• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.128-135
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• 2016

현재 고속도로의 콘크리트 구조물에서 대부분 지속되고 있는 가장 큰 문제는 동결 융해와 제설염에 의해 발생하는 콘크리트 열화이고, 이는 완전하게 해결되지 않은 쟁점사항이다. 특히, 동결융해만이 작용할 때와는 달리 동결 융해와 제설염의 복합열화 환경에서 콘크리트의 내구성능은 급격하게 저하되고 공용수명이 단축된다. 본 연구에서는 지역별 고속도로 구간의 노출환경등급을 수립하고 콘크리트 손상정도와 염화물량을 조사하였다. 또한 기계타설 소구조물 콘크리트의 내구성 향상을 위해 배합조건을 개선한 콘크리트의 염화물 이온 투과성, 박리저항성, 동결 융해 저항성 시험을 수행하였다. 연구결과에 따르면, 특수환경에 노출된 콘크리트 표면의 손상범위가 광범위하게 나타났으며 내부 염화물량 또한 높게 나타났다. 한편, 물-결합재(W/B) 비 및 단위수량을 적게 하고, 플라이애시를 혼합하여 내구성을 개선한 콘크리트는 기존의 배합비 보다 내구성이 크게 향상되었다. 또한 도출한 최적 배합비는 콘크리트 관련 시방서에서 제시하고 있는 강도 및 공기량, 물-결합재 비 등의 기준에 부합하였고, 내구성 기준에 만족할 뿐 아니라 공용수명이 크게 향상될 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.94-101
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• 2016

본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그를 활용하여 알칼리 활성화 결합재로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염 저항성을 평가하고 황산염 침투에 대한 고저항성 결합재를 제시하는 것이다. 이를 위하여 플라이애시 및 고로슬래그미분말 등의 광물질 혼화재를 결합재로 활용하여 고로슬래그미분말 치환율을 0, 30, 50 및 100%로 제작하였다. 규산나트륨 모듈 $Ms[SiO_2/Na_2O]$은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정하였으며, 초기 24시간 양생조건을 $23^{\circ}C$ 및 $70^{\circ}C$로 하고, 10% 황산나트륨 및 10% 황산마그네슘 용액에 각각 침지시키고, 황산염 저항성을 평가하기 위하여 압축강도, 질량변화율, 길이변화율 및 X선 회절분석을 측정하였다. 그 결과 고로슬래그미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 재령 28일 압축강도 발현이 우수한 결과가 나타났다. 10% 황산나트륨에 침지한 경우에는 모든 시험조건에서 장기적인 강도발현과 질량 및 길이변화율이 작아 황산나트륨 침투에 대한 저항성이 우수한 것으로 나타났으나, 10% 황산마그네슘에 침지한 경우에는 장기적인 강도저하와 질량 및 길이변화가 크게 나타났으며, 그 경향은 고로슬래그미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 현저하였다. 이것은 황산마그네슘의 경우 규산마그네슘수화물의 생성으로 인한 열화가 지배적으로 작용한 결과로 판단된다. 또한, X선 회절분석 결과 $MgSO_4$ 용액 침지에서의 알칼리 활성화 결합재의 팽창은 Gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) 생성 반응에 의한 것으로 확인되었으며, 침지 6개월까지는 Gypsum의 생성이 지속적으로 증가되는 것을 알 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.92-103
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• 2015

Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

• 한국가금학회지
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• 제29권2호
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• pp.101-108
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• 2002

본 실험은 석탄재를 이용하여 합성한 인공제올라이트 (AZ)의 사료적 가치를 구명하기 위하여 천연제올라이트(NZ)와 동일한 수준으로 첨가 . 급여하여 육계의 생산성, 장내 미생물 및 혈중 콜레스테롤 등에 미치는 영향을 5주간 고찰하였다. 전기 3주 동안 사료내 조단백질은 21.5%, ME 3,100 kal/kg으로 하였고, 후기에는 조단백질 19%, ME 3,100kcal /kg 수준으로 급여하였다. 처리구는 대조구(제올라이트 0%), AZ와NZ를 각각 1.5,3.0% 씩 육계용 사료에 배합하였으며, 처리구당 4반복, 반복당 16수로 전체 320수를 공시하였다. 조사항목으로 증체량, 사료섭취량, 사료요구율은 주간별로 측정하였다. 장내 미생물, 혈중 콜레스테롤 및 뉴켓슬병 백신에 대한 항체가는 실험종료시에 측정하였다. 증체량은 NZ 처리구에서 증가하는 경향을 보였으나 대조구와 통계적인 차이가 없었고, AZ 3.0%처리구는 대조구에 비하여 현저하게 감소하였다(P<0.05). 사료섭취 량은 처리구간에 차이가 없었으며 사료요구율은 AZ 3.0% 처리구에 비하여 NZ 3.0%가 현저하게 개선되었다(P<0.05).제올라이트가 육계의 장내 미생물에 미치는 영향은 대조구와 차이가 없었으며 혈중 총콜레스테롤은 NZ 처리구에서 현저하게 감소되었고 뉴켓슬병백신에 대한 항체가는 제올라이트 처리구가 현저하게 증가하였다(P<0.05). 본 실험의 결과, AZ 1.5% 급여수준은 육계의 생산성에서 대조구와 차이가 없었으므로 육계 사료에 이용될 수 있는 수준으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.433-442
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• 2021

