• 한국건축시공학회지
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• 제11권5호
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• pp.426-434
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• 2011

최근, 혼화재를 사용한 콘크리트는 많은 실험실에서 콘크리트에 연구되고 있으며 실제로 건설 현장에 적용되고 있다. 하지만 혼화재를 사용한 콘크리트의 압축 강도의 추정에 대한 체계적인 연구 결과가 존재하지 않기 때문에 일본의 보통 강도 콘크리트에 대한 제안식을 사용하고 있다. 그래서 혼화재를 사용한 콘크리트의 압축 강도의 추정에 대한 비파괴 시험식을 제안하는 것이 필수적입니다. 따라서 본 연구는 혼화재 사용한 콘크리트에 대하여 원주형 공시체와 코어채취용 구조체를 제작하여 비파괴 시험과 파괴 시험을 통해 장기 재령(4년)에 대한 강도 추정식을 제안한 것으로, 그 결론은 다음과 같다. 기존 제안식과 본 연구 추정식의 오차율을 비교한 결과, 재령별로 다소 차이는 있지만 반발 경도법에 의한 기존 제안식보다는 0.3 %~115.0 % 정도, 초음파속도법에 의한 기존제안식보다는 0.2 %~22.8 % 정도, 복합법에 의한 기존제안식보다는 0.5 %~102.3 % 정도로 기존의 제안식보다 본 연구의 추정식 오차율이 감소하여 혼화재를 사용한 콘크리트에 사용이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.293-300
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• 2021

본 논문은 에너지를 실시간으로 저장할 수 있는 저장장치 중 열에너지 저장 콘크리트를 대상으로 재료의 미세구조와 물성(열전도도)의 상관관계를 분석하는 연구를 수행하였다. 에너지 저장 콘크리트의 열전도 성능을 증가시키기 위해 혼화재인 그라파이트(graphite)를 사용하였다. 그라파이트가 시멘트 질량의 10%와 15%를 치환한 시편과 일반 콘크리트(OPC) 시편을 제작하여 그라파이트의 혼입에 따른 미세구조 변화 및 열전도도의 영향을 마이크로 스케일에서 분석하였다. 마이크로-CT를 활용하여 OPC와 그라파이트를 사용한 콘크리트의 공극률을 비교하였으며, 확률함수를 사용하여 미세구조 특성을 정량화하였다. 미세구조 특성 차이가 열전도도에 미치는 영향을 확인하기 위해 3차원 가상 시편을 제작하여 열해석을 수행하였으며, 이를 열평판법을 사용하여 측정한 열전도도 실험 결과와 비교하였다. 열해석 수행 시 그라파이트 재료가 지닌 열전도도 성능을 반영하기 위하여 해석 결과와 실험 결과를 기반으로 고체상의 열전도도를 역해석을 통해 계산하였으며, 그라파이트가 시편의 열전도도에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2021

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.509-516
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• 2023

콘크리트의 염해저항성을 향상시키기 위한 방법으로 콘크리트에 황(S)을 사용하는 것이 다양하게 연구되어 왔으나, 유황은 고체로 존재하고 분말화가 어렵기 때문에 시멘트, 콘크리트 등의 혼화제나 혼합물로 활용하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 디시클로펜타디엔 등의 고분자를 사용하여 황을 개질한 바 있으나, 이 역시 개질 후 끈끈한 상태로 존재하여 근본적인 문제를 개선하지 못한다. 이에 새롭게 개질한 바이오 황이 시멘트 수화에 미치는 영향을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 소석회 개질 바이오 황은 반응 조건에 따라 미반응 황 및 소석회, 칼슘-황(Ca-S) 화합물 및 물을 함유한 슬러리 상태로 존재한다. 소석회 바이오 황을 시멘트 혼합물로 사용하는 경우, 소석회 개질 바이오 황을 첨가한 모르타르의 내염해성은 일반 모르타르에 비해 우수하며, 이는 소석회 개질 바이오 황을 함유한 시멘트 수화물의 구조가 ettringite의 지속적인 존재로 인해 일반 시멘트 수화물의 구조보다 더 치밀하기 때문인 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제11권1호
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• pp.146-159
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• 1984

