• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.245-253
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• 2009

콘크리트 내 철근부식상에 있어 염화물이온의 중요성은 임계염화물농도 (CTL)로서 나타내어진다. CTL은 철근을 둘러싼 부동태피막의 파괴를 유지하게끔 하는데 필요한 염화물량으로 정의되며 염화물량이 CTL에 도달할 경우 철근의 부식은 시작된다. CTL의 중요성에도 불구하고 기존의 콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 위한 염화물량은 1 $m^3$의 단위체적당 1.2 kg 혹은 시멘트 중량당 0.4%로서 제시되고 있으며 이는 염해부식환경하의 다양한 환경 인자에 따른 한계치 설정에 대한 불확실성을 고려하지 않은 값이라 할 수 있다. 본 논문에서는 부식개시의 지표로서 결합재의 특성에 따른 부식저항성 및 부식진전에 따른 비율에 대하여 실험연구를 수행하였다. 실험시편으로는 직경 10 mm의 원형 철근을 모르타르 내 몰드에 삽입하여 OPC와 40%OPC+60%GGBS, 70%OPC+30%PFA 및 90%OPC+10%의 SF을 치환한 시편에 대하여 W/C=0.4의 조건으로서 실험을 수행하였다. 각 시편에는 다시 10단계 (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)의 내재염분 농도조건을 부여하여 부식전류를 측정하였다. 시편은 28일 양생을 하였으며 수분손실 및 염분손실을 방지하고자 폴리에틸렌 필름을 이용한 도포양생을 수행하였다. 선형분극저항 측정법에 의한 실험결과로서 각 결합재 치환률에 따른 부식임계치가 결정되었다. 또한 OPC, 60%GGBS, 30%PFA 및 10%SF의 혼입치환률을 적용한 시멘트 모르타르의 CTL 값은 시멘트 중량당 1.6%, 0.45%, 0.8% 및 2.15%의 총염화물 농도로 나타나고 있음을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.721-724
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• 2008

플라이애시, 고로슬래그 등의 산업부산물은 현재 콘크리트 등에 활용되고 있으나, 아직까지 많은 양을 매립하거나 해양에 배출하고 있는 실정이며, 특히 1996년 런던협약에 의해 산업폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 이데 대한 강력한 대처가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 배출 및 환경파괴의 원인이 되는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 산업부산물 중 플라이애시 100% 사용한 콘크리트를 제조하기위한 기초연구로써 재령, 온도변화, 알칼리자극제를 이용하여 시멘트 제로 (zero) 콘크리트를 개발하는데 목적이 있다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2019년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.105-106
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• 2019

In this research, considering the practical conditions at field, thermal cracking method was suggested based on the comparative analysis between predicted value and actual value obtained from the actual structure member with optimum mix design. The optimum mix design was deduced from the various mix designs with various proportions of cementitious binder for upper and lower placement lifts of mat-foundation mass concrete. Therefore, it can be stated that applying low heat mix design and different heating technique between upper and lower placement lifts for mass concrete are efficient to control the thermal cracking. As future issues, based on the interpretation result value, we will select the optimal combination that is applied specifically to the actual site, and deeply analyze the correlation between the measured value and the analysis value through the combination and the test of the actual structure.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.30-31
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• 2015

Usually, carbonation of concrete causes pH reduction and corrosion of steel, it leads to decrease of durability. However, CaCO₃, as results of reaction with hydrates products and CO₂, can contribute to improvement of compressive strength. Based on this theory, using carbonation depth, the researches about CO₂ absorption of plain concrete and concrete containing CO₂ reactive materials has been performed. But, the researches has limitation about using one material, therefore, for this study, considering various CO₂ reactive materials, experiment has been proceeded. With water to binder ratio 50%, after initial curing for 2days, accelerated carbonation was performed for 28days, and carbonation depth and compressive strength were measured. As results of carbonation depth, specimen containing desulfurized slag, zeolite showed the highest CO₂ absorption, in case of compressive strength, specimens with MgO were indicated as highest compressive strength.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.431-441
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• 2023

