• 제목/요약/키워드: Cement Zero

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환원슬래그를 사용한 모르타르의 저온에서의 초기동해 방지에 관한 기초적 실험 (A Fundamental Experiment on Preventing Frost Damage at Early Age of Mortar in Low Temperature using Reduction Slag)

  • 민태범;문영범;김형철;최현국;김재영;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 본 연구에서는 $-5^{\circ}C$이하에서도 가열 양생이 없이 수화 반응시 수화열이 높게 발생되는 환원슬래그를 시멘트 분체와 치환사용 하여 영하의 온도에서도 콘크리트의 자체 발열로 인해 압축강도를 재령 3일 이내 5MPa를 발현시켜 초기동해를 방지시키는 것이 최종 연구의 목적이며 이에 대하여 환원슬래그의 물리적 특성 평가와 열적 특성 평가를 실시한 결과 환원슬래그는 높은 수화열을 발생시키기 때문에 저온에서도 압축강도 발현이 우수함을 알 수 있었다. 이는 환원 슬래그의 성분 중 $C_{12}A_7$$C_3A$에 의해 수화열이 높게 발생됨 저온에서도 압축강도가 발현되는 것으로 나타났다. 하지만 환원슬래그 단독 치환하였을 경우 $SO_3$함량 부족으로 급결이 발생하는 것을 알 수 있었다. 급결을 방지하기 위해서는 석고의 사용이 필수적으로 사용되어야 한다. 따라서 본 연구 결과 환원슬래그와 석고를 3성분계로 사용하였을 경우 저온에서도 재령 3일에서 5MPa 압축강도를 나타나는 것으로 보아 저온에서도 콘크리트의 초기동해를 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

Cementing failure of the casing-cement-rock interfaces during hydraulic fracturing

  • Zhu, Hai Y.;Deng, Jin G.;Zhao, Jun;Zhao, Hu;Liu, Hai L.;Wang, Teng
    • Computers and Concrete
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    • 제14권1호
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    • pp.91-107
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    • 2014
  • Using the principle of damage mechanics, zero-thickness pore pressure cohesive elements (PPCE) are used to simulate the casing-cement interface (CCI) and cement-rock interface (CRI). The traction-separation law describes the emergence and propagation of the PPCE. Mohr-coulomb criteria determines the elastic and plastic condition of cement sheath and rock. The finite element model (FEM) of delamination fractures emergence and propagation along the casing-cement-rock (CCR) interfaces during hydraulic fracturing is established, and the emergence and propagation of fractures along the wellbore axial and circumferential direction are simulated. Regadless of the perforation angle (the angle between the perforation and the max. horizontal principle stress), mirco-annulus will be produced alonge the wellbore circumferential direction when the cementation strength of the CCI and the CRI is less than the rock tensile strength; the delamination fractures are hard to propagate along the horizontal wellbore axial direction; emergence and propagation of delamination fractures are most likely produced on the shallow formation when the in-situ stresses are lower; the failure mode of cement sheath in the deep well is mainly interfaces seperation and body damange caused by cement expansion and contraction, or pressure testing and well shut-in operations.

알칼리 활성 슬래그 콘크리트를 사용한 RC 보의 전단거동 (Shear Behavior of RC Beams Using Alkali Activated Slag Concrete)

  • 최성;이광명;유성원
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.58-63
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    • 2015
  • 현재까지 알칼리 활성화제를 사용한 무시멘트 콘크리트의 연구는 슬럼프, 강도 및 내구성 등 기본적인 재료성질에 대해서 주로 수행되어져 왔다. 그러나 알칼리 활성화제를 사용한 무시멘트 콘크리트의 구조부재에의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 50MPa급 알칼리 활성 슬래그 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보시험체 6개를 제작한 후, 전단실험을 수행하였다. 실험과 해석에 의해 얻은 공칭전단강도는 전단철근이 배치되어 있는 시험체에서는 최대 18% 정도의 차이를 보이나, 전단철근이 없는 시험체에서는 최대 31% 정도의 차이를 보였으며 또한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 설계전단강도에 비하여 전단강도 실험값이 22~57% 정도 크게 나타나 전단설계식이 상당히 안전측임을 알 수 있다.

