• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.141-158
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• 2004

매립지나 오${\cdot}$폐수 저장지 등에서 폐기물 또는 오염물질의 저장 및 차단에 널리 사용되고 있는 Geosynthetic Clay Liner(GCL)의 물에 의한 사전투수 및 벤토나이트 품질이 투수종결기준에 미치는 영향을 평가하기 위해서 소디움 벤토나이트가 주성분인 두 종류의 GCL을 대상으로 증류수와 농도변화를 위해 5, 10, 20, 50, 100 mM 용액을 혼합한 염화칼슘용액을 이용하여 투수시험을 수행하였다. 투수종결기준들로는 물리적 종결기준들(즉, ASTM에 준한 유출량과 유입량간의 비율과 안정화된 투수계수, 최소 공극량 두배에 해당하는 유출, 그리고 안정화된 시료두께)과 유입수와 유출수간의 화학적 평형에 따른 화학적 종결기준들(즉, 전기전도도, pH, 그리고 칼슘이온과 염소이온 농도)이 고려되었다. 염화칼슘을 이용한 투수시험의 경우, 벤토나이트에 이온결합된 나트륨($Na^+$)에 대한 칼슘($Ca^{2+}$) 치환이 GCL의 투수계수에 중대한 영향을 미치는 것에 근거하여 유입수와 유출수 간의 화학적 평형 및 투수계수의 평형이 이루어질 때까지 실시하였다. 염화칼슘농도에 따른 투수실험결과, 소요투수기간은 농도별로 1일 미만에서 900일 이상으로 큰 차이를 보였으며 염화칼슘 용액의 농도가 낮을수록 평형에 도달하기까지 더 많은 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 특히, 염화칼슘 용액의 농도가 20 mM이하의 경우, GCL의 물에 의한 사전투수 여부와 벤토나이트의 품질에 상관없이 유입수와 유출수간의 화학적 평형만이 투수계수의 평형을 보장할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나, 염화칼슘 용액의 농도가 50 그리고 100 mM의 경우, 유출량과 유입량간의 비율과 공극량 두배에 해당하는 유출을 제외한 모든 종결기준들이 투수계수의 평형을 보장할 수 있는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터, 물에 의한 사전투수 여부와 벤토나이트의 품질에 상관없이 오로지 유입수와 유출수간의 농도 평형에 준한 종결기준만이 GCL의 투수시험에 적합할 것으로 판단된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.211-220
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• 2005

중${\cdot}$저준위 방사성폐기물 처분시설의 주 인공방벽으로 콘크리트 구조물이 고려되고 있다. 콘크리트는 투수성이 낮아 물의 침투를 최소화할 수 있으며, 핵종 물질의 누출 차단에도 효과적이기 때문이다. 그러나 콘크리트에 열화가 발생하면 처분구조물의 구조적 안정성이 낮아지며, 투수성이 증가하여 외부로부터 물의 침투로 인한 핵종물질 누출 가능성이 높아진다. 따라서 처분구조물의 오염물질 격리 성능을 증진하기 위해서는 콘크리트의 열화를 최소화하여야 한다. 콘크리트 구조물의 대표적 열화 원인으로 황산염의 침투, 염화물 침투에 의한 철근 부식, 칼슘 수산화물의 침출, 알카리-골재 반응, 그리고 구조물의 반복적인 동결-융해가 있다. 이러한 열화과정의 공통적 원인은 구조물에 물 및 유해한 화학물질이 침투하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 열화원인 및 메커니즘 검토에 기초하여 인공방벽으로서 콘크리트 처분구조물의 장기적 내구성을 확보하기 위한 설계 및 설계수명 평가 방안을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.75-83
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• 2012

콘크리트내의 공극률은 콘크리트 구조물의 내구적인 특성과 밀접한 관련성이 있다. 특히, 콘크리트 시공시 가수된 물은 콘크리트의 비빔과 작업성에 일시적으로 도움이 되지만, 이러한 가수는 콘크리트의 공극을 증가하게 하며, 이는 콘크리트 구조물의 내구적인 성능저하를 야기하게 된다. 본 연구에서는 물시멘트비 0.45의 시멘트 모르타르에 대하여, 단위수량을 증가시켜 물멘트비를 0.45에서 0.60으로 증가시키면서 내구성능을 평가하였다. 즉, 각 물시멘트별로 소정의 재령까지 양생한 시험체에 대하여 강도, 염화물 확산, 투기성, 포화도 및 수분 확산계수 등의 다양한 내구성 실험을 수행하였으며, 이러한 실험결과들은 변화하는 공극률과 함께 분석되었다. 또한 내구성능의 변화 비율 및 그 패턴은 공극분포, 공극률, 그리고 단위수량을 고려하여 정량적으로 평가되었다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.349-356
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• 2002

본 연구는 고반응성 메타카올린(HRM)을 혼입한 고성능 콘크리트(HPC)의 굳지 않은 콘크리트와 경화된 콘크리트의 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 굳지 않은 콘크리트에 대해서는 공기량과 슬럼프 플로우, 응결시간 및 수화열 측정 시험을 실시하였다. 경화된 콘크리트에 대해서는 압축강도 및 염화물 투수시험, 마모저항성, 동결ㆍ응해 저항성 시험을 하였다. HRM 콘크리트의 특성은 또한 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트와 실리카 흄 콘크리트와 비교하여 나타내었다. 실험 결과 HRM 재료가 고성능 콘크리트를 생산하기 위한 시멘트 대체 재료로서 사용할 수 있음을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.97-105
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• 2009

