• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2016

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은골재를 사용하여 콘크리트의 압축강도 수준(20, 35, 50 MPa)에 따라 순환 굵은골재의 혼입률 변화가 콘크리트의 염화물 확산특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 유동성(슬럼프)은 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 나타내는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 국내에서 생산되는 순환골재의 양호한 입형이 유동성 개선에 기여한 것으로 판단된다. 또한, 순환 ?은 골재의 치환율 변화에 따른 압축강도는 순환골재 혼입률이 증가할수록 약 9~10% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 염화물 확산계수는 순환골재 혼입률이 증가함에 따라 최대 144%까지 증가하는 결과를 나타냈으며 낮은 강도 수준의 콘크리트 일수록 순환골재 활용에 따른 내염성 저하 정도가 큰 것으로 나타났다. 강도가 증가할수록 순환골재 혼입에 따른 영향은 감소되어, 고강도 영역에서는 일반 콘크리트와 유사한 염화물 확산 특성을 발현하는 것으로 분석되었다. 따라서 순환골재를 콘크리트용 재료로 대량 활용하기 위해서는 콘크리트의 내염성 개선을 위한 혼화재료의 적용 또는 배합설계상 조정을 통한 강도의 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.66-74
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• 2016

본 연구는 고로슬래그 미분말 (GGBFS),플라이애시 (FA) 그리고 실리카 퓸( SF)을 각각 세 종류와 네 종류로 시멘트와 혼합한 다성분계 시멘트의 특성 연구에 관한 것이다. 물-결합재 비는 0.45 이다. 본 연구에서는 혼화재료를 시멘트의 50%와 60% 비율의 두 가지로 치환하였으며, 각 배합에 대해서 GGBFS는 20~40%, FA는 5~35% 그리고 SF는 0~10%를 배합하여 기초특성에 관한 실험을 수행하였다. GGBFS/FA 비와 SF 치환율에 따른 다성분계 시멘트에 대해 압축강도, 물 흡수율, 초음파 속도 (UPV), 건조수축 그리고 XRD 분석을 수행하였다. 실험결과 SF를 치환함에 따라 흡수율은 감소하고 압축강도, UPV와 건조수축은 증가하였다. 이러한 압축강도, 흡수율 그리고 UPV 등의 결과는 SF의 혼합률이 증가함에 따라 용출된 수산화칼슘을 소비하여 CSH의 형성에 기여하기 때문이다. 각 SF 혼합률에서 GGBFS/FA 비가 증가함에 따라 강도, 흡수율 그리고 UPV도 증가하였다. GGBFS/FA 비와 강도, 흡수율, UPV는 선형적인 관계를 나타내었다. 본 연구를 통해 GGBFS/FA비와 SF 치환율은 다성분계 시멘트의 기초 특성에 중요한 요소임을 발견할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5C호
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• pp.171-185
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• 2011

레디믹스트(Ready-mixed) 숏크리트는 전문공장에서 원재료를 건조배합 형태로 생산하여 시공현장으로 운반 및 타설되는 재료로서, 확실한 골재 품질관리가 가능하며 규격화된 재료 사용으로 시공 품질 개선이 가능하다. 특히, 현장 배치플랜트의 축소 혹은 생략이 가능하기 때문에, 설치비용 절감 및 부지확보로 인한 민원과 환경문제를 해결할 수 있는 추가적인 장점이 있다. 본 연구에서는 숏크리트 성능 향상을 위한 방법으로 혼화재 및 급결제에만 국한되어 있던 기존 연구방향을 벗어나, 골재 자체의 품질 개선을 통해 숏크리트 성능을 향상시키고자 하였다. 기초 연구에서는 국내 숏크리트 시공실태 및 공급골재의 품질파악을 실시하였고, 현장실험을 통해 레디믹스트 숏크리트의 굵은 골재 최대치수를 8mm로 결정하였다. 또한, Pilot Plant Test를 실시하여 공장생산 공정의 재료분리 현상을 최소화 하고자 하였고, 현장실험을 통해 강섬유와 동일 수준의 휨인성을 발휘할 수 있는 합성섬유의 최적 혼입량과 고로슬래그 미분말의 최적 치환율을 도출하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.82-93
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• 2024

