• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.117-124
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• 2009

본 연구에서는 FA 다량 치환 콘크리트의 품질 개선 및 기타 품질 향상을 목적으로 선행 연구에서 개발된 조강형 혼화제(GA)로 FA 다량 치환 콘크리트의 품질 향상 가능성을 평가하였다. 실험은 우선 FA 15%를 치환한 배합에 나프탈렌계 혼화제(이하 NA)를 사용한 것을 Plain으로 하였고, FA 20, 25% 및 30%를 치환한 경우, GA를 사용하여 콘크리트의 제반특성을 Plain과 비교 실험 하였다. 굳지 않은 콘크리트 특성으로 유동성은 GA를 사용할 경우 저하하므로 그 사용량을 증가시켜주어야 하는데, 단 W/B 60%의 경우는 Plain 보다 슬럼프 로스가 약 35~70 mm 감소하여 유리한 것으로 나타났다. 공기량은 FA 사용량 증가에 따라 FA에 포함된 미연소탄분의 AE제 흡착작용에 기인하여 감소함으로서 AE제 사용을 비례적으로 증가시켜 주어야함을 알 수 있었다. 블리딩은 FA 20%에서 블리딩 발생량이 가장 적게 나타나 블리딩 저감 효과를 기대할 수 있었다. 경화 콘크리트의 특성으로 응결시간은 GA를 사용한 경우 Plain과 동등한 수준으로 나타나, 응결 지연현상을 줄일 수 있는 것으로 판단된다. 압축강도는 W/B 및 양생온도와 관계없이 GA를 사용한 경우 Plain과 동등한 강도 발현을 확인 할 수 있었으나, FA 30% 치환한 경우는 사용상에 주의가 필요할 것으로 사료된다. 동결융해 저항성은 Plain보다 초기 값이 작게 나타났으나, 전반적으로 큰 차이가 아니기 때문에 내동해성 문제가 없을 것으로 판단된다. 촉진 중성화는 GA를 사용함에 따라, FA를 다량 사용할 경우 단점으로 지적되는 중성화 취약에 대한 문제는 어느 정도 해결 할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권2호
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• pp.49-59
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• 2016

제강슬래그는 제강과정에서 필연적으로 발생되는 산업부산물로 토목용, 돌용 및 시멘트 원료 등으로 재활용되고 있다. 그러나 재활용분야가 대부분 저부가가치 분야에 집중되어 제강슬래그의 장점을 활용한 다양한 분야로의 활용이 요구되고 있는 실정이다. 제강슬래그를 콘크리트용 골재로 활용하기 위한 다양한 연구가 있었으나 한정적인 제강슬래그에 대해 이루어졌으며 대부분의 연구가 팽창성 억제에 관한 것으로 실질적인 콘크리트용 골재로써의 적합성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 생산방식에 따라 제강슬래그 골재를 구분하여 총 7종을 통한 골재간 조합을 통해 콘크리트용 골재로 활용가능성을 평가하였다. 연구결과, 제강슬래그 골재를 일반 콘크리트용 골재와 동등하게 활용하기에는 입도, 염화물함량 등의 기준에 부족한 것으로 나타났으나 적절한 골재조합을 통해 특수분야에 한하여 콘크리트용 골재로는 그 활용성이 매우 높은 것으로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.33-40
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• 2024

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.103-111
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• 2012

