• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.89-96
• /
• 2023

산업부산물인 페로실리콘을 사용한 시멘트 콘크리트의 내구성능을 평가하기 위하여 페로실리콘의 치환율을 3단계로 변화시켜 제조한 시멘트 경화체의 염화물침투저항성, 알칼리실리카 반응성에 대하여 평가하였다. 페로실리콘을 사용한 시멘트 콘크리트의 내구성능은 화학조성이 유사한 실리카흄과 비교하여 평가하였으며, 에너지 분산형 X선 분광법, 공극측정 및 X선 회절분석 등 기기분석을 통하여 페로실리콘 콘크리트의 미세 구조적 특성을 고찰하였다. 그 결과, 페로실리콘을 10 % 치환한 경우 OPC콘크리트보다 높은 강도발현 특성을 보인 반면 치환율이 20 %, 30 % 증가할수록 압축강도는 낮게 발현되었다. 그러나 염화물 침투저항성에 대한 결과는 치환율이 증가할수록 우수한 결과를 나타내었으며, 실리카흄을 사용한 경우에 비하여 페로실리콘을 사용한 콘크리트의 내구성은 약간 떨어지지만 OPC에 비해서는 우수한 결과를 나타내었다. 이는 페로실리콘의 실리카(SiO₂) 함량이 높아 더 많은 C-S-H 겔을 생성하여 더 밀실한 공극 구조를 만들었기 때문이라 생각된다. 길이변화시험을 통한 규산염 바인더에 대한 알칼리실리카반응의 위험성은 대부분 0.2 % 미만으로 나타났으며, 페로실리콘 및 실리카흄을 사용한 모르타르 모두 치환율이 증가할수록 알칼리실리카 반응에 대한 저항성은 우수한 것으로 나타났다. 따라서 고가의 실리카흄을 사용하는 대신 산업 폐기물을 재사용하면 제조 중 환경 부하를 줄이고 비용을 절약할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.337-348
• /
• 2023

본 연구의 목적은 고유동성이 부여된 일반강도 배합 콘크리트에 대하여 요변성을 부여하여 시공정밀도가 낮은 거푸집 틈새를 통해 누출될 수 있는 모르타르나 시멘트 페이스트의 양을 저감하는 것이다. 본 연구에서는 콘크리트에 요변성을 부여하기 위해 PVA와 붕사를 사용하였다. 이에 PVA와 붕사를 사용하는 방법에 대하여 각각의 수용액을 추가하고 치환하는 방법에 따라 요변성을 포함하는 콘크리트의 성능의 변화와 거푸집의 틈새를 모사한 누출 저감 성능을 평가하였다. 본 연구에서 진행된 실험의 조건에서는 PVA와 붕사를 추가하는 방법보다는 치환하는 방법이 추가적인 물의 사용을 억제하여 재료분리 저항성과 응결 지연에서 더 양호한 콘크리트 물성을 나타내었으며 요변성의 발현 및 거푸집 누출 방지에도 효과적인 것으로 나타났다. 특히, PVA 수용액 6%를 치환하였을 때 의미 있는 수준의 거푸집 누출 감소 효과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 PVA와 붕사를 이용하여 콘크리트 배합에 대해 요변성을 부여할 수 있다고 판단하였다. 또한 거푸집의 시공정밀도가 다소 낮은 경우에도 PVA와 붕사를 사용하여 콘크리트에 요변성을 부여함으로써 시공 품질을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.429-441
• /
• 2010

본 연구에서는 뿜어붙임 방식의 모르타르 내화재가 시공된 침매터널 벽체구조물을 모사한 철근콘크리트 블록시험체에 대해 $HC_{inc}$ 화재시나리오와 IS0834(4시간) 화재시나리오 하에서 침매터널 내화재의 화재저항성 평가결과를 비교하였다. $HC_{inc}$ 화재시나리오 하에서는 내화재와 시험체 계면으로부터 0, 25, 50 mm 위치에서의 최대온도가 각각 $311^{\circ}C$, $194^{\circ}C$, $142^{\circ}C$로 나타났으며, IS0834(4시간) 화재시니리오 조건에서는 0, 25, 50 mm 위치에서의 최대온도가 각각 $332^{\circ}C$, $222^{\circ}C$, $179^{\circ}C$ 측정되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 적용된 두 가지 화재시나리오들은 최대온도개념에서 유사한 화재강도임을 확인할 수 있었다. 이와 더불어 내화재 설치여부에 따른 침매터널 구조물의 안전성을 확인하기 위한 구조안정성 해석을 수행하였다. 이때 내화재가 설치되지 않은 시험체에 대한 화재시험을 수행하여 화재에 의한 콘크리트의 단면손실과 강도저하를 확인하고 그 결과를 이용하여 구조안정성 해석을 수행하였다. 이상의 해석 결과, 본 연구에서 적용된 강력한 화재시나리오 조건에서는 침매터널 구조물의 안정성 확보를 위하여 내화재가 필수적임을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.109-116
• /
• 2017

