• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.166-171
• /
• 2014

기포콘크리트의 재료 중 시멘트는 제조과정 중에 $CO_2$를 다량 발생시키기 때문에 지구 환경적인 측면에서 커다란 문제가 되고 있지만, 아직까지 시멘트를 대체할 수 있는 대체재에 대한 연구 개발이 미흡한 실정이다. 또한, 발포제는 압축강도가 낮고 고가인 단점이 있다. 이 때문에 강도와 경량 등의 성능 개선과 친환경적인 재료의 사용이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 시멘트와 발포제를 대체하기 위해 고로슬래그와 제지애시를 사용하여 경량 경화체를 제조하고자 하였으며, 강도 및 경량성을 보완하기 위해 플라이애시와 폴리실리콘 슬러지를 사용하여 실험을 실시하였다. 그 결과, 플라이애시를 사용한 경화체는 Plain 보다 낮은 밀도를 나타내었으나 강도보완에는 취약하였으며, 폴리실리콘 슬러지를 사용한 경우는 3%치환한 경화체가 압축강도는 Plain보다 다소 낮지만 겉보기 밀도의 감소가 큰 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.254-259
• /
• 2012

순환유동층 연소방식의 화력발전소에서 석탄을 연소시킨 후 발생하는 석탄재 중 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 인공경량 경화체를 초임계상태에서 이산화탄소($CO_2$)를 고정화하여 골재의 기계적 물성향상을 도모하였다. 초임계 분위기 $40^{\circ}C$ 조건에서 비산회의 치환량을 변화시켜 재령일수별 탄산화를 시행하였다. 비산회 치환량에 따른 탄산화 반응시킨 인공경량골재 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며 28일까지의 재령 이후 경화체의 압축강도 측정과 비중측정을 통하여 골재의 기계적 물성향상과 인공경량골재의 기준 비중치인 2.0 이하의 비중값을 갖는 탄소고정 인공경량골재 경화체를 얻는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.111-116
• /
• 2022

최근 들어 건축구조물은 초고층화 및 대규모화 하는 경향에 있으며, 콘크리트 기술의 발달로 인하여 철근콘크리트 구조로 초고층 건축물을 축조하는 것이 일반화 되어 가고 있는 실정이다. 초고층 건축물에 적용되는 철근콘크리트주조는 고유동·고강도 콘크리트가 적용되기 때문에 시공성이 향상되고 단면축소가 가능하게 되었다. 또한 철근콘크리트구조의 초고층 건축물에는 슬라이딩폼, ACS(Auto Climbing Form) 등 시스템 거푸집을 적용하기 때문에 시공의 신속성을 기할 수 있으며, 철골구조보다 저렴한 가격에 내화·내진 등 우수한 품질로 빠른 시일 내에 완성할 수 있게 되었다. 그러나 초고층 건축물을 철근콘크리트 구조로 시공할 경우는 자중이 커지게 된다는 단점을 가지게 된다. 이러한 단점을 보완하고자 개발된 것이 경량골재(LWA, Low Weight Aggregate)이며, 최근까지 다양한 종류의 경량골재가 개발되어지고 있다. 이러한 경량골재를 이용하여 콘크리트를 제조하면 철근콘크리트 구조물의 자중을 줄일 수 있다는 장점을 가지게 되지만, 콘크리트의 강도가 줄어든다는 단점을 가진다. 이는 경량골재가 일반적인 천연골재에 비하여 낮은 강도를 가지고 있기 때문으로 최근에는 이러한 경량골재의 취약점을 보완하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 경량골재 표면코팅 유무에 따른 시멘트 경화체의 강도특성을 알아보기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 그 결과, 압축강도는 표면코팅 한 경량골재가 코팅하지 않은 경량골재보다 높은 강도발현을 나타냈으며, 물/시멘트 비 50 %에서 표면코팅 경량골재가 높은 압축강도를 발현하는 것을 알 수 있었다. 이는 표면코팅 경량골재 혼입 시멘트 경화체의 계면 공극이 고로슬래그 미분말 입자로 메워졌기 때문인 것으로 확인되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
• /
• pp.222-223
• /
• 2018

