• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
• /
• pp.253-254
• /
• 2022

In this study, catechol-functionalized chitosan (Cat-Chit), a well-known bioinspired polymer that imitates the basic structures and functions of living organisms and biological materials in nature, was synthesized and combined with cement mortar in various proportions. The compressive strength, tensile strength, drying shrinkage, accelerated carbonation depth, and chloride-ion penetrability of these mixes were then evaluated. In the ultraviolet-visible spectra, a maximum absorption peak appeared at 280 nm, corresponding to catechol conjugation. The sample containing 7.5% Cat-Chit polymer in water (CPW) exhibited the highest compressive strength, and its 28-day compressive strength was ~20.2% higher than that of a control sample with no added polymer. The tensile strength of the samples containing 5% or more CPW was ~2.3-11.5% higher than that of the control sample. Additionally, all the Cat-Chit polymer mixtures exhibited lower carbonation depths than compared to the control sample. The total charge passing through the samples decreased as the amount of CPW increased. Thus, incorporating this polymer effectively improved the mechanical properties, carbonation resistance, and chloride-ion penetration resistance of cement mortar.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제8권2호
• /
• pp.74-80
• /
• 2009

The high alkaline property in the concrete pore solution protects the embedded steel in concrete from corrosion due to aggressive ions attack. However, a continuous supply of those ions, in particular, chlorides altogether with a pH fall in electrochemical reaction on the steel surface eventually depassivate the steel to corrode. To mitigate chloride-induced corrosion in concrete structures, finely grained mineral admixtures, for example, pulverized fuel ash (PFA), ground granulated blast furnace slag (GGBS) and silica fume (SF) have been often advised to replace ordinary Portland cement (OPC) partially as binder. A consistent assessment of those partial replacements has been rarely performed with respect to the resistance of each binder to corrosion, although the studies for each binder were extensively looked into in a way of measuring the corrosion rate, influence of microstructure or chemistry of chlorides ions with cement hydrations. The paper studies the behavior of steel corrosion, chloride transport, pore structure and buffering capacity of those cementitious binders. The corrosion rate of steel in mortars of OPC, 30% PFA, 60% GGBS and 10% SF respectively, with chloride in cast ranging from 0.0 to 3.0% by weight of binder was measured at 7, 28 and 150 days to determine the chloride threshold level and the rate of corrosion propagation, using the anodic polarization technique. Mercury intrusion porosimetry was also applied to cement pastes of each binder at 7 and 28 days to ensure the development of pore structure. Finally, the release rate of bound chlorides (i.e. buffering capacity) was measured at 150 days. The chloride threshold level was determined assuming that the corrosion rate is beyond 1-2 mA/$m^3$ at corrosion and the order of the level was OPC > 10% SF > 60% GGBS > 30% PFA. Mercury intrusion porosimetry showed that 10% SF paste produced the most dense pore structure, followed by 60% GGBS, 30% PFA and OPC pastes, respectively. It was found that OPC itself is beneficial in resisting to corrosion initiation, but use of pozzolanic materials as binders shows more resistance to chloride transport into concrete, thus delay the onset of corrosion.

• Computers and Concrete
• /
• 제11권2호
• /
• pp.93-104
• /
• 2013

The use of rock wool waste, an industrial by-product, in cement-based composites has positive effects on the environment because it reduces the problems associated rock wool disposal. The experiments in this study tested cement-based composites using various rock wool waste contents (10, 20, 30 and 40% by weight of cement) as a partial replacement for Portland cement in mortars. The pozzolanic strength activity test, flow test, compressive strength test, dry shrinkage test, absorption test, initial surface absorption test and scanning electron microscope observations were conducted to evaluate the properties of cement-based composites. Test results demonstrate that the pozzolanic strength activity index for rock wool waste specimens is 103% after 91 days. The inclusion of rock wool waste in cement-based composites decreases its dry shrinkage and initial surface absorption, and increases its compressive strength. These improved properties are the result of the dense structure achieved by the filling effect and pozzolanic reactions of the rock wool waste. The addition of 30% and 10% rock wool wastes to cement is the optimal amount based on the results of compressive strength and initial surface absorption for a w/cm of 0.35 and 0.55, respectively. Therefore, it is feasible to utilize rock wool waste as a partial replacement of cement in cement-based composites.

