• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권3호
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• pp.393-411
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• 2022

A high-performance reactive powder concrete (RPC) has been readied alongside river sand, with 1.25 mm particle size when under the condition of 80C steam curing. As a heat and sound insulation, expanded perlite aggregate (EPA) provides economic advantages in building. Concrete containing EPA is examined in terms of cement types (CEM II 32.5R and CEM I 42.5R), doses (0, 2%, 4% and 6%) as well as replacement rates in this research study. The compressive and density of concrete were used in the testing. At the end of the 28-day period, destructive and nondestructive tests were performed on cube specimens of 150 mm150 mm150 mm. The concrete density is not decreased with the addition of more perlite (from 45 to 60 percent), since the enlarged perlite has a very low barrier to crushing. To get a homogenous and fluid concrete mix, longer mixing times for all the mix components are necessary due to the higher amount of perlite. As a result, it is not suggested to use greater volumes of this aggregate in RPC. In the presence of de-icing salt, the lightweight RPC exhibits excellent freeze-thaw resistance (mass is less than 0.2 kg/m²). The addition of perlite strengthens the aggregate-matrix contact, but there is no apparent ITZ. An increased compressive strength was seen in concretes containing expanded perlite powder and steel fibers with good performance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3587-3595
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• 2015

본 연구에서는 저비용의 저심도 도시철도시스템을 구축하기 위하여 산업부산물인 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 급냉 전기로 산화슬래그를 사용하여 개발된 저탄소 친환경 PC 박스용 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성을 평가 하였다. 역학적 특성을 평가한 결과, 재령 1일 압축강도는 모든 조건에서 설계기준강도($f_{ck}$) 35MPa의 90% 이상 강도 발현 하는 것으로 나타나 공기단축 가능으로 건설비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 소요의 물성 및 설계기준강도($f_{ck}$) 35MPa를 만족하는 범위에서 시멘트 단독 사용 조건보다 염소이온침투성 및 확산계수가 낮게 나타나 내염성능이 우수한 것으로 나타났으며, 동결융해 저항성 및 화학저항성의 경우에도 내구성능이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 저탄소 친환경 PC 박스용 콘크리트를 사용할 경우, 시멘트 제조 시 발생되는 이산화탄소 및 환경부하를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.701-706
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• 2007

본 연구는 장기간 숏크리트의 강도를 유지할 수 있는 영구지보재로서 알칼리 프리계 및 시멘트 광물계 급결제를 사용한 적정 배합비의 고성능 숏크리트의 내구성을 평가하였다. 내구성 실험은 염소이온 투과 시험, 동결융해 반복 시험, 촉진 중성화 시험 및 숏크리트에 염해의 영향 실험을 실시하였다. 실험 결과 실리카퓸을 사용한 모든 배합이 낮은 투과성을 나타내었다. 실험 결과 실리카퓸을 사용한 모든 배합이 모두 낮은 투과성을 나타내었다. 또한 동결융해 300회 반복 후에 상대동탄성계수가 85% 이상을 초과하는 우수한 동결융해 저항성을 보였다. 촉진 중성화 시험 결과 급결제에 따른 영향은 나타나지 않았으며 실리카퓸을 사용한 배합에서 중성화 깊이가 약간 깊게 나타났다. 염해 환경에서는 어떠한 영향도 없었다. 따라서 본 연구에서의 고성능 숏크리트 배합은 우수한 내구 성능을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.107-118
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• 2002

The purpose of this study is to investigate the strengthening effect of RC beams with carbon fiber grid. Carbon fiber grid that is very lightweight and stronger than steel reinforcement does not rust or corrode and has a very high resistance to salt. In this study, five real size specimens which are strengthened with different types of carbon fiber grid are tested. With the results of this tests, we found the physical and mechanical properties of carbon fiber grid and polymer mortar which are used to strengthen the damaged or cracked reinforcement concrete beams. we also investigate the strengthening effect of carbon fiber grid on the five flexural test specimens that have cracks.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.123-130
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• 2006

