• 한국건축시공학회지
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• 제16권3호
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• pp.219-227
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• 2016

본 연구에서는 염해에 열화작용을 일으키는 염소이온을 고정하기 위한 방안으로 이온교환능력과 흡착능력이 우수하다고 알려진 층상이중수산화물(LDHs)을 활용하였다. 실험에 앞서 두 종류의 LDHs(Mg/Ca)를 공침법을 사용하여 합성하였고, 합성된 고형물을 활용하여 수용액내에서 실험적 연구를 진행하였다. 일반적 합성법인 공침법으로 기존문헌의 입증된 나노 입자의 LDHs를 제조 할 수 있었으며 이는 건축재료로써의 적용에 앞서 간단한 제조방법만으로도 제조가 가능하다는 긍정적인 효과로 볼 수 있다. 또한, 이온교환시간 15분내에서는 Mg체계가 고정속도가 빨랐으나, 그 후의 시간에서는 최대 4시간까지 Ca체계의 고정량이 우수하였다. 임계치 $1.2kg/m^3$의 경우 0.5 g당 Mg/Ca은 각각 0.0035g, 0.0015g의 염소이온을 고정하였다. 또한, 효과가 우수했던 이온교환된 Ca체계를 XRD 분석한 결과 층간에 삽입한 $NO_3$가 용출되고 염소이온이 치환되었음을 알 수 있었다. 시멘트계의 적용시 Mg체계보다 Ca체계가 우수한 고정효과를 기대 할 수 있다고 판단되며, 향후 연구에서는 본 연구에 결과를 바탕으로 시멘트계 재료에서의 염소이온 고정효율을 평가하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.450-456
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• 2022

본 연구에서는 발열 콘크리트 부재 개발의 사전 연구로써 C₁₂A₇계 바인더와 무수석고를 혼입한 모르타르 시편의 압축강도 및 촉진 염화물 확산 거동을 분석하였다. 또한, 무수구연산계 지연제의 혼입률 4수준을 고려하여 지연제 혼입률이 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 모르타르 시편의 압축강도는 KS L ISO 679, 촉진 염화물 확산 시험은 NT BUILD 492 및 ASTM C 1202에 준하여 수행하였다. 무수구연산 지연제 혼입률이 0.3 %인 경우에서 가장 높은 강도가 평가되었으며 이는 컨트롤 케이스 대비 127.6 %의 강도 증진률을 나타내었다. 무수구연산 지연제 혼입률 0.3 %에서 효과적으로 가사시간 및 경화 시간을 확보하여 성능이 개선된 것으로 사료된다. 통과 전하량 및 촉진 염화물 확산계수 평가 결과 압축강도와 비슷한 성능 평가 결과가 도출되었으며, 기존의 연구에 따르면 강도 거동과 염화물 확산 거동은 선형적 관계를 갖기 때문이다. 가장 높은 강도 성능을 나타낸 배합에서 가장 높은 염해 저항성을 나타내었으며, 본 연구 결과를 기반으로 추후 발열 콘크리트 부재 개발을 수행할 계획이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.97-105
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• 2009

건설산업에서 혼합콘크리트의 개발 및 사용은 내구성 측면에서의 공극구조개선 및 투수성 감소등의 확장 연구를 통해 나날이 증가하고 있는 실정이다. 한편, 콘크리트내의 균열은 투수성, 염해 침투속도 및 압축강도등을 결정하는 중요한 인자이며, 이는 철근의 부식과도 밀접한 관련을 가지는 것으로 알려져 있다. 더욱이 콘크리트 구조물의 피복두께에 균열이 발생한 경우, 이를 통해 철근 부식이 가속화됨은 주지의 사실이다. 최근에 콘크리트내의 침투를 고려한 균열효과와 관련하여 다수의 연구가 수행되어져 온 것이 사실이며, 그에 따라 내구성을 고려한 균열 혼합콘크리트의 사용수명 평가에 관한 연구도 필요한 것이 사실이다. 본 연구에서는 0.3mm의 균열을 변수로 두고, OPC, 30% PFA, 60% GGBS 및 10% SF의 결합재를 혼입하여 사용한 혼합콘크리트보의 부식평가를 자연 및 인공 환경조건에 맞추어 반전지전위측정시험, 갈바닉전류측정시험, 무게감량법등으로 측정 및 비교분석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.357-363
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• 2017

