• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.19-24
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• 2016

현재까지 하이볼륨 플라이애시 콘크리트의 연구는 슬럼프, 강도 및 내구성 등 기본적인 재 료성질에 대해서 주로 수행되어 왔다. 그러나 하이볼륨 플라이애시 콘크리트의 구조부재에의 적용을 위해서는 철근의 사용이 필수적이므로 그 부착특성에 대한 연구가 매우 중요하다고 할 수 있으나, 현재까지는 하이볼륨 플라이애시 콘크리트를 구조부재에 적용하기 위한 정확한 기준이나 콘크리트와 철근의 부착 특성에 관한 연구가 부족한 실정이다. 이 논문에서는 직접 인발 시험을 수행하여 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 부착특성을 파악하고, 실험결과와 기존 연구결과를 비교하여 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 부착특성을 평가하였다. 실험결과에 의하면, 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 부착거동은 일반콘크리트와 유사하게 거동하는 것으로 나타났다. 또한 기존 연구결과와 비교하면, 하이볼륨 플라이애시 콘크리트의 부착강도는 묻힘길이가 클수록 부착강도를 과소평가하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.46-51
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• 2014

본 연구에서는 단위수량 저감에 따른 하이볼륨 플라이애시 콘크리트의 강도 발현 특성을 평가하였으며, 목표강도 3수준 (40, 30 및 20MPa) 및 단위수량 변화에 따라 콘크리트를 제조하였다. 실험결과, 향상된 유동성은 50%이상의 플라이애시를 사용한 경우 플라이애시 구형 입자들의 볼베어링 효과, 플라이애시의 정전기적 반발력 및 플라이애시의 입도분포의 결과로 얻어졌으며, 이를 통하여 플라이애시 혼합이 콘크리트에 요구되는 물의 양을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 단위수량을 저감한 하이볼륨 플라이애시 콘크리트의 조기 강도는 일반적인 단위수량의 배합보다 약 66% 이상 향상되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.387-394
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• 2016

본 연구에서는 바잘트 섬유보강 콘크리트의 개발을 위한 일환의 기초적 연구로서, 바잘트 섬유 혼합에 따른 기초 품질 특성을 모르타르 수준에서 평가하였다. 실험에 사용된 모르타르 배합은 시멘트만을 사용한 배합과 플라이애시를 50% 혼합한 하이볼륨 플라이애시 배합을 사용하였으며, 비교하여 평가하였다. 실험결과, 플라이애시를 50% 혼합한 하이볼륨 플라이애시 모르타르는 시멘트만 사용한 모르타르보다 섬유 분산성을 향상시키는 효과가 있는 것으로 나타났으며, 섬유 뭉침현상이 상당히 감소되는 것으로 나타났다. 또한 플라이 애시를 50% 이상 다량 사용할 경우, 압축강도는 약 30%의 감소하는 것으로 나타났으며, 바잘트 섬유의 섬유 길이 및 혼합량은 역학적 특성보다 유동 특성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.156-162
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• 2017

국내 시멘트 산업은 시멘트 제조 시 발생되는 $CO_2$를 감축하기 위해 $CO_2$발생의 주요 요인인 클링커 대신 시멘트 대체재료 사용을 확대하기 위한 다양한 기술 개발을 위해 노력하고 있다. 이에, 최근 플라이애시를 다량 치환한 하이볼륨 플라이애시 시멘트(HVFC)에 대한 연구 가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 플라이애시의 다양한 장점에도 불구하고 낮은 조기강도 발현 특성이 플라이애시를 다량으로 활용한 바인더의 현장적용에 있어서 가장 큰 문제로 지적되고 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 플라이애시 혼입률에 따른 HVFC 페이스트의 수화 및 압축강도 특성을 파악하기 위해, 플라이애시 혼입률 0~80%의 배합을 이용하여 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 HVFC 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 중량비의 50% 이상이 플라이애시로 치환된 페이스트의 응결시간이 증가하는 경향을 보아, 플라이애시 중량비 50%는 충진 효과의 임계점으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.34-39
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• 2014

이 연구의 목적은 하이볼륨 플라이애시(HVFA) 콘크리트의 강도수준 및 플라이애시의 혼입률별로 콘크리트 내의 철근부식 및 염소이온 침투 저항성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-결합재비 및 플라이애시 혼입률에 따라 철근 상부를 노출시킨 원주형 공시체와 통상적인 원주형 공시체를 제작하였으며, 이들 각각에 대해 압축강도 및 염소이온 침투 저항성 시험과 전기화학적 방법에 의한 철근부식 촉진시험을 수행하였다. 실험 결과, 대체적으로 플라이애시 혼입률이 많을수록 HVFA 콘크리트의 압축강도는 감소하였으나, 철근부식 및 염소이온 침투 저항성은 크게 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.128-136
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• 2014