The aim of this paper is to present a new sustainable ternary and quaternary binder by partially replacing ordinary Portland cement (OPC) with different percentages of supplementary cementitious materials. The motivation is to reduce our dependency on OPC to reduce CO₂ emission and carbon foot print. As the main substitute for the OPC, siliceous fly ash was used. Moreover, silica fume and nanosilica were also used. During examinations the main mechanical parameters of concrete composites, i.e., compressive strength (f_cm) and splitting tensile strength (f_ctm) were assed. The microstructure of these materials was also analysed. It was found that the concrete incorporating pozzolanic materials is characterized by a well-developed structure and has high values of mechanical parameters. The quaternary concrete containing: 80% OPC, 5% FA, 10% SF, and 5% nS have shown the best results in terms of good strength parameters as well as the most favourable microstructure, whereas the worst mechanical parameters with microstructure containing microcracks at phase interfaces were characterized by concrete with more content of FA additive in the concrete mix, i.e., 15%. Nevertheless, all concretes made on quaternary binders had better parameters than the reference one. It can be stated that sustainable concrete incorporating pozzolanic materials could be good substitute of ordinary concretes.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.533-536
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• 2008

최근 국내에서는 콘크리트의 내구성능을 향상시키기 위해서 많은 연구결과들이 발표되고 있는데 특히 염화물의 확산특성과 기공율 및 기공크기의 분포와 연관하여 분석한 논문들이 많아지는 추세이다. 이때 미세구조를 분석하기 위한 방법은 수은 압입법, 가스 흡착법, 화상분석법 등이 있는데, 콘크리트 분야에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 방법은 수은 압입법이다. 본 연구는 시멘트계 재료의 미세공극 구조를 파악하기 위해서 널리 사용되고 있는 MIP 장비를 이용하여 혼합 시멘트 페이스트와 혼합콘크리트에 대하여 공극율과 공극크기분포를 측정한 결과를 분석한 것이다. 시멘트량 $300kg/m^3$을 기준으로 W/C 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%와 고로 슬래그 미분말 60%를 치환하고 W/C 35%, 45%, 55% 및 플라이애시 30%치환하고 W/C 35%, 45%, 55% 인 시멘트 페이스트 시편에 대해서 MIP를 사용하여 3일, 7일, 28일의 공극율과 공극크기분포 등의 변화를 관찰하였으며, 장기간 수중 양생한 일반 OPC 콘크리트와 고로슬래그 미분말 60%를 치환한 혼합 콘크리트에 대해서는 W/C 40%, 45%, 50%, 그리고 결합재량은 $300kg/m^3$, $350kg/m^3$, $400kg/m^3$, $450kg/m^3$로 변화시킨 시편에 대해 MIP를 사용하여 미세구조를 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.13-21
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• 2014

혼화재로서 고로슬래그가 콘크리트의 전과정 환경영향에 미치는 효과를 정량적으로 평가하기 위하여, 3395개의 실내 배합 및 1263개의 레미콘 배합을 분석하였다. 콘크리트의 환경영향을 평가하기 위한 전 과정 평가 방법을 요약하면, 1) 고려된 시스템 경계는 요람에서 시공 전단계까지이며, 2) 재료, 운송 및 콘크리트 생산에서의 환경부하 평가는 국가 생애주기 데이터목록을 주로 기반으로 하였으며, 3) 환경부하는 분류화, 특성화, 정규화 및 가중치 단계를 거쳐 정량적인 환경영향 지표로 환산되었다. 콘크리트 전과정 환경영향은 주로 지구 온난화, 광화학 산화생성물 및 무생물 자원고갈의 세 범주로 분류될 수 있었다. 또한, 콘크리트의 환경영향 지표들은 주로 보통 포틀랜드 시멘트의 양에 의해 결정되었으며, 고로슬래그 치환율의 증가와 함께 감소하였다. 이를 고려하여, 콘크리트의 환경영향 지표들은 단위 결합재 양 및 고로슬래그 치환율의 함수로 간단하게 모델링 될 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.17-26
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• 2016

