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지하 콘크리트
내투수성, 화학저항성
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서중 콘크리트
응결시간조절, 저발열
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펌프카 타설 콘크리트
고유동성
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화학공장, 온천지역 구조물
화학저항성, 알칼리골재반응 억제
국내시공사례
- - 영종대교 현장 고로슬래그 치환율 50% 이상
- - 부산 광안대교 현장삼성분계 시멘트
- - 영종도 신공항 구조물고로슬래그 25% 내외 치환
- - 광양 고로 5기 공사
- - 광양 Mini mill 1,2기 공사
- - 광양 LNG 발전소
- - 군산항만 공사
- - 인천 LNG 탱크공사
- - 울산 현대자동차 토목공사
- - 부산 하수종말처리장 건립 공사
- - 포항 후포항 방파제 축조공사
- - 포항 신항만 공사
- - 기타 일반 건축물대규모 빌딩. 아파트 신축공사
국외시공사례
- - 일본 랜드마크 빌딩 기초 고로슬래그 치환율 45%
- - 태국 Sttahip Dry Dock 구조물고로슬래그 치환율 65%
- - 싱가폴 MRT-4 지하철 현장
- - 일본 명석해협 현수교고강조, 저발열 특성 이용
- - 일본도로 터널용 박스 칼버트고유동성 이용
- - 싱가포르 마리나 베이 샌즈
- - 일본 동경 LNG 탱크 기초
- - 요르단 토목 구조물고로슬래그 치환율 65%
- - 대만 Financial Center Project 고로슬래그 치환율 67%
- - 이집트 Port Said East Port
- - Quay Wall Project 고로슬래그 치환율 74%