Kwang-Wu Lee;Jae-Hyun Park;Young-Won Lee;Dae-Sung Cho
Journal of the Korean Geosynthetics Society
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v.22
no.3
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pp.87-95
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2023
Recently, redevelopment of the original downtown area is underway, the necessity of construction in adjacent location is increasing. However, excavations in dense urban areas are prone to ground problems due to various causes, so it is necessary to use materials and methods that can minimize such problems. As a general earth retaining method, various methods such as diaphragm wall and CIP method are applied using cement. However, since a large amount of cement is used for the installation of earth retaining method, it is necessary to conduct research on the development of new cement substitute materials to significantly reduce greenhouse gas emissions. In this study, we utilized the hardening reaction of blast furnace slag powder, desulfurized gypsum and high calcium fly ash by alkali activation and applied it to the SCW method. As a result, it was analyzed that the compressive strength of solidified soil using development solidification material was 96.2 ~ 106.3% of OPC at 28 days of curing. In addition, the strength increment ratio was 2.06 for sandy soil and 2.41 for clayey soil, which was higher than 1.85 of OPC. It seems an advantageous in terms of long-term strength. In addition, from the environmental point of view, it was analyzed that there is no elution of heavy metals and that greenhouse gas emissions can be dramatically reduced. Therefore, if further studies are conducted, it can be applied to the SCW method.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.11
no.2
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pp.112-119
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2023
In this study, the variations in CO2 uptake according to the type and amount of alkali-based activator (Ca(OH)2, CSA) of geopolymer paste were evaluated. As the amount of activator added to the geopolymer paste increased, the fluidity of the paste is decreased and the compressive strength increased. According to the type of activator, it was confirmed that the addition of Ca(OH)2 had a greater effect on improving the compressive strength than CSA. As a result of changes in chemical properties according to carbonation curing, the amount of C-S-H and C-A-S-H gels produced before carbonation increased as the amount of activator increased, and amount of CaCO3 produced after carbonation increased. The reactivity of the blast furnace slag and zeolite increased due to the addition of the activator, and the reactivity tended to increase as the amount of addition increased. As a result of CO2 uptake, 10.3 wt% when Ca(OH)2 10 % was added and 8.77 wt% when CSA 10 % was added was confirmed. It increased by 421 % and 388 % respectively, compared to the case where no activator was added.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.11
no.2
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pp.97-104
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2023
In order to maximize the utilization of recycled fine aggregate, high strength mortar made of 100 % recycled fine aggregate was prepared, and its physical properties were evaluated to determine the possibility of using recycled fine aggregate as structural aggregate. The effect caused by the amount of nanosilica on the physical properties of w/b 0.2 recycled fine aggregate mortar consisting of cement, silica fume, and blast furnace slag. To improve the dispersion of nanosilica inside mortar, an aqueously dispersed nanosilica solution by ultrasonic tip sonication was prepared, and incorporated into the mortar to evaluate changes in mortar flow, porosity and compressive strength depending on nanosilica content. According to the experimental results, mortar flow decreased as the replacement ratio of nano-silica increased. As the replacement ratio of nanosilica increased up to 0.75 %, the porosity decreased and the compressive strength increased, but, at a replacement ratio of 1 %, the porosity increased and the compressive strength decreased. It was confirmed that the nano-silica replacement ratio of 0.75 % was optimum proportion to maximize the mechanical performance of high-strength recycled fine aggregate mortar.