시멘트 산업은 클링커 생산 과정에서 약 60 % 이상의 CO₂가 발생하며 이러한 많은 양의 CO₂를 효율적으로 저감 시키기 위해 범세계적으로 시멘트 대체 재료가 활용되고 있다. 대표적으로 활용되는 시멘트 대체 재료는 고로슬래그와 플라이애시가 있으며, 이들은 시멘트 산업을 비롯한 콘크리트용 혼화재료, 지반 고화재 등 다양한 산업에서도 활용되고 있다. 하지만, 각 산업의 탄소중립 전략에 따라 향후 이들의 가용성은 낮아질 것으로 전망되고 있기 때문에 시멘트 산업의 보통포틀랜드시멘트 혼합재 함량 증대 목표를 달성하기 위해서는 새로운 시멘트 대체 재료를 활용해야 한다. 석회석은 이미 시멘트 산업에서 다량 보유하고 있는 재료로 가용성 측면에서 장점이 있으며 분쇄효율이 높아, 해외 선진국에서는 이미 포틀랜드 석회석 시멘트를 표준으로 제정하여 상용화하고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 국내 PLC의 활용 가능성을 평가하기 위해 석회석의 분말도와 치환율이 시멘트의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, 탄소중립 관점에서 CO₂ 배출량을 분석하여 시멘트의 환경 영향 평가를 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.172-180
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• 2019

이 연구에서는 CRT 폐유리의 잔골재 대체율과 재료 물성(조성)을 달리한 모르타르의 미세구조와 감마선 차폐 효율을 평가하였다. 실험 결과에 따르면 CRT 폐유리의 잔골재 대체율이 증가할수록 50nm 크기 이하와 400nm 크기 이상의 공극 볼륨이 증가하였으며, 선헝감쇠계수는 상승하고 반가층은 작아지는 결과를 나타냈다. 또한, CRT 폐유리의 대체했을 때 강도는 감소하였으나 혼화재를 치환하여 OPC 이상의 강도값을 확보할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.13-21
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• 2014

혼화재로서 고로슬래그가 콘크리트의 전과정 환경영향에 미치는 효과를 정량적으로 평가하기 위하여, 3395개의 실내 배합 및 1263개의 레미콘 배합을 분석하였다. 콘크리트의 환경영향을 평가하기 위한 전 과정 평가 방법을 요약하면, 1) 고려된 시스템 경계는 요람에서 시공 전단계까지이며, 2) 재료, 운송 및 콘크리트 생산에서의 환경부하 평가는 국가 생애주기 데이터목록을 주로 기반으로 하였으며, 3) 환경부하는 분류화, 특성화, 정규화 및 가중치 단계를 거쳐 정량적인 환경영향 지표로 환산되었다. 콘크리트 전과정 환경영향은 주로 지구 온난화, 광화학 산화생성물 및 무생물 자원고갈의 세 범주로 분류될 수 있었다. 또한, 콘크리트의 환경영향 지표들은 주로 보통 포틀랜드 시멘트의 양에 의해 결정되었으며, 고로슬래그 치환율의 증가와 함께 감소하였다. 이를 고려하여, 콘크리트의 환경영향 지표들은 단위 결합재 양 및 고로슬래그 치환율의 함수로 간단하게 모델링 될 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.239-248
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• 2019

연구목적: 본 연구는 LCD 미분말의 혼입을 통해 기존의 OPC 콘크리트와 비교하여 황산염 침식 저항성을 높이는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 연구를 위해 LCD 미분말의 치환율을 0-15%로 설정하여 콘크리트의 압축강도 및 공극률을 포함한 기초물성을 평가하고, 두 종류의 황산 용액 침지에 따른 중량, 부피 및 강도 변화를 비교분석하였다. 연구결과: LCD 미분말을 5% 치환한 경우 재령 28일에서 가장 높은 압축강도를 보였고, 특히 OPC과 비교하여 감소된 모세관 공극률은 $Na_2SO_4$ 용액에 침지한 실험결과에서 가장 적은 중량, 부피 및 압축강도 감소율을 나타냈다. 반면, $MgSO_4$에 노출된 경우, LCD 혼입은 OPC에 비해 높은 황산염 침식 저항성을 나타냈지만 혼입률에 따른 차이는 미비하였다. 결론: 본 연구를 통해 LCD 미분말 혼입에 따른 황산염 침식 저항성을 비교하였고, 해당 재료의 치환 범위 확대 및 수화물 조성 변화 분석을 동반한 장기 검증을 통해 LCD 사용가능성을 제고해야한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.133-142
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• 2008

