• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제1권1호
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• pp.75-81
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• 2007

The concrete pavement of the Seohae Highway in Korea has suffered from serious distress, only four to seven years after construction. Deterioration due to Alkali-Silica Reaction (ASR) has seldom been reported per se in Korea, because the aggregate used for the cement concrete has been considered safe against alkali-silica reaction so far. The purpose of this study is to examine the deterioration caused by an alkali-silica reaction of concrete pavement in Korea. The investigation methods included visual inspection and Automatic Road Analyzer (ARAN) analysis of surface cracks, coring for internal cracks, stereo microscopic analysis, scanning electronic microscope (SEM) analysis, and electron dispersive X-ray spectrometer (EDX) analysis. The results are presented as follows: the crack pattern of the concrete pavement in Korea was longitudinal cracking, map cracking or D-cracking. Local areas of damage were noticed four to five years after construction. The cracks started from edges or joints and spread out to slabs. The most intensive cracking was observed at the intersection of the transverse and longitudinal joints. Where cracking was the most intense, pieces of concrete and aggregate had spalled away from top surface and joint interface area. The progress of deterioration was very fast. The reaction product of alkali-silica gel was clearly identified by its generally colorless, white, or very pale yellow hue seen through a stereo optical microscopy. The typical locations of the reaction product were at the interface between aggregate and cement paste in a shape of a rim, within aggregate particles in the cracks, and in the large void in the cement paste. Most of the white products were found at interface or internal aggregates. SEM and EDX analysis confirmed that the white gel was a typical reaction product of ASR. The ASR gel in Korea mainly consisted of Silicate (Si) and Potassium (K) from the cement. The crack in the concrete pavement was caused by ASR. It seems that Korea is no longer safe from alkali-silica reaction.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.541-544
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• 2006

This study was performed to proof expansion effect of the mortar bar due to Alkali-silica Reaction (ASR) by ASTM C 1260 test. Recently, the failure case of cement concrete pavement by ASR was reported in Korea. Cement concrete structures are caused crack by ASR. The service life of cracked cement concrete structures by ASR will be shorted. In this study, crushed the slate rock producted Chungcheongnamdo Boryeong was caused 0.3% expansion at 14 days due to ASR by ASTM C 1260 test. The particular spectrum showed that the ASR gel was analyzed contents included Si, Na, K, and Ca by EDX (electron dispersive X-ray spectrometer). It was verified that the crushed aggregate was caused expansion by ASR in Korea.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1993년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.108-112
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• 1993

The term Alkali-Silica Reaction (ASR) is used to describe a reaction between certain siliceous aggregates and hydroxyl ions present in the pore fluid of a concrete. The ASR is affected by the content of alkali, the particle size and the content of reactive aggregate, water-cement ratio, humidity, temperature and so on. In this paper, the fluence of alkali content and kind of added alkali to the ASR was studied. As a result, the more the content of alkali was increased, the more the mortar-bar was expand and the expansion of mortar-bar was showed differently with the added alkali kinds, The reaction products by ASR were observed by SEM(Scanning Electron Microscope) and analyzed by EDXA(Energy Dispersive X-ray Analysis) also and showed a gel composed of alkali(Na+, K+), silica and calcium.

• 미생물학회지
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• 제47권1호
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• pp.22-29
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• 2011

Chromophore로 레티날(vitamin A)을 사용하는 막 단백질인 로돕신은 7개의 막 단백질로 이루어진다. 최근 광화학/생물리학 측정 방법이 다양해지면서, 그에 따른 새로운 특성도 함께 다양하게 보고되고 있다. 하지만, 다양한 측정 환경에 따른 그 광화학/생물리학 특성의 차이점에 대한 비교연구는 없는 상태이다. 첫째, 빛 에너지를 이용하여 수소 이온 펌프 역할 하는 것으로 잘 알려져 있는 roteorhodopsin (PR)은 해양 proteobacteria에서 발견 되었다. 둘째, 한 오페론에서 14 kDa 전달자와 같이 발현되면서 신호 전달 기능을 하는 Anabaena sensory rhodopsin (ASR)이 있다. 이에 본 연구에서는 이 두 미생물 로돕신을 이용하여 다양한 조건에서 그 차이를 살펴보았다. 각 단백질이 막에 끼어 있는 상태(membrane state), polyacrylamide gel에 고정되어 있는 상태, nonionic detergent일종인 DDM (n-dodecyl-${\beta}$-D-maltopyranoside)과, OG (octyl-${\beta}$-D-glucopyranoside)에 녹아 있는 상태, 좀더 자연상태와 유사한 환경을 위해 단백질만 깨끗하게 정제한 다음 다시 Escherichia coli의 지질인 DOPC (1,2-didecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)에 재조립한 상태, 이렇게 5가지 조건에서 각각의 광화학/생물리학 특징을 흡수스펙트럼(absorption spectrum), 빛-어둠 차이 흡수스펙트럼(light-induced difference spectrum), 포토사이클(photocycle)을 측정하였다. 그 결과 DDM에 녹아 있는 PR과 ASR에서 각 다른 파장에서 M과 O state와 같은 선명한 photointermediate를 가지고, 가장 signal/noise 비율이 좋았다. 본 연구를 통해 막단백질의 다양한 측정 환경에 대한 그 특성의 차이점을 살펴봄으로써 앞으로 다양한 종류의 로돕신 연구에 기초 기반이 될 것으로 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제13권6호
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• pp.739-748
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• 2014

