1. 서    론

최근 사회적으로 이슈가 되고 있는 도로침하의 경우 노후관로가 가장 큰 원인으로 알려져 있다. 서울시에 따르면 2010년 이후 서울에서 발생한 도로 함몰 3,205건 중 노후 하수관이 원인인 것은 2,714건으로 전체의 84.7 %에 이른다(City of Seoul 2014). 2013년 기준으로 전국에 부설된 하수관은 126,646 km이며 이 중 원심력관(reinforced spun concrete pipe, 흄관)과 진동 및 전압 철근콘크리트관(vibrated and rolled reinforced concrete pipe, VR관) 등 콘크리트 강성관은 46,030 km로서 36.3 %를 차지하고 있다(Ministry of Environment 2014). 특히, 콘크리트 강성관은 하중이 크게 작용하는 도로 횡단 및 종단 구간에 주로 설치되고 있어 도로침하와의 연관성이 크다. 이에 따라 콘크리트 강성관의 성능개선 및 수명증대 방안에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다.

콘크리트 강성관은 제조방식에 따라 습식에 의한 원심력을 이용하는 흄관과 건식에 의한 진동 및 롤 전압을 이용한 VR관으로 구분된다. 그동안 습식배합을 기반으로 한 흄관에 비해 건식배합 기반의 VR관에 대한 연구는 상대적으로 부족한 편이었는데, 건식배합으로 시험편을 제조할 수 있는 별도의 진동전압 성형기가 필요했기 때문이다.

한편, 콘크리트는 내구적이고 경제적인 건설재료이지만 강재와 달리 다공성이므로 공극을 통한 염화물 이온 등 부식인자의 침투로 철근의 부식을 야기하는 열화가 진행되어 수명을 단축시키는 단점을 지니고 있다(Sarja and Vesikari 1994). 이를 보완하기 위해 플라이애시, 고로슬래그미분말 등이 혼화재료로 널리 활용되고 있다(Song et al. 2003; Kwon et al. 2016; Park 2017). 본 연구에서는 기존의 혼화재료 외에 새로운 재료인 페로니켈슬래그(ferronickel slag) 미분말에 주목하게 되었다. 스테인레스강 및 특수강의 주원료인 니켈의 원재료인 페로니켈은 순니켈을 20 % 함유하는 것으로 철과 니켈의 혼합물 형태이다. 국내에서는 지난 2008년 세계 최대 규모의 페로니켈 제련공장이 광양에 준공됨에 따라 산업부산물인 페로니켈슬래그가 연간 100만 톤 이상 규모로 발생하고 있다.

이와 같이 발생하는 페로니켈슬래그는 도로용 노반재나 콘크리트용 잔골재 및 농업용 비료로도 재활용되고 있으나 약 10 %에 달하는 분쇄 시 발생 미분은 뚜렷한 재활용처를 찾지 못하여 대부분 폐기되는 실정이다(Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs 2011). 철강금속인 고로슬래그가 물과 접할 경우 표면에 불투수층이 생성되어 더 이상의 반응을 차단하는 역할을 하는 것처럼 비철금속인 페로니켈슬래그도 물과 반응하지 않기 때문에 콘크리트용 혼화재료로는 적용에 한계가 있었기 때문이다. 그러나 최근 분쇄밀의 기계적 연마 작용이 페로니켈 슬래그의 표면을 자극함으로써 물과의 반응성이 활성화되는 메카노케미컬(mechanochemical) 반응에 의해 페로니켈슬래그 미분말을 시멘트의 치환재료로 사용할 수 있는 가능성이 보고되었다(Park et al. 2013; Sereenen 2013). 메카노케미컬 반응을 통해 표면이 활성화된 페로니켈슬래그 미분말로 제조된 혼합물의 경우 미세하고 치밀한 구조를 가지게 되어 페이스트와 골재 계면 기공율이 낮아지게 되므로 모르타르에서 염화물이온 침투저항성이 향상되고 이로 인해 내염해성이 강해지는 효과를 얻을 수 있다.

