• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.243-244
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• 2022

Recently, the utilization of carbon nanotubes (CNT) in cement paste has been widely investigated in terms of improving the dispersion quality and enhancing the cement paste mechanical performance. While methods of functionalizing the CNT using surfactants to disperse the nanoparticles have been studied to some extent, the literature on the effects of chemical covalent functionalization is still scarce. This work focuses on chemical functionalization of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) using acid treatment, and a consequent addition of the modified MWCNT to the cement paste. The microstructural observation and degree of the MWCNT functionalization are examined using FE-SEM. The compressive strength is measured at an age of 28 days. The results of the study suggest that the acid-functionalized MWCNT are dispersed better compared to the pristine MWCNT due to presence of functional groups. The better dispersion of the nanotubes and the attached functional groups may contribute to the refinement of the microstructure of the cement paste and hence, increase its mechanical strength.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.403-412
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• 2018

최근 순환골재의 활용에 관한 필요성이 증대되고 있으나, 순환골재의 강알칼리성으로 인해 다양한 문제들이 발생되고 있다. 순환골재의 강알칼리성은 대부분 골재 표면에 완전히 제거되지 못한 시멘트 페이스트에 의해 발현되는 것으로써 이를 해결하기 위해 이산화탄소를 활용하여 순환골재의 pH를 저감하기 위해 노력이 지속되어왔다. 그러나 기존의 이산화탄소를 이용한 처리 방법에 의해 중성화 처리된 순환골재는 시간이 지남에 따라 pH가 다시 회복된다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 반응성이 뛰어난 초임계이산화탄소의 활용을 제안하며, 이를 위해 초임계상의 이산화탄소와 수화된 시멘트 페이스트간의 반응 메커니즘을 분석하였다. 그 결과 입자 형태 및 $scCO_2$ 주입량에 따라 중성화 반응정도가 현저하게 달라지는 것으로 나타났다. 특히 powder 형태 시험체에서 $scCO_2$ 주입량이 많은 고온 고압 상태에서 중성화 반응은 활발하게 이루어졌다. 이때 시멘트의 높은 pH를 주도하는 portlandite가 대부분 calcite와 aragonite의 형태로 변환되었으며, ettringite, hemicarbonate 및 monocarbonate와 같은 calcium aluminate 수화물 또한 안정적으로 존재하지 못하고 분해된 것으로 나타났다. 반면, 10mm 크기의 수화된 시멘트 페이스트는 $scCO_2$가 시험체 내부깊이 침투하지 못하고 표면에서만 반응하여, 반응 후에도 내부에 portlandite와 calcium aluminate 수화물이 잔존한다. 이로 인해 시간이 경과할수록 내부의 portlandite가 점차 용출되어 pH가 다시 상승하는 것으로 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제14권4호
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• pp.121-129
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• 2023

본 연구에서는 시멘트 클링커 제조에 사용되는 탄산염 광물인 석회석(CaCO₃)을 이산화탄소(CO₂)가 결합되어 있지 않은 탈탄산 원료를 사용하여 제조 공정 중에 발생하는 이산화탄소(CO₂)를 저감하고자 하는 연구로 다양한 산업부산물 중 폐콘크리트에 부착되어 있는 시멘트페이스트를 이용하고자 하였다. 폐콘크리트는 골재에 시멘트페이스트가 부착되어 있는 상태로 일반적인 파·분쇄 방법으로는 효율적으로 분리하지 못하며 원골재 손상없이 시멘트페이스트만을 벗겨내기 위하여 박리·마쇄방법이 유효하다. 박리·마쇄에 영향을 주는 인자로 박리·마쇄시간, 피분쇄물 종류, 피분쇄물양으로 선정하고 실험계획법을 통해 시멘트 크링커 원료로서 탈탄산된 CaO를 함유한 폐콘크리트 미분말 제조를 위한 최적 마쇄 실험 결과, 박리·마쇄시간 7분, 피분쇄물 종류 8mm, 피분쇄물양 0.6이 폐콘크리트 미분말 생산하는데 최적조건인 것을 알 수 있었으며 생산성에 따른 경제성을 고려할 때 피분쇄물의 크기가 크고 양을 많이 할 경우 박리·마쇄시간을 단축할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.73-74
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• 2012