In this article, by using experimental studies and artificial neural network has been tried to investigate the use of nano-silica as concrete admixture to reduce alkali-silica reaction. If there are reactive aggregates and alkali of cement with enough moisture in concrete, a gel will be formed. Then with high reactivity between alkali of cement and existence of silica in aggregates, this gel will expand by absorption of water, and causes expansive pressure and cracks be formed. At the time passes, this gel will reduce both durability and strength of the concrete. By reducing the size of silicate to nano, specific surface area of particles and number of atoms on the surface will be increased, which causes more pozzolanic activity of them. Nano-silica can react with calcium hydroxide ($Ca(OH)_2$) and produces C-S-H gel. In this study, accelerated mortar bar specimens according to ASTM C 1260 and ASTM C 1567, with different mix proportions were prepared using aggregates of Kerman, such as: none admixture and plasticizer, different proportions of nano-silica separately. By opening the moulds after 24 hour and curing in water at $80^{\circ}C$ for 24 hour, then curing in (1N NaOH) at $80^{\circ}C$ for 14 days, length expansion of mortar bars were measured and compared. It was noted that, the lowest length expansion of a specimens shows the best proportion of admixture based on alkali-silica reactivity. Then, prediction of alkali-silica reaction of concrete has been investigated by using artificial neural network. In this study the backpropagation network has been used and compared with different algorithms to train network. Finally, the best amount of nano silica for adding to mix proportion, also the best algorithm and number of neurons in hidden layer of artificial neural network have been offered.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.431-437
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• 2008

한국에서는 그동안 콘크리트구조물에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고된 바가 거의 없는 상태이다. 최근 일부 고속도로 콘크리트 포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 균열과 스펄링 발생하였다. 본 연구에서는 최근 몇몇 국가에서 콘크리트용 골재의 알칼리-실리카 반응성을 조기에 판정하는데 효과가 있는 ASTM C 1260 촉진 모르타르 봉 방법으로 한국산 암석에 대하여 재령별 팽창 특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 한국산 골재 중 화성암 골재 10종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재는 복운모 화강암, 규장암이 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 퇴적암 골재 5종 중에서는 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 장석사암, 적색사암, 셰일로서 잠재적인 알칼리-실리카 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 변성암 골재 11종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 충남 보령 점판암으로서 0.303%의 팽창이 발생하여 반응성이 매우 큰 골재임을 알 수 있었다. 이와 같이 한국산 골재에서도 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 현상이 크게 발생함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권2호
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• pp.108-117
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• 1994

국내에서는 아직 알칼리-골재 반응으로 인한 피해가 보고되지는 않았지만, 해사와 쇄석의 사용이 증가하고 있어 이에 대한 연구가 시급히 진행되어야 할 것으로 사료되어, 화학법(KS F 2545, ASTMC 289)과 모르터바법(KS F 2546, ASTM C 227)을 중심으로 실험을 행하여 국내산 쇄석1종과 국외산 쇄석 1종이 유해로 판정되었으며, 첨가알칼리성량 및 종류를 달리하여 실시한 모르터바법 시험결과 첨가 알카리로 NaCl사용시 가장 높은 팽창을 하였다. 또한, 모르터바의 표면 및 내부의 반응생성물을 SEM에 의한 관찰과 EDXA에 의한 성분분석을 실시하여 알칼리와 실리카성분으로 이루어진 알칼리 실리케이트 겔임이 판명되어 국내에서 알칼리 반응성을 나타내는 골재의 존재가 처음으로 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.355-360
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• 2006

알칼리-실리카 반응은 시멘트 콘크리트 포장 및 구조물에 매우 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 국내의 경우 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 거의 보고되지 않아 연구는 적게 수행되고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 고속도로 일부 노선의 시멘트 콘크리트포장에서 발생한 불규칙균열과 스폴링의 발생 원인을 분석하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 현장조사, 화학적인 방법 및 전자현미경(SEM)의 에너지 분석기(EDX)를 사용하여 파손 원인을 분석하였다. 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장의 파손 유형은 불규칙 균열과 스폴링이다. 코어 시편의 균열 절단면에서 편암과 편마암 골재 주위로 백색으로 변색된 반응환이 관찰되었고, 반응 생성물에서는 $Si^{4+}>K^+$성분이 주로 분석되었다. 254nm 파장의 자외선 광선을 비추게 되면 알칼리-실리카 반응부에 화학반응에 의하여 노란색 형광 빛을 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장에 발생한 불규칙 균열 및 스폴링은 주로 알칼리-실리카 반응에 의해 유발된 것으로 판정하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.531-537
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• 2009

