• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.657-665
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• 2013

이 연구는 알칼리 활성 슬래그(alkali-activated slag, AAS) 결합재를 이용하여 자기충전성을 갖는 콘크리트 개발을 위한 기초 연구로서 자기충전 콘크리트에 사용될 AAS 결합재 및 고성능 감수제의 유동성능 평가를 통해 선정하고, 선정된 결합재 및 고성능 감수제를 사용하여 자기충전 콘크리트를 배합한 후 굳기 전 콘크리트의 유동특성을 평가하였다. 높은 pH에서 폴리카르본산계 고성능 감수제의 성능이 저하됨에 따라 비교적 강도가 낮은 약알칼리성 활성화제를 사용한 AAS 결합재를 선정하였다. 시험 결과 일본토목학회(JSCE) 기준인 고유동성, 재료분리 저항성, 간극 충전성은 대부분 만족시켰으나, AAS 페이스트의 기본점성이 OPC에 비해 높은 이유로 유럽통합기준의 간극 통과성은 만족시키지 못했다. 하지만, AAS 결합재를 이용하면 증점제의 사용 없이 재료분리가 발생되지 않는 자기충전 콘크리트 제조가 가능함을 확인하였다. 이 연구는 AAS 결합재를 이용한 자기충전 콘크리트 개발의 기초연구로서 앞으로 현장적용이 가능한 AAS 자기충전 콘크리트 개발을 위해 더 높은 강도의 고유동 결합재와 간극 통과성을 높이기 위한 콘크리트 배합비의 연구가 필요하다.

• 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.

• Advances in concrete construction
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• 제10권3호
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• pp.237-245
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• 2020

Past research efforts already established geopolymer as an environment-friendly alternative binder system for ordinary Portland cement (OPC) and recycled aggregate is also one of the promising alternative for natural aggregates. In this study, an effort was made to produce eco-friendly mortar mixes using geopolymer as binder and recycled fine aggregate (RFA) partially and study the resistance ability of these mortar mixes against the aggressive environments. To form the geopolymer binder, 70% fly ash, 30% ground granulated blast furnace slag (GGBS) and alkaline solution comprising of sodium silicate solution and 14M sodium hydroxide solution with a ratio of 1.5 were used. The ratio of alkaline liquid to binder (AL/B) was also considered as 0.4 and 0.6. In order to determine the resistance ability against aggressive environmental conditions, acid attack test, sulphate attack test and rapid chloride permeability test were conducted. Change in mass, change in compressive strength of the specimens after the immersion in acid/sulphate solution for a period of 28, 56, 90 and 120 days has been presented and discussed in this study. Results indicated that the incorporation of RFA leads to the reduction in compressive strength. Even though strength reduction was observed, eco-friendly mortar mixes containing geopolymer as binder and RFA as fine aggregate performed better when it was produced with AL/B ratio of 0.6.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.84-89
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• 2018

최근 자기치유 재료에 대한 연구는 보수하기 힘들거나, 보수비용이 많이 소요되는 구조물에 대해 구조물 스스로 손상을 치유하여 사용수명을 증가시키기 위해 많이 수행되어오고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 자기치유 평가 방법으로는 투수시험이 있다. 하지만, 자기치유 평가 방법에서 자기치유 성능은 콘크리트의 초기 균열 폭에 큰 영향을 받지만 일관된 기준을 가지고 있지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 기존 연구에서 사용한 균열 폭과 투수량을 기반으로 균열 폭-투수량의 상관관계와 시간-투수량의 상관관계를 분석하였다. 또한, 광학현미경을 이용하여 측정한 초기 균열 폭은 신뢰성이 떨어지므로 Poiseuille flow에서 ${\alpha}$값을 도출하여 시간-균열 폭에 대한 상관관계를 분석하여 시간-투수량과 시간-균열 폭에 대한 경향을 분석하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.47-54
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• 2017

