• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.136-144
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• 2013

본 연구에서는 각종 산업부산물 및 도시형 리싸이클링 재료 등의 재생자원을 안전하게 유효 이용할 수 있는 방안으로 BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 기초적 물성을 파악하기 위하여 플로우 및 블리딩, 일축압축강도, 환경오염평가를 중심으로 실험을 실시하였다. BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 경우 최소단위수량의 확보를 통한 유동성 개선 및 블리딩율 억제 또한, 현장 적용성을 고려한 일축압축강도의 확보에 있어 사용 잔골재의 차이에 상관없이 BFS 6000 이상을 30% 범위에서 혼입하는 것이 가장 유효한 것으로 나타났다. 특히, SS의 유효 활용 측면에서 BFS 8000을 30% 범위에서 혼합하여 사용하면 유동성 개선 및 블리딩율 억제, 일축압축강도의 확보는 물론 현장 적용에 있어 가장 최적의 배합조건으로 나타났다. 한편, SS를 활용한 시멘트 개량토를 대상으로 유해물질 함유량 및 용출시험을 실시한 결과 모두 환경 기준치 이하를 만족하는 것으로 나타나 주변 환경에 미치는 영향은 없는 것으로 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.146-154
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• 2017

최근에 구조물의 유지관리 및 보수에 관한 사안이 중요시되면서 콘크리트의 자기치유에 관한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 진행되는 다수의 자기치유 콘크리트 연구는 콘크리트 유해이온의 침투경로인 내부 균열을 막는 방안에 초점을 맞추고 있다. 이와는 다르게 본 연구에서는 콘크리트 내부의 유해이온을 직접적이며 능동적으로 제어할 수 있는 소재인 이온교환수지의 적용 가능성을 보고자 한다. 이에 따라 이온교환수지를 시멘트 계 재료에 적용하기 이전에 이온교환수지의 성능평가는 배합설계 시 중요한 지표가 되기 때문에, NaCl 및 $Na_2SO_4$가 들어있는 포화 수산화칼슘 수용액 내에서 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거특성을 보았다. 본 연구에서는 음이온 교환수지를 사용하였고, 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거성능은 반응속도식과 등온흡착식을 적용하여 평가하였다. 결과적으로 포화 수산화칼슘 수용액에서 음이온 교환수지의 특성은 유사 1차 반응식과 Freundlich 등온흡착식보다 유사 2차 반응식과 Langmuir 등온흡착식에 상대적으로 더 적합하였다. 그리고 염소이온은 최대 약 1068 ppm, 황산이온은 최대 약 1314 ppm까지 제거할 수 있는 것으로 계산되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.407-413
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• 2017

본 연구는 콘크리트 보수재료로서의 MgO계 세라믹(Magnesia Phosphate Cement: MPC) 모르타르의 기초물성 평가를 위한 것이다. 이를 위해 응결시간, 압축강도, 부착강도를 측정하였으며 수화물의 측정을 위해 X-ray 회절분석을 실시하였다. 시편은 중질 마그네시아(dead burnt magnesia)를 바인더로 사용하였으며 활성제로 칼륨계 인산염을 사용하였고, 응결시간을 지연 시키기 위해 Borax를 지연제로 사용하였다. 또한, 이온침투저항성 평가를 위해 공극구조와 촉진염화물침투시험을 실시하였다. 그 결과 MPC 모르타르의 응결시간은 M/P 비에 따라 16~21분 사이로 빠르게 경화하였으며 지연제인 Borax는 MPC의 응결시간을 68분까지 늦추는 데 도움이 되었다. MPC 모르타르의 압축 강도는 12시간 재령에서 M/P 비에 따라 11.0~30.0 MPa 범위로 발현되었고 특히 M/P 비가 4인 MPC의 압축 강도는 12시간 이내에 30 MPa 정도의 강도를 발현하였다. MPC의 인장 부착강도와 휨 부착강도는 OPC 모르타르에 비해 각각 19 MPa와 17 MPa로 더 높게 측정되었으며 MPC 모르타르의 총 공극량은 OPC 모르타르에 비해 적게 측정되었고 촉진염화물침투시험에서도 MPC 모르타르를 통과한 총 전하가 OPC 모르타르보다 적었으며 이는 공극량과 공극분포로 설명 할 수 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.157-166
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• 2017

