• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.359-366
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• 2007

최근들어 내구성에 대한 사회적, 공학적 중요성이 부각됨에 따라, 염해 및 탄산화에 대한 연구가 집중되고 있다. 일반적으로 침지된 구조물의 경우를 제외하고는 염해와 탄산화는 동시에 발생하게 되는데, 탄산화 영역에서는 염화물 거동이 일반콘크리트에서의 염화물 거동과 다르게 평가된다. 그리고 콘크리트 구조에 발생된 균열은 단일열화 뿐 아니라 복합열화의 진전에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 염화물 확산과 침투 그리고 이산화탄소 유입에 따른 탄산화 거동을 고려하여, 복합열화에 노출된 건전부 및 균열부 콘크리트 구조물의 열화 해석을 수행하는데 있다. 먼저 초기재령 콘크리트의 다상 수화 발열 모델 및 공극 구조 형성 모델을 도입한 염화물 확산 및 침투를 고려한 염화물 이동 모델을 이용하였다. 이후 탄산화 해석을 통하여 탄산화 영역 진전에 따라 변화하는 공극 분포, 포화도 및 고정화 염화물의 해리를 모델링하여 복합 열화 모델을 개발하였으며 개발된 모델은 기존의 실태 조사 결과 및 실험 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 한편 선행된 연구 결과인 균열부의 염화물 및 탄산화 거동을 고려하여, 보통포틀랜트시멘트 (OPC; ordinary portland cement) 및 혼화재 (슬래그)를 사용한 콘크리트에 대한 복합열화 거동을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 건전부 및 균열부에 대하여 복합열화 저항성을 평가할 수 있는 복합열화 천이 영역 (CCTZ)를 제안하였으며, 혼화재를 사용한 콘크리트가 OPC를 사용한 콘크리트에 비하여 복합열화 저항성이 우수함을 해석적으로 구명하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.438-444
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• 2019

본 연구에서는 모르타르의 동결융해피해에 미치는 폴리프로필렌섬유의 영향을 실험적으로 검토하였다. 섬유를 혼입하지 않은 섬유무보강 모르타르와 폴리비닐알코올섬유를 혼입한 모르타르를 비교 대상으로 하여 폴리프로필렌섬유의 혼입이 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 압축 및 휨특성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 300사이클의 동결융해 시험 후 모르타르의 질량감소율, 상대동탄성계수 및 공극크기분포에 대한 시험을 실시하였다. 그 결과, 섬유종류에 관계없이 섬유무혼입 모르타르에 비해 섬유혼입 모르타르는 300사이클의 동결융해시험 후 압축강도 및 휨강도의 역학적 성능저하와 질량감소율의 증가를 억제하는 것이 가능했다. 한편, 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 공극감소에 대한 저항에 폴리비닐알코올섬유뿐만 아니라 폴리프로필렌섬유가 효과적으로 작용할 수 있는 것을 확인했으나 폴리프로필렌섬유를 혼입한 모르타르의 동결융해저항성을 향상시키기 위해서는 폴리비닐알코올섬유에서 기대할 수 있는 시멘트매트릭스와의 결합효율을 증가시킬 필요가 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권5호
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• pp.433-445
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• 2020

The weakening and softening behavior of soft clay subjected to cyclic loading due to the build-up of excess pore water pressure is well-known. During the design stage of the foundation of highways and coastal high-rise buildings, it is important to study the mechanical behavior of marine soils under cyclic loading as they undergo greater settlement during cyclic loading than under static loading. Therefore, this research evaluates the cyclic stress-strain and shear strength of untreated and treated marine clay under the effects of wind, earthquake, and traffic loadings. A series of laboratory stress-controlled cyclic triaxial tests have been conducted on both untreated and treated marine clay using different effective confining pressures and a frequency of 0.5 and 1.0 Hz. In addition, treated samples were cured for 28 and 90 days and tested under a frequency of 2.0 Hz. The results revealed significant differences in the performance of treated marine clay samples than that of untreated samples under cyclic loading. The treated marine clay samples were able to stand up to 2000 loading cycles before failure, while untreated marine clay samples could not stand few loading cycles. The untreated marine clay displayed a higher permanent axial strain rate under cyclic loading than the treated clay due to the existence of new cementing compounds after the treatment with recycled tiles and low amount (2%) of cement. The effect of the effective confining pressure was found to be significant on untreated marine clay while its effect was not crucial for the treated samples cured for 90 days. Treated samples cured for 90 days performed better under cyclic loading than the ones cured for 28 days and this is due to the higher amount of cementitious compounds formed with time. The highest deformation was found at 0.5 Hz, which cannot be considered as a critical frequency since smaller frequencies were not used. Therefore, it is recommended to consider testing the treated marine clay using smaller frequencies than 0.5 Hz.

