• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.237-247
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• 2006

터널의 장기 내구성을 향상시키고 싱글쉘 터널공법을 적용하기 위해서는 고성능 숏크리트 라이닝의 사용이 필수적이라고 할 수 있다. 숏크리트에 적용되는 혼화재료 가운데, 실리카 흄과 같은 포졸란 재료들이 숏크리트의 강도와 내구성을 향상시키는데 주된 영향을 미친다고 할 수 있다. 또한 시멘트 광물계 급결제는 기존 급결제와 비교하여 응결이 빠르며 친환경적인 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 포졸란 재료인 메타카올린과 칼슘 알루미네이트 시멘트 광물계 급결제를 적용하여 습식 숏크리트의 성능을 향상시키는데 목표를 두었다. 메타카올린과 실리카 흄의 적용에 따른 성능을 비교하기 위하여 각각의 사용량을 시멘트 중량의 4%와 8%로 적용하였다. 또한 메타카올린과 실리카 흄을 시멘트 중량의4% 및 8%로 병용 혼입한 경우에 대해서도 검토하였다. 각 배합조건에 대해 배합된 숏크리트의 응결시간, 압축강도, 휨강도, 투수성 및 동결융해저항성을 측정한 결과, 숏크리트의 고성능화를 위해 실리카 흄의 대체 재료로서 메타카올린을 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제22권11호
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• pp.598-603
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• 2012

MgO based cement for the low-temperature calcination of magnesite required less energy and emitted less $CO_2$ than the manufacturing of Portland cements. Furthermore, adding reactive MgO to Portland-pozzolan cement can improve their performance and also increase their capacity to absorb atmospheric $CO_2$. In this study, the basic research for magnesia cement using $MgCO_3$ and magnesium silicate ore (serpentine) as starting materials was carried out. In order to increase the hydration activity, $MgCO_3$ and serpentinite were fired at a temperature higher than $600^{\circ}C$. In the case of $MgCO_3$ as starting material, hydration activity was highest at $700^{\circ}C$ firing temperature; this $MgCO_3$ was completely transformed to MgO after firing. After the hydration reaction with water, MgO was totally transformed to $Mg(OH)_2$ as hydration product. In the case of using only $MgCO_3$, compressive strength was 35 $kgf/cm^2$ after 28 days. The addition of silica fume and $Mg(OH)_2$ led to an enhancements of the compressive strength to 55 $kgf/cm^2$ and 50 $kgf/cm^2$, respectively. Serpentine led to an up to 20% increase in the compressive strength; however, addition of this material beyond 20% led to a decrease of the compressive strength. When we added $MgCl_2$, the compressive strength tends to increase.

• Computers and Concrete
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• 제31권2호
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• pp.85-95
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• 2023

Natural pozzolans are used as additives in cement to develop more durable and high-performance concrete. Pozzolanic activity index (PAI) is important for assessing the performance of a pozzolan as a binding material and has an important effect on the compressive strength, permeability, and chemical durability of concrete mixtures. However, the determining of the 28 days (short term) and 90 days (long term) PAI of concrete mixtures is a time-consuming process. In this study, to reduce extensive experimental work, it is aimed to predict the short term and long term PAIs as a function of the chemical compositions of various natural pozzolans. For this purpose, the chemical compositions of various natural pozzolans from Central Anatolia were determined with X-ray fluorescence spectroscopy. The mortar samples were prepared with the natural pozzolans and then, the short term and the long term PAIs were calculated based on compressive strength method. The effect of the natural pozzolans' chemical compositions on the short term and the long term PAIs were evaluated and the PAIs were predicted by using multiple linear regression (MLR) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) model. The prediction model results show that both reactive SiO₂ and SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃ contents are the most effective parameters on PAI. According to the performance of prediction models determined with metrics such as root mean squared error (RMSE) and coefficient of correlation (R²), ANFIS models are more feasible than the multiple regression model in predicting the 28 days and 90 days pozzolanic activity. Estimation of PAIs based on the chemical component of natural pozzolana with high-performance prediction models is going to make an important contribution to material engineering applications in terms of selection of favorable natural pozzolana and saving time from tedious test processes.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.670-678
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• 2003