본(本) 연구(硏究)는 시멘트 분산제(分散劑) 및 고유동화제(高流動化劑)를 사용(使用)하여 모르터의 압축(壓縮) 및 인장강도(引張强度)와 감소율(減少率), 흐름시험(試驗)을 실시(實施)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 최대강도(最大强度)를 나타내는 이화제(泥和劑)의 최적(最適) 첨가율(添加率)은 배합별(配合別) 공(共)히 같은 경향(傾向)으로 고유동화제(高流動化劑) SP는 0.6%이고 분산제(分散劑) LG와 C211은 0.2%, SK는 0.3%, C376은 0.5%로 나타났다. 그런데 사용적량(使用適量)의 2~3배(倍) 과다(過多) 사용시(使用時)는 강도(强度)가 급격(急激)히 저하(低下)하는데 이것은 수화작용(水和作用)에 악영향(惡影響)을 일으켜 응결(凝結)이 상당히 지연(遲延)되는 것으로 본다. 2. 적정량(適定量)의 이화제(泥和劑)를 첨가(添加)하였을 때 압축강도(壓縮强度)는 보통(普通)모르터 보다 재령(材令) 7일(日)에서 고유동화제(高流動化劑) SP는 40.7%, 분산제(分散劑)(C211은 19.5%, LG은 19.1%, SK는 18.1%, C376은 17.9%)의 평균(平均) 증가율(增加率)은 18.7%이었으며, 재령(材令)28일(日)에서는 고유동화제(高流動化劑) SP가 24.4%, 분산제(分散劑)(LG은 21.2%, C211은 16.4%, SK는 11.1%, C376은 7.6%)의 평균(平均) 증가율(增加率)은 14.1%로 나타냈다. 3. 적정량(適定量)의 이화제(泥和劑)를 첨가(添加)하였을 때 인장강도(引張强度)는 보통(普通)모르터 보다 재령(材令)7일(日)에서 고유동화제(高流動化劑) SP가 26.6%, 분산제(分散劑)(SK는 16.0%, C376은 14.7%, LG은 10.0%, C211은 5.8%)의 평균(平均) 증가율(增加率)은 11.6%이었다. 재령(材令)28일(日)에서는 고유동화제(高流動化劑) SP는 16.5%, 분산제(分散劑)(LG는 19.1%, SK는 10.6%, C211은 10.1%, C376은 8.7%)의 평균(平均) 증가율(增加率)은 12.1% 이었다. 4. 각각(各各)의 이화제(泥和劑)를 적량(適量) 첨가(添加)했을 때 모르터의 감수율(減水率)은 콘크리트의 감수율(減水率) 보다 작게 나온다. 즉 콘크리트의 감수율(減水率)은 15% 정도(程度) 감수(減水)했다고 했으나 모르터의 감수율(減水率)은 1 : 1의 경우는 최소(最少) 5.8%에서 최대(最大) 13.1%였고, 1 : 2의 경우는 최소(最小) 7.6%에서 최대(最大) 14.2%였으며, 1 : 3의 경우는 최소(最小) 9.5%에서 최대(最大) 18.8%의 범위(範圍)에 있었다. 5. 각(各) 이화제(泥和劑)의 유동성(流動性)은 고유동화제(高流動化劑) SP가 다른 분산제(分散劑) 보다 월등히 좋았다. 즉 1 : 1의 경우 w/c가 30%에서 280(75% 증가(增加)), 1 : 2의 경우는 w/c 가 36%에서 147(23.5% 증가(增加))로 가장 좋았으며, 1 : 3의 경우에서는 다른 분산제(分散劑)와 같은 경향(傾向)을 보였다. 그러므로 이러한 양질(良質)의 분산제(分散劑)는 프리팩트 콘크리트 공사(工事)에 사용(使用)하는 주입전충용(注入塡充用) 모르터에 적합(適合)한 것으로 사료(思料)된다.

