• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.104-110
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• 2015

폴리머 콘크리트는 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 비하여 가격이 8~10배 비싼 것으로 알려져 있다. 그러므로 폴리머 콘크리트 제품 생산에 있어서 생산비의 대부분을 차지하는 폴리머 결합재의 사용량을 절감하는 것이 매우 중요하다. 폴리머 결합재의 절감기술을 개발하기 위하여 철강 산업에서 발생되는 제강 산화공정 슬래그와 환원공정 슬래그를 사용하여 아토마이징 공법으로 표면이 매끄러운 구형의 골재를 제조하였다. 폴리머 콘크리트 제조에 일반적으로 사용되는 탄산칼슘(충전재)과 강모래(잔골재) 대신 구형의 아토마이징 산화공정 슬래그와 환원공정 슬래그를 사용하면 최밀 충전효과와 볼베어링 효과로 작업성이 향상되어 폴리머 결합재의 절감효과를 기대할 수 있다. 폴리머 콘크리트 복합재료의 물성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다. 시험결과, 아토마이징제강 슬래그의 대체율이 증가됨에 따라 공시체의 압축강도는 증가되었으나 휨강도는 폴리머 결합재의 첨가율에 따라 최대값이 다르게 나타났다. 내열수성시험에서 압축강도, 휨강도, 밀도 및 세공의 평균직경은 감소되었으나 총세공량과 공극률은 증가되었다. 탄산칼슘과 강모래대신 구형의 아토마이징 제강 산화슬래그와 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용하여 만든 폴리머 콘크리트는 작업성이 현저히 개선되어 종래의 제품보다 폴리머 결합재의 사용량을 19.0% 절감할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.115-123
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• 1990

본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 8개 화력발전소중(火力發電所中) 영동(領東), 영월(寧越), 서천(舒川) 무연탄(無煙炭) 및 삼천포(三千浦), 호남유연탄(湖南有煉炭) 등 5개 화력발전소(火力發電所)에서 부산(富産) 되는 석탄회(石炭灰)에 대하여 건설재(建設材)로서의 활용성(活用性)에 대해 검토(檢討)하고자 화학분석(化學分析), 토질역학시험(土質力學試驗), 지반진동시험(地盤振動試驗) 등을 실시(實施)한 것이다. 석탄회(石炭灰)는 실리카와 알루미나가 약 70%를 차지하고 입도(粒度)는 비회(飛灰)가 fine sand-silt범위(範圍)에 대부분(大部分) 속하고 균등(均等)한 편 이며 저회(底灰)는 sand-gravel 범위(範圍)에 속한다. 비중(比重) 및 단위체적중량(單位體積重量)이 작고 포졸란반응에 의한 자경성(自硬性)이 있어서 장기강도(長期强度)가 증대되며 일반흙에 비해 전단강도가 크다. 무연탄회(無煙炭灰)는 유연탄회(有煙炭灰)에 비해 점착력(粘着力) 및 최적함수비(最適含水比)는 높으나 최대건조밀도(最大乾燥密度)는 낮다. 석탄회(石炭灰)의 동탄성계수곡선분포범위(動彈性係數曲線分布範圍)는 화강토(花岡土)의 것과 비슷하며, 자동차주행(自動車走行)에 의한 진동시험(振動試驗)에 의하면 상대적(相對的) 가속도(加速度)레벨의 크기는 회사장(灰捨場)의 경우가 자연지반(自然地盤)의 경우 보다 다소 크고 감쇠효과(減衰效果)는 적음을 알 수 있었다. 영동, 영월 저회(底灰)의 CBR은 77-137%가 되는 등 석탄회(石炭灰)는 동일입경의 일반흙에 비해 여러 가지 유리한 공학적(工學的) 특성(特性)을 갖고 있어서 앞으로 다소의 보완연구(補完硏究)가 이루어 지면 해안매립(海岸埋立) 성토재(盛土材) 및 도로보장재(道路輔裝材)는 물론 경량골재(經量骨材) 등 일반건설재(一般建設材)로서의 활용(活用)이 기대(期待)된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.173-179
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• 2003