Song, Ha-Won;Jung, Min-Sun;Ann, Ki Yong;Lee, Chang-Hong
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.29
no.1A
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pp.75-84
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2009
The present study assesses the chloride threshold level for corrosion of steel in concrete by examining the properties of four different binders used for blended concrete in terms of chloride binding, buffering of cement matrix to a pH fall and the corrosion behaviour. As binders, ordinary Portland cement (OPC), 30% pulverised fuel ash (PFA), 60% ground granulated blast furnace slag (GGBS) and 10% silica fume (SF) were used in a concrete mix. Testing for chloride binding was carried out using the water extraction method, the buffering of cement matrix was assessed by measuring the resistance to an artificial acidification of nitric acid, and the corrosion rate of steel in mortar with chlorides in cast was measured at 28 days using an anodic polarisation technique. Results show that the chloride binding capacity was much affected by $C_{3}A$ content and physical adsorption, and its order was 60% GGBS>30% PFA>OPC>10% SF. The buffering of cement matrix to a pH fall was varied with binder type and given values of the pH. From the result of corrosion test, it was found that the chloride threshold ranged 1.03, 0.65, 0.45 and 0.98% by weight of cement for OPC, 30% PFA, 60% GGBS and 10% SF respectively, assuming that corrosion starts at the corrosion rate of $0.1-0.2{\mu}A/cm^{2}$. The mole ratio of [$Cl^{-}$]:[$H^{+}$], as a new presentation of the chloride threshold, indicated the value of 0.008-0.009, irrespective of binder, which would be indicative of the inhibitive characteristic of binder.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.11
no.3
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pp.161-168
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2023
Converter slag is a by-product generated by refining the pig iron produced into molten steel in the blast furnace, occupying about 15 % of the weight of steel production. It has a high free-CaO content that can generate expansion cracks when used for concrete aggregate. This is the main reason to make it difficult to recycle. To solve this problem, government guideline requires that converter slag has to be aged in an open yard for 90 days. However, aging can not be perfectly performed because it entails time and cost. In this study, we tried to investigate the applicability of converter slag as a cementitious material rather than an aggregate by mixing converter slag with mortar formulations. According to the EDS results of the converter slag in the experiment, we found that screening in the aggregate phase was more effective than that in the powder phase. When the particles separated by a magnet in the aggregate state were pulverized and used for concrete up to a 15 % replacement ratio, various engineering characteristics, such as flow, length change, and compressive strength, showed engineering characteristics similar to those of the control mix.
Rizky Pitajeng;Julfikhsan Ahmad Mukhti;Seong-Hoon Kee
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.28
no.3
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pp.37-46
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2024
This study investigates the evolution of concrete damage due to chloride-induced steel corrosion through Impact-echo (IE) testing. Three reinforced concrete specimens, each measuring 1500 mm in length, 400 mm in width, and 200 mm in thickness, were fabricated using three concrete mixture proportions of blended cement types: ordinary Portland cement, ground granulated blast-furnace slag and fly ash. Steel corrosion in the concrete was accelerated by impressing a 0.5 A current following a 35-day cycle of wet-and-dry saturation in a 3% NaCl solution. Initial IE data collected during the saturation phase showed no significant changes, indicating that moisture had a minimal impact on IE signals and highlighting the slow progress of corrosion under natural conditions. Post-application of current, however, there was a noticeable decline in both IE peak frequency and the P-wave velocity in the concrete as the duration of the impressed current increased. Remarkably, progressive monitoring of IE proves highly effective in capturing the critical features of steel-corrosion induced concrete deterioration, such as the onset of internal damages and the rate of damage propagation. These results demonstrate the potential of progressive IE data monitoring to enhance the reliability of diagnosing and prognosticating the evolution of concrete damage in marine environment.
In-Gyu Kang;Jin-Man Kim;Sang-Chul Shin;Geon-Woo Kim;Tae-Yun An
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.12
no.1
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pp.82-93
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2024
Since the cement industry generates more than 60 % of CO2 during the clinker production process, supplementary cementitious materials are used worldwide to reduce CO2 efficiently. Mainly used supplementary cementitious materials such as blast furnace slag and fly ash, which are used in various industries including the cement industry, concrete admixtures, and ground solidification materials. However, since their availability is expected to decrease in the future according to the carbon neutrality strategy of each industry, new supplementary cementitious materials should be used to achieve the cement industry's goal for increasing the additive content of Portland cement. Limestone is a material that already has a large amount in the cement industry and has the advantage of high grinding efficiency, so overseas developed countries established Portland limestone cement standards and succeeded in commercialization. This study was an experimental study conducted to evaluate the possibility of utilizing domestic PLC, the effect of fineness and replacement ratio on the physical properties of cement was investigated, and the environmental impact of cement was evaluated by analyzing CO2 emissions.
