• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권1호
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• pp.69-81
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• 2014

In this study, portland cement (PC) has been partially replaced with a Class F fly ash (FA) at level of 70 % to produce high-volume FA (HVFA) concrete (F70). F70 was modified by replacing FA at levels of 10 and 20 % with silica fume (SF) and ground granulated blast-furnace slag (GGBS) and their equally combinations. All HVFA concrete types were compared to PC concrete. After curing for 7, 28, 90 and 180 days the specimens were tested in compression and abrasion. The various decomposition phases formed were identified using X-ray diffraction. The morphology of the formed hydrates was studied using scanning electron microscopy. The results indicated higher abrasion resistance of HVFA concrete blended with either SF or equally combinations of SF and GGBS, whilst lower abrasion resistance was noted in HVFA blended with GGBS.

• Advances in concrete construction
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• 제4권4호
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• pp.283-303
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• 2016

Several types of industrial byproducts are generated. With increased environmental awareness and its potential hazardous effects, the utilization of industrial byproducts in concrete has become an attractive alternative to their disposal. One such by-product is ground granulated blast furnace slag (GGBS), which is a byproduct of the smelting process carried out in the iron and steel industry. The GGBS is very effective in the design and development of high-strength and high-performance concrete. This paper reviews the effect of GGBS on the workability, porosity, compressive strength, splitting tensile strength, and flexural strength of concrete.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.777-783
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• 2004

본 연구에서는 고로슬래그미분말과 플라이애쉬의 치환율 변화에 따른 굳지 않은 수중불분리성 콘크리트와 경화한 수중불분리성 콘크리트의 특성에 관하여 연구하고자 하였다. 실험변수는 W/C비는 50%로, S/a는 40%로 고정하고, 고로슬래그는 0, 10, n, 30, 40, 50, 60%로 치환하였으며, 플라이애쉬는 0, 10, 15, 20, 25, 30, 35%로 치환하여 고로슬래그미분말과 플라이애쉬의 치환율 변화에 따른 수중불분리성 콘크리트의 특성에 관하여 연구하였다. 굳지 않은 수중불분리성 콘크리트의 pH 현탁물질량 그리고 슬럼프플로우를 측정하였으며, 경화한 수중불분리성 콘크리트의 재령 7일, 28일, 56일의 압축강도를 측정하였다. 굳지 않은 수중불분리성 콘크리트의 pH 현탁물질량, 그리고 슬럼프플로우를 측정한 결과, 모두 대한토목학회에서 제시한 기준값과 배합설계기준값을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 재령에 따른 경화한 수중불분리성 콘크리트의 압축강도는 전체적으로 해수에서 제작?양생한 것이 해수에 포함된 염류 중에 황산마그네슘($MgSO_4$)이 콘크리트의 수화시 발생되는 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)과 반응하여 생성된 에트링자이트(ettringite)로 인하여 콘크리트의 부피를 팽창시켜 열화를 일으켜 담수에서 제작 양생한 콘크리트의 압축강도보다 낮게 발현되는 것으로 나타났다. 종합적으로 검토해 본 결과, 수중공사의 특성상 수질오염, 다짐의 어려움이 큰 시공상의 특성 및 압축강도특성 등을 고려할때 고로슬래그미분말 및 플라이애쉬의 최적 치환율은 30%인 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권1호
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• pp.59-65
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• 2016

이 연구에서는 중성(pH 6~7) 수준의 식생용 콘크리트 결합재를 개발하기 위해 알파형 반수석고 기반의 결합재들의 pH 값과 압축강도 발현을 평가하였다. 식생용 콘크리트를 위한 결합재의 경제성 및 강도발현을 고려하여, 알파형 반수석고는 GGBS, FA 및 보통포틀랜드 시멘트를 사용하여 25% 및 50% 치환하였다. 알파형 반수석고를 100% 사용한 모르타르의 압축강도는 시멘트 100% 모르타르에 비해 약 57% 수준으로 있었다. GGBS 및 FA 치환율 증가와 함께 알파형 반수석고 기반 결합재의 압축강도는 감소하였지만 pH 값은 재령에 관계없이 6.5~7.5 수준으로 일정하게 있었다. GGBS 및 FA가 치환된 알파형 반수석고 결합재의 주요 수화생성물은 석고($CaSO_4$)이었으며, 수산화칼슘 [$Ca(OH)_2$]은 나타나지 않았다. 반면 시멘트가 치환된 알파형 반수석고의 pH 값은 $Ca(OH)_2$의 생성으로 인해 약 11.5 이상이었는데, 생성된 $Ca(OH)_2$ 양은 단위 시멘트 양의 약 10% 수준이었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권2호
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• pp.74-80
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• 2009

