• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.517-524
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• 2014

이 연구는 해양환경이나, 방사선 폐기물 및 가스 저장 시설과 같은 고내구성을 요하는 철근콘크리트 구조물의 내구성 향상 기법 및 장수명화 기술의 개발을 목적으로, 우수한 성능을 갖는 비스페놀 A형 및 F형 에폭시수지와 염화물 이온 흡착제인 아질산형 하이드로칼루마이트를 병용한 폴리머 시멘트 모르타르의 염화물이온 침투 저항성, 탄산화 저항성, 건조수축 및 철근부식 촉진시험을 통하여 내구성과 방청성을 비교 검토하는 것이다. 그 결과, 폴리머 결합재비에 관계없이 칼루마이트 치환에 의해 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성이 일부 저하하는 경향을 보였으나, 이는 폴리머 결합재비의 증가와 함께 크게 개선되었다. 방청성의 경우 비스페놀 A형 및 F형 에폭시수지 사용으로 시멘트 매트릭스 내 생성된 폴리머 필름에 의한 이온 및 가스투과 저항성이 증대하였으며, 칼루마이트의 염화물이온 흡착과 아질산이온 방출에 의해 우수한 방청효과를 보였다. 이상의 연구 결과로부터 철근콘크리트의 고성능 다기능 폴리머 혼입 시멘트 모르타르 제품의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권3호
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• pp.275-283
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• 2012

본 연구는 철근 콘크리트 구조물의 장수명화를 위해 고성능 다기능 폴리머 시멘트 복합체의 개발을 목적으로, 우수한 성능을 갖는 VA/E/MMA (Vinyl Acetate/Ethylene/Methyl Methacrylate) 터폴리머 분말수지와 아질산형 하이드로칼루마이트를 병용한 폴리머 시멘트 모르타르의 염화물이온 침투 저항성, 중성화 저항성, 건조수축 및 철근부식 촉진시험을 통하여 그 내구성과 방청성을 검토하는 것이다. 그 결과, 폴리머 결합재비에 관계없이 칼루마이트의 치환에 의해 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성이 일부 저하하는 경향을 보였으나, 이는 폴리머 결합재비의 증가에 따라 크게 개선되었다. 방청성의 경우 VA/E/MMA 분말수지 사용으로 시멘트 매트릭스 내 생성된 폴리머 필름에 의한 이온 및 가스투과 저항성 증대와 칼루마이트의 이온교환반응에 따른 염화물 이온 흡착 및 아질산 이온을 방출하는 자기방청기능에 의하여 우수한 방청효과를 보였다. 따라서, 철근콘크리트 구조물의 장수명화를 위해 VA/E/MMA 터폴리머 분말수지와 아질산형 하이드로칼루마이트의 병용에 의해 우수한 방청성과 내구성을 갖는 폴리머 시멘트 복합체의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-11
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• 2015

보물 제1312호 무위사 아미타여래삼존좌상은 기존에 목조불로 알려졌으나 2009년에 실시한 정밀안전진단을 통해 본존불인 아미타여래좌상은 흙으로 조성된 소조불로 밝혀졌다. 그런데 아미타여래좌상의 소조층은 손상이 심각하여 보수가 불가피하였고, 이에 보수재료로서 보다 안전하고 적합한 충전제에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구는 무위사 아미타여래좌상의 소조층 보수에 가장 적합한 충전제를 제작하기 위한 실험으로 다양한 비율로 배합한 조합토 샘플을 제작한 후 건조 시 표면의 경화상태, 균열 및 색상변화, 수축률 결과를 측정하였다. 충전제 제작에 사용된 조합토 재료는 황토와 세사, 면 솜을 적용하였으며 6가지의 배합비율로 조합토 시료를 만들고 여기에 찹쌀풀, 도박풀, 아교로 만든 12가지 농도의 접착제를 혼합하여 총72가지 조건의 시료를 제작하여 비교분석 하였다. 실험결과 조합토는 황토와 세사의 질량비에 대하여 2.5%의 면 솜을 함유하고, 황토와 세사의 비율이 15:1일 때 수축률이 가장 낮은 것으로 판명되었으며, 천연접착제 중 색상의 변화가 적고, 물성변화량과 수축률이 가장 낮은 아교가 사용 가능한 접착제로 판단되었다. 즉, 조합토(황토:세사=15:1)와 아교15ml 첨가 시 가장 낮은 수축률을 나타내어 무위사 아미타여래좌상 보존처리 시소조층의 충전제로 가장 적합한 것으로 판명되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권4호
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• pp.1-9
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• 2011