Recent government policies are increasing interest in zero-energy housing, a building that minimizes energy consumption (90% reduction). As the importance of building passive performance is emphasized, the role of insulation is increasing as a way to reduce indoor heat loss in order to minimize the use of cooling and heating energy. There are two main types of insulation. Organic insulation is widely used for various construction structures such as construction and industrial due to some merits such as the convenience of construction and construction cost. However, it has been pointed out as a main cause every time a fire accident occurs, Jecheon Sports Center', the fire damage of buildings caused by the use of organic insulation materials is expanding to social problems, so it is urgent to research on nonflammable inorganic insulation materials.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2006년도 추계 학술논문 발표대회 논문집
• /
• pp.57-60
• /
• 2006

This study proposes the physical properties of the hardened lightweight cement using the polyethylene tube and to make the fundamental data regarding a new lightweight concrete development. The aerated concrete is displaying various effects such as lightweight, insulation characteristic and it is coming to be widely applied the slab layer of apartment as an insulating material but currently the aerated concrete has many problems. Therefore, demonstrating similar property of former aerated concrete and improving the defects, developing new hardened cement is needed. In this study, we predict adopting possibility of hollow core polyethylene tube, as a material to make cement hardening containing a lot of void. So we changed the mixing ratio, a diameter and length of the polyethylene tube and improved the compressive strength and unit capacity weight of the lightweight cement hardening body. From the test results, we judge that the aerated concrete is a developmental possibility.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.301-307
• /
• 2014

본 연구는 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않고 산업부산물인 고로슬래그를 기반으로 제지애시와 알칼리 자극제를 사용하여 기포를 발생시킴으로써 경량 패널의 심재 및 충전재 등에 사용할 수 있는 무시멘트 경량 경화체를 개발하고자 하였다. 이를 위하여 먼저 제지애시의 적정 치환율을 도출하기 위한 기초실험을 실시하였다. 기초 실험을 바탕으로 제지애시와 반응하여 수소기체를 발생시킬 수 있는 알칼리 자극제의 종류 및 첨가율에 따라 본 실험을 실시하였으며, 제조된 시험체를 대상으로 재령별 겉보기 밀도와 강도를 측정하였다. 그 결과 제지애시의 적정 치환율은 5%이며, 알칼리 자극제는 NaOH를 12.5% 첨가한 경화체의 겉보기 밀도가 $1.13g/cm^3$, 감소율 40.45%로 가장 낮은 겉보기 밀도를 나타내었으며, 겉보기 밀도와 비교하여 비교적 높은 강도를 발현하였다. 따라서, 알칼리 자극제로써 NaOH를 적정량 사용하고 제지애시와의 반응시간을 늦출 수 있는 방법을 강구한다면 보다 높은 강도와 경량성을 겸비한 무시멘트 경량 경화체를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제23권4호
• /
• pp.35-43
• /
• 2010

이 논문의 목적은 경량 충진재와 하이브리드 섬유를 사용하여 경량성과 인장변형 성능이 우수한 섬유보강 고강도 경량 시멘트 복합체(HFSLCC)를 개발하는 것이다. 이를 위하여 마이크로역학과 다수의 미세균열이 발생하기 위한 조건인 안정상태 균열이론을 바탕으로 시멘트 매트릭스의 파괴 특성과 섬유-시멘트 매트릭스 경계 특성을 파악하여 사용재료 및 최적 혼입률을 결정하였으며, 섬유 종류와 양에 따라 4가지 배합을 결정하였다. 4가지 배합으로 제조한 실험체는 실험을 통하여 역학적 특성(직접인장, 압축강도, 단위질량)을 검증하였다. 검증 결과 4가지 배합으로 제조한 모든 섬유보강 고강도 경량 시멘트 복합체는 변형률 경화거동을 보였으며, 역학 성능은 평균 변형률 약 3.0%, 최대인장강도 약 4.2MPa, 단위질량 및 압축강도는 각각 약 $1,660kg/m^3$와 57MPa를 나타내었다. 또한 PVA섬유 1.0%와 PE섬유 0.5%를 혼입한 경우 섬유 사용량이 적으면서 2.0% 섬유가 혼입된 복합체와 유사한 성능을 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.268-275
• /
• 2021

