• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.74-82
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• 2017

본 연구는 고로슬래그 미분말(GGBFS), 플라이 애시(FA) 그리고 칼슘설포알리미네이트(CSA)를 혼합한 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도와 건조수축에 대한 연구결과이다. 활성화된 삼성분계 시멘트(ATBC) 모르타르의 물-결합재 비는 0.4이다. GGBFS의 치환율은 100%, 80%, 70% 그리고 60%이며, FA는 10%, 20%, 30% 그리고 40%, CSA는 0%, 10%, 20% 그리고 30% 치환비율로 설정하였다. 혼화제는 폴리카르폭실계를 사용하였다. 활성화제는 결합제 질량에 대해 10% 수산화나트륨(NaOH) + 10% 규산나트륨($Na_2SiO_3$)을 사용하였다. 실험은 미니 슬럼프, 응결시간, V-funnel, 물흡수율, 압축강도 그리고 건조수축을 측정하였다. 실험결과 모든 배합에서 혼화제의 양, V-funnel 그리고 압축강도는 CSA 양이 증가함에 따라 증가하였다. 또한 응결시간, 물 흡수율과 건조수축은 CSA가 증가함에 따라 감소하였다. 강도증가와 건조수축 감소의 가장 큰 원인 중 하나는 CSA와 활성화제에 의한 GGBFS의 수화반응 촉진 때문이다. CSA의 혼합양은 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도 증가와 건조수축 감소에 중요 영향요인이다.

• Composites Research
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• 제25권4호
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• pp.110-116
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• 2012

최근 대규모 토목구조물의 내구성 향상 및 수화열 저감 성능을 확보하기 위하여 1종 보통포틀랜드시멘트에 고로슬래그미 분말 및 플라이애시를 혼합 치환한 삼성분계 혼합시멘트(TBC)의 개발 및 현장적용이 증가하고 있다. 또한 최근 건설사를 중심으로 공사비용 절감 등을 이유로 공사기간 단축 노력이 계속되고 있다. 이를 위해 콘크리트의 조기강도 성능이 요구되어진다. 따라서 상대적으로 조기강도 발현이 느린 TBC의 성능 보완이 필요하다. 이 연구에서는 TBC 모르타르의 조기강도 발현 성능을 향상시키기 위한 노력으로, 고로슬래그미분말 및 무수석고의 분말도와 첨가율을 조절하여 모르타르의 압축강도, $SO_3$ 함량 및 SEM 분석을 실시하였다. 실험 결과, TBC 모르타르는 분말도 약 $4,200cm^2/g$의 고로슬래그미분말을 사용하고 분말도 약 $10,000cm^2/g$의 무수석고 3.5%를 첨가하고 $SO_3$함량을 3.72% 내외로 관리하는 것이 가장 우수한 조기강도 특성을 보이는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.439-449
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• 2008

혼화재를 사용한 혼합콘크리트는 콘크리트의 품질을 개선시키며 지속가능한 콘크리트구조물의 건설에도 기여하고 있다. 실리카퓸 (SF), 고로슬래그미분말 (GGBS), 플라이애쉬 (PFA) 등의 시멘트계 결합재는 고성능콘크리트의 혼화재로서 인식이 증가되고 있으나, 삼성분계 혼합콘크리트에 대한 연구는 매우 제한적이며, 특히 염해에 의한 부식저항성 측면에서의 연구는 상당히 취약한 실정이다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트의 경우를 50%의 치환율로 고정한 후 고로슬래그미분말의 경우는 $20{\sim}40%$, 실리카퓸의 경우에는 $5{\sim}15%$, 플라이애쉬의 경우는 $10{\sim}45%$로 치환한 경우의 각종 배합에 의한 염해부식저항성에 관한 실험연구를 수행하였다. 삼성분계 혼합콘크리트의 염해부식저항성을 평가한 본 연구에서는, 수행 실험으로서 부식 저항성 실험, 염소이온 고정화 능력 실험, 급속 염화물 촉진 실험, 산중성화 저항 능력 실험 등을 수행하였다. 연구 결과로서, 삼성분계 콘크리트는 미세구조를 치밀화 하여 염소이온의 이동을 지연시키고 있음을 확인하였다. 또한, 염분을 함유한 삼성분계 혼합콘크리트 내의 염소이온 고정화 능력 및 산중성화 저항 능력이 크게 개선되고 있음을 확인하여 염해에 대한 부식 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1073-1076
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• 2008

