• Advances in concrete construction
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• 제6권2호
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• pp.145-157
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• 2018

This paper presents a review on the use of Silica Fume (SF) as a mineral admixture in the concrete. Distinctive outcome from several researches have been demonstrated here, particularly emphasizing on the fresh and hardened properties of concrete when blended with Silica Fume (Micro-silica or Nano-silica). The results showed a substantial enhancement in the mechanical properties of concrete when replaced with SF. The review also presented a brief idea of percentage replacement of SF in case of normal and high-strength concrete. A decreasing trend in workability (slump value) has been identified when there is a increase in percentage replacement of SF. It can be concluded that the optimize percentage of replacement with SF lies in the range of 8-10% particularly for compressive strength. However the variation of blending goes up to 12-15% in case of split tensile and flexure strength of concrete. The study also demonstrates the effect of silica fume on durability parameters like water absorption, permeability, sulphate attack and chloride attack.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권4호
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• pp.440-452
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• 2021

Enhancement of durability and reduction of maintenance cost of concrete, with the implementation of various approaches, has always been a matter of concern to researchers. The integration of pozzolans as a substitute for cement into the concrete is one of the most desirable technique. Silica fume (SF) and colloidal nanosilica (CS) have received a great deal of interest from researchers with their significant performance in improving the durability of concrete. The synergistic role of the micro and nano-silica particles in improving the main characteristics of cemented materials needs to be investigated. This work aims to examine the utility of partial substitution of cement by SF and CS in binary and ternary blends in the improvement of the durability characteristics linked to resistance for electrochemical corrosion using electrical resistivity and half-cell potential analysis and chloride penetration trough rapid chloride penetration test. Furthermore, the effects of this silica mixture on the compressive strength of concrete under normal and aggressive environment have also been investigated. Based on the maximum compression strength of the concrete, the optimal cement substituent ratios have been obtained as 12% SF and 1.5% CS for binary blends. The optimal CS and SF combination mixing ratios has been obtained as 1.0% and 12% respectively for ternary blends. The ternary blends with substitution of cement by optimal percentage of CS and SF exhibited decreased rate for electrochemical corrosion. The strength and durability studies were found in consistence with the microstructural analysis signifying the beneficiary role of CS and SF in upgrading the performance of concrete.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.33-39
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• 2024

본 연구에서는 나노소재의 콘크리트 혼화재로 사용하기에 적합한지 확인하기 위해 마이크로 실리카 및 흄드 실리카 대체율 변화에 따른 시멘트 페이스트의 기본 특성을 분석하였다. 초고강도용 배합을 참고하여 나노소재 대체율에 따른 시멘트 페이스트의 유동성을 평가와 압축강도 특성을 비교 분석하였다. 반응성 나노소재의 시멘트 수화물과의 관련 특성은 SEM, EDS 분석 이용하여 미세구조를 관찰과 수화 생성물의 구성요소 확인하였다. 본 연구에 사용한 반응성 나노소재는 탭밀도가 0.061~0.264 g/cm³ 수준으로 SF 대비 낮게 측정되었다. 마이크로 실리카의 경우 대체율이 증가할수록 우수한 압축강도 특성을 나타냈지만 흄드 실리카는 마이크로 화이트와는 달리 대체율 0.01~0.1 %에서 우수한 압축강도를 확보하였다. 수화특성 분석결과에서도 동일한 경향을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권12호
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• pp.59-63
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• 2021

본 연구는 대심도 조건의 고효율 그라우팅 기술개발을 위한 그라우트재 배합비를 제시한 것으로써 연구에 사용된 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)와 마이크로 시멘트(S8000-E)의 배합별 특성과 첨가제 효과를 점도 실험, 입경분석 실험, Gel-Time 실험, 일축압축강도 실험을 통해 확인하였다. 점도실험 결과 점도적인 측면에서 고려하였을 때 OPC가 유리하지만 입경 분석을 통한 암반 절리 간격 통과 고려 시 S8000-E가 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. Gel-Time 실험 결과 OPC보다 S8000-E에서 효율적인 값을 나타내었으며 실리카퓸(SF) 적용 시에도 그라우트재로서 주입에는 문제가 없음을 확인하였다. 일축압축강도 시험결과 실리카퓸(SF) 함유량 증가에 따른 강도 증진 효과 및 양생시간에 따른 압축강도 변화를 확인하였으며 여러 가지 실험을 통해 산정된 최적의 배합비는 S8000-E, w/c=70%, 실리카퓸(SF)=6%, 7일 양생으로 대심도 조건의 고효율 그라우트재로서 주입에 가장 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권9호
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• pp.502-509
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• 2007

