• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.83-91
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• 2015

포러스 콘크리트는 시멘트, 물 그리고 굵은골재로 구성되어 있으며, 공기 및 물의 투과 그리고 흡음 등 지구 환경부하를 저감시키기 위해 사용되어 왔다. 그러나 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상은 시공시 이루어지는 다짐하중에 의해 변한다. 따라서 본 연구에서는 결합재 종류, 물-결합재비, 목표공극율에 따른 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상을 파악하였으며 특히, 다짐하중에 따른 포러스 콘크리트의 공극율, 강도, 투수계수의 물성변화를 파악하였다. 본 연구에서 사용한 골재는 부순자갈 생산과정에서 발생되는 부산물로서 최대크기는 13mm이다. 연구결과, 포러스 콘크리트의 목표 공극율, 투수계수, 압축강도는 공극율과 밀접한 상관성을 지니고 있으며, 공극율은 포러스 콘크리트의 배합설계로 제시할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되다. 포러스 콘크리트의 압축강도는 팽창재 치환율 5%에서 가장 높게 나타났으며, 실리카 흄 치환율 10%에서 치환하지 않은 콘크리트보다 32% 높게 나타났다. 그리고 다짐하중을 변화시킨 본 연구결과 압축강도는 하중 15kN부터 증가하였고, 공극율은 하중 0.8kN부터, 투수계수는 하중 35kN부터 각각 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.149-156
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• 2016

이 연구의 목적은 알칼리 활성 슬래그 기반 무시멘트 콘크리트의 염소이온 침투 및 황산염 침투 저항성과 같은 장기 내구성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-결합재비에 따라 원주형 및 각주형의 무시멘트 콘크리트를 제작한 후, 이들에 대해서 재령 28일부터 365일까지 NT BUILD 492 및 JSTM C 7401 각각에 따라 장기 염소이온 침투 및 황산염 침투 저항성을 평가하였다. 그 결과, 무시멘트 콘크리트의 장기 염소이온 침투 및 황산염 침투 저항성은 물-결합재비에 관계 없이 OPC 콘크리트보다 크게 개선되는 것으로 나타나, 무시멘트 콘크리트의 장기 내구성은 매우 우수한 것으로 입증되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.236-245
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• 2021

노출 환경 및 설계 변수의 변화에 따라 내구수명은 큰 범위를 가지고 변화하게 되므로 설계자 입장에서는 내구수명의 변동성을 이해하는 것은 중요하다. 최근 들어 탄소 중립을 위하여 플라스틱 혼소재가 클링커 생산 시 원료로 사용되고 있는데, 이러한 경우, 시멘트의 염화물 함유량은 증가하게 된다. 본 연구의 목적은 플라스틱 혼소재를 사용하여 초기 염화물량이 증가할 경우, 다양한 노출 환경과 설계 변수를 고려하여 내구수명이 어떤 수준으로 변화하는지에 대한 연구이다. 이를 위해 4 수준의 초기 염화물량을 설정하였으며, 3 수준의 표면 염화물량을 포함한 다양한 환경 조건에 따라 내구수명을 LIFE 365 프로그램을 이용하여 평가하였다. 해석 변수로서 임계 염화물량, 고로슬래그 미분말 치환 혼입율, 물-결합재 비, 피복두께, 단위 결합재량, 초기 염화물량을 설정하였다. 초기 염화물량이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 경향을 보이지만 이 값을 1,000ppm까지 허용해도 내구수명의 큰 감소는 나타나지 않았다. 또한 슬래그 치환율을 증가시킬 경우 더 높은 내구수명을 확보할 수 있는데, 이는 고로슬래그 미분말이 외부 염화물 이온의 확산 저감과 동시에 자유 염화물을 고정시키는 효과가 있기 때문이다. 초기 염화물량의 허용 농도를 유럽기준과 같이 증가시키는 것도 지속가능성 향상과 탄소량을 저감시키는 데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 표면 염화물량이 낮고 혼화재(슬래그)를 사용한 경우, 초기 염화물량의 영향은 상대적으로 낮았지만 표면염화물량이 높은 경우, 노출환경을 고려한 신중한 배합설계가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.116-121
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• 2019