콘크리트의 열화 및 철근부식에 대응하기 위하여 다양한 보수재료가 존재하나 이러한 보수재료를 평가하는 방법은 단순히 염해, 중성화 등의 단독열화만을 대상으로 하고 있어 여러 가지 열화인자가 복합적으로 작용하는 실제 환경과는 차이를 나타내게 된다. 따라서 본 연구에서는 폴리머시멘트계 보수용 단면복구재가 KS 기준을 만족하는지 확인한 후 복합열화 환경 하에서 염해, 중성화. 철근부식을 평가하였다. 실험결과 각각의 보수재료들은 KS 기준을 만족하였지만 내구성능은 상이하게 나타나 향후 이에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.867-873
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서의 부식 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 먼저 강섬유의 보강콘크리트의 수송특성, 즉 공극률, 흡수성, 투과성 및 염소이온 확산성에 관한 실험을 수행하여 철근부식과 의 관계를 비교 평가 하였다. 강섬유의 보강으로 인해 약간의 압축강도 증가와 함께, 흡수성, 투과성 및 확산성에 관한 실험 결과에서도 콘크리트 내부로의 유해물질의 침투저항성이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 철근부식과의 관계에서는 예상된 결과와는 다르게 강섬유의 혼입이 철근부식을 가속화 시키는 경향이 나타났다. 염화나트륨 용액이 침투하는 노출면에서는 강섬유의 부식팽창으로 인한 표면박리현상이 관찰되었으며, 철근부위 절단면에서는 철근 주변에 강섬유의 부식이 국부적으로 관찰 되었다. 고온 및 고농도의 염화물 환경에서의 건습 싸이클링이 노출표면에 가까운 공극에서 지속적으로 염분결정체의 증가와 더불어 내부공극에서의 강섬유의 부식으로 증가된 압력이 표면 박리를 일으킨 것으로 보인다. 결과적으로는 노출면 부근에서의 미세균열을 증가가 물, 염화이온 및 산소의 침투를 보강근으로의 가속화를 진행 시킨 것으로 판단이 된다. 이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서 철근부식에 영향을 주는 명확한 메커니즘은 충분히 규명이 되지 않았으며, 보다 명확한 관계를 이해하기 위해서는 부식과정에서 강섬유의 잠재적인 부식팽창에 관한 보다 상세한 실험적 연구가 필요할 것으로 판단되어 진다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구에서는 유황을 폴리머화하여 내화학성능이 요구되는 구조물의 콘크리트 표면보호재로 활용할 수 있도록 성능을 검토하였다. 평가 결과, 유황폴리머 표면도포재의 중력식 스프레이가 적절한 것으로 나타났으며, 도포횟수는 왕복 3회 이상 도포했을 때 1MPa 이상의 부착강도 확보가 가능하였다. 표면보호재가 도포될 콘크리트 표면조건은 상온조건 ($20{\sim}30^{\circ}C$) 이상에서 높은 부착강도를 나타내었으며, 온도가 높을수록 부착강도가 증가하였다. 표면보호재의 채움재 혼입량에 따른 강도특성 평가결과, 20~40% 정도 혼입된 채움재는 유황폴리머의 수축을 저감시키는 효과를 나타내어 강도 향상에 기여하였다. 또한, 플라이애시 보다는 규사 혼입시 부착강도가 높았고, 동시 혼입시 가장 우수한 부착강도 특성을 나타내었다. 화학저항성은 플라이애시 및 규사를 각각 20% 대체한 배합에서 부착강도 저하가 최소로 되어 우수한 내화학성을 나타내었다. 염소이온 침투에 대한 성능평가를 수행한 결과, 표면보호재를 도포하지 않은 시험체에 비하여 유황폴리머 표면보호재를 도포한 경우, 29~48% 정도 염소이온침투저항성이 증대되었다. 표면보호재의 도포조건, 압축강도, 부착강도, 화학저항성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 본 연구범위에서는 유황폴리머에 채움재로서 규사와 플라이애시를 각각 20%씩 대체하는 것이 적절한 수준인 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.489-498
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• 2005