실제 현장에서 사용하고 있는 고강도 콘크리트 배합의 단위시멘트량은 대부분의 경우 소요의 슬럼프를 확보하는데 필요한 양으로 결정된다. 이 방법은 보통 강도 콘크리트의 배합설계 개념을 적용한 것이기 때문에 필요 이상의 단위시멘트량을 사용하게 된다. 따라서 상대적으로 많은 양의 시멘트를 사용하게 되어 콘크리트의 내구성을 저하시키게 된다. 이에 본 연구에서는 고강도 콘크리트의 내구성과 시공성 및 강도를 동시에 고려한 적정 단위시멘트량을 분석하였으며, 적정 단위시멘트량을 사용함에 따른 혼화제 첨가량 및 적정잔골재율에 대해 검토하였다. 실험 결과, 본 연구의 실험조건에서 단위시멘트량을 $370kg/m^3$으로부터 $550kg/m^3$까지 사용하더라도 압축강도의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 콘크리트의 배합시 소요의 설계강도뿐만 아니라 내구성과 시공성을 동시에 만족하는 최소의 단위시멘트량을 결정하여 적용하여야 할 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권6호
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• pp.561-583
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• 2018

A variety of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers are commercially available. Their influence on the rheological retention and slump loss in respect of concrete differ considerably. Fluidity and slump loss are the cardinal features responsible for the quality of concrete. These are related to the dispersion of cement particles and the hydration process which are greatly influenced by type of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers. On the backdrop of relatively less studies in the context of rheological retention of high strength self-consolidating concrete (HS-SCC), the experimental investigations were carried out aiming at quantifying the effect of the six different PCE polymers (PCE 1-6) on the rheological retention of HS-SCC mixes containing two types of Ordinary Portland Cements (OPC) and unwashed crushed sand as the fine aggregate. The tests that were carried out included $T_{500}$, V-Funnel, yield stress and viscosity retention tests. The supplementary cementitious materials such as fly ash (FA) and micro-silica (MS) were also used in ternary blend keeping the mix paste volume and flow of concrete constant. Low water to binder ratio was used. The results reveal that not only the PCEs of different polymer groups behave differently, but even the PCEs of same polymer groups also behave differently. The study also indicates that the HS-SCC mixes containing PCE 6 and PCE 5 performed better as compared to the mixes containing PCE 1, PCE 2, PCE 3 and PCE 4 in respect of all the rheological tests. The PCE 6 is a new class of chemical admixtures known as Polyaryl Ether (PAE) developed by BASF to provide better rheological properties in even in HS-SCC mixes at low water to binder mix. In the present study, the PCE 6, is found to help not only in reduction in the plastic viscosity and yield stress, but also provide good rheological retention over the period of 180 minutes. Further, the early compressive strength properties (one day compressive strength) highly depend on the type of PCE polymer. The side chain length of PCE polymer and the fineness of the cement considerably affect the early strength gain.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.347-354
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• 2013

최근 천연모래의 부족으로 부순 잔골재가 널리 사용되고 있다. 우리나라에서는 부순 잔골재 중의 0.08 mm 이하 미립분을 7% 이하로 제한하고 있으며 이는 ASTM의 규정과 유사한 것이나 그 외의 다른 나라의 규정과 비교할 때 상당히 엄격한 규정이다. 또한 부순 잔골재 중에는 파쇄 시에 발생하는 0.08 mm 이하 미립분을 20% 정도 포함하게 되며 물로 씻어내는 일도 용이하지 않을 뿐 아니라 자원이용의 극대화를 위해서도 잔입자량 한도의 상향 조정 가능 여부에 대한 검토가 필요하다. 그래서 이 연구에서는 0.08 mm 이하 미립분에 대한 특성 및 콘크리트 품질에 미치는 영향에 대한 실험을 실시하였으며, 비교를 위하여 실트 및 점성토 중의 미립분을 사용한 실험을 병행하였다. 미립분에 대해 실험한 결과 메틸렌블루 값은 부순 잔골재 중의 석분에 비하여 실트 및 점성토 중의 미립분에 대한 값이 보다 크게 나타났으며 또한 메틸렌블루 값은 packing density 및 액성한계, 소성한계와 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 콘크리트 실험에서 동일한 슬럼프를 얻기 위한 고성능 감수제의 소요량은 미립분의 대체 사용량 증가에 따라 커지며, 메틸렌블루 값이 큰 미립분을 사용할 때 보다 크게 나타났다. 한편 부순 잔골재 중의 미립분을 20% 이내에서 대체 사용한 경우, 고성능감수제를 사용하여 반죽질기를 같게 한 콘크리트의 압축강도와 인장강도는 거의 변화가 없었으며 콘크리트의 건조수축량도 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 실트 및 점성토 중의 미립분을 대체 사용한 경우는 콘크리트의 강도가 현저히 저하하고 건조수축량도 크게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5636-5645
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• 2015

