비표면적이 큰 콘크리트 구조체의 균열의 경우 재료적인 거동(수화열 및 건조수축)으로 균열이 발생하기 쉽다. 최근 들어 섬유를 혼입함으로서 콘크리트의 강도 및 균열 저항성 개선에 대한 많은 연구가 진행 중인데 주로 압축강도 개선보다는 인장강도 개선을 통하여 재료적 균열에 대한 저항을 높이는 연구에 집중되고 있다. 본 연구에서는 셀룰로오즈 섬유를 슬러리형으로 제조하여 이를 혼입한 시멘트 모르타르의 작업성, 압축강도 및 휨강도를 평가하였으며, SEM 측정을 통하여 섬유재의 뽑힘특성을 평가하였다. CF 혼입률을 $0.5kg/m^3{\sim}1.0kg/m^3$으로 혼입할 경우, 휨강도를 크게 향상 시킬 수 있으며, 일반 플라스틱 섬유재와 달리 뽑힘 시 충분한 조도를 가지고 있음이 관측되었다.
고속도로 건설 및 유지관리 과정에서 발생되는 폐콘크리트의 재활용을 위하여 현장파쇄에 의한 순환골재의 생산 및 도로용 재료의 시방기준 준수여부를 평가하여 최적의 파쇄방법을 선정하였으며, 최적 파쇄방법에 의해 생산된 순환골재를 이용한 시험시공을 실시하였다. 현장파쇄 순환골재의 입도시험결과 임팩트 크러셔 또는 죠, 콘크러셔 조합형이 소요입도에 적합한 순환골재를 생산할 수 있었다. 생산된 순환골재를 동상방지층에 적용할 경우 함수비 변동에 의한 건조밀도 변화가 작으므로 천연골재에 비하여 관리가 쉬운 장점이 있었으며, 빈배합콘크리트 기층의 경우 재령 7일 압축강도는 순환골재의 종류에 관계없이 10MPa를 상회하므로 현장적용에는 큰 문제가 없음을 알 수 있었다. 시험시공 적용 결과 동상방지층의 경우 순환 굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 소요입도로 혼합하였을 때 양호한 지지력을 나타내었으며, 순환골재 빈배합 콘크리트의 강도는 천연쇄석에 비하여 71~85% 강도를 나타내었으나 배합강도 5.8MPa를 크게 상회하였으므로 현장적용에는 문제없음을 확인하였다.
시멘트는 대표적인 이산화 탄소 배출 산업이다. 에너지 소비와 CO2 배출 저감을 위해 제조 공정 개선 및 대체 재료의 사용확대가 필요하다. 따라서 본 연구는 CO2 흡착형 재료인 CAF을 저온 소성하여 시멘트에 적용하여 시멘트 수화의 기본 특성을 확인하였다. 합성 CAF의 수화 생성물에 대한 결정상 분석과 공극 분포, 그리고 구조 이미지를 확인하고, 압축강도를 측정하였다. SCAF는 치환율은 10, 20, 100 %으로 하였으며, 치환율의 증가에 따라 압축강도는 저하되는 경향을 보인다. 또한, SCAF 치환율 100%인 경우, 초기 재령의 수화 생성물은 calcium aluminum oxide hydrate (Ca3Al2O6·xH2O)와 calcium iron hydroxide (Ca3Fe(OH)12)이며, 치환율 10, 20 %에서는 일반적인 시멘트 수화물 외에 CAF 화합물인 Brownmillerite가 관찰되었다. 또한, 공극율은 치환율의 증가에 따라 공극 크기가 크고 공극율이 높았다. 본 연구 결과 저온 소성으로 제조된 CAF는 CO2 흡착형 재료로 활용을 위해 단독 사용 및 일반 양생은 어려울 것으로 보인다.