본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC: ordinary Portland cement), 플라이애쉬(PFA: pulverised fly ash), 고로슬래그미분말(GGBFS: ground granulated blast furnace slag), 실리카퓸(SF: Silica fume)등의 각종 결합재를 적용한 시멘트 페이스트의 염소이온 고정화능력에 관하여 연구하였다. 각각의 사용 시멘트 페이스트는 40%의 물/결합재로 PFA, GGBFS 및 SF 혼화제의 각기 다른 치환률을 갖도록 하였으며 미리 혼합수내에 결합재 중량당 0.1~0.3%의 염소이온을 배합수내에 혼입 포함시켜 배합되어 제조되었다. 염소이온의 측정은 7일간 양생 후 수분 추출 방법을 이용하여 측정하였다. 실험을 통해 염소이온 고정화 능력이 결합재 종류 및 치환률에 의존하고 있음을 확인하였고, 총 염소이온량의 증가는 염소이온 고정화능력을 제한하여 결론적으로 염소이온 고정화를 감소시키고 있음을 보였다. 본 연구에서 최대 30%의 치환율을 가진 PFA와 60%의 치환률을 가진 GGBFS의 경우는 OPC보다 염소이온고정화 능력이 작았으며, SF의 치환률의 증가는 고정화를 감소시키고 있음을 확인하였으며, 이는 포졸란계 재료의 잠재 수화반응 혹은 공극수의 pH 저하등의 이유로 판단된다. 재령 7일에서의 염소이온의 고정화능력은 염해부식에 대한 저항성으로 나타내어지며, 염분을 혼입한 경우의 고정화능력의 순서는 30%PFA > 10%SF > 60%GGBFS > OPC로 나타났다. 더욱이 염소이온의 고정화 거동은 Langmuir isotherm 및 Freundlich isotherm으로 잘 표현될 수 있음을 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.463-469
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• 2016

본 연구에서는 팽창재-팽윤재-결정성장 촉진제로 구성된 자기치유 재료(SH-PO-0)와 칼슘이온 용출을 촉진하는 인산염계 혼화재(PO)를 첨가한 자기치유 재료(SH-PO-5, 15, 30)를 사용한 모르타르의 압축강도 및 투수성능을 평가하였다. SH-PO-0는 OPC 대비 28일 압축강도는 9% 감소하였지만, 투수량 감소비는 OPC 대비 현저히 낮아, 자기치유 재료의 유효성을 확인하였다. PO의 첨가량이 증가함에 따라 압축강도는 감소하고, 초기재령에서 투수성능은 개선되는 경향을 나타내었고, 적정 PO 치환율은 15% 수준이었다. SH-PO-15는 SH-PO-0 대비 28일 압축강도는 8% 이내에서 감소하였고, 초기 재령에서 투수성능이 더욱 개선되었으나, 장기재령까지 이어지지는 않았다. SEM-EDS분석에 의해 SH-PO-15의 칼슘 이온량이 더 많이 고정화되어 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.77-91
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• 2006

국내 숏크리트 관련 기술들은 지금까지 많은 발전을 이루어 왔으나 재료, 시공 및 관련 품질규격 등에서 여전히 문제들을 가지고 있다. 국외의 경우 $39.2{\sim}58.8 MPa$에 이르는 고강도 숏크리트 시공이 가능하여 터널에서 2차 라이닝의 대체나 장기내구성의 확보가 충분히 가능한 반면, 국내의 경우 설계강도가 20.6MPa 내외로 낮은 편이며 장기내구성도 신뢰하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 숏크리트의 강도 증진을 위해 고품질 혼화재와 고성능 급결제를 적용한 현장실험을 실시하였고, 유럽통합규격(EFNARC)에 의거하여 품질평가를 수행하였다. 또한, 탄산화와 동결융해의 복합인자에 의한 열화시험을 수행하여 고강도 숏크리트의 장기내구성을 평가하였다. 실험결과 알칼리 프리계 급결제를 사용한 경우 초기강도 증진율이 $90{\sim}97%$로 가장 높게 나타났고, 실리카 흄을 혼입한 숏크리트의 압축강도는 $45.2{\sim}55.8MPa$, 휨강도는 $5.01{\sim}6.66MPa$로 혼입하지 않은 경우에 비해 각각 $37{\sim}79%$, $17{\sim}61%$의 강도 증진 효과가 나타났다. 또한, 실리카 흄 치환율이 $7.5{\sim}10%$일 때 강도증진 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 특히, 실리카 흄의 치환은 강섬유 혼입에 의한 숏크리트의 열화현상을 최소한으로 감소시켜, 숏크리트의 장기내구성을 확보하는데 효과가 있음을 알 수 있었다.