• 자원리싸이클링
• /
• 제28권6호
• /
• pp.64-72
• /
• 2019

플라이애시는 발전소의 탄종 및 품질에 따라 화학조성이 다르고 품질 변화가 크며 탄소함량과 입경에 따라 분류하며, 폐유리분말은 파유리를 분쇄하여 제조하고 분쇄정도에 따라 분류한다. 건축물의 외단열 공법은 경제적이면서 단열성능이 우수한 폴리스티렌 폼 단열재를 활용한 공법이 일반적이다. 하지만 유기계 단열재는 단열성능이 우수하나 화재에 취약하고 다수의 문제점이 지적되었다. 본 연구에서는 플라이애시와 폐유리분말을 사용하여 고온에서 안정한 외단열용 마감모르타르를 제작하고 고온 강도 및 난연 특성을 검토하였다. 실험 결과, 플라이애시와 폐유리분말을 이용한 마감모르타르는 고온에서의 안전성이 높았다. 하지만 강도감소의 폭이 크므로 적절한 배합조건의 선정이 필요하다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제28권6호
• /
• pp.46-53
• /
• 2019

본 연구에서는 국내에 적절한 환경처리 없이 방치되어 있는 중석광미를 활용하여, 중석 광미 입도별 시멘트 모르타르 제조 후 수열합성온도별 물리적 특성을 확인하였다. 시멘트 모르타르 혼합 시 물-시멘트비는 75 %로, 모래-시멘트비는 400 %로 고정하였으며, 광미는 모래(모래 중량 대비 0 ~ 50 % )를 치환하여 사용하였다. 저비소 및 고비소 광미의 입경은 9.3 ~ 53.0 ㎛로 제어하였고 수열합성온도는 승온 속도 2 ℃로 고정하여 60 ~ 180 ℃에서 6시간 동안 유지하였다. 수열합성 온도가 증가에 따라 압축강도는 상승하였으며, 60분 분쇄 저비소 및 고비소 광미를 30 % 혼합 시 압축강도는 각각 55.2 MPa 및 54.5 MPa로, 비교시편 보다 300 % 이상 향상되는 결과를 도출하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.99-107
• /
• 2015

이 연구는 탄소나노튜브의 우수한 역학적 특성을 시멘트재료에 활용하여 역학적인 특성을 향상시키고자 현재 탄소나노튜브를 활용하고 있는 분야에서 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키는데 사용되고 있는 계면활성제인 CTAB, SDBS, TX10 및 문헌조사를 통하여 유효하다 알려진 고성능감수제와 탄소나노튜브를 혼합한 모르타르 강도 시험체를 제작하여, 계면활성제 종류에 따른 특성 및 사용량에 따른 복합체의 강도변화를 평가하였다. 계면활성제 중에서는 고성능감수제가 작은 강도저하 현상 및 CNT 보강에 따른 높은 강도향상 효과를 나타내었다. 고성능감수제의 사용량에 따른 강도변화에서는 사용량 증가에 따라 실험체의 강도는 감소하였으며, CNT 보강에 따른 강도향상 효과는 시멘트 중량 대비 0.4% 이하에서는 나타나지 않으며 0.8%이상의 사용량에서 나타났다. 마지막으로 CNT의 사용량을 감소시키고 초음파로 처리한 탄소나노튜브를 보강한 시험체의 경우 탄소나노튜브를 혼합하지 않은 실험체보다 강도가 증가하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.561-567
• /
• 2015

본 연구는 순환골재의 품질을 개선시키기 위해 pH 10.2의 알칼리성을 띄고 있는 입경 5nm~60nm 정도의 40% 콜로이달 실리카 수용액을 사용하고, 4가지 표면처리방법을 적용하여 순환골재의 품질 향상 시험을 하였다. 순환골재의 품질시험은 비중, 흡수율, 기공률, 계면특성, 그리고 압축 및 인장시험을 하였다. 100kpa의 일정 압력하에서 콜로이달 실리카 수용액이 표면에 도포되고 $60^{\circ}C$에서 건조됨으로써 콜로이달 실리카 용액이 순환골재의 시멘트 모르타르의 표면을 일정한 두께로 효과적으로 코팅되었다. 4가지 표면처리 방법 중 Method C에 의한 표면처리방법이 순환골재의 품질을 효과적으로 개선시켰으며, 그로인해 순환골재콘크리트의 압축강도 및 인장강도 향상에 영향을 미친 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.156-163
• /
• 1995

