• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.8-15
• /
• 2019

콘크리트 구조물이 극심한 열화 환경에 노출되는 경우 열화현상이 발생하게 되는데, 대표적인 열화 현상으로는 염해에 의한 철근부식이 있다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비(0.37, 0.42, 0.47) 및 2가지 수준의 플라이애시 치환율(0%, 30%)을 고려하여 재령 2년 콘크리트 시편을 대상으로 염해 저항 성능을 평가하였다. Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수를, ASTM C 1202에 준하여 통과 전하량을, KS F 2405에 준하여 압축강도를 평가하였다. 또한 기존의 제안식들과 촉진 염화물 확산계수 결과를 활용하여 각 배합의 시간의존성 확산 특성을 분석하였다. 플라이애시 혼입 배합은 OPC 배합 대비 뛰어난 내구성능을 나타내는데, 통과 전하량 평가기준에 따르면 재령 49일부터 "Moderate" 등급 이하에 포함되는 반면 OPC 배합은 재령 1년에서야 모든 물-결합재 비에서 "Moderate" 등급 이하에 포함되었다. 각 배합의 시간의존성지수를 도출한 결과 모든 배합에서 물-결합 재비가 증가함에 따라 시간의존성지수가 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 플라이애시 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 1.57배~2.74배의 시간의존성지수가 평가되었다. 이는 시간의존성지수가 확산계수가 감소하는 기울기를 나타내기 때문이며, 플라이애시의 포졸란 반응에 의해 FA 배합에서 OPC 배합 대비 높은 시간의존성지수를 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.663-672
• /
• 2022

왕겨분말 혼입 지오폴리머의 황산마그네슘 저항성을 평가하기 위해, 비교대상으로 보통 콘크리트, 실리카 흄 혼입 콘크리트, 플라이애시와 고로슬래그를 혼입한 2성분계 지오폴리머를 비교대상으로 선정하여 황산마그네슘 용액침지시험을 실시하였다. 재령별 압축강도를 이용하여 산출한 황산염 열화지수는 황산마그네슘 용액 침지재령 56일에서 보통 콘크리트의 경우 6.75%이었으나, 왕겨분말 혼입 지오폴리머의 경우 모든 시편에서 1.28~1.87%의 낮은 수준을 보였다. 이는 실리카 흄 혼입 콘크리트의 2.48%보다 낮게 나타나 왕겨분말이 황산마그네슘 침식 저항성에 큰 도움이 되는 것으로 판단된다. 또한, 콘크리트 내부 미세균열과 외부열화에 대한 평가를 위해 시험체의 중량변화율의 경우 황산마그네슘 용액 침지재령28일 이후부터 모든 시험체에서 중량이 크게 변화하였으며, 침지재령 56일에서 보통 콘크리트는 3.78%로써 황산마그네슘에 의한 열화가 가장 심각한 수준임을 알 수 있었다. 그러나, 왕겨분말 혼입 지오폴리머의 경우 0.9~1.45%의 작은 중량변화율을 보였다. 지오폴리머 내의 에트린자이트 생성 정도를 X선 회절 분석법을 통하여 확인하였으며, 왕겨분말 혼입 지오폴리머에서는 소량으로 생성되어 있는 것을 확인할 수 있어, 황산마그네슘 침식 저항성에 높은 상관성이 있음을 알 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제26권3호
• /
• pp.383-392
• /
• 2016

본 연구는 무등산국립공원 주상절리대 중 입석대 주상절리대를 대상으로 물리역학적 특성을 살펴보았다. 이를 위하여 무등산응회암에 대한 물리적 및 역학적 성질과 불연속면 특성, 주상절리대 주변의 진동 및 국지 기상 측정, 그리고 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형을 살펴보았다. 물리적 성질의 경우 평균 공극률은 0.65%, 평균 비중은 2.69, 평균 밀도는 2.68 g/cm³, 평균 종파속도는 2411 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 323MPa, 평균 탄성계수는 81 GPa, 그리고 평균 포아송비는 0.25로 나타났다. 절리면 전단시험의 경우 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 0.38 GPa/m, 평균 점착력은 0.50 MPa, 그리고 평균 내부마찰각은 35°로 나타났다. 절리면 거칠기를 측정한 결과 거칠기 상수(JRC) 표준도에 따르면 4~6 범위, JRC 차트에 따르면 1~1.5 범위가 우세하게 나타나 약간 거침 상태를 보였다. 또한 주상절리 표면에 대한 실버슈미트해머 반발경도 Q값을 측정한 결과 평균 57(약 90MPa)로 나타났으며, 이는 원래 일축압축강도의 약 28% 수준이다. 입석대 주상절리대 주변의 진동을 측정한 결과 최대 진동값은 0.57 PPV (mm/s)~2.35 PPV (mm/s) 범위를 보여 주상절리대 주변의 탐방객들에 의해 발생되는 진동은 미약한 것으로 나타났다. 주상절리의 표면 및 부근에서 온도, 습도, 풍속 등 국지기상을 측정한 결과 측정 당일의 날씨 영향을 크게 받은 것으로 나타났다. 입석대 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형 상태를 수치해석한 결과, 오른쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 약 2.5m일 때 최대값을 보이며, 6m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가했다. 중간 지반에서 최대 변위는 지반거리가 0~2 m에서 최대값을 보이며, 3 m에서 급격하게 감소하다가 12m에서 미미하게 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 왼쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 5~6 m일 때 최대값을 보이며, 6~10 m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.117-124
• /
• 2009

