• Advances in concrete construction
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• 제6권6호
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• pp.561-583
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• 2018

A variety of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers are commercially available. Their influence on the rheological retention and slump loss in respect of concrete differ considerably. Fluidity and slump loss are the cardinal features responsible for the quality of concrete. These are related to the dispersion of cement particles and the hydration process which are greatly influenced by type of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers. On the backdrop of relatively less studies in the context of rheological retention of high strength self-consolidating concrete (HS-SCC), the experimental investigations were carried out aiming at quantifying the effect of the six different PCE polymers (PCE 1-6) on the rheological retention of HS-SCC mixes containing two types of Ordinary Portland Cements (OPC) and unwashed crushed sand as the fine aggregate. The tests that were carried out included $T_{500}$, V-Funnel, yield stress and viscosity retention tests. The supplementary cementitious materials such as fly ash (FA) and micro-silica (MS) were also used in ternary blend keeping the mix paste volume and flow of concrete constant. Low water to binder ratio was used. The results reveal that not only the PCEs of different polymer groups behave differently, but even the PCEs of same polymer groups also behave differently. The study also indicates that the HS-SCC mixes containing PCE 6 and PCE 5 performed better as compared to the mixes containing PCE 1, PCE 2, PCE 3 and PCE 4 in respect of all the rheological tests. The PCE 6 is a new class of chemical admixtures known as Polyaryl Ether (PAE) developed by BASF to provide better rheological properties in even in HS-SCC mixes at low water to binder mix. In the present study, the PCE 6, is found to help not only in reduction in the plastic viscosity and yield stress, but also provide good rheological retention over the period of 180 minutes. Further, the early compressive strength properties (one day compressive strength) highly depend on the type of PCE polymer. The side chain length of PCE polymer and the fineness of the cement considerably affect the early strength gain.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.467-474
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• 2020

탄소나노튜브는 뛰어난 역학적 성능 및 기능성으로 다양한 분야에서 활용되고 있는 나노소재이다. 탄소나노튜브를 건설재료 분야에 활용하는 연구는 현재의 화두 중 하나로, 예전에 비해 점차 많은 연구가 진행되고 있으나, 탄소나노튜브의 혼입률이 시멘트 페이스트의 압축강도 및 유변학적 물성에 미치는 영향을 검증한 문헌은 상대적으로 부족한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Polyvinyl Pyrrolidone을 사용하여 수용액 분산된 다중벽 탄소나노튜브를 이용하여 시멘트 페이스트를 제조하고, 이의 유변학적 물성 및 압축강도 특성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 탄소나노튜브의 혼입률이 증가할수록 소성점도 및 소성항복응력의 증가가 발생하였으며, 물시멘트비가 낮은 경우에 이러한 경향이 더욱 뚜렷하게 드러나는 것이 확인되었다. 탄소나노튜브 혼입 시멘트 페이스트의 압축강도는 물시멘트비가 0.30인 경우 탄소나노튜브 혼입률 0.1wt%에서, 물시멘트비가 0.40인 경우에는 혼입률 0.2wt%에서 최대가 되는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.63-68
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• 1998

The fluidity of high flowing concrete can be affected by numerous parameters which characterize either the cement of the admixture. The reactivity of a cement as determined by its chemical composition(especially its $C_3$A content), its fineness and its content in sulfates and alkalies obviously plays a key role in rheology of high flowing concrete in fresh state. Specific properties of high range water reducing AE agent used to enhance the workability of high flowing concrete also exert important influence. The purpose of this experimental study is to investigate and analyze the effect of cement and high range water reducing AE agent in fluidity, setting, compressive strength of high flowing concrete. As a result, we found that fluidity of high flowing concrete is affected greatly by kind of cement and high range water reducing AE agent, also, there is harmonic character between high belite cement and polycarbonic acid high range water reducing AE agent.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권5호
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• pp.387-393
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• 2010

