• 제목/요약/키워드: alkali silica reaction

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쇄석골재의 알칼리-실리카 반응에 관한 실험적 연구 (제4보: 국내산 반응성 골재에 JIS 신속법 적용가능성) (An Experimental Study on the Alkali-Silica Reaction of Crushed Stones (Part4: The Application of the JIS Rapid Test Method to the Several Domestic Reactive Aggregates))

  • 차태환;조원기;조일호;노재호;이양수;정재동;윤재환
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.447-450
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    • 1994
  • The chemical method and mortar-bar method for identification of the susceptibility to Alkali-Aggregate Reaction (AAR) was established as KS method by referencing the ASTM methods. However, the chemical method requires skilled chemical engineers and aggregates are tested in very severe condition, and on the other hand, the mortar-bar method needs a long time of 3 or 6 months. Judging from this circumstance that the use of crushed stones are increased due to the shortage of natural aggregates, the development and standardization of a new rapid test method is considered essential. The purpose of this paper is to research for the possibility to apply the rapid method, instead of the chemical method and the mortar-bar method with using the several domestic crushed stones.

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Kaolinite 계열의 첨가제와 알칼리염의 반응 특성 (Reaction Characteristics of Kaolinite-based Additives and Alkali Salts)

  • 전현지;최유진;선도원;한근희;배달희;이영우
    • 청정기술
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    • 제26권3호
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    • pp.221-227
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    • 2020
  • 폐기물고형연료(SRF, Bio-SRF)가 보일러에서 연소 될 때, 연료에 다량 함유되어있는 알칼리 성분(Na, K) 들이 연소과정에서 문제를 발생시킨다. 알칼리 성분은 낮은 melting point를 가지고 있어 통상 연소로 온도 내에서 저융점 염을 형성하고, 생성된 저융점 염들은 전열관에 달라붙어 클링커를 형성한다. 클링커생성을 억제하기 위해 다양한 첨가제가 사용되고 있으며, 고령석 기반의 첨가제는 알칼리-알루미늄-실리카가 형성되어 클링커를 억제한다. 본 연구에서는 고령석을 기반으로 하는 첨가제의 반응성을 비교 하였다. 사용된 첨가제는 R-kaolinite, B-kaolinite, A-kaolinite를 사용하였고 비교군 으로 silica와 MgO를 사용하였다. 실험은 실험실 규모의 회분식 수평형 반응기를 사용하였다. 첨가제와 알칼리염은 중량비 1:1로 반응토록 하였으며 반응 온도는 900 ℃에서 10시간 수행하였다. 실험 중 발생한 HCl은 검지관을 사용하여 30분 후 첫 측정을 하고 이후 1시간마다 반복하여 측정하였다. 반응 후 고체 잔여물은 특성 분석을 위하여 광학현미경으로 촬영하였다. 분석결과를 토대로 고령석의 반응특성을 확인하였다.

Elastic modulus of ASR-affected concrete: An evaluation using Artificial Neural Network

  • Nguyen, Thuc Nhu;Yu, Yang;Li, Jianchun;Gowripalan, Nadarajah;Sirivivatnanon, Vute
    • Computers and Concrete
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    • 제24권6호
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    • pp.541-553
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    • 2019
  • Alkali-silica reaction (ASR) in concrete can induce degradation in its mechanical properties, leading to compromised serviceability and even loss in load capacity of concrete structures. Compared to other properties, ASR often affects the modulus of elasticity more significantly. Several empirical models have thus been established to estimate elastic modulus reduction based on the ASR expansion only for condition assessment and capacity evaluation of the distressed structures. However, it has been observed from experimental studies in the literature that for any given level of ASR expansion, there are significant variations on the measured modulus of elasticity. In fact, many other factors, such as cement content, reactive aggregate type, exposure condition, additional alkali and concrete strength, have been commonly known in contribution to changes of concrete elastic modulus due to ASR. In this study, an artificial intelligent model using artificial neural network (ANN) is proposed for the first time to provide an innovative approach for evaluation of the elastic modulus of ASR-affected concrete, which is able to take into account contribution of several influence factors. By intelligently fusing multiple information, the proposed ANN model can provide an accurate estimation of the modulus of elasticity, which shows a significant improvement from empirical based models used in current practice. The results also indicate that expansion due to ASR is not the only factor contributing to the stiffness change, and various factors have to be included during the evaluation.