이 연구에서는 폴리머 결합재(불포화 폴리에스터 수지), 플라이 애시, 그리고 순환굵은골재(60%)와 부순굵은골재(40%)를 사용하여 폴리머 결합재 함량의 변화에 따른 무세골재 폴리머 콘크리트의 성질(9개항)에 대하여 연구하였다. 폴리머 결합재 함량(4.0-6.0wt.%)을 실험 변수로 한 이유는 비용측면에서 가장 큰 비중을 차지할 뿐만 아니라 각종 성능에 미치는 영향이 크기 때문이다. 연구결과 밀도, 압축강도, 휨강도, 동결융해 후 휨강도는 폴리머 결합재 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 흡수율, 공극률, 연속공극률, 투수계수, 내산성(산에 의한 밀도 감소율)은 폴리머 결합재 함량이 증가함에 따라 감소하였다. 특히 폴리머 결합재 함량 6wt.%에서는 공극률이 18.4%, 투수계수가 7.3mm/sec 임에도 압축강도는 38.0MPa, 휨강도는 10.0MPa로서 기존의 연구결과들에 비해 월등히 높고, 흡수율, 내산성 등 다른 성질들도 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 가교제의 첨가에 의해 높아진 결합재의 부착력과 폴리머 결합재가 가진 표면 소수성에 기인하는 것이라고 하겠다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.323-331
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• 2018

실험실 규모 기포 유동층 반응기를 이용한 하수 슬러지와 석탄 및 우드 펠렛의 혼소 실험 및 회분 분석을 통한 슬래깅 성향을 살펴보았다. 연료는 일반 건조 및 수열탄화를 통해 제작된 하수 슬러지와 아역청탄, 우드 펠렛이 적용되었다. 연소 실험은 당량비 및 산화제 유량, 초기 온도를 고정하고 2종의 하수 슬러지 연료와 석탄 또는 우드 펠렛을 발열량 기준 50 : 50 비율로 혼합한 총 4개의 조건에 대해 반응기 온도 및 배가스 조성을 측정하였다. 배가스 중 $NO_x$는 모든 조건에서 대부분 NO의 형태로 400 ~ 600 ppm 범위에서 측정되었다. $SO_2$는 원료 내 황 함량을 고려하면 하수 슬러지의 투입량이 큰 영향을 미쳤을 것으로 예상되는 가운데 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 다소 낮은 경향을 보였다. 비산 회분 조성 분석 결과 하수 슬러지 연료가 슬래깅/파울링 가능성을 높일 것으로 생각되며, 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 상대적으로 양호한 결과를 보일 것으로 예상되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.22-28
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• 2019

시멘트는 건설업에의 기초소재이지만 시멘트 제조시 고온의 소성이 필요하고, 소성시의 원료 및 연료로부터 발생하는 $CO_2$는 새로운 환경문제로 인식되어 이를 저감하기 위한 노력이 지속되고 있다. 콘크리트 분야에서의 $CO_2$ 저감을 위한 기술은 고로슬래그 및 플라이애시 등의 혼합시멘트 사용을 권장하는 것이 저감 대책의 대부분을 차지하고 있다. 또한 콘크리트 구조물 해체 시 발생하는 건설폐기물도 또 다른 환경문제로 인식되며 재활용률을 높이기 위한 여러 가지 방안들이 시행되고 있다. 본 연구는 구조물 해체 시 발생하는 무기계 재생원료를 리사이클을 통해 시멘트 제조의 원료로서 활용하기 위한 것이다. 폐콘크리트, 폐시멘트블록, 폐점토벽돌 및 폐천장재 미분말의 원료조성 검토를 통해 시멘트의 원료로서 활용하고자 한다. 연구결과 재생원료의 원료조성 및 조합을 통해 저탄소형 수경성 시멘트 결합재 제조가 가능한 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.61-70
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• 2019

