• 콘크리트학회지
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• 제9권2호
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• pp.121-132
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• 1997

콘크리트의 열해석은 콘크리트 초기온도, 환경조건 및 시멘트의 수화 등에 의해 특징지워진다. 이러한 상호관계를 모두 고려한 프로그램을 만들어서, 콘크리트재료의 열특성과 환경조건을 감안한 콘크리트 구조물의 온도해석을 하였다. 시멘트 수화의 특성으로는 활성화에너지, 단위열량, 수화열이 있으며 이러한 인자들에 의해 콘크리트의 내부열 발생이 영향을 받는다. 본 연구에서는 활성화에너지와 수화열을 상대강도-등가재령모델에 의해 구했으며, 단위열량은 등온열량측정법에 의해 실험적으로 구하였다. 또한 콘크리트 구조물의 온도분포를 실험적으로 구하여 수치해석모델과 비교하였다. 먼저 위에서 제시된 모든 조건들에 대한 parametric 해석을 실시하여 프로그램의 신뢰성을 확보하였다. 그리고 원주형시편을 만들어서 온도분포 및 변화를 측정하여 수치해석에 의해 예측된 온도분포와 비교하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.33-39
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• 2024

본 연구에서는 나노소재의 콘크리트 혼화재로 사용하기에 적합한지 확인하기 위해 마이크로 실리카 및 흄드 실리카 대체율 변화에 따른 시멘트 페이스트의 기본 특성을 분석하였다. 초고강도용 배합을 참고하여 나노소재 대체율에 따른 시멘트 페이스트의 유동성을 평가와 압축강도 특성을 비교 분석하였다. 반응성 나노소재의 시멘트 수화물과의 관련 특성은 SEM, EDS 분석 이용하여 미세구조를 관찰과 수화 생성물의 구성요소 확인하였다. 본 연구에 사용한 반응성 나노소재는 탭밀도가 0.061~0.264 g/cm³ 수준으로 SF 대비 낮게 측정되었다. 마이크로 실리카의 경우 대체율이 증가할수록 우수한 압축강도 특성을 나타냈지만 흄드 실리카는 마이크로 화이트와는 달리 대체율 0.01~0.1 %에서 우수한 압축강도를 확보하였다. 수화특성 분석결과에서도 동일한 경향을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.128-138
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• 2015

탄산화는 지하구조물과 같이 이산화탄소의 농도가 높고 강우로부터 보호되는 콘크리트 구조물에 매우 심각한 열화현상이다. 탄산화 깊이 및 수화물의 변화를 평가하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으나 해석모델의 복잡성, 이산화탄소 확산계수 모델링 등의 어려움으로 인해 실제 탄산화 거동을 제한적으로 모사하고 있다. 본 연구에서는 기존의 탄산화 모델링 (Ducom)에 대하여 확산계수 모델링, 공극률 감소 모델, 이산화탄소의 장기반응률 등을 개선하여 개선된 탄산화 모델을 제시하였다. 검증을 위하여 온도변화를 고려한 촉진탄산화 시험. 공극률 평가 시험 (수은압입법)을 수행하였으며, 탄산화 깊이를 개선되기 전/후의 모델과 비교하였다. 또한 수산화칼슘의 중량변화와 실태조사결과를 이용하여 낮은 이산화탄소에 노출된 콘크리트 구조물의 탄산화 깊이를 제안된 모델과 비교하였다. 제안된 모델은 확산계수 감소성, 공극률 감소성을 적절하게 반영하여 기존의 모델에 비해 합리적인 결과 (수산화칼슘 소모량, 탄산화 깊이)를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.118-125
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• 2002