This paper conveys the effects of fly ash and silica fume incorporated in concrete at various replacement ratios on the durability properties of concretes. It is quite well known that concrete durability is as much important as strength and permeability is the key to durability. Permeability is closely associated with the voids system of concrete. Concrete, with less and disconnected voids, is assumed to be impermeable. The void system in concrete is straightly related to the mix proportions, placing, compaction, and curing procedures of concrete. Reinforced concrete structures, particularly those of subjected to water, are at the risk of various harmful agents such as chlorides and sulfate since the ingress of such agents through concrete becomes easy and accelerates as the permeability of concrete increases. Eventually, both strength and durability of concrete reduce as the time moves on, in turn; the service life of the concrete structures shortens. Mineral additives have been proven to be very effective in reducing permeability. The tests performed to accomplish the aim of the study are the rapid chloride permeability test, pressurized water depth test, capillarity test and compressive strength test. The results derived from these tests indicated that the durability properties of concretes incorporated fly ash and silica fume have improved substantially compared to that of without mineral additives regardless of the binder content used. Overall, the improvement becomes more evident as the replacement ratio of fly ash and silica fume have increased. With regard to permeability, silica fume is found to be superior to fly ash. Moreover, at least a 30% fly ash replacement and/or a replacement ratio of 5% to 10% silica fume have been found to be highly beneficial as far as sustainability is concerned, particularly for concretes subjected to chloride bearing environments.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.253-261
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• 2015

콘크리트에 발생하는 균열은 구조물의 진행성 파괴로 연결되어 구조물의 안전성에 직결되는 문제이며, 철근콘크리트 구조물에 발생한 균열은 사용성 뿐만 아니라 유해물질의 침입에 따른 열화를 촉진하여 내구성 문제와 직결된다. 특히 외부 염화물 이온의 침입에 따라 철근에 발생하는 부식은 철근콘크리트 구조물의 안전성에도 큰 영향을 미친다. 따라서, 콘크리트의 균열을 제어하기 위해 초기재령 콘크리트에서의 수화, 수분이동을 규명하여 안전성 및 내구성을 확보하기 위해 허용 균열폭을 합리적으로 산정하는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 철근부식에 영향을 미치는 영향인자를 분석하고 부식영향인자의 변화에따른 부식의 정도를 파악할 수 있는 철근콘크리트 보를 제작하여 실험을 실시한다. 이러한 실험의 결과를 이용하여 부식영향인자를 고려한 허용 균열폭에 대한 식을 제안한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.28-36
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• 2021

콘크리트 구조물의 내부의 매립된 철근은 부동태 피막으로 인해 부식으로부터 보호된다고 알려져 있다. 구조물의 경제적인 내구수명 산정을 위해 부식 발생 시기를 지연시키거나 초기 부식 시점을 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 3 가지 수준의 피복두께(60 mm, 45 mm, 30 mm), 물-시멘트 비(40.0%, 50.0%, 60.0%), 염화물 농도(0.0%, 3.5%, 7.0%)를 고려한 콘크리트 시편을 대상으로 부식 모니터링을 수행하였는데, 한천(Agar) 기반 소켓 형식 센서를 활용하여 OCP를 측정하였다. OCP 측정 시 습윤 조건에서는 전위가 감소하고 건조 조건에서는 감소된 전위가 일부 회복하는 거동을 확인하였다. 모든 물-시멘트 비에서 피복두께가 30 mm의 경우 가장 낮은 OCP값이 측정되었으며, 피복두께가 30 mm에서 45 mm로 증가할 때 빠르게 OCP가 회복하였다. 이는 피복두께가 염화물 이온의 침투에 효과적인 방어기구로 작용하기 때문이다. 염화물 농도가 증가함에 따라 물-시멘트 비의 영향보다 피복두께에 대한 영향이 더 지배적인 경향을 보이는 것으로 도출되었다. 시편의 해체 후 추가적인 모니터링과 염화물량의 평가를 수행하면 제안된 부식 모니터링 기법의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.413-422
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• 2019