폐유리와 산업부산물을 사용한 모르터의 팽창특성 (Expansion Properties of Mortar Using Waste Glass and Industrial By-Products)

  • 박승범;이봉춘
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.440-448
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    • 2002
  • 산업의 발달과 더불어 폐유리의 발생량은 점차 증가되고 있다. 콘크리트에 폐유리를 사용할 경우 알칼리 실리카 반응(ASR)에 의한 팽창으로 콘크리트에 균열이 발생하여 성능저하를 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 폐유리의 색깔(갈색, 녹색), 입도 및 폐유리로 인해 발생되는 ASR팽창을 저감시키기 위해 산업부산물의 종류(플라이애시, 고로슬래그 미분말)와 혼입율에 따른 ASR팽창과 강도특성을 분석하였다. 또한, 포졸란 재료로서 폐유리 분말의 사용가능성을 분석하였다. 연구결과, 폐유리의 색깔에 관계없이 폐유리의 퍼시멈 입도는 2.5~l.2mm로 나타났으며, 폐유리의 입도가 2.5~l.2 mm보다 작을수록 팽창은 점차 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 폐유리에 산업부산물의 혼입은 ASR로 인한 팽창과 강도저하를 억제시키는데 효과적이며, 0.075 mm미만의 폐유리 분말이 포졸란 재료로서 적용이 가능한 것으로 나타났다.

알칼리-실리카 반응에 의한 모르타르 봉의 SEM과 EPMA 분석을 통한 미세구조 연구 (Microstructural Study of Mortar Bar on Akali-Silica Reaction by Means of SEM and EPMA Analysis)

  • 전쌍순;이효민;진치섭
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.531-537
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    • 2009
  • 이 연구에서는 알칼리-실리카 반응성을 평가하는데 적용되는 ASTM C 227과 ASTM C 1260 모르타르 봉 시험법으로 쇄석골재의 반응성을 평가하고, 제작된 모르타르를 3년간 일반 환경에 노출시킨 뒤, 알칼리-실리카 반응으 로 인해 생성될 수 있는 반응생성물 확인과 화학분석을 위해 SEM과 EPMA 분석을 실시하였다. 이 연구에서는 SEM의 secondary electron image(SEI)와 EPMA의 backscattered electron image(BSEI)를 이용하였다. 이 연구에 사용된 쇄석골재 는 ASTM C 227에 의해서는 2년간 뚜렷한 팽창을 나타내지 않았지만, KOH 용액을 이용한 반응촉진법에 의해서는 유 해 가능성이 있는 것으로 나타났다. 모르타르 봉 시험 시행 후, SEM SEI 분석 결과, ASTM C 227에 의해 제작된 모 르타르 봉에서는 골재 입자와 시멘트페이스트 사이에 알칼리-실리카 반응에 의한 흔적이나 pore 내에서 반응생성물이 확인되지 않았다. 하지만 ASTM C 1260에 의한 모르타르 봉에서는 알칼리-실리카 반응의 전형적인 반응생성물로 알려 진 꽃잎형(rosette morphology)의 알칼리-실리카 겔(gel)이 확인되었다. EPMA 분석 결과, ASTM C 227에 의한 모르타르 봉에서도 골재 입자 표면에 부분적으로 미세하게 Al-ASR gel이 확인됨에 따라 ASTM C 227에 의해 2년간 무해한 팽 창을 나타내었던 모르타르 봉에서도 알칼리-실리카 반응이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 반응성 촉진 시험 후의 모르 타르의 EPMA 분석 결과에서는 골재 입자에 발생된 균열 내부뿐만 아니라 pore 내부에 알칼리-실리카 겔이 축적되어 있는 것으로 나타났으며, 또한 pore 내에서 확인된 겔이 골재 입자 내부에 생성된 겔에 비해 Ca 함량이 더 풍부한 것 으로 나타났다. 국내에서 생산되는 쇄석골재 사용으로 인하여 구조물 내부에 발생한 변화를 미세구조를 통해 확인한 결 과, 알칼리-실리카 반응에 의한 구조물 열화를 알 수 있었다. 따라서, 국내 쇄석골재 사용량 증가에 따라 새로운 건설에 있어서 알칼리-실리카 반응 방지를 위한 고려가 있어야 할 것으로 판단된다.