콘크리트는 수화과정을 통하여 재료가 성숙되고, 경화된다. 수화의 진행은 엄밀한 의미에서 재령에 의하지 않고 수화도에 의해 제어되므로, 경화가 진행되는 콘크리트의 모든 재료특성과 미세구조 형성과정은 수화도에 의해 정식화되는 것이 바람직하다. 기존 연구는 주로 양생온도가 수화발열속도에 미치는 영향을 고려한 반응함수 개념을 주로 사용하였고, 또한 내부 수분상태의 영향을 습도함수의 형태로 고려한 연구결과는 실제 수화기구를 반영하지 못하고 단지 각 연구자의 실험조건과 배합조건에만 부합하는 결과를 보인다. 따라서 본 연구는 기존 제안식의 단점을 보완하기 위하여 수화기구와 미세구조 형성 과정에 기초하여 반응속도함수를 모델링하였다. 수화반응속도는 온도 및 수분상태에 따라 변화하므로, 본 연구에서는 수화발열 속도에 영향을 미치는 인자로, 시멘트 종류, 물-시멘트비 등의 배합특성과 양생온도 빛 세공조직의 내부수분상태를 고려하였다. 똔 연구에서 제시한 콘크리트의 수화도 예측모델은 기존의 온도영향만을 주로 고려하는 반응속도함수를 콘크리트내부의 수분분포 상태를 고려하여 모델을 개선하였으며, 이는 실제 측정한 수화도에 매우 근접하여 그 유용성을 검증하였다. 또한 수화도의 정의와 제시한 모델을 이용하여 콘크리트 요소내의 온도, 습도 덴 수화도를 수치적으로 결정하여 단열온도상승곡선을 정확히 모사 할 수 있었다. 제안된 모델은 수화가 진행되는 콘크리트의 여러 역학적 특성 및 미세구조 형성과정을 적절히 표현하고, 수화과정이 온도 및 습도상태를 결정하는 초기재령 콘크리트의 단면 내 온 습도상태를 추정하여 궁극적으로 초기재령 콘크리트의 균열 위험성을 평가하는데 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.375-376
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• 2010

본 연구는 WCP 대체율 및 오토클레이브 양생시간 변화에 따른 경량기포콘크리트의 미세구조 및 광물분석을 통한 화학적 특성을 검토하였다. 경화체의 미세구조 분석으로부터 수열 반응 후 WCP 대체율 및 양생시간에 관계없이 반응하여 판상형, 섬유형의 결정 구조물의 수화물을 형성한 것을 확인하였다. 또한 Tobermorite(C5S6H5)는 WCP의 구성성분인 결정질 Quartz의 반응에 의한 것으로 추정된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.184-194
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• 2011

이 연구에서는 콘크리트 초기재령시의 역학적 특성을 분석하고 수화반응 및 발열반응으로 인한 콘크리트 내부에서 발생하는 온도 및 상대습도의 변화에 대한 분석을 실시하고자 하였다. 세 가지의 다른 단위시멘트량을 실험변수로 하였으며, 타설 직후부터 콘크리트 내부의 온도 및 상대습도의 변화 계측하기 위하여 새로운 계측시스템을 개발하였다. 단위시멘트량에 압축, 인장 및 휨강도의 변화는 크지 않았으며, 재령 7일 이후에는 증가가 많지 않았다. 각 측정부위별 최고 온도는 타설 후 약 11시간 정도 경과시에 발생되었으며 이후 점차 온도가 낮아지다가 양생 1일 경과 후 거푸집 탈형 이후부터 온도가 하강하기 시작했다. 각 측정부위별, 온도감소 분석 결과, 콘크리트 구조물의 위치 및 노출조건에 따라 온도의 변화가 굉장히 다른 것으로 분석되었으며, 초기재령에서 콘크리트 내부의 상대습도의 변화는 수화반응에 영향을 미치는 단위시멘트량 보다는 외부에 노출된 상태가 더 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제15권2호
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• pp.136-140
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• 1983

도정수율별 보리의 수화특성(水和特性)을 $20{\sim}60^{\circ}C$ 범위에서 조사하고 속도론적으로 해석하였다. 흡수량(吸水量)은 수화시간(水和時間)의 평방근에 비례하였으며 흡수양상(吸水樣相)은 흡수량(吸水量) $0.45{\sim}0.55g\;H_2O/g$ solid 이후에서 변화하였다. 수화속도(水和速度)는 도정수율 50>70>95>90%>무도정맥의 순서였으며 수화온도(水和溫度)가 높을수록 증가하였다. 이 때 곡립내부(穀粒內部)로의 물의 확산도(擴散度)는 Arrhenius방정식에 의거하여 변화하였으며 활성화에너지는 도정맥의 경우 $6.9{\sim}9.5Kcal/mole$, 무도정맥의 경우 11.6Kcal/mole이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권2호
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• pp.163-170
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• 1997

