• Title/Summary/Keyword: Mortar

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석회석 혼합재의 화학성분과 치환량이 시멘트 초기 물성에 미치는 영향 (A Effect of Chemical Composition and Replacement Ratio of Limestone Admixture on Initial Cement Characteristics)

  • 서동균;김규용;최재원;김경석;우지완
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.440-448
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    • 2023
  • 시멘트 산업의 원료대체 기술의 하나인 혼합재 활용 기술은 다른 기술에 비해 접근성이 상대적으로 좋아 쉽고 빠르게 실적용이 가능할 것으로 기대된다. 시멘트 혼합재 중 석회석 분말은 핵형성효과, 화학적효과, 충전효과를 통해 시멘트 성능을 향상시킬 수 있다고 보고하고 있어 시멘트 혼합재로써 적합성이 기대되는 재료이다. 한편, 전 세계적으로 양질의 석회석이 고갈되면서 점토질 또는 마그네시아(MgO) 함량이 높은 석회석의 사용이 점차 불가피해지는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 흔히 사용되는 서로 다른 품질의 석회석을 혼합한 석회석 시멘트의 기초 물성을 측정하여 혼합재로서의 적합성을 평가하고자 하였다. 결과적으로 석회석 혼합재 화학성분과 상관없이 알라이트 반응촉진 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 화학성분보다 치환량에 따른 희석효과가 크게 나타났다. 본 연구범위 내에서 석회석의 함량이 15 % 이내의 범위에서 중품위의 석회석도 혼합재로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 시멘트 화학성분에 따른 추가적인 실험을 통하여 석회석 혼합재의 화학성분이 미치는 영향을 평가할 예정이다,

현장시험을 이용한 저유동성 몰탈주입공법의 보강효과에 관한 연구 (A Study on the Reinforcement Effect of Low Flow Mortal Injection Method Using Field Test)

  • 장준영;이광남;김대현
    • 지질공학
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    • 제33권4호
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    • pp.599-609
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    • 2023
  • 국내 항만 방파제의 내진보강시 현장여건, 현장상황 등으로 회수율이 불확실한 경우가 많아 문제점이 지속적으로 발생하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 저유동성 몰탈주입 공법 적용 후 그라우팅 확인방법으로 시추조사를 통한 회수율 및 개량체의 압축강도를 분석하였으며, 추가적으로 다운홀 테스트 및 토모그래피로 탄성계수를 확인하여 지반개량 후 연약지반의 보강 증대 효과를 확인하고자 하였다. 실험결과, 다운홀테스트의 경우 BH-1번과 3번공에서 심도 28.0 m까지에 대한 지반의 평균 전단파속도는 229 m/s에서 288 m/s로 증가하였고, 심도 30.0 m까지에 대한 지반의 평균 전단파속도는 224 m/s에서 282 m/s로 증가하는 경향을 보였다. 이는 보강후 지반의 강성이 증대되어 나타난 결과로 판단된다. 토모그래피 탐사 결과, Site1번의 시료의 연약지반의 Vs가 113 m/s에서 214 m/s, Site2번 시료의 Vs는 120 m/s에서 224 m/s로 증가하였다. 이는 전단파속도에 따른 암질의 분류에서 Vs값이 180~360 m/s를 만족하는 값으로 내진보강 후의 지반의 강성이 단단한 흙으로 보강됨을 확인할 수 있다.

진동대실험을 사용한 비보강 및 ECC 자켓 보강 조적담장의 내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation of Unreinforced and ECC-jacketed Masonry Fences using Shaking Table Test)