The elastic modulus of recycled aggregate concrete (RAC) can be evaluated by using composite models with experiment. In this study, Hashin's composite model was adapted to evaluate elastic modulus considering physical properties of recycled coarse aggregate (RCA) that mortar is attached. Elastic modulus testes for cement paste, mortar and recycled coarse aggregate concrete were carried out considering W/C and recycled coarse aggregate content rate. As a result, the elastic modulus of RAC was evaluated comparing with both experiment results and the existing estimation formula. Those can be used for further studies as a preliminary data.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.95-97
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• 2012

Recycled aggregate (RA) produced from demolished concrete waste can bring about several problems on concrete performance, when it is used as aggregate for new concrete. Because RA generally has lower quality than natural aggregate due to the residual cement paste attached on RA and various impurities. It is also very difficult to ensure that the quality of RA remains consistent, because generally RA is produced variously. Thus, in concrete recycling, it is extremely important to estimate the risk of the impurities which could affect performances of recycled aggregate concrete (RAC) focusing on the material flow of concrete waste and its recycling. This study suggests an evaluation result to expect the possibility of impurity mixing in RA production procedure. and suggests a risk evaluation model to expect the changes of RAC performances based on conventional data in Japan.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.341-348
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• 2016

현재, 해체되는 콘크리트는 연간 4000만톤에 이르고 있고, 전체 건설폐기물 중에서 60.8%로서 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 그 중의 약 97.5%는 재활용 되고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 폐 콘크리트의 사용용도는 대부분 저부가가치 산업에 머물고 있는 실정이며, 향후 건축물의 노후화로 더욱 증가하는 폐 콘크리트의 발생량을 감안하면 구조용 콘크리트로의 전용이 절실하다. 따라서, 본 연구에서는 순환 골재를 구조용 콘크리트로의 적용을 위하여 부착 이질재(시멘트 페이스트 및 모르타르)의 촉진 탄산화 개질 방법을 이용하여 순환 골재의 품질 향상을 위한 최적 개질 기간의 추정을 목적으로 한다. 선행 연구를 통해 도출된 순환 골재의 부착 이질재 두께와 각 부착 두께에 적합한 탄산화 기간을 바탕으로 촉진 탄산화 진행에 따른 공극구조 특성 및 물리적 특성 변화를 분석하였다. 그 결과, 탄산화가 진행됨에 따라 부착 이질재의 세공량과 흡수율이 감소하고, 밀도는 증가하여 품질이 향상되는 경향을 나타내었으나, 일정 재령 이후에는 경향이 역전되어 품질이 저하하는 결과를 나타내었다. 따라서, 선행 연구 결과와 본 연구 시험 결과를 종합하여 순환 잔 골재와 순환 굵은 골재의 최적 탄산화 개질기간을 각각 4일, 14일로 제안하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권5호
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• pp.457-464
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• 2013

Traditionally, the material used for the form in reinforced concrete construction has been wood or steel. But recently, aluminum forms have been widely used in wall structures such as apartment buildings. Aluminum is light, easy to handle, and economically advantageous, but the hydrogen gas created due to its reaction with the alkali component in concrete gives rise to air pockets on the concrete's surface, and deteriorates the surface's finishability. In this research, to determine the influence of aluminum material on concrete, the cement paste W/C and its chemical reactivity in alkali and acid solution were analyzed. As a prevention plan, the influence of the number of applications of calcium hydroxide and various surface coating materials was analyzed. Through the analysis, it was found that the surface voids on the aluminum form are the result of the reaction of hydrogen gas with an alkali such as $Ca(OH)_2$. This can be prevented by the surface treatment of $Ca(OH)_2$, separating material and coating material. However, poor surface form and damages to the form are expected to cause quality degradation because of the aluminum-concrete interaction. Therefore, thorough surface treatment, rather than the type of separating material or coating material, is considered the most important target of management.

• 토지주택연구
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• 제15권1호
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• pp.147-156
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• 2024

