• 제목/요약/키워드: 수화물 변화

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수화물 및 공극률 관측 실험을 통한 시멘트모르타르의 탄산화 특성 변화에 대한 연구 (A Study on Change in Cement Mortar Characteristics under Carbonation Based on Tests for Hydration and Porosity)

  • 권성준;송하원;박상순
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.613-621
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    • 2007
  • 내구성에 대한 중요성이 부각됨에 따라, 주요 열화현상인 탄산화에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 탄산화에 대한 연구는 주로 탄산화 깊이의 도출에 국한하고 있으며 경화된 콘크리트를 가정하므로 실제적인 탄산화 거동과는 많은 차이를 보이고 있다. 강재와는 다르게 콘크리트는 공극률과 내부의 수화물의 거동이 매우 중요한데, 탄산화 진행에 따라 초기재령에서 결정되어지는 거동 (공극률 및 수화물)이 다르게 변화한다. 열화 물질의 이동은 주로 콘크리트의 공극률 및 포화도에 의존하므로, 탄산화 후의 거동 평가는 장기열화해석 및 복합열화해석 등에 고려되는 것이 바람직하다. 공극률의 경우, 변화된 공극률이 고려되지 않으면 확산계수의 감소가 구현될 수 없으며 이에 따라 과다한 탄산화 해석을 야기하게 된다. 한편 수화물, 특히 수산화칼슘의 잔존량 평가는 탄산화 깊이의 평가 및 내부 공극수의 특성 변화를 결정하기도 하며, 복합열화에서 발생하는 고정화 염화물량에 큰 영향을 주게 된다. 그러므로 실내 실험들을 통한 공극률 및 수화물 분석은 최근들어 탄산화에 대해서도 많이 적용되고 있다. 본 연구는 미세 관측 실험을 통하여, 탄산화 전후의 공극률 분포 변화, 수화물 거동의 변화를 실험적으로 수행하였다. 공극률 측정으로는 MIP 실험을, 수화물 변화에서는 TGA 실험을 수행하였으며, 기존의 해석 모델인 다상복합수화발열모델 및 미세 공극 구조 형성모델을 개선하여 각각의 탄산화 이후의 공극률 변화 및 수화물 변화를 개발하였다. 개발된 각각의 모델의 결과는 탄산화 전후의 공극률 및 수화물의 변화를 잘 예측하였으며, 탄산화 이후의 열화현상 등에 기초적으로 사용될 수 있을 것으로 평가되었다.

재령에 따른 고성능 콘크리트의 수화 특성치와 염화물 확산성 변화 (Changes in Cement Hydrate Characteristics and Chloride Diffusivity in High Performance Concrete with Ages)

  • 고태호;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.9-17
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    • 2019
  • 콘크리트의 수화물 및 이와 관련된 특성치들은 재령에 따라 변화하며 이는 염화물 확산성과 큰 관련이 있다. 본 연구에서는 세 가지 수준의 물-결합재 비와 플라이 애시 및 고로슬래그 미분말을 30% 혼입한 콘크리트 대하여 2년간 장기 양생을 수행하였다. 5번의 측정 시점(28일, 56일, 180일, 365일, 730일)에 대하여 촉진실험을 통하여 촉진 염화물 확산계수를 평가하였으며, DUCOM을 통하여 도출된 공극률, 염화물 구속능, 투수계수의 변화와 비교하였다. 염화물 확산성과 투수성의 변화 패턴이 가장 유사하였는데, 이는 투수성이 공극률의 제곱에 비례하기 때문이다. 또한, 각 재령 기간 동안 변화하는 비율을 분석하였는데, 초기 재령(재령 28일~56일)에서 공극률, 투수성 및 염화물 확산성의 변화가 지배적이었고, 낮은 물-결합재 비를 가진 OPC 콘크리트에서는 180일까지 확산성의 변화가 지속적으로 크게 평가되었다.