본 연구에서는 고로슬래그 미분말, 팽창재 및 무수석고로 이루어진 무기계 자기치유 소재를 사용하여 제조한 자기치유 모르타르의 특성을 조사하였다. 무기계 치유재료의 사용량이 다른 3종류의 자기치유 모르타르를 대상으로 압축강도를 측정하고 정수위 투수시험를 통하여 치유성능을 평가하였다. 치유성능 평가지표로 균열유도재령애 따른 치유율과 등가균열폭을 활용하였다. 자기치유 모르타르의 압축강도 발현, 치유재령에 따른 치유율 변화와 경제성을 고려하여 무기계 혼합재의 최적 사용량을 시멘트 질량 대비 20 %로 제안하였다.
본 논문에서는 수화반응이 가능한 결정성장형 무기재료를 사용하여 고상 캡슐을 제조하였으며, 고상 캡슐 혼합에 따른 자기치유 모르타르의 품질 및 역학적 치유 특성을 평가하였다. 고상 캡슐은 시멘트 질량에 대하여 5% 혼합하였다. 압축하중 재부하 실험결과 Plain의 자연 치유 효과에 대하여 평균적으로 약 20% 수준을 향상시키는 것으로 나타났으며, 탄성범위의 경우 치유재령 7일에 약 79% 및 치유재령 28일에 98%의 치유율이 나타났다. 휨하중 재부하 실험결과, 탄성범위의 경우 치유재령 7일에 약 79% 및 치유재령 28일에 98%의 치유율이 나타났다. 이러한 결과를 통하여, 고상 캡슐의 치유성능은 투수시험에 의한 내구적 특성 외에도 강도와 같은 역학적 치유 특성에도 영향이 있는 것으로 판단되며, 고상 캡슐의 혼합에 따라 강도가 감소하는 경향이 있으므로 이에 대한 보완이 필요하다고 판단된다.
본 연구의 목적은 고성능 시멘트계열 재료의 점성을 감소시키는 것에 대한 기초적인 정보를 제공하는 것이다. 레올로지적 측면에서 시멘트 계열 재료의 유동성을 결정하는 것은 항복응력과 소성점도이다. 물결합재비가 낮고 분체비율이 높은 고성능 시멘트계열 재료의 경우, 고성능 감수제로는 항복응력을 줄일 수는 있으나 점성을 낮추는 것이 어렵다. 따라서 이 연구에서는 시멘트계열 재료의 소성점도를 줄이기 위한 목적으로 두가지 방법, 즉, 분말상태의 적절한 조합 및 저점도형 고성능 감수제의 사용을 제시하였다. 첫째, 다양한 산업부산물을 치환하여 석탄재 원분과 폐석회석 분말이 점성저하에 효과가 있음을 밝혔으며 저점도형 고성능 감수제가 일반형 고성능 감수제에 비해 시멘트 페이스트의 점도를 낮추는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 다양한 방법의 시멘트계열 재료의 점도를 낮추는 기초적인 방법을 제공할 것으로 기대한다.
건설 방수재로 사용되는 고무아스팔트 씰재에 대한 한국 및 중국의 공동 품질관리 규정 제정을 위해 양국의 재료 및 품질기준 현황을 조사하고, 향후 방향을 제시한 연구다. 고무아스팔트 씰재에 대한 한중 무역교류가 추진되고 있 있으나, 국가 간에 제시된 품질기준이 달라 제품에 대한 품질 검증의 어려움이 있고, 이를 해소하기 위해 양국의 현황을 파악하여 공동 품질관리 규정 제정의 필요성을 제시하였다 .한국과 중국의 고무아스팔트 씰재에 대한 구성 재료 비교, 품질관리 기준(성능평가 항목)의 비교 결과, 구성 재료에 있어서 방수 성능을 발현하는 주성분 원료인 "아스팔트와 고무"의 사용 비율에 차이가 있고, 부원료(충전제, 증점제, 접착제 등)의 사용 소재 종류도 다르게 나타났으며, 성능평가 항목에 있어서도 양국의 요구 성능 항목이 크게 다르다는 것을 파악되었다. 이러한 문제을 해소하기 위하여 일반적으로 ISO(국제표준기구 : International Organization for Standardization)에서 제시한 표준 기준을 활용하는 등의 대안이 있으나 고무 아스팔트 씰재에 대한 방수재 ISO 표준은 전무하며, 한중간 무역 교류를 위하여 ISO 규격을 제정하기에는 소모되는 시간이나 비용에 따른 경제적 여건이 불합리한 상황이다. 이에 본 연구에서는 한중 양국 간에 공동으로 적용할 수 있는 품질규격을 제정하여 상호 무역 교류 시 이를 적용함으로써 제품에 대한 물성파악이 용이한 국제공동규격 제정을 위한 성능평가 요소로써 주요 성능 항목으로 "화학저항성능, 투수저항성능, 온도안정성능, 습윤면 부착성능"을, 부가 성능 항목으로 "균열 거동 대응성능", "점도", "고형분" 등 7가지 항목을 제시하였다.