압축강도 50 MPa이상의 압출성형 시멘트 패널은 고온고압 증기양생으로 생산된다. 고온고압 증기양생에서 요구 강도를 얻기 위해서는 시멘트에 포함되어 있는 CaO와의 반응에 필요한 적정량의 $SiO_2$를 공급하는 것이 관건이다. $SiO_2$의 공급원으로 가장 널리 사용되는 원료는 규석분인데, 이는 환경파괴를 전제로 하기 때문에 친환경적인 제품 생산을 위하여 본 연구에서는 규석분을 대신하여 폐석분을 활용한 시멘트 2차 제품을 생산하고 이에 대한 압출성과 물리적인 특성비교를 실시하였다. 이를 위하여 화성 석산에서 채취한 폐석분을 건조 파쇄한 후 이를 규석분 사용량의 최대 50%까지 치환하여 압출성 및 물리적 특성 실험을 수행하였다. 실험결과 평균 입경은 폐석분과 규석분의 크기가 유사하였으나 물리적 특성은 규석분을 폐석분으로 단순 치환하였을 경우, 대부분 낮게 발현되었다. 따라서 폐석분을 활용할 경우 수화활성을 위한 첨가제 등의 활용이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.123-129
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• 2018

본 연구의 목적은 고강도 및 일반강도 영역의 물-결합재 비에 대해 시멘트계열 재료의 점도를 감소시키기는 것에 대한 정보를 제공하는 것이다. 시멘트 계열 재료의 유동성을 결정하는 것은 물-결합재 비 및 치환재료와 감수제가 있다. 이를 레올로지적으로 보았을 때 물-결합재 비가 낮은 경우 항복치와 점도를 낮추며 감수제의 경우 항복치 저감에 영향을 주지만 점도 저하에는 한계가 있다. 따라서 이 연구에서는 시멘트 계열 재료의 점도를 낮추기 위해 물-결합재 비에 따른 폐석회석 치환에 대한 점도 저하 가능성을 분석하였다. 실험 결과, 폐석회석을 치환하였을 경우 점도 저하의 효과가 있었으며 이는 시멘트 계열 재료의 점도 제어에 유의미한 결과를 주는 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구의 결과는 시멘트 계열 재료의 점도를 낮추는 방안으로써 분체 치환에 의한 방안의 기초적인 자료가 될 것으로 생각된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.138-145
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• 2018

이 연구에서는 UHPFRC의 주요 재료특성관련 설계변수로써 UHPFRC의 인장강도의 변동, 탄성계수의 변동 및 인장철근비의 변동이 UHPFRC의 휨강도에 미치는 영향을 해석적으로 파악하고자 하였다. UHPFRC의 인장강도 변동량이 ${\pm}20%$일 때 휨강도 예측 결과는 ${\pm}8{\sim}9%$ 수준의 휨강도 변동을 나타낸다. 수치 해석 결과는 UHPFRC의 인장강도의 변동이 휨강도 예측 수준에 큰 영향을 미치는 것을 나타낸다. 탄성계수 변동에 따른 휨모멘트-곡률 곡선 예측 결과는 곡선의 기울기, 즉 휨강성의 차이를 나타내고, 휨강도는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 한편, 철근항복강도가 400MPa인 경우, 철근비가 0.5%일 때에 비해 철근비가 1.0, 1.5 및 2.0%일 때 SC120f의 휨강도는 각각 30, 67 및 99%만큼 증가한다. 또한, 철근비가 0.5%일 때에 비해 철근비가 1.0, 1.5 및 2.0%일 때 SC150f의 휨강도는 각각 29, 57 및 86%만큼 증가하고, SC180f의 휨강도는 각각 25, 50 및 70%만큼 증가하였다. 따라서 철근비 변동에 따라 UHPFRC의 휨강도는 큰 영향을 받음을 나타내고, 콘크리트 설계기준 압축강도가 클수록 철근비 증가에 따른 휨강도 증가율은 더 작음을 나타낸다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.36-42
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• 2018