콘크리트, 모르타르 등 건설재료의 강도와 작업성은 구성하는 잔골재의 조립률, 입자 크기, 흡수율 등의 물리적 특성에 영향을 받는다. 특히, 잔골재의 입자 크기와 그에 따른 입도 분포는 시공 품질을 좌우하는 건설재료의 작업성을 결정한다. 최근 들어 건설현장에서는 천연모래의 수급 불안정으로 다양한 종류의 잔골재를 사용하고 있는데, 잔골재의 입자 크기에 대한 검증 없이 사용하는 경우 건설재료의 품질 저하 문제가 빈번히 발생하고 있다. 이 논문에서는 잔골재의 입자 크기가 모르타르의 레올로지 거동에 미치는 영향을 분석하여 건설재료의 작업성 평가에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 모르타르의 작업성 평가를 위해서는 일반적으로 많이 사용하는 미니 슬럼프 플로 시험과 건설재료용 레오미터를 이용하여 레올로지 특성, 즉 항복응력과 소성점도를 측정하였다. 사용한 샘플은 일반 모래에 대한 체가름 시험을 통해 입자 크기에 따라 분류한 11가지 종류의 모래를 동일한 배합비로 모르타르를 제조하여 사용하였다. 실험결과 입자 크기가 0.7 mm 이하로 작아질수록 모르타르의 항복응력과 소성점도가 점진적으로 증가하였다. 입자 크기가 0.34 mm 이하로 작아지면 모래 입자의 흡수율에 따른 영향이 커짐을 확인하였고, 흡수율만큼 배합수를 증가시키면 이에 대한 영향을 제거할 수 있었다. 따라서 0.34 mm 잔분에 대한 흡수율 보정은 건설재료의 작업성 관리에 매우 중요함을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.124-134
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• 2013

본 연구에서는 고유동성의 SBR 개질 시멘트 모르타르의 기초적 성능을 바탕으로 콘크리트의 보수용 재료에 매우 중요한 요구성능인 부착강도에 대한 피착체의 표면에 존재하는 표면수량의 영향을 검토하는 연구가 수행하였다. 고유동성 SBR 개질 시멘트 모르타르의 기초적인 성능을 토대로 부착강도, 잔갈림성, 재료분리 저항성이 좋은 시험체를 선택하였다. 시험체는 C:F=1:1인 경우 P/C=20%, 30%의 시험체 2개, C:F=1:3인 경우 P/C=50%의 시험체 1개, 총 3개가 선택되었으며 이 3개의 배합에 대하여 피착체의 표면수량에 따른 고유동성 SBR 개질 시멘트 모르타르의 특성을 파악하였다. 표면수는 콘크리트 피착면의 단위 면적 ($cm^2$) 당 각각 0, 0.006, 0.012, 0.017, 0.024 g이 균등하게 살포되었으며, 이에 따른 연도변화, 플로우값, 부착강도, 부착파괴형상, 내균열성 및 재료분리여부를 파악하였다. 본 연구를 통해 콘크리트 피착체에 살포된 표면수는 고유동성 SBR 개질 시멘트 모르타르의 부착강도를 증진하는 효과가 있다는 결론을 얻었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.94-104
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• 2013

본 연구에서는 고유동성의 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 기초적 성능을 측정한 후 콘크리트의 보수용 재료에 매우 중요한 요구성능인 부착강도에 대한 피착체의 표면에 존재하는 표면수량의 영향을 검토하는 연구가 수행하였다. 시험체의 배합은 VA/VeoVA는 결합재인 시멘트에 대하여 고형분비 (폴리머시멘트비; P/C)에 의하여 10, 20, 30, 50, 75%, 잔골재는 시멘트의 중량에 대하여 각각 1:1, 1:3의 비율을 적용하였다. 고유동성 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 기초적인 성능을 토대로 부착강도, 잔갈림성, 재료분리 저항성이 좋은 시험체를 선택하였다. 시험체는 C:F=1:1인 경우 P/C=20%, 30%의 시험체 2개가 선택되었으며, C:F=1:3인 경우 P/C=50%의 시험체 1개, 총 3개가 선택되었으며 이 3개의 배합에 대하여 피착체의 표면수량에 따른 고유동성 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 특성을 파악하였다. 본 연구를 통해 콘크리트 피착체에 살포된 표면수는 부분적으로 고유동성 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 부착강도를 증진하고, 유동성을 개선하는 효과가 있다는 결론을 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.433-442
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• 2010

