• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.53-60
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• 2024

콘크리트의 압축강도는 다양한 영향인자가 있으며, 노출환경에 따라 변화한다. 동일한 배합을 가진 콘크리트라도 노출환경에 따라 콘크리트 특성은 변화하며, 특히 해수의 영향을 받는 지역은 간만대, 비말대, 해수중과 같이 세가지 영역으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 7년 동안 습윤양생된 OPC 콘크리트를 대상으로 강도 변화를 분석하였으며, 기존의 이론식(KDS, CEB, ACI, JSCE)과의 비교를 수행하였다. 또한 7년동안 비말대, 간만대, 해수중에 장기 폭로된 시편을 대상으로 강도 특성 및 탄산화 특성을 평가하였다. 콘크리트의 배합은 3수준의 물-시멘트비(0.37, 0.42, 0.47)를 가지고 있으며, 환경조사를 수행하여 침지대, 간만대, 비말대 3 수준의 해양환경을 고려하였다. 7년동안 습윤양생된 시편의 경우 기존의 제안식들에 비하여 높은 강도를 가지고 있었으며, 옥외 폭로된 시편(간만대, 비말대, 해수중)의 강도는 습윤양생한 시편의 강도보다 낮게 평가되었다. 또한 물-시멘트비가 증가할수록 뚜렷한 강도저하가 발생하였으며, 해수중에서 가장 낮은 강도가 평가되었다. 기존의 강도 제안식에서는 물-시멘트비에 따른 변화를 고려하지 못하므로 기존 이론식에 적용할 수 있는 실험상수를 회귀분석을 통하여 도출하였다. 탄산화 평가결과, 물-시멘트비의 증가에 따라 높은 탄산화 깊이가 평가되었으며, 비말대, 침지대, 간만대 순서로 탄산화 진행이 발생하였는데, 침지대 및 간만대에서도 황산염 및 용존 이산화탄소 영향으로 상당한 중성화 깊이가 발생하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.204-210
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• 2022

시멘트는 건설산업 분야에서 주된 이산화탄소의 원인으로 지목되고 있다. 시멘트의 제조과정에서 나오는 이산화탄소를 저감하기 위해 시멘트 대체재로 산업부산물인 고로슬래그를 사용하는 연구가 진행 중이다. 고로슬래그를 시멘트 대체재로 사용할 경우 장기강도 증진과 내화학성 향상 등의 장점을 지니고있다. 하지만 고로슬래그는 초기강도 저하의 문제점을 지니고 있다. 이는 고로슬래그의 생산과정에서 만들어지는 표면의 불투성 피막이 원인이다. 생성된 피막은 알칼리 환경에서 파괴되는 것으로 알려져 있으며, 이를 바탕으로 선행연구에서는 다양한 알칼리 자극제를 사용한 해결방안을 제시해왔다. 알칼리 자극제는 강알칼리성 물질이기 때문에 위험성이 존재하며, 비용이 고가인 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 고로슬래그의 초기 수화반응성을 향상시켜 고로슬래그를 치환한 모르타르의 초기강도를 확보함과 동시에 탄산화 저항성 증가 여부를 확인하기 위한 실험을 진행하였다. 실험결과, 알칼리 수를 활용한 모르타르가 일반 배합수를 사용한 모르타르에 비해 높은 강도발현을 보였으며, 내부에 더 많은 수화생성물이 있음을 확인했다. 또한, 알칼리 수를 배합수로 활용한 모르타르가 탄산화 저항성이 높은 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권2호
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• pp.89-95
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• 2021

현재 리튬이온 배터리에 사용되는 고니켈계 양극재의 수요 증대에 따라 수산화리튬(LiOH) 제조 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 탄산리튬(Li2CO3)으로부터 수산화리튬의 제조를 위하여, 탄산리튬의 열분해를 통한 산화리튬(Li2O)의 전환 공정에 대해 연구하였다. 열처리 시 탄산리튬과 알루미나, 석영 그리고 흑연 도가니 사용에 따른 반응 메커니즘을 확인하였으며, 흑연 도가니를 사용했을 경우 온전한 산화리튬 분말을 얻었다. TG 분석 결과를 바탕으로 열처리 온도를 700℃, 900℃ 그리고 1100℃로 설정하였으며 유지시간 및 분위기를 제어하여 시약급 탄산리튬의 열처리를 진행하였다. XRD 분석 결과, 제조된 산화리튬은 질소 분위기에서 1시간 동안 1100℃의 온도로 열처리를 하였을 때 높은 결정성을 보였다. 또한 수산화리튬으로 전환하기 위해 시약급 산화리튬을 100℃에서 수반응하였다. XRD 분석을 통해 수산화리튬(LiOH)과 수산화리튬 일수화물(LiOH·H2O)이 생성됨을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.367-375
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• 2007

