In order to improve the performance of concrete, generally, modern cements often incorporate several mineral admixtures. In this study, the experimental included the flow value, air content of mortar containing limestone powder and length change and compressive strength of mortar specimen immersed in sulfate solutions. From the experimental results, the limestone powder cement matrices improved the physical properties and sulfate resistance of cement matrices at $10\%$ replacement ratio of limestone powder. The $30\%$ replacement ratio of limestone powder was significantly deteriorated in sodium sulfate solution. Irrespective of fineness levels of limestone powder, length change and SDF of mortar specimens with only $10\%$ replacement was much superior to the other replacements.
In this study, rheological properties of ternary system cement containing ground fly ash(F3, Blaine specific surface area $8,100\;cm^2/g$) were investigated using mini slump, coaxial cylinder viscometer and conduction calorimeter. In the results, the segregation resistance was observed at high W/B and PC area while the replacement ratio of F3 was increasing. The 2:5:3 system was shown in higher fluidity and lower hydration heat than 3:4:3 system. The segregation range of cement pastes occurred over 175 mm in average diameter by mini slump and below $10\;dynesec/cm^2$ of the plastic viscosity or below 50 cP of the yield stress by coaxial cylinder viscometer. It was observed that even if BFS and FA blended together admixture properties would remaine as they were separately. The properties of admixture would not be changed. On the above results, the decreased replacement ratio of OPC and increased replacement ratio of admixtures would be possible.
본 연구에서는 석회석 미분말을 이용하여 제조한 콘크리트의 굳지 않은 및 굳은 특성을 실험적으로 평가하였다. 석회석 시멘트 제조시 석회석 혼입률은 10%, 15%, 25% 및 35% 범위이며, 보통 포틀랜드 시멘트를 이용하여 제조한 기준 콘크리트 (OPC)와 비교하였다. 혼입률 35%까지 슬럼프, 공기량의 굳지 않은 특성은 기준 시험체와 유사한 특성을 나타내었지만 혼입률이 증가할수록 응결시간은 지연되었다. 석회석 혼입률 15%까지는 압축 및 휨강도, 급속 동결융해 저항성능의 경우 기준 OPC 콘크리트와 동등수준을 확보할 수 있는 것으로 나타났지만, 탄산화 저항성능 향상을 위한 보완은 필요한 것으로 나타났다. 혼입률 25%, 35% 배합은 기준 콘크리트 성능에 비해 압축강도 및 휨강도의 저하가 발생되었다. 치환률이 증가할수록 제한된 수산화칼슘량으로 인해 탄산화 저항성능은 모든 배합에서 감소하였다. 강도감소 및 탄산화저항성능을 고려할 경우, 15% 수준의 석회석 미분말 치환은 가능할 것으로 판단된다.
본 연구는 최근 사용량이 증대하고 있는 저시멘트 배합을 대상으로 국내생산 인공경량 잔 굵은골재의 혼합비율에 따른 경량콘크리트의 물성 및 강도특성을 비교 검토한 것으로서 실험결과, 프리웨팅 시간이 24시간 증가할 경우 모르타르 플로우값이 약 3~5% 감소하는 것으로 나타났으며 경량잔골재 사용에 의해 모르타르 배합에서 약 10.4%의 기건단위질량 감소효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 또한 경량굵은골재의 혼합비율에 따른 경량콘크리트의 기건단위질량은 5~10mm 크기인 LWG10 경량굵은골재의 혼합비율이 높아질수록 선형적으로 기건단위질량이 증가하였으며 LWG10 경량굵은골재를 혼합할 경우 LWG10 혼합비율에 관계없이 재령 7일에 약 30~31MPa 수준의 유사한 압축강도를 발현하였다.
As a part of efforts for conformity of demand to high quality of concrete and for solution of economic problem, blast-furnace slag has been utilized by means of cement replacement. With utilization of blast-furnace slag, superior performance can be ensured, environmental pollution can be prevented and economical advantage can be obtained. But blast-furnace slag has a lot of disadvantages like retardation of strength manifestation etc. in field construction, so properties examination of concrete using blast-furnace slag instead of cement is necessary. For upper necessity, it is planed that basic data for utilization and performance management of blast-furnace slag by means of cement replacement is presented with experimental comparison and investigation of engineering properties of concrete according to the replacement ratio and fineness of blast-furnace slag.