화쇄류 퇴적물을 혼입한 콘크리트의 기초특성 평가 (Evaluation for Fundamental Properties of Concrete mixed with Pyroclastic Flow Deposit)

  • 최형길;김규용;노구치 타카푸미
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.49-57
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    • 2016
  • 실내실험으로서 화쇄류 퇴적물의 기초물성을 평가하고, 화쇄류 퇴적물의 혼입율에 따른 콘크리트의 굳지않은 성상 및 강도특성을 평가했다. 그 후, 실기 플랜트 제조실험을 실시해 화쇄류 퇴적물 혼입 콘크리트의 굳지않은 성상, 강도특성, 수축 특성 및 내구특성에 대해 검토했다. 그 결과, 화쇄류 퇴적물의 혼입에 의한 유해한 알칼리 실리카 반응은 발생하지 않았다. 더불어, 화쇄류 퇴적물에 의해 장기재령에 있어서의 강도향상 등의 포졸란 반응의 효과를 기대할 수 있다고 판단된다. 실기 플랜트 제조실험에 있어서도 화쇄류 퇴적물 혼입에 의한 공기량의 변화나 현저한 슬럼프 로스는 발생하지 않았고, 실기 플랜트로의 제조도 아무런 문제는 없다고 판단된다. 한편, 화쇄류 퇴적물을 혼입한 콘크리트의 강도특성, 수축특성 및 내구특성은 보통 콘크리트와 비교해서 동일한 수준으로 평가되었으며, 화쇄류 퇴적물을 혼입한 콘크리트의 경우, 콘크리트의 적절한 온도관리나 적절한 양생방법을 강구하는 것으로 건설재료 분야에 보다 유효하게 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

알칼리-실리카 반응에 의한 시멘트 콘크리트 포장 파손 사례 (A Case Study for Deterioration due to Alkali-Silica Reaction in the Cement Concrete Pavement)

  • 홍승호;한승환;윤경구
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.355-360
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    • 2006
  • 알칼리-실리카 반응은 시멘트 콘크리트 포장 및 구조물에 매우 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 국내의 경우 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 거의 보고되지 않아 연구는 적게 수행되고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 고속도로 일부 노선의 시멘트 콘크리트포장에서 발생한 불규칙균열과 스폴링의 발생 원인을 분석하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 현장조사, 화학적인 방법 및 전자현미경(SEM)의 에너지 분석기(EDX)를 사용하여 파손 원인을 분석하였다. 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장의 파손 유형은 불규칙 균열과 스폴링이다. 코어 시편의 균열 절단면에서 편암과 편마암 골재 주위로 백색으로 변색된 반응환이 관찰되었고, 반응 생성물에서는 $Si^{4+}>K^+$성분이 주로 분석되었다. 254nm 파장의 자외선 광선을 비추게 되면 알칼리-실리카 반응부에 화학반응에 의하여 노란색 형광 빛을 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장에 발생한 불규칙 균열 및 스폴링은 주로 알칼리-실리카 반응에 의해 유발된 것으로 판정하였다.

