• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.63-70
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• 2014

이 연구에서는 multi-walled CNT 보강 시멘트 복합체의 효과적인 압축강도 향상을 위하여 섬유 분산을 위한 초음파처리 정도, 계면활성제의 사용량, 실리카퓸 치환율 등을 실험변수로 하여, 그 영향을 실험적으로 살펴보았다. 초음파 처리 시간에 따른 CNT 분산성 변화는 광학현미경을 통해 확인하였으며, CNT 시멘트 복합체의 압축강도가 초음파 처리 정도에 따라 향상됨을 확인할 수 있었다. 계면활성제로 사용된 고성능감수제 사용량의 영향은 SP/CNT비가 4~6일 때 강도향상 효과가 가장 좋은 것으로 나타났다. 한편, 실리카퓸 치환율에 따른 압축강도의 변화에서는 실리카퓸을 10 % 치환했을 때 강도에 대한 CNT 보강효과가 가장 큰 것으로 나타났다. CNT 보강 시멘트 복합체의 미세구조 분석도 함께 실시하였는데, XRD와 SEM 분석 결과에서는 CNT 혼입으로 인한 수화생성물 및 미세구조의 변화는 거의 없는 것으로 나타났으며, MIP 분석을 통해서는 공극률 감소와 함께, $10{\mu}m$ 및 100 nm 크기 전후의 공극분포가 줄어드는 대신 수 십 나노미터 크기의 작은 공극들의 분포가 증가함을 확인하였다. 이를 통해 CNT의 혼입에 따른 압축강도 증가는 화학적 영향보다는 물리적 영향이 큰 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4960-4968
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• 2015

본 논문에서는 숏크리트 구조물의 염해 내구성을 개선하고자 광물성 혼화재의 종류 및 혼입량에 따라 유럽의 시험규준인 NT BUILD 492에 준하여 염해 저항성을 평가하였다. 또한 정적강도 및 염소이온 침투저항성 등의 역학적 특성을 함께 평가하였다. 부순 골재를 사용하여 굵은 골재 최대치수 10mm의 숏크리트용 혼합쇄석 골재를 제작하였다. 재령 28일 압축강도를 기준으로 실리카퓸 15% 혼입 변수가 67.55MPa로 가장 높은 강도를 나타냈으며, 플라이애시와 고로슬래그는 혼입률이 증가할수록 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 염소이온 침투저항성 시험에서는 기본 배합에서 "높음" 등급으로 나타났으며, 혼화재료의 경우 플라이애시를 제외하고 모든 변수에서 침투저항성이 매우 증가하는 경향을 보였다. 촉진 염화물 확산 침투시험으로 KCL, ACI, FIB 기준에 대한 내구수명을 평가하였다. 시험결과 실리카퓸 15%를 혼입한 변수에서 가장 낮은 확산계수를 얻었다, KCI 기준으로 약 65년의 내구수명을 갖는 것으로 나타났으며, FIB 기준으로 131년의 내구수명을 갖는 것으로 나타났다. KCI, ACI, FIB 기준 중 모든 변수에서 KCI 기준의 내구수명이 가장 낮은 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.527-535
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• 2001

SF, ZS 및 SS의 혼합비율을 변화시켜 제조한 구체방수재를 대상으로, 방수재의 종류 및 첨가량에 따른 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 수밀특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 구체방수재의 첨가량이 증가할수록 유동성은 증가하였으며, 응결시간은 지연되었다. 경화상태 압축강도는 기존 제품인 A의 경우, 방수재 첨가량 183kg/㎥까지는 증가하나, 그 이후 24kg/㎥에서는 감소하는 것으로 나타났으며, 시제작품인 B, C, D의 경우는 기존 구체방수재인 A에 비해 높은 강도특성이 있는 것으로 나타났다. 또한, 흡수량은 구체방수재 혼입량이 증가하고, 재령이 경과할수록 적어지는 것으로 나타났는데 특히, ZS의 첨가량이 많은 방수재 일수록 크게 낮아지는 것으로 나타났다. 투수량은 흡수량과 유사한 경향으로, 방수재 첨가량이 증가하고, 재령이 경과할수록 감소하는 등의 특성을 나타내고 있었다. 이상을 종합하여 볼 때 시제작품으로 가정한 SF : ZS : SS의 혼합비가 1 : 2 : 1이고, 혼입량이 63kg/㎥인 조건이면 기존 구체방수재보다 우수한 품질의 수밀콘크리트를 제조할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권4호
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• pp.266-284
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• 2007