화력발전소에서 발생되는 플라이애시는 콘크리트의 첨가재로 사용되는 것이 석탄회 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 이러한 석탄회는 최근 더 이상 매립이 불가능하여 콘크리트에 다량 첨가가 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 하이볼륨 플라이애시(High Volume Fly Ash : HVFA) 시멘트 콘크리트의 연구분야는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이다. 그러나 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위하여 본 논문에서는 플라이애시 치환율 0, 35 및 50%, 압축강도 20, 40 및 60MPa 그리고 인장철근비 2수준을 실험변수로 하여 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 18개를 제작하여 이들의 휨거동을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면 플라이애시를 첨가하지 않은 일반 콘크리트(FA=0%)와 35, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재의 휨거동은 크게 차이나지 않음을 알 수 있었다. 또한 HVFAC의 휨거동을 평가하기 위하여 해석적 모델을 제안하였고, 컴퓨터 프로그램을 개발하여 실험결과와 해석결과를 비교한 결과, 거동 차이가 적어 제안된 해석 모델은 적절한 것으로 평가된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.261-266
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• 2017

본 연구에서는 플라이애시 첨가량과 콘크리트 압축강도를 실험변수로 설정하여 하이볼륨 플라이애시 시멘트를 사용한 무근 콘크리트의 2면전단거동에 관한 실험을 수행한 후, 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 전단특성을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 전단 강도의 변화는 일반적으로 알려진 것과 유사하게 압축 강도의 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났다. 콘크리트 구조설계기준(KCI, 2007)에서 제안한 콘크리트 전단강도 식은 실험결과와 유사한 경향을 보이고 있어 다량 치환된 플라이애시 시멘트 콘크리트의 전단강도는 콘크리트 구조설계기준에서 제시하고 있는 식을 준용하여도 큰 문제는 없을 것으로 예상된다. 한편 플라이애시 첨가율에 따른 다량 치환된 플라이애시 시멘트 콘크리트의 전단강도는 플라이애시 첨가율을 고려한 경우가 첨가율을 고려하지 않은 경우보다 훨씬 더 높은 상관성을 가지는 것으로 나타나, 비록 플라이애시 첨가율을 고려하지 않아도 현행 설계기준 식에 적절하기는 하지만 좀 더 상관성이 높은 식을 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.375-381
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• 2017

최근, 친환경 콘크리트에 대한 관심의 증가로, 플라이애시, 고로슬래그 미분말 및 실리카 퓸 등의 산업부산물을 혼입한 콘크리트의 사용이 증가되고 있다. 특히 이 같은 산업부산물은 콘크리트 내의 철근부식 저항성을 증가시키고 염화물이온 침투를 감소시키는 것으로 잘 알려져 있다. 이 실험연구의 목적은 시멘트량의 약 50%를 플라이애시로 치환한 하이볼륨 플라이애시 콘크리트(HVFAC)의 철근부식 저항성 및 임계 염화물량을 평가하는 것이다. 이를 위하여 철근 상부를 노출시킨 원주형 공시체의 철근부식 개시 시기를 추정하기 위하여 자연전위 측정에 의한 철근부식 모니터링을 수행하였다. 결론적으로, HVFAC의 철근부식 개시 시기는 플레인 콘크리트보다 1.2~1.3배 증가하여 철근부식 저항성이 우수한 것으로 나타났고, 플레인 콘크리트 및 HVFAC의 임계 염화물량은 각각 $0.80{\sim}1.20kg/m^3$, $0.89{\sim}1.60kg/m^3$으로 나타나, HVFAC가 플레인 콘크리트보다 1.1~1.3배 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.112-119
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• 2022

최근 탄소중립에 관한 관심이 높아지면서 건설 산업에서 하이볼륨 플라이애시 콘크리트를 사용하는 연구가 다양하게 수행되고 있다. 하지만 HVFC는 초기 압축강도가 낮은 단점이 있어, 이를 개선하기 위해 나노 소재를 활용한 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 나노 실리카는 포졸란 재료로서 이러한 조기 강도 지연을 보완할 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 나노 실리카를 HVFC에 혼입하여 초기 수화반응에 미치는 영향과 이에 따른 미세구조의 개선에 대해 조사하였다. 초기 수화반응은 응결실험과 미소수화열을 통해 분석하였고, 재령에 따른 압축강도와 열중량 분석을 진행하였다. 미세구조 개선의 효과는 수은압입법을 통해 평가하였다. 실험결과 나노실리카를 혼입하였을 때, 초기 강도가 증가하였고 미세구조가 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.95-102
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• 2022

최근, 전세계적으로 온실 가스의 저감에 관심이 높아지면서 건설 산업에서도 FA를 대량 치환하는 HVFAC의 사용을 위한 연구가 수행되고 있다. 시멘트의 수화도와 FA 반응도의 정량적인 측정은 HVFAC의 강도발현 메커니즘을 명확히 이해할 수 있게 한다. FA가 포함된 시멘트 페이스트의 수화 및 포졸란 반응은 매우 복잡하고 수화 생성물의 조성을 정확하게 결정할 수 없으므로 간단한 방법으로 반응도를 설명하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 이 연구는 재령에 따른 하이볼륨 FA 시멘트의 수화 특성을 조사하였다. 시멘트의 수화도와 FA의 반응도는 재령에 따른 선택용해법과 페이스트의 비증발 수량을 통해 평가하였다. 또한 HVFA 모르타르 시편을 이용하여 연령에 따른 압축강도를 측정하였다. 실험결과 FA의 치환율이 증가할수록 시멘트의 수화도는 증가하나 FA의 반응성은 감소하는 것으로 나타났다.