• 한국광물학회지
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• 제17권3호
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• pp.277-288
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• 2004

알칼리-실리카반응은 시멘트 내의 알칼리와 화학적으로 불안정한 반응성 골재와의 화학반응으로서, 그 결과 콘크리트의 팽창과 균열을 발생하는 작용이다 본 연구에서는 우수한 포조란반응 특성을 나타내는 새로운 광물혼화재로 부각되고 있는 메타카오린의 알칼리-실리카반응 억제 효과에 대하여 연구하였다. 다양한 치환율로 메타카오린을 혼합한 모르타르 공시체를 제작하여, 알칼리-실리카 반응성 시험(ASTM C 1260), 압축강도 시험 및 유동성 시험을 실시하고, 시멘트 수화물에서의 구성성분 변화에 대한 XRD 정량분석을 실시하였다. 그 결과, 메타카오린의 혼합은 시멘트 페이스트내의 가용 포트랜다이트의 함량을 급속히 감소시키는 빠른 포조란반응 및 수화반응 특성을 나타내어, 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창을 억제하고 우수한 압축강도를 발현하는 것으로 나타났다. 시멘트에 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창억제는 치환율 15% 이상, 즉 시멘트 페이스 내의 가용 포트랜다이트 함량이 약 10% 이하가 될 경우 효과적이다. 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 억제는 유해성이 높은 알칼리-칼슘-실리카 겔의 형성이 억제된 결과와 포조란 효과에 의한 치밀하고 균질한 시멘트 페이스트 형성으로 인한 알칼리 용액의 침투가 억제된 결과에 의한 것으로 생각된다. 15% 이상의 메타카오린의 혼합은 보통의 모르타르보다 높은 초기강도를 발현하였으며, 후기강도는 전 치환율 범위에서 보통의 모르타르 이상의 아주 우수한 강도를 나타내었다. 강도발현 특징은 메타카오린에 의한 빠른 포조란반응 및 수화특성을 반영하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.942-948
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• 2002

콘크리트의 초기동해는 응결과정이거나 종결 후에도 충분한 강도발현이 되지 않은 단계에서 콘크리트중의 수분이 동결함에 따라 발생하는데, 초기동해를 방지하기 위해서는 콘크리트가 동결하기 이전에 일정강도를 조기에 발휘하는 것이 필요하다. 따라서, 이에 대한 많은 대처방안이 제시되고 있는데, 최근에는 내한촉진제를 사용하는 방법이 검토되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 내한촉진제를 혼합한 콘크리트의 실무 활용 가능성을 검토할 목적으로 콘크리트 단계에 앞서 모르터 단계에서 내한촉진제의 동결온도, 응결시간 및 염화물량 등을 측정하고, 아울러 정온 및 변온조건에서 양생한 모르터의 강도특성도 검토함으로서 내한 촉진제를 사용한 한중콘크리트의 개발에 기초자료를 제시하고자 하였다. 연구결과, 내한촉진제를 혼합한 모르터의 동결온도는 내한촉진제의 사용량이 증가할수록 낮아지는 반면, 촉진형 감수제의 경우는 동결온도 저하에 거의 영향이 없는 것으로 나타났으며, 응결특성은 양생온도가 낮을수록, 내한촉진제의 응결촉진 효과가 우수한 것으로 평가되었다. 염화물량은 공히 KS F 4009의 관리규준을 만족하고 있었다. 강도증진성상은 내한촉진제를 혼합한 경우, 로지스틱 곡선식을 이용한 강도증진해석 결과와 거의 유사한 것으로 나타난 반면, 정온조건으로 영하5$^{\circ}C$이고, plain과 촉진형 감수제를 사용한 경우는 강도증진해석 결과의 표준오차가 상대적으로 매우 크게 나타나, 강도증진해석을 목적으로 사용되는 로지스틱 곡선이나 적산온도와 압축강도의 관계에서 적용성이 매우 적은 것으로 평가되었다. 한편 내한촉진제를 혼합한 모르터의 압축강도가 5.0 N/$\textrm{mm}^2$을 발휘하게 되는 적산온도는 각각 20~30$^{\circ}$CD(K), 30~40$^{\circ}$CD(B), 40$^{\circ}$CD(S)이후인 것과 같이 내한촉진제의 종류에 따라 크게 상이한 것으로 나타났다. 정온 및 변온양생조건에 따른 한중콘크리트의 압축강도는 동일 적산온도라 할지라도 정온조건보다는 변온조건이 더 유리한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.317-328
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• 2016