본 연구는 이러한 특성을 콘크리트 하수관의 성능개선에 적용시키기 위한 기초적인 연구이다. 페로니켈슬래그 미분말의 시멘트 치환재료로서의 활용가능성 및 그에 따른 최적비를 검토하고 실제 메카노케미컬 효과를 확인하는 것을 연구의 목표로 한다. 진동밀을 통한 1차 미분쇄로 분말도 3,560 cm²/g인 페로니켈슬래그 미분말과, 2차 추가 분쇄로 분말도를 4,840 cm²/g으로 증가시킨 두 가지 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 모르타르를 대상으로 하였다. 압축 및 휨강도특성 및 염화물이온 침투저항성능 평가를 통해 페로니켈슬래그 미분말의 최적 배합비율의 범위를 도출하였다.

2. 실    험

2.1 실험의 개요

본 연구에서는 콘크리트 강성관인 VR관의 내구수명 향상을 목적으로 메카노케미컬 반응에 따라 표면이 활성화된 두 가지 다른 분말도를 가진 페로니켈슬래그 미분말(이하 FNS)를 혼입한 모르타르의 강도 및 염화물 이온 침투저항성능 평가를 통해 내구성을 평가하였다. 프리캐스트 제품인 VR관의 경우 제품 출하시기를 고려하여 증기양생을 실시하며, 초기재령에서의 거동 특성 평가도 중요하므로 재령 1, 3, 7, 28일에서의 휨 및 압축강도 평가를 실시하였다. 또한 내구성능 평가를 위한 염화물이온침투저항성능은 재령 7일 및 28일에 평가하였다. 이러한 시험을 통해 최적의 FNS 치환비율의 범위를 찾는 것을 연구의 목적으로 하였다.

2.2 사용재료

사용된 시멘트는 밀도 3.15 g/cm³ 및 분말도 3,160 cm²/g인 보통포틀랜드 시멘트(이하 OPC)이며 잔골재는 천연잔골재(S₁), 부순잔골재(S₂) 및 최대입자 크기가 8 mm 정도인 석분(S₃), 세 가지를 혼합하여 사용하였다. FNS는 Fig. 1에서 보인 것과 같이 분말도가 다른 두 가지 종류를 사용하였다. B1은 1차 분쇄한 FNS로 (주)SNNC에서 야적된 페로니켈 슬래그를 H 시멘트사의 분쇄밀로 1차 분쇄한 재료로서 분말도는 3,560 cm²/g이다. B2는 본 실험실의 소형 진동 분쇄밀로 2차 분쇄를 실시해 분말도가 4,840 cm²/g로 커진 FNS이다. 분말도가 큰 B2는 Fig. 1에서 나타낸 것처럼 색깔이 밝아지고 메카노케미컬 작용에 따른 기계 화학적 활성화 작용에 따라 물과의 반응성이 매우 향상되었다. 혼화제는 국내 H사의 폴리카본산계 고성능 감수제이다. 골재의 물리적 특성은 Table 1과 같으며 시멘트와 FNS의 화학적 조성은 Table 2와 같다. 최대한 실제 VR관 거동 특성과 유사한 물성을 얻기 위해 시멘트 및 골재는 실제 VR관 제조사에서 사용하고 있는 재료를 그대로 사용하였다.

2.3 실험배합

본 연구에서는 분말도가 다른 두 종류의 FNS B1 및 B2의 혼합비율에 따른 모르타르 시편의 강도 및 내구성을 평가하기 위하여 FNS의 시멘트 치환량을 0∼50 %까지 10 % 단위로 변화시킨 Table 3과 같은 배합으로 시편을 제작하였다. 기본배합은 현재 VR관 제작 시 적용되고 있는 배합을 기초로 하였으며, 물 결합재비는 32 %로 하였고 혼화제로는 고성능감수제를 사용하였다. 현재 국내에서는 VR관 제작시 슬럼프가 거의 발생하지 않는 건식배합을 적용하며 본 연구에서는 실제 VR관 제작방식과 동일하게 시편을 제작할 수 있도록 진동전압 성형기를 이용하여 시편을 제작하였다. 시편의 제작방법은 첫 단계로 모르타르 믹서기에 재료를 혼합 한 후 1분 30초간 혼합한다. 다음 단계로 진동전압 성형기에 혼합한 시료를 투입하고 1분 30초간 전압 후 진동다짐을 한다. 마지막으로 전압을 제거하고 시험편을 탈형한다. 이러한 시편의 제작단계는 Fig. 2에 나타내었다. 탈형한 시편은 항온항습기에 바로 넣고 2시간 동안 25 °C에서 65 °C로 완만하게 온도를 상승한 후 6시간 동안 65 °C로 유지한 후 2시간 동안 25 °C로 온도를 하강하는 사이클로 증기양생을 실시하였다. 이러한 사이클의 증기양생은 KS F 4402에서 규정한 기준을 따른 것이며 Fig. 3에 나타내었다.

