• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.547-557
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• 2010

이 연구는 미생물의 생체광물형성작용 중 미생물의 방해석 석출 작용(micro-biologically induced calcite precipitation, MICP)을 이용하여 환경적인 문제를 배려한 차세대 스마트 콘크리트의 개발이 목적이다. 현재 콘크리트의 개질(改質) 및 성능향상을 목적으로 미생물의 방해석 석출 작용을 이용한 기술은 대표적 미생물인 Sporosarcina pasteurii에 의해 그 가능성이 제안되어 왔다. 이 연구에서는 이러한 미생물의 방해석 석출작용을 이용하는 것으로서 선행 연구의 Sporosarcina pasteurii외에 콘크리트 구조물에서 탐색하여 16S rDNA 염기서열 분석법에 의해 동정된 4종의 신규 유용미생물자원들을 추가적으로 이용하였으며, 이렇게 확보된 방해석을 석출하는 유용미생물자원들에 대한 소개와 미생물의 방해석 석출 작용에 따른 시멘트 결정성을 평가하였다. 또한 콘크리트의 개질 및 성능 향상을 목적으로 이러한 유용미생물자원들을 우선적으로 모르타르 환경에 적용하여 양생조건별 압축강도의 특성을 평가하고, 모르타르에 인위적 균열을 만들어 미생물의 방해석 석출 작용에 따른 균열의 충전 가능성을 검토하였다. 이러한 유용미생물들의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것으로 기대된다. 또한 이 연구의 큰 의미는 실제 콘크리트 구조물에 상생하고, 자연환경에서 방해석을 석출하는 미생물을 이용한다는 것이며, 긴 시간동안 자연환경에서 살아남은 이 미생물들은 환경적으로 안전할 뿐만 아니라 새로운 환경 저부하성 기능재료로서의 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.589-594
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• 2006

산업발전에 따른 인구의 증가와 대량생산은 매년 엄청난 양의 도시폐기물을 발생시키고 그 양은 매일 49,902톤에 이른다. 현재, 매일 발생량의 14.5%인 5,440톤이 소각처리되고 있는데 여기서 발생되는 소각재는 대부분 매립되어지고 있는 실정이다. 그러나 매년 그 양이 증가하고 상대적으로 매립지의 부족현상이 나타나면서, 쓰레기 소각재의 처리 문제는 환경적, 경제적으로 우리사회를 위협하는 문제가 되고 있다. 도시쓰레기 소각재는 $850{\sim}1,000$의 온도에서 쓰레기를 소각하여 발생하는 부산물로서 플라이애쉬와 바텀애쉬로 나뉘어지고, 그 주성분은 $SiO_2,\;CaO,\;Al_2O_3$등의 산화물이다. 본 연구에서는 수세공정을 거친 쓰레기 소각재를 화학적 반응에 의해 경화시켜 모르타르를 제조하고, 알칼리 활성제와 양생조건에 따른 강도발현 특성을 파악하였으며, XRD분석과 SEM-EDS 분석을 통하여 반응 생성물 및 반응 메커니즘을 분석하였다. 실험 결과, 주요 생성물은 포틀랜드시멘트의 수화생성물과 유사한 C-S-H겔 형태의 화합물이었고, ettringite 및 C-A-H 화합물도 생성됨을 확인할 수 있었다. 재령 28일의 압축강도는 고온양생 조건에서 NaOH+물유리를 알칼리 활성제로 사용한 경우 40.5MPa로 가장 높게 나타났으며 잔골재의 50%를 바텀애쉬(bottom ash)로 치환하였을 경우, 19.3MPa의 강도발현을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.604-609
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• 2020

콘크리트 표면 마감에는 다양한 방법이 있으며, 시공성을 고려할 때 스프레이 방법이 효과적이나 리바운드 발생 현상이 발생한다. 통상 숏크리트의 손실률은 30-45%가량 보고되고 있으며, 이로 인하여 작업 효율 저하 및 공사비 상승 등의 문제를 발생시킨다. 이를 해결하고자 다양한 선행 연구가 진행되었으며 리바운드량을 저감하기 위해서는 사용재료에 따라 리바운드 발생 억제를 위해 배합을 조정하여야 하며 본 연구에서는 광촉매가 포함된 표면 마감재료에 적합한 리바운드 발생량 저감 목적의 배합 기술에 대한 기초 연구를 진행하였다. 본 연구의 선행연구로는 광촉매 성능에 대해 저감효과 및 최적 혼합 비율을 도출하였고, 선행연구를 바탕으로 규사 함량에 따른 리바운드 저감 및 혼화 재료 별 역학적 내구 특성 검증을 진행하였다. 시험 방법으로는 리바운드, 압축강도, 휨강도, 테이블 플로 시험으로 진행하였고, 모르타르 스프레이 장비의 작업성을 고려하였을 때 Flow 170±10mm로 고정하였다. 실험 변수로는 시멘트 중량 대비 규사 변수로 맞추어 리바운드량 측정을 하였고 규사는 5호, 7호 규사를 사용하였다. 실험 결과 최종 S-1 변수에서 가장 높은 압축강도를 나타냈고 리바운드 양을 최소화할 수 있었다. 이러한 결과는 규사 공극의 결합재가 충분히 충진하게 되어 골재 사이의 결합력이 증가되므로 낮은 리바운드 양을 확보할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.76-83
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• 2012