철근의 부식을 유발하는 임계 염소이온량에 대한 연구는 콘크리트 구조물의 건전성을 판단하고 내구성 설계 기법에 필요한 핵심적인 재료 물성치 임에도 그값이 아직도 모호한 실정이다. 임계 염소이온량에 대한 대부분의 문헌들은 임의의 시간에 실험적 방법에 의하여 전 염소이온량을 구하는데 집중하였다 또한, 다수의 문헌들은 대다수의 콘크리트에서 탄산화가 진행되고 있음에도 비탄산화된 콘크리트를 대상으로 실험하여 임계 염소이온량을 결정하고 있다. 그러나, 임계 염소이온량은 시멘트량, 시멘트계 재료의 종류, 염소이온의 고정화, 수산기이온 등과 같은 다양한 인자에 의하여 지배된다. 그러므로 다양한 배합조건에서 이러한 인자들을 고려할 수 있는 단일화된 해석적 기법의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 이러한 다양한 요인을 고려하여 임계 염소이온량의 해석적 기법을 개발하는 것이다. 배합 조건, 노출 환경, 공극수의 화학적 발현 특성, 탄산화 등과 같은 다양한 인자들이 고려되었다. Gouda의 실험적 결과인 공극수내의 $[Cl^-]/[OH^-]$의 비율을 토대로 임계 염소이온량을 구할 수 있는 해석 기법이 정립되었다. 이는 시멘트계 재료의 수화 시뮬레이션 프로그램인 HYMOSTRUC을 이용하여 질량 단위로 구해졌으며 발표된 실험적 결과 및 관련코드와 비교되었다. 본 연구의 접근 방법은 해사 혹은 해수와 같은 염소이온의 도입원 조건에 따라서 임계 염소이온량을 결정할 수 있는 합리적 해를 제공해줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.909-916
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• 2013

저온에서 소성된 산화마그네슘 분말을 치환한 MgO 콘크리트는 장기적인 팽창성을 가진다. 또한 MgO의 수화반응이 느린 속도로 장기재령까지 일어나기 때문에 매스콘크리트의 온도수축을 효과적으로 보상할 수 있다. 따라서 저온 소성한 MgO는 매스콘크리트 구조물인 댐에 주로 적용되었다. 최근 수화열 저감을 위해 매스콘크리트에 많이 사용되는 플라이애시를 사용한 MgO 콘크리트의 팽창특성에 대한 연구가 진행되어 왔지만 이러한 콘크리트의 내구성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 플라이애시 콘크리트에 저온 소성한 MgO 분말을 치환하여 MgO 분말 치환에 따른 장기재령에서의 내구특성을 확인하였다. 재령 360일까지 20, $50^{\circ}C$에서 수중 양생을 실시한 후 탄산화, 동결융해 및 염화물 확산, 황산염 침투 저항성을 평가하였다. 실험결과, MgO 분말을 치환한 시편에서 탄산화 저항성 및 염해 저항성, 황산염 침투 저항성이 다소 향상되는 것을 확인하였다. 반면 동결융해 저항성은 MgO 분말 치환에 거의 영향을 받지 않았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.537-540
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• 2008

RC 구조물은 반영구적인 재료로 인식되어 왔으나, 최근 RC 구조물의 조기 열화에 의한 문제가 보고되고 있다. 이중 내구성능 저하 요인으로서 탄산화에 의한 공극구조의 변화로 인하여 발생하는 문제에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 물-결합재비율을 0.55로 고정하고 결합재로서 보통포틀랜드 시멘트만을 사용한 (OPC), 이성분계 콘크리트로서 결합재에 고로슬래그 미분말을 50% 치환한 (BFS50), 플라이애시를 15% 치환한 (FA15), 또한 삼성분계 콘크리트로서 플라이애시 15% 및 고로슬래그 미분말을 35% 치환한 (BFS35+FA15)로 배합을 설정하였다. 또한 탄산화에 진행에 의한 공극구조의 변화로 열화요인의 작용으로 인한 $CO_2$ 및 염화물 이온의 침투 특성을 단독열화 시험과 복합열화 시험을 통해 비교 연구하여 평가를 실시하였다. 그 결과 공극구조의 변화에 따른 영향으로 인하여 염화물 이온의 침투속도가 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.439-445
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• 2016

