• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.19-25
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• 2005

폐플라스틱과 fly ash를 건설분야에서 재활용하는 것은 환경오염의 방지와 함께 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 각종 환경규제 속에 대처할 수 있는 훌륭한 방안이다. 본 연구에서는 $12\%$ 탄소를 함유한 fly-ash와 폐플라스틱를 이용하여 합성경량골재를 제작하였다. 최대치수 9.5mm의 골재는 fly ash 함유량을 $0\%$, $35\%$, $80\%$ 으로 제조하였다. 팽창 점토 경량 골재와 보통 중량 골재를 비교군으로 사용하였다. 골재의 입도, 비중, 흡수율을 실험하였으며 골재종류별로 다섯 변수의 콘크리트 공시체를 제조하였다. 합성경량골재 콘크리트의 특성을 파악하기 위하여 밀도, 압축강도, 탄성계수, 할렬인장강도, 파괴인성, 파괴 에너지등을 구하였다. 또한 콘크리트 내구성을 알 수 있는 표면박리 저항성 실험을 하였다. 실험결과 압축강도와 인장강도는 보통중량 골재와 일반적인 점토 경량골재를 사용한 콘크리트 보다 합성경량골재의 경우가 더 낮았으나 상대적으로 우수한 파괴특성을 나타내었다. 합성경량골재 콘크리트는 상대적으로 낮은 압축 탄성계수를 가졌으나 높은 연성을 나타내었다. 합성경량골재의 av ash 함유량이 증가함에 따라, 콘크리트의 모든 특성이 향상되었다. fly ash 함유량 $80\%$의 합성경량 골재를 사용한 콘크리트가 표면박리 저항성이 가장 우수하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권4호
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• pp.345-362
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• 2018

In this paper, mechanical and short-term durability properties of fly ash and slag based geopolymer concretes (FAGPC-SGPC) were investigated. The alkaline solution was prepared with a mixture of sodium silicate solution ($Na_2SiO_3$) and sodium hydroxide solution (NaOH) for geopolymer concretes. Ordinary Portland Cement (OPC) concrete was also produced for comparison. Main objective of the study was to examine the usability of geopolymer concretes instead of the ordinary Portland cement concrete for structural use. In addition to this, this study was aimed to make a contribution to standardization process of the geopolymer concretes in the construction industry. For this purpose; SGPC, FAGPC and OPC specimens were exposed to sulfuric acid ($H_2SO_4$), magnesium sulfate ($MgSO_4$) and sea water (NaCl) solutions with concentrations of 5%, 5% and 3.5%, respectively. Visual inspection and weight change of the specimens were evaluated in terms of durability aspects. For the mechanical aspects; compression, splitting tensile and flexural strength tests were conducted before and after the chemical attacks to investigate the residual mechanical strengths of geopolymer concretes under chemical attacks. Results indicated that SGPC (100% slag) is stronger and durable than the FAGPC due to more stable and strong cross-linked alumina-silicate polymer structure. In addition, FAGPC specimens (100% fly ash) showed better durability resistance than the OPC specimens. However, FAGPC specimens (100% fly ash) demonstrated lower mechanical performance as compared to OPC specimens due to low reactivity of fly ash particles, low amount of calcium and more porous structure. Among the chemical environments, sulfuric acid ($H_2SO_4$) was most dangerous environment for all concrete types.

• 보존과학회지
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• 제26권3호
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• pp.325-334
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• 2010

이 연구에서는 석조문화재 강화제의 처리 효과를 정량적으로 규명하기 위해 화강석분과 포틀랜드시멘트를 이용하여 강도가 낮은 인공 다공질 시료를 제작하고, 여기에 4종의 알콕시실란계 강화제와 아크릴수지, 에폭시수지 등 상업화 된 6종의 강화제를 적용하여 처리 전과 후의 특성을 비교 분석하였다. 실험 결과, Silres BS OH 100은 밀도 및 표면 경도 향상에 효과적이며, 발수성의 SS-101과 친수성의 Site SX-RO는 염풍화에 대해 향상된 내구성을 보였다. Araldite 2020은 물리적 기능 향상에 가장 효과적이나, Syton HT-50 및 Paraloid B72는 낮은 침투율로 인해 표면 일부에 처리효과가 집중되어 전체적으로는 풍화에 취약한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.649-656
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• 2006