시멘트 산업은 대표적인 탄소 배출 산업으로서, 콘크리트에 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 플라이애시를 다량 사용할 경우 시멘트 사용을 줄이고 탄소 배출을 저감할 수 있으나, 이러한 경우 초기강도의 저하가 비교적 크기 때문에 대체량 증대에 한계가 있다. 이러한 현실을 고려할 때 고로슬래그 미분말이나 플라이애시를 다량 활용한 포틀랜드 혼합 시멘트에 적절한 알칼리 활성화를 통해 혼합 시멘트의 성능을 보완하는 방안은 시멘트 산업 분야에서 탄소 배출을 저감할 수 있는 현실적인 방안이 될 수 있다. 이에 따라 본 보고에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합하고 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 2.0% 사용한 결합재를 적용하여 레미콘(Ready-Mixed Concrete) 제조 시설에서 콘크리트를 제조하고 그 기초적인 특성을 평가하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용으로 슬럼프는 다소 감소하고 응결 시간이 단축되는 현상이 있었으나, 블리딩이 감소하고 조기 강도가 개선되었으며, 탄산화 저항성은 큰 차이가 없었다. 향후 이와 관련하여 장기 재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.365-370
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• 2013

이 연구에서는 시멘트 생산공정에서 석회석 원료에 따른 $CO_2$ 배출량 및 그에 따른 물리적 특성을 파악하기 위해 국내 6개사의 보통포틀랜드시멘트에 대한 CaO 함유량 및 모르타르의 압축강도를 측정하였다. 탈탄산반응 시 발생되는 CaO와 각각의 시멘트에 함유된 석회석의 손실량에 대하여 CaO 함유량 및 압축강도, $CO_2$ 배출량과의 관계를 비교분석하였다. 단위 시멘트에 대한 $CO_2$ 배출량 산정 결과 석회석의 탈탄산에 따른 $CO_2$ 배출량이 전체 배출량의 67%가량 차지하였고, 시멘트 제조 시 공정관리에 따라 $CO_2$ 배출량에 차이가 있음을 확인하였다. 또한 $CO_2$ 배출의 주요 인자로 화석연료의 사용 및 재료 손실률이 지대한 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 시멘트 내의 CaO 함유량이 증가함에 따라 압축강도 역시 증가하였으며, CaO 손실량이 클수록 CaO 함유량 및 압축강도는 감소하였으나 $CO_2$ 배출량은 증가함에 따라 시멘트 제조 시 CaO 생성량보다는 재료 및 공정관리가 $CO_2$ 배출에 더 영향력이 있음을 알 수 있었다. 그리고 포졸란계 혼화재인 PFA, GGBS를 사용함으로서 이에 따른 가격, $CO_2$ 배출 및 강도증진 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.281-289
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• 2024

본 연구에서는 CO₂ 고정화 탈황석고(CFDG)를 고로슬래그 미분말에 적용하여 모르타르 및 콘크리트의 기초 물성을 검토하였으며, 현장실증을 통한 적용성 평가를 진행하였다. CFDG는 탈황석고(DG) 대비 결정상이 비교적 둥근 형상을 띄며, 주요 구성성분으로는 CaO 및 SO₃이다. 활성도 지수 및 콘크리트 실험 결과, 플로우는 증가하는 경향이며, 압축강도는 동등 수준을 발현하였고, 기계화 경작로에 적용하기 위한 콘크리트의 목표 물성인 슬럼프 120±25 mm, 압축강도 24 MPa에 대하여 만족하였다. 24년도 2월 당진시 석문면에서 기계화 경작로 현장실증을 진행하였으며, 양생조건에 따른 압축강도, 굳지않은 콘크리트의 물성 및 내구성 검토 결과 기존 타설되어지는 레미콘과 유사 성능을 보이고, KS 규격 및 시멘트 콘크리트 포장공사 규격을 만족하여 고로슬래그 미분말(GGBS)의 자극재로써 DG를 CFDG로 대체가능하며, 사용에 따른 탄소 저감을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.157-165
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• 2016

