• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.125-132
• /
• 2020

콘크리트의 수축현상은 체적 변화를 발생시키며 균열의 원인이 되어 구조물 내구성 및 안정성에 영향을 미친다. 콘크리트의 수축에 영향을 미치는 요인은 매우 다양하며, 특히 골재는 시멘트 페이스트의 변형을 구속하여 수축 발생을 억제하기 때문에 골재의 특성은 수축 현상에서 중요하게 고려하여야 하는 부분이다. 한편, 골재 부족 현상으로 인해 천연 골재 대체재 개발 및 적용에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있으며 콘크리트용 골재로 사용 되는 재료도 점차 다양해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 전기로 산화 슬래그를 굵은 골재로 사용한 콘크리트의 수축 특성을 평가하기 위해 수축 실험을 진행하였으며, 실험 결과와 수축 예측 모델을 비교하여 기존 예측 모델 의 적용성을 검토하였다. 실험 결과, 전기로 산화 슬래그를 굵은 골재로 사용함에 따라 수축량이 감소하는 결과가 나타났으며, 특히 자기수축 저감 효과가 크게 나타났다. 예측 모델과의 비교 시 건조수축과 자기수축 각각 GL2000 모델과 Tazawa 모델이 가장 유사한 예측값을 나타냈으나, 보다 정확한 예측을 위해서는 골재 및 혼화재의 물성을 고려할 수 있도록 보완이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.227-234
• /
• 2017

본 연구에서는 준설토 투기장의 갯벌을 골재의 대체 재료로 사용하여 갯벌의 혼입율, 물-시멘트비의 증가에 따른 모르타르의 특성 및 친환경 건축자재로서의 적용 가능성을 분석하였다. 플로우 실험결과 갯벌 혼입량이 증가할수록 플로우 값이 감소하는 것으로 나타났으며, 염화물함유량시험은 갯벌의 혼입량이 증가함에 따라 염화물함유량이 증가하는 것으로 나타났다. 갯벌을 혼입한 시험체의 압축 및 인장강도시험에서는 갯벌의 혼입율이 증가할수록 강도는 저하되었지만 재령 14일강도 기준으로 대부분의 시험체가 Plain보다 높은 강도를 나타냈으나, 재령 14일의 강도가 재령 28일의 강도보다 높은 값을 발현하였다. 이는 갯벌의 점성과 응집력으로 인한 혼합과정의 실험오차로 판단되며, 추후 갯벌의 혼합방법에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 본 실험의 압축강도에서는 물-시멘트비 70%가 가장 우수하였고, 인장강도에서는 물-시멘트비 80%가 가장 우수하였다. 표면분석평가에서는 강도와 배합, 다짐에서 가장 양호한 물-시멘트비 70%를 선정하여 표면의 거칠기를 분석하였는데, 분석결과에서 갯벌의 혼입율이 증가할수록 매끄러운 표면을 나타냈다. 결론적으로 물-시멘트비 70%가 갯벌모르타르의 최적의 혼합비이며 갯벌 혼입율 10~30%가 가장 최적의 비율로 판단된다. 또한 갯벌을 이용한 벽돌, 타일 등의 내부 마감재와 내부 미장바름재 등의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.566-571
• /
• 2014

내구성은 콘크리트 구조물의 안전성과 경제성에 직접적으로 연관되므로 매우 중요한 사항인데, 최근 들어 콘크리트의 내구성에 사회적, 공학적 관심이 집중되면서 이에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 콘크리트의 염해나 탄산화, 동결융해 등의 열화요인은 독립적이 아닌 복합적인 형태로 작용하게 되는데, 이러한 열화현상을 저감하는 한 방편으로 사용하는 플라이 애쉬는 콘크리트 혼화재 중에서 사용빈도가 매우 높다. 또한 플라이 애쉬는 유동성 증진을 통한 내구성의 향상과, 수화열 저감을 통한 균열감소 및 장기강도 증진 등의 효과가 있으며, 시멘트를 대체하여 결합재로서 경제적인 효과를 유발하는 장점도 가지고 있다. 그러나 플라이 애쉬는 그 품질의 편차가 크고, 경우에 따라서 미연 탄소분에 의한 AE제 흡착 등으로 인하여 콘크리트의 내구성 및 강도를 저하시킬 수 있는 요소를 내포하고 있으므로 사용 시 주의가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 치환율의 플라이 애쉬를 혼입한 콘크리트를 경화 전후에 특성실험을 한 다음, 그 결과를 분석 고찰함으로써 열화를 저감하고, 내구성을 갖는 콘크리트를 제조하기 위하여 혼화재 및 결합재로서의 적용성 및 타당성을 검증하고자 한다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.54-63
• /
• 2012

