• Advances in concrete construction
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• 제13권1호
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• pp.71-81
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• 2022

Aluminosilicate materials as precursors are heterogenous in nature, consisting of inert and partially reactive portion, and have varying proportions depending upon source materials. It is essential to assess the reactivity of precursor prior to synthesize geopolymers. Moreover, reactivity may act as decisive factor for setting molar concentration of NaOH, curing temperature and setting proportion of different precursors. In this experimental work, the reactivities of two precursors, low calcium (fly ash (FA)) and high calcium (ground granulated blast furnace slag (GGBS)), were assessed through the dissolution of aluminosilicate at (i) three molar concentrations (8, 12, and 16 M) of NaOH solution, (ii) 6 to 24 h dissolution time, and (iii) 20-100℃. Based on paratermeters influencing the reactivity, different proportions of ternary binders (two precursors and ordinary cement) were activated by the combined NaOH and Na2SiO3 solutions with two alkaline activators to precursor ratios, to synthesize the geopolymer. Reactivity results revealed that GGBS was 20-30% more reactive than FA at 20℃, at all three molar concentrations, but its reactivity decreased by 32-46% with increasing temperature due to the high calcium content. Setting time of geopolymer paste was reduced by adding GGBS due to its fast reactivity. Both GGBS and cement promoted the formation of all types of gels (i.e., C-S-H, C-A-S-H, and N-A-S-H). As a result, it was found that a specified mixing proportion could be used to improve the compressive strength over 30 MPa at both the ambient and hot curing conditions.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.767-774
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• 2006

본 연구에서는 상동지역 중석광 광미를 콘크리트용 혼화재료로 사용하기 위한 연구의 일환으로 자기충전콘크리트의 분체로서 적용가능성을 검토하였다. 상동지역 중석광 광미를 혼합한 시멘트 페이스트의 유변학적 특성을 검토하기 위하여 구속수비 및 점도계를 이용하여 평균소성점도 및 항복응력을 측정하였으며 가상수막이론을 적용하여 검토하였다. 그리고 광미를 혼합한 자기충전콘크리트의 자기충전성 평가는 일본 토목학회에서 제시한 기준안을 적용하여 검토하였으며, 역학적 특성은 압축강도, 쪼갬인장강도 및 탄성계수를 측정하여 검토하였다. 실험결과 광미의 혼합률이 증가함에 따라 구속수비와 평균소성점도는 감소하였으며, 가상수막 두께는 증가하는 경향을 나타냈다. 또한, 광미를 혼합한 자기충전콘크리트의 자기충전성 검토 결과는 유동성 평가기준인 슬럼프 플로우 500 mm 도달시간의 경우 광미의 혼합률이 증가함에 따라 다소 증가하였고 재료 분리저항성 및 충전성 평가 결과는 기준을 만족하는 경향을 나타내고 있었다. 역학적 특성 검토 결과는 압축강도의 경우 광미의 혼합률이 증가함에 따라 압축강도는 감소하였고, 쪼갬인장강도 및 탄성계수는 보통 콘크리트의 유사한 경향을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.1005-1014
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• 2003

알칼리 자극제의 종류에 따른 고로수쇄슬래그의 수화 및 물리적 특성을 조사하였다 활성화제는 $Na_2$SiO$_3$, $Na_2$CO$_3$, NaOH, $Na_2$SO$_4$를 사용하였고, $Na_2$SiO$_3$, $Na_2$CO$_3$, $Na_2$SO$_4$는 $Na_2$O, NaOH는 $\frac{1}{2}$$Na_2$O로 환산하여 1, 3, 5, 7 wt%를 첨가한 후 W/S=0.5로 실험을 실시하였다. 또한, 압축강도 실험은 OPC에 대해 각각 30 wt% 첨가하여 실험을 하였다. 활성화제의 종류에 따라 주요 수화생성물은 C-S-H, $C_4$AH$_{13}$, AFt, Al(OH)$_3$ 등이었으며, $Na_2$CO$_3$의 경우가 가장 큰 슬래그의 수화율을 보였다. $Na_2$SO$_4$를 사용하였을 때 압축강도가 가장 크게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.269-275
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• 2019