  • 이용훈;김진우;김재환;엄태성;이상현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.182-192
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    • 2023
  • 본 연구에서는 동적 횡하중을 받는 조적 담장의 내진성능 향상을 위한 ECC(Engineered Cementitious Composite) 자켓의 효과를 실험적으로 검증하였다. 첫째로, 임팩트 해머 시험을 통해 비보강과 ECC로 보강된 조적 담장의 고유진동수와 모드 감쇠비, 변형 형상을 식별하여, 940mm의 비보강 조적담장과 970mm의 ECC 보강 담장이 각각 6.4, 35.3Hz의 고유진동수와 7.0, 5.3%의 감쇠비를 가지는 것을 확인하였다. 둘째로, 진동대를 사용하여 면외방향에 대한 지진파 실험을 수행하였고, El Centro(1940) 지진파를 25%부터 300%까지 스케일링하여 적용하였다. 비보강 조적담장의 경우, 50% 지진하중에서 벽돌과 줄눈 경계에 휨균열이 발생하였고, 다시 30%로 스케일링된 지반운동에서 면외방향으로 전도파괴되었다. 반면에 ECC로 보강된 조적담장은 300%의 지진하중에서도 균열이나 손상 없이 강건한 성능을 유지하였다. 마지막으로, 25~300%의 지반운동에 의한 비보강과 ECC 보강 조적담장의 밑면전단력과 설계기준에 따른 밑면전단력을 비교 및 평가하였다. 그 결과, 재현주기 1,000년의 지진에 대해 비보강 조적담장이 붕괴될 위험이 있는 데 반해, ECC 보강 담장은 4,800년 주기의 지진에도 안전한 것으로 추정되었다.

미생물 기반 자발적 콘크리트 균열치유제 성능 분석 및 실스케일 균열치유성능 검증 (Investigation of Microorganism-Based Autonomous Crack Healing Agent and Full-scale Verification of Crack Healing)

  • 유연준;이병재;양주경;이윤
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.138-143
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    • 2023
  • 이 연구에서는 탄산칼슘 형성 박테리아의 내생포자를 접종한 알지네이트 겔과 포자현탁액 형태의 균열치유제를 모르타르에 첨가하여 균열치유성능을 비교, 분석함으로써 균열치유제 제조방법별 균열치유성능을 분석하였다. 또한 박스형 암거 형태의 실 구조물에 적용하여 실험실 환경뿐만 아니라 개발된 균열치유제가 실제 현장에 적용될 수 있는 환경을 조성하여 실구조물 스케일에서 균열치유성능을 검증하고자 하였다. 건조 방식을 달리한 두 가지 형태의 알지네이트 겔로 구성된 균열치유제를 분석한 결과, 건열건조 방식의 균열치유제는 균열치유 성능을 나타내었으나, 동결건조 방식의 경우 얼음 결정에 의해 다수의 포자가 사멸되어 균열치유성능을 잃는 것으로 나타났다. 실스케일 구조물의 균열부에서 추출된 균열치유 추정물질의 SEM 사진과 XRD 패턴 분석 결과 균열치유제에 적용된 균열치유 미생물이 생성한 탄산칼슘 결정 중 하나인 calcite인 것으로 나타났으며, 미생물에 의한 균열치유메커니즘이 실구조물에서 구현될 수 있음을 확인하였다.

Predicting the splitting tensile strength of manufactured-sand concrete containing stone nano-powder through advanced machine learning techniques

  • Manish Kewalramani;Hanan Samadi;Adil Hussein Mohammed;Arsalan Mahmoodzadeh;Ibrahim Albaijan;Hawkar Hashim Ibrahim;Saleh Alsulamy
    • Advances in nano research
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    • 제16권4호
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    • pp.375-394
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    • 2024
  • The extensive utilization of concrete has given rise to environmental concerns, specifically concerning the depletion of river sand. To address this issue, waste deposits can provide manufactured-sand (MS) as a substitute for river sand. The objective of this study is to explore the application of machine learning techniques to facilitate the production of manufactured-sand concrete (MSC) containing stone nano-powder through estimating the splitting tensile strength (STS) containing compressive strength of cement (CSC), tensile strength of cement (TSC), curing age (CA), maximum size of the crushed stone (Dmax), stone nano-powder content (SNC), fineness modulus of sand (FMS), water to cement ratio (W/C), sand ratio (SR), and slump (S). To achieve this goal, a total of 310 data points, encompassing nine influential factors affecting the mechanical properties of MSC, are collected through laboratory tests. Subsequently, the gathered dataset is divided into two subsets, one for training and the other for testing; comprising 90% (280 samples) and 10% (30 samples) of the total data, respectively. By employing the generated dataset, novel models were developed for evaluating the STS of MSC in relation to the nine input features. The analysis results revealed significant correlations between the CSC and the curing age CA with STS. Moreover, when delving into sensitivity analysis using an empirical model, it becomes apparent that parameters such as the FMS and the W/C exert minimal influence on the STS. We employed various loss functions to gauge the effectiveness and precision of our methodologies. Impressively, the outcomes of our devised models exhibited commendable accuracy and reliability, with all models displaying an R-squared value surpassing 0.75 and loss function values approaching insignificance. To further refine the estimation of STS for engineering endeavors, we also developed a user-friendly graphical interface for our machine learning models. These proposed models present a practical alternative to laborious, expensive, and complex laboratory techniques, thereby simplifying the production of mortar specimens.

