• 하이브리드 AAM 시스템에서 알칼리 활성화제로서 수산화리튬(LiOH) 평가 • Li⁺에서 K⁺로 알칼리 이온 크기가 증가할수록 작업성 향상 • 용해도가 낮은 리튬 규산염 형성으로 인해 LiOH가 응결을 지연 • 강도는 결합재 종류와 사용한 알칼리 활성화제의 특성에 따라 달라짐 • 이온 크기와 전하가 겔 구조 및 미세구조적 특징에 영향을 미침 일반 포틀랜드 시멘트에 대한 지속가능한 대체재에 대한 요구가 커지면서 알칼리 활성화 재료(alkali-activated materials, AAMs)에 대한 연구가 가속화되었으나, 그 성능은 활성화제 화학 조성에 매우 민감하며, 수산화리튬(LiOH)의 역할은 아직 충분히 이해되지 않았다. 본 연구는 다성분 AAM 모르타르에서 LiOH를 기존의 NaOH 및 KOH 활성화제와 체계적으로 비교하였다. 결합재로는 고로슬래그 미분말(GGBS), Class C 플라이애시(FA), 실리카 흄(SF)을 사용하였으며, 활성화제 종류와 결합재 조성의 영향이 플로우, 응결 시간, 압축 강도 및 건조 수축에 미치는지를 평가하였다. 반응 메커니즘과 겔 형성을 규명하기 위해 중성화 시(중량분석) Si 용출, X-선 회절(X-ray diffraction, XRD), ²⁹Si 매직-앵글 스패닝 핵자기공명(²⁹Si magic-angle spinning nuclear magnetic resonance, ²⁹Si MAS NMR), 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 수은 침투 기공도(meryt intrusion porosimetry, MIP) 등 보완적인 미세구조 분석을 수행하였다. 작업성은 이온 반경(Li < Na < K)에 따라 증가하는 반면, Li⁺ 주변의 광범위한 수화 껍질과 Li₂SiO₃ 침전 때문에 LiOH 활성화 시스템에서는 응결 시간이 크게 연장된다. 압축 강도는 결합재 화학에 의존하는데, NaOH는 GGBS가 풍부한 혼합물에서 가장 높은 강도를 제공하고, KOH는 GGBS만을 포함하는 시스템에서 가장 효과적이며, LiOH는 FA만 포함하는 결합재에서 가장 높은 강도를 나타낸다. 건조 수축은 Na 기반 모르타르에서 가장 낮고 Li 기반 모르타르에서 가장 높은데, 이는 잔존 미세기공과 덜 정제된 기공 구조 때문이다. 종합하면, LiOH는 FA 기반 AAM을 위한 유망한 특화 활성화제이지만, 구조용 적용에는 최적화 또는 NaOH나 KOH와의 블렌딩이 필요할 것이다. 본 연구 결과는 치수 안정성과 내구성이 중요한 건축 환경을 위한 AAM 설계를 뒷받침한다.

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