천연 수경성 석회의 수화특성에 미치는 석고의 영향 (Effect of Gypsum on Hydration Properties of Natural Hydraulic Lime)

  • 문기연;최문관;조계홍;조진상;안지환;홍창우
    • 자원리싸이클링
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    • 제24권1호
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    • pp.12-20
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고로 수쇄 슬래그 및 석고를 혼합한 3성분계 천연 수경성 석회 페이스트에서 석고종류 및 혼합량에 따른 수화특성 변화를 확인하고자 하였다. 고로 수쇄 슬래그 20 %를 혼합한 천연 수경성 석회에 무수석고, 반수석고, 이수석고를 각각 3 %, 10%를 혼합하여 석고의 용해도 및 반응성에 따라 수화초기 생성되는 수화물의 종류와 생성량을 분석하였으며, 이에 따른 물리적 특성 변화거동에 대하여 조사하였다. 페이스트를 활용한 수화특성 결과 모든 샘플에서 수화초기 ettringite, C-S-H와 같은 수화물이 생성되었으며, 재령이 길어짐에 따라 수화물의 생성량이 증가하였다. 압축강도 측정결과, 석고 혼합량이 3 %일 때 더 높은 강도를 보였으며 재령 28일에서 무수석고 및 반수석고가 이수석고를 혼입할 경우 보다 높은 특성을 나타내었다.

미시 분석을 통한 고온 가열된 콘크리트의 내부 수화물 변화 특성 (Characteristics of Internal Hydrate Change in High Temperature Heated Concrete through Micro Analysis)

  • 지우람;신기돈;조현서;이건철
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.132-133
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    • 2018
  • The In this study, the change of composition of the hydrates according to the recovery age of concrete in the case of fire damage was confirmed through microscopic analysis. In 28 days of age, the production of ettringite was higher than that of day 1, and the calcium hydroxide was increased in the 91 day. It has been recovered through the generation of major hydrates which affect the strength.

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알칼리 활성 슬래그의 수화에 대한 개선된 화학양론적 모델 (Modified-stoichiometric Model for Describing Hydration of Alkali-Activated Slag)

  • 셀라무 이흐인 아베테;박솔뫼;송금일;이방연;김형기
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • 본 연구에서는 가장 대표적인 AAM 중 하나인 규산나트륨 적용 AAS의 수화물 구성에 대한 화학양론 모델을 개발하고, 이 결과를 열역학적 모델 결과와 비교하였다. 기본적으로 Chen and Brouwers(2007a)의 모델을 기반으로 하였으며, 일부 수화물에 대한 최신의 데이터베이스를 적용해 일부 개선하였다. 계산된 AAS에 대한 결과는 또한 OPC의 그것과도 비교되었다. AAS의 화학양론 모델 기반 수화물의 부피 구성비는 열역학적 모델 결과에 비해 약 최대 20% 이내에서의 차이가 발견되었으며, w/b 및 활성화제량에 의한 변화량의 추이 역시 열역학적 모델의 결과의 그것과 거의 동일하였다. 특히 고정수량과 공극비는 두 가지 모델에 의한 계산 결과가 약 10% 이내의 차이로 근접하였다. 특히 고정수량의 결과는 실험값과도 거의 동일하였다. 그러나 수화물 및 기타 공극 등 각 상들의 부피에 의해 민감하게 결정되는 값인 화학수축의 경우 열역학적 모델에 비해 화학양론적 모델의 계산결과는 실험결과와 차이가 컸다.

