• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.66-74
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• 2021

본 연구의 목적은 보통 포틀랜드 시멘트의 치환재로서 개질 플라이애시의 적용 가능성을 평가하는 것이다. 실험변수는 시멘트 대비 플라이애시와 개질 플라이애시의 치환율 10%, 20%, 30% 및 40%와 양생온도 5, 20 및 40℃이다. 개질 플라이애시를 혼입한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트 특성(유동성, 공기량, 블리딩, 응결특성), 역학적 특성(압축강도) 및 수화생성물을 측정하고 일반 플라이애시 혼입 콘크리트와 비교하였다. 실험결과, 개질 플라이애시는 일반 플라이애시보다 콘크리트의 블리딩량 감소 및 조기 압축강도 향상에 유리하였다. 일반 플라이애시를 이용한 콘크리트의 압축강도 대비 개질 플라이애시 콘크리트의 압축강도 증가율은 재령 1일에서 양생온도 5℃인 경우 평균 128%, 양생온도 20℃인 경우 약 153%, 양생온도 40℃에서는 약 113%이었다. 이들 증가율은 재령 28일에서는 양생온도에 관계없이 약 108% 수준이었다. X선 회전 분석결과, 개질 플라이애시 페이스트에서 측정된 수산화칼슘 생성양은 플라이애시 페이스트에서 보다 적었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.33-37
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• 2016

기존 뒤채움재의 대체방안으로 고려되는 유동성 채움재(Controlled Low Strength Material, CLSM)의 경화 특성 및 강도발현은 시공기간을 결정하는 주요 요소이다. 본 연구에서는 시간영역반사법(Time Domain Reflectometry, TDR)을 이용하여 유전상수를 도출함으로써 CSLM의 경화 특성을 모니터링하고, 산정된 유전상수와 일축압축강도간의 관계를 분석해보고자 하였다. CLSM 시료는 시멘트, 비회, 실트, 모래, 급결제 및 물로 배합되었으며 배합된 시료의 플로우, 단위중량, 일축압축강도와 같은 재료 특성을 조사하였다. 양생 기간 동안 CLSM의 유전율 특성을 모니터링하기 위하여 TDR 프로브가 설치된 몰드 및 Reflectometer를 이용하여 측정시스템을 구성하였다. 실험결과 유전상수는 양생 초기에 일정한 값을 유지하다, 시간이 진행됨에 따라 점차 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 일축압축강도와 유전상수를 회귀분석한 결과 두 물성 사이에는 반비례적인 거듭제곱함수의 관계가 있음을 보여주었다. 본 연구에서 제안한 시간영역반사법을 이용한 CLSM의 특성 모니터링은 일축압축강도를 추정할 수 있는 현장 비파괴시험기법으로 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.741-744
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• 2008

콘크리트 구조물의 품질관리를 위해 양생초기 내부 수화열 분석 및 습도 거동에 대한 정확한 측정 및 분석은 구조물의 내구성 및 장기공용성의 향상을 위하여 필수적이라 할 수 있다. 특히 최근에는 대형 콘크리트 구조물 및 고성능 콘크리트 시공사례가 증가함에 따라 이러한 초기 온습도 거동에 대한 중요성이 증가하고 있는 실정이다. (2005 정진훈) 일반적으로 콘크리트 초기 재령시 수화반응에 의한 수화열은 내적 및 외적 구속을 받고 있는 콘크리트 구조체에 대하여 온도응력을 발생시켜 양생 초기 균열 및 지속적인 인장응력 영향을 가지게 한다. 또한 대기 온도 및 습도 그리고 콘크리트 양생환경에 의한 급속한 표면 및 내부습도 변화는 콘크리트 건조수축을 유발하며 온도응력과 더불어 초기 콘크리트 구조물에 피해를 좋지 않은 영향을 미쳐 내구성 및 장기공용성을 저하시킨다.최근 이러한 초기 거동의 분석의 중요성 인식되면서 초기 거동에 대한 많은 연구가 이루어져왔다. 하지만 수화열 분석에 비하여 수분분포 및 거동 분석에 대한 연구는 계측의 어려움으로 인하여 매우 미비한 실정이다. 또한 내부 습도를 직접적이며 정확하게 측정하기보다는 대기 습도 및 표면습도에 의한 내부습도 변화를 예측하는 연구가 진행되었었다. 본 연구에서는 콘크리트 초기 재령시 내부의 수화열에 의한 온도 분포 거동과 수화반응 및 건조에 의한 수분 분포 거동을 동시에 직접적으로 측정할 수 있는 편리하고 신뢰성 있는 측정 기법을 제시하고 그에 따른 콘크리트 구조물의 온습도 거동을 측정 분석하는데 있다.

