• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.104-112
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• 2019

3D 프린팅용 시멘트 복합체 모르타르의 재료적 특성을 평가하고 굳지 않은 상태에서의 모르타르 간극비를 단일지표로 하여 프린팅이 가능한 성능 범위를 산출하였다. 시험 결과, W/B가 증가하면 모르타르 흐름값은 증가하였으며 밀도와 강도는 감소하였다. SS/B가 증가하면 모르타르 흐름값은 감소하였다. 그러나 강도와 밀도는 특정 SS/B까지 증가하다 감소하였다. Ad/B가 증가할수록 모르타르 흐름값, 밀도, 강도는 감소하였다. 이러한 경향성은 따른 3D 프린팅용 모르타르의 목표 성능 만족하기 위한 배합설계를 어렵게 한다. 한편, 간극비가 증가할수록 모르타르 흐름값은 비례적으로 증가하는 반면 밀도와 강도는 감소하는 경향을 보였으며, 그 상관성은 높게 나타났다. 이는 배합설계에 따른 재료적 특성을 제어하는 단일지표로서 간극비를 활용할 수 있음을 나타낸다. 3D 프린터로 출력 가능한 모르타르 배합범위를 시험한 결과, 간극비가 0.6~0.7일 때 출력이 가능하였다. 이를 검증하기 위해 W/B 35.0 %, SS/B 60.0 %, Ad/B 0.1%를 배합하여 간극비를 0.634로 설계했을 때 출력이 가능하였다. 그러나 3D 프린팅 출력 모르타르의 품질을 향상하기 위해서는 혼화제를 활용하는 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.1-8
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• 2019

스트론튬계 상전이물질은 특정한 온도에서 물질의 상태가 변함에 따라서 열을 흡수하거나 방출하게 된다. 본 연구의 목적은 스트론튬계 상전이물질의 혼입이 플라이애시 치환 모르타르 및 고로슬래그 치환 모르타르의 수화발열 및 역학적 특성에 미치는 영향을 실험적으로 평가하는 것이다. 스트론튬계 상전이물질의 혼입량은 결합재 질량의 1, 2, 3, 4, 5%로 하였다. 총 12개 수준의 모르타르 배합에 대해서 모르타르 흐름성능, 간이수화열온도상승, 압축 및 휨강도 실험을 각각 수행하였다. 실험결과 본 연구에서 사용한 스트론튬계 상전이물질은 모르타르의 수화열 저감 및 수화지연에 효과적인 것으로 판단된다. 특히 플라이애시 치환 모르타르의 최대온도 상승량은 고로슬래그 치환 모르타르의 최대온도 상승량에 비해 낮게 나타났다. 플라이애시 및 고로슬래그 치환 모르타르의 압축강도는 상전이물질 혼입량이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.753-760
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• 2012

이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역의 스터럽 및 띠철근 유무에 따라 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 내진성능을 평가하였다. 총 6개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고인성섬유 복합모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 섬유의 가교역할로 인한 균열 분산효과로 인하여 균열 제어 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 보강한 실험체($IJNSP_{1.0}$, $IJNSP_{1.5}$, $IJNSP_{2.0}$)는 스터럽과 띠철근이 제거되었음에도 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 표준실험체의 96~102.8%, 에너지소산능력은 최대 0.99~1.11배로 표준실험체와 거의 비슷한 에너지소산능력을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.233-240
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• 2013

이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역을 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르를 사용하여 보강하고 내진성능을 평가하였다. 총 5개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능을 개선하기 위하여 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르를 사용하여 보강한 실험체(IJIR, IJIRS, IJIRP)는 재하 전 과정을 통하여 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 표준실험체의 114.2~123.5%, 에너지소산능력은 1.55~1.85배로 표준실험체에 비하여 매우 향상되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.226-233
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• 2023

