• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.261-267
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• 2015

본 연구에서는 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 개발을 위해 고로슬래그 미분말(GGBFS)을 65%까지 치환한 물-결합재비 23%의 고강도 콘크리트를 대상으로 압축강도 발현 특성과 내구성을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 GGBFS를 65% 혼입한 고강도 콘크리트의 압축강도는 재령 3일까지는 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)만을 사용한 콘크리트보다 낮지만 재령 7일 이후부터 더 높아지는 것으로 나타났으며, 강도의 증가와 함께 공극구조가 더 치밀해짐으로써 염소이온 투과 저항성이 커지고, 이로인해 별도의 공기연행 없이도 우수한 동결융해 저항성을 확보할 수 있으며, 수산화칼슘의 감소에도 불구하고 우수한 탄산화 저항성을 나타냈다. 반면 실리카퓸(SF)을 GGBFS와 함께 혼입하면 GGBFS만 혼입한 경우보다 강도는 낮아지고 염소이온 투과 저항성이 낮아지는 것으로 나타났다. 따라서 향후 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트에서의 SF의 반응에 대한 심층적인 연구가 요망된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.585-593
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• 2021

본 연구에서는 고강도 시멘트 복합체의 배합조건에 따른 압축강도 발현 특성을 분석하기 위해 물/결합재비, OPC 대비 실리카 흄의 함량 및 단위 결합재량을 변수로 총 64개의 배합조건과 2종류의 양생 조건으로 배합실험 및 압축강도 측정을 실시하였다. 일반적인 OPC 콘크리트와 유사하게 물/결합재비의 증가는 고강도 시멘트 복합체의 압축강도를 감소하는 것으로 나타났으며, 상온 양생 시편의 경우 재령일에 따른 압축강도 증가가 뚜렷하게 발생하는 것으로 조사되었다. 하지만 고온 양생을 실시하는 경우 재령일에 따른 압축강도 증가는 관찰되지 않았다. OPC 대비 실리카 흄의 함량이 25%에서 15%로 낮아지는 경우 강도 변화는 미미한 것으로 조사되었으나, 15%에서 0% 감소하는 경우 뚜렷한 강도 감소가 식별되며, 물/결합재비가 낮은 경우 이러한 현상은 더욱 두드러지는 것으로 조사되었다. 단위 결합재량의 840kg/m³인 경우 압축강도 발현이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 실리카 흄 함량이 낮은 경우 단위 결합재량 감소에 따른 압축강도 저하가 뚜렷해지는 것으로 조사되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.85-92
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• 2009

콘크리트는 생산과정에서 다량의 이산화탄소를 배출하는 시멘트를 사용하기 때문에 반친환경적 재료로 인식되고 있다. 하지만 콘크리트는 사용기간 중 탄산화 과정을 통하여 대기중의 이산화탄소를 흡수한다. 이에 본 연구에서는 기존문헌 고찰을 통하여 1) 콘크리트 내 탄산화 가능한 물질의 농도, 2) 탄산화된 콘크리트의 체적, 3) 이산화탄소 분자량을 이용, 탄산화를 통한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량의 정량적 산출 방법을 제시하였다. 또한 콘크리트 생산에 사용되는 재료들의 이산화탄소 배출량 자료를 이용하여 단위 콘크리트 생산에 따른 이산화탄소 배출량을 정량적으로 산출하였다. 이러한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량 및 배출량의 정량적 산출방법을 이용하여 실제 사용중인 아파트 건축물 1동을 대상으로 하여 콘크리트의 생산에 따른 배출량과 사용기간에 따른 이산화탄소 흡수량을 정량적으로 산출하여 이산화탄소의 배출량-흡수량 평가를 실시하였다. 그 결과 건축물을 40, 60, 80년 사용시, 사용된 콘크리트의 이산화탄소 배출량 대 흡수량의 비율이 3.65, 4.47, 5.18%로 나타났다. 본 연구는 콘크리트 생산 및 사용에 따른 이산화탄소 배출량-흡수량의 정량적 산정방법에 연구의 목적을 두었으며 이산화탄소 배출량-흡수량 평가 결과 구조물을 80년 사용할 시 약 5.18%로 그 값이 미비하였으나 시멘트의 혼화재 치환율 증가를 통한 배출량 저감과 탄산화 체적 증가를 통한 이산화탄소 흡수량 증가를 통해 배출량-흡수량을 향상시킬 수 있으며, 향후 콘크리트의 이산화탄소 배출량-흡수량 평가에 본 연구의 방법이 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.695-702
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• 2005