콘크리트의 염화물 확산계수의 제어는 염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 확보에 필수적이며, 이를 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 목표 내구수명을 만족하는 목표확산계수를 도출하고 유전자 알고리즘을 통하여, 최적배합을 도출하는데 있다. 이를 위하여, 동일한 골재 및 혼화재를 사용한 30개의 배합과 그에 따른 염화물 확산계수를 분석하였으며, 27개를 대상으로 확산계수 예측식을 도출하였다. 확산계수 예측식의 변수로는 물-결합재비, 단위 혼화재량(슬래그, 플라이 애쉬, 실리카퓸), 단위 시멘트량, 단위 잔골재 및 굵은 골재량을 포함하도록 하였으며 나머지 3개의 배합에 대하여 검증을 수행하였다. 최적 함수식은 27개의 배합에 대하여 평균 18.7%의 오차와 16.0%의 변동계수를 보이고 있었다. 주어진 3개의 확산계수에 대하여, 유전자 알고리즘을 통하여 도출된 배합은 0.3%~12.2%의 오차범위를 가지며 각각의 배합인자를 도출하였다. 최종적으로 서로 다른 내구성 설계변수(목표내구수명, 피복두께, 표면염화물량, 혼화재량)와 노출환경(온도 및 습도)을 가정하여 목표 확산계수를 도출하였으며, 이에 만족하는 최적화된 콘크리트 배합을 제안하였다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여, 내구성 콘크리트 배합도출에 대한 적용성을 평가하였으며, 제안된 기법은 다양한 확산계수의 범위를 가지는 광범위한 자료구축을 통하여 개선될 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제21권4호
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• pp.373-379
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• 1988

유기물연용(有機物連用)이 답토양(畓土壤)의 물리적(物理的) 및 역학성(力學性)과 수량(收量)의 년차간(年次間) 변화(變化)를 구명(究明)코자 하해혼성평탄지(河海混成平坦地) 토양(土壤)인 전북통(全北統)에서 유기물(有機物) 무시용(無施用), 생고(生藁) 500, 퇴비(堆肥) 1,000kg/10a을 처리(處理)하고 질소수준(窒素水準)(0, 15, 20kg/10a)을 달리하여 1979-1987년(年)까지 9년(年)동안 시험(試驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 토양(土壤)의 입경조성비(粒徑組成比)는 유기물연용구(有機物連用區)에서 무시용구(無施用區)에 비(比)하여 점토(粘土) 및 미사(微砂)의 조성비(組成比)가 약우(若于) 감소(減少)되었으나 모래의 조성비(組成比)는 증가(增加)하였다. 2. 용적밀도(容積密度)는 질소무시용(窒素無施用)에 유기물(有機物)을 시용(施用)하므로서 표토(表土)에서 낮아졌고 퇴비구(堆肥區)에 비(比)하여 생고연용구(生藁連用區)가 효과적(效果的)이었다. 3. 토양(土壤)의 삼상비(三相比)는 유기물(有機物)을 연용(連用)하므로서 고상(固相)의 비(比)는 낮아지고 액상(液相)과 기상(氣相)의 비(比)는 증가(增加)되었으나 퇴비구(堆肥區)에서 액상(液相), 생고구(生藁區)에서 기상(氣相)이 가장 크게 증가(增加)되었다. 4. 내수성입단(耐水性粒團)은 유기물(有機物)을 연용(連用)하므로서 2mm 이상(以上)의 입단(粒團)이 증가(增加)하였으며, 퇴비구(堆肥區)보다 생고연용구(生藁連用區)에서 증가(增加)하였고, 질소(窒素) 15kg/10a의 생고연용구(生藁連用區)에서 2mm의 누적립단(累積粒團)이 66.5%로서 질소무시용구(窒素無施用區)의 유기물(有機物) 무시용구(無施用區)보다 9.1 %가 증가(增加)하였다. 5. 액성(液性) 및 소성한계(塑性限界)와 소성지수(塑性指數)는 생고(生藁)>퇴비(堆肥)>무시용구(無施用區) 순(順)이며 액성(液性) 지수(指數)는 생고연용구(生藁連用區)보다 퇴비구(堆肥區)에서 크게 낮아졌다. 6. COLE치(値)는 수직(垂直)보다 수평(水平)에서 또 질소(窒素) 15kg/10a시용(施用)의 생고연용구(生藁連用區)에서 가장 크며, 원추(圓錐) 및 전단저항(剪斷抵抗)은 생고연용구(生藁連用區)의 질소(窒素)를 첨가(添加)한 구(區)에서 가장 낮았고 마찰저항(摩擦抵抗)은 유기물(有機物)을 연용(連用)하므로서 무시용구(無施用區)보다 높아졌다. 7. 수량지수(收量指數) 변화(變化)는 질소무시용(窒素無施用)은 퇴비연용구(堆肥連用區)에서 생고연용구(生藁連用區)보다 높았고, 질소(窒素) 15kg/10a는 퇴비(堆肥) 및 생고연용구(生藁連用區) 사이에 년차간(年次間) 경합변화(競合變化)를 보였으며, 질소(窒素) 20kg/10a에서는 6년차(年次)부터 생고연용구(生藁連用區)에서 증가(增加)하였다.