본 연구에서는 재생 골재 콘크리트의 현장적용성을 높이기 위해 보통 콘크리트에 비해 큰 슬럼프 손실을 개선할 수 있는 분말형 감수제(PSP제)를 개발하였다. 이 PSP제가 혼입된 콘크리트의 유동성 및 역학적 성질들을 평가하기 위하여 재생 굵은골재와 재생 잔골재 혼입조건에 24배합이 실험되었다. 액상형 고성능 감수제를 투입한 콘크리트의 슬럼프는 시간경과와 함께 급격히 감소하며 120분 후에는 초기 슬럼프의 50% 이하로 떨어졌다. 하지만 PSP 제를 혼입한 콘크리트의 슬럼프는 배합 후 30분 까지는 거의 변화가 없으며 1시간 경과 후에도 초기 슬럼프의 85% 이상을 유지하였다. 뿐만 아니라 PSP제는 콘크리트의 압축강도, 할렬인장강도, 휨강도 및 탄성계수들도 향상시켰으며 건조수축 변형률을 감소시켰다. 콘크리트의 성능향상을 고려하였을 때 PSP제의 최적 혼입률은 시멘트 양 대비 5%이었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.651-658
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• 2010

콘크리트의 슬럼프와 역학적특성에 대한 마이크로 섬유와 매크로 섬유의 영향을 파악하기 위하여 강섬유와 PVA 섬유로 하이브리드 보강된 콘크리트 16배합과 무보강 콘크리트 1배합을 실험하였다. 주요 변수는 강섬유와 PVA 섬유의 체적비 및 길이이다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 역학적특성들은 섬유보강지수에 따라 분석되었으며, 강섬유 또는 PVA 섬유만으로 보강된 콘크리트와 비교하였다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 슬럼프는 섬유 체적비와 형상비 증가와 함께 감소하였으며, 할렬인장강도, 파괴계수, 탄성계수 및 휨 인성지수는 섬유보강지수의 증가와 함께 증가하였다. 단일 섬유보강 콘크리트의 섬유체적비에 비해 낮은 체적비를 갖는 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 파괴계수와 휨인성지수는 단일 섬유보강 콘크리트에 비해 높았다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 휨 인성 향상을 위해서는 30 mm와 60 mm 길이의 강섬유를 함께 사용하는 것보다는 60 mm 강섬유만을 사용하는 것이 효율적이었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권5호
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• pp.401-411
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• 2022

To obtain the dynamic mechanical properties, fracture modes, energy and brittleness characteristics of Furong Baijiao coal rock, the dynamic impact compression tests under 0, 4, 8 and 12 MPa confining pressure were carried out using the split Hopkinson pressure bar. The results show that failure mode of coal rock in uniaxial state is axial splitting failure, while it is mainly compression-shear failure with tensile failure in triaxial state. With strain rate and confining pressure increasing, compressive strength and peak strain increase, average fragmentation increases and fractal dimension decreases. Based on energy dissipation theory, the dissipated energy density of coal rock increases gradually with growing confining pressure, but it has little correlation with strain rate. Considering progressive destruction process of coal rock, damage variable was defined as the ratio of dissipated energy density to total absorbed energy density. The maximum damage rate was obtained by deriving damage variable to reflect its maximum failure severity, then a brittleness index BD was established based on the maximum damage rate. BD value declined gradually as confining pressure and strain rate increase, indicating the decrease of brittleness and destruction degree. When confining pressure rises to 12 MPa, brittleness index and average fragmentation gradually stabilize, which shows confining pressure growing cannot cause continuous damage. Finally, integrating dynamic deformation and destruction process of coal rock and according to its final failure characteristics under different confining pressures, BD value is used to classify the brittleness into four grades.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.473-479
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• 2010