To improve concrete quality one of the most widely used chemical admixtures is polycarboxylate type superplasticizer. Unlike lignosulfonate and naphthalene-sulfonate, it has high dispersion property and excellent sustainable dispersion property for cement and concrete. Thus, polycarboxylate type superplasticizer has been widely used as a high-performance water reducing admixture together with silica fume in high-performance concrete and other applications for the dispersion of high-strength concrete over 100 MPa. However, even though there have been many studied on the dispersion of concrete by the structure of polycarboxylate type superplasticizer, there have a few studied that clarified the relationships between its rheological properties and microstructure properties in the early hydration behavior of ordinary portland cement. To investigate the correlations between the rheological properties and microstructure of cementitious materials with polycarboxylate type superplasticizer, this study experimented on the rheology, pore structure, heat evolution, and consistency in early hydration as well as on the compressive strength by early dispersion characteristics.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제11권1호
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• pp.1-18
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• 2024

Self-compacting concrete is widely used around the globe today due to its special and unique properties. This study examines the effect of natural and crushed gravel combinations in different percentages in short-and long-term properties of concrete. The best utilized sand had a fineness modulus of 2.7. In the mentioned mix designs, silica fume was used with 0 and 7% of the weight of the cement. In order to check the properties of fresh and hardened concrete, 9 and 5 test types were performed, respectively. The carried out tests were slump flow, V-funnel, J-ring, L-box, U-box and column segregation for fresh concrete, and compressive, tensile and flexural strengths for hardened concrete. A mix with only 100% natural gravel was considered as the control mix. According to the results, the control mix design and the one containing 100% crushed gravel with silica fume were the best in fresh and hardened concrete tests, respectively. Finally, using the optimization method, a mix design with 25% natural gravel, 75% crushed gravel and silica fume was introduced as the best mix in terms of the results of both fresh and hardened concrete tests.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.73-80
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• 2022

이 연구는 3D 프린팅 복합재료에 대하여 굳지 않은 상태에서는 시간에 따른 경시변화와 레올로지 특성을 평가하였으며, 굳은 상태에서는 적층된 시험체와 몰드 시험체에 대하여 압축강도와 쪼갬 인장강도 특성을 평가하였다. 3D 프린팅용 복합재료는 압출 30분 후부터 급격한 물성변화가 시작되고 90분까지 재료의 점도가 유지되는 경향을 나타나지만, 이송성능과 적층성능의 품질을 확보하기 위해서는 배합 후 60분 이내의 시공이 효과적임을 확인하였다. 적층 시험체의 압축강도는 몰드 시험체 대비 전 재령에서 동등이상의 성능을 나타내었다. 적층 시험체의 응력-변형률 곡선에서 초기 기울기는 몰드 시험체와 유사하게 나타났지만, 최대 응력 이후의 하강 기울기는 몰드 시험체 대비 평균적으로 1.9배 높게 나타나 상대적으로 취성적인 거동을 하였다. 적층 패턴으로 수직으로 측정한 쪼갬인장강도는 몰드 시험체 대비 약 6% 낮게 나타났으며, 적층 패턴을 수평으로 측정할때는 몰드 시험체와 거의 동일한 쪼갬 인장강도를 나타내었다. 이는 적층 시험체의 패턴 방향에 따라 수직하중에 대한 계면간의 부착력이 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.189-199
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• 1995

나프탈렌술폰산 축합물( NSF) 은 시멘트 콘크리트용 고유동화제로 널리 사용되어 왔으나 경시에 따른 슬럼프 손실이 크다는 단점을 가지고 있다. NSF의 단독사용에 따른 이러한 단점을 보완하고자 유동성 유지의 서방성 기능을 지닌 무수말레인산-아크릴산의 폴리카르본산계 공중합체( MA)를 합성하였다. 합성한 MA를 NSF와 일정비율로 혼합하고 시멘트 페이스트에 적용하여 유동성 및 경시에 다른 유동성 유지성능과 유변학적 거동, 재령별 몰탈의 압축강도를 측정하여 물성에 미치는 영향을 살펴보았다. NSF에 MA를 각각 10,20 wt%씩 첨가한 NM-2가 우수한 유동성 및 유지성능을 보였으며, 유변학적 특성에서도 경과시간에 따른 전단응력 및 점도의 증가현상이 NSF단독 첨가에 비하여 지연됨으로써 시멘트 페이스트의 급격한 슬럼프 손실이 억제됨을 보여주었다. 또한 이러한 특성들은 혼화제의 투입량 및 물-시멘트비( W/C) 의 증감에 의해서도 영향을 받고 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.196-201
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• 2014