The high alkaline property in the concrete pore solution protects the embedded steel in concrete from corrosion due to aggressive ions attack. However, a continuous supply of those ions, in particular, chlorides altogether with a pH fall in electrochemical reaction on the steel surface eventually depassivate the steel to corrode. To mitigate chloride-induced corrosion in concrete structures, finely grained mineral admixtures, for example, pulverized fuel ash (PFA), ground granulated blast furnace slag (GGBS) and silica fume (SF) have been often advised to replace ordinary Portland cement (OPC) partially as binder. A consistent assessment of those partial replacements has been rarely performed with respect to the resistance of each binder to corrosion, although the studies for each binder were extensively looked into in a way of measuring the corrosion rate, influence of microstructure or chemistry of chlorides ions with cement hydrations. The paper studies the behavior of steel corrosion, chloride transport, pore structure and buffering capacity of those cementitious binders. The corrosion rate of steel in mortars of OPC, 30% PFA, 60% GGBS and 10% SF respectively, with chloride in cast ranging from 0.0 to 3.0% by weight of binder was measured at 7, 28 and 150 days to determine the chloride threshold level and the rate of corrosion propagation, using the anodic polarization technique. Mercury intrusion porosimetry was also applied to cement pastes of each binder at 7 and 28 days to ensure the development of pore structure. Finally, the release rate of bound chlorides (i.e. buffering capacity) was measured at 150 days. The chloride threshold level was determined assuming that the corrosion rate is beyond 1-2 mA/$m^3$ at corrosion and the order of the level was OPC > 10% SF > 60% GGBS > 30% PFA. Mercury intrusion porosimetry showed that 10% SF paste produced the most dense pore structure, followed by 60% GGBS, 30% PFA and OPC pastes, respectively. It was found that OPC itself is beneficial in resisting to corrosion initiation, but use of pozzolanic materials as binders shows more resistance to chloride transport into concrete, thus delay the onset of corrosion.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권4호
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• pp.393-400
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• 2012

본 연구에서는 고로슬래그의 치환율이 80% 이상에 이르는 슬래그 대량 치환 콘크리트(High Volume Slag Concrete, HVSC)의 개발을 목표로 응결특성, 압축강도, 건조수축 및 중성화 저항성에 미치는 고로슬래그 치환율의 영향 및 알칼리 자극제의 효과에 대해 평가하였다. 고로슬래그 미분말의 치환율 증가에 따른 시험결과는 다음과 같다. 응결시간은 초결 및 종결 도달시간이 약 2~2.5 시간 지연되는 것으로 나타났으며 압축강도 발현특성은 초기 및 장기의 모든 재령에서 감소하였다. 건조수축은 치환율에 따른 뚜렷한 경향을 나타내지 않았으며 모든 배합에서 $6{\times}10^{-4}$ 이하의 값을 보여 매우 양호한 것으로 나타났다. 중성화는 현저히 증가하는 경향을 나타냈다. 한편 알칼리 자극제의 첨가에 따른 응결시간 및 초기강도 발현특성은 현저히 개선되었으며 건조수축에 기여하는 효과가 큰 것으로 나타났다. 반면 중성화 저항성에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권1호
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• pp.115-121
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• 1997