최근 콘크리트 구조물의 성능 저하는 염해, 중성화, 동결융해 및 기타 요인에 의해 증가하고 있고 콘크리트 성능 저하를 방지하기 위해 다양한 대책이 강구되고 있다. 이러한 콘크리트 성능 저하를 방지하기 위한 방법 중에 콘크리트 표면을 보호함으로써 성능 저하 요인을 차단할 수 있는 콘크리트 표면 처리제가 종종 사용되고 있다. 콘크리트 보수$\cdot$방수재료는 에폭시와 같은 유기계 재료가 많이 사용되고 있으며, 이런 재료는 초기접착력과 내약품성이 우수한 장점을 가지고 있다 그러나 이런 유기재료는 콘크리트와의 탄성계수 및 수축팽창율이 차이로 시간이 경과함에 따라 박리, 들뜸 현상이 발생하는 등 내구성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 한편 최근 콘크리트 구조물의 내구성 및 방수성능을 향상시키기 위해 무기질계 침투형 보수$\cdot$방수재의 사용사례가 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 표면을 강화시켜 $CO_2$ 가스, 염화물 이온 등의 열화물질을 차단시키며 동시에 방수성능을 부여할 수 있는 콘크리트 침투형 성능개선제를 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.618-625
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• 2018

외부환경에 노출된 콘크리트 구조물은 사용기간 동안 시간의 경과함에 따라 여러 가지 환경적, 화학적, 물리적 요인들이 콘크리트 내부로 서서히 침투 및 확산되면서 콘크리트 초기의 우수한 내구성능을 저하시켜, 열화발생으로 인한 성능저하의 규명과 유지관리에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 특히, 해안에 근접한 콘크리트 구조물이 동결융해 작용을 받는 경우, 동결융해의 과정에서 콘크리트 조직이 팽창 수축을 반복하면서 콘크리트의 조직이 이완되고 이때, 해수에 존재하는 염화물이온이 콘크리트 내부에 침입하게 되면, 콘크리트 구조물의 철근부식으로 인한 열화를 가속화시키기 때문에 내륙 콘크리트 건축물에 비해 내구성능의 저하가 급속히 진행됨으로 특별한 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수에 접한 콘크리트 구조물의 내구성 확보를 위해 광물성 혼화재료를 혼입한 코팅용 고성능 모르타르의 개발을 목적으로 하고 있으며, 모르타르의 강도 및 내구 특성에 대한 실험적 연구가 진행 되었다. 모르타르에 광물성 혼화재료인 실리카퓸, 메타카올린, 초고분말 플라이애시를 혼입하였다. 혼입률은 실리카퓸과 메타카올린은 각각 3, 7, 10%로 혼입하였으며, 초고분말 플라이애시는 5, 10, 15, 20%로 혼입하여 실험을 진행하였다. 혼화재료 혼입을 통해 제작된 모르타르 시험편을 재령 1일과 28일에 정적 강도시험을 진행하였으며, 재령 28일에 염소이온 침투저항성 시험, 황산 저항성 시험, 염해 저항성 시험 등의 열화 촉진실험을 실시하여 내구 특성을 분석하였다. 촉진 염화물이온 확산 침투 시험 결과를 이용해 국내 콘크리트학회에서 제안하는 방법과 미국, 유럽의 방법으로 내구수명을 평가해 보았다. 메타카올린 혼입 시 모든 규정에서 우수한 내구 수명으로 평가 되었으며, 메타카올린 10%혼입 시 KCI를 기준으로 약 470년의 내구수명이 예측되었다.

• 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.