경제 규모의 확장으로 국가 산업이 점차 발전해 나갈수록 사회 인프라를 구축하기 위한 대형 초고층 구조물의 건설이 증가함에 따라 상부의 큰하중을 하부의 암반지지층까지 안전하게 전달할 수 있는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 우리나라의 단단한 암반층을 활용하여 지지력을 극대화 할 수 있도록 PHC의 콘크리트 압축강도를 기존 80 MPa에서 110 MPa로 높인 초고강도PHC에, 말뚝의 선단을 확장시킨 선단확장PHC를 항타공법과 매입공법으로 시공한 후 재하시험을 통해 지지력의 경향성을 확인해 보았다. 항타공법을 사용하여 선단확장PHC의 지지력을 측정해 본 결과 주면마찰력이 일반 PHC에 비해 작게 나타났으며, Stet-up 효과도 미미하게 나타나 지지력 측면에서 우위를 가질 수 없었다. 그러나 매입공법 적용시 주면마찰력의 발휘 효과는 주면부와 지반의 간격이 넓어 시멘트페이스트가 밀실히 채워질 경우 지지력 증가효과가 기대된다. 또한 초고강도PHC가 일반PHC에 비해 높은 지지력이 나타났으며, 허용항타응력도 60% 이내로 나타나 좀 더 견고한 지반까지 안전한 시공이 가능하였다. 따라서 초고강도PHC의 높아진 강도를 활용하기 위해서는 말뚝의 선단부를 연암의 강도를 지닌 지반에 설계하는 것이 말뚝 본수를 크게 절감 할 수 있으며, 시공비 절감과 공기단축의 효과도 얻을 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.307-315
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• 2016

본 연구에서는 CFT에 사용하는 70 및 100MPa급 고강도 콘크리트의 ERCO 적용 유무에 따른 기초적 물성 및 강도특성을 분석하고, Mock-up 시험을 통해 자기수축 저감성능 및 활용성을 검토하고자 하였는데, 그 결과 굳지않은 콘크리트의 유동특성으로 ERCO를 사용함에 따라 슬럼프 플로는 약간 저하하는 경향을 나타내었으나, 슬럼프는 증가하였고, 재료분리 저항성(EIS)은 2.5 이하로 양호하게 나타났다. 공기량의 경우는 모두 목표범위를 만족하는 것으로 나타났는데, 단위용적질량은 증가하였으며, 응결시간은 약간 지연되는 것으로 나타났다. 강도 특성의 경우 ERCO를 0.5% 사용함에 따라 호칭강도 별 모든 배합에서 ERCO 0%에 비해 약 5~10%정도의 높은 압축강도 발현율을 나타내었다. 자기수축 특성은 전반적으로 ERCO를 사용한 배합의 경우 사용하지 않은 배합에 비해 20~30%정도 높은 자기수축저감 성능을 나타내었는데, 이는 ERCO의 주성분인 지방산($C_3H_5(OCOR)_3$)이 콘크리트 경화체중 수화생성물인 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)에 가수분해 되어지방산칼슘(2RCOOCa), 즉 비누입자를 생성시켜, 콘크리트 경화체 내부의 모세관 공극을 충전함으로써 자기수축이 저감된 것으로 분석된다. 종합적으로 ERCO를 사용한 70 및 100MPa 고성능 콘크리트는 유동성 및 강도를 충분히 확보하였고, 자기수축 저감에도 효과적인 것으로 나타나, 이를 CFT 실구조체에 타설하는 것으로 결정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.419-426
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• 2012

굳지않은 콘크리트에는 항상 일정량의 잉여수가 발생하게 된다. 이러한 잉여수는 콘크리트 내부에서 갇힌공기로 남게 되어 내구성을 저하시키는 요인이 되므로 잉여수를 제거할 수 있다면 구조물의 내구성 향상에 큰 도움이 될 것이다. 기존에 많은 연구가 있었지만 투수시트의 특성에 대한 상세한 검토는 부족한 상태이며, 거푸집의 천공에 따른 시공성 저하는 여전히 의문이 있다. 따라서, 본 논문에서는 투수거푸집 시스템에서 직포 및 부직포 투수시트를 적용할 경우의 기초적인 특성을 실험을 통하여 검토하고 시공성 향상을 위해 거푸집에 천공을 하지 않는 투수거푸집에 대한 연구를 진행하였다. 그 결과 투수거푸집에서 직포와 부직포 투수시트를 사용한 경우 직포의 조밀성 및 부직포의 두께 등에 따라 일부 차이가 있었지만 W/C 감소, 표면 평탄성 증가, 표면부 강도 향상이 있었으며, 시멘트손실은 미미하여 적용성이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 투수시트 내부에 탈수된 잉여수의 배수통로를 가지고 있는 배수 부직포 투수시트를 적용한 경우 거푸집에 천공을 하지 않고서도 필요한 탈수성능을 발휘할 수 있어 시공성 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.88-94
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• 2012