This paper investigated how Fine Fly Ash (FFA) with $14,000\;cm^2/g$ of Fineness affects the micro structure and material properties of High-Performance Concrete (HPC) before and after hardening from Material Test of HPC and Cement Paste. FFA is applied as a substitute of Silica Fume which is used necessarily in producing HPC. As a Material Test results, 5% FFA series specimen shows the lower fluidity than SF series specimen. When, however, the Fluidity of 10% FFA series specimen is increased reversely to the similar value of SF series specimen. The Porosity of FFA series specimen of 3 day age is displayed to $21{\sim}24%$, which is higher than $19{\sim}20%$ porosity of SF series specimen, while that of 28 day age is reached to $8{\sim}9%$, which is improved compared with 10% fo SF series specimen. It can be thought that FFA has better influence on the porosity of HPC in case of long term age. The Compressive strength of FFA series specimen shows the similar result with the property of porosity. The compressive strength of 28 day age FFA series specimen is $98{\sim}106%$ of SF series specimen and 107% of plain specimen to reveal better strength development.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.543-550
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• 2005

본 연구에서는 마이크로 섬유인 탄소섬유와 매크로 섬유인 강섬유가 서로 하이브리드 형태로 결합되고 미세한 광물 혼화재인 실리카퓸이 치환된 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트(HPHFRC)의 파괴계수(MOR), 휨인성 특성($I_30$과 $W_{2.0}$), 유동성(슬럼프)이 분산분석(ANOVA)을 통해 특성화된다. MOR I30(또는 $W_{2.0}$), 슬럼프 데이터들은 휨 성능과 유동성을 평가하기 위한 특성치로 사용된다. 특히, 실험회수를 줄이기 위하여 일부실시 직교배열에 따라 실험이 계획된다. 각 특성인자를 각 실험인자에 대해서 평가한 결과, 강섬유는 MOR 과 $I_{30}$의 특성인자 측면에서 상당히 유의한 실험인자로 나타난다. 또한 분산분석 결과, 실험인자의 유의도에 따라 다음과 같은 평가가 이용될 수 있다 유동성(슬럼프) 감소는 실리카 흄, 강섬유, 탄소섬유 실험인자 순서로 유의하게 나타난다. MOR 향상은 실리카퓸($\fallingdotseq$ 탄소섬유), 강섬유 실험인자 순서로 유의한 것으로 나타난다. 휨인성 증진은 실리카퓸, 탄소섬유, 강섬유 실험인자 순서로 유의하게 나타난다. 실험범위 내에서 강섬유 $1.0\%$, 탄소섬유 $0.25\%$, 실리카퓸 $5.0\%$의 조합이 각 특성치들을 가장 우수하게 향상시키고 유동성이 확보된 실험 조건으로 도출된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.185-194
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• 2004

근년에 와서 우리나라 건설업체의 해외진출이 빈번해 지고 있는 시점에서 특히 동남아 지역에서 대형 해양콘크리트구조물 등의 수주물량이 크게 증가하고 있는 추세를 감안하여 콘크리트 품질향상의 일환으로 광물질혼화재를 혼합한 고강도콘크리트에 착안하게 되었다. 그래서 광물질혼화재의 혼합률을 각각 달리하여 현장의 기후조건을 고려한 양생온도 $23^{\circ}C$ 및 $35^{\circ}C$의 2 종류와 양생조건을 3 종류로 변화시킨 4 배합, 16종류의 고강도콘크리트를 제조하였다. 본 연구 결과, 광물질혼화재를 혼합한 고강도콘크리트를 $35^{\circ}C$로 양생한 경우 초기재령에서 압축강도가 $23^{\circ}C$로 양생한 경우보다 컸으나 재령 28일 이후에는 반전되었다. 특히 고로슬래그미분말, 실리카흄과 팽창재 혼합 및 고로슬래그미분말과 실리카흄을 혼합한 고강도콘크리트의 총통과전하량은 각각 Negligible 및 Very low에 해당되는 매우 좋은 결과를 나타내었다. 따라서 고로슬래그미분말, 실리카흄 및 팽창재를 각각 적정량 혼합함에 따라 밀실한 고강도콘크리트의 제조가 가능하게 됨으로써 염화물이온 침투저항성이 크게 향상되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권1호
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• pp.65-76
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• 2019

This paper investigates the effect of recycled glass powder (RGP) on flowing properties of self-compacting mortars (SCMs) containing different ratios of fillers and superplasticizer dosages. Fly ash (FA), nano-silica (NS), micro-silica (MS), metakaolin (MK) and rice husk ash (RHA) are used as fillers and their synergistic effect with RFP is studied. The effects of fillers and high-range water reducer (HRWR) on flowing ability of mortars are primarily determined by slump flow and V-funnel flow time tests. The results showed that for composites with a higher RGP content, the mortar flowing ability increased but tended to decrease when the composites containing 10% MK or 5% RHA. However, the flowing ability of samples incorporating 5% RGP and 10% SF or 25% FA showed an opposite result that their slump flow spread decreased and then increased with increasing RGP content. For specimens with 3% NS, the influence of RGP content on flowing properties was not significant. Except RHA and MS, the fillers studied in this paper could reduce the dosage of HRWR required for achieving the same followability. Also, the mixture parameters were determined and indicated that the flowability of mixtures was also affected by the content of sand and specific surface area of cement materials. It is believed that excess fine particles provided ball-bearing effect, which could facilitate the movement of coarse particles and alleviate the interlocking action among particles. Also, it can be concluded that using fillers in conjunction with RGP as cementitious materials can reduce the material costs of SCM significantly.