본 연구는 RA 사용 BS 모르타르의 품질향상에 미치는 FC, WG, RP의 치환율 변화에 따른 영향을 검토하였다. 먼저, 플로우는 FC 치환율이 증가할수록 증가하였고, WG 및 RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다. 공기량은 FC 및 RP 치환율이 증가할수록 감소하였고, WG 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도 특성으로 배합비 1 : 7의 경우 FC 및 WG 치환율이 증가할수록 강도가 증가한 반면, RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 보였으나, 배합비가 커짐에 따라 RP의 경우도 압축강도가 상승하는 경우도 존재하였는데, 품질향상재 종류 및 치환율에 따른 차이는 점차 감소하였다. 흡수율은 모든 배합비에서 FC 및 RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 보였으며, WG가 사용된 경우는 다소 높게 나타났다. 한편, 상호관계로는 모든 배합비에서 압축강도가 증가할수록 흡수율은 감소하는 경향을 보였는데, 품질향상재 종류에 따라서는 FC, RP, WG의 순이었다. 종합 분석으로 품질향상 측면은 FC 및 WG가 가장 유리한 것으로 나타났지만, 경제성 및 자원재활용 측면까지 고려하면 WG와 RP가 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.517-526
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• 2006

본 연구는 폐콘크리트를 파쇄하여 고품질 재생골재로 제조시 발생되는 폐콘크리트 분말(WCP)을 자기충전 콘크리트(SCC)용 혼화재료로 활용하기 위하여 분말도가 928 및 $1,360cm^2/g$인 2종류의 폐콘크리트 분말(WCP)을 혼합한 시멘트 페이스트, 모르타르 및 콘크리트의 특성들을 분석하였다. 실험결과 폐콘크리트 분말은 각진 형태의 다공성 재료로 자기충전 콘크리트(SCC)용 혼화재료로 활용할 경우 유동성 및 점성은 혼합률이 증가함에 따라 비례적으로 감소하였으며, 자기충전 콘크리트(SCC)의 목표성능기준을 만족하는 혼합률은 15%이내가 적절할 것으로 판단되었다. 폐콘크리트 분말(WCP2)을 15 및 30% 혼합한 재령 28일 압축강도는 약 36 및 28MPa를 나타내었으며, 압축강도와 정탄성계수의 관계에는 CEB-FIP 에서 제시한 함수와 유사한 경향을 나타내었다. 이상의 실험결과, 보통강도용 자기충전 콘크리트(SCC)의 혼화재료로 폐콘크리트 분말(WCP2)을 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.463-469
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• 2016

본 연구에서는 팽창재-팽윤재-결정성장 촉진제로 구성된 자기치유 재료(SH-PO-0)와 칼슘이온 용출을 촉진하는 인산염계 혼화재(PO)를 첨가한 자기치유 재료(SH-PO-5, 15, 30)를 사용한 모르타르의 압축강도 및 투수성능을 평가하였다. SH-PO-0는 OPC 대비 28일 압축강도는 9% 감소하였지만, 투수량 감소비는 OPC 대비 현저히 낮아, 자기치유 재료의 유효성을 확인하였다. PO의 첨가량이 증가함에 따라 압축강도는 감소하고, 초기재령에서 투수성능은 개선되는 경향을 나타내었고, 적정 PO 치환율은 15% 수준이었다. SH-PO-15는 SH-PO-0 대비 28일 압축강도는 8% 이내에서 감소하였고, 초기 재령에서 투수성능이 더욱 개선되었으나, 장기재령까지 이어지지는 않았다. SEM-EDS분석에 의해 SH-PO-15의 칼슘 이온량이 더 많이 고정화되어 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권4호
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• pp.327-333
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• 2016