최근 폐기물 재활용에 대한 관심이 지대해 지기 시작하면서 많은 연구가 진행 중에 있다. 그 중 석탄회의 재활용 연구로는 시멘트 대체제로 및 고온소성법을 이용한 인공골재 개발등의 연구가 진행되었으나, 경제성에 있어서 부적합하였다. 본 연구에서는 비소성 고형화 기술을 사용하여 석탄회를 재활용한 건설재료의 토목, 건축 구조분야에 실용화하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 재령에 따른 압축강도의 회귀분석을 하였고, 압축강도와 할선탄성계수를 구하였다. 그리고 Lineweaver와 Burk 방법을 적용하여 건조수축의 회귀분석을 실시하여 제안식을 도출하였다. 연구결과, 석탄회 경화체의 압축강도는 구조용 부재로 사용가능 한 수준이었으며 건조수축은 중용열 시멘트 모르터와 유사하였다. 또한, Bottom ash의 첨가가 석탄회 경화체 내부에서 골재의 역할을 수행하는 것으로 나타났다. 건조수축 양상을 중량감소율 측정결과와 종합하면 Bottom ash 치환율과 공시체 내부의 수분감소가 건조수축의 지배적인 요인임을 파악할 수 있었다. 또한 압축강도로부터 탄성계수를 추정하는 제안식은 본 연구에서의 압축강도 범위에서는 매우 높은 신뢰도를 보였다. 또한 Lineweaver와 Burk 방법으로 도출한 건조수축 추정 제안식도 매우 높은 신뢰도를 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.63-69
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• 2010

순환골재를 사용한 콘크리트에서 플라이애쉬, 하소시킨 슬래그 미분말 및 규조분말이 콘크리트의 내화학약품성에 미치는 영향을 실험을 통해 검토하였다. 본 연구에서는 밀도 $2.48g/cm^3$, 흡수율 4.25%이고 표준입도 범위의 순환굵은골재를 사용한 콘크리트에 대하여 10% 농도의 $Na_2SO_4$ 및 $CaCl_2$의 용액에 6개월 침지한 화학약품에 대한 저항성시험을 실시하였다. 이 침지시험에서 플라이애쉬, 하소시킨 슬래그 미분말 및 규조분말을 혼합한 경우가 이들을 사용하지 않은 경우에 비하여 $0.02{\mu}m$ 이상의 공극량이 감소하는 경향이 나타났기 때문에 포졸란 재료의 사용은 순환골재 콘크리트의 화학약품 저항성 증진에 도움이 되는 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권4호
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• pp.363-370
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• 2011

본 연구에서는 화력발전소에서 발생하는 폐기물인 리젝트 애시를 자원화하기 위하여 시멘트 혼합재로 사용하는 방안을 검토하고자 하였다. 이를 위하여 포졸란 활성도 비교를 통하여 효율적인 리젝트애시의 분말도를 선정하였으며, 현재 널리 사용되고 있는 콘크리트용 혼합재인 플라이애시와 비교하였다. 고분말 리젝트애시와 플라이애시를 슬래그시멘트와 혼합하여 시멘트복합체를 제조하였으며, 제조한 시멘트복합체 및 고분말 리젝트애시의 성능 평가를 위하여 페이스트(응결, 유동성, 기기분석), 모르타르(압축강도) 실험을 실시하였다. 기기분석 결과 고분말 리젝트애시의 수화반응기구는 플라이애시와 유사하지만 미세조직이 치밀해지는 특성을 나타내었다. 물성 측정결과에서는 고분말 리젝트애시가 플라이애시와 비교하여 응결지연이 감소하고, 초기강도 및 장기강도에서 우수한 성능을 나타내었다. 따라서 리젝트애시의 분말도를 $6,000cm^2$/g 수준으로 상향시킨다면 시멘트 복합체에 활용하는 것이 가능하며, 시멘트 물성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권5호
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• pp.373-387
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• 2009

방사성폐기물의 심지층 처분과 관련하여 현재의 건설기술 및 연구수준을 감안할 때 처분터널의 건설시 시멘트 물질의 사용은 피할 수 없는 선택일 것이다. 하지만 방사성폐기물 처분의 초장기적인 설계 개념을 고려할 때, 최소한의 환경적 안정성을 감안하면 low-pH 시멘트의 개발이 매우 중요한 사안이 된다. 본 연구에서는 현재 실제 고준위폐기물 처분 후보지를 건설하고 있는 핀란드를 중심으로 스웨덴, 스위스, 프랑스 그리고 일본 등에의서 Low-pH 시멘트에 관한 연구동향에 대해 살펴보았다. Low-pH 시멘트의 규정은 완충재로서의 벤토나이트의 물리.화학적 안정성을 고려하여 $pH{\leq}11$로 설정하고 있으며, pH 저하를 위해 포졸란 계열의 혼화재를 사용하였다. 처분장 조건 및 pH 제한치를 만족시키기 위해서는 전체 건조중량의 약 40% 이상을 실리카 퓸으로 대체하고 Ca/Si 비를 0.8 이하로 유지해야 하며, 높은 단위수량 요구에 대해 선택적인 초유동화제의 주입을 적극 고려하고 있다.