이 연구의 목적은 내부양생을 위한 고흡수성 수지(SAP)의 혼입이 초고성능 콘크리트(UHPC)의 수화특성, 자기수축, 내구성 및 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 입도범위는 유사하지만 화학적 구조가 다른 2 종류의 SAP이 선택되었고, 이러한 SAP이 혼입된 UHPC의 성능이 실험을 통해 평가되었다. 평가결과는 SAP의 종류, 그리고 혼입 여부에 따라 비교되었다. 수화반응성과 수화생성물 확인을 위해 등온열량계 및 XRD를 이용한 실험이 각각 진행되었고, 이 실험을 통해 초기 재령일에서 수화반응성 및 장기 재령일에서의 수화생성물을 확인하였다. UHPC의 수축저감제로서 SAP의 적용 가능성을 확인하기 위해 자기수축 변형율, 압축강도 및 염분침투성을 측정하였다. 또한, SEM 이미지 촬영을 통해 SAP이 UHPC 내부에서 형성한 공극을 실제로 확인하고 분석하였다. 이러한 분석 및 평가결과를 통해, SAP을 이용한 내부양생은 역학적 성능과 내구성 저하 없이 UHPC의 자기수축을 저감시킬 수 있다는 결론을 내렸다. 실험에 사용된 두 종류의 SAP 중에서, UHPC 내부에서 흡수력이 더 우수한 SAP_AM이 SAP_AA 보다 수축저감성능 뿐만 아니라, 장기적인 수화반응성, 압축강도, 염분침투 저항력에서도 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.543-550
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• 2005

본 연구에서는 마이크로 섬유인 탄소섬유와 매크로 섬유인 강섬유가 서로 하이브리드 형태로 결합되고 미세한 광물 혼화재인 실리카퓸이 치환된 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트(HPHFRC)의 파괴계수(MOR), 휨인성 특성($I_30$과 $W_{2.0}$), 유동성(슬럼프)이 분산분석(ANOVA)을 통해 특성화된다. MOR I30(또는 $W_{2.0}$), 슬럼프 데이터들은 휨 성능과 유동성을 평가하기 위한 특성치로 사용된다. 특히, 실험회수를 줄이기 위하여 일부실시 직교배열에 따라 실험이 계획된다. 각 특성인자를 각 실험인자에 대해서 평가한 결과, 강섬유는 MOR 과 $I_{30}$의 특성인자 측면에서 상당히 유의한 실험인자로 나타난다. 또한 분산분석 결과, 실험인자의 유의도에 따라 다음과 같은 평가가 이용될 수 있다 유동성(슬럼프) 감소는 실리카 흄, 강섬유, 탄소섬유 실험인자 순서로 유의하게 나타난다. MOR 향상은 실리카퓸($\fallingdotseq$ 탄소섬유), 강섬유 실험인자 순서로 유의한 것으로 나타난다. 휨인성 증진은 실리카퓸, 탄소섬유, 강섬유 실험인자 순서로 유의하게 나타난다. 실험범위 내에서 강섬유 $1.0\%$, 탄소섬유 $0.25\%$, 실리카퓸 $5.0\%$의 조합이 각 특성치들을 가장 우수하게 향상시키고 유동성이 확보된 실험 조건으로 도출된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2016

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은골재를 사용하여 콘크리트의 압축강도 수준(20, 35, 50 MPa)에 따라 순환 굵은골재의 혼입률 변화가 콘크리트의 염화물 확산특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 유동성(슬럼프)은 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 나타내는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 국내에서 생산되는 순환골재의 양호한 입형이 유동성 개선에 기여한 것으로 판단된다. 또한, 순환 ?은 골재의 치환율 변화에 따른 압축강도는 순환골재 혼입률이 증가할수록 약 9~10% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 염화물 확산계수는 순환골재 혼입률이 증가함에 따라 최대 144%까지 증가하는 결과를 나타냈으며 낮은 강도 수준의 콘크리트 일수록 순환골재 활용에 따른 내염성 저하 정도가 큰 것으로 나타났다. 강도가 증가할수록 순환골재 혼입에 따른 영향은 감소되어, 고강도 영역에서는 일반 콘크리트와 유사한 염화물 확산 특성을 발현하는 것으로 분석되었다. 따라서 순환골재를 콘크리트용 재료로 대량 활용하기 위해서는 콘크리트의 내염성 개선을 위한 혼화재료의 적용 또는 배합설계상 조정을 통한 강도의 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.