본 연구에서는 FA 다량 치환 콘크리트의 품질 개선 및 기타 품질 향상을 목적으로 선행 연구에서 개발된 조강형 혼화제(GA)로 FA 다량 치환 콘크리트의 품질 향상 가능성을 평가하였다. 실험은 우선 FA 15%를 치환한 배합에 나프탈렌계 혼화제(이하 NA)를 사용한 것을 Plain으로 하였고, FA 20, 25% 및 30%를 치환한 경우, GA를 사용하여 콘크리트의 제반특성을 Plain과 비교 실험 하였다. 굳지 않은 콘크리트 특성으로 유동성은 GA를 사용할 경우 저하하므로 그 사용량을 증가시켜주어야 하는데, 단 W/B 60%의 경우는 Plain 보다 슬럼프 로스가 약 35~70 mm 감소하여 유리한 것으로 나타났다. 공기량은 FA 사용량 증가에 따라 FA에 포함된 미연소탄분의 AE제 흡착작용에 기인하여 감소함으로서 AE제 사용을 비례적으로 증가시켜 주어야함을 알 수 있었다. 블리딩은 FA 20%에서 블리딩 발생량이 가장 적게 나타나 블리딩 저감 효과를 기대할 수 있었다. 경화 콘크리트의 특성으로 응결시간은 GA를 사용한 경우 Plain과 동등한 수준으로 나타나, 응결 지연현상을 줄일 수 있는 것으로 판단된다. 압축강도는 W/B 및 양생온도와 관계없이 GA를 사용한 경우 Plain과 동등한 강도 발현을 확인 할 수 있었으나, FA 30% 치환한 경우는 사용상에 주의가 필요할 것으로 사료된다. 동결융해 저항성은 Plain보다 초기 값이 작게 나타났으나, 전반적으로 큰 차이가 아니기 때문에 내동해성 문제가 없을 것으로 판단된다. 촉진 중성화는 GA를 사용함에 따라, FA를 다량 사용할 경우 단점으로 지적되는 중성화 취약에 대한 문제는 어느 정도 해결 할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.257-262
• /
• 2015

현재 전 세계적으로 지구온난화의 주범인 $CO_2$ 저감을 위한 노력을 하고 있으며, 산업발전에 필요한 화력발전 등에서 발생한 부산물을 재활용하는 방안이 시급하다. 따라서 본 연구는 산업부산물인 비산재와 폐기물 슬래그를 이용하여 모르타르 경화체를 제작하였으며 알칼리 활성화제 첨가에 따른 물성을 비교하기 위해 비교적 낮은 농도인 3 M의 NaOH solution을 사용하였고, 이 경화체에 초임계 이산화탄소 조건($40^{\circ}C$, $80kgf/cm^2$ pressure, 60 min)에서 탄산화를 통하여 $CO_2$를 경화 체내에 안정적으로 고정화 시켜 이에 따른 물성을 평가하였다. 탄산화 인자인 CaO의 함량이 많을수록 탄산화율은 높게 나타났으며, 탄산화 후 무게변화율이 최대 약 12 % 증가하였다. 탄산화 후 압축강도는 전과 비슷한 수준이었으며, 이를 통해 탄산화를 통해 $CO_2$를 안정하게 고정화시킨 친환경 소재에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 탄산화 반응 후에 생성되는 $H_2O$로 인해 추가적인 양생을 통해 장기적인 관점에서 탄산화를 통해 물성향상 또한 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.65-65
• /
• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제2권3호
• /
• pp.173-179
• /
• 2014

본 연구는 석탄을 사용하여 발전한 후 남은 폐기물인 석탄회를 콘크리트의 잔골재로 재활용하기 위한 실험적 연구이다. 석탄회는 크게 플라이 애시와 바텀 애시로 구분될 수 있다. 플라이 애시의 경우 콘크리트의 배합 시 시멘트를 대체하는 재료로 많이 활용되고 있는 반면 바텀 애시의 경우 대부분이 매립되고 있는 등 재활용률이 낮은 실정이다. 본 연구에서는 재활용률이 낮은 바텀 애시의 활용률을 증대시키고자 콘크리트의 잔골재로 일부 치환하였으며 활용성을 확인하였다. 콘크리트 배합 시 물시멘트 비를 고정한 상태에서 바텀 애시의 사용량을 증가 시키게 되면 작업성이 현저히 떨어지게 되므로 일정 수준이상 사용하기 위한 대책이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 폴리카르본산계 고성능 감수제를 사용하여 콘크리트를 배합하였고 콘크리트 비빔 직후 및 비빔 1시간 후 유동성 및 공기연행성을 비교하여 실제 레미콘이나 배치 플랜트에서 생산된 콘크리트가 현장에 타설되는 시간을 모사하였다. 연구 결과 바텀 애시를 잔골재의 30%정도 치환한 콘크리트 비빔 1시간 후 작업성과 공기연행성을 확보할 수 있었고, 압축강도는 다소 감소하였으나 바텀 애시를 콘크리트 잔골재로 사용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제27권1호
• /
• pp.51-58
• /
• 2017

