• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2009년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.107-110
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• 2009

After inquiring into physical characteristics of using fly ash and alkali solution, it was found that higher pH density is favorable to strength development at early age and the higher the age is, the higher the compressive strength gets. Also, it was found that when there is more addition of activator, the compressive strength is higher. I was shown that more than atmospheric curing, steam curing was favorable for development of compressive strength. When the temperature of curing temperature was higher, most of the compressive strengths were higher. Thus, based on this study, it was understood that environmental-friendly chemically combined concrete using fly ash and alkali solution can be utilized without using cement.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권6호
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• pp.319-326
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• 2017

본 연구에서는, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle: 석탄가스화 복합발전)에서 배출되는 용융 슬래그로 부터 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제의 몰농도, W/S 비(water/ solid ratio), 재령일에 따른 비중과 압축강도 등 물리적 특성을 분석함과 동시에 발포제인 Si 슬러지를 첨가하여 경량화 소재로서의 가능성을 고찰하였다. 특히 경량 지오폴리머의 강도 특성향상을 위하여 복합 활성화제 및 pre-curing 공정을 적용하였다. 단일 활성화제를 사용한 경량 지오폴리머의 압축 강도는 9.5 MPa이었으나, 복합 활성화제로 제조할 경우 2~5배 정도의 압축강도 증진 효과를 나타내었다. 더군다나, pre-curing을 실시한 경량 지오폴리머의 경우, pre-curing하지 않은 시편들에 비해 18~48 % 가량 높은 압축강도 값을 보였다. 본 연구에서 복합 활성화제와 pre-curing 공정의 도입으로 얻어진 경량 지오폴리머의 최고 압축강도는 40 MPa(3일 재령하여 밀도가 $1.83g/cm^3$인 시편)로서 시멘트 콘크리트에 필적하였다. XRD 결정상 분석과 SEM을 이용한 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 표면에서 C-S-H 겔(sodium silicate hydrate gel)의 모상에 꽃봉오리 모양의 zeolite 결정상이 균일하게 분포된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.418-424
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• 2016

본 연구는 화력발전소에서 배출되는 바텀애시의 재활용에 대한 실험적 연구이다. 바텀애시는 플라이애시 보다 다공성 및 높은 흡수율 등의 특징으로 재활용에 대한 연구가 제한적인 실정이다. 본 논문에서는 바텀애시를 결합재로 사용하기 위해 비표면적을 $4,000cm^2/g$까지 미분쇄하였으며, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르의 플로우, 압축강도 시험 및 미세구조 분석을 실시하였다. 지오폴리머 모르타르의 플로우 측정 결과 활성화제 몰농도가 증가함에 따라 추가배합수가 증가하여 플로우 값이 향상되었다. 압축강도를 검토한 결과 양생온도와 몰농도가 높을수록 압축강도가 증가하였고, 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 반응으로 생성된 지오폴리머 겔을 확인할 수 있었다. 따라서 활성화제 사용 시 지오폴리머 반응은 온도 상승에 비례하여 촉진되기 때문에 적절한 활성화제 몰농도와 고온양생을 통하여 바텀애시 기반 지오폴리머 콘크리트의 제작이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권5호
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• pp.397-405
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• 2014

극한 염해환경에서 철근보강 지오폴리머 시험체의 외부전원법 전기방식 특성을 평가를 위하여 일련의 촉진실험을 실시하였다. 동시에 같은 조건의 보통 시멘트 콘크리트도 제조하여 비교 검토하였다. 환경조건은 침지대, 간만대, 그리고 크랙을 상정하였다. 지오폴리머는 밀실한 재료적 특성에 기인한 열화인자 침투 저항 증대에 의해 자연전위 뿐만 아니라 촉진 종료 후의 부식면적에서도 상당히 우수한 방식 성능이 있는 것으로 밝혀졌으며 향후 제작 양생 등의 문제를 개선함으로써 해양구조물로써의 활용이 다양해질 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권6호
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• pp.585-599
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• 2023