본 연구는 시멘트 클링커 제조에 사용되는 탄산염 광물인 석회석(CaCO₃)을 CO₂가 결합되어 있지 않은 탈탄산 원료를 사용하여 제조 공정 중에 발생하는 CO₂를 저감하고자 하는 연구로 다양한 산업부산물 중 폐콘크리트에 부착되어 있는 시멘트페이스트를 이용하고자 하였다. 일반적으로 시멘트용 석회석은 최소한 CaCO₃의 함유량이 80% 이상(CaO, 44% 이상)의 것을 사용해야만 시멘트 클링커의 품질을 확보할 수 있다. 하지만 폐콘크리트 미분말의 CaO 함량은 평균 20% 정도로 시멘트 클링커 원료로 사용하기 위하여 CaO 함량을 35% 이상으로 조성비를 올려줘야 이용이 가능하다. 따라서 폐콘크리트 미분말의 조성 광물 경도차이를 이용하여 경도가 상대적으로 낮은 CaO 형태의 광물을 선택적으로 분쇄하여 분급 및 체가름을 할 경우 CaO 함량을 35% 이상 상승시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 분쇄 공정을 통해 경도가 상대적으로 낮은 CaO를 함유한 광물들을 선택적으로 분쇄하여 효율적으로 CaO와 SiO₂ 외 기타 성분을 분리하는 최적 조건에 대하여 실험적 및 통계적으로 검토·분석하였다. 시멘트 크링커 원료로서 탈탄산된 35% 이상 CaO를 함유한 폐콘크리트 미분말 제조를 위한 최적 분쇄 조건 실험 결과, 분쇄 시간 5분 이내, 피분쇄물 종류 30mm, 피분쇄물양 1.0 이상이 최적 조건인 것을 알 수 있었지만 단일 입도의 분쇄물이 아닌 혼합입도의 분쇄물에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.135-142
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• 2021

본 연구에서는 기존의 낮은 순환골재 품질을 개선하기 위해 다중 회전 날개 및 가이드 판을 순환골재 파쇄장치에 설치하였다. 신기술의 파쇄 효율을 평가하기 위해 시뮬레이션 분석을 실시한 결과, 가이드판을 설치함에 따라 파쇄 드럼 내부에서 대부분의 투입물이 파쇄되고, 다중 회전 날개 및 가이드판이 파쇄물의 상승 회류를 유도하기 때문에 파쇄 효율이 높은 것으로 나타났다. 이를 통하여, 다중 회전 날개와 가이드 판을 적용한 파쇄장치는 기존 순환골재 파쇄장치보다 파쇄효율 및 경제성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 신기술로 생산한 순환골재는 기존 순환골재에 비해 골재 표면에 부착된 시멘트 페이스트 및 모르타르의 양이 적었으며, 이를 혼입한 콘크리트에서 역학적 성능 및 탄성계수 저하 현상이 감소하는 것으로 확인되었다. 하지만, 신기술로 생산한 순환골재는 표면에 남아있는 미세 시멘트 페이스트 및 모르타르로 인해 콘크리트의 탄산화 저항성이 천연골재 수준으로 개선되지는 못하였다. 따라서, 순환골재를 혼입한 콘크리트의 내구성 저하 현상을 개선하기 위한 장치 개선 또는 결합재 개발 등의 추가 연구 및 실험이 필요하다고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.314-321
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• 2024

최근 천연골재의 고갈로 순환골재의 재활용 확대가 절실한 상황에 도달하였다. 순환골재 생산 공정에서 발생된 미세균열 및 표면에 부착된 시멘트 페이스트는 순환골재 재활용의 가장 큰 걸림돌로 작용해 왔는데, 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 순환골재의 pH 저감에 효과적으로 알려진 일인산 암모늄 수용액을 활용하였다. 다양한 농도의 일인산 암모늄 수용액을 활용하여 순환잔골재의 분사 및 침지처리를 실시하였고, 처리 전 후의 물성 변화를 관찰하였으며, 최종적으로 모르타르 시험체를 제작하여 압축강도를 평가하였다. 실험 결과에 따르면, 일인산 암모늄 수용액 분사 및 침지처리를 하는 경우 순환잔골재의 흡수율은 증가하고 pH는 감소하였다. 내부의 공극 및 균열에 존재하는 수산화칼슘 및 에트링가이트는 용출되었으며, 수산화인회석의 생성으로 인해 진밀도가 상승하였다. 흡수율의 증가에도 불구하고, 모르타르 시편의 압축강도 또한 증가하였는데, 이는 분사 및 침지처리과정에서 용출된 수산화칼슘 및 에트링가이트의 제거와 순환잔골재 표면에 존재하는 미세분말의 세척으로 인한 부착강도의 증가가 주요한 원인으로 파악되었다. 일인산 암모늄 수용액의 농도가 과다한 경우(침지: 15 % 이상, 분사 20 % 이상), 모르타르의 압축강도는 저하하는 현상을 보였는데, 이는 수화생성물의 과도한 용출에 의해 증가한 흡수율과 관련된 것으로 판단된다.