폐유리 잔골재를 치환한 고강도 모르타르의 역학적 특성 및 알칼리-실리카 반응 평가 (Evaluation of Mechanical Properties and Alkali-Silica Reaction of High Strength Mortar Using Waste Glass Sand)

  • 유하민;김규용;최경철;손민재;남정수
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.528-536
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    • 2020
  • 본 연구에서는 천연골재의 대체골재로써 폐유리 잔골재(이하 GS)를 고강도 모르타르에 혼입하여 일반강도 모르타르와의 역학적 특성, 알칼리-실리카 반응(이하 ASR), ASR 후 모르타르의 잔류 역학적 특성을 비교·분석하였다. 실험 결과, GS를 모르타르에 혼입하는 경우, 혼입률이 증가할수록 역학적 특성 저하 및 ASR 증가 현상이 확인되었다. 특히, 모르타르의 고강도화는 GS의 Slip 현상을 개선하기에는 한계가 있을 뿐만 아니라, 오히려 ASR을 더욱 촉진하는 것으로 확인되었다. ASR 후 잔류 역학적 특성에서 반응 초기에는 강도가 증가하였으나, 반응이 지속됨에 따라 강도가 감소하는 경향이 나타났다. 이를 통하여, ASR 생성물이 GS의 Slip 현상을 개선할 가능성이 있을 것으로 사료된다. 따라서, 폐유리 잔골재 Slip 현상을 개선하기 위한 GS 표면 개질 및 ASR 저감을 위한 혼화재 사용 등과 같은 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

지역별 황토의 화학적 특성 및 강도발현에 관한 연구 (A Study on the Chemical Properties and Strength Development of Regional Hwangto)

  • 황혜주;김정규;양준혁
    • KIEAE Journal
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    • 제6권2호
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    • pp.11-18
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    • 2006
  • In this research, Conducting an engineering properties experiment, this study examined basic properties of regional Hwangto. The results of experiments are as followings. 1) This study confirmed that a result of examining lime order for Hwangto and comparison of stimulants, this study confirmed that 28 day's strength promotion is found in case of calcium hydroxide(Ca(OH)2) and calcium chloride(CaCl2) stimulant. Finally, it is known the fact that lime highly improves the weak strength of Hwangtoh. 2) As XRD analysis for proving the strength manifestation principle of Hwangto by regions, CSH figure and CASH figure appeared in each regional Hwangto in all the strength areas. This result could be appeared through hydraulicity from reaction of alkali stimulant and water, and pozzolan reaction(CSH figure) and $Str{\ddot{a}}tlingite$ reaction(CASH figure) by silica (SiO2) ingredient and calcium hydroxide (Ca(OH)2) among ingredients of clay, and alumina(Al2O3). 3) In result of strength analysis, It is knowned that the Gyeongsangdo Hwangto is stronger than the Jeollado Hwangto in reactivity.

Equifield line simulation and ion migration prediction for concrete under 2-D electric field

  • Liu, Chih-Chien;Kuo, Wen-Ten;Huang, Chun-Yao
    • Computers and Concrete
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    • 제12권4호
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    • pp.431-442
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    • 2013
  • This study attempted to find a proper method applicable to simulating practical equifield lines of two-dimensional Accelerate Lithium Migration Technique (ALMT), and evaluate the feasibility of using the theoretical ion migration model of one-dimensional ALMT to predict the ion migration behavior of two-dimensional ALMT. The result showed that the electrolyte or carbon plate can be used as matrix to draw equifield line graph similar to that by using mortar as matrix. Using electrolyte electrode module for simulation has advantages of simple production, easy measurement, rapidness, and economy. The electrolyte module can be used to simulate the equifield line distribution diagram in practical two-dimensional electrode configuration firstly. Then, several equifield line zones were marked, and several subzones under one-dimensional ALMT were separated from various equifield line zones. The theoretical free content distribution of alkali in concrete under two-dimensional electric field effect could be obtained from duration analysis.