• Geomechanics and Engineering
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• 제31권4호
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• pp.409-422
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• 2022

The use of calcium sulfoaluminate (CSA) cement as a rapid-hardening cement admixture or eco-friendly alternate for ordinary Portland cement (OPC) has been attempted over the years, but the cost of CSA cement and availability of suitable aluminium resource prevent its wide practical application. To propose an effective ground improvement design in sandy soil, this study aims at blending a certain percentage of CSA with OPC to find an optimum blend that would have fast-setting behavior with a lower carbon footprint than OPC without compromising the mechanical properties of the cemented sand. Compared to the 100% CSA case, initial speed of strength development of blended cement is relatively low as it is mixed with OPC. It is found that 80% OPC and 20% CSA blend has low initial strength but eventually produces equivalent ultimate strength (28 days curing) to that of CSA treated sand. The specific OPC-CSA blend (80:20) exhibits significantly higher strength gain than using pure OPC, thus allowing effective geotechnical designs for sustainable and controlled ground improvement. Further parametric studies were conducted for the blended cement under various curing conditions, cement contents, and curing times. Wet-cured cement treated sand had 33% lower strength than that of dry-cured samples, while the stiffness of wet-cured samples was 25% lower than that of dry-cured samples.

• Advances in concrete construction
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• 제15권1호
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• pp.11-22
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• 2023

Autogenous healing of concrete can be helpful in structural maintenance by healing cracks using a healing material created by the precipitation of calcite and by the hydration of unhydrated binder around the cracks. Against this backdrop, this study investigated the physicochemical properties and autogenous healing performance of ternary blended binder composed of ordinary Portland cement (OPC), blast furnace slag (BFS), and calcium sulfoaluminate (CSA) clinker. Ternary blended binders with various contents of OPC-BFS-CSA clinker were prepared, and their physicochemical properties and autogenous healing performances were examined using various analytical techniques and visually observed using a microscope. The obtained results indicated that increase in the BFS content accompanied the increased the amount of unreacted BFS even after 28 days of curing and had a positive effect on the autogenous healing performance due to its latent hydration. However, replacing the CSA clinker did not increase the autogenous healing performance owing to an insufficient sulfate source for the formation of ettringite. The main precipitates around the cracks were calcite, C-S-H. Other hydration products such as portlandite, monosulfate, and ettringite, which were not found in the Raman and scanning electron microscope analyses.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.124-132
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• 2018

본 연구는 다성분계 고유동 모르타르의 특성에 관한 연구이다. 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBFS), 칼슘설포알루미네이트(CSA) 그리고 초속경시멘트(URSC)를 혼합한 결합재이다. GGBFS는 OPC 질량에 대해 30%(P7 series), 50%(P5 series) 그리고 70%(P3 series)치환하였고, CSA와 URSC는 10%와 20%를 치환하였다. 혼화제는 폴리카르복실계를 사용하였다. 모든 배합의 물-결합재 비(w/b)는 0.35로 일정하다. 실험은 미니슬럼프, V-funnel, 압축강도 그리고 건조수축을 측정하였다. 실험결과 CSA와 URSC의 치환율이 증가하면 혼화제 사용량, V-funnel 시간 그리고 압축강도는 증가하였다. 또한 응결시간과 건조수축은 CSA와 URSC의 치환율이 증가함에 따라 감소하였다. CSA는 건조수축을 감소시키지만 URSC는 효과가 미미하다. CSA와 URSC를 혼합한 결합제는 상호보완 작용에 의해 건조수축 감소 효과가 컸다. 이는 URSC의 초기강도 향상효과와 CSA의 팽창과 장기강도 향상효과 때문이다.