이 연구는 저주파 결함 탐지법을 이용하여 하중단계에 따른 암석 내부의 상태를 정량적으로 평가하는 것이다. CND에 의한 초기 종파속도는 X축 방향 1687.5 m/s, Y축 방향 1690.7 m/s, Z축 방향 1548.3 m/s이며, 평균 1642.2 m/s로 Z축 < X축 < (${\fallingdotseq}$)Y축 관계를 보였다. 실버슈미트 해머에 의한 Q값의 전체 평균은 62.6으로 약 105 MPa의 일축압축강도에 해당되었다. 저주파 결함 탐지기에 의해 측정된 하중단계 50%, 60%, 70%, 80% 수준에서 종파속도 크기는 X축 < Y축 < Z축 순으로 대체적으로 하중단계가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 이들 값은 초기 종파속도와 다른 경향을 나타냈다. 하중단계가 증가함에 따라 Y축이나 Z축 방향보다 X축 방향의 종파속도를 감소시키는 요인이 더 많은 영향을 미쳤기 때문으로 판단된다. 이러한 사실은 암석 내부의 초기상태는 응력상태가 변화함에 따라 다르게 나타날 수 있다는 것을 의미한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권3호
• /
• pp.245-252
• /
• 2015

최근 친환경 구조물의 관심 증가와 함께 비소성 시멘트는 국내외적으로 활발히 연구되고 있다. 비소성 시멘트의 경우 알카리 자극제의 종류에 따라 반응생성물 및 경화체의 특성이 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 산업 부산물인 순환유동층 보일러 애시를 자극제로 사용하여 고로슬래그 미분말 기반 비소성 시멘트를 제조하여, 순환유동층 보일러 애시의 함량에 따른 경화 특성 및 수화물을 검토하였다. 또한 비소성 시멘트 경량화에 따른 단열특성을 고찰하였다. 그 결과 수화물인 C-S-H와 ettringite가 주로 형성되었으며, 50 MPa 이상의 비소성 시멘트 경화체의 제조가 가능하였다. 또한 경량화 시 압축강도는 10 MPa로, 이때에 열전도율은 $0.127W/m{\cdot}K$ 수준이었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.81-88
• /
• 2009

본 연구에서는 습식방식 생산시스템의 품질의 대폭적인 향상이 가능한 건설폐기물 재활용을 위한 이물질 분리 선별 장치인 샌드플럭스(Sand Flux)를 개발하기 위한 연구의 일환으로써, 샌드플럭스 장치에서 생산된 순환모래의 기초물성을 평가하고 모르타르의 공학적 특성을 실험 실증적으로 검토함으로써, 본 연구 장치의 성능을 검증하고 하였으며, 본 연구의 기초물성 실험결과, 절건밀도의 경우, RS-II($2.25g/cm^3$)~RS-VI($2.37g/cm^3$), 흡수율의 경우, RS-II(6.46%)~RS-VI(4.36%)의 경향을 나타내어 샌드플럭스 장치를 거친 순환모래가 소폭의 개선효과를 보이고 있어 본 연구의 목표성능(KS F 2573)에는 대부분 만족하였지만 구조체용 콘크리트용 잔골재의 품질 기준에는 만족하지 못하였다. 또한, 0.08mm체 통과량의 경우, RS-II(7.34%)~RS-VI(0.86%), 점토덩어리량의 경우, RS-II(19.49%)~RS-VI(0.87%), 유기이물질 함유량의 경우, RS-II(1.24%)~RS-VI(0.09%) 등으로 품질성능이 크게 개선되는 경향을 나타내어 본 연구에서 설정한 목표 품질수준 만족하여 본 연구 샌드플럭스 장치의 우수성을 확인할 수 있었다. 한편, 모르타르 품질실험 결과, 샌드플럭스(Sand Flux) 장치를 거친 최종 생산된 순환모래 RS-VI를 사용한 RS-II를 사용한 모르타르 보다 플로우 및 압축강도가 다소 증가되는 경향을 보였으며, 수축특성 또한 샌드플럭스 장치를 거쳐 최종 생산된 순환모래 RS-IV를 사용한 모르타르의 균열발생량이 현저히 감소되는 성상을 나타내었다.