일반적으로 크리트 구조물의 열화를 발생하는 가장 중요한 원인은 탄산화와 염소이온이다. 대체적으로 많은 콘크리트 구조물에서 탄산화와 염소이온으로 인하여 철근이 부식되며 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 최근에는 보수용으로서 콘크리트 보호용 표면피복재에 방청제를 함침시켜, 염화물을 포함하고 있는 콘크리트 내 철근의 부식을 억제하는 공법도 개발되어지고 있다. 이에, 본 연구에서는 기존 보수재료 보다 부식 억제가 우수하고 열화원인인 $CO_2$ 와 $Cl^-$를 고정하는 유기계방청제를 혼입한 표면피복재의 특성 평가를 위해 촉진탄산화 및 시차 열 중량분석(TG-DTA), CASS시험를 실시하여 특성을 실험적으로 평가하였다. 실험 결과, TG-DTA 분석과 촉진탄산화를 통하여 유기계방청제 혼입으로 시멘트 콘크리트에 $CO_2$가 아민유도체와 직접적으로 반응하여 탈 양성자화 되면서 산성상태의 물질을 생성하여 안정화된 상태, 즉 $CO_2$가 고정화되어 탄산화 억제효과가 있음을 확인 하였다. 또한, CASS실험에서도, $Cl^-$ 고정 특성이 있는 유기계 방청제가 혼입된 표면피복재를 도포한 시험체의 경우, 28일째까지도 적청 발생이 관찰되지 않았으며 염화물에 의한 철근 부식을 방지하는데 우수한 성능으로 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.103-114
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• 2011

전 세계적으로 에너지 절약과 $CO_2$ 발생량의 절감을 위해 자전거의 이용을 장려하고 있으며 국내에서도 이러한 세계적 흐름에 발맞추어 자전거 이용을 활성화하기 위해 긴 연장의 신설 자전거도로 건설 계획이 진행되고 있다. 최근 신설 자전거도로의 효과적인 건설을 위해 시멘트 수화 반응뿐만 아니라 골재 맞물림에 의해 높은 구조적 성능을 발현하고 간단한 시공절차와 적은 건설비용을 지닌 롤러 전압 콘크리트 포장을 도입하기 위해 적정 배합에 대한 강도 및 내구성 연구가 수행되었다. 하지만 실내 연구를 통해 도출된 배합은 현장다짐에 따라 발현되는 강도에 차이가 있을 수 있다. 또한 얇은 단면, 낮은 강도 등 일반 도로 포장과 요구되는 성능이 상이한 자전거도로의 적정 성능 및 공용성을 확보하기 위한 시공 방안이 정립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 실내 연구 결과를 토대로 다양한 배합 및 다짐 조건에 대한 시험시공을 실시하여 코어 물성 검토, 육안관찰, 혼합물의 함수비, 다짐률, 전압률, 미끄럼저항성 및 평탄성을 측정하였다. 이를 통하여 자전거도로 적용을 위한 롤러 전압 콘크리트 포장의 시공방안을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.811-818
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• 2005

플래쉬 콘크리트의 유동성 및 유동성 감소는 유기 화학혼화제의 종류에 영향을 받는다는 것은 잘 알려져 있다. 유기화학 혼화제는 콘크리트의 물성을 증가시킬 수 있다. 술포네이트 나프탈렌 포름알데하이드(SNF, Sulfonated Naphthalene-Formaldehyde) 고유동화제(superplasticizer)가 대표적으로 많이 사용되고 있으나, 유동성 감소의 문제점이 있다. 본 연구에서는 술포네이트 멜라민 포름알데하이드(SFM, Sulfonated Melamine-Formaldehyde) 고유동화제를 합성하여 SNF 고유동화제의 물리적 특성을 보완하고자 한다. SNF계 고유동화제를 4단계로 나누어 반응을 진행하였고, Step.1은 hyydroxymethylation 단계이고, Step.2는 sulfonation단계이고, Step.3은 중합단계이고, Step.4는 안정화 단계이다. SMF 고유동화제의 합성은 pH, 반응온도 및 반응시간에 영향을 받는다 본 합성에서 우리는 멜라민과 포름알데하이드의 몰비를 1:3, 1:4로 변화시키고, Step. 3에서 촉매의 양을 조절하면서 반응을 진행하였다. 그리고, SMF 고유동화제 및 SNF계 고유동화제와 혼합한 시료에 대해서 시멘트 대비 0.5, 1.0, 1.5wt% 첨가하여 물리적 특성을 비교하였다. 고유동화제를 첨가한 시료는 첨가하지 않은 시료 CEM보다 높은 압축강도, 슬럼프 값을 나타내었고, 미세한 기공과 낮은 기공율을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.588-594
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• 2020