최근 국내 터널 분야에서는 현장타설 콘크리트 라이닝을 생략한, 이른바 무라이닝 터널을 적용하려는 시도가 수차례 있었으나 숏크리트가 영구 지보재로서의 성능을 확보하고 있는지에 대한 의구심으로 인해 시공으로는 이어지지 못하고 있다. 숏크리트는 시공 상 문제뿐만 아니라 강도기준이 유럽에 비해 현저히 낮고 내구성에서도 많은 문제를 내포하고 있는 것으로 파악되고 있다. 본 연구에서는 효율적인 배합개선을 통하여 압축강도 40 MPa, 휨강도 4.5 MPa 이상의 고강도 숏크리트를 개발하였으며 급결제 종류와 실리카퓸 첨가량을 주 변수로 하여 최대 2년까지의 성능변화 추이를 분석하였다. 또한 단기 내구성 평가를 위해서는 동결융해, 중성화, 염해에 따른 실험실 촉진 실험과 투수시험을 실시하였으며 장기 내구성 검증을 위해서는 실제 운영 중인 고속도로 터널 내에 시편을 적치하여 복합 환경에 대한 영향을 조사하였다. 분석결과 알칼리프리계만이 유일하게 고강도 목표기준을 만족하였으며, 또한 개발된 고성능 숏크리트가 내구성에 있어서도 매우 우수한 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.35-41
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• 2005

최근 콘크리트의 취성파괴 등의 문제점을 해결하기 위해 다양한 섬유보강 시멘트 복합체가 사용되고 있다. 특히, 미국, 유럽, 일본 등에서 압축강도 100MPa 이상을 지닌 초고강도 섬유보강 시멘트 복합체가 개발되어 주목을 받고 있으나, 국내에서는 이 분야에 대한 연구가 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 목표 압축강도 180MPa에 도달할 수 있는 초고강도 강섬유 보강시멘트 복합체 개발을 목적으로 매트릭스의 구성요소가 압축강도에 미치는 영향을 검토하였다. 실험변수는 물-결합재비의 변화, 실리카퓸의 혼입률, 골재의 입경조절 및 투입비, 충전재의 사용유무, 종류 및 투입비, 강섬유의 사용유무로 하였다. 실험결과, 물-결합재비 0.20에서 실리카퓸, 0.5mm 이하의 석영질 모래, 충전재 및 강섬유를 적절히 사용함으로써 압축강도 180MPa를 확보할 수 있는 초고강도 강섬유 보강 시멘트 복합체를 제조할 수 있음을 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.785-793
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• 2003

본 연구에서는 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 실리카 퓸 등 광물질 혼화재를 사용하는 고성능 콘크리트에서 자기 및 건조수축을 저감하기 위한 방안으로 팽창재, 수축저감제 및 팽창재와 수축저감제를 병용 사용하는 것에 대하여 분석하였다. 실험결과, 팽창재 및 수축저감제 혼입은 적정 혼입률 범위내에서 유동성 및 공기량에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었으며 재령 91, 180일의 강도발현도 양호한 것으로 나타났다. 또한, 팽창재 5%, 10%에서는 플레인 콘크리트와 비교하여 자기수축을 32∼68%, 건조수축은 25∼49% 감소하는 것으로 나타났고, 수축저감제 혼입률 0.5%, 1.0%에서는 플레인 콘크리트와 비교하여 자기수축은 18∼34% 및 건조수축은 16∼26% 저감하는 것으로 나타났다. 특히, 팽창재와 수축저감제를 병용한 경우의 EA-SR배합에서는 수축저감의 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 실리카 퓸 등 광물질 혼화재를 사용한 고성능 콘크리트의 수축을 저감시키기 위해서는 팽창재와 수축저감제를 병용 사용하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.499-506
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• 2007