• 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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• 제28권3호
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• pp.299-308
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• 2016

본 연구에서는 플라이애시와 고로슬래그시멘트를 혼합한 결합재에 알칼리 활성화제와 해수 및 증류수를 사용하여 제작한 경화된 시편에 대해 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시와 고로슬래그시멘트의 결합재 혼합 중량비는 6:4, 7:3 및 8:2로 하였으며, 수산화나트륨과 규산나트륨을 결합재의 각각 5wt%로 하여 활성화제로 사용하였다. 재령 3, 7 및 28일에 대해 압축강도 및 흡수율을 측정하였으며, 재령 28일에 XRD, TGA 및 MIP 시험을 실시하였다. 배합수의 종류와 관계없이, 알칼리 활성화된 결합재는 고로슬래그시멘트 혼합비가 증가할수록 ettringite 및 C-S-H의 생성량이 많아졌으며, 또한 50 nm 보다 큰 공극들이 줄어듦에 따라 압축강도가 높아지는 결과를 보여주었다. 본 연구의 모든 배합에 대해서 공통적으로 확인된 반응생성물로는 C-S-H, $Ca(OH)_2$ 및 calcite인 것으로 나타났다. 해수를 사용한 시편들과 증류수를 사용한 시편들 내에 생성된 주요 반응생성물의 차이는 hydrocalumite인 것으로 나타났다. 각각의 결합재 혼합 중량비에 대해서 증류수 및 해수 사용에 따른 시편들의 압축강도에서는 배합수로 해수가 사용되더라도 증류수가 사용된 시편과 대체적으로 유사한 강도발현을 나타내었으며, 또한 재령에 따른 강도증진율이 증류수가 사용된 시편보다 뛰어난 경우도 확인되었다. 배합수로서의 해수 사용은 해수에 함유되어 있는 염화 이온(Cl-)이 결합되면서 생성된 hydrocalumite가 공극을 매우면서 시편 내의 총공극용적을 감소시키는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.152-160
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• 2021

본 연구에서는 건설 산업의 고도화에 따라 대량 발생하는 철강 슬래그 및 페로니켈슬래그의 활용을 위해 모르타르 배합에 혼입하여 실험적 연구를 진행하였다. 물의 흡수율이 낮은 BOF와 표면이 매끄러운 성질을 가진 FNS를 시멘트에 치환하면, 희석효과(dilution effect) 작용으로 플로 값과 응결시간이 증가하였다. 다만, BOF를 표준사 대비 10% 초과하여 혼입할 경우 재료 분리 현상(segregation)이 발생하였고, 이에 다량의 혼입 배합은 실험에서 제외하였다. BOF 잔골재와 FNS 혼입 모르타르는 응결 지연으로 인한 수화열 감소로 종결이 완료된 후 길이변화가 발생하지 않았다. BOF 잔골재를 혼입한 모르타르의 압축강도는 표준사와 시멘트만을 혼입한 모르타르 강도 보다 감소되었지만 FNS와 함께 혼입한 배합의 경우 양생 일이 증가함에 따라 압축강도도 증가하였다. BOF 잔골재를 혼입한 B10F0 및 B10F20 모르타르에서는 수화가 진행되어 BOF 원재료 XRD에서 관찰할 수 있었던 larnite, mayenite, wuestite 클링커는 거의 관찰되지 않았지만, FNS의 낮은 수화 반응성으로 FNS의 클링커는 관찰되었다. 주사전자현미경 분석 결과 수화결정체로 존재하지 않고 수화가 진행 중인 FNS를 확인할 수 있었으며 이를 통해 FNS의 잠재수경성을 확인하였다. FNS를 첨가하지 않은 시편의 경우 BOF 골재가 겔이나 침상결정이 아닌 전체가 괴상으로 존재하였으며, 인산화칼슘(calcium phosphate) 형성을 확인하였다. 다만, 전로슬래그를 혼입할 경우 내부 공극은 밀실함이 다소 저하되었으며, 추후 BOF를 잔골재 또는 건설 재료로 활용할 경우 적정 배합비 선정이 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.95-104
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• 2005