대표적인 무기계 지연제인 규불하마그네슘(MgSiF6.6H2O)을 시멘트 수화반응시 첨가했을 때의 수화반응의 지연 효과 및 특성과 수용액 이온농도 변화 고찰하기 위하여 규불화마그네슘을 시멘트 질랴의 0.3wt%에서 5wt%까지 변화시키면서 그 영향을 연구 검토하였다. 시멘트 모르타르의 flow는 지연제의 첨가에 따라 감소하는 경향이 있으며 응결 시간은 지연제의 첨가량에 따라 지연되었다. 모르타르의 압축 강도는 지연제의 첨가량에 따라 3일, 7일까지는 지연제를 첨가하지 않은 plain mortar에 비하여 약간 낮은 강도를 나타내나, 시간이 지남에 따라 회복되어 28일이 지나면 plain 모르타르와 같은 강도를 나타낸다. 규불화마그네슘이 첨가되면 수화 초기 단계에서 시멘트로부터 용출된 알카리 이온과 반응하여 K2SiF6의 생성이 일어나며 그와 동시에 Ca++와 F++와의 반응에 따라 CaF2화합물이 생성됨을 확인하였다. 이때 생성된 K2SiF6 및 CaF2생성물의 비표면적은 대단히 컸으며 이들 물질이 수화반응 초기에 미수화 시멘트시 입자 표면에 생성되어 시멘트의 수화가 지연되는 것으로 검토된다. 또한 수화초기의 수화용액의 Ca++ 및 K+이온 농도의 저하 역시 포틀랜드 수화반응속도를 지연시켜 주는 이유가된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.382-391
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• 2002

본 연구에서 초기재령 콘크리트의 크리프 특성을 고려한 단면 내 온도 및 수축응력을 구하는 3차원 유한요소 해석 프로그램을 개발하기 위한 수치해석 절차에 관하여 정립하였다. 최근 들어 구조물의 노후화에 따른 콘크리트의 내구성에 대한 관심이 고조되고 있고, 초기재령에서 발생하는 균열은 구조물의 내구성 및 사용성과 같은 장기적인 성능에 큰 영향을 미친다. 많은 토목 기술자들이 초기재령 콘크리트의 체적변화에 의한 응력 및 균열 문제를 심도 깊게 다루지 않는 데는 장기적인 내구성과 사용성에 대한 인식이 부족하고, 경화가 진행되는 콘크리트의 체적변화는 매우 복잡한 영향인자를 고려해야 되기 때문이다. 또한 초기재령 콘크리트의 체적변화로 인한 응력을 예측하는 기존 프로그램들은 주로 수화열에 의한 온도 및 열응력 해석에 국한되거나, 수화과정과 연계되지 않은 습도분포에 의한 수축 응력해석을 대상으로 한다. 따라서 본 연구에서는 초기재령 콘크리트의 체적 변화에 의한 모든 응력 요소를 하나의 통합적인 해석 시스템으로 구성하여, 초기재령 콘크리트의 균열 제어 수단으로 활용하고자 한다. 본 연구는 초기재령 콘크리트의 온도 및 수분에 관련된 재료 물성 뿐 만 아니라 역학적 특성 등 모든 재료 물성을 수화도에 기초하여 모델링하였다. 또한 콘크리트가 강성을 가지는 시점부터의 초기재령 크리프 실험을 수행하고, 그 결과로부터 수화도에 따른 크리프 거동을 모델링하여 해석 프로그램에 반영하였다. 개발된 해석프로그램을 이용하여 수치해석 결과와 실험결과를 비교하여 그 타당성을 검증하고, 해석 예제를 통하여 각 변형률 성분에 의한 잔류 응력의 변화 양상을 비교, 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.53-59
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• 2010

해수 침적 조건에서 시멘트 수화물이 부식되는 화학적 열화과정은 콘크리트 구조물이나 주입공사 목적물에서 동일하다. 국내에서 사용되고 있는 MSG(Micro Silica Grouting)주입재는 실리카질 물질이 다량 함유된 혼합계 시멘트로서 분말도가 $8,000cm^2/g$ 이상으로 높기 때문에 수화활성도가 매우 크고, 고강도 및 고내구성을 특징으로 하며, $C_3A$ 함유량도 5% 이하로 내황산염시멘트 규격을 만족하는 내해수성 시멘트재로 평가된다. 따라서, 본 논문에서는 내해수성이 우수한 MSG와 국내에서 사용되고 있는 급결재를 조합하여 내해수성 특성을 실험적으로 평가하였다. 국내에서 일반적으로 규산계 고활성 급결재 또는 초속경시멘트계 무기질 급결재가 사용되고 있다. 이들 급결재와 MSG가 조합된 주입재의 호모겔 시편에 대해서 압축강도, 중량변화 및 길이변화 특성을 실험적으로 평가하여 내해수성이 우수한 주입재 조합을 제시하였다.