• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.76-83
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• 2012

본 연구는 RA 사용 BS 모르타르의 품질향상에 미치는 FC, WG, RP의 치환율 변화에 따른 영향을 검토하였다. 먼저, 플로우는 FC 치환율이 증가할수록 증가하였고, WG 및 RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다. 공기량은 FC 및 RP 치환율이 증가할수록 감소하였고, WG 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도 특성으로 배합비 1 : 7의 경우 FC 및 WG 치환율이 증가할수록 강도가 증가한 반면, RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 보였으나, 배합비가 커짐에 따라 RP의 경우도 압축강도가 상승하는 경우도 존재하였는데, 품질향상재 종류 및 치환율에 따른 차이는 점차 감소하였다. 흡수율은 모든 배합비에서 FC 및 RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 보였으며, WG가 사용된 경우는 다소 높게 나타났다. 한편, 상호관계로는 모든 배합비에서 압축강도가 증가할수록 흡수율은 감소하는 경향을 보였는데, 품질향상재 종류에 따라서는 FC, RP, WG의 순이었다. 종합 분석으로 품질향상 측면은 FC 및 WG가 가장 유리한 것으로 나타났지만, 경제성 및 자원재활용 측면까지 고려하면 WG와 RP가 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.52-59
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• 2014

이 연구에서는 플라이애쉬와 고로슬래그를 혼합한 지오폴리머 콘크리트의 역학성능을 평가하기 위하여 압축강도, 탄성계수 및 쪼갬인장강도에 대해 검토하였다. 또한 다양한 변수에 대한 비교분석을 하기 위해 분체량, 알칼리 활성화제 첨가율 및 실리카퓸 혼입률에 대해서도 동일한 시험을 수행하였으며, 국내 외의 규준식과 비교하였다. 그 결과, 알칼리 활성화제의 첨가율은 18%가 적정하고 실리카퓸 치환율은 5%가 유리한 것으로 나타났다. 지오폴리머 콘크리트의 탄성계수는 변수 및 재령별로 압축강도가 증진됨에 따라 탄성계수가 소폭 상승되는 것으로 나타났으며, 국내 외 규준식에 의한 예측값보다 작은 것으로 나타났다. 또한 응력-변형률 선도를 분석한 결과, 지오폴리머 콘크리트가 일반 OPC 콘크리트 보다 연성적인 거동을 하는 것으로 분석되었다. 쪼갬인장강도는 분체량 $400kg/m^3$와 알칼리 활성화제 첨가율 18%에서 높은 강도를 보였으며, 압축강도에 대한 쪼갬인장강도의 비가 8.7~10.2% 수준인 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.641-650
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• 2010

콘크리트의 수축으로부터 발생하는 구속응력은 균열을 유발하고, 그에 따라 황산염 및 염화이온의 침투로 인한 철근의 부식으로 인해 콘크리트 구조물의 내구성을 저하시킨다. 특히, W/B가 감소할수록 균열 발생 가능성이 크며, 따라서 고강도 콘크리트(HSC), 초고강도 콘크리트(UHSC)의 수축 및 균열 거동의 정확한 이해와 평가가 필요하다. 하지만, 기존의 비구속 수축 실험은 콘크리트의 강도발현, 응력의 이완, 균열강도 및 구속도 등을 고려할 수 없으며, 균열 발생에 영향을 미치는 수축량의 평가에 한계가 있었다. 따라서 이 연구에서는 비구속 수축실험과 구속 수축실험(ring-test)을 통하여 W/B(30, 25, 16%) 및 혼화재에 따른 HSC, UHSC의 수축, 균열 거동을 평가하였다. 실험 결과, 자기수축 및 총 건조수축은 W/B가 클수록, 플라이애쉬(FA) 및 고로슬래그미분말(BFS)의 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며, W/B의 증가 및 콘크리트 두께의 증가, FA의 혼입은 균열 발생을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.133-142
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• 2008