앞 선 연구에서는 스티렌과 무수말레인산으로부터 스티렌-무수말레인산 공중합체(SMA)를 합성하고 이들을 황산화하여 수용성의 SMA를 제조하였다. 본 연구에서는 이들 카르본산계 공중합체를 첨가한 시멘트 모르타르의 플로우 및 경화시멘트 모르타르의 강도를 조사하여 고성능감수제로서의 성능을 평가하였다. 플로우 실험 결과 황산화 SMA(SSMA)를 첨가한 시멘트 모르타르의 플로우는 아미노페놀이 치환된 황산화 SMA(SmSMA)를 첨가한 경우보다 더 큰 값을 나타내었다. 또한 공중합체를 첨가한 시멘트 모르타르의 플로우 유지율은 기존의 나프탈렌계(NSC)를 첨가한 경우보다 우수하게 나타났다. 시멘트 모르타르에 SMA와 SmSMA를 시멘트 중량에 대해 0.5% 첨가하여 제조한 경화 시멘트 모르타르의 28일 압축강도를 조사하였다. 그 결과 SSMA 및 SmSMA를 첨가한 경우 plain 보다 각각 31%와 13%의 강도 증가를 나타내었다. 이상의 결과로부터, 본 연구에서 사용한 SSMA 및 SmSMA의 카르본산계 공중합체는콘크리트용 고성능감수제로서 크게 기대되어진다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제5권2호
• /
• pp.152-159
• /
• 2017

해양환경에서 콘크리트의 내구성과 철근의 부식은 콘크리트 내부로 침투하는 염소이온에 의해 악화된다. 본 연구에서는 염소이온에 의해 야기되는 콘크리트의 염해부식에 대한 저항성을 향상시키기 위해 전도성 광촉매를 사용하였다. 시험체로는 전도성 활성탄소와 광촉매($TiO_2$)분말을 혼합하여 모르타르와 콘크리트를 제작하였다. 전도성 탄소의 함량이 증가할수록 압축강도는 감소하였다. 전도성 광촉매가 첨가된 시험체가 일반 시험체보다 월등히 우수한 내염해부식성을 나타내었으며 이것은 XRF 시험에 의한 분석 결과 모르타르 또는 콘크리트 내부로의 염소이온 확산이 광촉매 작용에 의해 억제되었기 때문인 것으로 판단되었다. 모르타르 및 콘크리트 내부로의 염소이온 확산계수를 구함으로써 광촉매에 의한 염소이온 확산에 대한 억제반응이 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.715-723
• /
• 2017

이 연구에서는 고성능 시멘트 복합체의 잔골재 일부를 석분으로 대체하여 사용할 경우 재료의 성질 변화를 실험을 통해 살펴보았으며, 실험결과와 입도분포 특성과의 연관성을 여러 가지 모델들을 이용하여 분석하였다. 잔골재 중량 대비 0~30% 범위에서 석분을 치환한 시멘트 모르타르에 대해 유동성, 레올로지 특성, 강도 시험을 실시하였으며, 그 결과 석분 사용량이 증가함에 따라 유동성이 향상되고, 레올로지 정수(항복응력 및 소성점도)값이 감소하며, 압축강도 및 휨인장강도가 향상되는 것으로 나타났다. 이와 같은 실험결과는 모르타르를 구성하는 고체 입자들의 충전밀도와 밀접한 관련이 있으므로 최대 충전밀도를 얻기 위한 최적 입도분포 모델을 이용하여 그 영향을 분석하였다. 석분 사용량이 증가함에 따라 입자들의 입도분포가 최대 충전밀도를 얻기 위한 최적 입도분포에 더 가까워짐을 확인할 수 있었으며, 평균제곱근 오차를 이용하여 정량적으로 최적화 정도를 비교하였다. 석분 사용을 통한 입도분포 개선이 유동성의 향상과 소성점도의 감소, 그리고 강도의 향상에 미치는 영향은 관련한 여러 모델들을 이용하여 제시하였으며, 항복응력의 감소는 석분 사용에 따른 평균입경 크기의 증가와 관련이 있음을 보였다.