본 연구에서는 국내 레미콘 산업의 산업부산 CO₂ 활용기술 확보를 통한 CCUS 기술의 부상을 목적으로 기체 CO₂를 시멘트 모르타르, 콘크리트 등 시멘트계 재료에 직접 주입하여 사용하기 위해 총 2단계로 나누어 연구를 수행하였다. 1단계에서는 기체 CO₂ 사용에 따라 시멘트 모르타르의 물성에 미치는 영향인자를 도출하고, 영향인자에 대해 기준 배합과 동등한 물성발현을 위한 재료적 검토를 포함하였다. 1단계 검토결과, 물/시멘트비 조정 등이 일반적인 재료적 접근에 의한 물성확보는 한계가 있는 것을 확인하였으며, 이에 2단계에서는 CO₂ 사용방법, 시멘트 모르타르의 비빔방법 등 CO₂를 주입한 모르타르의 최적화에 대한 전반을 포함하였다. 기체 CO₂의 모르타르 주입 시 나타나는 물성변화에 대한 해결방안과 압축강도 성능증진을 위한 기체 CO₂의 최적 주입율 및 주입시간을 도출하였다. 그 결과, 일반 모르타르와 비교하여 최종 비빔 후 120초 이상의 추가비빔시간이 요구되는 것을 확인하였으며 유동성 및 압축강도 발현성능을 고려한 기체 CO₂의 적정 주입율은 시멘트량 중량 대비 0.1~0.2 %로 도출되었다. 기체 CO₂ 주입시간 증가에 따른 추가적인 강도증진효과는 나타나지 않았으며, CCUS 기술로써 활용되기 위해서는 CO₂ 고정화량 평가 등 미세분석을 통한 추가적인 검토가 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.356-364
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• 2020

본 연구에서는 광촉매를 혼입한 모르타르의 방오성능을 평가하기 위해 메틸렌 블루를 이용한 실험 연구를 수행하였다. 실험 시편은 시멘트 중량대비 2.5%, 5.0%, 7.5% 및 10.0%의 광촉매를 혼입하여 모르타르 시편을 제작하였고, 시편 표면에 스크래치 형태로 조도를 설정하였다. 표면 조도는 3가지로 조도가 없는 경우, 조도가 작은 경우(중간 조도), 조도가 큰 경우(거친 조도)로 설정하였다. 모르타르 시편 제작 후 24시간 동안 자외선램프 조사와 12시간 동안 메틸렌 블루 컨디셔닝 용액에 침지 하는 전처리 과정을 진행하였다. 실험챔버에 전처리가 완료된 모르타르 시편을 배치 후 48시간 동안 자외선램프를 조사하였고 시간에 따라 메틸렌 블루 수용액의 색 변화를 분광측색계를 이용하여 측정하였다. 광촉매의 혼입량이 증가할수록 메틸렌 블루 색 변화는 증가하는 경향을 나타내며 이는 방오성능이 증가하는 것을 의미한다. 반면에 표면조도가 증가할수록 메틸렌 블루 용액의 색 변화는 뚜렷한 경향은 나타내지 않으며 표면의 광촉매 분포가 일정하지 않기 때문이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.48-59
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• 2021

본 연구에서는 다른 재료특성을 갖는 강섬유 또는 탄소섬유만을 사용한 단일 섬유보강 모르타르(fiber-reinforced mortar, FRM)와 강 및 탄소 섬유를 혼합사용한 하이브리드 FRM의 압축·휨성능을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 모르타르 시편은 총 섬유혼입률 1.0%에서 부피에 의한 1+0%, 0.75+0.25%, 0.5+0.5%, 0.25+0.75% 및 0+1%의 혼합비율로 강섬유와 탄소섬유를 혼입하였다. 이들의 역학적 성능을 재령 28일에서 섬유가 없는 플레인 모르타르와 비교, 검토하였다. 모르타르의 실험결과는 강섬유 0.75% + 탄소섬유 0.25%를 혼합사용한 하이브리드 FRM가 가장 높은 압축강도와 휨강도를 나타내, 하이브리드 FRM의 시너지 보강효과를 확인할 수 있었다. 반면, 강섬유 0.5% + 탄소섬유 0.5%를 혼합사용한 하이브리드 FRM의 경우 가장 높은 휨인성을 얻었으며, 본 실험결과를 토대로 강도와 휨인성을 동시에 개선하기 위한 하이브리드 FRM의 최적의 섬유 혼합비율을 제시하였다. 게다가, FRM 시편의 이미지 분석을 위해 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 파단면을 관찰하였다. 이들 결과는 시멘트 매트릭스 내에서 하이브리드 보강섬유의 이미지 분석을 하는 데 큰 도움이 되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.121-128
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• 2007

