• 한국건축시공학회지
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• 제10권5호
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• pp.37-44
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• 2010

본 연구에서는 고로슬래그에 기반한 알카리활성 결합재를 이용한 벽돌, 호안용 블록 및 인터록킹 블록을 실험하여 친환경 무시멘트 콘크리트 2차 제품의 적용성을 평가하였다. 알카리활성화제의 종류와 양은 한국산업규격와 시방서의 콘크리트 2차 제품에 대한 요구성능에 따라 결정되었다. 실험결과 고로슬래그에 기반한 알카리활성 콘크리트 2차 제품은 한국산업규격과 시방서의 요구성능을 만족하였다. 특히, 고로슬래그에 기반한 알카리활성 결합재를 사용한 호안용 블록의 pH는 중성에 가까운 수준으로 어류의 식생에도 유리한 환경을 조성하였다. 고로슬래그 기반 알카리활성 결합재는 $CO_2$를 감소하는 친환경 콘크리트 2차 제품에 효과적으로 적용될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.5-10
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• 2023

지하수 제어가 필요한 분야에서 다방면으로 활용되는 Slag-CB는 CB의 일종으로 CB에 혼합되는 시멘트의 일부를 GGBS 로 치환하여 사용하는 차수벽의 일종이다. 일반적으로 Slag-CB는 GGBS의 치환율이 증가함에 따라 압축강도, 차수성, 내구성 및 내화학성 등이 장기적으로 향상되는 장점이 있으나, 벽체의 유연성 및 변형에 대한 저항성이 저하되며 파괴 시 취성을 보이는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 일부 품질기준에서는 Slag-CB를 저강도로 설계하도록 권장하고 있어 GGBS 치환율이 높은 고강도의 Slag-CB의 현장 적용에 다소 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 Slag-CB의 유연성 및 변형에 대한 저항성을 개선하여 취성파괴를 방지함으로 Slag-CB의 현장 활용성 및 적용성을 향상시키기 위해 나일론 섬유를 혼합한 Slag-CB 차수벽을 대상으로 압축거동 특성을 평가하고, 이를 비교·분석함으로 Slag-CB의 유연성 및 변형에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.837-840
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• 2008

본 논문에서는 압축강도가 $40{\sim}100MPa$인 3성분계 고강도콘크리트를 대상으로 혼화재의 대체율이 3성분계 고강도콘크리트의 유동성과 강도발현에 미치는 영향을 평가하기 위한 연구를 수행하고, 강도별 적정 혼화재 대체율을 제안하였다. 실험에 사용된 3성분계 고강도콘크리트의 배합 시 시멘트 대체재로써 고로슬래그가 0, 12, 25% 사용되었으며, 플라이 애시 대체율은 15%로 동일하게 계획하였다. 실험결과, 시멘트 대체재로써 고로슬래그를 플라이애시와 혼용하여 사용하는 경우 40MPa 시리즈에서 고로슬래그 대체율이 25%일때 슬럼프가 가장 우수하며, 압축강도 60, 80 MPa의 시리즈에서는 고로슬래그 대체율이 12%일때 슬럼프 플로우가 가장 우수한 것으로 나타났다. 반면 압축강도 100MPa의 경우 플라이 애시 15%만으로도 유동성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 그리고 압축강도 40MPa의 경우 고로슬래그 대체율이 25%로 증가할 때까지 강도발현에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 100MPa이상의 고강도콘크리트에서는 25% 이상의 고로슬래그 혼입률은 적합지 않은 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.56-63
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• 2020

The usage of OPC-free alkali activated ground granulated blast furnace slag(GGBS) mortar has been widely studied on the previous years, due to its advantages on sustainability, durability and workability. This paper brings a new view, aiming to classify the best application in situ for each mortar, according to the type and activator content. By this practical implication, more efficiency is achieved on the construction site and consequently less waste of materials. In order to compare the different activators, the following experiments were performed: analysis of compressive strength at 28 days, setting time measured by needles penetration resistance, analysis of total pore volume performed by MIP and permeability assessment by RCPT test. In general, activated GGBS had acceptable performance in all cases compared to OPC, and remarkable improved durability. Following the experimental results, it was confirmed that each activator and different concentrations impose distinct outcome performance to the mortar which allows the classification. It was observed that the activator Ca(OH)2 is the most versatile among the others, even though it has limited compressive strength, being suitable for laying mortar, coating/plaster, adhesive and grouting mortar. Samples activated with NaOH, in turn, presented in general the most similar results compared to OPC.

• Advances in concrete construction
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• 제5권4호
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• pp.313-330
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• 2017

Geopolymer is a sustainable concrete, replaces traditional cement concrete using alternative sustainable construction materials as binders and alkaline solution as alkaline activator. This paper presents the strength characteristics of geopolymer concrete (GPC) developed with fly ash and GGBS as binders, combined Sodium silicate ($Na_2SiO_3$) and Sodium Hydroxide (NaOH) solution as alkaline activators. The parameters considered in this research work are proportions of fly ash and GGBS (70-30 and 50-50), curing conditions (Outdoor curing and oven curing at $600^{\circ}C$ for 24 hours), two grades of concrete (GPC20 and GPC50). The mechanical properties such as compressive strength, split tensile strength and flexural strength along with durability characteristics were determined. For studying the durability characteristics of geopolymer concrete 5% $H_2SO_4$ solutions was used and the specimens were immersed up to an exposure period of 56 days. The main parameters considered in this study were Acid Mass Loss Factor (AMLF), Acid Strength Loss Factor (ASLF) and products of degradation. The results conclude that GPC with sufficient strength can be developed even under Outdoor curing using fly ash and GGBS combination i.e., without the need for any heat curing.