본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 활용하여 알칼리 활성화 결합재로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염 저항성을 평가하고 황산염 침투에 대한 고저항성 결합재를 제시하는 것이다. 이를 위하여 플라이애시 및 고로슬래그미분말 등의 광물질 혼화재를 결합재로 활용하여 고로슬래그미분말 치환율을 30, 50 및 100%로 제작하였다. 규산나트륨 모듈 $Ms[SiO_2/Na_2O]$은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정하였으며, 10% 황산나트륨, 10% 황산마그네슘, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨 용액에 각각 침지시키고, 황산염 저항성을 평가하기 위하여 압축강도, 질량변화율, 길이변화율 및 X선 회절분석을 측정하였다. 그 결과 10% 황산나트륨, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨에 침지한 경우에는 모든 시험조건에서 장기적인 강도발현과 질량 및 길이변화율이 작아 저항성이 우수한 것으로 나타났으나, 10% 황산마그네슘에 침지한 경우에는 장기적인 강도저하와 질량 및 길이변화가 크게 나타났으며, 그 경향은 고로슬래그 미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 현저하였다. 이것은, X선 회절분석 결과 황산마그네슘 용액 침지에서는 gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) 및 brucite(MgOH)생성되어 내부조직이 팽창하는 것에 의한 것으로 확인되었다. 결론적으로 일정 농도의 ${SO_4}^{2-}$이 존재하는 조건에서 $Mg^{2+}$가 추가로 존재할 경우 열화현상은 가속화되는 것을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.481-488
• /
• 2009

시멘트페이스트, 모르타르 및 콘크리트의 자기수축의 크기 및 발현율은 초기재령 내부온도의 이력과 크기에 의해 영향을 받는다고 보고된 바 있으나, 초기재령 수화열과 자기수축에 대한 구체적인 관계분석은 아직 미흡한 실정 이다. 이 연구에서는 초기재령 수화온도 및 자기수축의 이력특성에 대한 분석방법을 제시한 선행연구를 기초로, 시험체 크기 및 수화지연 효과에 따른 고강도콘크리트의 초기재령 수화열과 자기수축의 거동특성 및 상관관계를 분석하였다. 또한 자기수축에 의한 균열평가시 유효자기수축의 기준이 되는 응결시간과 수화온도 및 자기수축의 이력과의 관계도 검토하였다. 그 결과, 시험체가 매스화될수록 초기재령 수화발열 상승구간의 수화온도 상승량 및 수화발열 상승속도, 자 기수축 증가구간의 자기수축 증가량 및 자기수축 속도는 증가하는 것으로 나타났으며, 지연제를 사용할 경우 그 값은 감소하는 것으로 나타났다. 초기재령 콘크리트의 수화발열 상승속도가 증가하면 자기수축 속도는 증가하며, 이와 더불 어 재령 91일 자기수축도 증가하는 것으로 나타나, 종국 자기수축은 초기재령 수화발열상승 속도에 의해 영향을 받을 수 있을 것으로 사료된다. 한편, 콘크리트 균열평가시 유효자기수축의 기준이 되는 응결시간과 변곡점 및 수화온도 상 승시점은 시멘트의 수화반응 과정에 있어 서로 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.65-73
• /
• 2015

하수슬러지는 도시 하수처리시설이나 공단 폐수종말처리시설 등에서 배출되는 유기성 슬러지로서 높은 함수상태 (70-80%)와 중금속, 다량의 유기물 등으로부터 그 처리 및 재활용에 큰 제약이 되고 있으며, 아직까지 효과적인 방법이 없다. 이에 본 연구에서는 경제성 및 2차 환경오염 방지 차원의 보다 근본적인 하수슬러지 처리 및 자원화 기술개발의 기초연구로서, 특정 온도범위($650{\sim}800^{\circ}C$)내로 열처리하고 소정의 분말도로 조정된 소성하수슬러지의 포졸란 반응 활성도와 그 영향인자를 분석하여 콘크리트용 혼화재료로서의 활용 가능성을 검토하고자 수행되었다. 본 연구의 수산화칼슘(알칼리 활성제)을 이용한 소성하수슬러지 혼입 모르타르의 압축강도 발현특성 및 수화생성물 분석결과는 재령에 따른 소성하수슬러지의 포졸란 반응 활성을 명백히 보여주었으며, 기존 콘크리트용 혼화재인 플라이애쉬나 고로슬래그미분말과 비교해 볼 때, 콘크리트용 혼화재로서의 활용가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.530-537
• /
• 2011