3D 프린팅을 위한 굵은 골재가 포함된 콘크리트의 압출성 확보를 위한 배합설계 프로세스 (Mix Design Process for Securing Extrudability of Concrete Containing Coarse Aggregates for 3D Printing)

  • 이윤정;한선진;이상훈;윤수민;김강수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.24-31
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    • 2024
  • 기존 대부분의 3D 콘크리트 프린팅 연구는 모르타르를 재료로 활용하고 있다. 다만, 굵은 골재를 포함한 콘크리트에 비해 모르타르를 사용할 경우에는 높은 바인더 함량과 잔골재량으로 인하여 경제성이 저하될 수 밖에 없다. 따라서, 3D 프린팅 기술의 건설산업 적용 확대를 위해서는 굵은 골재를 사용한 콘크리트 3D 프린팅에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 굵은 골재가 포함된 3D 프린팅 용 콘크리트의 배합설계 프로세스를 제안하고자 하였다. 다양한 문헌연구 및 배합실험을 참고하여 3D 프린팅에 적합한 배합을 도출하였으며, 출력실험을 통하여 압출성을 검증하였다. 콘크리트 배합의 증점제(Viscosity modifying agent, VMA) 함량을 출력실험의 변수로 설정하였으며, 출력된 필라멘트의 치수 적합성, 골재분포도, 표면 품질을 평가하여 압출성능을 검증하였다. 실험결과, VMA의 함량이 높은 배합이 더 우수한 치수 적합성과 표면 품질을 보였으며, VMA 함량이 다름에도 불구하고 모든 배합에서 골재분포가 균등하게 나타났다. 실험결과를 바탕으로 굵은 골재가 포함된 콘크리트의 압출성을 향상 시킬 수 있는 배합설계 프로세스를 도출하였다.

3경간 연속 거더교의 지진응답에 대한 포트받침 노후화의 영향 (Effect of Pot Bearing Aging on the Seismic Response of a Three-span Continuous Girder Bridge)

  • 조주현;김동호;강준원;윤혜진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권4호
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    • pp.251-258
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    • 2024
  • 이 논문은 포트 받침이 설치된 3경간 연속 콘크리트 거더교를 대상으로 받침의 노후화가 교량의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다. 포트 받침은 고정단 및 가동단의 강성을 반영해 교축방향, 교축직각방향, 수직방향의 탄성 스프링으로 모델링하였다. 포트 받침의 노후화를 고정단 받침의 수평강성 저하와 가동단 받침의 수평강성 증가로 나누어 받침의 노후화가 교량의 지진 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석으로부터 구한 고유진동수 값과 이 교량의 설계 고유진동수를 비교하여 해석 대상 3경간 연속 거더교의 유한요소모델이 타당함을 보였으며, 국내 도로교설계기준(한계상태설계법)의 설계응답스펙트럼에 부합하는 인공지진파를 이용해 받침 강성의 변화에 따른 교량 상부 및 받침의 지진응답을 계산하였다. 지진해석 결과, 받침의 노후화로 인해 고정단 받침의 수평강성이 감소할 경우 지진으로 인한 고정단 받침의 절대최대 상대변위가 증가하였다. 이는 받침을 지지하는 모르타르의 균열과 앵커 볼트의 탈락 가능성이 커짐을 의미한다. 받침의 노후화로 인해 가동단 받침의 수평강성이 증가하는 경우에는 지진으로 인한 고정단 받침의 절대최대 전단력이 감소하였다. 그러나 이 경우 가동단 바로 위 거더 단면에 추가의 휨인장응력이 발생할 수 있으며, 이러한 받침 성능의 변화로 인하여 지진 시 연속 콘크리트교에 예기치 못한 구조적 손상이 발생할 수 있다.