시멘트계 합성물질을 이용한 비소 오염 토양의 고형화/안정화 (Solidification/Stabilization of Arsenic Contaminated Soil Using Cement-Based Synthesized Materials)

  • 김란;홍성혁;정방미;채희훈;박주양
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.59-65
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    • 2012
  • 본 연구에서는 비소 오염 토양의 비소 처리를 위해 고형화/안정화 공법을 적용하였으며, 4가지 종류의 바인더(시멘트, 영가철(Zero Valent iron, ZVI), monosulfate와 ettringite(시멘트계 합성물질))를 이용하였다. 1 N HCl 용출법을 통해 비교한 결과 바인더 함유량 20%에서, 시멘트(71.41%) > monosulfate(47.45%) > ettringite(46.36%) > 영가철(33.08%)의 비소가 용출되었다. 또한, 시멘트에 첨가제(monosulfate, ettringite, calcium sulfoaluminate, CSA)를 혼합하여 바인더를 제작하여 비소 저감 능력을 평가하였다. 1N HCl 용출법을 통해 비교한 결과 3가지 혼합바인더 모두 혼합비 4:1에서 최대의 비소농도 저감효과를 나타냈으며, CSA(86.27%) > monosulfate(84.78%) > ettringite(84.71%) > 시멘트(71.41%)의 비소를 안정화하여 기존의 시멘트만 단독으로 사용했을 경우보다 더 높은 비소(As(V)) 저감 능력을 가지고 있는 것으로 평가된다.

잔골재 종류에 따른 고로슬래그 미분말 모르터의 응결시간 및 강도발현 특성 (The Setting Time and Strength Development of Blast-Furnace Slag Powder Mortar According to Kinds of Fine Aggregate)

  • 최현규;김영희;손호정;이향재;한민철;한천구
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2011년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.251-252
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    • 2011
  • This study is to investigate experimentally the strength properties of mortar using recycled fine aggregates(RA) and blast furnace slag powder(BS) without cement according to type of fine aggregate. In the results of the study, compressive strength of RA was the highest. It can be considered that the results are due to the reaction of the non-hydration cement in RA to the latent hydraulicity reaction of the BS.

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시멘트 산지 및 자기발열분체 사용에 따른 모르타르 및 콘크리트의 저온에서의 압축강도성능 평가 (Evaluation on Compressive Strength of Mortar and Concrete at Early Age Using Variable Cement and Self-heating Binder)

  • 홍석범;김우재;유조형
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.152-153
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    • 2016
  • In this research, we evaluate the performance for preventing frost damage at early age of mortar using variable cement and self-heating binder. Purpose of final research is preventing freezing and thawing by making the compressive strength 5MPa in 3days below zero temperature without heat curing. We compare the compressive strength of mortar and concrete using variable cements and self-heating binder in low temperature.

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순환잔골재와 플라이애시를 사용하는 무 시멘트 모르타르의 특성에 미치는 순환골재 미분말의 영향 (Effect of Recycled Aggregates Powder on the Properties of Zero Cement Mortar Using the Recycled Fine Aggregates and Fly-Ash)

  • 박경택;손석헌;한천구
    • 한국건축시공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.161-168
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    • 2012
  • 본 연구는 지반매립재 용도를 대상으로 무 시멘트 상태에서, RA 사용 FA 모르타르의 특성에 미치는 RP 치환율의 영향을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, W/B 및 공기량은 RP 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도는 재령 14일 이전 초기 재령에서는 강도가 거의 발휘되지 못하였으나, 재령 14일을 기점으로 28일에 이르러서는 약 1.5~2.0 MPa 정도의 강도 값을 나타내었다. 양생온도 $20^{\circ}C$의 경우 RP 치환율 100 %를 제외한 모든 수준에서 순수 FA에 비해 RP 치환율이 증가할수록 강도는 증가하였는데, RP 25 %에서 최고 강도값을 나타내었다. 양생온도 $35^{\circ}C$에서는 $20^{\circ}C$보다 RP 치환율이 작을수록 온도의존성이 큰 것으로 나타났다. 한편, SEM분석결과, 순수 FA에서도 일정 재령이 경과하면 RA의 알칼리 자극으로 포졸란 반응이 생성되어 조직이 치밀화됨을 확인할 수 있었고, RP 치환율 25 %일 때 RP의 미수화 시멘트 입자의 수화 및 FA의 포졸란 반응으로 수화물이 가장 밀실하게 생성되었다.