본 연구는 고품질의 재생골재 제조시 발생하는 폐콘크리트 미분말을 콘크리트용 혼화재료로 활용하기 위한 연구이며, 분말도는 928 및 $1,360cm^2/g$인 두 종류의 폐콘크리트 미분말에 대하여 검토하였다. 폐콘크리트 미분말의 주요 특징은 시멘트와 유사한 각진 입형을 나타내고 있었으나 입자 표면에 수화생성물들이 부착되어 있었다. 또한 시멘트와 비교하여 폐콘크리트 미분말의 입자 크기는 크게 나타났으며, 화학성분은 $SiO_2$ 함량이 높게 나타났다. 폐콘크리트 미분말을 혼합한 페이스트의 점도는 시멘트만을 사용한 페이스와 비교하여 최대 62% 감소하였고, 종결시간은 2시간 지연되었다. 모르타르는 시멘트만을 사용한 경우와 비교하여 폐콘크리트 미분말의 혼합률이 증가함에 따라서 플로우 값이 최대 30% 감소하였고, 흡수계수는 70% 증가 하였다. 모르타르의 압축 강도는 폐콘크리트 미분말의 혼합률이 증가함에 따라서 최대 73% 감소하였다. 이러한 실험 결과를 통하여 폐콘크리트 미분말은 시멘트와 적절히 혼합(15% 이내)하여 사용하는 것이 바람직할것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.416-424
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• 2023

콘크리트는 전 생애주기에서 막대한 양의 이산화탄소를 배출하며, 이산화탄소 감축을 위한 사회적인 요구에 따라 콘크리트에 이산화탄소를 광물형태로 저장하려는 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼슘으로 고정하는 남세균(Cyanobacteria)을 다공성 콘크리트 기질에 도포하였으며, 이의 특수 환경 양생에 따른 콘크리트 기질의 특성 변화를 분석하였다. 실험 결과 미생물에 의한 탄산칼슘 석출은 빛이 닿는 표면부에서 집중되어 있는 것을 확인하였으며, 대부분의 석출이 골재가 아닌 페이스트 부분에서 발생하였다. 이러한 미생물에 의한 탄산칼슘 석출은 페이스트의 역학성능을 강화하였으며, 양생 재령의 경과에 따라 전체 압축강도가 향상되는 효과를 보였다. 또한 미생물 막과 탄산칼슘의 증가로 공극구조가 개선되어 투수량 감소에도 영향을 끼쳤다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.498-505
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• 2020

골재는 콘크리트 체적의 약 70~85%를 차지하며, 콘크리트의 건조수축을 저감시켜주는 필수요소이다. 하지만 고층건축물 건설시 천연골재의 높은 하중으로 인해 문제점으로 작용한다. 고층 건물 건설시 하중이 커지게 되면 크리프가 발생하고 지반이 침식될 우려가 있으므로 기초를 크게 설계하고 암반층까지 깊게 내린 지정이나 파일등을 설치해야 하므로 공사비 및 재료비가 늘어 경제적 문제점이 있다. 콘크리트의 하중을 줄이기 위해 골재의 경량화를 진행하고 있다. 하지만 인공경량골재는 천연 골재에 비해 높은 흡수율과 낮은 부착강도로 인해 골재와 페이스트 사이의 계면에 영향을 주고 콘크리트 전체 강도에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 천연골재와 경량골재 종류별 계면을 파악하기 위해 비파괴 실험인 EIS측정 장비를 활용하여 전기저항을 측정하는 방식을 채택하였고, 경량골재 겉면을 고로슬래그 코팅을 통해 계면상태의 변화를 실험하였다. 실험결과, 골재 종류별 및 코팅유무에 따른 압축강도의 차이를 보였고, 경량골재 종류별 임피던스 값과 위상각의 차이를 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권5호
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• pp.379-388
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• 2014

본 연구의 목적은 실험 및 FEM 해석을 통해 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 매스콘크리트의 수화열 및 온도균열 평가하는 것이다. 자재, 시멘트 혼입, 콘크리트 혼입 단계에서의 수화열 평가 실험을 진행하였으며, FEM 해석을 위해 압축강도시험을 실시하였다. 실험 결과를 토대로 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 콘크리트의 발열함수계수를 FEM 역해석에 의해 도출하였으며, 도출된 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트 FEM 해석에 적용하였다. PCM 소재 단계 실험을 통해 $31^{\circ}C$ PCM이 과냉각 현상 없이 흡열, 발열 특성이 정상적으로 나타나는 것을 확인하였다. PCM의 시멘트 혼입 단계에서는 PCM 1g당 34.61J 만큼의 수화열을 흡열하는 것으로 나타났으며, 콘크리트 혼입 단계에서는PCM 혼입율이 증가함에 따라 최고수화온도 도달시간은 지연되고, PCM 6% 혼입 시 수화열 저감성능이 가장 높게 나타났다. 실험결과를 토대로 역해석을 실시한 결과, PCM 혼입율이 증가함에 따라 반응속도계수는 낮게 도출되었으나, 최고온도계수는 6%에서 최소로 나타나고, 초과할 경우 오히려 증가하는 것으로 해석되었다. 역해석을 통해 도출한 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트의 수화열 해석에 적용한 결과, PCM 1% 혼입 당 온도균열 지수가 0.05 증가하는 것으로 나타났다.