콘크리트의 강도를 결정하는 3가지 요인은 시멘트 페이스트의 강도, 골재의 강도, 골재와 시멘트페이스트 계면영역의 강도가 있다. 이 중 계면영역의 강도가 가장 취약하다. ITZ(Interfacial Transition Zone)는 10~50㎛로 형성되며, 수산화칼슘의 비율은 높아지고, CSH는 낮은 비율을 나타낸다. 높은 수산화칼슘 비율은 ITZ의 부착강도 저하의 원인이 된다. 이로인해 ITZ는 더 약한 영역이 된다. ITZ의 문제점은 경량골재를 활용할 때 더 불리한 요소로 나타난다. 계면특성의 기존연구는 계면파괴인성을 측정하고, 계면에 영향을 주는 인자들을 파악했고, 굵은 골재를 사용하지 않은 시멘트 경화체에 SEM과 XRD분석을 진행했다. 또한 EMPA-BSE장비를 활용하여 미세구조를 파악하였다. 하지만 기존의 연구에서는 미세구조와 역학적 성질 파악에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 천연골재와 경량골재 계면을 파악하기 위해 EIS측정 장비를 활용하여 전기저항을 측정하는 방식을 채택하였고, 경량골재 겉면을 고로슬래그 코팅을 통해 계면상태의 변화를 실험하였다. 실험결과, 천연골재와 경량골재의 압축강도는 밀도가 높은 천연골재 높은 강도를 나타냈고, 경량골재 표면 코팅 시 천연골재 이상의 강도를 나타냈으며, 골재 종류별 전기저항의 차이를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.751-757
• /
• 2004

화력 발전소에서 발생하는 석탄회(fly ash, bottom ash)를 안정적으로 재활용하기 위하여 알칼리 활성화된 석탄회 경화체 및 인공경량골재를 제조하였으며, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재의 콘크리트 적용을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 따라서, 알칼리 활성화된 석탄회 경화체의 최적 배합비, 알칼리 활성화 석탄회 경화체와 인공경량골재의 기본적 특성, 역학적 특성과 환경안전성, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 사용한 콘크리트의 역학적 특성과 동결음해저항성을 파악하였다 실험결과 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 제조하기 위한 경화체의 최적 배합비는 시멘트 $10\%$, Water glass $15\%$, NaOH $10\%$, $MnO_2\;5\%$였으며, 혼합물을 $50^{\circ}C$ 항온습윤양생 24k후 상온 공기중 양생을하여, 7일 압축강도 36.4MPa를 얻을 수 있었다. 제조된 골재의 폴리머 함침 결과 $10\%$ 파쇄강도를 $150\%$ 향상시킬 수 있었으며, 콘크리트용 굵은 골재로의 활용 가능성을 파악할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.727-738
• /
• 2023

계면은 콘크리트 강도 결정 요인 중 가장 약한 영역으로, 골재와 시멘트 페이스트 사이에서 형성된다. 경량골재는 원재료를 팽창, 소성시켜 제조하기 때문에 표면에 수많은 공극을 형성하여 밀도가 낮은 장점을 지니지만 골재 강도가 약하다. 콘크리트는 골재강도가 약하면 골재의 파단이 발생한다. 경량골재의 콘크리트 적용은 골재 파단 때문으로 계면의 강도가 중요하다. 본 연구에서는 경량골재의 계면강도 증진을 위해 고로슬래그 미분말로 골재표면을 코팅하고, 시험체의 임피던스를 비교하여 표면개질에 의한 계면 변화를 분석하였다. 실험결과, 경량골재 표면코팅 시 압축강도가 약 4%정도 증가하였고, 강도 증가에 따라 임피던스 값 중 레지스턴스 값이 증가하는 것을 확인하였다.