• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.631-637
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• 2006

본 연구에서는 배합강도 24MPa로 설계된 25-24-18 규격의 콘크리트 배합에 불소-실리카 복합형 균열저감제(FS)를 시멘트 중량을 기준으로 0.5% 간격으로 2.0%까지 혼입하고, 유동성상 및 경화성상 등의 기초물성을 평가하였다. 기초물성 결과로부터 콘크리트의 수축균열 및 투기성 평가를 위한 FS의 적정 첨가율로서 0.5%를 도출하였으며, 무첨가 콘크리트와 수축균열 및 투기성 평가를 위한 모의부재 시험을 실시하였다, 수축균열에서 FS를 0.5% 첨가한 콘크리트의 균열개수는 50%, 균열길이 및 균열면적은 각각 69.7%, 74.4% 감소되었다. 콘크리트의 투기성을 측정한 결과, FS를 첨가한 콘크리트가 투수계수는 67%, 침투깊이는 약 40% 감소하였다. 따라서 FS 첨가에 의해 콘크리트의 기초물성 저해 없이 콘크리트의 수축균열의 저감과 투기성이 향상되는 효과를 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.487-494
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• 2011

이 연구에서는 알칼리 활성화 시멘트 모르타르에 대한 결합재로서 바텀애쉬의 적용성을 평가하였으며, 배합 구성에 따른 재료 특성 변화를 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 바텀애쉬를 사용한 알칼리 활성화 시멘트 모르타르 실험에서는 물/바텀애쉬 비, 활성화제/바텀애쉬의 비, 수산화나트륨에 대한 규산나트륨의 비, 양생 온도, 바텀애쉬의 분말도를 주된 실험 변수로 하여 유동성과 강도 실험을 수행하였다. 그 결과, $60^{\circ}C$ 고온 양생을 할 경우에는 적절한 유동성과 함께 40 MPa 이상의 압축강도를 얻을 수 있음을 확인하였으며, $20^{\circ}C$ 상온 양생 시에도 초기 강도 발현은 매우 느리지만 재령 28일 강도 30 MPa 정도가 발현되었다. 또한 실험 결과로부터 바텀애쉬를 사용한 알칼리 활성화 시멘트 모르타르의 적정 최적 배합 범위를 도출하였으며, 이와 함께 실험 결과를 바탕으로 인공신경망 분석법을 적용하여 배합 구성 변화에 따른 유동성 및 압축강도의 변화를 예측하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.75-84
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• 2016

본 연구에서는 해수 침지 온도에 따른 비소성 시멘트 경화체의 물리적 및 역학적 특성에 대해 비교 분석하였다. 비소성 시멘트는 플라이애시와 고로슬래그미분말을 6:4, 7:3 및 8:2의 중량비로 혼합하여 수산화나트륨과 액상규산나트륨으로 알칼리 활성화 하여 제작되었다. 알칼리 활성화를 위한 활성화제는 플라이애시와 고로슬래그미분말을 혼합한 중량의 5%로 하였으며, 화학첨가제로 탄산칼슘이 사용되었다. 본 연구에서는 알칼리 활성화된 시험체들을 3가지 다른 온도($5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$)의 해수에 각각 침지 시킨 후, 침지 재령 3일 및 28일에 대해 경화체의 압축 강도, 밀도 및 흡수율을 측정하였으며, 해수 침지 재령 28일에 대해서는 XRD 및 SEM 시험 분석을 실시하였다. 또한, 해수 침지 재령 28일에 대하여 시험체들 내의 수용성 염화물(자유염화물) 및 산-가용성 염화물(총염화물) 함유량을 측정하여 분석하였다. 본 연구에서 해수온도별로 침지시킨 플라이애시-고로슬래그미분말 혼합 알칼리 활성화 경화체는 플라이애시 혼합률이 증가함에 따라 밀도 감소, 흡수율 증가 및 강도가 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 플라이애시 혼합률이 증가할수록 시험체 내의 수용성 염화물 및 산-가용성 염화물의 양이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작된 플라이애시-고로슬래그미분말 혼합 알칼리 활성화 경화체는 노출된 해수 온도 영향으로 인한 강도 차이는 없는 것으로 판단되며, 플라이애시와 고로슬래그미분말의 혼합중량비에 따라 강도 특성이 달라지는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.74-82
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• 2017