최근 국내외 정세의 변화와 함께 예상하지 못한 테러 등의 극한의 하중의 발생가능성이 증대하고 있다. 또한 국외 건설시장의 활성화와 함께 몇몇 중동국가를 포함하여 정세가 불안정한 국가로의 진출이 잦아지고 있어 신규 또는 기존 사회기반시설 및 건축물의 물리적인 안전성이 많이 요구되고 있다. 따라서 기존의 콘크리트나 강재로는 저항이 불가한 폭발 또는 충격하중의 저항성이 건설재료로서의 중요성이 증가하고 있는 실정이다. 본 연구는 이러한 폭발 및 충격하중에 저항하기 위한 초고성능 강섬유보강 시멘트 복합체를 개발하기 위한 기초연구로서 고혼입량의 강섬유를 우선 도포하고 내부를 충전하기 위한 슬러리의 최적배합의 결정을 위한 연구이다. 이러한 고혼입량의 강섬유의 내부를 충전하기 위한 슬러리의 기초특성을 분석하고자 재료혼입을 변수로 하여 컨시스턴시, 흐름도, J-Fiber Penetration, 블리딩 및 레올로지 특성 및 역학적 특성으로 압축강도와 휨강도를 측정하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.152-158
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• 2015

본 연구에서는 잔골재의 일부 대체재로 석분슬러지의 활용가능성을 살펴보기 위해서, 석분슬러지 활용 시멘트 모르타르에서 석분슬러지 치환율 변화에 따른 굳지 않은 상태 물성과 강도 변화 실험을 수행하였다. 치환율은 0, 10, 20, 30%를 고려하였으며, 굳지 않은 상태 물성으로는 슬럼프, 공기량, 레올로지 특성을 평가하였으며, 강도는 압축강도 및 휨인장강도를 평가하였다. 그 결과, 슬럼프 및 공기량은 석분슬러지 치환율이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 레올로지 특성에서는 치환율 20%까지는 항복응력 및 소성점도 모두 증가하는 것으로 나타났지만, 치환율 30%에서는 20%와 큰 차이가 나지 않았다. 항복응력의 경우 10%에서 20% 사이에서 증가율이 크게 나타났다. 압축강도 및 휨인장강도 결과에서는 석분슬러지 치환율에 따른 강도변화는 크게 나타나지 않았지만, 석분슬러지를 혼입할 경우 초기재령에서는 강도증진 효과가 명확히 나타났으며 28일 재령에서는 석분슬러지를 사용하지 않은 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.227-234
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• 2022

본 연구에서는 탄소계 나노소재를 적용한 시멘트 페이스트 복합체의 유변학적 특성을 실험적으로 분석하였다. 탄소계 나노소재인 산화그래핀과 탄소나노튜브의 사용성을 고려하여 수용액 상태로 혼입한 굳기전 시멘트 페이스트에서 흐름성 및 레올로지를 측정하였다. 그리고 굳은 시멘트 페이스트 복합체는 만능재료 실험기를 활용하여 압축강도 측정을 검토하였다. 산화그래핀은 수용액 상태로 혼입하였을 때 혼입율 상승 시 흐름성이 감소하고 소성 점도와 전단응력이 급격하게 증가하였다. 탄소나노튜브 수용액도 동일한 경향성을 가졌으나 시멘트 중량대비 0.2 % 미만을 혼입한 경우 산화그래핀과 비교하여 상대적으로 증가율이 낮게 측정되었다. 이는 판상형 형태인 그래핀의 비표면적이 커서 시멘트 페이스트의 흐름성을 감소시키고 소성 점도와 전단응력을 상승시키는 것으로 판단된다. 탄소나노튜브 수용액은 0.2 %이상 혼입 시 소성점도가 일반배합 대비 2.16배 수준으로 급격히 상승하며 전단응력도 상대적으로 높게 측정되었다. 이는 탄소나노튜브의 혼입량이 과혼입 되면서 시멘트 페이스트 내에서 분산이 제대로 되지 않아 탄소나노튜브 간의 뭉침으로 인한 응집효과로 판단된다. 압축강도는 그래핀 혼입시 강도 상승율이 미미하였으며, CNT는 최대 약 12 %의 상승효과가 있음을 확인하였다. 따라서 탄소계나노소재 적용 시 상대적으로 CNT를 사용할 경우가 사용 가능성이 높을 것으로 판단되나 최대 혼입량 및 분산에 사용될 계면활성제에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.