콘크리트 구조물의 고성능화가 요구됨에 따라 고성능콘크리트에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 고강도콘크리트에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 고강도콘크리트를 제조하기 위해서는 혼화재료의 첨가가 필수적이라 할 수 있으며, 지금까지는 실리카퓸을 주로 사용하여 왔으나, 최근에는 실리카퓸과 대등한 성능을 가지면서 실리카퓸보다 저가인 메타카올린을 사용한 고강도콘크리트에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 메타카올린을 사용한 고강도콘크리트를 대상으로의 수은압입법에 의한 모세관공극 특성과 전위차에 의한 염소이온 확산계수를 측정한 결과에 대하여 고찰하였다. 그 결과, 메타카올린의 대체율이 증가할수록 공극 구조가 개선되었으며, 압축강도가 증가하고 염소이온 확산계수는 감소하는 것으로 나타났다. 콘크리트의 모세관 구조와 압축강도 및 염소이온 확산 계수와의 회귀분석 결과 크기가 52,000 범위의 공극량이 가장 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며 각각의 결정계수가 약 0.76 및 0.68 정도로 높은 상관 관계를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.66-74
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• 2016

본 연구는 고로슬래그 미분말 (GGBFS),플라이애시 (FA) 그리고 실리카 퓸( SF)을 각각 세 종류와 네 종류로 시멘트와 혼합한 다성분계 시멘트의 특성 연구에 관한 것이다. 물-결합재 비는 0.45 이다. 본 연구에서는 혼화재료를 시멘트의 50%와 60% 비율의 두 가지로 치환하였으며, 각 배합에 대해서 GGBFS는 20~40%, FA는 5~35% 그리고 SF는 0~10%를 배합하여 기초특성에 관한 실험을 수행하였다. GGBFS/FA 비와 SF 치환율에 따른 다성분계 시멘트에 대해 압축강도, 물 흡수율, 초음파 속도 (UPV), 건조수축 그리고 XRD 분석을 수행하였다. 실험결과 SF를 치환함에 따라 흡수율은 감소하고 압축강도, UPV와 건조수축은 증가하였다. 이러한 압축강도, 흡수율 그리고 UPV 등의 결과는 SF의 혼합률이 증가함에 따라 용출된 수산화칼슘을 소비하여 CSH의 형성에 기여하기 때문이다. 각 SF 혼합률에서 GGBFS/FA 비가 증가함에 따라 강도, 흡수율 그리고 UPV도 증가하였다. GGBFS/FA 비와 강도, 흡수율, UPV는 선형적인 관계를 나타내었다. 본 연구를 통해 GGBFS/FA비와 SF 치환율은 다성분계 시멘트의 기초 특성에 중요한 요소임을 발견할 수 있었다.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.72-79
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• 2011

본 연구는 실리카퓸 사용 여부로 서로 다른 광물질 혼화재를 사용하는 초고강도 모르타르 및 콘크리트에 CASB 화합 고성능감수제를 적용함으로서 CASB의 효과를 분석하고자 실시한 것으로, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 모르타르 및 콘크리트의 특성으로 모르타르의 미니 슬럼프 플로 및 콘크리트의 슬럼프 플로는 2성분계 배합의 경우에는 B2-CASB가 B2-PC 보다 CASB 혼입에 의한 점성증가에 기인하여 작게 나타났지만, 3성분계인 배합의 경우에는 B3-CASB가 B3-PC 보다 CASB의 입도분포 개선 효과로 구속수가 감소한 것에 기인하여 크게 나타났다. 공기량은 콘크리트 보다 특히, 모르타르의 경우 2성분계 보다 3성분계 결합재에서 PC보다 CASB에서 결합재간 공극 충전 효과에 기인하여 감소하는 경향이었다. 단, 단위용적질량은 공기량과 반비례의 경향으로 나타났다. 경화 모르타르 및 콘크리트의 특성으로 압축강도는 2성분계 보다 3성분계 결합재에서, PC보다 CASB에서 높게 나타났는데, 이는 광물질 혼화재인 SF의 포졸란 반응에 의해 생성된 규산칼슘수화물로 조직이 치밀해진 것과 CASB의 모세관 공극 충전 효과에 기인한 결과로 분석된다. 이상을 종합하면 나노물질인 CASB를 고성능감수제와 화합하여 사용할 경우 실리카퓸 사용 3성분계 초고강도 모르타르 및 콘크리트의 유동성 및 강도 측면에서 품질향상이 가능할 것으로 사료된다.