본 연구는 고로슬래그 미분말(GGBFS), 플라이 애시(FA) 그리고 칼슘설포알리미네이트(CSA)를 혼합한 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도와 건조수축에 대한 연구결과이다. 활성화된 삼성분계 시멘트(ATBC) 모르타르의 물-결합재 비는 0.4이다. GGBFS의 치환율은 100%, 80%, 70% 그리고 60%이며, FA는 10%, 20%, 30% 그리고 40%, CSA는 0%, 10%, 20% 그리고 30% 치환비율로 설정하였다. 혼화제는 폴리카르폭실계를 사용하였다. 활성화제는 결합제 질량에 대해 10% 수산화나트륨(NaOH) + 10% 규산나트륨($Na_2SiO_3$)을 사용하였다. 실험은 미니 슬럼프, 응결시간, V-funnel, 물흡수율, 압축강도 그리고 건조수축을 측정하였다. 실험결과 모든 배합에서 혼화제의 양, V-funnel 그리고 압축강도는 CSA 양이 증가함에 따라 증가하였다. 또한 응결시간, 물 흡수율과 건조수축은 CSA가 증가함에 따라 감소하였다. 강도증가와 건조수축 감소의 가장 큰 원인 중 하나는 CSA와 활성화제에 의한 GGBFS의 수화반응 촉진 때문이다. CSA의 혼합양은 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도 증가와 건조수축 감소에 중요 영향요인이다.

• 자원환경지질
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• 제55권3호
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• pp.219-229
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• 2022

벤토나이트는 고준위방사성폐기물 심층처분 시스템 내 완충재 후보물질로서 고려되고 있다. 본 연구에서는 시멘트-벤토나이트의 상호작용 연구에 관한 문헌을 검토하여, 시멘트-벤토나이트 상호작용이 벤토나이트 변질 및 장기 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시멘트 물질과 지하수 상호작용에 의해 생성되는 강염기성 유체에 의한 벤토나이트의 주요 변질작용은 양이온 교환, 몬모릴로나이트 용해, 2차 광물 침전, 일라이트화 등이다. 처분장 인근 암반 단열을 통해 유입된 지하수와 처분장 건설에 사용된 시멘트 물질이 접촉하여 생성된 강염기성의 침출수가 벤토나이트와 반응하면 벤토나이트의 주구성광물인 몬모릴로나이트와 부구성광물의 용해가 발생하고, 제올라이트, 규산칼슘수화물, 방해석 등의 2차 광물의 침전이 일어난다. 몬모릴로나이트가 지속적으로 용해되면 벤토나이트의 물리화학적 특성이 변할 수 있고, 이는 궁극적으로 흡착능, 팽윤능, 투수성 등 완충재로서의 벤토나이트 성능 변화를 초래할 수 있다. 또한, 벤토나이트의 변질은 온도, 반응 기간, 압력, 공극수의 조성, 벤토나이트 구성광물, 몬모릴로나이트 화학조성, 층간 양이온 종류 등의 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구는 고준위방사성폐기물 심층처분 시스템 내 완충재의 장기 안정성 검증 연구를 위한 기초 자료로서 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.261-269
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• 2005

본 연구의 목적은 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬를 이용하여 포틀랜트시멘트를 대신할 수 있는 알칼리활성 플라이 애쉬-시멘트를 제조하는데 있다. 플라이 애쉬의 활성화는 다양한 수산화나트륨 농도와 온도 그리고 liquid/fly ash 혼합비율에서 수행하였다. 좀 더 높은 압축강도를 가진 경화체를 얻기 위하여 규산나트륨을 알칼리 용액에 첨가하였다. 강도발현의 관점에서 볼 때, liquid/fly ash의 혼합비율과 활성화제 농도 그리고 온도는 항상 중요한 인자로 작용하였다. $NaOH(210g)+Na_2SiO_3{\cdot}9H_2O(30g)+H_2O=1L$로 구성된 알칼리 활성용액은 $50^{\circ}C$에서 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬의 알칼리활성 효과를 가장 높게 나타냈다. 알칼리활성화된 플라이 애쉬는 주로 quartz와 mullite 그리고 무정형의 aluminosilicate로 구성되었음을 SEM과 XRD 분석결과에서 보여주었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.104-112
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• 2012