콘크리트 혼화재인 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하기 위하여 페로실리콘 산업부산물을 적용하였다. 페로실리콘의 원재료 비표면적, 비중과 같은 기초물성은 실리카퓸과 매우 유사하다. 따라서 전체 혼화재 중량의 10%를 페로실리콘 또는 실리카퓸으로 치환한 콘크리트와 모르타르를 제작하여 페로실리콘의 혼화재로써의 사용 타당성을 평가하였고, 보통 포틀랜드 시멘트, 페로실리콘, 실리카퓸 콘크리트에 대한 비교 분석 결과를 나타냈다. 페로실리콘 콘크리트의 수화특성은 X선 회절 분석을 통하여 수행하였다. 페로실리콘 콘크리트는 압축강도, 염분침투 저항성, 공극 저감의 측면에서 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 보다 장점을 보였으나 그 정도는 실리카퓸 보다 낮았다. 페로실리콘 콘크리트에 대하여 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 가능성이 확인되었는데 이는 실리카 입자의 뭉쳐진 덩어리 크기 때문인 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.341-345
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• 2021

고로슬래그는 콘크리트의 염소이온침투 저항성능 개선 목적으로 가장 널리 활용되는 혼화재이나, 해수에 노출된 고로슬래그 혼입 콘크리트의 장기거동 및 상변이에 대한 보고는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 열역학 모델링을 통해 해수에 노출된 슬래그 시멘트의 장기 상변이를 모사하였다. 모델링 결과 슬래그 혼입은 해수에 노출되었을 때 상변이가 쉽게 일어나지 않는 안정적인 상을 생성시킬 것으로 예측되었다. 해수에 노출되었을 때 ettringite 생성으로 인해 포틀랜드 시멘트 및 슬래그 시멘트에서 모두 팽창이 일어날 것으로 예측되었으나, 슬래그 시멘트에서는 brucite가 덜 생기는 것을 확인하였다. 공극률은 슬래그 혼입 시멘트의 경우 더 높았으나, 염소 흡착능이 높은 알루미네이트 수화물이 슬래그 시멘트에서 더 활발히 생성되는 것을 확인하였다. 따라서 슬래그 혼입을 통해 해양 환경에서 사용되는 콘크리트의 내구성능을 크게 증진시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제2권3호
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• pp.163-176
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• 2014

Essentially, when electrical current flows easily in concrete that has large pores filled with highly connective pore water, this is an indication of a low resistivity concrete. In concrete, the flow of current between anodic and cathodic sites on a steel reinforcing bar surface is regulated by the concrete electrical resistance. Therefore, deterioration of any existing reinforced concrete structure due to corrosion of reinforcement steel bar is governed, to some extent, by resistivity of concrete. Resistivity of concrete can be improved by using SCMs and thus increases the concrete electrical resistance and the ability of concrete to resist chloride ingress and/or oxygen penetration resulting in prolonging the onset of corrosion. After depassivation it may slow down the corrosion rate of the steel bar. This indicates the need for further study of the effect of electric arc furnace dust (EAFD) addition on the concrete resistivity. In this study, concrete specimens rather than mortars were cast with different additions of EAFD to verify the electrochemical results obtained and to try to understand the role of EAFD addition in influencing the corrosion behaviour of reinforcing steel bar embedded in concrete and its relation to the resistivity of concrete. The results of these investigations indicated that the corrosion resistance of steel bars embedded in concrete containing EAFD was improved, which may link to the high resistivity found in EAFD-concrete. In this paper, potential measurements, corrosion rates, gravimetric corrosion weight results and resistivity measurements will be presented and their relationships will also be discussed in details.

• Computers and Concrete
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• 제20권1호
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• pp.99-110
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• 2017

Service life assessments which do not include the synergy between mechanical and environmental loading are neglecting a factor that can have a significant impact on structural safety and durability assessment. The degradation of concrete structure is a result of the combined effect of environmental and mechanical factors. In order to make service life design realistic it is necessary to consider both of these factors acting simultaneously. This paper deals with the advanced modelling of concrete carbonation and chloride ingress into concrete using stochastic 1D and 2D models. Widely accepted models incorporated into the new fib Model Code 2010 are extended to include factors that reflect the coupled effects of mechanical and environmental loads on the durability and reliability of reinforced concrete structures. An example of cooling tower degradation by carbonation and an example of a bended reinforced concrete beam kept for several years in salt fog are numerically studied to show the capability of the stochastic approach. The modelled degradation measures are compared with experimental results, leading to good agreement.