본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC: ordinary Portland cement), 플라이애쉬(PFA: pulverised fly ash), 고로슬래그미분말(GGBFS: ground granulated blast furnace slag), 실리카퓸(SF: Silica fume)등의 각종 결합재를 적용한 시멘트 페이스트의 염소이온 고정화능력에 관하여 연구하였다. 각각의 사용 시멘트 페이스트는 40%의 물/결합재로 PFA, GGBFS 및 SF 혼화제의 각기 다른 치환률을 갖도록 하였으며 미리 혼합수내에 결합재 중량당 0.1~0.3%의 염소이온을 배합수내에 혼입 포함시켜 배합되어 제조되었다. 염소이온의 측정은 7일간 양생 후 수분 추출 방법을 이용하여 측정하였다. 실험을 통해 염소이온 고정화 능력이 결합재 종류 및 치환률에 의존하고 있음을 확인하였고, 총 염소이온량의 증가는 염소이온 고정화능력을 제한하여 결론적으로 염소이온 고정화를 감소시키고 있음을 보였다. 본 연구에서 최대 30%의 치환율을 가진 PFA와 60%의 치환률을 가진 GGBFS의 경우는 OPC보다 염소이온고정화 능력이 작았으며, SF의 치환률의 증가는 고정화를 감소시키고 있음을 확인하였으며, 이는 포졸란계 재료의 잠재 수화반응 혹은 공극수의 pH 저하등의 이유로 판단된다. 재령 7일에서의 염소이온의 고정화능력은 염해부식에 대한 저항성으로 나타내어지며, 염분을 혼입한 경우의 고정화능력의 순서는 30%PFA > 10%SF > 60%GGBFS > OPC로 나타났다. 더욱이 염소이온의 고정화 거동은 Langmuir isotherm 및 Freundlich isotherm으로 잘 표현될 수 있음을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.45-54
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• 2016

본 연구에서는 벤토나이트로 굴착 트렌치의 안정성을 유지하면서 시멘트와 벤토나이트 혼합물을 불투수벽체의 재료로 사용하여 지중차수벽체를 구성하는 새로운 시공방법에 대해 고찰하였다. 강화벤토나이트 차수벽체공법은 굴착된 구역을 균질하게 차수재료로 치환하므로 일반적인 그라우팅공법에 비해 차수효과의 예측과 시공성과의 검증이 보다 용이한 장점을 지닌다. 또한 강화벤토나이트 차수벽체공법은 시공 장비가 단순하고 시공 순서가 간단하므로 경제적인 측면에서도 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 다양한 실내실험을 통해 배합재료와 배합방법의 변화에 따른 강화벤토나이트 차수벽체의 공학적 특성을 고찰하였으며, 본 공법의 실무 적용 시 시공비용 결정과 벽체의 설계를 위해 가장 중요한 표준 배합비와 배합방법을 제시하였다. 마지막으로 차수벽체를 구성하는 재료들의 결합재로 사용되는 일반포틀랜드 시멘트와 고로슬레그 시멘트의 효과를 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.115-125
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• 2015

본 연구는 물-결합재비 20%를 가지는 고강도 고함량 고로슬래그 혼합 시멘트 페이스트의 유동성, 수화열, 응결시간 그리고 강도 발현 특성, 수화 및 포졸란 반응 특성 등을 실험을 통해 관찰하고, 이를 통해 고로슬래그 미분말의 치환률과 분말도가 수화 및 포졸란 반응에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 물-결합재비가 낮은 고강도 배합에서는 고로슬래그 미분말로 시멘트를 대체함으로써 시멘트와 결합하는 자유수가 상대적으로 증가하는 dilution effect에 의해 시멘트의 초기 수화가 촉진되어 재령 3일부터 28일까지의 초기 강도는 보통 포틀랜드 시멘트만을 사용한 배합보다 더 높게 나타났다. 반면, 재령이 증가하면서 수화반응속도가 급격히 낮아지고, 고로슬래그 미분말로 시멘트를 대량 치환함에 따라 수산화칼슘이 충분히 공급되지 못하므로 포졸란 반응도가 낮아져 장기강도의 발현이 억제되는 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그의 분말도가 높으면 자유수를 더 많이 흡착함으로써 유동성이 저하되고 수화도가 낮아져 강도가 오히려 저하되는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 보통 강도 콘크리트와는 다른 경향을 나타내는 것으로 향후 콘크리트 배합에 대해 추가 검증이 필요하며, 고로슬래그 미분말을 대량 혼합한 고강도 콘크리트의 개발을 위해서는 장기 강도의 발현율을 더 높일 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.143-148
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• 2016