본 연구는 물-결합재비 20%를 가지는 고강도 고함량 고로슬래그 혼합 시멘트 페이스트의 유동성, 수화열, 응결시간 그리고 강도 발현 특성, 수화 및 포졸란 반응 특성 등을 실험을 통해 관찰하고, 이를 통해 고로슬래그 미분말의 치환률과 분말도가 수화 및 포졸란 반응에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 물-결합재비가 낮은 고강도 배합에서는 고로슬래그 미분말로 시멘트를 대체함으로써 시멘트와 결합하는 자유수가 상대적으로 증가하는 dilution effect에 의해 시멘트의 초기 수화가 촉진되어 재령 3일부터 28일까지의 초기 강도는 보통 포틀랜드 시멘트만을 사용한 배합보다 더 높게 나타났다. 반면, 재령이 증가하면서 수화반응속도가 급격히 낮아지고, 고로슬래그 미분말로 시멘트를 대량 치환함에 따라 수산화칼슘이 충분히 공급되지 못하므로 포졸란 반응도가 낮아져 장기강도의 발현이 억제되는 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그의 분말도가 높으면 자유수를 더 많이 흡착함으로써 유동성이 저하되고 수화도가 낮아져 강도가 오히려 저하되는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 보통 강도 콘크리트와는 다른 경향을 나타내는 것으로 향후 콘크리트 배합에 대해 추가 검증이 필요하며, 고로슬래그 미분말을 대량 혼합한 고강도 콘크리트의 개발을 위해서는 장기 강도의 발현율을 더 높일 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다.
알루미늄 제조 시 발생하는 산업부산물인 Red mud가 첨가된 흙-시멘트 포장 재료를 개발하기 위하여 일축압축강도시험을 수행하였으며 Red mud 함유율, 시멘트 함유율, Fly ash 대체 비율 및 모래의 대체 비율이 일축압축강도에 미치는 영향을 검토하기 위하여 양생기간 7일, 14일 및 21일에 대한 공시체를 제작하였다. 시험결과, Red mud와 Fly ash 함유량이 감소할수록 시멘트 함유량이 증가할수록 일축압축강도는 증가하였고, 화강풍화잔류토를 사용할 경우 모래의 대체 비율에 따른 일축압축강도에 미치는 영향은 없는 것으로 나타났다.
This research aimed to investigate the influence of high-volume mineral admixtures (MAs), i.e., fly ash and slag, on the hydration characteristics and microstructures of cement pastes. Degree of cement hydration was quantified by the loss-on-ignition technique and degree of pozzolanic reaction was determined by a selective dissolution method. The influence of MAs on the pore structure of paste was measured by mercury intrusion porosimetry. The results showed that the hydration properties of the blended pastes were a function of water to binder ratio, cement replacement level by MAs, and curing age. Pastes containing fly ash exhibited strongly reduced early strength, especially for mix with 45% fly ash. Moreover, at a similar cement replacement level, slag incorporated cement paste showed higher degrees of cement hydration and pozzolanic reaction than that of fly ash incorporated cement paste. Thus, the present study demonstrates that high substitution rates of slag for cement result in better effects on the short- and long-term hydration properties of cement pastes.
Sunil, B.M.;Manjunatha, L.S.;Ravi, Lolitha;Yaragal, Subhash C.
Advances in concrete construction
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제3권1호
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pp.55-69
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2015
Tailing Material (TM) and Fly Ash (FA) are obtained as waste products from the mining and thermal industries. Studies were carried out to explore the possibility of utilizing TM as a part replacement to fine aggregate and FA as a part replacement to cement, in concrete mixes. The effect of replacing fine aggregate by TM and cement by FA on the standard sized specimen for compressive strength, split tensile strength, and flexural strengths are evaluated in this study. The concrete mix of M40 grade was adopted with water cement ratio equal to 0.40. Concrete mix with 35% TM and 65% natural sand (TM35/S65) has shown superior performance in strength as against (TM0/S100, TM30/S70, TM40/S60, TM50/S50, and TM60/S40). For this composition, studies were performed to propose the optimal replacement of Ordinary Portland Cement (OPC) by FA (Replacement levels studied were 20%, 30%, 40% and 50%). Replacement level of 20% OPC by FA, has shown about 0-5% more compressive strength as against the control mix, for both 28 day and 56 days of water curing. Interestingly results of split tensile and flexural strengths for 20% OPC replaced by FA, have shown strengths equal to that of no replacement (control mix).
본 연구에서는 나노소재의 콘크리트 혼화재로 사용하기에 적합한지 확인하기 위해 마이크로 실리카 및 흄드 실리카 대체율 변화에 따른 시멘트 페이스트의 기본 특성을 분석하였다. 초고강도용 배합을 참고하여 나노소재 대체율에 따른 시멘트 페이스트의 유동성을 평가와 압축강도 특성을 비교 분석하였다. 반응성 나노소재의 시멘트 수화물과의 관련 특성은 SEM, EDS 분석 이용하여 미세구조를 관찰과 수화 생성물의 구성요소 확인하였다. 본 연구에 사용한 반응성 나노소재는 탭밀도가 0.061~0.264 g/cm3 수준으로 SF 대비 낮게 측정되었다. 마이크로 실리카의 경우 대체율이 증가할수록 우수한 압축강도 특성을 나타냈지만 흄드 실리카는 마이크로 화이트와는 달리 대체율 0.01~0.1 %에서 우수한 압축강도를 확보하였다. 수화특성 분석결과에서도 동일한 경향을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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