습식 및 건식 생산방식에 의해 생산된 양질의 재생 잔골재를 사용한 콘크리트의 특성을 분석하여 콘크리트용 재생 잔골재로서의 활용가능성에 대해 연구 분석한 결과는 다음과 같다. 재생 잔골재 콘크리트의 공기량은 재생 잔골재의 생산시 포함된 모르타르로 인해 치환률 증가에 따라 공기량이 상승되는 것으로 나타났다. 하지만 건식 생산된 잔골재를 사용한 콘크리트의 경우, 공기량의 증가율이 상대적으로 낮았다. 슬럼프는 습식 및 건식 생산공정과는 관계없이 재생 잔골재의 치환율이 증가됨에 따라 전체적으로 감소되는 경향을 보였다. 이는 재생 잔골재에 있는 모르타르 입자가 콘크리트의 잉여수를 흡착하여 유동성을 저하시켰기 때문인 것으로 판단된다. 압축강도는 재생 잔골재 치환율이 증가함에 따라 전반적으로 감소되는 것으로 나타났으나, 배합에 따라 재생 잔골재 치환율 25, 50%에서 물시멘트비 감소효과에 의한 부분적 증가 현상도 나타났다. 이러한 현상은 조기재령에서도 동일하게 나타나 재생골재콘크리트의 현장적용시에도 응결지연 등에 대한 우려는 없을 것으로 판단된다. 인장강도 결과 역시, 습식 및 건식 재생 잔골재 혼입률 25% 수준에서 가장 우수한 인장강도를 보였다 이를 종합하면, 재생 잔골재의 종류 및 물리적 성질에 따라 다소 차이는 예상되나, 콘크리트용 골재로서 건식 및 습식 생산된 재생 잔골재를 콘크리트용 골재로서 대체 사용하는 경우, 물시멘트비 등에 따라 다소 차이는 있었으나 전반적으로 치환율 25%이하에서는 물리적 역학적 성질에 심각한 저하 현상 없이 콘크리트의 제성질 발현이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.317-324
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• 2020

플라스틱은 우수한 물성과 가공성 및 경제성으로 소비가 급증하고 있는 반면에, 분리, 선별이 제대로 이루어지고 있지 않아 재활용률이 저조한 실정이다. 특히, 생활폐기물 발생 폐플라스틱은 이물질과 혼합배출로 분리, 선별 공정 비용이 증가하여 재활용이 상대적으로 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활폐기물 발생 복합 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 폐플라스틱 종류(복합재질 1종류 및 단일 재질 2종류) 및 치환율(잔골재 용적 대비 25%, 50% 및 75%)에 따른 콘크리트 특성 변화를 실험적으로 평가하였다. 복합재질의 폐플라스틱 굵은 골재는 양호한 입도 분포로 부순 굵은 골재 대비 밀도는 낮고 흡수율은 높은 것으로 나타났다. 반면에, 단일재질의 폐플라스틱 잔골재는 균일한 크기의 입자로 구성되었으며 부순 잔골재 대비 밀도와 흡수율 모두 낮은 것으로 나타났다. 복합재질 굵은 골재 치환 콘크리트는 가장 많은 폐플라스틱 치환량에도 양호한 입도 분포로 재료 분리 현상이 발생하지 않았으며, 공기랑도 증가량도 적은 것으로 나타났다. 한편, 폐플라스틱 골재의 낮은 강도, 소수성으로 인한 시멘트 수화반응 억제, 폐플라스틱 골재와 시멘트 페이스트 사이의 낮은 부착력 등으로 폐플라스틱 골재 치환량이 증가함에 따라 콘크리트의 압축강도 및 휨강도는 감소하였으며, 입도 분포가 양호한 복합재질의 폐플라스틱 굵은 골재를 치환한 콘크리트의 압축강도 및 휨강도의 저하 정도가 상대적으로 작은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.623-630
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• 2007