Bentonite has been generally used as vertical cutoff barrier material and reported to have several problems regarding its low workability, drying shrinkage cracking by particle cohesion, and ineffective waterproof ability under sea water condition. In this study, the particle sealant, the furnace slag coated by the mixture of bentonite, sepiolite and guargum, was developed to compensate these weak points and the hydraulic conductivity of the particle sealant was evaluated. Drying shrinkage cracking and swelling index was estimated to find the optimal mixing ratio of bentonite, sepiolite and guargum. The hydraulic conductivity of the particle sealants having different amount of sealant (bentonite-sepioliteguargum mixture) coating the furnace slag was estimated using the rigid wall permeameter and flexible wall permeameter. The results showed that drying shrinkage cracking was not found in the bentonite-sepiolite mixture with 20% sepiolite contents and the results from free swelling tests for the sealant having 1 : 0.025, 1 : 0.05 and 1 : 0.075 of weight ratios of bentonite-sepiolite mixture and guargum under simulated sea water condition were higher than those for the bentonitesepiolite mixture without guargum under tap water condition. These three sealants were coated on the furnace slag with 50% and 60% of sealant in the particle sealant and the hydraulic conductivity was estimated. In the cases of the particle sealants having 20% sepiolite in the bentonite-sepiolite mixture and 1 : 0.075 weight ratio of the bentonite-sepiolite mixture and guargum, the hydraulic conductivity from the rigid wall permeameter was below $1.0{\times}10^{-7}$ cm/sec under simulated sea water condition. The hydraulic conductivity of the particle sealant having $1.0{\times}10^{-6}$~$1.0{\times}10^{-7}$ cm/sec by the rigid wall permeameter was estimated using the flexible wall permeameter and found to be below $1.0{\times}10^{-7}$ cm/sec.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.117-125
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• 2014

본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(alkali-activated slag cement; AASC)의 기초 특성에 관한 실험에 관한 연구이다. 물-결합재 비(W/B)를 0.4와 0.5로 하였다. 그리고 활성화제의 농도를 2M과 4M을 사용하였다. 각 W/B 비에 대해 5가지의 배합을 고려하였다. N0는 KS L 5109의 방법이고 N1~N4는 배합시간, 배합 단계 그리고 잔골재의 투입시점을 다르게 변화시켰다. 시험결과 AASC의 플로우 값, 강도 그리고 건조수축은 잔골재의 투입시점에 영향을 받았다. 플로우 값은 잔골재의 투입시점이 늦춰짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도와 휨강도는 투입시점이 늦어짐에 따라 증가하였다. 더구나 XRD 분석은 이러한 결과들을 뒷받침하고 있었다. 건조수축은 잔골재의 투입시점이 늦어지면 증가하였다. 본 연구에 고려된 실험요인들을 통해 배합을 조절한다면 AASC의 특성을 향상시킬 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.380-385
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• 2014

철강산업에서 발생되는 제강 환원슬래그(Ladle furnace slag, LFS)를 사용하여 아토마이징 공법을 통하여 구형의 아토마이징 제강 환원슬래그를 제조하였다. 아토마이징 제강 환원슬래그의 대량 재활용 기술을 개발하기 위하여 구형의 아토마이징 제강 환원슬래그를 입도에 따라 잔골재(강모래)와 굵은 골재(쇄석)를 대체 사용하여 폴리머 콘크리트 복합재료를 제조하였다. 폴리머 콘크리트 복합재료의 특성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다. 시험결과, 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율 증가에 따라 공시체의 압축강도는 감소되었으나 휨강도는 50%의 대체율에서 최대 강도를 나타내었다. 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용함으로서 작업성이 향상되어 폴리머 콘크리트 복합재료의 생산원가에 가장 큰 영향을 미치는 폴리머 결합재의 사용량을 최대 18.2 vol% 절감할 수 있었다. 그러나 내열수성시험에서 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용한 공시체의 기계적 강도가 현저히 감소되기 때문에 더 많은 연구가 요구된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.307-312
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• 2015

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은 골재를 사용하여 콘크리트의 압축강도 수준별(20, 35, 50MPa) 순환 굵은 골재의 혼입률 변화가 강도와 건조수축에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 유동성(슬럼프)은 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 갖는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 국내에서 생산되는 순환골재의 양호한 입형이 유동성 개선에 기여한 것으로 판단된다. 또한, 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 압축강도는 순환골재 혼입률이 증가할수록 약 9~10% 감소하는 것으로 나타났으며 순환 굵은 골재의 치환율에 따른 길이변화는 강도 수준에 관계없이 약 4~40%의 범위로 증가하는 것으로 나타났다. 저강도 수준(20MPa)에서의 길이변화량은 약 18~40%로 35MPa 및 50MPa 수준의 길이변화량 약 4~17% 보다 큰 것으로 나타났다. 저강도 수준(20MPa)에서의 순환 굵은 골재 활용량을 증대시키기 위해서는 광물혼화제의 첨가 등 건조수축을 억제시킬 수 있는 방안 마련이 필요하다.