2.4 NT Build 492에 따른 촉진염화물 시험

전위차 촉진 시험법에 의한 비정상 상태의 염화물 이온 이동계수는 Tang’s method(Zhang and GjØrv 1994)에 기초한 NT Build 492에 따른 시험으로 구하였다. 우선 전위차에 의한 염화물이온 이동계수를 평가하기 위하여 확산셀을 구성하였다. 음극셀(cell) 용액은 0.5 M의 염화나트륨(NaCl) 용액을 사용하였다. 양극셀 용액은 0.3 M의 수산화칼슘(Ca(OH)₂) 용액을 사용하였다. 두께 50 mm이고 지름 100 mm인 원주형 공시체 내부에 포화되어 있는 모세관수 및 층간수 등을 제거하기 위해 3시간의 진공처리를 실시하였다. 그 후 포화 Ca(OH)₂ 수용액을 주입시킨 후 대기압 상태에서 18±2 시간동안 침지하는 전처리 과정을 거쳤다. 확산셀에 초기 30 V 전압을 가했을 때의 초기 전류값을 기초로 가압전압 및 시험기간을 결정하였다. 염화물 침투깊이는 시험이 종료된 후 시험편을 쪼개어 절단면에 0.1M의 질산은(AgNO₃) 용액을 분무하였을 때 은회색으로 변색된 부위를 측정하였다. 시험결과는 공시체 5개에 대하여 측정값 중 최고값과 최소값을 제외한 공시체 3개의 평균값으로 소수점 이하에서 끝맺음하였다. 적용전압 및 콘크리트 시편의 시험시간은 Table 4와 같다.

측정은 공시체 양단의 10 mm를 제외하고 중심에서 외측방향으로 10 mm 간격씩 7곳을 측정하여 그 평균깊이를 염화물의 침투깊이로 하였다. 비정상상태에서의 촉진 염화물 이동계수(rapid chloride migration coefficient) 산정은 식(1)에 의해 산출하였다.

              (1)

여기서, = 촉진 염화물 이온 이동계수 (m²/sec)

      

      

       = 염화물 이온에 대한 이온 원자가(=1)

       = 패러데이 상수(9.648･104 J･(K･mol)^-1)

       = 기체상수(8.314 J･(K･mol)^-1)

       = 용액온도(K)

       = 양극와 음극 사이의 전위차(V)

       = 시편의 두께(m)

       = 염화물이온의 침투깊이(m)

       = 오차함수의 역함수

       = 색깔이 변화하는 위치에서의 염화물 농도(=0.07 N)

       = 상부셀 시약의 염화물 농도(=2N)

2.5 통과 전하량 측정시험

ASTM C 1202-10와 KS F 2711에 기초하여 염화물 이온의 통과 전하량 측정시험을 실시하였다. 지름 100 mm, 두께 50 mm인 원통형 시험편을 대상으로 재령 7일 및 28일 에 수행하였다. Fig. 4와 같이 시험편의 윗면과 면하고 있는 시험셀을 3.0 % NaCl 용액으로 채운다. 시험셀의 이쪽을 전원공급장치의 음극부에 연결한다. 시험셀의 다른쪽은 0.3 N NaOH 용액을 채우고 전원 공급 장치의 양극부에 연결한다. 전원공급장치를 통해 60.0±0.1 V로 전압을 맞춘다. 초기전류값을 측정한 후 30분 간격으로 6시간 동안의 전류값을 측정한다. 시간에 따른 전류의 변화를 연속된 곡선으로 그리고 곡선의 아랫부분의 면적을 식 (2)로 계산한 후 총 6시간 동안의 통과 전하량(coulomb)을 결정한다. 총 통과전하량은 시험 기간 동안의 콘크리트의 전기 전도도를 나타내는 값으로 콘크리트의 염화물 침투저항성의 지표로 사용된다.

 (2)

여기서, : 통과전하량(coulomb)

       : 전압 인가 직후 전류(amperes)

       : 전압을 가한 후 분 경과 후의 전류(amperes)

2.6 휨강도 및 압축강도시험

배합시편에 대한 휨 및 압축강도시험은 KS F 4042에 기초하여 수행하였다. Fig. 5에 나타낸 바와 같이 40 mm×40 mm×160 mm인 모르타르용 휨강도 시편을 이용하여 재령 1일, 3일, 7일, 28일에 휨강도 시험을 수행한 후 쪼개진 조각으로 압축강도 시험을 실시하였다.