기포제(起泡劑)를 사용(使用)한 모르터의 제성질(諸性質)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(硏究) (Experimental Studies on the Properties of Mortars by Foaming Agent)

  • 안용득;강신업
    • 농업과학연구
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    • 제12권2호
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    • pp.292-308
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    • 1985
  • 본(本) 연구(硏究)는 기포(氣泡)모르터의 특성(特性)을 보통(普通)시멘트 모르터와 비교(比較)함으로써 기포(氣泡)모르터의 합리적(合理的)인 이용(利用)을 위(爲)한 기초자료(基礎資料)를 마련할 목적(目的)으로 전기포주입형(前氣泡注入型)의 기포제(氣泡劑)를 사용(使用)하여 Flow치(値)($200{\pm}5mm$, $240{\pm}5mm$, $280{\pm}5mm$), 기포(氣泡)-시멘트비(比)(0.00%, 0.75%, 1.50%, 3.00%, 4.50%, 6.00%) 및 배합비(配合比) (1 : 0, 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3)를 변화(變化)시켜 물-시멘트비(比), 밀도(密度), 제강도(諸强度) 및 흡수율시험(吸水率試驗)을 실시(實施)하였으며, 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 물-시멘트비(比) 증가율(增加率)은 보통(普通)시멘트 모르터에 비(比)하여 배합비(配合比) 1:0에서 Flow 치(値) $200{\pm}5mm$, $240{\pm}5mm$$280{\pm}5mm$와 기포(氣泡)-시멘트비(比)가 6.00%일 때 25%, 28% 및 32%로 가장 크게 증가(增加)되었으며 이보다 부배합(負配合)일수록 물-시멘트비(比) 증가율(增加率)은 작게 나타났다. 이와 같은 결과(結果)는 기포(氣泡)-시멘트비(比)가 일정량(一定量) 증가(增加)되면 결성(結性)이 높아져 수량(水量)이 증가(增加)되는 것으로 생각된다. 또한 물-시멘트비(比) 감소율(減少率)은 보통(普通)시멘트 모르터에 비교(比較)하여 기포(氣泡)시멘트비(比)가 1.50% 일 때 각(各) 배합(配合)에서 가장 크게 나타났다. 2. 총건밀도(總乾密度)는 보통(普通)시멘트 모르터에 비(比)하여 기포(氣泡)-시멘트비(比)가 증가(增加)되고 대체로 Flow치(値)가 작을수록 감소현상(減少現象)을 나타냈다. 3. 일반적(一般的)으로 기포(氣泡)모르터의 압축(壓縮), 인장(引張) 및 휨 강도(强度)는 Flow치(値)가 작고 기포(氣泡)-시멘트비(比)가 증가(增加)할수록 감소현상(減少現象)을 보였다. 4. 압축강도(壓縮强度)와 인장강도(引張强度)의 관계(關係)는 직선관계(直線關係)를 나타내며 압축강도(壓縮强度)는 인장강도(引張强度)의 약(約) 8.8배(倍)로 추정(推定)되었다. 압축강도(壓縮强度)와 휨 강도(强度)의 관계(關係)는 직선관계(直線關係)를 나타내며, 압축강도(壓縮强度)는 휨 강도(强度)의 약(約) 4.1배(倍)로 추정(推定)되었다. 휨 강도(强度)와 인장강도(引張强度)의 관계(關係)는 직선관계(直線關係)를 나타내며, 휨 강도(强度)는 인장강도(引張强度)의 약(約)2.1배(倍)로 추정(推定)되었다. 5. 흡수율(吸水率)은 모든 기포(氣泡)모르터에서 배합비(配合比) 1 : 1일 때 가장 낮게 나타났고 이보다 빈배합(貧配合)이며 기포(氣泡)-시멘트비(比)가 증가(增加)할수록 높게 나타났다. 또한 Flow치(値) $240{\pm}5mm$에서 적은 흡수율(吸水率)을 보였다. 그리고, 수침초기(水浸初期)에 기포(氣泡)모르터는 높은 흡수율(吸水率)을 나타냈다.