본 연구는 3성분계 시멘트에서 FA와 BS의 최적혼합비율을 도출하기 위한 것이다. 즉, 혼화재 치환율 별 FA 및 BS의 다양한 혼합비율에 따른 모르타르의 기초적 특성을 파악하고자 하였다. 실험결과, 본 연구의 범위 내에서 다음과 같은 결론을 얻었다. 플로의 경우는 혼화재 치환율 및 FA의 혼합비율이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 공기량은 혼화재 치환율이 증가하고 FA의 혼합비율이 증가할수록 감소하였다. 단위용적질량은 혼화재 치환율 25% 및 45%에서는 공기량이 감소할수록 증가하는 것으로 나타났지만, 65% 및 100%에서는 FA 치환율 20%까지는 증가하였지만 그 이상에서는 FA의 저밀도 영향으로 감소하였다. 응결시간은 혼화재 치환율 및 FA의 혼합비율이 증가함에 따라 지연되는 것으로 나타났다. 압축강도의 경우는 재령 91일에 혼화재치환율 25% 및 45%에서 FA : BS의 비율이 40 :t 60인 배합에서 가장 우수한 강도 값을 나타내었다. 따라서 압축강도적인 측면을 종합적으로 고려할 때 혼화재 치환율 25% 및 45%인 경우에서 FA : BS의 비율 2 : 3인 경우가 본 연구의 범위 내에서는 최적의 혼합비율인 것으로 판명되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.136-142
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• 2016

전 세계적으로 급격한 산업화 및 현대화가 진행됨에 따라 환경오염 또한 급격히 진행되어가고 있다. 그리고 천연골재의 무분별한 채취로 환경오염 및 분진발생 등은 심각한 문제가 되고 있다. 이에 본 연구는 시멘트 생산 시 $CO_2$ 배출량을 줄이고자 시멘트 대체재로서 산업부산물인 고로슬래그와 유동층 연소 플라이애시를 사용하고자 하였으며, 천연골재의 무분별한 채취 문제를 해결하고자 골재로서 폐자기 및 폐유리를 활용하는 인조석재에 적용하는 산업부산물 및 폐자원을 활용한 내 외장재 인조석재의 특성에 대한 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, 고로슬래그를 주 결합재로 하여 유동층 연소 플라이애시를 40% 첨가하였을 때 가장 강도가 높았으며 또한, 선행실험을 토대로 폐자기 및 폐유리의 혼입율에 따른 실험을 진행 한 결과, 폐자기 및 폐유리의 적정 혼입율은 출석률이 45% 이상 보이는 혼입율 60, 70(%)의 혼입율이 가장 적정 혼입율이라고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.261-267
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• 2015

본 연구에서는 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 개발을 위해 고로슬래그 미분말(GGBFS)을 65%까지 치환한 물-결합재비 23%의 고강도 콘크리트를 대상으로 압축강도 발현 특성과 내구성을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 GGBFS를 65% 혼입한 고강도 콘크리트의 압축강도는 재령 3일까지는 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)만을 사용한 콘크리트보다 낮지만 재령 7일 이후부터 더 높아지는 것으로 나타났으며, 강도의 증가와 함께 공극구조가 더 치밀해짐으로써 염소이온 투과 저항성이 커지고, 이로인해 별도의 공기연행 없이도 우수한 동결융해 저항성을 확보할 수 있으며, 수산화칼슘의 감소에도 불구하고 우수한 탄산화 저항성을 나타냈다. 반면 실리카퓸(SF)을 GGBFS와 함께 혼입하면 GGBFS만 혼입한 경우보다 강도는 낮아지고 염소이온 투과 저항성이 낮아지는 것으로 나타났다. 따라서 향후 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트에서의 SF의 반응에 대한 심층적인 연구가 요망된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권4호
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• pp.321-329
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• 2016

포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 활용한 3성분계 혼합시멘트는 해양 콘크리트 구조물의 염해내구성 확보 등의 이유로 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합한 3성분계 시멘트에 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 1.5~2.0% 사용할 때, NT Build 492에 의한 염화물 확산 시험과 ASTM C 1202( KS F 2271)에 의한 염소이온 침투 저항성 시험을 이용하여 콘크리트의 염해저항성의 변화를 관찰하고자 하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용에 따라 Plain 대비 슬럼프는 다소 감소하는 경향을 나타냈으나 재령 2일부터 재령 7일까지의 압축강도는 17~42% 향상되었다. 또한 재령 28일에 측정한 염화물 확산 계수는 알칼리 설페이트의 활용에 따라 Plain 대비 36~56% 감소하였으며, 염소이온 침투 저항성 시험에 따른 총통과전하량은 재령 7일은 33~62%, 재령 28일은 31~48% 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 기존의 연구결과와 마찬가지로 알칼리 활성화에 의해 고로슬래그 미분말 및 플라이애시의 반응성이 향상되어 공극이 더욱 치밀해진 효과에 의한 것으로 판단된다. 향후 이와 관련하여 장기재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.