본 연구에서는 분쇄한 순환골재 분말(RAP)을 건설소재로 활용하기 위하여 순환골재 및 RAP의 재료적 특성을 파악하고, 시멘트 대체재로 RAP를 적용한 모르타르의 물리 역학적 특성을 분석하였다. RAP 입도분석결과, 볼밀 시간이 증가함에 따라 0.6mm 입도의 분포량이 증가하고, 조립률은 감소하는 것으로 나타났다. RAP를 치환한 모르타르의 유동성은 Plain 보다 향상되었으며, 이는 RAP를 결합재 대체재로 적용함으로서 잉여수의 증가하고 이로 인해 유동성이 증가된 것으로 판단된다. RAP를 적용한 모르타르의 압축강도 평가 결과, 치환율이 증가함에 따라 압축강도가 낮아지는 경향을 나타내었지만, 약 10%까지는 치환하여 사용가능한 것으로 판단된다. 이상의 연구로부터 분말화한 순환골재는 잔골재 대체재로서도 품질특성을 만족할 수 있는 것으로 나타났으며, 본 연구 범위에서는 결합재 대체재로 약 10% 적용시 유동성 개선 및 강도 확보가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.8-15
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• 2019

콘크리트 구조물이 극심한 열화 환경에 노출되는 경우 열화현상이 발생하게 되는데, 대표적인 열화 현상으로는 염해에 의한 철근부식이 있다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비(0.37, 0.42, 0.47) 및 2가지 수준의 플라이애시 치환율(0%, 30%)을 고려하여 재령 2년 콘크리트 시편을 대상으로 염해 저항 성능을 평가하였다. Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수를, ASTM C 1202에 준하여 통과 전하량을, KS F 2405에 준하여 압축강도를 평가하였다. 또한 기존의 제안식들과 촉진 염화물 확산계수 결과를 활용하여 각 배합의 시간의존성 확산 특성을 분석하였다. 플라이애시 혼입 배합은 OPC 배합 대비 뛰어난 내구성능을 나타내는데, 통과 전하량 평가기준에 따르면 재령 49일부터 "Moderate" 등급 이하에 포함되는 반면 OPC 배합은 재령 1년에서야 모든 물-결합재 비에서 "Moderate" 등급 이하에 포함되었다. 각 배합의 시간의존성지수를 도출한 결과 모든 배합에서 물-결합 재비가 증가함에 따라 시간의존성지수가 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 플라이애시 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 1.57배~2.74배의 시간의존성지수가 평가되었다. 이는 시간의존성지수가 확산계수가 감소하는 기울기를 나타내기 때문이며, 플라이애시의 포졸란 반응에 의해 FA 배합에서 OPC 배합 대비 높은 시간의존성지수를 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.129-136
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• 2010

본 연구에서는 순환골재 미분말 생산 시 발생하는 비산분진 및 미분말 중 입경 0.08 mm이하 및 입경 0.15 mm 이하 순환골재 미분말만을 포집하여 순환골재 미분말의 치환방법 및 치환률에 따른 제반 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과 유동성은 0.08 mm 이하 및 0.15 mm 이하의 RP를 치환한 경우 전반적으로 저하하는 경향을 나타내었으나, 0.15 mm 이하의 RP를 사용할 시 0.08 mm 이하의 RP를 사용한 경우보다 상대적으로 고성능감수제가 많이 첨가됨에 따라 플로우 감소 폭은 적은 것으로 나타났다. 0.15 mm 이하의 RP를 사용한 플로우, 링플로우 및 미니슬럼프 플로우의 연관관계는 타 시험방법에 비해 플로우와 링플로우의 경우 연관관계가 큰 것으로 나타났으며, 0.15 mm 이하의 RP를 사용한 페이스트의 소성점도의 경우 RP치환률이 증가함에 따라 점도 및 항복치가 증가하는 것으로 나타났다. 압축강도 및 휨강도의 경우는 입자크기에 관계없이 RP의 치환률이 증가함에 따라 플레인에 비해 강도값이 저하하는 것으로 나타났으며, 재령이 경과함에 따라 강도 발현율이 큰 것으로 나타났다. 또한, 시멘트에 치환한 경우보다 잔골재에 치환할 시 높은 강도값을 나타내었으며, 0.08 mm 이하의 RP를 5% 잔골재에 치환할 시 플레인과 강도값이 유사함을 나타내어 0.08 mm 이하의 RP 사용시 강도 증진 효과가 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2013

최근 시멘트 생산 시에 발생하는 다량의 $CO_2$로 인한 환경문제가 심각한 실정이며, 이러한 환경문제를 해결하기 위해 고로슬래그 미분말과 같은 산업부산물을 시멘트 대체 재료로 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. AAS 콘크리트는 상온에서 고강도 발현이 가능하지만 알칼리 반응으로 인한 빠른 응결시간과 유동성 손실로 인해 작업시간 확보에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료 확보를 위해 AAS 모르타르의 압축강도 및 유동 특성에 시멘트용 유동화제가 미치는 영향을 분석하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.35로 고정하고 알칼리 활성화제로 수산화나트륨과 물유리를 사용하여 AAS 모르타르를 제조하였으며, 유동성 확보를 위해 4종의 유동화제인 나프탈렌(N), 리그닌(L), 멜라민(M), PC(P) 계를 각각 슬래그 질량대비 최대 2%까지 첨가하여 압축강도, 플로우, 초음파 속도를 측정하였다. 실험결과, 멜라민계 유동화제를 첨가한 경우 AAS 모르타르의 압축 강도 저하 현상 없이 유동성이 증진되는 것으로 나타났으며, 나프탈렌계와 PC계의 경우에는 유동성 개선효과가 미미한 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권4호
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• pp.19-28
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• 2010