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그, 레드머드, 실리카 흄 등을 사용하여 콘크리트의 혼화재가 아닌 시멘트 대체재로 사용하여 시멘트 제조시 배출되는 $CO_2$가스 및 환경부하를 저감하고자 하였다. 고로슬래그, 레드머드, 실리카 흄 등을 혼합한 저탄소 무기결합재에 알칼리 자극제만으로 고온의 소성과정없이 상온에서 제조하기 위한 최적배합을 도출하고자 하였다. 이를 위해 CaO 함유량 및 Si/Al, 알칼리 자극제 혼합비율 및 양, 양생조건 및 W/B 변화에 따른 경화성상 및 압축강도시험을 실시하였다. 시험분석 결과, 저탄소 무기결합재의 최적배합은 CaO 함유량 30%, Si/Al 4, 알칼리 자극제 혼합비율$(NaOHg:Na_2SiO_3g)$ 50g:50g, 알칼리 자극제 양 100g, W/B 31%인 것으로 판단된다. 또한 무기결합재의 단점인 수축을 보완한다면 보다 우수한 성능의 저탄소 무기결합재의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.152-158
• /
• 2015

본 연구에서는 잔골재의 일부 대체재로 석분슬러지의 활용가능성을 살펴보기 위해서, 석분슬러지 활용 시멘트 모르타르에서 석분슬러지 치환율 변화에 따른 굳지 않은 상태 물성과 강도 변화 실험을 수행하였다. 치환율은 0, 10, 20, 30%를 고려하였으며, 굳지 않은 상태 물성으로는 슬럼프, 공기량, 레올로지 특성을 평가하였으며, 강도는 압축강도 및 휨인장강도를 평가하였다. 그 결과, 슬럼프 및 공기량은 석분슬러지 치환율이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 레올로지 특성에서는 치환율 20%까지는 항복응력 및 소성점도 모두 증가하는 것으로 나타났지만, 치환율 30%에서는 20%와 큰 차이가 나지 않았다. 항복응력의 경우 10%에서 20% 사이에서 증가율이 크게 나타났다. 압축강도 및 휨인장강도 결과에서는 석분슬러지 치환율에 따른 강도변화는 크게 나타나지 않았지만, 석분슬러지를 혼입할 경우 초기재령에서는 강도증진 효과가 명확히 나타났으며 28일 재령에서는 석분슬러지를 사용하지 않은 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.69-78
• /
• 2011

최근 콘크리트제품에 대한 고급화, 고품질화 및 고강도화 등의 추구로 변화함에 따라 구조물의 미적효과와 전시 목적의 제품 고급화를 위해 반투명 콘크리트를 제작하였다. 본 연구에서는 반투명 콘크리트의 제조기법 개발을 통해 다양한 형상의 블록 제조방식을 소개하고, 또한 반투명 콘크리트의 물성 평가와 더불어 경제적인 반투명 콘크리트 제조를 위해 무기혼화재인 고로슬래그와 플라이애시의 활용 및 유리알갱이의 적용방안에 대해 검토하였다. 물성평가 결과, 반투명 콘크리트 블록의 28일 압축강도는 32.2MPa이고 탄성계수와 푸아송비는 일반 콘크리트 블록에 비해 증가되어 압축을 받는 부재일 경우 일반 콘크리트 구조물과 같이 구조적 용도로도 사용이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 시멘트 대체재로써 플라이애시 적용하였을 때 동일 양의 광섬유를 포함한 반투명 콘크리트 블록의 28일 강도의 85~96%의 값을 보였으며, 고로슬래그 미분말을 적용하였을 때에는 82~96%의 값을 보였다. 또한, 광섬유대체재로서 유리알갱이를 적용한 결과, 빛의 투과효과가 전혀 나타나지 않아 대체효과가 전혀 없는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제23권4호
• /
• pp.37-46
• /
• 2014

건설 분야 중 건설 재료와 건자재 산업에서 발생하는 $CO_2$는 약 6,700만톤으로 건설 분야에서 발생하는 $CO_2$의 약 30 %를 점유하고 있다. 건설 분야에서 $CO_2$ 저감은 건자재 산업에서 $CO_2$를 발생시키는 2차, 3차 양생을 줄여 소비되는 화석연료 사용과 배출가스 저감의 조절이 필수적이다. 따라서 본 연구는 시멘트 결합재를 기초로 하여 결합재를 40 % 까지 대체하여 모르타르를 제조한 후 양생방법을 달리하여 응결 및 강도 특성을 분석하였다. 결합재 치환율에 따른 강도 특성 결과 증기양생 후 고로슬래그와 CSA 15%, CAMC 5%를 치환한 시험체의 강도 증진이 활발하였다. 특히 고로슬래그 50%, CSA 15%, CAMC 5%를 치환한 시험체가 가장 높게 강도가 증진되었다. 하지만 CAMC 10%의 경우 열팽창에 의한 균열과 온도차에 의한 건조수축, 과도하게 생성된 에트린가이트에 의해 강도가 저하되는 결과를 가져왔다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.307-315
• /
• 2008