본 연구는 100년 내구수명을 갖는 해양 콘크리트의 배합설계를 위한 단계에서 실시된 물성 시험값을 제시하였다. 배합설계시에 검토한 시멘트는 삼성분계시멘트와 고로슬래그시멘트의 두 가지 종류였으며, 삼성분계시멘트는 1종시멘트(OPC), 고로슬래그(BSF) 그리고 플라이애쉬(FA)의 세 가지를 혼입한 것이며, 그 혼합비로 네 가지(35:45:20, 30:35:35, 30:40:30, 35:40:25)를 변수로 하였고, 고로슬래그시멘트는 1종시멘트에 고로슬래그의 치환율을 세 가지( 40%, 50%, 60%)를 변수로 하였다. 주요 검토 사항으로는 제1종시멘트와 고로슬래그 그리고 플라이애쉬를 사용한 삼성분계시멘트를 이용한 콘크리트 배합과 고로슬래그시멘트를 이용한 콘크리트 배합에 대하여, 염해환경하에서 내구수명 100년을 확보할 수 있도록 콘크리트의 최종 배합비를 결정하기 위하여 기본 물성시험(슬럼프, 공기량. 강도 등) 및 염소이온확산계수실험(NT Build 492)을 수행하였다. 그 결과로부터 100년 내구수명을 확보할 수 있는 콘크리트의 배합을 결정하였으며 또한 다른 프로젝트에서 참고 자료로 활용할 수 있는 사항들을 제시하고자 하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.159-167
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• 2022

본 연구에서는 보통 포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트와 광물질 혼화재료 및 알칼리활성화제를 첨가한 4종류의 배합으로 시편을 제작한 후 X선 회절분석, 미세구조분석, 압축강도, 동결융해저항성 및 SEM Image 분석을 실시하여 각 배합별 강도발현, 상대동탄성계수, 중량변화 등을 측정하여 기초물성 평가를 진행하였다. 페로니켈슬래그 혼입 삼성분계 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트 배합(OPC)과 비슷한 수화물을 생성하는 경향을 보였으며, MgO 성분으로 인한 팽창성 수화물은 확인되지 않았다. 페로니켈슬래그를 혼입 시 3성분계 시멘트(30SP20FN)의 경우 OPC와 비교 시 공극률이 커지는 경향을 보였지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 공극 분포가 변화하는 경향을 보였다. 또한, 알칼리활성화제의 첨가는 30SP20FN의 장기강도발현을 앞당기는 효과를 보였으며, 18~26 % 가량 강도가 증가함을 확인하였다. 30SP20FN의 경우 dilution effect로 인한 낮은 수화도의 영향으로 동결융해저항성이 떨어졌지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 높은 상대동탄성계수를 유지하였으며, 동결융해 저항성이 우수한 것을 알 수 있었는데, 이는 변화된 공극 분포 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 실시한 상대동탄성계수 측정 실험에 사용된 콘크리트 시편 모두 300 사이클에서 상대동탄성계수가 60 % 이상으로 우수한 동결융해 저항성을 나타내었다. 동결융해 작용을 받은 콘크리트의 미세구조를 분석한 결과, OPC 및 30SP20FN 콘크리트의 경우 비정질의 수화물이 서로 결합되어 있지 않고, 미세 균열이 발생함을 확인한 반면, 알칼리 활성화제를 혼입한 배합의 경우 균질한 내부 구조를 유지하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.39-48
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• 2020

본 연구에서는 철과 니켈의 합금강 제조공정에서 발생하는 산업부산물인 페로니켈슬래그를 혼입하여 기존 결합재와의 화학반응 및 성능을 확인하였다. 고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그를 활용하여 시멘트 대비 치환률 50%까지 삼성분계 치환하여 실험을 통해 기초 물성 및 특징을 평가하였다. 실험 결과에 따르면 페로니켈슬래그를 혼입할 시 포졸란 반응이 기여하여 밀실한 내부 공극 및 수화물이 형성되었고, 수화열과 건조 수축 감소 효과도 나타났다. 압축강도는 초기 재령에는 다소 저조한 강도발현을 나타냈으나, 28일 장기재령으로 갈수록 강도 증가가 나타났다. 추후 최적 배합을 도출하여 용도에 맞게 활용할 경우 시멘트 결합재로서의 활용 가능성이 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.245-253
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• 2020