• 한국건축시공학회지
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• 제9권5호
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• pp.63-70
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• 2009

본 연구는 실리카와 칼슘의 수열합성 반응에 의해 제조하는 흡음형 경량기포콘크리트의 개발에 관한 일련의 연구이다. 원료는 석탄화력발전소의 부산물로 발생되는 바텀애시를 미분화한 것을 실리카원으로 사용하였고, 1종보통포틀랜드시멘트, 알루미나 시멘트, 소석회를 칼슘원으로 사용하였다. 경화체 내에서 연속기포를 형성하기 위하여 기포제를 이용하여 발포한 기포를 슬러리와 혼합한 후 몰드에 타설하는 선발포 방식으로 시험체를 제조하였다. 실험인자는 물분체비, 기포제 희석비, 기포 혼입비로 설정하였고 이들 요인이 흡음형 기포콘크리트의 압축강도, 절건밀도, 전공극률, 연속공극률, 흡음성능에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과 기포콘크리트의 흡음성능은 거의 모든 실험 수준에서 흡음재료를 위한 NRC의 요구성능을 만족하는 것으로 나타났다. 기포비는 가장 지배적인 인자이고 이 연구에서 기포콘크리트의 모든 특성에 현저하게 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 물분체비는 압축강도와 절건밀도 뿐만 아니라 전공극률과 연속공극률에 거의 영향을 끼치지 않았고 기포제 희석비는 거의 모든 특성에 영향을 주지 않았다. 흡음성능과 흡수시간 및 연속공극률의 상관관계 분석결과 흡수시간은 연속공극률과의 상관성이 높은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.609-615
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• 2011

$850{\sim}1,000^{\circ}C$ 정도의 저온에서 소성된 MgO 분말을 혼입한 MgO 콘크리트는 장기적인 팽창성을 보인다. 이러한 팽창성은 MgO 분말의 느린 수화 반응을 통해 이루어지기 때문에 늦은 재령에서의 수축을 보상하는 특성을 가진다. 하지만 MgO 분말의 혼입은 시멘트의 초결을 지연시키며 응결 시간을 증가시키고, MgO 콘크리트의 공극률과 공극의 크기 분포가 일반 콘크리트와 다르기 때문에 현장 적용을 위해서는 MgO 콘크리트의 역학적 특성뿐만 아니라 다양한 내구 성능에 대한 검토가 필요하다. 이 연구에서는 MgO 콘크리트의 내구 특성을 평가하기 위하여 5% 수준으로 MgO 분말을 혼입한 콘크리트를 재령 56일까지 $20^{\circ}C$에서 수중 양생한 후 탄산화, 동결융해 및 염화물 확산에 대한 실험을 수행하여 MgO 분말을 혼입하지 않은 콘크리트의 내구 특성과 비교하였다. 그 결과 MgO 분말을 혼입한 콘크리트에서 콘크리트의 내구 성능이 다소 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 MgO 분말의 수화 반응에 따른 팽창 효과로 콘크리트의 미세 구조가 치밀해지기 때문으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.811-818
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• 2005

플래쉬 콘크리트의 유동성 및 유동성 감소는 유기 화학혼화제의 종류에 영향을 받는다는 것은 잘 알려져 있다. 유기화학 혼화제는 콘크리트의 물성을 증가시킬 수 있다. 술포네이트 나프탈렌 포름알데하이드(SNF, Sulfonated Naphthalene-Formaldehyde) 고유동화제(superplasticizer)가 대표적으로 많이 사용되고 있으나, 유동성 감소의 문제점이 있다. 본 연구에서는 술포네이트 멜라민 포름알데하이드(SFM, Sulfonated Melamine-Formaldehyde) 고유동화제를 합성하여 SNF 고유동화제의 물리적 특성을 보완하고자 한다. SNF계 고유동화제를 4단계로 나누어 반응을 진행하였고, Step.1은 hyydroxymethylation 단계이고, Step.2는 sulfonation단계이고, Step.3은 중합단계이고, Step.4는 안정화 단계이다. SMF 고유동화제의 합성은 pH, 반응온도 및 반응시간에 영향을 받는다 본 합성에서 우리는 멜라민과 포름알데하이드의 몰비를 1:3, 1:4로 변화시키고, Step. 3에서 촉매의 양을 조절하면서 반응을 진행하였다. 그리고, SMF 고유동화제 및 SNF계 고유동화제와 혼합한 시료에 대해서 시멘트 대비 0.5, 1.0, 1.5wt% 첨가하여 물리적 특성을 비교하였다. 고유동화제를 첨가한 시료는 첨가하지 않은 시료 CEM보다 높은 압축강도, 슬럼프 값을 나타내었고, 미세한 기공과 낮은 기공율을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.299-308
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• 2016