3. 실험결과 및 평가

3.1 콘크리트의 강도 평가

3.1.1 휨강도 평가

휨강도 평가는 재령 1, 3, 7, 28일에 KS F 4042에 따라 수행하였고 Fig. 6에 휨강도 시험 결과값을 나타내었다. 재령에 따라 휨강도가 증가하는 경향을 보였으며, 분말도가 3,560 cm²/g인 B1을 사용한 시편의 경우 재령 7일에서 28일 구간에서 휨강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. FNS 치환율 10∼30 %에서 이런 경향이 두드러졌으며 40 % 이후에선 휨강도 증가율이 점차 감소하는 경향을 보였다. 분말도가 4,840 cm²/g인 B2를 사용한 시편의 경우에는 초기강도 발현이 B1에 비해 크게 나타났다. 특히 1, 3, 7일 강도에서 B1에 비해 휨강도가 증가하는 경향을 나타냈다. 특히 치환율 40, 50 %인 경우 B1과 비교해서 휨강도 증가가 모든 재령범위에서 크게 나타났다. 28일 휨강도를 기준으로 하면 B1을 사용한 시편에선 FNS 20 % 치환 시 OPC 대비 최대 24.8 % 휨강도가 증가하였다. 치환율 10∼30 % 구간에서는 휨강도가 증가한 반면 40, 50 % 치환 시에는 큰 폭으로 휨강도가 감소하는 경향을 보였다. B2를 사용한 시편에선 28일 강도 기준으로는 40 % 치환 시 OPC 대비 최대 19.8 % 휨강도가 증가하였다. 최대값만 비교하면 오히려 B1 시편에서 큰 결과가 나왔지만 전체적으로 B2 시편의 강도가 –8.4∼313.7 % 범위로 평균 90.9 %가 증가하였다. 1, 3, 7일 재령에서도 분말도가 큰 B2 시편이 B1에 비해 휨강도가 증가하였으며 FNS의 치환율이 큰 40, 50 %에서 더욱 뚜렷한 경향을 나타냈다.

3.1.2 압축강도 평가

압축강도 평가도 휨강도와 동일한 재령에 실시하였으며 Fig. 7에 압축강도 평가 결과값을 나타내었다. 재령에 따라 강도가 증가하는 경향을 나타냈으며 분말도가 작은 B1에 비해 분말도가 큰 B2를 사용한 시편에서 1, 3, 7일 등의 초기재령에서의 강도 증가 효과가 크게 나타났다. 28일 강도를 기준으로 B1 사용 시편에선 치환율 10∼20 % 범위에서만 OPC 대비 최대 15.8 % 압축강도가 증가하였으며, 30 % 치환율 부터는 OPC 대비 강도가 저하되는 경향을 나타냈다. 반면 B2를 사용한 시편에선 OPC와 비교해서 모든 치환율에서 압축강도가 증가하였으며 치환율 40 %에서 최대 26.9% 압축강도가 향상되었다. 전체적으로 휨강도 및 압축강도의 강도 발현 정도 및 경향이 유사하였다. 28일 강도 기준으로 분말도 4,840 cm²/g인 B2를 사용한 시편의 강도가 분말도 3,560 cm²/g인 B1에 비해 8.9∼88.9 % 범위로 평균 44.3 % 향상되었다. 특히 초기강도인 1일 강도를 기준으로 보면 B2를 사용한 시편들이 B1과 비교해서 56.5∼217.7 % 범위로 평균 123.9 % 향상되었으며, OPC와 비교하면 84.8∼98.5 % 범위로 평균 89.8 % 향상되었다. 이러한 결과를 통해 메카노케미컬 반응에 따른 활성화 효과를 확인할 수 있었다.