• Advances in concrete construction
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• 제3권1호
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• pp.1-14
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• 2015

China accounts for nearly half of the global steel production. As a waste material or a by-product in the manufacture process, a large amount of blast furnace slag is generated every year. The majority of recycled blast furnace slag is used as an additive in low-grade blended cement in China (equivalent to the UK CEM II or CEM III depending on the slag content). The cost of using ground granulated blast furnace slag (GGBS) in such low-grade applications may not be entirely reimbursed based on market research. This paper reports an on-going project at Xi'an Jiaotong-Liverpool University (XJTLU) which investigates the feasibility of using GGBS in long-span concrete structures by avoiding/reducing the use of crack control reinforcement. Based on a case study investigation, with up to 50% of CEM I cement replaced with GGBS, a beneficiary effect of reduced thermal contraction is achieved in long-span concrete slabs with no significant detrimental effect on early-age strengths. It is believed that this finding may be transferable from China to other Asian countries with similar climates and economic/environmental concerns.

• Computers and Concrete
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• 제23권6호
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• pp.421-431
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• 2019

The alarming rate of depletion of natural stone based coarse aggregates is a cause of great concern. The coarse aggregates occupy nearly 60-70% by volume of concrete being produced. Research efforts are on to look for alternatives to stone based coarse aggregates from sustainability point of view. Response surface methodology (RSM) is adopted to study and address the effect of ferrochrome slag (FCS) replacement to coarse aggregate replacement in the ordinary Portland cement (OPC) based concretes. RSM involves three different factors (ground granulated blast furnace slag (GGBS) as binder, flyash (FA) as binder, and FCS as coarse aggregate), with three different levels (GGBS (0, 15, and 30%), FA (0, 15, and 30%) and FCS (0, 50, and 100%)). Experiments were carried out to measure the responses like, workability, density, and compressive strength of FCS based concretes. In order to optimize FCS replacement in the OPC based concretes, three different traditional optimization techniques were used (grey relational analysis (GRA), technique for order of preference by similarity (TOPSIS), and desirability function approach (DFA)). Traditional optimization techniques were accompanied with principal component analysis (PCA) to calculate the weightage of responses measured to arrive at the final ranking of replacement levels of GGBS, FA, and FCS in OPC based concretes. Hybrid combination of PCA-TOPSIS technique is found to be significant when compared to other techniques used. 30% GGBS and 50% FCS replacement in OPC based concrete was arrived at, to be optimal.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권5호
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• pp.171-176
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• 2009

The chloride threshold level (CTL) in mixed concrete containing, ordinary Portland cement (OPC), pulverized fuel ash (PFA) ground granulated blast furnace slag (GGBS), and silica fume (SF) is important for study on corrosion of reinforced concrete structures. The CTL is defined as a critical content of chloride at the steel depth of the steel which causes the breakdown of the passive film. The criterion of the CTL represented by total chloride content has been used due to convenience and practicality. In order to demonstrate a relationship between the CTL by total chloride content and the CTL by free chloride content, corrosion test and chloride binding capacity test were carried out. In corrosion test, Mortar specimens were cast using OPC, PFA, GGBS and SF, chlorides were admixed ranging 0.0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder. All specimens were cured 28 days, and then the corrosion rate was measured by the Tafel's extrapolation method. In chloride binding capacity, paste specimens were casting using OPC, PFA, GGBS and SF, chlorides were admixed ranging 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binders. At 28days, solution mixed with the powder of ground specimens was used to measure binding capacity. All specimens of both experiments were wrapped in polythene film to avoid leaching out of chloride and hydroxyl ions. As a result, the CTL by total chloride content ranged from 0.36-1.44% by weight of binders and the CTL by free chloride content ranged from 0.14-0.96%. Accordingly, the difference was ranging, from 0.22 to 0.48% by weight of binder. The order of difference for binder is OPC > 10% SF > 30% PFA > 60% GGBS.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권3호
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• pp.315-322
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• 2012

본 연구에서는 고로슬래그의 치환율이 80% 이상에 이르는 슬래그 대량 치환 콘크리트(High Volume Slag Concrete, HVSC)의 개발을 목표로 압축강도, 염해 및 동결융해 저항성에 미치는 고로슬래그의 영향 및 알칼리 자극제의 효과에 대해 평가하였다. 그 결과 고로슬래그 미분말의 치환율 증가에 따른 압축강도 발현특성은 초기 및 장기의 모든 재령에서 감소하였으며 염해 및 동결융해 저항성은 매우 우수한 것으로 나타났다. 한편 알칼리 자극제의 첨가에 따른 초기강도 발현특성은 현저히 개선되었으며 염해 및 동결융해 저항성 향상에 기여하는 효과가 큰 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.165-172
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• 2021

이 연구는 건설재료로 활용 가능성이 높은 다양한 무기계 재료의 탄소포집에 대한 성능 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 광물탄산화가 가능한 보통포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBS), 순환유동층 보일러 애시(CFBC)의 탄산화 반응에 대한 특성 변화를 분석하였다. 촉진 탄산화 실험을 통해 모든 재료에 대한 탄산화 양생을 수행하였으며, 탄산화 재령에 따라 열중량 분석에 의해 탄소포집량을 정량분석하였다. 모든 재료에서 탄소포집 효과가 확인되었고, 실험결과 탄소포집량은 CFBC, OPC, GGBS 순으로 나타났다. CFBC, OPC, GGBS의 28일 탄소포집량은 각각 9.4 wt.%, 3.9 wt.%, wt.1.3 %이다. 탄소포집은 탄산화 초기에 빠르게 발생하였으며, 재령이 증가함에 따라 느리게 발생하였다. SEM 이미지 분석을 통해, 모든 실험체에서 탄산화 양생에 의해 발생된 추가적인 생성물은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 나타났다.