• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.613-616
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• 2008

최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시와 고로슬래그등을 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 CO$_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 감수제, 알칼리 활성화제 및 양생조건이 모르타르의 시공성 및 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 유동성은 저하되나, 9M까지는 유동성 저하가 크지 않고, 대부분의 감수제는 유동성 향상에 기여하지 못하는 것으로 나타났다. 그리고 압축강도는 NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 향상되나, 9M이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 양생온도 및 양생조건은 고로슬래그 알칼리 활성 모르타르의 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제5권2호
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• pp.125-131
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• 2011

Five all-lightweight alkali-activated (AA) slag concrete mixes were tested according to the variation of water content to examine the significance and limitation on the development of cementless structural concrete using lightweight aggregates. The compressive strength development rate and shrinkage strain measured from the concrete specimens were compared with empirical models proposed by ACI 209 and EC 2 for portland cement normal weight concrete. Splitting tensile strength, and moduli of elasticity and rupture were recorded and compared with design equations specified in ACI 318-08 or EC 2, and a database compiled from the present study for ordinary portland cement (OPC) lightweight concrete, wherever possible. Test results showed that the slump loss of lightweight AA slag concrete decreased with the increase of water content. In addition, the compressive strength development and different mechanical properties of lightweight AA slag concrete were comparable with those of OPC lightweight concrete and conservative comparing with predictions obtained from code provisions. Therefore, it can be proposed that the lightweight AA slag concrete is practically applicable as an environmental-friendly structural concrete.

• Advances in concrete construction
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• 제10권3호
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• pp.221-236
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• 2020

To reduce the CO₂ emissions associated with the manufacture of portland cement (PC), an efficient alternative like an alkali-activated binder (AAB) is the requirement of the industry. To promote the use of AAB in construction activities, a practically implementable mix proportion is required. Owing to the several raw ingredients of AAB concrete and their associated uncertainties, partial replacement of PC by AAB may be adopted instead of complete replacement as per industrial requirements. Hence, the present study aims to determine an optimal proportion for partial replacement of PC with AAB and recommend a technique for it based on site conditions. Three modes of partial replacement are followed: combining all the dry ingredients for AAB and PC followed by the addition of the requisite liquids (PAM); combining the PC and the AAB concrete in two horizontal layers (PAH); and two vertical layers (PAV). 28-day old specimens are exposed to 10% v/v solutions of HCl, H₂SO₄, and HNO₃ to evaluate changes in mechanical, physical, and microstructural characteristics through compressive strength, corrosion depth, and microscopy. Based on deterioration in strength and integrity, PAH or PAV can be adopted in absence of acid attack, whereas PAM is recommended in presence of acid attack.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권1호
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• pp.21-28
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• 2019

Use of cement in stabilizing the sulfate-bearing clay soils forms ettringite/ thaumasite in the presence of moisture leads to excessive swelling and causes damages to structures built on them. The development and use of non-traditional stabilisers such as alkali activated ground granulated blast-furnace slag (AGGBS) and enzyme for soil stabilisation is recommended because of its lower cost and the non detrimental effects on the environment. The objective of the study is to investigate the effectiveness of AGGBS and enzyme on improving the volume change properties of sulfate bearing soil as compared to ordinary Portland cement (OPC). The soil for present study has been collected from Tilda, Chhattisgarh, India and 5000 ppm of sodium sulfate has been added. Various dosages of the selected stabilizers have been used and the effect on plasticity index, differential swell index and swelling pressure has been evaluated. XRD, SEM and EDX were also done on the untreated and treated soil for identifying the mineralogical and microstructural changes. The tests results show that the AGGBS and enzyme treated soil reduces swelling and plasticity characteristics whereas OPC treated soil shows an increase in swelling behaviour. It is observed that the swell pressure of the OPC-treated sulfate bearing soil became 1.5 times higher than that of the OPC treated non-sulfate soil.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.114-121
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• 2010

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 이산화탄소를 배출함으로써 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소 및 제철소의 산업부산물인 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말은 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트로 일부 재활용되고 있으나, 42% 정도를 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 결합재로 플라이애시 또는 고로슬래그 미분말을 단독으로 사용한 연구는 많으나, 이들 결합재의 혼합사용에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애쉬와 고로슬래그 미분말을 혼합한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 결합재의 혼합비율 및 양생온도가 알칼리 활성 모르터의 시공성, 압축강도 등 특성에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 플라이애쉬와 고로슬래그 미분말의 혼합비는 시공성 및 강도에 큰 영향을 주지만, 양생온도는 비교적 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 플라이애쉬와 고로슬래그 미분말을 50%씩 혼합하고, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용할 경우에는 $20^{\circ}C$의 상온양생에서도 재령 28일에서 압축강도 65 MPa의 알칼리 활성 모르터를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.393-394
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• 2009

최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그의 분말도가 알칼리 활성 모르타르에 미치는 영향을 유동성 및 압축강도를 통하여 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.50-57
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• 2015

