• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.133-134
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• 2021

Limestone-calcined clay-Cement (LC3) concrete provides a solution for sustainability, durability, and profitability of concrete industry. This study shows experimental studies of the macro properties (residual compressive strength), the meso properties (mesoscopic images), and micro properties (thermogravimetric (TG) analysis, X-ray powder diffraction (XRD), FTIR spectra, Raman spectra, Mercury intrusion porosimetry, and SEM) of LC3 paste with various mixtures and at high elevated temperatures (20 ℃, 300 ℃, 550 ℃ and 900 ℃). We find (1) Regarding to macro properties, LC3 cementitious materials are at a disadvantage in compressive strength when the temperature is higher than 300 ℃. (2) Regarding to meso properties, when the temperature reached 550 ℃, all samples generated more meso cracks. (3) Regarding to micro properties, first, as the substitution amount increases, its CH content decreases significantly; second, at 900 ℃, for samples with calcined clay, a large amount of gehlenite crystalline phase was found; third, at elevated temperatures (20 ℃, 300 ℃, 550 ℃ and 900 ℃), there is a linear relationship between the residual compressive strength and the cumulative pore volume; fourth, at 900 ℃, a large amount of dicalcium silicate was generated, and damage cracks were more pronounced. The experimental results of this study are valuable of material design of fire resistance of LC3 concrete.

• Computers and Concrete
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• 제32권1호
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• pp.45-60
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• 2023

Concrete in water environment is easily subjected to the attack of leaching, which causes its mechanical reduction and durability deterioration, and the key to improving the leaching resistance of concrete is to increase the compaction of its microstructure formed by the curing. This paper performs a numerical investigation on the intrinsic relationship between microstructures formed by the hydration of cement and slag and leaching resistance of concrete in water environment. Firstly, a shrinking-core hydration model of blended cement and slag is presented, in which the interaction of hydration process of cement and slag is considered and the microstructure composition is characterized by the hydration products, solution composition and pore structure. Secondly, based on Fick's law and mass conservation law, a leaching model of hardened paste is proposed, in which the multi-species ionic diffusion equation and modified Gérard model are established, and the model is numerically solved by applying the finite difference method. Finally, two models are combined by microstructure composition to form an integrated curing-leaching model, and it is used to investigate the relationship between microstructure composition and leaching resistance of slag-blended cement pastes.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.65-66
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• 2021

In this study, the optimum amount of hybrid inhibitors i.e. L-Arginine (LA) and sodium phosphate tribasic dodecahydrate (SP), applied for carbon steel rebar in simulated pore concrete (SCP) solution contaminated with 3.5 wt.% NaCl, was discovered. The corrosion inhibition performance of hybrid inhibitors was investigated by open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and potentiodynamic polarization. The highest corrosion inhibition efficiency was found as 99.52% corresponding to 2% LA and 0.25% SP after 210 h exposure. Anodic type inhibition action was confirmed by potentiodynamic polarization study. Surface studies including scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscopy (AFM) were used to figure out the surface morphology of the steel rebar treated with hybrid inhibitors in order to collaborate with electrochemical studies.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.475-482
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• 2007

콘크리트 구조물의 사용 년수 증가에 따른 열화 (aging) 방지 및 내구성능 향상을 목적으로 개발된 유무 기합성 표면 침투 보강제의 성능 및 적용성을 실험적 방법으로 입증하였다. 본 연구에서는 무기 재료인 TEOS (tetra-ethoxyorthosilicate)와 유기재료인 acrylate monomer를 용액중축합 방법으로 합성함으로써 졸-겔 반응 (sol-gel process)에 의한 실리케이트의 내구성능 향상 효과와 함께 유기모노머의 부드럽고 유연한 충격 완화층 형성을 통한 콘크리트의 성능 개선 효과와 isobutyl-orthosilicate 등의 성능 개선 물질을 추가함으로써 콘크리트 침투 후의 열화 억제 성능을 향상시켰다. 개발된 유무 기합성 표면 침투 보강제는 침투 후 콘크리트 내부 공극을 물리 화학적으로 안정된 화합물로 충진 시킴으로써 구체 강화에 따른 압축강도 증가 효과는 물론, 염해 및 탄산화, 동결융해 및 복합열화 등의 사용 환경적 열화 요인에 대한 내구성 향상 효과가 높아 콘크리트 구조물의 효율적인 수명 관리 기법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.100-106
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• 2014

고강도 콘크리트는 구조적으로 우수하며 사용성 및 내구성이 뛰어나 건축물에서 그 활용성이 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 화재처럼 고온에서 고강도 콘크리트는 폭렬이 발생될 가능성이 있으며, 폭렬 원인은 콘크리트 내부의 수증기압이 가장 큰 원인으로 알려져 있다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 일반적인 방법은 콘크리트 표면에 내화피복을 사용하여 화재 시 부재의 온도상승을 억제하는 방법이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 각종 골재와 유기섬유를 사용하여 콘크리트 내화피복용 모르타르를 제조하고 그 고온 성상을 파악하고자 한다. 실험결과 퍼라이트와 폴리프로필렌 섬유를 사용한 모르타르는 내부공극과 밀도를 변화시켜 내부온도 상승을 지연시킨다. 그 결과 고강도 콘크리트의 폭렬을 방지할 수 있는 내화 피복재로 활용 가능하다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.565-568
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• 2008

