• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.357-363
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• 2017

This paper conveys the effects of fly ash and silica fume incorporated in concrete at various replacement ratios on the durability properties of concretes. It is quite well known that concrete durability is as much important as strength and permeability is the key to durability. Permeability is closely associated with the voids system of concrete. Concrete, with less and disconnected voids, is assumed to be impermeable. The void system in concrete is straightly related to the mix proportions, placing, compaction, and curing procedures of concrete. Reinforced concrete structures, particularly those of subjected to water, are at the risk of various harmful agents such as chlorides and sulfate since the ingress of such agents through concrete becomes easy and accelerates as the permeability of concrete increases. Eventually, both strength and durability of concrete reduce as the time moves on, in turn; the service life of the concrete structures shortens. Mineral additives have been proven to be very effective in reducing permeability. The tests performed to accomplish the aim of the study are the rapid chloride permeability test, pressurized water depth test, capillarity test and compressive strength test. The results derived from these tests indicated that the durability properties of concretes incorporated fly ash and silica fume have improved substantially compared to that of without mineral additives regardless of the binder content used. Overall, the improvement becomes more evident as the replacement ratio of fly ash and silica fume have increased. With regard to permeability, silica fume is found to be superior to fly ash. Moreover, at least a 30% fly ash replacement and/or a replacement ratio of 5% to 10% silica fume have been found to be highly beneficial as far as sustainability is concerned, particularly for concretes subjected to chloride bearing environments.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.329-335
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• 2001

최근 고유동콘크리트에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 건설현장에서의 시공사례도 발표되고 있다. 고유동콘크리트의 유동특성으로는 유동성, 충전성, 간극통과성, 재료분리저항성 등이 있으며, 이러한 고유동콘크리트의 유동특성은 물결합재비 단위수량 결합재량 등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받는다. 본 연구는 고유동콘크리트의 특성에 미치는 물결합재비와 단위수량의 영향을 비교.분석하고자 하였다. 이를 위해 물결합재비(W/B : 0.30 0.35, 0.40, 0.45) 및 단위수량(W : 155, 165, 175, 185 kg/㎥)에 따른 고유동콘크리트의 배합을 선정하여, 굳지않은 콘크리트에서 슬럼프-플로우, V형깔때기, L형통과시험 등과 경화콘크리트에서 압축강도 및 동결융해시험 등을 실시하였다. 실험결과 본 논문대상의 경우 모든 물결합재비의 단위수량 175kg/㎥에서 일본 건축학회에서 제안하고 있는 슬럼프-플로우 50cm 통과시간 제안치인 3~8초를 만족시키는 적정한 점성을 나타냈으며, 물결합재비 0.35에서 가장 양호한 재료분리저항성을 나타내었다. 또한, 모든 배합에서 28일 양생후 340~710 kgf/㎤ 수준의 높은 압축강도를 발현하였으며, 공기연행제를 첨가한 고유동콘크리트에서 양호한 내동결융해성을 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.54-61
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• 2001

천연자원 보존의 일환으로서 폐타이어, 폐플라스틱 재료 등에 대한 재활용 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 폐유리를 시멘트 대체재료로서 개발하기 위한 것이다. 이를 위하여, 먼저 보통강도 및 고강도 콘크리트 각각에 대해서 폐유리 분말의 혼입률을 변화시킨 콘크리트를 제조한 다음 그것의 압축강도 시험을 통하여 폐유리 분말의 최적 혼입률을 도출하였다. 또한, 최적 혼입률에 의하여 제작된 보통강도 및 고강도 콘크리트 각각에 대해서 압축, 인장 및 휨강도와 탄성적 성질 등 역학적 특성을 구명하였다. 한편, 시멘트 속의 알칼리와 폐유리 속에 다량 함유된 실리카 성분은 서로 반응하려는 경향이 있기 때문에, 현재 모프타르봉 시험 방법(KS F 2546)에 의한 알칼리.실리카 반응 시험을 진행하고 있다. 본 실험연구 결과로부터 폐유리 분말을 혼입한 콘크리트는 실리카흄 콘크리트보다 작업성은 다소 우수하며, 강도특성은 유사한 것으로 나타나, 폐유리 분말에 대해서 경제적이고 환경친화적인 콘크리트 혼화재로서의 가능성을 입증하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제8권6호
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• pp.131-137
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• 2008

