• 한국결정성장학회지
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• 제30권4호
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• pp.156-161
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• 2020

최근에 들어 구조재의 미관에 대한 수요가 증대되고 있어, 색상발현이 우수한 컬러 시멘트 콘크리트 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 착색제로 사용된 카본블랙과 산화철의 혼입률 변화에 따른 모르타르의 기초물성과 자외선 촉진 내후성 환경에서의 색상발현 유지 특성을 분석하고자 하였다. 실험결과 카본블랙과 산화철을 사용함에 따라 OPC에 비해 초기 플로우는 6.3~17.2 %, 공기량은 3.5~31.5 % 감소되고 단위용적질량는 3.4~5.5 % 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 산화철을 혼입함으로 인해 자기 건조수축량도 증가되어 작업성에 유의해야 할 것을 판단된다. 검정색상을 나타내는 명도 L^⁎ 값은 카본블랙 3 %, 산화철 5%를 혼입한 경우가 가장 우수한 검정색상을 보였다. 자외선 촉진 내후성 시험에 의해 L^⁎는 4.28~11.97 % 증가되었고, 카본블랙을 사용함으로 인해 자외선에 의한 색상변화가 적게 되는 것으로 나타났다. 착색 측면에서 최적배합은 카본블랙 3 %, 산화철 5%를 사용한 경우로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4237-4244
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• 2015

본 연구는 보도블록 제조시 표면 연마 과정에서 발생되는 석분슬러지의 재활용 및 광촉매제를 사용하여 콘크리트 보도블록의 백화 특성을 검토한 것으로 석분슬러지 사용량에 따른 보도블록의 품질특성과 광촉매제의 혼입률 및 도포횟수 등에 따른 보도블록의 백화, 대기정화 등의 특성을 평가하였다. 실험결과, 석분슬러지를 재활용한 콘크리트 보도블록은 납, 6가크롬, 카드뮴, 수은 등의 중금속이 불검출 되어 재활용이 가능하며, 콘크리트 보도블록에 혼입사용 할 경우 흡수율 및 휨강도 등 KS 기준 값을 충족시킬 수 있는 혼입량은 20%가 최적임을 나타내었다. 석분슬러지 및 광촉매제를 적용한 콘크리트 보도블록은 흡수율 5.4%, 휨강도 5.2MPa로 품질기준을 만족하였다. 또한 광촉매제의 사용은 $-5^{\circ}C$의 저온환경 조건에서도 백화가 발생되지 않았으며, 대기정화 성능 70%, 촉진내후성 시험후 대기정화 성능시험 68%의 기능성을 나타내었다.

• 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.543-551
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• 2015

급속경화궤도는 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 공법으로서 야간 차단시간에 공사가 이루어지기 때문에 시공속도를 충분히 확보하는 것이 중요하다. 시공시간의 대부분은 자갈을 철거하고 재포설하는 과정에 소요되는데 도상자갈을 교체하지 않는 무교환방식이 적용 가능하다면, 시공시간 및 공사비를 대폭적으로 절감할 수 있다. 본 논문에서는 도상자갈 무교환방식의 급속경화궤도공법을 개발하기 위하여 침투성이 매우 높은 대체 충전재를 제시하고 재료의 공극조건을 고려하여 층별로 분리주입하는 시공방식을 도입하였다. 분리주입은 공극률이 높은 상부도상층과 공극률이 낮은 하부 혼입층에 최적화된 재료를 분리 주입하여 필요한 소요강도를 확보할 수 있다. 이를 달성하기 위하여 우선적으로 도상자갈의 크기, 분포도, 형상에 따른 공극률, 공극의 크기, 유효길이, 비틀림도, 침투성에 따른 충전재의 유동학적 해석을 통하여 최적의 충전재를 설계하고자 하였다. 하부 혼입층에 충전되는 1차 충전재료는 세립화 도상의 충전성과 부착력을 확보할 수 있는 폴리머계 재료를 도입하였으며, 상부 도상층에 충전되는 2차 충전재는 상온 반응성 마그네시아-포스페이트(MPC, Magnesium-Phosphate Ceramic)를 도입하였다. 선정재료 및 구조에 대한 역학시험 결과, 기존 급속경화궤도에 준하는 성능을 확인하였다.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.30-40
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• 2012

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소 제강과정에서 용융상태로 배출되는 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제하여 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트포장 관련 보수재로 그 효과가 인정된 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트(polymer rapid set cement concrete : PRCC)용 잔골재로 사용하기 위한 기초물성을 검토하였다. 본 연구에서는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 잔골재를 100% 치환하였으며 기존 보수재 대비 단위시멘트 20%, 라텍스 혼입률 50%를 저감시킨 최적배합을 도출하였다. 도출된 최적 배합에 의한 콘크리트 성능 평가결과, 초기 압축강도 35 MPa 이상, 휨강도 7 MPa 이상 등 매우 고강도를 나타내었으며 내구성 평가에서 투수성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 모두 기준값 이상의 결과를 나타내는 전기로 산화슬래그 잔골재를 이용한 새로운 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트를 개발하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.605-612
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• 2004