우리나라의 경우 매년 전국적으로 일평균기온이 0$^{\circ}C$이하로 되는 경우가 대부분이므로 거의 모든 지역의 콘크리트가 반복되는 동결융해의 피해를 입고 있다고 볼 수 있다. 이러한 동결융해의 반복에 대한 콘크리트의 내구성은 콘크리트의 공기량과 매우 관계가 깊다. 따라서, 현재 콘크리트의 동결융해에 대한 저항성을 향상시키기 위해 AE제 등을 사용하고 있으며 콘크리트의 기포간극계수를 $250{\mu}m$ 이하로 권장하고 있다. 외국의 경우도 마찬가지로 AE제 및 감수제에 관한 품질규격에서 기포간극계수를 캐나다의 경우 각각 $200{\mu}m$ 이하 및 $230{\mu}m$ 이하로 규정하고 있으며 일본학회에서도 기포간극계수 $250{\mu}m$ 이하가 적당하다고 보고되고 있다. 또한, 융설제와 동결융해의 복합작용에 의해 콘크리트의 스켈링 저항성을 향상시키는 데에도 일반 동해와 마찬가지로 공기량이 상당히 중요하다고 알려져 있다. 따라서, 반복되는 동결융해에 의한 동해를 동시에 받는 복합열화 환경하에 있는 일반콘크리트의 내구성에 크게 영향을 미치는 인자로 알려져 있는 공기량에 따른 동결융해 내구성을 알아보고자 Non AE(공기량 1.5%), AE(공기량 4.5%, 7.2%) 콘크리트를 통해 동결융해에 따른 상대동탄성계수와 중량감소율, 스켈링 저항성 및 공극특성을 비교검토 하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.239-248
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• 2019

연구목적: 본 연구는 LCD 미분말의 혼입을 통해 기존의 OPC 콘크리트와 비교하여 황산염 침식 저항성을 높이는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 연구를 위해 LCD 미분말의 치환율을 0-15%로 설정하여 콘크리트의 압축강도 및 공극률을 포함한 기초물성을 평가하고, 두 종류의 황산 용액 침지에 따른 중량, 부피 및 강도 변화를 비교분석하였다. 연구결과: LCD 미분말을 5% 치환한 경우 재령 28일에서 가장 높은 압축강도를 보였고, 특히 OPC과 비교하여 감소된 모세관 공극률은 $Na_2SO_4$ 용액에 침지한 실험결과에서 가장 적은 중량, 부피 및 압축강도 감소율을 나타냈다. 반면, $MgSO_4$에 노출된 경우, LCD 혼입은 OPC에 비해 높은 황산염 침식 저항성을 나타냈지만 혼입률에 따른 차이는 미비하였다. 결론: 본 연구를 통해 LCD 미분말 혼입에 따른 황산염 침식 저항성을 비교하였고, 해당 재료의 치환 범위 확대 및 수화물 조성 변화 분석을 동반한 장기 검증을 통해 LCD 사용가능성을 제고해야한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권1호
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• pp.68-75
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• 2014

In order to increase the integrity of the wellbore which is used to prevent the leakage of supercritical $CO_2$, it is necessary to develop a concrete that is strongly resistant to carbonation. In an environment where the concentration of $CO_2$ is exceptionally high, $Ca^{2+}$ ion concentration in pore solution of Portland cement concrete will drop significantly due to the rapid consumption of calcium hydroxide, which decreases the stability of the calcium silicate hydrate. In this research, calcium phosphates were used to modify Portland cement system in order to produce hydroxyapatite, a hydration product that is strongly resistant to carbonation under such an environment. According to the experimental results, calcium phosphates reacted with Portland cement to form hydroxyapatite. The formation of hydroxyapatite was verified using X-ray diffraction analyses with selective extraction techniques. When using dicalcium phosphate dihydrate and tricalcium phosphate, the 28-day compressive strength was lower than that of plain cement paste. However, the specimen with monocalcium phosphate monohydrate showed equivalent strength to that of plain cement paste.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.43-44
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• 2022

In this study, the optimum amount of chloride ions is used to collaborate with hybrid corrosion inhibitor for carbon steel rebar treatment in simulated pore concrete (SCP) solution is discovered. The corrosion inhibition performance of hybrid inhibitors is carried on by open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and potentiodynamic polarization (PP). The highest corrosion inhibition resistance is found in case of LP-C2 after 240 h exposure. Surface studies including scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscopy (AFM) were used to figure out the surface morphology of the steel rebar treated with hybrid inhibitors in order to collaborate well with electrochemical studies. Anodic type inhibition action was confirmed by potentiodynamic polarization study.

• Computers and Concrete
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• 제16권6호
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• pp.847-864
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• 2015

This study aimed to develop models of sulfate diffusion and ettringite content profile in cement paste for the predication of the damage behavior in cement paste subject to external sulfate. In the models, multiphase reaction equilibrium between ions in pore solution and solid calcium aluminates phases and the microstructure changes in different positions of cement paste were taken into account. The distributions of expansive volume strain and expansion stress in cement paste were calculated based on the ettringite content profile model. In addition, more sulfate diffusion tests and SEM analyses were determined to verify the reliability and veracity of the models. As the results shown, there was a good correlation between the numerical simulation results and experimental evidences. The results indicated that the water to cement ratio (w/c) had a significant influence on the diffusion of sulfate ions, ettringite concentration profile and expansion properties in cement paste specimens. The cracking points caused by ettringite growth in cement paste specimens were predicted through numerical methods. According to the simulation results, the fracture of cement paste would be accelerated when the specimens were prepared with higher w/c or when they were exposed to sulfate solution with higher concentration.