3.2 염화물이온 침투저항성의 변화

3.2.1 촉진염화물 이동계수

NT Build 492에 기초해서 시편에 대한 염화물 침투깊이 측정결과로부터 식 (1)을 사용하여 비정상상태 촉진 염화물 이동계수 D_RCM을 도출하고 그 결과를 Fig. 8에 나타내었다. 분말도가 작은 B1을 사용한 시편은 28일을 기준으로 FNS 30 % 치환까지는 치환비율의 증가에 비례해서 이동계수가 감소하며, 30 % 치환율에서 OPC 대비 최대 37.2 % 이동계수가 감소하였다. FNS 40 % 치환부터는 감소폭이 줄었지만 모든 치환비율에서 이동계수 감소효과를 확인할 수 있었다. 분말도가 큰 B2를 사용한 시편의 경우에는 28일 기준으로 FNS 40 % 치환까지 치환비율의 증가에 비례해서 감소되었으며 치환율 40 %에서 OPC대비 최대 63.6 % 정도 감소하였다. 재령 28일 기준으로 동일한 치환율에서 B1과 B2의 이동계수값을 비교하면 분말도가 큰 B2를 사용한 경우 4.7∼45.8 % 범위로 평균 19.6 % 정도 감소하는 것으로 나타냈다. 재령 7일에서 28일로 증가하면서 OPC의 경우 이동계수가 12.4 % 감소에 그친 반면 B1 사용 시 21.3∼38.3 % 범위로 감소하며 감소율이 증가하는 경향을 보였다. B2 사용 시에는 15.9∼40.6 %의 감소율로 더욱 크게 증가하였다. 강도 시험결과와 마찬가지로 촉진 염화물 침투 시험결과로부터 FNS의 메카노케미컬 활성화작용에 따라 수밀성이 크게 개선된 것을 확인할 수 있었다. 현재 SEM, XRD 등의 미시적 분석작업이 마무리 되지 않아 수밀성 향상효과에 대한 원인을 명확하게 정의하기는 어렵지만, FNS의 혼입이 공극구조의 개선과 MgO에 따른 에트란자이트의 추가적인 생성으로 인한 자유염화물 흡착과 확산성의 감소에 기인한다고 판단된다.

3.2.2 통과전하량

각 시험편에 대하여 ASTM C 1202 및 KS F 2711에 기초하여 측정한 6시간 동안의 통과전하량값은 Fig. 9에 나타내었다. 측정결과값은 다양한 형태의 콘크리트 슬래브에서 채취한 코아시험편으로부터 얻은 측정결과값을 등급화시킨 ASTM C 1202에서 제시한 Table 5와 비교하여 평가하였다. 통과 전하량값은 촉진염화물 이동계수 측정결과와 유사한 경향의 결과가 도출되었다. 재령 7일에서는 OPC는 15,615 coulomb으로 Table 5의 등급 기준에 따르면 염화물이온 투과성이 매우 높은 것으로 나타났다. B1 사용 시에는 20 % 치환율에서 7,614 coulomb으로 최소값이었으며 Table 5의 등급 기준에 따르면 여전히 투과성이 높은 것으로 나타났다. 그러나 OPC와 비교하면 19.5∼37.3 % 범위로 평균 34.0 % 정도 통과전하량이 감소하였다. B2 사용 시에도 4,000 coulomb 이상의 통과전하량으로 투과성이 높은 것으로 나타났으나, OPC와 비교해서 51.0∼64.9 % 범위로 평균 58.1 % 정도 통과전하량이 감소하였다. 동일한 치환율에서의 B1과 비교하면 21.8∼54.7 % 범위로 평균 34.8 % 정도 통과전하량이 감소하는 효과가 있었다. 재령 28일에서는 OPC는 6,417 coulomb으로 여전히 투과성이 높은 단계에 머물러 있었으나, B1 사용 시 40 % 치환율에서 3,020 coulomb으로 보통 단계로 낮아졌으며 OPC와 비교해서 21.6∼42.0 % 범위로 평균 32.4 % 통과전하량이 감소하였다. B2 사용 시에도 40 % 치환율에서 2,231 coulomb으로 낮은 등급과 가깝게 감소하였으며 OPC와 비교하면 40.6∼65.2 % 범위로 평균 52.0 % 통과전하량이 감소하였다. 동일한 치환율에서 B1 결과값과 비교하면 2.2∼40.1 % 범위로 평균 28.4 % 정도 분말도 향상에 따른 통과전하량 감소효과가 있었다. 강도 및 촉진염화물 이동계수 시험과 동일하게 FNS의 혼입에 따른 성능개선 효과가 확인되었다. 또한 분말도가 향상에 따른 메카노케미컬 반응 효과에 따른 활성화 효과도 확인할 수 있었다.