라텍스개질 콘크리트는 라텍스의 첨가로 인하여 콘크리트의 내구성을 개선하는 것으로 알려져 있으며, 투수저항성이 크게 향상되는 것으로 연구되었다. 본 연구에서는 SBR 라텍스 혼입에 따른 콘크리트 내부 공극 구조의 변화를 연구하고자 화상분석법을 이용하여 라텍스개질 콘크리트의 W/C비, 라텍스 함량, 시멘트 종류에 변화를 주어 간격계수, 경화 후 공기량, 공극 직경에 따른 공극 분포 및 공극 구조 상태 분석 등을 파악하였다. 또한, 라텍스 첨가에 따른 내부 공극 구조 특성과 투수저항성과의 상관성을 비교하였다. 라텍스개질 콘크리트는 내부 공극 분석 결과, 동일 물-시멘트비 조건에서 AE감수제를 사용한 OPC에 비해 더 우수한 연행공극 효과가 있는 것으로 분석되었다. 초속경시멘트는 $100{\mu}m$ 미만의 연행공극의 수가 4배 이상 증가하였다. 조강 시멘트는 SBR 라텍스로 인하여 $50{\sim}500{\mu}m$ 범위의 미세 연행 공기량이 약 7배 이상 증가되는 현상을 나타내었다. 그러나 투수성에 있어서는 낮은 간격계수에도 불구하고 높은 투수저항 특성을 나타내었다. 내구성에 있어서 라텍스개질 콘크리트에서는 공극 구조의 영향보다는 라텍스 폴리머 필름에 의한 영향이 더 큰 것으로 판단되었다.

• Computers and Concrete
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• 제16권2호
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• pp.261-274
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• 2015

This study established the standard recommended values and expansion fracture threshold values for the content of steel slag in controlled low-strength materials (CLSM) to ensure the appropriate use of steel slag aggregates and the prevention of abnormal expansion. The steel slags used in this study included basic oxygen furnace (BOF) slag and desulfurization slag (DS), which replaced 5-50% of natural river sand by weight in cement mixtures. The steel slag mortars were tested by high-temperature ($100^{\circ}C$) curing for 96 h and autoclave expansion. The results showed that the effects of the steel slag content varied based on the free lime (f-CaO) content. No more than 30% of the natural river sand should be replaced with steel slag to avoid fracture failure. The expansion fracture threshold value was 0.10%, above which there was a risk of potential failure. Based on the scanning electron microscopy (SEM) analysis, the high-temperature catalysis resulted in the immediate extrusion of peripheral hydration products from the calcium hydroxide crystals, leading to a local stress concentration and, eventually, deformation and cracking.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.540-548
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• 2002

본 연구는 굴양식장이 위치한 연안일대에 대량 방치되어 미관상 저해요인은 물론 환경오염의 요인이 되고 있는 폐굴패각을 수거하여 콘크리트 골재로써의 활용성을 검토하고 나아가 경량콘크리트 및 속빈 콘크리트 블록의 제조가능성을 살펴봄으로써 환경오염 방지 및 자원재활용을 추구하기 위한 기초적 실험자료를 제시하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 굴패각 자체에 대한 물리ㆍ화학적 특성을 분석한 후 재령에 따른 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 재료 및 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과 굴패각의 혼입으로 인한 새로운 화학반응이나 이상물질의 생성은 없는 것으로 판단되며, 일반골재에 대한 굴패각 대체율이 증가함에 따라 강도 및 작업성 문제가 발생하나 혼화제 및 석분의 사용으로 해결 가능한 것으로 판단된다. 강도 및 작업성 측면에서 10~13mm정도가 굵은골재로써 굴패각의 최적입경으로 나타났으며, 굵은골재 대체율이 50% 일 경우 단위용적 중량이 1993kg/㎥으로 약 10%정도의 경량화가 가능한 것으로 나타났다. 실제 속빈 콘크리트 블록을 제작하고 품질시험을 실시한 결과 잔골재의 50%를 굴패각으로 대체 사용하여도 강도 및 흡수율 기준을 거의 만족하는 것으로 나타나 충분한 활용성이 기대된다. 추후 내구성 및 경제성 등에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권4호
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• pp.341-348
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• 2017

콘크리트 포장도로는 동절기 제설제에 의한 내구성 저하가 심각한 위협으로 거론되고 있고 그 보수에도 많은 비용이 소요되고 있다. 따라서 이러한 콘크리트 포장재에 대한 적절한 보수 대책의 마련과 이에 활용될 우수한 성능의 보수 재료가 요구되고 있는 상황인데, 본 연구에서는 국내에서 개발된 인산마그네슘 세라믹(Magnesium phosphate ceramics)을 대상으로 압축강도 특성 및 염소이온 침투 저항성, 길이변화 특성을 평가하여 국내 콘크리트 포장 도로의 보수 재료로 적용 가능성을 검토하였다. 평가 결과 모르타르의 유동성은 190mm의 평범한 수준을 나타내었으나 다소 점성이 높고 재료 자체의 흐름성은 크지 않았다. 응결 시간은 12분으로 매우 빠른 경화가 이루어졌으며 이에 따라 신속한 작업이 요구되었다. 모르타르의 압축강도 성능은 2시간에 38.4MPa, 24시간에 73.8MPa, 28일에 111.0MPa로 재령 초기부터 높은 수준을 나타내었다. 염소이온 침투 저항성 시험 결과 모르타르의 경우 143 Coulombs, 콘크리트의 경우 173 Coulombs으로 매우 우수한 수준을 나타내었다. 콘크리트의 길이변화 시험 결과는 재령 40일까지 $60{\times}10^{-6}$ 이하로 완만하게 감소하였으며, 보통의 시멘트 콘크리트의 길이변화 수준과 비교할 때 1/10 이하의 수준으로 우수한 체적안정성을 확보하고 있었다. 이상과 같이 인산마그네슘 세라믹은 우수한 강도 성능과 염소이온 침투 저항성, 체적 안정성을 보유하고 있음을 확인하였고, 향후 작업 시간이나 작업성에 대한 개선이 요구되며, 현장 적용시에는 이러한 부분에 대한 주의가 필요하다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권1호
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• pp.53-61
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• 2020