Reinforced concrete structures have found wide usage in land and maritime applications. However, the corrosion of reinforced concrete has been recognized as a serious problem from economic and safety standpoints. In previous studies, the corrosion behavior of the inner steel bar embedded in mortar (W/C: 0.4, 0.5) was investigated using electrochemical methods. In this study, multiple mortar test specimens (W/C: 0.6) with six different cover thicknesses were prepared and immersed in flowing seawater for five years. Subsequently, equations related to the cover thickness, period of immersion, and corrosion characteristics of the embedded steel bar were evaluated using electrochemical methods. Prior to immersion, the corrosion potentials indicated an increase with increasing cover thickness, and after five years, all corrosion potentials demonstrated a trend in the positive direction irrespective of the cover thickness. However, the relationships between the corrosion potential and cover thickness were not in complete agreement. Furthermore, after five years, all of the corrosion potentials indicated values that were nobler compared to those obtained prior to immersion, and their corrosion current densities also decreased compared to their values obtained prior to immersion. It was considered that the embedded steel bar was easily corroded because of the aggression of water, dissolved oxygen, and chloride ions; a higher W/C ratio also assisted the corrosion process. The corrosive products deposited on the surface of the steel bar for five years cast a resistance polarizing effect shifting the corrosion potential in the nobler direction. Consequently, it was considered that the W/C ratio of 0.6 showed nearly same results as those of W/C of 0.4 and 0.5. Therefore, the corrosion potential as well as various parameters such as the cover thickness, period of immersion, and W/C ratio must be considered at once for a more accurate evaluation of the corrosion property of reinforced steel exposed to marine environment for a long period.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.28-36
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• 2019

순환골재는 다량의 부착모르타르를 포함하고 있어 콘크리트의 강도감소, 내구성 저하, 균열발생의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC)에 고로슬래그미분말(GGBFS)을 0 및 50% 대체한 순환 굵은골재 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성에 대한 나일론섬유의 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 섬유보강 순환골재 콘크리트를 제조하기 위하여 섬유길이가 상이한 두 종류 나일론섬유를 0 및 $0.6kg/m^3$ 두 단계로 혼입하여 소정의 재령동안 수중양생하였다. 제조된 콘크리트의 압축 및 쪼갬 인장강도, 투수공극량 및 총통과전하량을 측정하여 섬유보강 부순골재 콘크리트의 성능과 비교, 고찰하였다. 또, 재령 28일 콘크리트를 대상으로 SEM 기법을 이용하여 미세조직구조를 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 순환골재 콘크리트는 부순골재 콘크리트에 비하여 역학적 성능 및 내구성이 떨어지는 것을 확인하였으나, 나일론섬유를 혼입할 경우, 나일론 섬유의 가교작용으로 인하여 콘크리트의 성능을 개선시키는 것으로 나타났다. 특히, NF2(19 mm)를 사용한 콘크리트는 NF1(6 mm)을 사용한 콘크리트보다 역학적 성능이 다소 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 RA 콘크리트에서 더욱 뚜렷하게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.506-513
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• 2020

본 연구에서는 무기계 혼화재료인 제올라이트 및 활성 황토를 혼입한 모르타르의 역학적 특성, 흡수율, NOx 저감 성능을 평가하였다. 제올라이트 및 활성 황토는 결합재로서 시멘트의 대체재로 사용되었으며 치환율은 각 20, 30%로 설정하였다. 각 배합의 압축강도 및 휨강도를 평가한 결과, Plain 배합에서 가장 높은 강도가 평가되었다. 제올라이트 및 활성 황토의 혼입율이 증가할수록 강도가 낮아지는 경향이 나타났다. 또한 활성 황토와 제올라이트 혼입 배합간의 강도 차이는 미미한 수준으로 나타났다. 흡수율을 평가하기 위해 기존의 배합의 물-결합재 비를 낮추고 활성 황토 및 제올라이트의 치환률을 25%로 설정한 배합을 설계하였다. 제올라이트 혼입 배합에서 가장 높은 흡수율이 평가되었으며, 나머지 두 배합 간에 흡수율의 차이는 매우 적었다. 광촉매 코팅의 유무를 고려한 NOx 저감 성능을 평가한 결과, 동일 배합이라 하더라도 광촉매를 코팅함에 따라 뚜렷한 NOx 농도 저감이 나타났다. 또한 제올라이트 및 활성 황토는 다공성 성질을 갖기 때문에 Plain 배합 보다 높은 NOx 감소 성능을 나타내었다. 활성 황토 배합의 경우 흡수율은 제올라이트 배합보다 낮은 값을 나타내었지만, 제올라이트 혼입 배합보다 뛰어난 NOx 저감 성능이 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.481-488
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• 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.