최근 온실가스 저감 및 자원 재활용 등의 목적으로 플라이애시를 대량으로 사용하기 위한 연구가 활발히 진행되어오고 있다. 하지만, 플라이애시의 경우 생산 조건에 따른 품질 변동성이 크기 때문에 레드믹스트 콘크리트로의 대량 활용에 어려움이 있다. 본 연구에서는 국내 8개 화력발전소에서 생상되는 플라이애시를 대상으로 이를 이용한 플라이애시 모르타르에 대한 성능평가에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 플라이애시에 대한 화학분석 등의 기초물성을 분석하였으며, 이를 활용한 플라이애시 모르타르에 대한 응결, 흐름, 압축강도 발현, 건조수축 및 탄산화 특성을 분석하였다. 각 화력발전소에서 생산된 플라이애시는 사용 연료 및 연소 조건 등의 상이에 의해 플라이애시의 구성 성분과 형상이 크게 다르게 나타났으며, 이러한 이유로 플라이애시 모르타르의 응결, 흐름, 압축강도, 건조수축, 탄산화에 대한 특성에 대한 변동성이 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.153-159
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• 2018

지하구조물에 주로 발생하는 탄산화는 콘크리트 내부의 공극수의 pH감소에 따라 부식을 유발할 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이산화탄소로부터 표면을 보호하는 간단한 표면 보수방법을 통하여 구조물의 내구수명의 연장이 가능하다. 기존의 결정론적 유지관리 기법과는 다르게, 확률론적 유지관리 기법에서는 내구수명의 변동성이 고려될 수 있으나 정규분포만 다루고 있다. 본 연구에서는 정규분포 이외에 로그분포를 고려할 수 있는 수명-확률분포를 유도하였으며, 이를 기초로 다양한 수명-확률분포 함수를 고려한 보수비 산정기법을 제안하였다. 제안된 기법은 초기의 내구수명 분포 또는 보수재를 통하여 연장된 내구수명 분포가 정규 또는 로그분포를 가질 경우 목표내구수명의 연장에 따라 확률론적 기법을 통하여 보수비를 평가할 수 있다. 보수를 통한 내구수명이 로그분포를 가질 경우 효과적으로 보수비를 감소시킬 수 있으며, 장기 실험 또는 실태조사를 통하여 내구수명 분포가 정의될 수 있다면 더욱 합리적인 유지관리 계획을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.458-466
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• 2023

우리 주변의 구조물들은 시간이 지남에 따라 환경적, 화학적 요인에 의해 열화 현상이 발생하며 구조물의 성능저하 현상이 나타난다. 콘크리트 구조물의 가장 큰 열화 현상 원인으로 탄산화, 염해, 동결융해 현상이 있다. 이러한 열화현상에 대하여 다양한 보수공법이 있다. 그러나 기존의 보수 공법에 대한 연구 및 기술개발은 꾸준히 진행되어 왔으나 보수재료와 기술의 정확성 및 실효성 검증은 크게 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 다양한 제조사의 보수재료에 관하여 재료 성능 평가를 수행하였고, 이를 바탕으로 균열과 가장 밀접한 공법에 사용되는 함침제와 에폭시를 적용 하여 탄산화, 염해, 동결융해에 대하여 내구성능 평가를 수행한다. 이 결과 탄산화와 염해는 대략 2배의 성능 개선과 동결융해의 경우 5 %의 보수 성능 향상을 나타낸다. 이처럼 추구 구조물 보수 시 환경적, 화학적 요인에 따라 적절한 보수를 실시한다면 철근 부식을 방지하는데 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.340-345
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• 2010

국내의 건축물은 강한 내력을 갖기 위해 사용되는 HSC빈도가 점진적 증가하고 있으며, HSC로 시공되어진 건축구조물에서의 화재 발생시 폭렬현상의 문제점이 대두되고 있다. 이에 국내외에서 폭렬현상에 대한 연구들이 진행되었고, 이를 통해 폭렬현상에 원인을 알게 되어 이를 토대로 폭렬 방지 방안을 세웠다. 이에 따라 폭렬현상의 원인 중 합수율이 있으며, 이는 콘크리트가 함유하고 있는 수분으로 고온시에 팽창하여 폭렬현상의 매커니즘이 형성된다. 또한 이러한 함수율이 폭렬 발생에 미치는 영향을 크게 하는 요인으로 탄산화와 양생방법이 있다. 우선 탄산화는 반응을 일으킬 경우, 생성물이 공극을 채워 고온시 팽창된 수분이 외부로 나가는 것을 방해하여 수증기압을 축적시키고, 양생방법에 따라 함수율이 달라지게 되어 고온시 팽창될 수분의 양을 결정하게 된다. 특히, 함수율에 의해 발생되는 폭렬을 방지하기 위해 고강도 콘크리트 내부의 수분을 제거하는 강제건조를 하거나 팽창된 수분이 빠져나갈 곳을 만들기 위해 고온에서 녹는 PP섬유를 사용해 공극을 만들어주는 방법이 있다. 따라서 본 연구는 HSC의 폭렬현상방지 대책을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.