플라이애시의 주요 성분은 $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$로서 이들 세 성분이 전체의 80~90%를 차지한다. 최근 알칼리 자극제를 활용하여 플라이애시를 활성화하여 제조한 결합재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 알칼리 활성화 반응에 의한 결합재는 시멘트 수화생성물인 C-S-H와 수산화칼슘을 형성하지 않으므로 $500^{\circ}C$이상에서도 현저한 강도저하 현상이 발생하지 않기 때문에 효율적인 내화성 마감재를 제조할 수 있다. 본 연구는 플라이애시를 활용하여 알칼리 활성화 결합재를 제조하고 고온에서의 내부구조 분석을 통하여 고온에서 안정한 재료임을 확인하고 내화성 마감재로의 적용에 대한 효용성을 확인할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권1호
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• pp.35-44
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• 2008

본 연구에서는 확산에 의해 발생하는 시멘트 방벽의 변질 과정을 반응성용질이동 모델링을 통해 장기간 동안 예측하고자 하였다. 모델링 결과 50,000년 후 시멘트의 변질은 30cm까지 진행되었다. pH는 13.0에서 11.86까지 감소하였으며 이는 알칼리 이온의 감소, 포틀랜다이트(portlandite)와 CSH (Calcium Silicale Hydrate)광물의 용해/침전반응에 의해 결정되고 있었다. 공극률 또한 portlandite와 $CSH2.0(Ca_2SiO_3(OH)_2:0.17H_2O)$의 용해에 의해 가장 큰 영향을 받고 있었으며 최고 약 0.3 점도 증가하였다. 우라늄의 용해도 역시 증가하고 있었으며 이는 pe의 증가에 기인하고 있었다. 본 연구 결과는 장기간의 시멘트 변질이 pH, pe, 공극률을 변화시킴으로서 핵종의 이동을 증가시킬 수 있음을 보여주고 있다.

• Advances in materials Research
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• 제4권3호
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• pp.133-144
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• 2015

The aim of this investigation is to prepare geopolymer resin by alkali activation of ceramic waste (AACW) with different sodium hydroxide (NaOH) and liquid sodium silicate (LSS) concentrations. In order to prepare geopolymer cement, AACW was replaced by 10 and 30 % by weight (wt.,) of concrete waste (CoW) as well as 10 and 30 wt., % ground granulated blast-furnace slag (GGBFS). The results showed that, the compressive strength of AACW increases with the increase of activator content up to 15:15 wt., % NaOH: LSS. All AACW hardened specimens activated by 3:3 (MC6), 6:6 (MC12), 12:12 (MC24) and 15:15 wt., % (MC30) NaOH: LSS destroyed when cured in water for 24h. The MC18 mix showed higher resistivity to water curing. The results also showed that, the replacement of AACW containing 9:9 wt., % NaOH: LSS (MC18) by 10 (MCCo10) and 30 (MCCo30) wt., % CoWdecreased the compressive strength at all ages of curing. In contrast, the MCCo10 mix showed the lower chemically combined water content compared to MC18 mix. The MCCo30 mix showed the higher chemically combined water content compared to MC18 and MCCo10 mixes. The compressive strength and chemically combined water of all AACWmixes containing GGBFS (MCS10 and MCS30) were higher than those of AACWwith no GGBFS (MC18). As the amount of GGBFS content increases the chemically combined water increases. The x-ray diffraction (XRD) proved that as the amount of CoWcontent increases, the degree of crystallinity increases. Conversely, the replacement of AACW by GGBFS leads to increase the amorphiticity character. The infrared spectroscopy (FTIR) confirms the higher reactivity of GGBFS compared to CoW as a result of successive hydration products formation, enhancing the compaction of microstructure as observed in scanning electron microscopy (SEM).

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.381-390
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• 2015

Investigating the microstructure of hardened cement mixtures with the aid of advanced technology will help the concrete industry to develop appropriate binders for durable building materials. In this paper, morphological, mineralogical and thermogravimetric analyses of autoclave-cured mixtures incorporating ground dune sand and ground granulated blast furnace slag as partial cementing materials were investigated. The microstructure analyses of hydrated products were conducted using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), differential thermal analysis (DTA), thermo-graphic analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD). The SEM and EDX results demonstrated the formation of thin plate-like calcium silicate hydrate plates and a compacted microstructure. The DTA and TGA analyses revealed that the calcium hydroxide generated from the hydration binder materials was consumed during the secondary pozzolanic reaction. Residual crystalline silica was observed from the XRD analysis of all of the blended mixtures, indicating the presence of excess silica. A good correlation was observed between the compressive strength of the blended mixtures and the CaO/$SiO_2$ ratio of the binder materials.