본 연구는 실리카 퓸을 사용한 시멘트 경화체의 황산염침식 저항성을 평가하기 위하여 수행되었다. 실리카 퓸을 시멘트 중량에 대하여 0, 5, 10 및 15%의 4단계로 대체한 모르타르 및 0 및 10%의 2단계로 대체한 페이스트를 제조하여 침지실험을 실시하였다. 황산나트륨용액에 510일 동안 모르타르 및 페이스트를 침지한 후 재령별 외관조사, 팽창, 압축강도 감소율 및 공극특성을 조사한 결과, 실리카 퓸 대체율에 관계없이 실리카 퓸을 대체한 시멘트 경화체는 황산염침식에 대하여 저항성이 매우 우수하였으나, 보통포틀랜드시멘트 모르타르 및 페이스트는 황산염침식에 의한 극심한 성능저하 현상이 관찰되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.757-764
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• 2008

본 연구는 농도조건을 달리한 시험용액에 침지한 모르타르의 내구성을 평가하기 위하여 수행되었다. 3종류 시멘트 모르타르를 제조한 후, ${SO_4}^{2-}$ 이온의 농도가 4225, 8450, 16900 및 33800 ppm인 4종류 황산나트륨 용액에 540일간 침지하였으며, 침지재령별 압축강도 및 선형팽창을 측정하므로써 모르타르의 황산염침식 저항성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면, 고농도 황산나트륨 용액에 침지한 모르타르 공시체가 가장 심한 성능저하 현상을 나타내었다. 특히, 고농도 환경에서 모르타르의 팽창 특성은 사용된 시멘트의 $C_3A$량과 직접적인 관련이 있었으며, GGBS를 대체한 SGC 모르타르는 조직구조의 투수성이 상대적으로 낮은 탓으로 인하여 시험용액의 농도조건에 관계없이 우수한 황산염침식 저항성을 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.105-110
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• 2009

본 연구에서는 고가의 실리카흄의 대체재로 활용가능한 메타카올린, HMBA의 치환율에 따른 고강도모르타르의 유동특성 및 역학특성에 대하여 비교 분석하여 그 성능을 규명하여 실리카흄의 대체재로 활용가능성을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 본 연구의 유동특성 및 역학특성 실험결과 굳지않은 모르타르에서 목표 플로우를 도달하기 위하여 치환율이 커질수록 고성능감수제의 첨가량이 증가하였으며, 공기량은 치환율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈다. 또한, 역학특성에서 압축강도, 인장강도, 휨강도에서는 Plain보다 실리카흄과 메타카올린 HMBA을 치환한 배합이 강도가 높았으며, 치환율이 커질수록, 재령이 증가할수록 압축강도는 증가하는 경향을 나타냈으며, 각각의 혼화재를 치환한 배합의 강도는 큰 차이를 나타내진 않았지만, HMBA보다 실리카흄과 메타카올린을 치환한 배합이 강도가 다소 높은 경향을 나타냈다. 따라서, 메타카올린과 HMBA를 첨가한 모르타르의 유동특성 및 역학특성을 비교 분석한 결과 고가의 실리카흄의 대체재료로 활용가능성을 확인 할 수 있었다.