본 연구에서는 플라이애시와 고로슬래그시멘트를 혼합한 결합재에 알칼리 활성화제와 해수 및 증류수를 사용하여 제작한 경화된 시편에 대해 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시와 고로슬래그시멘트의 결합재 혼합 중량비는 6:4, 7:3 및 8:2로 하였으며, 수산화나트륨과 규산나트륨을 결합재의 각각 5wt%로 하여 활성화제로 사용하였다. 재령 3, 7 및 28일에 대해 압축강도 및 흡수율을 측정하였으며, 재령 28일에 XRD, TGA 및 MIP 시험을 실시하였다. 배합수의 종류와 관계없이, 알칼리 활성화된 결합재는 고로슬래그시멘트 혼합비가 증가할수록 ettringite 및 C-S-H의 생성량이 많아졌으며, 또한 50 nm 보다 큰 공극들이 줄어듦에 따라 압축강도가 높아지는 결과를 보여주었다. 본 연구의 모든 배합에 대해서 공통적으로 확인된 반응생성물로는 C-S-H, $Ca(OH)_2$ 및 calcite인 것으로 나타났다. 해수를 사용한 시편들과 증류수를 사용한 시편들 내에 생성된 주요 반응생성물의 차이는 hydrocalumite인 것으로 나타났다. 각각의 결합재 혼합 중량비에 대해서 증류수 및 해수 사용에 따른 시편들의 압축강도에서는 배합수로 해수가 사용되더라도 증류수가 사용된 시편과 대체적으로 유사한 강도발현을 나타내었으며, 또한 재령에 따른 강도증진율이 증류수가 사용된 시편보다 뛰어난 경우도 확인되었다. 배합수로서의 해수 사용은 해수에 함유되어 있는 염화 이온(Cl-)이 결합되면서 생성된 hydrocalumite가 공극을 매우면서 시편 내의 총공극용적을 감소시키는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.652-660
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• 2008

급냉 제강슬래그를 재활용하기 위하여 제강슬래그의 치환율을 다양하게 변화시켜 만든 EVA-폴리머 시멘트 모르타르의 기계적강도와 물성에 대하여 조사하였다. EVA-폴리머 시멘트 모르타르 공시체는 폴리머-시멘트비를 5단계(0, 5, 10, 15, 20 wt%), 급냉 제강슬래그의 치환율을 5단계(0, 25, 50, 75, 100 wt%)로 각각 변화시켜 총 25 종류의 공시체를 제작하였다. 공시체의 제 성능을 조사하기 위하여 후레쉬 모르타르의 물-시멘트비, 단위용적중량, 공기량과 경화 공시체의 압축 및 휨강도, 흡수시험, 내열수성시험, 세공분포측정 및 SEM에 의한 미세조직 관찰 등을 실시하였다. 그 결과 급냉 제강슬래그의 치환율이 증가됨에 따라 물-시멘트비는 감소되었으나 단위용적중량은 현저히 증가 되었다. 폴리머-혼화제 및 급냉 제강슬래그의 첨가량 증가에 따라 흡수율은 감소되었으나, 압축 및 휨강도는 현저히 증가되었다. 내열수성시험에 의하여 기계적강도는 현저히 감소되었으나, 세공량과 공극률은 현저히 증가되었다. 전자현미경 관찰에서 내열수시험 전의 조직은 견고하게 융착되어 있었으나 내열수시험 후의 조직에서는 폴리머-혼화제가 분해 또는 열화되어 있는 것을 관찰할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.209-215
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• 2013

이 연구에서는 CaO-$Al_2O_3$계 급냉 제강슬래그(RCSS)의 물리 화학적 특성을 분석함으로써 친환경 무기 급결재로 활용방안을 모색하고자 하였다. RCSS의 성상은 섬유상과 구상으로 구별되었으며, 성상별로 CaO와 $Fe_2O_3$ 성분 함량이 반비례 경향을 나타냈다. 또한 CaO 함량이 낮아지고 $Fe_2O_3$ 함량이 증가함에 따라 강열감량은 (-)경향을 보였고 밀도는 증가하였다. 수은압입법에 의한 세공분포는 서냉 제강슬래그(SCSS)에 비해 매우 낮은 수치로 급냉에 의해 내부결함 및 미세기공률이 현저히 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 급냉 제강슬래그를 구성하는 주요 광물을 분석하기 위해 XRD, f-CaO 정량, SEM-EDAX 분석을 실시한 결과에서 f-CaO의 존재는 관찰되지 않았으며, 구성성분이 주로 $C_{12}A_7$과 반응성 ${\beta}-C_2S$로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다.