연구는 SHCC의 건축시공 현장적용을 목적으로 현장 제조설비인 배치플랜트 2-Shaft 믹서를 이용하여 SHCC 제조 및 타설을 통해 실부재 실험을 실시하고, 이를 실내실험 결과와 비교 검토함으로서 향후 SHCC의 현장적용을 위한 기초자료로 제시하고자 하였다. 그 결과, 실내 Omni 믹서와 2-Shaft 믹서에서 SHCC 제조시 인장강도는 유사하였지만, 변형률에서 Omni 믹서가 2.5 % 이상 우수하였다. 배치플랜트 3500 L 2-Shaft 믹서에서 제조된 SHCC의 경우, 실내 100 L 2-Shaft 믹서에서 제조한 SHCC에서 인장 성능이 보다 높게 나타났다. SHCC의 현장적용 확대를 위해서는 배치플랜트 현장 제조시 건비빔, 모르타르 비빔시간을 충분히하여 매트릭스를 균질성을 확보하고, 비빔단계에서 적절한 점성 및 유동성을 확보할 수 있는 다양한 방법을 고려해야 한다.

• 폴리머
• /
• 제35권4호
• /
• pp.363-369
• /
• 2011

콘크리트 제조 시 사용되는 잉여수를 지연 흡수시키기 위하여 역유화중합법으로 중합된 가교 poly(sodium acrvlate) (cPSA)를 ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)로 표면 가교시켰다. cPSA의 제조에서 연속상은 paraffin liquid, 단량제는 8 M 농도의 NaOH 수용액으로 90% 중화된 acrylic acid(AA), 가교제는 N,N-methylene bisacrylamide(MBA), redox 개시제는 ammonium persulfate(APS)와 sodium metabisulfite(SMBS)를 사용하여 역유화중합법으로 제조하였다. 제조된 cPSA는 EGDMA플 사용하여 표면 가교 반응을 수행하였다. 시멘트 수용액에서 $Ca^{2+}$ 이온과 cPSA의 상호 작용을 관찰하기 위하여 FTIR spectroscopy 분석법을 사용하였다. 제조된 흡수제들을 탈이온수 $Ca(OH)_2$ 수용액(pH 12) 및 시멘트 포화 수용액에서의 팽윤비를 측정하였으며, cPSA는 2시간만에 팽윤이 완료되었지만, 표면이 가교된 cPSA-EGDMA는 3시간 후 팽윤이 거의 완료되는 것을 관찰하였다. 또한 합성한 cPSA-EGDMA를 첨가함으로써 시멘트의 응결시간과 모르타르의 압축강도 증가를 관찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.76-83
• /
• 2022

이 연구는 적층 시공 시 타설 초기부터 외기에 직접 노출되는 조건을 모사하여 밀봉조건과 노출조건에 따른 수축거동을 100일 이상 실험적으로 분석하였다. 결합재 치환에 따른 수축거동 분석을 위해 1종 시멘트, 플라이애시, 실리카흄을 사용하여 동일한 조건에서 길이변화율을 측정하였다. 혼화제 사용이 수축거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 적층 시공 시 사용되는 셀룰로오스계 점도조절제와 유지계 수축저감제를 사용하였다. 표면노출양생 시 초기 수축 발생시점이 단축됐으며, 플라이애시와 실리카흄을 사용 시 수축량은 양생조건에 따라 OPC100 배합 대비 60 - 110% 증가했다. 점도조절제와 수축저감제 적용은 양생조건에 따라 최소 18%에서 최대 70% 수축량을 저감시켰다. 시험체의 온도는 양생초기 15 ℃까지 일시적으로 저하됐으며, 수축거동과 상관성을 이 연구를 통해 확인했다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.289-298
• /
• 2023

본 연구에서는 자기치유 구체방수제를 개발하기 위한 일환의 연구로써, 구체방수제의 제조특성 및 방수성능 평가를 수행하였다. 마이크로캡슐 활용 구체방수제의 최적 조성비를 모르타르단계에서 플로우, 압축강도, 투수율 및 투수비 특성 평가로 얻고자 하였으며, 콘크리트용 자기치유 구체방수제의 치유성능 평가를 위한 기반 자료로써 활용하고자 하였다. 자기치유 구체방수제의 기준 재료인 구체방수제 주재료는 보수용도로 많이 사용되는 규산염계 무기재료 3종을 사용하였으며, 실험 결과로 규산칼륨이 높은 조성비를 가지는 SIM-2가 적합한 것으로 판단하였다. 구체방수제의 분산성을 높이기 위하여 계면활성제 혼합률은 0.03 %가 적합한 것으로 나타났으며, 점도 조절을 위하여 증류수 혼합률은 0.2 %가 적합한 것으로 나타났다. 자기치유 구체방수제의 치유소재로 사용된 마이크로캡슐의 사용량은 0.5 % ~ 0.7 % 범위에서 KS F 4949 시멘트 혼입 폴리머계 방수재에 내투수 성능 및 KS F 4926 콘크리트용 수밀혼화재 시험평가를 만족하는 것으로 나타났다.