In recent years, the light-weight aggregate has widely been used to reduce the weight of construction structures, and to achieve the thermal insulation of building structures. The purpose of this study is to evaluate the heat resistance of polymer concrete composites with light-weight aggregate made by binders as resin and cement with polymer dispersion. The light-weight polymer concrete composites are prepared with various conditions such as binder content, filler content, void-filling ratio, light-weight aggregate content and polymer-cement ratio, and tested for heat resistant test, and measured the weight reducing ratio, strengths and exhaustion content of gas such as CO, NO and $SO_2$. From the test results, the weight reducing ratio of light weight polymer concrete using UP binder after heat resistance test increase with an increase in the UP content irrespective of the filler content. The weight reducing ratio of polymer cement concrete is considerably smaller than that of UP concrete. In general, the strengths after heat resistance of polymer concrete composites are reduced about 40 to 65% compared with those before test. The exhausted quantity of CO, NO and $SO_2$ gases in polymer concrete composites is less than EPS(Expanded poly styrene). From the this study, it is confirmed that the many types gases discharge according to binder type of polymer concrete composites, its amount is controlled by selection of the binder type and mix proportions.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.51-59
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• 2007

Recently, concrete has been made porous and used for sound absorption, water permeation, vegetation and water purification according to void characteristics. Many studies are carried out on the utilization of sewage sludge, fly ash and waste concrete to reduce the environmental load. This study was performed to evaluate the void, strength, relationship between void and strength, permeability and chemical resistance properties of porous polymer concrete for pavement with different fillers. An unsaturated polyester resin was used as a binder, crushed stone and natural sand were used as an aggregate and bottom ash, fly ash and blast furnace slag were used as fillers. The mix proportions were determined to satisfy the requirement for the permeability coefficient, $1{\times}10^{-2}$ cm/s for general permeable cement concrete pavement in Korea. The void ratios of porous polymer concrete with fillers were in the range of $18{\sim}23%$. The compressive strength and flexural load of porous polymer concrete with fillers were in the range of $19{\sim}22$ MPa and $18{\sim}24$ KN, respectively. The permeability coefficients of porous polymer concrete with fillers were in the range of $5.5{\times}10^{-1}{\sim}9.7{\times}10^{-2}$ cm/s. At the sulfuric acid resistance, the weight reduction ratios of porous polymer concrete immersed during 8-week in 5% $H_{2}SO_{4}$ were in the range of $1.08{\sim}3.56%$.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.367-375
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• 2022

순환 잔골재 혼합비율에 따른 압축강도는 설계기준강도별 보통콘크리트 대비 순환 잔골재 혼합비율에 따라 유사하거나 다소 낮은 강도 발현을 보였으며, 순환 잔골재 혼합비율이 증가할수록 압축강도는 감소하는 경향을 보였다. 재령일이 증가할수록 강도저하는 발생하지 않았으며, 설계기준강도 대비 강도 발현이 가능할 것으로 판단된다. 순환 잔골재 15 %, 20 %, 25 %로 혼합비율에 따른 순환골재 콘크리트의 길이변화 및 동결융해에 대한 내구특성은 보통콘크리트와 유사한 경향으로 나타났다. 콘크리트용 순환 잔골재의 비율은 총 골재량의 25 %(총잔골재의 50 %)까지 적용하면 슬럼프 및 공기량에 문제가 없을 것으로 판단되며, 설계기준강도에 따른 분체량과 단위수량 및 공기연행제량에 대한 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.287-295
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• 2010

본 연구에 사용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 공극 최소화를 위한 충전재는 미세석영을 사용하였고 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 300 MPa 이상의 초고강도 분체콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 강도를 크게 향상시키기 위한 연구의 일환으로 계면영역의 부착강도를 향상시킬 수 있는 크기 0.6 mm 이하의 규사, 백운석, 보크사이트, 페로실리콘을 선정한 후 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 분체콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하다. 분체 콘크리트의 압축강도 측정 결과 페로실리콘 > 보크사이트 > 백운석 > 규사 순으로 골재의 강도가 압축강도에 큰 영향을 미치는 경향을 알 수 있었으며 페로실리콘의 경우 시멘트 중량 기준하여 혼입량 110%일 때 가장 큰 강도를 나타내었다. SEM 촬영 결과 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된 것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강함으로써, 28일 압축강도 341 MPa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.41-49
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• 2009