본 연구에서는 등급 외 플라이애쉬 중 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 저강도 유동화 채움재(controlled low strength material, CLSM)의 바인더로써 활용 가능성을 알아보았다. 사용된 플라이애쉬는 상대적으로 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 배출하는 유동층형 보일러(circulating fluidized bed combustion boiler, CFBC)에서 시료를 채집하여 사용하였다. 배합한 시료의 유동성, 일축압축강도, 단위중량 등을 파악하여 CLSM 시료의 공학적 특징을 알아보았으며, 미세구조관찰과 X선 회절분석을 통한 CLSM 시료의 경화 메커니즘을 파악하였다. 실험 수행 결과 유동성을 만족하는 함수비는 42에서 85%의 범위를 보였으며, 유동성 시험 결과 골재의 종류와 관계없이 골재율이 증가함에 따라 유동성이 증가하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 0.3MPa에서 1.9MPa의 분포를 보였다. 규사를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 증가하였으나, 바텀애쉬를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 감소하였다. 미세구조관찰 결과와 X선 회절분석을 통해 CLSM 시료는 고분자 중합반응과 시멘트 수화반응을 통해 강도를 발현하는 것으로 확인하였다. 본 연구의 결과로부터 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬의 자체 경화성을 이용하여 저강도 유동화 채움재로써 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.89-96
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• 2023

산업부산물인 페로실리콘을 사용한 시멘트 콘크리트의 내구성능을 평가하기 위하여 페로실리콘의 치환율을 3단계로 변화시켜 제조한 시멘트 경화체의 염화물침투저항성, 알칼리실리카 반응성에 대하여 평가하였다. 페로실리콘을 사용한 시멘트 콘크리트의 내구성능은 화학조성이 유사한 실리카흄과 비교하여 평가하였으며, 에너지 분산형 X선 분광법, 공극측정 및 X선 회절분석 등 기기분석을 통하여 페로실리콘 콘크리트의 미세 구조적 특성을 고찰하였다. 그 결과, 페로실리콘을 10 % 치환한 경우 OPC콘크리트보다 높은 강도발현 특성을 보인 반면 치환율이 20 %, 30 % 증가할수록 압축강도는 낮게 발현되었다. 그러나 염화물 침투저항성에 대한 결과는 치환율이 증가할수록 우수한 결과를 나타내었으며, 실리카흄을 사용한 경우에 비하여 페로실리콘을 사용한 콘크리트의 내구성은 약간 떨어지지만 OPC에 비해서는 우수한 결과를 나타내었다. 이는 페로실리콘의 실리카(SiO₂) 함량이 높아 더 많은 C-S-H 겔을 생성하여 더 밀실한 공극 구조를 만들었기 때문이라 생각된다. 길이변화시험을 통한 규산염 바인더에 대한 알칼리실리카반응의 위험성은 대부분 0.2 % 미만으로 나타났으며, 페로실리콘 및 실리카흄을 사용한 모르타르 모두 치환율이 증가할수록 알칼리실리카 반응에 대한 저항성은 우수한 것으로 나타났다. 따라서 고가의 실리카흄을 사용하는 대신 산업 폐기물을 재사용하면 제조 중 환경 부하를 줄이고 비용을 절약할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.354-359
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• 2014

이 연구의 목적은 혼화재 다량 치환 경량 및 보통중량 콘크리트의 압축 피로 특성 평가이다. 사용된 결합재는 시멘트 30%, 플라이애쉬 20%, 고로슬래그 50%이다. 콘크리트의 설계 압축강도는 40MPa 이다. 반복하중은 최대 응력비가 정적 콘크리트 압축강도의 75%, 80% 및 90%와 최소 응력비가 정적 강도의 10% 범위에서 1Hz의 속도로 가력하였다. 실험결과 혼화재 다량 치환 경량콘크리트의 피로수명은 혼화재 다량치환 보통중량 콘크리트에 비해 다소 낮았다. 최대응력에서의 피로변형률 값은 피로수명의 약 90% 이후부터 정정 응력-변형률 곡선의 하강부와 교차하였다.