본 연구는 OPC-slag-FA의 삼성분계 시멘트에 PAC을 혼합하여 강도 특성에 대한 특성을 살펴보는 실험적 연구이다. 결합재는 80% OPC+10% slag+10% FA, 60% OPC+20% slag+20%FA, and 40% OPC+30% slag+30% FA의 세 종류이다. PAC은 mixing-water 중량의 0, 2, 4, 6, 8, and 10%를 사용하였다. 실험결과 PAC은 OPC의 양에 관계없이 압축강도를 향상시킨다. PAC은 portlandite를 소비하고 Friedel's salt를 형성하며 공극의 직경을 감소시켜 matrix를 치밀하게 만들어 압축강도 향상에 기여한다. 그러나 다공성의 FA 입자는 초기수화단계에서 PAC을 흡수하여 수화작용을 지연시키는 효과가 있었다. 따라서 FA의 사용은 수화지연효과를 고려하여 치환율을 결정할 필요가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.10-19
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• 2016

본 연구의 목적은 OPC, GGBFS 그리고 FA를 사용한 삼성분계 시멘트(TBC) 페이스트의 자기치유 특성에 관한 것이다. 초음파속도(UPV)측정으로 통해 삼성분계 시멘트의 자기치유 능력에 대한 OPC-GGBFS-FA의 영향을 분석하였다. TBC 페이스트는 0.5의 일정한 물-결합재 비에 GGBFS-FA를 20%, 40% 그리고 60% 치환한 배합이다. 본 연구는 재령 28일(하중 재하 후)이후의 거동에 초점을 맞추었다. 재령 28일에 휨시험을 통해 사각형의 보 시험체에 미리 균열을 발생시켰다. 시험체들은(균열을 발생시키지 않은 것과 균열을 발생시킨) 60일까지 담수와 해수에 침지하였다. 시험결과에 따르면 TBC 페이스트의 자기치유 능력은 GGBFS의 혼합률이 증가함에 따라 증가하였다. 이는 GGBFS와 FA는 재령 28일 이후에도 계속해서 수화가 진행되는데, GGBFS와 FA의 수화반응 물질들이 미세구조의 변화와 균열을 폐합한다. 이러한 결과들로부터, 균열을 발생시킨 모든 시험체에서 자기치유가 일어났고 이는 침지 30일에서 가장 많이 발생하였다. 더구나 담수와 해수에 침지한 시험체의 치유의 대부분이 침지 30일 동안 일어났다. 해수에 침지한 시험체의 균열 치유는 담수보다 빨랐다. 해수와 담수에 침지한 시험체의 치유효과의 차이는 해수에 포함된 이온들 때문이다. 더구나 재령효과를 고려한 자기치유효과는 침지 30일까지가 가장 강력하고 그다음엔 차츰 약해졌다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.505-508
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• 2008

본 연구에서는 댐 보조 여수로 낙차공의 매스콘크리트 시공을 위하여 저발열 콘크리트 배합과 1m${\times}$1m${\times}$1m box 시험을 통하여 수화열에 의한 온도 상승 정도 및 압축강도 발현 특성을 비교 분석 하였다. 이를 위하여 콘크리트 배합은 총 4개의 배합을 실시하였다. 각 배합에 사용된 콘크리트는 제 1종 시멘트 콘크리트, 플라이애쉬 시멘트 콘크리트 그리고 삼성분계 시멘트 콘크리트 2종류이다. 각 box의 지정위치에서 수화열이 계측되었고, 온도 측정 결과를 바탕으로 두께 2.0m인 댐보조 여수로 낙차공에 대한 수화열 해석을 실시하였다. 본 논문에서는 이러한 일련의 실험 결과와 분석결과를 제시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.677-680
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• 2008

저발열형 고로슬래그 시멘트의 초기강도 발현 특성을 향상시키기 위하여 낮은 분말도의 고로슬래그 분말과 보통 포틀랜드시멘트를 혼합 분쇄하여 입자 표면을 개질하였다. 사전 분쇄한 고로슬래그 분말의 비표면적은 $2535cm^2/g$(BS2), $3245cm^2/g$(BS3)의 2가지를 사용하였으며, 고로슬래그 분말과 시멘트를 진동밀에 투입하여 10분부터 30분까지 혼합 분쇄하여 표면을 개질하였다. 시멘트에 대한 고로슬래그 분말의 혼합비는 60$^{\sim}$80%의 3수준으로 변화시켰으며 혼합분쇄 후 비표면적의 변화, 입도분표, 시멘트의 수화열, 몰탈의 압축강도를 측정하였다. 시판 삼성분계 저발열 시멘트(LHC)와 비교시험 결과, 7일 압축강도발현의 100%이상과 72시간 누적수화열 170J/g 이하의 값을 만족하는 배합 및 혼합분쇄 시간을 찾을 수 있었으며 저분말도 고로슬래그를 다량으로 활용한 저발열 슬래그시멘트의 가능성을 확인하였다.