고로슬래그 미분말의 혼입은 염해에 노출된 콘크리트 구조물에 효과적인 염해 저항성을 나타내며 이로 인해 높은 내구수명을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 피복두께, 표면염화물량, 임계염화물량, 슬래그 치환율 등의 내구성 설계인자들을 고려하여 내구수명을 평가하였으며, 목표내구수명에 따른 최적의 슬래그 치환율을 도출하였다. 표면염화물량은 3.16~3.38배의 영향을, 피복두께는 3.02~3.34배의 영향을 나타내어 내구수명에 가장 영향을 많이 미치는 인자로 평가되었으며, 임계염화물량은 1.53~1.57배 수준으로 물-결합재 비에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 100년의 목표내구수명에 대해 표면염화물량이 $18.0kg/m^3$의 매우 혹독한 조건에서는 피복두께를 70mm 이상, 물-결합재 비를 0.37 수준으로 낮추어야 치환율 42% 이상이 요구되었으며, $13.0kg/m^3$에서는 35% 이상의 슬래그 치환율이 요구되었다. 합리적인 내구성 설계를 위해서는 명확한 환경조건의 설정과 임계염화물량이 정의되어야 하며, 국내의 임계염화물량 기준은 매우 엄격한 조건임을 알 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.53-58
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• 2017

FRP Hybrid Bar는 내부에 강재를 유리섬유와 에폭시 수지가 코팅된 형태로 사용되는데, 인장경화 성능이 있으며, 경량이므로 효과적인 보강재료로 사용될 수 있다. 자외선 및 동결융해에 노출된 에폭시는 표면 열화가 발생하기 쉬우며, 이는 매립된 철근 및 표면의 콘크리트와의 부착력 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 일반철근, FRP Hybrid Bar 및 자외선(UV) 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar의 외관특성분석을 실시하였다. 또한 각 보강재를 사용하여 콘크리트 인발 공시체를 제조하였으며, 동결융해시험을 실시해 Cycle에 따른 부착성능을 분석하였다. FRP Hybrid Bar는 UV 폭로시험 후에도 표면 산화(Chalking)와 같은 에폭시계 재료의 열화가 나타나지 않았다. 동결융해시험은 120Cycle 및 180Cycle까지 진행하였는데, UV 폭로시험 후 FRP Hybrid Bar를 사용한 공시체는 $241{\pm}kN$ 부착력을 가지고 있었다. 이는 일반철근 대비 약 106.3%수준으로 개선된 부착강도인데, FRP Hybrid Bar 표면의 규사코팅에 따라 부착면적이 증가했기 때문이다. 3가지 조건(일반철근, FRP Hybrid Bar, UV 폭로시험 후의 FRP Hybrid Bar)에 대하여, 동결융해 Cycle이 증가함에 따라 부착력이 크게 감소하지는 않았으나, 코팅된 규사의 박락으로 인해 UV 시험 이후의 동결융해를 거친 조건에서는 실험 편차가 상대적으로 증가하였다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.133-144
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• 2005

강원도에 위치한 D석탄광산에서 발생된 폐광석을 쌓아둔 적치장 사면의 지반공학적$\cdot$환경공학적 측면에서 안정성을 해석하고, 적합한 대 책을 수립하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 적치장에서 하천으로 유입되는 침출수에 대한 수질검사를 통해 폐광석 적치장이 산성 광산배수(AMD)를 발생시키고 있음을 확인할 수 있었다. 폐광석 적치장의 사면안정 해석을 위하여 SLOPILE 프로그램을 이용하여 건기시, 평상시, 우기시 에 대하여 원호활동 해석을 실시하였다. 또한, 사면의 규모가 대규모인 점을 고려하여 사면 선단부분을 무한사면으로 가정한 평면파괴 해석도 실시하였다 원호활동해석에서 우기시 사면의 안전율이 0.78로 사면의 선단부에서 파괴가 발생하고, 평면파괴해석의 결과 우기시 활동깊이 4m 이하부터 사면의 안전율이 1이하로 파괴의 가능성을 잠재하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 비점오염 형태의 ADM 발생 저감과 사면 안정성 확보라는 측면에서 복합 대응이 가능한 뒷채움재로 폐콘크리트를 활용한 붕괴방치벽체(옹벽) 설치가 제안되었다.