본 연구는 NaCl 수용액 중에서 고로 슬래그미분말의 알칼리실리카반응에 대한 팽창억제 특성 및 그의 메카니즘에 관한 것이다. 실험에 사용된 NaCl 수용액의 농도는 0%(수도수), 2.8% 및 20%였으며, 골재는 안산암을 사용하였다. 슬래그는 비표면적이 $4,100cm^2/g.\;5,960cm^2/g$ 및 $7,950cm^2/g$인 3종류를 사용하였고 치환율은 시멘트중량에 대하여 40%, 60%, 70% 및 80%로 하였다. NaCl 수용액에 있어서 슬래그를 첨가한 공시체는 치환율이 많을수록 수축률은 높게 되었고 그의 값은 비표면적이 클수록 높게 나타났다. 슬래그에 의한 알카리실리카반응의 유해한 팽창의 억제는 슬래그의 첨가에 의한 경화 콘크리트의 화학적 수축에 의해서도 달성됨이 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.52-58
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• 2017

고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 내구성, 시공성 향상 및 경제성 등의 강점을 가지고 있으나, $20^{\circ}C$이하 저온환경이나, 동절기 등에서는 같은 물결합재비에서 OPC대비해서 초기강도 발현성능이 떨어지는 단점을 가지고 있으며, 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 온도(저온환경)에 특히 민감하게 반응한다. 따라서 본 연구에서는 동절기 저온환경하에서 고로슬래그의 초기강도 발현성능을 확보하기 위해 알칼리 활성 자극제를 사용하여 초기강도 확보가 가능한 것을 알 수 있었으며, 저온환경하에서 OPC(Plain)를 사용한 배합과 동등한 강도 발현성능을 확보하기 위해서 알칼리 활성 자극제 뿐만 아니라 슬래그의 특성인 단위수량 저감효과를 활용한 단위수량 저감을 통하여 같이 결합재를 사용하면서 초기강도 확보할 수 있는 동절기 슬래그 활용 콘크리트 배합을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.67-74
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• 2015

본 연구에서는 슬래그를 다량 치환한 콘크리트의 동결융해 저항성능에 미치는 미세공극의 영향을 검토하였다. 콘크리트는 용선예비처리 슬래그가 포함된 고로슬래그 미분말을 0, 40, 70 % 치환하여 제조하였으며 압축강도 특성 및 동결융해 저항성능과 미세공극을 검토하였다. 또한 설계기준강도와 목표공기량을 설정하고, 동결융해 작용에 따른 열화를 확인하기 위하여 재령 14일의 낮은 압축강도로 인한 내력저하를 유도하였다. 실험결과, 설계기준강도를 유사하게 설정하고 목표공기량을 확보하였음에도 불구하고 콘크리트의 미세공극 분포가 상이한 결과를 나타내었다. GGBS70 시험체는 동결융해를 받지 않은 초기 0사이클에서 10~100 nm 크기의 공극량이 가장 적어 공극 내 동결할 수 있는 물의 양이 적을 것으로 판단된다. 이러한 이유로 다른 시험체에 비해 동결팽창압력이 상대적으로 작기 때문에 동결융해 저항성능이 우수한 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권1호
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• pp.71-81
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• 2022

Aluminosilicate materials as precursors are heterogenous in nature, consisting of inert and partially reactive portion, and have varying proportions depending upon source materials. It is essential to assess the reactivity of precursor prior to synthesize geopolymers. Moreover, reactivity may act as decisive factor for setting molar concentration of NaOH, curing temperature and setting proportion of different precursors. In this experimental work, the reactivities of two precursors, low calcium (fly ash (FA)) and high calcium (ground granulated blast furnace slag (GGBS)), were assessed through the dissolution of aluminosilicate at (i) three molar concentrations (8, 12, and 16 M) of NaOH solution, (ii) 6 to 24 h dissolution time, and (iii) 20-100℃. Based on paratermeters influencing the reactivity, different proportions of ternary binders (two precursors and ordinary cement) were activated by the combined NaOH and Na2SiO3 solutions with two alkaline activators to precursor ratios, to synthesize the geopolymer. Reactivity results revealed that GGBS was 20-30% more reactive than FA at 20℃, at all three molar concentrations, but its reactivity decreased by 32-46% with increasing temperature due to the high calcium content. Setting time of geopolymer paste was reduced by adding GGBS due to its fast reactivity. Both GGBS and cement promoted the formation of all types of gels (i.e., C-S-H, C-A-S-H, and N-A-S-H). As a result, it was found that a specified mixing proportion could be used to improve the compressive strength over 30 MPa at both the ambient and hot curing conditions.