이 연구에서는 철근콘크리트 건축물의 슬래브에 대해 화재 후 잔존 구조성능을 상온 시 내구성 진단과는 다르게, 고온특성을 보다 정확히 평가하기 위하여 전기로를 이용 800 ℃까지의 가열실험을 수행하였고 가열 전 후의 잔존 구조성능을 반발경도법과 초음파속도법 등의 비파괴 검사와 아울러 진동실험으로 구한 고유진동수로 처짐계산에 사용되는 강성을 평가하는 기법을 제안하였다. 반발경도를 이용한 압축강도 평가에서는 두꺼운 두께와 물/시멘트비(W/C)가 큰 실험체의 잔존 압축강도가 크게 나타났다. 콘크리트를 투과하는 초음파속도로 상온 대비 고온수열 콘크리트의 균질도를 평가하였으며 W/C와 부재 두께의 차이는 초음파 속도법의 결과에 큰 차이가 없는 것으로 판단되었다. 화재 피해 슬래브의 처짐 증가에 영향을 미치는 강성을 평가하기 위한 기법으로, 진동실험에 의해 고유진동수를 측정하고 이를 강성과의 관계식에 대입하였으며, 이를 슬래브 실험체에 적용해 본 결과 매우 합리적인 평가기법이 될 수 있음을 보여주었다. 또한, 고온 수열 후 부재의 잔존강도를 평가하기 위해 가열중과 가열 후 가력실험을 수행한 결과 800 ℃ 내력은 상온의 부재 내력에 비해 22%의 감소를 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.403-413
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• 2017

본 논문에서는 탄소저감을 위한 산업부산물 사용 증대 및 시공성능 향상을 위하여 시멘트 사용량을 80% 이상 감소시킨 탄소저감형 4성분계 고유동 콘크리트(QC-HFC)를 제조하여 품질특성 및 수화특성 평가를 수행하였다. QC-HFC의 품질은 목표 성능을 만족하는 결과를 얻을 수 있었으며, 유동 및 역학특성의 경우 기존에 적용되는 콘크리트와 유사한 수준인 것으로 나타났다. QC-HFC의 건조수축은 기존 배합과 비교하여 약 2배 이상, 수화열의 경우 약 36% 감소하는 것으로 결과가 나타났으며, 그 결과 수화열 저감 효과에 따른 온도응력 감소, 상대적으로 작은 내외부 온도차로 인한 변형 감소로 균열 발생량을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 매스 구조물의 시뮬레이션을 실시한 결과 온도균열지수 1.1 이상으로 균열발생 확률이 약 35% 감소하는 결과가 나타남에 따라 온도에 의한 균열을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.91-98
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• 2009

최근 시멘트 및 골재 등 원재료 값의 상승 및 세계적인 유가 급등으로 인한 운송비의 증가로 레미콘 제조원가는 상승하고 있다. 그러나 레미콘 제조업체들 간의 과다한 경쟁으로 인해 레미콘의 납품 단가는 오히려 낮아지고 있는 실정이다. 이를 극복하기 위한 일환으로 레미콘 제조업체들은 레미콘의 제조원가를 최소한으로 줄이고자 하는 노력 중 하나로 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 혼화재로 사용하는 업체가 증가하고 있다. 그러나 이러한 광물질 혼화재를 사용한 콘크리트의 품질관리에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 고로슬래그 미분말 혼합 콘크리트의 28일 압축강도를 조기에 예측하기 위해 촉진양법을 이용하였다. 고로슬래그 미분말 혼합률 별로 선형회귀분석을 실시하여 추정식을 제시하였고 90%의 신뢰구간을 나타내었다. 또한 실험의 신뢰성을 높이기 위해 모든 배합은 3회 반복하였고, 배합순서는 랜덤추출법을 사용하였다. 이러한 실험결과 촉진양생법에 의한 1일 촉진강도로서 고로슬래그 미분말 혼합 콘크리트의 재령 28일 압축강도를 예측할 수 있는 추정식의 신뢰성을 확인하는 성과를 얻었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.63-69
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• 2012

최근 시멘트 제조시 발생되는 다량의 이산화탄소로 인한 온난화 현상이 심각한 실정이며, 이러한 환경문제와 자원 고갈 문제를 동시에 해결하기 위해 고로슬래그와 같은 산업부산물을 콘크리트 배합에 사용하는 사례가 증가하고 있다. 일반적으로 고로슬래그는 대체율 20~50%의 범위에서 가장 많이 사용되고 있으나, 최근에는 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 개발 및 실용화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고강도 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료를 확보하기 위해 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 초기 재령특성을 조사하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.3, 0.4, 0.5의 3수준으로 하고 알칼리 활성화제인 NaOH를 슬래그 질량대비 4%, 8%, 12% 첨가한 AAS 모르타르의 압축강도, 플로우, 초결과 종결, 초음파속도를 측정하였다. 그 결과, 물-결합재비가 낮을수록 높은 압축강도가 발현되었으나 시간 경과에 따라 플로우가 저하하고 응결시간이 빨라지는 것으로 나타나 고강도 알칼리 활성 콘크리트를 제조하기 위해서는 적절한 유동화제의 사용이 필수적이라고 판단된다.