본 연구는 시멘트 대비 산업부산물을 90% 이상 대체한 친환경 결합재를 이용하여 저강도·고유동을 갖는 지반보수용 기포콘크리트 소재를 개발하기 위한 연구로서, 산업부산물을 다량 활용시 발생하는 기포콘크리트의 초기 침하율 및 체적변화를 개선하기 위하여 CSA(Calcium sulfo aluminate)를 소량 대체하여 기초특성을 평가하였다. 기포콘크리트용 친환경 결합재 대비 CSA의 대체율은 2.5, 5, 10%로, 굳지않은 특성, 경화특성, 공극구조 및 수화물을 분석하였다. 실험결과 친환경 결합재 사용시의 높은 침하깊이를 CSA 2.5% 사용만으로도 개선할 수 있었으며, 그로인해 경화 후에도 타설된 시험체의 상중하의 중량편차도 개선되었다. CSA 첨가에 따라 공극구조도 작고 균일한 사이즈의 독립기포 형성에 기여하였으며, 초기강도는 개선되었다. 그러나 CSA의 혼입률의 증가에 따라 장기강도는 감소하였으나, 5% 이하를 사용할 경우 목표강도를 만족하였다. 이로써 산업부산물을 다량 활용한 친환경 결합재에 CSA의 2.5% 첨가만으로도 목표성능의 저강도 고유동을 갖는 지반 보수용 기포콘크리트 제조가 가능한 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.449-455
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• 2022

콘크리트는 가장 많이 사용되는 건설재료이다. 콘크리트의 비교적 높은 자중은 압축강도 발현과 수축저항성에서 이점을 갖지만, 초장대교량이나 초고층빌딩에 적용되기에는 구조물 자체의 무게가 큰 폭으로 증가하게 되어 거대 구조물의 형상을 제약하는 조건이 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하고자, 경량골재를 사용하는 경량 콘크리트 개발이 많이 진행되어 왔으나, 경량 골재의 경우 다공질 구조로 인해 자체 강도가 작기 때문에, 일반적으로 경량 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해서 낮은 강도를 가지게 된다. 본 연구에서는 기존의 경량 콘크리트의 한계점을 극복한 경량을 유지하면서 고강도를 만족시키는 건설재료를 개발하고자 하였다. 중공 유리 마이크로스피어를 낮은 물-시멘비율의 매트릭스에 다량으로 사용하는 방법을 적용해 보았으며, 네 가지 다른 종류의 마이크로스피어를 사용하여 그 적용성을 살펴보았다. 실험결과, 마이크로스피어의 종류와 관계 없이 밀도 1.7 g/cm³를 유지하면서 압축강도 60 MPa와 80 MPa를 각각 상온양생과 고온양생 조건에서 만족하는 것을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.65-75
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• 2017

C-S-H 상은 시멘트 페이스트의 50~60%를 차지하는 중요한 수화생성물로서, 시멘트 페이스트의 공학적 특성을 결정짓는 가장 중요한 역할을 한다. 이것은 C-S-H 상이 본질적으로 안정되거나 강한 재료라서가 아니라 시멘트입자와 같이 결합하여 연속적인 레이어 층을 형성하기 때문이다. 결합상으로서 C-S-H 상은 나노 단위의 구조로부터 기인하는데, 내구성 측면에서는 염소이온의 흡착을 유발하는 것으로 알려져 있지만 그 메커니즘은 여전히 불분명하다. 그래서 본 연구에서는 C-S-H상이 염소이온 흡착에 미치는 거동을 살펴보고자 하였다. 본 연구의 목적은 다양한 Ca/Si 비율을 갖는 C-S-H 상이 염소이온을 흡착하는 시간의 존적 거동을 고찰하여 염소이온 고정화의 메커니즘을 구명하는 것이다. C-S-H 상은 순간적 물리흡착, 물리 화학적 흡착, 그리고 화학적 흡착의 3단계로 구분되어 순차적인 흡착거동을 보였는데, 순간적으로 흡착되는 표면착물량은 C-S-H 표면 대전체와 염소 이온간의 전기 상호작용에 의한 물리적 흡착에 의하여 발생한다. 높은 Ca/Si 비율에서 C-S-H 표면전하는 커지기 때문에 물리적 흡착은 커지지만 화학적 흡착은 오히려 작아지는 것으로 나타났다. 이는 C-S-H 표면에 물리적 흡착된 염소이온에 의하여 염소이온이 침투하지 못하고 화학적 흡착력까지 저하되기 때문으로 생각된다. 따라서 최대 염소이온 흡착력은 Ca/Si 비율 1.5에서 형성되었다.