본 연구에서는 W/B $30\%$의 고성능 콘크리트에서 팽창재와 수축저감제 병용 사용에 따른 콘크리트의 기초적 특성 및 수축특성에 대하여 분석하였다. 실험결과, 고성능 콘크리트의 유동성은 팽창재와 수축저감제를 단독사용보다 병용사용일 때 더 크게 저하하여 고성능 감수제의 사용량이 증가되었고, 공기량은 증가하여 AE제의 사용량이 감소되었다. 또한, 압축강도는 팽창재량의 혼입률 $5.0\%$를 사용한 경우가 최대가 되고, 수축저감제는 사용량 증가에 따라 저하되는 것으로 나타났다. 고성능콘크리트의 건조수축 및 자기수축을 저감시키기 위해서는 팽창재와 수축저감제를 혼합하여 사용할 때 가장 양호한 결과가 나타났다. 따라서 유동성, 강도 및 수축특성을 종합적으로 고려한 결과, 본 연구실험 조건에서는 팽창재 $5.0\%$, 수축저감제 $1.0\%$의 조합이 최적배합으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.135-148
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• 2014

본 연구에서는 숏크리트의 품질을 안정적으로 만들기 위해 초기 및 장기강도성능을 향상시킨 개량형$C_{12}A_7$계 광물계 급결제의 성능 평가를 실시하였다. 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제는 기존 급결제들이 가지고 있는 장기강도 저하를 극복하고자 개발되었다. 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제의 혼입량에 따른 성능을 평가하기 위해 실내에서 응결시간, 압축강도 및 휨강도를 실시하였다. 실험결과 응결시간은 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 6%이상 사용하였을 때 기존 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제에 비해 초결은 느리지만 종결은 빠르게 나타났다. 압축강도 및 휨강도는 기존의 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제가 초기재령 3시간, 1일에서는 높게 나타났지만 7일 이후로 갈수록 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 강도가 증가하였다. 또한 실내실험에서 도출된 최적혼입률을 적용하여 현장 적용성을 평가하였다. 현장실험으로는 리바운드, 압축강도 및 휨강도를 실시하였다. 현장실험 결과 실내실험과 같이 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 장기강도성능이 우수하게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.48-59
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• 2021

본 연구에서는 다른 재료특성을 갖는 강섬유 또는 탄소섬유만을 사용한 단일 섬유보강 모르타르(fiber-reinforced mortar, FRM)와 강 및 탄소 섬유를 혼합사용한 하이브리드 FRM의 압축·휨성능을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 모르타르 시편은 총 섬유혼입률 1.0%에서 부피에 의한 1+0%, 0.75+0.25%, 0.5+0.5%, 0.25+0.75% 및 0+1%의 혼합비율로 강섬유와 탄소섬유를 혼입하였다. 이들의 역학적 성능을 재령 28일에서 섬유가 없는 플레인 모르타르와 비교, 검토하였다. 모르타르의 실험결과는 강섬유 0.75% + 탄소섬유 0.25%를 혼합사용한 하이브리드 FRM가 가장 높은 압축강도와 휨강도를 나타내, 하이브리드 FRM의 시너지 보강효과를 확인할 수 있었다. 반면, 강섬유 0.5% + 탄소섬유 0.5%를 혼합사용한 하이브리드 FRM의 경우 가장 높은 휨인성을 얻었으며, 본 실험결과를 토대로 강도와 휨인성을 동시에 개선하기 위한 하이브리드 FRM의 최적의 섬유 혼합비율을 제시하였다. 게다가, FRM 시편의 이미지 분석을 위해 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 파단면을 관찰하였다. 이들 결과는 시멘트 매트릭스 내에서 하이브리드 보강섬유의 이미지 분석을 하는 데 큰 도움이 되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.72-83
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• 2022

본 논문에서는 전도성 재료인 탄소섬유(carbon fiber, CF)와 강섬유(steel fiber, SF)를 함유한 시멘트 모르타르의 미세구조 및 전기적 특성, 압축강도에 미치는 영향을 연구하였다. 전도성 섬유보강 시멘트 모르타르(fiber-reinforced cement mortar, FRCM)의 비저항은 4-probe 방법을 이용하여 측정하였고, 압축강도는 압축시험을 기반으로 측정하였다. 이들의 성능은 플레인 모르타르(plain mortar, PM)와 비교, 검토하였다. 게다가 전도성 FRCM 파단면의 표면형상과 구성성분은 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 에너지 분산형 X-ray 분광분석기(energy disperse X-ray spectrometer, EDS)를 이용하여 분석하였다. 그 결과 모든 시편에서 양생재령이 경과됨에 따라 비저항이 점차 증가하는 반면, 섬유혼입률이 증가할수록 비저항은 상당히 감소하였다. 강섬유를 1.25%까지 추가하여도 시멘트 모르타르의 비저항에는 크게 영향을 미치지 않았다. 대조적으로, 탄소섬유는 낮은 함량(즉, 0.1~0.3%)에서도 비저항이 다소 감소하였고, 그 이후에는 현저히 저하되었다. 본 실험에 사용된 CF가 함유된 전도성 CFRCM의 침투 임계점은 0.4%이었고, 압축강도 성능을 유지하면서 전도성 효과를 극대화하는 최적의 탄소섬유 혼입량이라고 판단된다. 전도성 FRCM의 표면형상 및 구성성분 분석을 위해 SEM/EDS를 통해 파단면을 관찰하였다. 이러한 결과는 시멘트 모르타르 내에서 보강섬유의 미세구조 메커니즘을 확립하는 데 매우 유용할 것으로 사료된다.