• 한국분말재료학회지
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• 제21권4호
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• pp.266-270
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• 2014

Metal foams have a cellular structure consisting of a solid metal containing a large volume fraction of pores. In particular, open, penetrating pores are necessary for industrial applications such as in high temperature filters and as a support for catalysts. In this study, Fe foam with above 90% porosity and 2 millimeter pore size was successfully fabricated by a slurry coating process and the pore properties were characterized. The Fe and $Fe_2O_3$ powder mixing ratios were controlled to produce Fe foams with different pore size and porosity. First, the slurry was prepared by uniform mixing with powders, distilled water and polyvinyl alcohol(PVA). After slurry coating on the polyurethane(PU) foam, the sample was dried at $80^{\circ}C$. The PVA and PU foams were then removed by heating at $700^{\circ}C$ for 3 hours. The debinded samples were subsequently sintered at $1250^{\circ}C$ with a holding time of 3 hours under hydrogen atmosphere. The three dimensional geometries of the obtained Fe foams with an open cell structure were investigated using X-ray micro CT(computed tomography) as well as the pore morphology, size and phase. The coated amount of slurry on the PU foam were increased with $Fe_2O_3$ mixing powder ratio but the shrinkage and porosity of Fe foams were decreased with $Fe_2O_3$ mixing powder ratio.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권4호
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• pp.253-263
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• 2015

Ordinary Portland cement is a widely favored construction material because of its good strength and durability and its reasonable price; however, spalling behaviour during fire exposure can be a serious risk that can lead to strength degradation or collapse of a building. Geopolymers, which can be synthesized by mixing aluminosilicate source materials such as metakaolin and fly ash, and alkali activators, are resistant to fire. Because the chemical composition of geopolymers controls the properties of the geopolyers, geopolymers with various Si:Al ratios were synthesized and evaluated as fire resistant construction materials. Rejected fly ash generated from a power plant was quantitatively analyzed and mixed with alkali activators to produce geopolymers having Si:Al ratios of 1.5, 2.0, and 3.5. Compressive strength of the geopolymers was measured at 28 days before and after heating at $900^{\circ}C$. Geopolymers having an Si:Al ratio of 1.5 presented the best fire resistance, with a 44% increase of strength from 29 MPa to 41 MPa after heating. This material also showed the least expansion-shrinkage characteristics. Geopolymer mortar developed no spalling and presented more than a 2 h fire resistance rating at $1,050^{\circ}C$ during the fire testing, with a cold side temperature of $74^{\circ}C$. Geopolymers have high potential as a fire resistant construction material in terms of their increased strength after exposure to fire.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제2권1호
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• pp.41-48
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• 2008

This study investigates the spalling properties of high strength concrete designed with various types of mineral admixture and diverse content ratios of polypropylene (PP) fiber. Experimental factors considered in series I are four pozzolan types of mineral admixture and series II consists of three shrinkage reducing types of mineral admixture. PP fiber was added 0.05, 0.10 and 0.15vol. % in each mixture of series I and series II, so that totally 27 specimens including control concretes in each series were prepared. Test results showed that the increase of fiber content decreased the slump flow of fresh concrete and increased or decreased the air content depending on the declining ratio of slump flow. For the properties of compressive strength, all specimens were indicated at around 50 MPa, which is high strength range; especially all specimens in series II were 60 MPa. Fire test was conducted in standard heating curve of ISO 834 with ${\phi}100{\times}200\;mm$ size of cylinder moulds for 1 hour. The specimens incorporating silica fume exhibited severe spalling and most specimens without the silica fume could be protected from the spalling occurrence in only 0.05vol % of PP fiber content. This fire test results demonstrated that the spalling occurrence in high strength concrete was not only affected by concrete strength related to the porosity of microstructure but also, even more influenced by micro pore structure induced by the mineral admixtures.