본 연구에서는 지금까지 공동주택 지하주차장 상부 슬래브에 적용하여 누수하자가 발생된 방수공법들의 문제점과 상부 슬래브의 특성을 고려한 요구조건을 검토하고, 이에 적합한 성능(안)을 선정하여 복합형 폴리우레아 공법을 대상으로 그 적합성 여부를 판단하고자 하였다. 검토결과, 공동주택 지하주차장 상부슬래브에는 (1) 균열 및 거동 대응성, (2) 바탕면 일체성, (3) 수직부 수밀 안정성, (4) 누름층 시공 용이성, (5) 충격 및 누름 대응성, (6) 차량 이동하중에 대한 대응성 등의 성능검토가 필요하겠다. 연질, 경질의 복합형 폴리우레아를 대상으로 요구조건에 해당하는 5가지 항목에 대한 평가를 진행한 결과 모두 조건에 부합하는 것으로 확인되었으며, 단일 공법으로 적용함에 있어 문제점이 있던 재료들을 복합화 함으로서 각 재료의 장단점을 보완하여 효과적으로 적용할 수 있음을 확인하였다. 단, 실제 현장에 적용하기 위해서는 향후 Mock-up 평가 등 현장 적용성에 대한 추가적인 평가가 이루어져야 할 것이며, 복합화에 따른 경제성 및 유지관리성 측면에서의 검토를 통해 실제 시장 적용성 여부에 대한 후속적인 연구가 필요하겠다.
현재 4대강 유역개발과 하천 정비 등 관련된 대규모 토목공사가 진행되고 있다. 친환경적인 수자원 정비를 가능하게 하는 친환경 콘크리트 제품의 개발은 환경오염 방지 및 환경보전에 있어서 필수적이다. 현재 국내에서는 콘크리트에 다양한 자원 순환형 재료를 적용하고 있지만, 적극적 친환경 콘크리트의 연구는 아직 미미한 상태이다. 본 논문에서는 친환경적인 수자원 정비를 가능하게 하는 콘크리트의 필요성과 활용측면에 대해 논해 보고자 한다. 또한 국내외 관련 기술현황을 비교하여 현 콘크리트 제품 개발 산업에 적용방안을 제시하고자 한다.
본 연구는 유기계 기재에 무기계 바인더 소재를 함침시킴으로써 유기계 수준의 경제성을 가지며 우수한 단열성능 및 화재 안전성을 보유한 유무기 융합형 단열재 개발을 목적으로 한다. 유기계 기재는 폴리우레탄 소재의 상용 스펀지를 사용하였고, 함침용 무기 바인더 용액은 재활용 석고 부산물에 물과 첨가제를 혼합하여 제조하였다. 개발 소재의 성능평가 결과 열전도율 0.051W/mK 이하의 우수한 단열성능 뿐만 아니라 국토교통부 고시 제 2015-744호 기준에 명시된 준불연 재료임을 확인할 수 있었다. 또한 본 개발 소재는 제조 공정 과정에서 밀도 제어에 따른 열전도율 및 난연성 조절이 가능하여 다양한 용도의 단열재에 적용 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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