• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.169-176
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• 2023

이 연구는, 프리팩트 콘크리트 공법을 적용하여, 상대적으로 높은 열전도도를 가진 굵은 골재를 먼저 채우고 이 사이를 고유동성 그라우트로 충전하는 개념의 열전도도성 되메움재를 개발하는 것을 목표로 한다. 열전도도가 개선된 되메움재는 지중열 교환기 혹은 지중 송전설비의 열교환 효율을 높일 수 있다. 부순 콘크리트를 골재로, 그라우트는 플라이애시 기반으로 설정하였으며, 소량의 시멘트를 사용하여 고화하였다. 연구 결과, ASTM D 6103 기준 플로우 450 mm 이상의 유동성을 갖는 플라이애시-시멘트-가는 모래 기반 그라우트를 사용하여 최대 25 mm 크기의 자갈을 충전할 수 있음을 확인하였다. 또한 자갈로 충전된 되메움재의 열전도도는 1.7 W/m·K 이상으로, 자갈 없이 유동화된 그라우트로는 달성할 수 없는 높은 열전도도를 보였다.

• 자원환경지질
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• 제51권4호
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• pp.359-370
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• 2018

기존 연구에서 초임계$CO_2$($scCO_2$)-물-순활골재 반응을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화(pH 저감) 처리에서 가장 문제시되었던 오랜 처리시간의 한계(최대 50일)를 최소 3시간까지 단축하는 배치실험과 칼럼실험을 수행하였다. 모르타르(골재를 포함하지 않은 시멘트+모래 혼합체)와 모르타르에 골재를 포함하는 2 종류의 순환골재를 실험에 사용하였다. 입자 크기별로 분류한 세 종류의 폐모르타르 시료에 대하여 $scCO_2$-물-폐모르타르 반응 시간을 1시간부터 24시간까지 다하게 설정하여 반응시킨 후, 폐모르타르의 pH가 지속적으로 9.8 이하로 낮게 유지되는 최소 반응시간을 결정하는 용출 배치실험을 실시하였다. 실제 현장에서 다량의 순환골재를 중성화 처리하는 경우 비평형상태에서 용출이 발생하는데, 이러한 kinetic 효과를 고려한 순환골재의 실제 pH 저감 효율을 측정하고자 대형 칼럼 연속 용출 실험을 실시하였다. 배치실험의 경우, 고압셀 내부에서 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼합한 후 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 1시간 ~ 24시간 동안 반응시켜 중성화 처리하였다. 처리 후 건조시킨 폐모르타르 시료 10 g + 증류수 50 ml의 비율(1:5 비율)로 혼합하여 10분 동안 150 rpm으로 교반한 후 정치시키고, 총 15일 동안 용출시간 별로 용출수의 pH를 측정하였다. 중성화 처리 후 순환골재의 광물학적 변화를 확인하기 위하여 처리 전/후 XRD, TG/DTA 등의 분석을 실시하였다. 대형 칼럼(직경 16 cm, 높이 1 m) 용출실험을 위해 순환골재 2 종류를 대상으로 3시간 동안 중성화 처리한 순환골재와 처리하지 않은 순환골재로 칼럼을 충진한 후, 증류수를 칼럼 상부에 설치된 스프링클러를 통하여 일정하게 총 220 L를 주입하였다. 칼럼에 충진된 순환골재를 통과하여 하부로부터 유출되는 유출수의 pH와 $Ca^{2+}$ 농도를 시간별로 측정하였다. 배치실험 결과 폐모르타르 시료(직경 10 ~ 13 mm)의 경우 3시간의 중성화 처리에 의해 용출액의 pH가 법적 허용기준인 9.8이하를 유지하는 것으로 나타났다. $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, TG/DTA 분석 결과, 중성화 처리에 의해 시멘트 모르타르의 주성분인 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$) 성분이 감소한 반면 방해석($CaCO_3$)이 2차 광물로 생성됨을 알 수 있었다. 칼럼 실험 결과 중성화 처리한 순환골재의 용출수는 kinetic 효과를 고려한 경우에도 굵은골재와 잔골재 모두 용출수의 pH가 9.8 이하로 유지되어, $scCO_2$를 이용한 순환골재의 3시간 중성화 처리에 의해 건설현장에서 재활용이 가능한 것으로 밝혀졌다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.83-91
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• 2015

포러스 콘크리트는 시멘트, 물 그리고 굵은골재로 구성되어 있으며, 공기 및 물의 투과 그리고 흡음 등 지구 환경부하를 저감시키기 위해 사용되어 왔다. 그러나 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상은 시공시 이루어지는 다짐하중에 의해 변한다. 따라서 본 연구에서는 결합재 종류, 물-결합재비, 목표공극율에 따른 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상을 파악하였으며 특히, 다짐하중에 따른 포러스 콘크리트의 공극율, 강도, 투수계수의 물성변화를 파악하였다. 본 연구에서 사용한 골재는 부순자갈 생산과정에서 발생되는 부산물로서 최대크기는 13mm이다. 연구결과, 포러스 콘크리트의 목표 공극율, 투수계수, 압축강도는 공극율과 밀접한 상관성을 지니고 있으며, 공극율은 포러스 콘크리트의 배합설계로 제시할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되다. 포러스 콘크리트의 압축강도는 팽창재 치환율 5%에서 가장 높게 나타났으며, 실리카 흄 치환율 10%에서 치환하지 않은 콘크리트보다 32% 높게 나타났다. 그리고 다짐하중을 변화시킨 본 연구결과 압축강도는 하중 15kN부터 증가하였고, 공극율은 하중 0.8kN부터, 투수계수는 하중 35kN부터 각각 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.173-180
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• 2009

초속경 라텍스개질 콘크리트는 교량바닥판 보수 후 조기교통개방을 가능하도록 하기위해 개발되었다. 본 논문의 목적은 초속경 라텍스개질 콘크리트에 발생하는 망상형, 횡방향 및 종방향 균열에 대한 원인을 분석하여 균열발생을 최소화 할 수 있는 방안을 마련하고, 현장 시험시공을 통하여 균열 억제방안을 검증하는 것이다. 횡방향 균열발생을 최소화하기 위하여 시멘트 성능의 개선과 더불어 단위시멘트량을 390kg/$m^3$에서 360kg/$m^3$으로 줄이고 굵은 골재의 최대치수를 13mm에서 19mm로 변경하였다. 시공측면에서 망상형 균열발생을 억제하기 위하여 강섬유와 와이어 메시를 사용하였고, 콘크리트 타설 직후 양생이 이뤄질 수 있도록 하였다. 검증실험 대상교량의 현장 균열조사결과 미세한 크기의 횡방향 균열과 종방향 균열을 제외하면, 3년 동안 구조적 균열이 발생하지 않은 것으로 조사되었다. 따라서 제안된 균열억제 방안이 균열억제에 효과적임을 확인하였다.