본 연구에서는 고가의 실리카퓸의 대체 재료로서 메타카올린을 사용할 목적으로 광물질 혼화재와 혼합사용한 고강도콘크리트의 특성을 검토하였다. OPC 100%와 고로슬래그시멘트, 그리고 OPC와 플라이애쉬 20% 사용한 배합을 기준배합으로 하였으며, 각각의 배합에 실리카퓸과 메타카올린을 20% 범위 내에서 혼합하여 대체하였다. 실험 결과, 목표 유동성을 만족한 기준 배합에 대하여 실리카퓸만 대체하였을 경우에는 점성이 저하되었으며, 슬럼프플로우는 감소하였고, 공기량은 증가하였다. 이에 비하여 메타카올린의 사용량이 증가할수록 콘크리트의 점성이 증가되면서 슬럼프 플로우는 증가하였고, 공기량은 감소, 그리고 고성능감수제 사용량도 감소하였다. 경화 콘크리트의 특성은 압축강도와 초음파 속도, 그리고 단위용적질량이 메타카올린 사용량에 따라 증가하였는데, 이러한 원인은 굳지 않은 콘크리트의 공기량에 영향을 받는 것으로 판단되어 고강도콘크리트는 공기량을 조절하는 것이 중요한 항목으로 나타났다. 따라서 고강도콘크리트용 혼화재로서 실리카퓸의 대체 재료로서 메타카올린의 활용이 가능할 것으로 전망되며, 혼합 사용하는 경우에는 유동성과 강도 특성을 고려하여 실리카퓸과 메타카올린은 각각 10% 정도가 적정 사용량인 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.20-29
• /
• 2022

이 연구에서는 ME 방식 3D 프린터로 출력한 시멘트 복합체의 내구성을 개선하기 위해 PDMS, 규산나트륨, 표면강화재를 침지 후 도포하는 방식으로 후처리 하였으며 각각의 내구성 개선 정도를 평가하였다. 그 결과, 모든 평가에서 후처리 한 시험체의 내구성능이 그렇지 않은 시험체에 비해 내구성이 개선되는 경향을 나타냈다. 내흡수성과 염소이온 침투 저항성, 탄산화 저항성의 경우 PDMS로 후처리 했을 때 후처리 하지 않은 시험체에 비해 각각 평균 36.3 %, 77.1 %, 50.4 % 개선되어 가장 우수한 것으로 나타났으며 내동해성의 경우 규산나트륨으로 후처리 했을 때 평균 47.5 % 개선되어 가장 우수한 것으로 나타났다. 3D 프린팅용 시멘트 복합체의 후처리 용액 중 대체로 PDMS가 우수한 것으로 나타났으나 이 연구에서 제안한 바와 같이 침지 후 도포하는 후처리 방식은 3D 프린터로 출력한 시멘트 복합체 구조물에 실질적으로 적용하기 어려울 수 있으므로 시공성을 고려한 성능개선재료에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.23-29
• /
• 2014

압력주입에 의한 그라우팅은 지반교란 및 인접지반에 미치는 영향이 적어 현재까지 광범위하게 활용되어 왔다. 반면 저압주입의 한계로 확산범위가 제한적이므로 그 단점을 보완하고자 최근 시멘트 입자에 주파수를 도입하여 주입효과를 개선한 진동주입공법이 개발되었다. 본 연구에서는 진동주입 방식에 의한 시멘트 그라우팅 공법의 주입효과를 기존의 압력주입방식과 비교하기 위하여 현장시험을 실시하였다. 점토코어 및 풍화토 지반으로 구성된 제방에서 진동주입 및 기존의 압력주입 방식으로 주입하고 그 효과를 비교하기 위하여 주입량, 표준관입시험, 현장투수시험과 전기비저항탐사를 실시하였다. 주입량을 비교한 결과 가진주입 시 일반주입 대비 약 15 % 주입량이 증가하여 확산 효과가 큰 것으로 분석되었다. 가진주입한 지반의 투수계수는 일반주입 대비 평균 50 %까지 감소하여 균질한 주입이 이루어짐이 확인되었다. 표준관입시험 결과 일반주입과 비교하여 가진주입 시 평균 17.4 %가량 N치가 증가하였고, 특히 풍화토층에서 개선효과는 일반주입 대비 19 %로 주입효과가 큰 것으로 나타났다. 전기비저항탐사를 이용하여 전체적인 주입효과를 판단한 결과 진동주입 구간의 경우 상대적으로 높은 비저항을 나타내어 균일하고 광범위하게 주입이 이루어진 것으로 나타났다. 이상의 주입효과 비교를 통하여 동일한 지반에서 압력주입을 진동주입으로 대체할 경우 주입공당 주입재의 양은 증가하지만, 주입재의 확산반경이 커짐에 따라 주입공의 천공간격이 감소함으로써 경제성 개선이 가능할 것으로 판단되었다.