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곤양지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 (Geochemical Characteristics of Stream Sediments in the Konyang Area)

  • 박영석;박대우
    • 자원환경지질
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    • 제39권3호
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    • pp.329-342
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    • 2006
  • 이 연구에서는 곤양지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성을 규명하고 환경오염과 지질재해에 대해서 이해하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료 178개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰다. 시료는 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였고, XRD, XRF, ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 연구지역 하상퇴적물 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 석영반암 지역, 퇴적암류 지역, 아노르도사이트 지역과 편마암류 지역으로 분류하였다. 곤양지역 하상퇴적물의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;41.86{\sim}76.74\;wt.%,\;Al_{2}O_{3}\;9.92{\sim}30.00\;wt.%,\;Fe_{2}O_{3}\;2.74{\sim}12.68\;wt.%,\;CaO\;0.22{\sim}3.31\;wt.%\;,MgO\;0.34{\sim}3.97\;wt.%,\;K_{2}O\;0.75{\sim}0.93\;wt.%,\;Na_{2}O\;0.25{\sim}1.92\;wt.%,\;TiO_{2}\;0.40{\sim}3.00\;wt.%,\;MnO\;0.03{\sim}0.21\;wt.%,\;P_{2}O_{5}\;0.05{\sim}0.38\;wt.%$이다. 하상퇴적물의 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Cu\;7{\sim}102\;ppm,\;Pb\;15{\sim}47\;ppm,\;Sr\;48{\sim}513\;ppm,\;V\;29{\sim}129\;ppm,\;Zr\;31{\sim}217\;ppm,\;Li\;14{\sim}94\;ppm,\;Co\;5.6{\sim}32.1\;ppm,\;Cr\;23{\sim}259\;ppm,\;Cs\;1.7{\sim}8.7\;ppm,\;Hf\;2.1{\sim}109.0\;ppm,\;Rb\;34{\sim}247\;ppm,\;Sc\;4.5{\sim}21.9\;ppm,\;Zn\;24{\sim}609\;ppm,\;Sb;0.8{\sim}2.6\;ppm,\;Th\;3{\sim}213\;ppm,\;Ce\;22{\sim}1000\;ppm,\;Eu;0.7{\sim}5.3\;ppm,\;Yb\;0.6{\sim}6.4\;ppm$의 범위를 보인다.

수화물 및 공극률 관측 실험을 통한 시멘트모르타르의 탄산화 특성 변화에 대한 연구 (A Study on Change in Cement Mortar Characteristics under Carbonation Based on Tests for Hydration and Porosity)

  • 권성준;송하원;박상순
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.613-621
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    • 2007
  • 내구성에 대한 중요성이 부각됨에 따라, 주요 열화현상인 탄산화에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 탄산화에 대한 연구는 주로 탄산화 깊이의 도출에 국한하고 있으며 경화된 콘크리트를 가정하므로 실제적인 탄산화 거동과는 많은 차이를 보이고 있다. 강재와는 다르게 콘크리트는 공극률과 내부의 수화물의 거동이 매우 중요한데, 탄산화 진행에 따라 초기재령에서 결정되어지는 거동 (공극률 및 수화물)이 다르게 변화한다. 열화 물질의 이동은 주로 콘크리트의 공극률 및 포화도에 의존하므로, 탄산화 후의 거동 평가는 장기열화해석 및 복합열화해석 등에 고려되는 것이 바람직하다. 공극률의 경우, 변화된 공극률이 고려되지 않으면 확산계수의 감소가 구현될 수 없으며 이에 따라 과다한 탄산화 해석을 야기하게 된다. 한편 수화물, 특히 수산화칼슘의 잔존량 평가는 탄산화 깊이의 평가 및 내부 공극수의 특성 변화를 결정하기도 하며, 복합열화에서 발생하는 고정화 염화물량에 큰 영향을 주게 된다. 그러므로 실내 실험들을 통한 공극률 및 수화물 분석은 최근들어 탄산화에 대해서도 많이 적용되고 있다. 본 연구는 미세 관측 실험을 통하여, 탄산화 전후의 공극률 분포 변화, 수화물 거동의 변화를 실험적으로 수행하였다. 공극률 측정으로는 MIP 실험을, 수화물 변화에서는 TGA 실험을 수행하였으며, 기존의 해석 모델인 다상복합수화발열모델 및 미세 공극 구조 형성모델을 개선하여 각각의 탄산화 이후의 공극률 변화 및 수화물 변화를 개발하였다. 개발된 각각의 모델의 결과는 탄산화 전후의 공극률 및 수화물의 변화를 잘 예측하였으며, 탄산화 이후의 열화현상 등에 기초적으로 사용될 수 있을 것으로 평가되었다.