산업부산물인 플라이애시 및 고로슬래그는 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트로 일부 재활용되고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 결합재로 플라이애시 또는 고로슬래그를 단독으로 사용한 연구는 많으나, 이들 결합재의 혼합사용에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시와 고로슬래그를 혼합한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 결합재의 혼합비율, 알칼리 활성화제의 종류 및 양생온도가 알칼리 활성 모르타르의 시공성, 압축강도 등 특성에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 플라이애시와 고로슬래그의 혼합비와 알칼리 활성화제의 종류는 시공성 및 강도에 큰 영향을 주지만, 양생온도는 비교적 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 플라이애시와 고로슬래그를 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 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.367-375
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• 2007

철근의 부식을 유발하는 임계 염소이온량에 대한 연구는 콘크리트 구조물의 건전성을 판단하고 내구성 설계 기법에 필요한 핵심적인 재료 물성치 임에도 그값이 아직도 모호한 실정이다. 임계 염소이온량에 대한 대부분의 문헌들은 임의의 시간에 실험적 방법에 의하여 전 염소이온량을 구하는데 집중하였다 또한, 다수의 문헌들은 대다수의 콘크리트에서 탄산화가 진행되고 있음에도 비탄산화된 콘크리트를 대상으로 실험하여 임계 염소이온량을 결정하고 있다. 그러나, 임계 염소이온량은 시멘트량, 시멘트계 재료의 종류, 염소이온의 고정화, 수산기이온 등과 같은 다양한 인자에 의하여 지배된다. 그러므로 다양한 배합조건에서 이러한 인자들을 고려할 수 있는 단일화된 해석적 기법의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 이러한 다양한 요인을 고려하여 임계 염소이온량의 해석적 기법을 개발하는 것이다. 배합 조건, 노출 환경, 공극수의 화학적 발현 특성, 탄산화 등과 같은 다양한 인자들이 고려되었다. Gouda의 실험적 결과인 공극수내의 $[Cl^-]/[OH^-]$의 비율을 토대로 임계 염소이온량을 구할 수 있는 해석 기법이 정립되었다. 이는 시멘트계 재료의 수화 시뮬레이션 프로그램인 HYMOSTRUC을 이용하여 질량 단위로 구해졌으며 발표된 실험적 결과 및 관련코드와 비교되었다. 본 연구의 접근 방법은 해사 혹은 해수와 같은 염소이온의 도입원 조건에 따라서 임계 염소이온량을 결정할 수 있는 합리적 해를 제공해줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.400-408
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• 2003

염화물 이온은 철근의 부동태 피막을 파괴하여 부식을 촉진시키는 요인이며 철근의 부식은 콘크리트 구조물의 내구성뿐만 아니라 안전성에 가장 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 이러한 염해에 대해 적극적으로 대처하기 위하여 최근에는 공극률 슬래그 미분말의 사용이 본격화 되고 있다. 본 논문에서는 염해, 특히 보통 포틀랜트 시멘트 콘크리트 보다 우수한 염화물 이온의 침투저항성을 보유한 것으로 알려져 있는 공극률 슬래그 미분말 콘크리트에 대해 염화물 이온의 확산특성을 분석하였고, 염화물 이온의 거동을 해석할 수 있는 모델을 기존의 보통콘크리트 확산모델을 수정하여 제안하였다. 제안된 공극률슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 이온 확산모델은 공극률슬래그 미분말 콘크리트에 대한 촉진염화물 분무실험 결과와 실제 RC 교량 교각부의 현장 염화물 실험결과와의 비교를 통하여 타당성을 검증하였으며, 검증된 모델을 이용한 해석과 실험을 통하여 고로슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 이온의 침투에 따른 치환율 및 분말도에 따른 최적조건을 도출하였다. 고로슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 이온 침투저항성은 고로슬래그 미분말을 사용함에 따라 보통 콘크리트에 비하여 우수하게 개선되었으며, 사용한 고로슬래그 미분말의 분말도보다 치환율에 영향을 더 받는 것으로 분석되었다.