제12주 석고계 매몰재 경화팽창 -...

[제12주] 석고계 매몰재 경화팽창

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석고계 매몰재 경화팽창 이론적 배경

석고계 매몰재

● 주요 조성 : 결합재인 α반수석고가 25~45%, 내화재인 실리카가 75~55%함유되어있고 소량의 탄소,

환원제, 산화 방지제, 경화 조절제, 착색제 등이 포함되어 있다.

● 경화 반응과 경화 시간 : 매몰재를 물로 혼합하면 조성 중의 α반수석고와 물이 반응하여 이수석고

로 되어 경화가 된다. 경화 시간은 혼수량을 증가시키면 길어지고 혼합방법(속도, 시간) 등에 따라서도

변화된다.

경화 팽창과 흡수 팽창

매몰재 속의 석고 경화 반응에 의해 나타나는 팽창을 경화 팽창이라고 하며, JIS에서는 혼합을 시작한

지 30분 후에 0.05% 이상이 되어야 한다고 규정하고 있다. 또, 경화 반응 과정에서 외부로부터 물을 공

급하면 큰 경화 팽창을 일으킨다. 이것을 흡수 팽창 또는 수화 팽창이라고 한다. 이들 팽창은 혼수비

(W/P)가 작을 수록(걸쭉한 반죽) 큰 수치를 보인다.


열팽창

-실리카의 동소체인 석영은 573℃, cristobalite는 200~275℃에서 저온형인 α에서 고온형인 β로 상전

이(相轉移)를 한다.

-β형은 α형보다도 비중이 작으므로, α에서 β로 상전이하면 급격하게 팽창이 된다(그림 5-1).

한편, 매몰재 속의 이수석고는 가열되면 탈수가 되기 때문에 그 체적은 수축이 된다(그림 5-2).


- 석고계 매몰재의 열팽창 곡선은 석영이나 cristobalite의 열팽창과 석고의 수축이 합성된 것이다.

- 이 팽창량은 혼합시의 혼수비(W/P), 혼합시간, 조성에 따라 다르다. 혼수비를 크게 하면(묽은 반죽)

열팽창량은 작아진다.

- 주조링 내에서 매몰재가 억제를 받지 않고 자유로운 경화 팽창과 열팽창을 하기 위해서는 주조링 내

측에 라이닝재를 감아 완충대를 형성하는 것이 필요하다.


1. 석고계 매몰재 경화팽창

석고계 매몰재 경화팽창

실험목적

- 석고계 매몰재의 조건에 따른 경화팽창과 수화팽창을 알 수 있다.

실험 준비물

- 경화팽창시험기, 바세린, 붓, 매몰재, 계량저울, 메스실린더, 석면, 러버볼, 스파츌러



실험 순서 개요> 1) 경화팽창시험기를 조립한다. 2) 경화팽창시험기틀의 내면에 바세린을 바르고 조립한 뒤 잠금나사로 잠근다. (주의) 수화팽창시험의 경우, 내면에 바세린 대신에 ring liner를 댄다. 3) 조건에 따라 혼합한 석고계 매몰재를 시험기틀에 넘치지 않도록 주입하고 윗면을 평평하게 한다. 4) 아래 지시대로 실험한다. ① 경화팽창 : 공기 중에서 경화시킨다. ② 수화팽창 : 경화팽창시험기의 내면에 젖은 ring liner를 부착시키고 경화시킨다. 5) 경화팽창은 아래의 3가지 조건으로 실험하고 수화팽창은 정상혼합으로만 실험한다, 6) 혼합시작 1분 후에 잠금나사를 풀고 다이알게이지의 눈금을 0점으로 조정한다. 7) 1시간 후의 눈금을 읽어 팽창량을 계산하고 전체길이 (ℓ) 을 측정한 후 다음의 식을 따라 매몰재의 경화팽창 및 수화팽창률을 계산한다.

1) 경화팽창시험기를 조립한다. (그림 1-1,1-2) 그

림 1-1

그림 1-2



그림 2-1 그림 2-2

2) 경화팽창시험기틀의 내면에 바세린을 바르고 조립한 뒤 잠금나사로 잠근다. (그림2-1,2-2)



3) 조건(정상혼합(혼수비 : 0.34), 묽게혼합(혼수비 : 0.45))에 따라 혼합한다. (그림3-1,3-2)

그림 3-1 그림 3-2

파우더 50g에 물을 맞춘다


4) 혼합한 석고계 매몰재를 시험기 틀에 넘치지 않도록 주입하고 윗면을 평평하게 한다. (그림4-1, 4-2)

그림 4-1 정상혼합 그림 4-1 묽게혼합



5) 혼합시작 1분 후에 잠금나사를 풀고 다이알게이지의 눈금을 0점으로 조정한다.(그림5-1,5-2,5-3)

그림 5-1 그림 5-2



6) 다음의 조건에 따라 경화팽창시험을 한다. - 경화팽창 : 1시간동안 공기 중에 방치한다.

정상혼합 (혼수비 : 0.34) 묽게혼합 (혼수비 : 0.45)


7) 1시간 후의 눈금을 읽어 팽창량을 계산하고 전체길이(ℓ)을 측정하고 석고의 경화팽창률을 계산한다. (그림7-1, 7-2)

그림 7-1 1시간경과, 실험종료 (정상혼합)

정상혼합 (혼수비 : 0.34) 묽게혼합 (혼수비 : 0.45)

전체길이 : 101 mm 늘어난 길이 : 0.20mm

그림 7-2 1시간경과, 실험종료 (묽게혼합)


2) 묽게혼합(혼수비 : 0.45)

* 팽창율(%expansion) =

Δℓ ×100(%)

ℓ-Δℓ

=

0.08 ×100(%)

≒ 0.08%

100-0.08

실험조건 매몰재를 각각의 조건대로 혼합하여 1시간동안 공기 중에 방치 후, 전체길이(ℓ)을 측정.

실험결과

실험결론

경화팽창의 경우 혼수에 따라서 그 팽창률이 달라지는것을 이번실험을 통해 알수 있었다

: 혼수비가 작을수록 팽창량은 커지며, 혼수비가 커질수록 팽창량은 작아진다

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