탄소 제로화를 위한 혁신 기술 연구: 건설 및 콘크리트 산업에서의 이산화탄소 저감 방안 동향 (Research on Innovation Technologies for Zero Carbon: Carbon Dioxide Reduction in Construction and Concrete Industries)

  • 김주현;박정준;김종규
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권4_2호
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    • pp.549-563
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    • 2022
  • Continuous global warming is causing ecosystem destruction and direct damage to human life. The main cause of global warming is greenhouse gases, which account for more than 90 % of carbon dioxide. The leaders of each country signed the Paris Agreement at the United Nations Convention on Climate Change (UNFCCC) to reduce greenhouse gas emissions. Currently, the total amount of CO2 emitted from South Korea is 664.7 million tons as of 2018, ranking eighth in the world. 37 % of South Korea's total CO2 emissions come from the construction & building field, especially the cement production, which is a construction material. Carbon reduction technologies can be largely divided into four types: carbon reduction (CC), carbon reduction and storage technology (CCS), carbon reduction and utilization technology (CCU), and carbon reduction, storage and utilization technology (CCUS). Overseas, CCUS technology is mainly applied to reduce and store CO2 emitted from construction and construction field. A technology for permanently storing CO2 through mineralization by capturing CO2 and utilizing CO2 into a cement production process was developed, and this technology is applied to the entire cement industry. However, the development of CCUS technology applicable to the cement industry is still insignificant in South Korea. In this study, carbon dioxide reduction technology and methods for reducing carbon dioxide emitted during the cement manufacturing process, which is the main component of concrete mainly used in civil engineering construction, were investigated. Overseas, it has reached the commercialization stage beyond the demonstration stage as a way to reduce carbon dioxide by vomiting carbonation reactions. Accordingly, if carbon dioxide reduction plan technology generated during cement manufacturing is developed based on domestic technology differentiated from foreign technology, it is expected to contribute one more step to the carbon neutrality policy.

플라이애시 기반 지오폴리머 모르타르 개발 (Development of Geopolymer Mortar Based on Fly Ash)

  • 고경택;류금성;이장화
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.119-126
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    • 2012
  • 포틀랜드 시멘트는 전 세계적으로 매년 15억 톤을 생산하고 있으며, 이로 인해 전체의 배출량에 7% 이상의 $CO_2$ 가스 배출로 많은 지구환경을 지속적으로 오염을 시키고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 한편 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시를 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 $CO_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시를 100% 사용한 지오폴리머 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제와 양생조건 등이 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, $60^{\circ}C$에서 48시간 동안 양생을 한 다음 기건양생을 실시할 경우 재령 28일에서 압축강도 70 MPa의 지오폴리머 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

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시멘트 종류별 무기단열재용 경량 경화체의 특성 (Properties of lightweight matrix for inorganic insulation by cement types)

  • 임정준;편수정;이상수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.222-223
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    • 2018
  • Recent government policies are increasing interest in zero-energy housing, a building that minimizes energy consumption (90% reduction). As the importance of building passive performance is emphasized, the role of insulation is increasing as a way to reduce indoor heat loss in order to minimize the use of cooling and heating energy. There are two main types of insulation. Organic insulation is widely used for various construction structures such as construction and industrial due to some merits such as the convenience of construction and construction cost. However, it has been pointed out as a main cause every time a fire accident occurs, Jecheon Sports Center', the fire damage of buildings caused by the use of organic insulation materials is expanding to social problems, so it is urgent to research on nonflammable inorganic insulation materials.

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