현재 알칼리 활성 슬래그 콘크리트(AASC)는 약 40~70 MPa의 고강도화가 가능하며, 슬래그의 미세 분말도 및 잠재수경성으로 인해 공극이 치밀한 특성으로 염화물이온의 침투가 어려운 것으로 알려져 있다. 하지만 전기영동법을 사용하여 염화물이온의 유효 확산계수를 구해 염해저항성을 평가하는 경우가 대부분으로 AASC 속의 염화물이온 고정화에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 알칼리 활성화제의 종류 및 첨가량에 따른 경화페이스트내의 염화물이온 고정화능력을 평가하였다. 그 결과로 $Na_2SiO_3$을 사용한 페이스트가 가장 높은 고정화능력을 나타내었으며 활성화제 첨가량이 많을수록 고정화가 높은 것으로 나타났다. 이는 활성화제 종류 및 첨가량에 따라 생성되는 경화조직인 C-S-H 생성 정도와 크게 관련성이 높은 것으로 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권3호
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• pp.110-115
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• 2009

At the onset of corrosion of steel in concrete, hydrogen ions usually evolve in the process of electrochemical reaction, thereby decreasing the pH of the pore solution, which can be buffered by cement hydration products, as being representatively illustrated by calcium hydroxide. Hence, a fall in the pH is dependent on properties of cement hydration (i.e. hydration products and degree of hydration). The present study tested acid neutralization capacity (ANC) of cementitious binders of OPC(Ordinary Portland Cement), 30% PFA(Pulverized Fuel Ash), 60% GGBS(Ground Granulated Blast Furnace Slag), 10% SF(Silica Fume) to quantify the resistance of cement matrix to a pH fall. Cement pastes were cast at 0.4 of a free W/C ratio with 1.5% chlorides by weight of binder in cast. Powder samples obtained crushed and ground specimen after 200 days of curing were diluted in still water combined with different levels of 1M nitric acid solution, ranging from 0.5 to 20 mol/kg. Then, the pH of diluted solution was monitored until any further change in the pH did not take place. It was seen that the pH of the diluted solution gradually decreased as the molar amount of nitric acid increased. At some particular values of the pH, however, a decrease in the pH was marginal, which can be expressed in the peak resistances to a pH fall in the ANC curve. The peaks occurred at the variations in the pH, depending on binder type, but commonly at about 12.5 in the pH, indicate a resistance of precipitated calcium hydroxide. The measurement of water soluble chloride at the end of test showed that the amount of free chloride was significantly increased at the pH corresponding to the peaks in the ANC curve, which may reflect the adsorption of hydration products to chlorides.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.137-145
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• 2012

이 연구는 수산화나트륨과 탄산나트륨이 혼합된 알칼리 활성화제에 의한 고로슬래그 모르타르의 강도발현 특성을 파악하기 위한 연구이다. 주요 변수는 활성화제의 첨가량, 물-바인더비(W/B) 그리고 골재-바인더비(S/A)이다. 활성화제의 첨가량에 따른 강도 특성을 수산화나트륨 3%, 4% 및 탄산나트륨 4%~8%까지 조절하여 측정하였다. 물-바인더비는 0.45~0.60까지 그리고 골재-바이더비는 2.05~2.85의 범위 내에서 변화하며 측정하였다. 원재료의 주요 성분 및 수산화나트륨, 탄산나트륨에 포함된 산화나트륨($Na_2O$) 양에 따라 조합된 알칼리 품질계수($Q_A$)를 산정하고, 이를 적용하여 알칼리 활성 모르타르의 28일 압축강도 예측식을 제안하였다. 각 변수에 따른 시험값과 제안된 예측식을 통한 결과값은 오차범위 5% 이내의 범위에서 만족하는 것으로 나타났다.