3.3 강도 및 염화물이온 침투저항성능 평가

FNS의 치환비율에 따른 강도와 염화물이온 침투저항성능을 종합적으로 평가하기 위해 OPC 측정값을 기준으로 강도의 경우 증가하는 비율을 촉진염화물 이동계수 및 통과전하량은 감소하는 비율을 양(+)으로 나타낸 성능개선율과 FNS치환율과의 관계를 Fig. 10에 나타내었다. 최적비율은 4가지 시험결과에 따른 성능개선율의 평균값으로 판단하였다. B1의 경우 28일 강도는 치환율 30 % 정도까지는 개선효과가 있으나 그 이후로는 감소하였다. 반면 염화물 이온 통과전하량과 이동계수는 치환율 40∼50 %까지 개선효과가 있는 것으로 나타났다. 강도와 내구성을 종합적으로 평가하면 치환비율 20∼30 % 범위에서 성능개선 효과를 가장 극대화 할 수 있는 것으로 나타났다. B2의 경우에는 강도와 염화물이온 침투저항성능 모두 FNS 혼입에 따라 모든 치환율 범위 내에서 개선되는 효과가 있었다. 전체적으로는 40 % 범위까지 개선율이 증가되었으며 50 %에서는 다소 감소되는 경향을 보였다. 강도와 내구성을 종합적으로 평가하면 치환비율 30∼40 % 범위에서 가장 개선율이 향상되는 것으로 평가되었다.

4. 결    론

본 연구에서는 분말도가 다른 두 가지 FNS인 B1 및 B2의 치환율을 변화시켜 진동전압 방식으로 제작한 모르타르 시편으로 재령에 따른 강도 및 염화물 침투저항성능 시험을 수행하였다. 시험을 통한 평가결과의 분석을 통해 도출된 결론은 다음과 같다.

1)휨강도는 재령 28일을 기준으로 분말도 3,560 cm²/g인 B1 사용 시 치환율 30 %까지 11.9∼24.8 % 범위로 증가하였으며 최환율 20 %에서 최대값을 나타내었다. 분말도 4,840 cm²/g인 B2 사용 시에는 치환율 50 %까지 4.8∼19.8 %로 증가하였고 40 %에서 최대값을 나타내었다. 또한 동일한 치환율의 B1과 비교하면 평균 90.9 %로 휨강도가 증가하였다.

2)압축강도는 재령 28일을 기준으로 B1 사용 시 치환율 20 %까지 2.3∼15.8 % 범위로 OPC와 비교해서 증가하였으며 20 %에서 최대값을 나타내었다. B2 사용 시에는 치환율 50 %까지 14.9∼31.1 % 범위로 증가하였고 치환율 40 % 범위에서 최대값을 나타내었다. 또한 동일한 치환율의 B1과 비교하면 9.0∼88.9 % 범위로 평균 44.3 % 정도 압축강도가 증가하였다.

3)촉진염화물 이온 이동계수는 재령 28일을 기준으로 B1 사용 시 11.5∼37.2 % 범위로 OPC와 비교해서 감소하였으며 치환율 30 %에서 최소값을 나타내었다. B2 사용시에는 21.8∼63.6 % 범위로 감소하였고 치환율 40%에서 최소값을 나타내었다. 또한 동일한 치환율의 B1와 비교하면 4.7∼45.8 % 범위로 평균 19.6 % 정도 이동계수가 감소하였다.

4)염화물 이온 통과전하량은 재령 28일을 기준으로 B1 사용 시 OPC와 비교해서 21.6∼42.0 % 범위로 감소하였고 치환율 40 %에서 최소값을 나타내었다. B2 사용 시에는 OPC 대비 40.6∼65.2 % 범위로 감소하였고, 치환율 40 %에서 최소값을 나타내었다. 또한 동일한 치환율의 B1과 비교하면 21.8∼54.7 % 범위로 평균 28.4 % 정도 통과전하량이 감소되었다.

5)강도 및 염화물이온 침투 성능 평가시험에서 분말도가 큰 B2가 B1에 비해 성능이 향상되는 효과가 있었으며 초기재령에서 그 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 이를 통해 분말도 증가에 따른 메카노케미컬 반응의 의한 활성화 효과를 확인할 수 있었다.

6)분말도 3,560 cm²/g인 B1 FNS를 사용 시 최적 시멘트 치환비율은 20∼30 % 범위였으며, 분말도 4,840 cm²/g인 B2 FNS 사용 시 최적 시멘트 치환비율은 30∼40 % 범위인 것으로 나타났다.