건설산업에서 혼합콘크리트의 개발 및 사용은 내구성 측면에서의 공극구조개선 및 투수성 감소등의 확장 연구를 통해 나날이 증가하고 있는 실정이다. 한편, 콘크리트내의 균열은 투수성, 염해 침투속도 및 압축강도등을 결정하는 중요한 인자이며, 이는 철근의 부식과도 밀접한 관련을 가지는 것으로 알려져 있다. 더욱이 콘크리트 구조물의 피복두께에 균열이 발생한 경우, 이를 통해 철근 부식이 가속화됨은 주지의 사실이다. 최근에 콘크리트내의 침투를 고려한 균열효과와 관련하여 다수의 연구가 수행되어져 온 것이 사실이며, 그에 따라 내구성을 고려한 균열 혼합콘크리트의 사용수명 평가에 관한 연구도 필요한 것이 사실이다. 본 연구에서는 0.3mm의 균열을 변수로 두고, OPC, 30% PFA, 60% GGBS 및 10% SF의 결합재를 혼입하여 사용한 혼합콘크리트보의 부식평가를 자연 및 인공 환경조건에 맞추어 반전지전위측정시험, 갈바닉전류측정시험, 무게감량법등으로 측정 및 비교분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.297-304
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• 2008

콘크리트의 균열이 수밀성을 떨어트리고 내구성을 악화시키는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 균열에 의한 이러한 성능저하는, 콘크리트에 균열이 발생하면 물 뿐만이 아니라 염화물, 이산화탄소, 황산염과 같이 유해한 물질들의 침투가 용이해지기 때문이다. 하지만 균열이 물과 접촉하는 경우 일부는 폐쇄 된다. 이러한 현상을 self-healing이라고 하며, self-healing은 균열면에서 새로이 생성되는 수화물과 밀접한 관련이 있다. 콘크리트의 self-healing과 관련한 상당수의 연구에서 공통적으로 균열면 표면에서 CSH겔이 관찰됨을 확인하였다. 그러나 self-healing에 관한 일부 연구에서는 CSH겔 뿐만 아니라 수산화칼슘 및 에트링자이트가 균열 표면에서 관찰되었다고 보고하였다. 본 연구에서는 self-healing에 의한 수화생성물을 확인하고자 하였으며, 또한 구체방수재가 self-healing에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 균열 표면에 대하여 XRD, DSC, SEM, EDX 분석을 실시한 결과 시멘트계에서 self-healing은 CSH겔, 수산화칼슘, 에트링자이트와 연관이 있음을 확인하였다. 또한 구체방수재가 섬유상(또는 침상)의 수화물의 생성을 촉진하고 이들 수화물이 망목구조 형태를 이루는 것을 확인하였다. 이러한 섬유상의 수화물이 시멘트 계의 self-healing에 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.1-8
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• 2002

최근 새로운 교면포장 재료로 사용되고 있는 라텍스 개질 콘크리트(LMC; Later Modified Concrete)는 부착강도 및 휨 강도가 우수하고 염분 및 수분침투에 방수효과가 있어 점차 활용이 증가될 전망이다. 또한, 초속경시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트(RSLMC; Rapid-Setting Latex Modified Concrete)는 3시간에 실용강도를 발휘하여 긴급을 요하는 공사나 보수재료로서 적합하나, 염화물의 침투 및 동결융해로 인한 내구성능 저하 등의 문제가 검증되지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 RSLMC의 내구특성을 평가하기 위해 염소이온 투과실험 및 동결융해 저항성 실험을 수행하여 투수특성과 동결융해 저항성을 분석하였다. 실험은 ASTM 규정과 KS 규정에 따라 실시하였으며, 실험변수는 라텍스 혼입률 0, 5, 10, 15, 20%와 소포제 혼입률 0, 1.6, 3.2, 4.8, 6.4%로 수행하였다. 실험결과 RSLMC는 라텍스 혼입률 15%에서 소포제 혼입량에 상관없이 모두 100이하의 전하량을 나타내어 매우 낮은 투수특성을 보였다. 또한, 소포제의 혼입률 3.2% 이상인 경우 동결융해 300 싸이클까지 상대동탄성계수가 90% 이상을 유지하여 소포제의 사용이 동결융해 저항성에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.93-103
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• 2001

본 연구에서는 콘크리트 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가를 위해 현장에서 모빌믹서를 이용하여 배합실험 하여 작업성, 강도발현특성 및 투수특성을 등을 고찰하였다. 이를 위해 주요 실험변수는 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%), W/C (31, 33, 35 37%), S/a(55, 56, 57, 58%) 를 선정하였으며, 초기슬럼프, 슬럼프 손실, 공기량, 압축강도 및 휨인장강도 발현특성, 염화이온 촉진 실험 등을 수행하였다. 실험결과, 모빌믹서차량을 이용해서 SB라텍스개질 콘크리트를 현장에서 배합하였을 때 충분한 작업성 및 양질의 콘크리트를 생산 할 수 있었으며 목표 압축강도와 휨강도를 얻을 수 있었다. 모빌믹서 차량을 이용한 배합은 실내실험에서 제시된 최적배합의 동일한 작업조건을 얻기 위한 물-시멘트비가 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 초기 배출 슬럼프 $19{\pm}3cm$을 얻기 위한 실내실험 배합은 물-시멘트비 37%였으나, 모빌믹서차량을 이용한 경우는 33%의 물-시멘트비를 나타내었다. 또한, 현장 적용에 있어서도 모빌믹서를 이용한 정확한 계량 및 라텍스의 혼입으로 양질의 콘크리트 생산 및 성능개선을 기대할 수 있음을 확인하였다.