원전콘크리트의 결합재 조성성분을 고려한 단열온도상승값 예측 모델 개발 (Modeling of the Adiabatic Temperature Rise of Concrete for Nuclear Power Plants With the Consideration of Binder Components)

  • 정상화;채성태;김도겸;문재흠
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.758-761
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    • 2010
  • 본 연구에서는 원전격납구조물과 같이 고품질의 대형 매스콘크리트의 설계, 시공, 품질예측 및 관리에 필요한 구조물 건전성 평가시스템 구축의 일환으로 수화열 예측 프로그램을 개발하였다. 개발된 수화열 예측 프로그램은 국내에서 생산된 시멘트 및 결합재의 화학조성성분, 분말도와 같은 기초정보 및 배합정보를 입력하여 경시변화에 따른 수화발열량을 계산하는 방식으로서 기존의 연구결과를 바탕으로 개발되었다. 개발된 프로그램은 배합환경조건을 고려하여 초기배합온도 3종류(10, 20, $30^{\circ}C$)로 실험한 단열온도상승 실험 결과와 비교해 보았으며, 좋은 상관성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

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잠열저장재를 이용한 온돌판넬의 축열 및 방열특성에 관한 연구 (The characteristics of heat storage and emission of PCM in Ondol system)

  • 조수;유제인;정헌생
    • 태양에너지
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    • 제10권2호
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    • pp.38-43
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    • 1990
  • 본 연구는 염화칼슘6수화물($CaCl_2{\cdot}6H_2O$)을 온돌판넬에 적용하여 가열시간에 따른 잠열재판넬의 축열 및 방열특성을 조사하기 위하여 같은 크기의 실험동($1.8m^L{\times}1.8m^W{\times}1.8m^H$)을 지었다. 잠열재판넬에 적용할 알루미늄 용기는 $1.6cm^T{\times}9cm^W{\times}80cm^H$ 크기로 제작하여 염화칼슘6수화물(1.25kg)을 충진시켰다. 잠열재인 염화칼슘6수화물을 넣은 온돌판넬은 실내공기온의 변화폭을 줄이고, 잠열재의 상변화과정에서 방열되는 시간은 축열에 필요한 가열시간의 $2{\sim}4$배 정도였다.

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내부 온습도 측정을 통한 초기재령의 콘크리트 내부 습도 및 수화열 변화 특성 분석 (Experimental Investigation on Variation of Internal Relative Humidity and Temperature due to Hydration of Concrete at Early Age)

  • 홍성기;박철우;박성재;강태성;김희성
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.741-744
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    • 2008
  • 콘크리트 구조물의 품질관리를 위해 양생초기 내부 수화열 분석 및 습도 거동에 대한 정확한 측정 및 분석은 구조물의 내구성 및 장기공용성의 향상을 위하여 필수적이라 할 수 있다. 특히 최근에는 대형 콘크리트 구조물 및 고성능 콘크리트 시공사례가 증가함에 따라 이러한 초기 온습도 거동에 대한 중요성이 증가하고 있는 실정이다. (2005 정진훈) 일반적으로 콘크리트 초기 재령시 수화반응에 의한 수화열은 내적 및 외적 구속을 받고 있는 콘크리트 구조체에 대하여 온도응력을 발생시켜 양생 초기 균열 및 지속적인 인장응력 영향을 가지게 한다. 또한 대기 온도 및 습도 그리고 콘크리트 양생환경에 의한 급속한 표면 및 내부습도 변화는 콘크리트 건조수축을 유발하며 온도응력과 더불어 초기 콘크리트 구조물에 피해를 좋지 않은 영향을 미쳐 내구성 및 장기공용성을 저하시킨다.최근 이러한 초기 거동의 분석의 중요성 인식되면서 초기 거동에 대한 많은 연구가 이루어져왔다. 하지만 수화열 분석에 비하여 수분분포 및 거동 분석에 대한 연구는 계측의 어려움으로 인하여 매우 미비한 실정이다. 또한 내부 습도를 직접적이며 정확하게 측정하기보다는 대기 습도 및 표면습도에 의한 내부습도 변화를 예측하는 연구가 진행되었었다. 본 연구에서는 콘크리트 초기 재령시 내부의 수화열에 의한 온도 분포 거동과 수화반응 및 건조에 의한 수분 분포 거동을 동시에 직접적으로 측정할 수 있는 편리하고 신뢰성 있는 측정 기법을 제시하고 그에 따른 콘크리트 구조물의 온습도 거동을 측정 분석하는데 있다.

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