이 연구에서는 알칼리-실리카 반응성을 평가하는데 적용되는 ASTM C 227과 ASTM C 1260 모르타르 봉 시험법으로 쇄석골재의 반응성을 평가하고, 제작된 모르타르를 3년간 일반 환경에 노출시킨 뒤, 알칼리-실리카 반응으 로 인해 생성될 수 있는 반응생성물 확인과 화학분석을 위해 SEM과 EPMA 분석을 실시하였다. 이 연구에서는 SEM의 secondary electron image(SEI)와 EPMA의 backscattered electron image(BSEI)를 이용하였다. 이 연구에 사용된 쇄석골재 는 ASTM C 227에 의해서는 2년간 뚜렷한 팽창을 나타내지 않았지만, KOH 용액을 이용한 반응촉진법에 의해서는 유 해 가능성이 있는 것으로 나타났다. 모르타르 봉 시험 시행 후, SEM SEI 분석 결과, ASTM C 227에 의해 제작된 모 르타르 봉에서는 골재 입자와 시멘트페이스트 사이에 알칼리-실리카 반응에 의한 흔적이나 pore 내에서 반응생성물이 확인되지 않았다. 하지만 ASTM C 1260에 의한 모르타르 봉에서는 알칼리-실리카 반응의 전형적인 반응생성물로 알려 진 꽃잎형(rosette morphology)의 알칼리-실리카 겔(gel)이 확인되었다. EPMA 분석 결과, ASTM C 227에 의한 모르타르 봉에서도 골재 입자 표면에 부분적으로 미세하게 Al-ASR gel이 확인됨에 따라 ASTM C 227에 의해 2년간 무해한 팽 창을 나타내었던 모르타르 봉에서도 알칼리-실리카 반응이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 반응성 촉진 시험 후의 모르 타르의 EPMA 분석 결과에서는 골재 입자에 발생된 균열 내부뿐만 아니라 pore 내부에 알칼리-실리카 겔이 축적되어 있는 것으로 나타났으며, 또한 pore 내에서 확인된 겔이 골재 입자 내부에 생성된 겔에 비해 Ca 함량이 더 풍부한 것 으로 나타났다. 국내에서 생산되는 쇄석골재 사용으로 인하여 구조물 내부에 발생한 변화를 미세구조를 통해 확인한 결 과, 알칼리-실리카 반응에 의한 구조물 열화를 알 수 있었다. 따라서, 국내 쇄석골재 사용량 증가에 따라 새로운 건설에 있어서 알칼리-실리카 반응 방지를 위한 고려가 있어야 할 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제17권3호
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• pp.277-288
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• 2004

알칼리-실리카반응은 시멘트 내의 알칼리와 화학적으로 불안정한 반응성 골재와의 화학반응으로서, 그 결과 콘크리트의 팽창과 균열을 발생하는 작용이다 본 연구에서는 우수한 포조란반응 특성을 나타내는 새로운 광물혼화재로 부각되고 있는 메타카오린의 알칼리-실리카반응 억제 효과에 대하여 연구하였다. 다양한 치환율로 메타카오린을 혼합한 모르타르 공시체를 제작하여, 알칼리-실리카 반응성 시험(ASTM C 1260), 압축강도 시험 및 유동성 시험을 실시하고, 시멘트 수화물에서의 구성성분 변화에 대한 XRD 정량분석을 실시하였다. 그 결과, 메타카오린의 혼합은 시멘트 페이스트내의 가용 포트랜다이트의 함량을 급속히 감소시키는 빠른 포조란반응 및 수화반응 특성을 나타내어, 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창을 억제하고 우수한 압축강도를 발현하는 것으로 나타났다. 시멘트에 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창억제는 치환율 15% 이상, 즉 시멘트 페이스 내의 가용 포트랜다이트 함량이 약 10% 이하가 될 경우 효과적이다. 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 억제는 유해성이 높은 알칼리-칼슘-실리카 겔의 형성이 억제된 결과와 포조란 효과에 의한 치밀하고 균질한 시멘트 페이스트 형성으로 인한 알칼리 용액의 침투가 억제된 결과에 의한 것으로 생각된다. 15% 이상의 메타카오린의 혼합은 보통의 모르타르보다 높은 초기강도를 발현하였으며, 후기강도는 전 치환율 범위에서 보통의 모르타르 이상의 아주 우수한 강도를 나타내었다. 강도발현 특징은 메타카오린에 의한 빠른 포조란반응 및 수화특성을 반영하고 있다.