본 연구는 알칼리 활성 모르타르를 활용하기 위한 기초적 연구로 보통 포틀랜드 시멘트 모르타르 및 알칼리 활성 모르타르에 감수제 종류 및 첨가율 변화를 적용하여 기초적인 특성을 파악하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로우의 경우 감수제 종류와 관계없이 치환율이 증가함에 따라 유동성이 향상되었으며, OPC-Pn의 경우는 플로우치가 크게 증가하는데 비해 AA의 경우는 증가량이 크지 않았으며, AA중에서는 AA-Pn이 가장 우수하였다. 한편, OPC 및 AA에 액상 및 분말형 Pn 첨가에 따른 플로우의 경우는 OPC 첨가율이 증가함에 따라 유동성이 증가하였으며, AA의 경우는 AA-PN-L(액상형)의 경우보다 AA-Pn-P(분말형)의 경우가 유동성이 개선되는 것으로 나타났다. 공기량은 OPC의 경우는 첨가율이 증가함에 따라 공기량 분포가 증가되었으며, AA는 변화가 없거나 감소하는 것으로 나타났다. 또한, OPC에 액상 및 분말형 Pn 첨가율에 따른 공기량은 0.3% 이상 첨가할 경우 공기량이 큰 폭으로 증가되었는데, AA의 경우는 첨가율에 따른 공기량 변화는 크지 않았다. 압축강도의 경우는 OPC에 비해 AA가 전반적으로 강도발현이 우수한 것으로 나타났고, 재령 및 첨가율이 증가함에 따라 강도가 저하 혹은 유사하였고, 특히 AA-Pn 1%의 경우가 가장 우수한 강도 값을 나타내었다. 이상을 종합하면 감수제 종류 변화에 따라서는 Pn의 경우가 유동성 및 강도적인 측면에서 가장 우수한 결과를 나타냄으로써, 알칼리 활성 모르타르의 혼화제로써 활용성이 양호한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.117-125
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• 2014

본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(alkali-activated slag cement; AASC)의 기초 특성에 관한 실험에 관한 연구이다. 물-결합재 비(W/B)를 0.4와 0.5로 하였다. 그리고 활성화제의 농도를 2M과 4M을 사용하였다. 각 W/B 비에 대해 5가지의 배합을 고려하였다. N0는 KS L 5109의 방법이고 N1~N4는 배합시간, 배합 단계 그리고 잔골재의 투입시점을 다르게 변화시켰다. 시험결과 AASC의 플로우 값, 강도 그리고 건조수축은 잔골재의 투입시점에 영향을 받았다. 플로우 값은 잔골재의 투입시점이 늦춰짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도와 휨강도는 투입시점이 늦어짐에 따라 증가하였다. 더구나 XRD 분석은 이러한 결과들을 뒷받침하고 있었다. 건조수축은 잔골재의 투입시점이 늦어지면 증가하였다. 본 연구에 고려된 실험요인들을 통해 배합을 조절한다면 AASC의 특성을 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.627-630
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• 2005

This paper examines degradation properties of alkali-activated alumino-silicate composite body by NAS solution exposed to high temperature. Activators include sodium hydroxides and sodium silicate solution. In the result of experiment, flexural and compressive strength of AAS base mortar exposed to high temperature ($400\~600^{\circ}C$) was higher than alumina cement base mortar. Particularly, In case of compressive strength, alumina cement base mortar was decreased by about $60\~70\%$. While, AAS base mortar exposed to high temperature ($400\~600^{\circ}C$) was higher than that curing by room temperature. The above results showed that AAS base inorganic binder has a good mechanical properties exposed to high temperature($400\~600$).

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권3호
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• pp.213-228
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• 2014

Alkali-activated binder (AAB) is recently being considered as a sustainable alternative to portland cement (PC) due to its low carbon dioxide emission and diversion of industrial wastes and by-products such as fly ash and slag from landfills. In order to comprehend the behavior of AAB, detailed knowledge on relations between microstructure and mechanical properties are important. To address the issue, a new approach to characterize hardened pastes of AAB containing fly ash as well as those containing fly ash and slag was adopted using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectra microanalyses. The volume stoichiometries of the alkali activation reactions were used to estimate the quantities of the sodium aluminosilicate (N-A-S-H) and calcium silicate hydrate (CSH) produced by these reactions. The 3D plots of Si/Al, Na/Al and Ca/Si atom ratios given by the microanalyses were compared with the estimated quantities of CSH(S) to successfully determine the unique chemical compositions of the N-A-S-H and CSH(S) for ten different AAB at three different curing temperatures using a constrained nonlinear least squares optimization formulation by general algebraic modeling system. The results show that the theoretical and experimental quantities of N-A-S-H and CSH(S) were in close agreement with each other. The $R^2$ values were 0.99 for both alkali-activated fly ash and alkali-activated slag binders.