주로 교량 슈 (shoe)나 기계 기초 등과 하부 콘크리트 구조체간의 공극을 충전시켜 상부 구조물과 하부 구조물을 일체화하는데 사용되는 그라우트재는 구조물의 특성상 주로 큰 하중을 받는 부위에 시공되기 때문에 높은 압축강도를 갖는 제품 위주로 개발 사용되어 왔다. 그러나 고강성 위주로 제품이 개발되어 한계응력 이상에서는 구조체가 갑자기 파괴되는 취성체라는 구조적 문제점을 안고 있고, 연속 및 반복하중 등의 응력에 의한 누적 피로에 의해 균열 등의 성능 저하 현상이 발생할 수 있다 또한, 초기 고강도를 유지하기 위해 발열 특성이 높은 속경성 재료를 과다하게 사용함으로써 대형 부재인 경우 수화열 등에 의한 균열발생 우려의 문제 등도 안고 있다. 본 연구는 이와 같은 문제들을 개선하기 위해, 탄성재료인 분말 폐타이어 및 분말 수지를 이용하여 기존의 고유동, 무수축, 고강도 특성 이외에 고인성과 고내구성을 부여하여 보다 안정적으로 시공될 수 있으며, 모체와의 일체성을 향상시키기 위한 그라우트재의 분체 조성물을 개발하였다 또한, 부수적으로 분말 폐타이어 및 플라이애쉬와 같은 산업폐기물을 재활용할 수 있도록 하여 환경친화적인 건설 재료를 제공하는 데에도 기여하였다. 이를 위해 총 7가지 배합 조건별 실험이 진행되었고, 이를 통해 최적 배합 조건을 선정하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권5호
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• pp.50-57
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• 2010

플라이애쉬와 고로슬래그를 첨가하여 만드는 3성분계 콘크리트는 산업부산물 이용에 따른 초기공사비 절감과, 환경친화적인 측면에서 매우 효과적이다. 3성분계 콘크리트는 장기강도의 안정적인 발현, 높은 작업성과 수화열 감소에도 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 3성분계 콘크리트는 포졸란계 혼화재의 사용에 따른 초기강도 발현이 문제점이다. 이러한 문제는 시공성 및 경제성에 있어 3성분계 콘크리트 사용을 제약하는 요소로 작용하고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말을 혼입한 콘크리트에 있어 조강시멘트를 사용하여 단기 및 장기강도 발현, 투수저항성 및 내화학약품성을 평가하였다. 플라이애쉬 혼입율은 10%로 고정하고 고로슬래그 미분말을 0, 10, 20, 및 30%로 혼입한 3성분계 조강콘크리트를 제작하였다. 실험결과, HE-TBC의 압축 및 휨강도의 우수한 초기강도발현 특성을 얻을 수 있었으며 특히, 플라이애쉬 10% 및 고로슬래그 30%가 혼입된 HE-TBC의 투수특성은 매우 낮은 투수성을 나타내어 새로운 3성분계 조강콘크리트의 활용이 가능할 것으로 판단되었다.