Geopolymer concrete (GC) can be competently utilized as a practical replacement for cement to prevent a high carbon footprint and to give a direction toward sustainable concrete construction. Moreover, previous studies mostly focused on the axial response of glass fiber reinforced polymer (glass-FRP) concrete compressive elements without determining the effectiveness of repairing them after their partial damage. The goal of this study is to assess the structural effectiveness of partially damaged GC columns that have been restored using carbon fiber reinforced polymer (carbon-FRP). Bars made of glass-FRP and helix made of glass-FRP are used to reinforce these columns. For comparative study, six of the twelve circular specimens-each measuring 300 mm×1200 mm-are reinforced with steel bars, while the other four are axially strengthened using glass-FRP bars (referred to as GSG columns). The broken columns are repaired and strengthened using carbon-FRP sheets after the specimens have been subjected to concentric and eccentric compression until a 30% loss in axial strength is attained in the post-peak phase. The study investigates the effects of various variables on important response metrics like axial strength, axial deflection, load-deflection response, stiffness index, strength index, ductility index, and damage response. These variables include concentric and eccentric compression, helix pitch, steel bars, carbon-FRP wrapping, and glass-FRP bars. Both before and after the quick repair process, these metrics are evaluated. The results of the investigation show that the axial strengths of the reconstructed SSG and GSG columns are, respectively, 15.3% and 20.9% higher than those of their original counterparts. In addition, compared to their SSG counterparts, the repaired GSG samples exhibit an improvement in average ductility indices of 2.92% and a drop in average stiffness indices of 3.2%.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권5호
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• pp.567-585
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• 2009

The aim of this study was to investigate the flexural behavior of reinforced concrete beams strengthened with a novel strengthening system. Concrete beams were strengthened with a hybrid retrofit system consisting of high strength steel cords impregnated in an inorganic fireproof matrix (Geopolymer). The strengthened reinforced concrete beams along with non-strengthened control beams were tested monotonically under four point bending loading conditions. Moreover, an analytical model is introduced, that can be used to analyze the flexural performance of the strengthened beams. The experimental results indicate that the failure of the strengthened beams was based on the yielding of the reinforcement in the tension face of the beams, followed by a local slippage of the steel cords. The flexural stiffness of the strengthened beams was significantly improved compared to the stiffness of the non-strengthened beams. In conclusion, the strengthening system can provide an effective alternative to commercially available systems.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.319-320
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• 2009

알칼리 활성 반응에 의한 고로 슬래그와 플라이 애시의 반응생성물에 대하여 강도실험 및 방사광 X선 회절 연구가 실시되었다. 본 연구는 지금까지 제올라이트 계열로 추정되어 왔던 지오폴리머의 실제 결정 구조가 무경절질형태의 ABC-6 family 제올라이트에 속해 있음을 제안한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.119-126
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• 2012

포틀랜드 시멘트는 전 세계적으로 매년 15억 톤을 생산하고 있으며, 이로 인해 전체의 배출량에 7% 이상의 $CO_2$ 가스 배출로 많은 지구환경을 지속적으로 오염을 시키고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 한편 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시를 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 $CO_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시를 100% 사용한 지오폴리머 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제와 양생조건 등이 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, $60^{\circ}C$에서 48시간 동안 양생을 한 다음 기건양생을 실시할 경우 재령 28일에서 압축강도 70 MPa의 지오폴리머 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제18권9호
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• pp.463-469
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• 2008

Non-sintering cement was manufactured with briquette ash. Alkali activator for compression bodies used a NaOH solution. In order to apply alkali-activated briquette ash and the non-sintering cement to concrete, several experimental studies were performed. It was necessary to study the binder obtained by means of a substitute for the cement. This study concentrated on strength development according to the concentration of NaOH solution, the curing temperature, and the curing time. The highest compressive strength of compression bodies appeared as $353kgf/cm^2$ cured at $80^{\circ}C$ for 28 days. This result indicates that a higher curing temperature is needed to get a higher strength body. Also, geopolymerization was examined by SEM and XRD analysis after the curing of compression bodies. According to SEM and XRD, the main reaction product in the alkali activated briquette ash is aluminosilicate crystal.

• Computers and Concrete
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• 제21권1호
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• pp.103-110
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• 2018

This study introduces the supervised committee fuzzy model as a hybrid fuzzy model to predict compressive strength (CS) of geopolymers prepared from alumina-silica products. For this purpose, more than 50 experimental data that evaluated the effect of $Al_2O_3/SiO_2$, $Na_2O/Al_2O_3$, $Na_2O/H_2O$ and Na/[Na+K] on (CS) of geopolymers were collected from the literature. Then, three different Fuzzy Logic (FL) models (Sugeno fuzzy logic (SFL), Mamdani fuzzy logic (MFL), and Larsen fuzzy logic (LFL)) were adopted to overcome the inherent uncertainty of geochemical parameters and to predict CS. After validating the model, it was found that the SFL model is superior to MFL and LFL models, but each of the FL models has advantages to predict CS. Therefore, to achieve the optimal performance, the supervised committee fuzzy logic (SCFL) model was developed as a hybrid method to combine the benefits of individual FL models. The SCFL employs an artificial neural network (ANN) model to re-predict the CS of three FL model predictions. The results also show significant fitting improvement in comparison with individual FL models.