이 연구에서는 도로포장용 콘크리트의 성능향상을 목적으로 폴리프로필렌(PP), 나일론(NY), 폴리비닐알코올(PVA) 및 셀룰로우스(CL)의 섬유 종류에 변화를 주어 도로포장용 섬유보강 콘크리트(FRC)의 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 유동성은 OPC에 비해 섬유를 혼입할 경우 저하하는 경향을 나타내었으나, 혼합 즉시는 PP섬유, 60분 경시변화까지도 고려하면 NY섬유에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 공기량은 OPC와 유사한 경향을 나타내며, 섬유 혼입으로 인한 공기량의 변화는 크지 않았다. 경화 콘크리트의 특성으로 압축강도 및 휨강도는 Plain에 비하여 모든 재령에서 섬유를 혼입할 경우 증가하는 경향을 나타내었는데, 섬유 종류별로는 NY, PVA, PP, CL순이었다. 단, 인장강도에서는 NY 및 PP일 경우만 증가하는 경향이었다. 포로시미터에 의한 세공분포는 NY섬유를 혼입할 경우 섬유의 영향으로 $1{\mu}m$ 전후의 세공량이 많이 분포하여 누적 세공량이 커지는 경향을 나타내었다. 따라서 유동성 및 강도 등을 종합적으로 고려할 때, 이 연구의 실험 조건에서는 NY섬유 혼입 시 최상의 결과가 도출되는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.405-412
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• 2008

친환경 콘크리트 개발의 의미와 한계를 파악하기 위해 알칼리 활성 경량콘크리트 6배합이 실험되었다. 무시멘트 친환경 결합재를 생산하기 위해 고로슬래그와 분말형 규산나트륨이 각각 모재와 활성화제로 이용되었다. 최대직경 13 mm의 경량골재가 굵은골재로 이용되었으며, 최대직경 5 mm의 경량골재가 천연모래의 용적비로 0, 15, 30, 50, 75 및 100% 치환되었다. 굳지 않은 콘크리트에서는 시간경과에 따른 슬럼프 변화가 측정되었으며, 굳은 콘크리트에서는 재령에 따른 압축강도 발현속도, 할렬인장강도, 파괴계수, 탄성계수, 응력-변형률 관계, 부착강도 및 건조수축 변형률이 측정되었다. 실험된 알칼리 활성 경량콘크리트의 압축강도는 경량 잔골재 치환율이 30% 이상일 때 급격히 감소하였다. 특히 사용된 경량골재의 불연속 입도분포는 콘크리트의 역학적 특성들을 나쁘게 만들었다. 알칼리 활성 경량콘크리트의 역학적 특성들은 보통포틀랜드시멘트 경량콘크리트를 위해 제시된 ACI 318-05 및 EC 2 설계기준 또는 Slate 등의 제안모델들과 비교되었다. 또한 측정된 응력-변형률 관계는 보통포틀랜드시멘트 경량콘크리트의 실험 결과에 근거하여 제시된 Tasnimi의 모델과 비교되었다. 실험 결과와 각 제안 모델들과의 비교는 잘 일치하지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2006

이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.79-87
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• 2004

폐 PET 병을 재활용하여 경량콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 폐 PET 병 활용 경량골재(WPLA)의 품질 및 WPLA를 사용한 콘크리트(WPLAC)의 유동성, 단위용적 중량, 공기량 및 강도특성에 대하여 검토하였다. WPLA의 품질을 검토한 결과 WPLA를 $50\%$ 이하로 치환하는 것이 바람직하며, WPLA를 $50\%$ 치환한 경우 잔골재의 비중 및 흡수율이 강모래보다 각각 23 및 $75\%$ 정도 크게 감소하였으며, 콘크리트의 제물성에 크게 영향을 미쳤다. nU를 치환한 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티는 WPLA 치환율 및 물-시멘트비가 클수록 향상되었으며, 잔골재의 비중이 2.6에서 1.7로 감소함에 따라 콘크리트의 슬럼프 증가율은 약 $45 {\~} 120\%$로 나타났다. WPLA를 $75\%$치환한 콘크리트의 단위용적중량은 보통 콘크리트 보다 약 $17\%$ 정도 감소하였다. WPLA를 25 및 $50\%$ 치환한 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 변화(W/E=B5 49 및 $53\%$)에 관계없이 30MPa를 상회하였으며, WPLA $25\%$ 치환 콘크리트의 비강도는 물-시멘트비 $49\%$에서 $15.11{\times}10^3 MPa{\cdot}m^3/kg$로 보통콘크리트보다 크게 나타났다. 재령 조일 압축강도, 인장강도 및 탄성계수와의 비는 일반 경량콘크리트와 비슷한 경향을 보였다. 이상의 결과로 WPLA를 경량 콘크리트용 잔골재로 활용하는 것이 가능하다고 판단된다.