국내에서 시멘트콘크리트 포장이 차지하는 비율이 증가하는 수준에 비하여 이의 기술적인 발전은 상대적으로 뒤쳐져 있다고 할 수 있다. 또한, 사용기간의 증가와 함께 여러 가지 기술적인 문제점도 부각되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 외국의 콘크리트포장 배합의 특성을 분석하고 이를 기초로 한국의 실정에 부합하는 장수명의 고강고 고내구성의 콘크리트 포장의 최적배합을 도출하고자 하였다. 단위시멘트량, 잔골재율(S/a), 그리고 물-시멘트(W/C)비 등을 변수로 하여 배합에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 장기적인 공용수명을 확보하고 고강도 고내구성의 포장을 위하여 우선적으로 단위시멘트량을 375kg/$m^3$, 400kg/$m^3$, 425kg/$m^3$ 수준으로 증가시킬 것을 권장한다. 또한, 최적배합표는 포장타설 장비를 활용하여 포설하므로 슬럼프 40mm로 결정하였고, 동결융해 방지를 위하여 공기량을 5%로 결정하였다. 또한 시공 시 재료 수급의 원활함을 위하여 굵은골재 최대 치수를 25mm로 결정하였다. 도로의 장수명을 위한 고강도 배합을 위해 낮은 W/C비와 단위시멘트량의 증가가 요구되는데, 예비실험 결과 공기연행제와 폴리카본산고성능 AE감수제를 사용하여 W/C비를 0.4까지 낮추어도 증가된 단위시멘트량에 대하여 충분히 목표 슬럼프를 가지는 배합이 가능한 것으로 나타났다. 예비 실험 결과 S/a를 0.34까지 낮추어도 골재의 분리 등 문제를 보이지 않고 충분히 배합이 가능하였으며, 이는 단위 시멘트페이스트 양의 증가로 인한 점착력 증가와 워커빌리티의 향상에 의한 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권2호
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• pp.183-195
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• 2020

Mineral admixtures have been widely used to produce concrete. Pozzolans have been utilized as partially replacement for Portland cement or blended cement in concrete based on the materials' properties and the concrete's desired effects. Several environmental problems associated with producing cement have led to partial replacement of cement with other pozzolans. Furnace slag and fly ash are two of the pozzolans which can be appropriately used as partial replacements for cement in concrete. However, replacing cement with these materials results in significant changes in the mechanical properties of concrete, more specifically, compressive strength. This paper aims to intelligently predict the compressive strength of concretes incorporating furnace slag and fly ash as partial replacements for cement. For this purpose, a database containing 1030 data sets with nine inputs (concrete mix design and age of concrete) and one output (the compressive strength) was collected. Instead of absolute values of inputs, their proportions were used. A hybrid artificial neural network-genetic algorithm (ANN-GA) was employed as a novel approach to conducting the study. The performance of the ANN-GA model is evaluated by another artificial neural network (ANN), which was developed and tuned via a conventional backpropagation (BP) algorithm. Results showed that not only an ANN-GA model can be developed and appropriately used for the compressive strength prediction of concrete but also it can lead to superior results in comparison with an ANN-BP model.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.431-440
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• 2011

콘크리트 구조물은 화재에 노출시 고온에 의해 내부 구조가 변화하며 보유하고 있는 강도와 변형 성능이 저하되어 최종적으로 수명이 단축하게 된다. 그 성능 저하 수준은 도달된 온도, 고온에 노출된 시간, 콘크리트의 배합, 골재의 특성 및 콘크리트 자체의 특성 등에 의해 결정된다. 이 연구는 물시멘트비, 잔골재율 및 굵은 골재의 최대 크기등의 변수에 대한 초고강도 콘크리트의 열적 거동을 평가하기 위해 실시되었다. 상온 및 $500^{\circ}C$의 온도에 대하여 초음파 속도, 동탄성 계수, 정탄성 계수 및 압축강도 시험은 ${\varnothing}100{\times}200\;mm$ 원주형 콘크리트 시험체를 사용하여 실시되었다. 결과로서 $500^{\circ}C$의 온도에서 가열된 초고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성은 물결합재비, 잔골재율 및 굵은 골재 최대 치수의 변화에 영향을 받는 것으로 나타났다.