The importance of chloride ions in the corrosion of steel in concrete has led to the concept for chloride threshold level (CTL). The CTL can be defined as the content of chlorides at the steel depth that is necessary to sustain local passive film breakdown and hence initiate the corrosion process. Despite the importance of the CTL, due to the uncertainty determining the actual limits in various environments for chloride-induced corrosion, conservative values such as 0.4% by weight of cement or 1.2 kg in 1 $m^3$ concrete have been used in predicting the corrosion-free service life of reinforced concrete structures. The paper studies the CTL for blended cement concrete by comparing the resistance of cementitious binder to the onset of chloride-induced corrosion of steel. Mortar specimens were cast with centrally located steel rebar of 10 mm in diameter using cementitious mortars with ordinary Portland cement (OPC) and mixed mortars replaced with 30% pulverized fuel ash (PFA), 60% ground granulated blast furnace slag (GGBS) and 10% silica fume (SF), respectively, at 0.4 of a free W/B ratio. Chlorides were admixed in mixing water ranging 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder(Based on $C1^-$). Specimens were curd 28 days at the room temperature, wrapped in polyethylene film to avoid leaching out of chloride and hydroxyl ions. Then the corrosion rate was measured using the polarization resistance method and the order of CTL for binder was determined. Thus, CTL of OPC, 60%GGBS, 30%PFA and 10%SF were determined by 1.6%, 0.45%, 0.8% and 2.15%, respectively.
Paper packs, glass bottles, metal cans, and plastic materials are classified according to packaging material recycling groups that are Extended Producer Responsibility (EPR). In the case of waste paper pack, the compressed cartons are dissociated to separate polyethylene films and other foreign substance, and then these are washed, pulverized and dried to produce toilet paper. Glass bottle for recycling is provided to the bottle manufacturers after the process of collecting the waste glass bottle, removing the foreign substance, sorting by color, crushing, raw materializing process. Waste glass recycling technology of Korea is largely manual, except for removal of metal components and low specific gravity materials. Metal can is classified into iron and aluminum cans through an automatic sorting machine, compressed, and reproduced as iron and aluminum through a blast furnace. In the case of composite plastic material, the selected compressed product is crushed and then recycled through melt molding and refined products are produced through solid fuel manufacturing steps through emulsification and compression molding through pyrolysis. In the recycling process of paper packs, glass bottles, metal cans, and plastic materials, the influx of recycled materials and other substances interferes with the recycling process and increases the recycling cost and time. Therefore, the government needs to improve the legal system which is necessary to use materials and structure that are easy to recycle from the design stage of products or packaging materials.
This paper presents a quantitative evaluation of water permeability in concrete with cold joint considering mineral admixture and loading conditions. Concrete samples with OPC (Ordinary Portland Cement) and GGBFS(Ground Granulated Blast Furnace Slag) are prepared considering 0.6 of W/C ratio and 40% of replacement. 30% and 60% loading levels for compression and 60% loading level for tension are induced to concrete samples. In compression conditions, the permeability in control case shows $2.41{\times}10^{-11}m/s$ in OPC concrete, and it changes to $2.07{\times}10^{-11}m/s$ (30% of peak) and $2.36{\times}10^{-11}m/s$ (60% of peak). The results in GGBFS concrete shows the same trend, which yields $2.17{\times}10^{-11}m/s$ (control), $1.65{\times}10^{-11}m/s$ (30% of peak), and $1.96{\times}10^{-11}m/s$ (60% of peak), respectively. In tensile conditions, the permeability increases from $2.37{\times}10^{-11}m/s$ (control) to $2.67{\times}10^{-11}m/s$ (60% of peak) while that in GGBFS concrete increases from $2.17{\times}10^{-11}m/s$ (control) to $2.24{\times}10^{-11}m/s$ (60% of peak). Permeability coefficients decreases in 30% of compressive level but increases in 60% level, while results in tensile level increases rapidly. This shows pore structure in concrete is condensed and with loading and permeability increases due to micro-cracking. Permeability evaluation considering the effects of loading conditions, cold joint, and GGBFS is verified to be important since water permeability greatly changes due to their effects.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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