Geopolymer는 시멘트와 비교하여 $CO_2$ 배출량의 감소, 내화성, 낮은 열전도성 등 다양한 장점을 보유하고 있는 eco-friendly 건설재료이다. 그러나 표면에 화염을 가할 경우 geopolymer panel 표면의 열적거동에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 내열성 건축자재로서 화염노출시 geopolymer 경화체의 표면특성을 조사하기 위하여 alumina 골재가 사용된 geopolymer 경화체 표면의 화염노출 특성에 대하여 조사하였다. 화염노출시 panel의 외형변형 및 열충격에 의한 크랙은 없었으며, calcite의 잔존량과 aluminosilicate gel의 halo 패턴으로 보아 화염에 의한 탈탄산 및 탈수는 표면에 국한되어 발생했으며, geopolymer 경화체의 내구성은 화염조사 후에도 유지되고 있는 것으로 판단된다. Quartz와 calcite가 감소함에 따라 gehlenite와 calcium silicate가 증가하는 경향을 나타내고 있으며, BFS의 치환량이 많을수록 현저하게 나타난다. 화염노출에 따른 미세구조의 변화는 탈탄산, 결정수의 탈수 등으로 기공의 형성과 발전되는 과정을 거쳐 calcium silicate, gehlenite 등과 같은 새로운 결정상의 형성에 의해 geopolymer panel 표면의 치밀화와 강화기구로 작용하여 내구성이 향상된 것으로 생각된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.13-26
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• 2011

지중송전케이블의 송전용량은 케이블 또는 주변지반의 최대허용온도에 좌우되기 때문에 케이블 주위 되메움재는 운영기간동안 낮은 열 저항성을 유지하여야 한다. 케이블 주위에 발생된 열은 되메움재를 통해 즉시 주위에 발산시켜 제거하여야 하며, 그렇지 않으면 통상온도($50{\sim}60^{\circ}C$)에서도 열폭주에 의한 절연파괴에 이를 수 있다. 본 논문에서는 되메움재의 열 저항을 낮추기 위한 여러 가지 방법에 대해 논하였으며, 다양한 첨가제를 사용하여 시험을 수행함으로써 열 저항 효과를 측정하였다. 연구결과, 영광 동림천 모래의 경우 상대적으로 균등한 입도분포를 나타내는 모래로써 함수비가 증가함에 따라 열저항은 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 특히 건조상태에서의 열저항치는 매우 높은 값($260^{\circ}C-cm/watt$)을 보여주었다. 또한 진산 화강암 석분 및 모래-쇄석(A-2), 석분-쇄석 혼합재(E-1), SGFC(모래-자갈-플라이애시-시멘트 혼합재)의 경우 양호한 입도와 낮은 열저항($100^{\circ}C-cm/watt$ 건조시)을 보여주었으며, 이들 연구결과를 토대로 열저항이 낮고 환경친화적인 4가지 형태의 개선된 되메움재를 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.387-394
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• 2020

본 연구에서는 다량의 산업부산물 및 폐기물을 안전하게 유효 활용할 수 있는 CLSM의 기초적 물성시험을 통해 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB의 적용가능성을 검토하였다. 나아가, 도로 및 노면하부, 포토홀 등의 공동충전재로서의 현장적용 가능성에 대해서도 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, GBFS 및 FNS, FGB를 활용한 CLSM의 경우 GBFS 및 FNS는 각각 30% 이상, FGB는 5% 이내에서 적정 혼합하면 현장적용을 위한 유동성 개선에 유효한 것으로 나타났다. 둘째, GF15B5는 Base 대비 동등 정도의 블리딩율이 GF30B5는 Base 대비 0.17% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, Base 대비 GF15는 0.2%, GF30 및 GF45는 각각 0.26% 및 0.3% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 확인되었다. 셋째, GF15B5 및 GF30B5 모두 7일 강도가 0.4MPa을 초과하여 현장적용을 만족하였고 또한, 초기강도의 증가비율이 Base 대비 각각 323% 및 233% 높게 나타나는 것으로 파악되었다. 또한, GF의 경우도 현장적용을 위한 7일 강도가 0.2MPa 이상을 모두 만족하였고 Base 대비 GF15는 160%, GF30 및 GF45는 각각 237% 및 185% 정도의 높은 강도증가비율이 확인되었다. 넷째, GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 Cr의 농도가 비교적 높게 용출되는 것으로 파악되어 대량의 지하수 및 침투수가 유입되는 환경하에서는 Cr의 용출에 의한 환경적 안전성 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.