• Advances in concrete construction
• /
• 제9권2호
• /
• pp.183-193
• /
• 2020

The present investigation is to identify an optimum mix combination amongst 28 different types of artificial lightweight aggregates by pelletization method with aggregate properties. Artificial aggregates with different combinations were manufactured from fly ash, cement, hydrated lime, ground granulated blast furnace slag (GGBFS), silica fume, metakaolin, sodium bentonite and calcium bentonite, at a standard 17 minutes pelletization time, with 28% of water content on a weight basis. Further, the artificial aggregates were air-dried for 24 hours, followed by hardening through the cold-bonding (water curing) process for 28 days and then testing with different physical and mechanical properties. The results found the lowest impact strength value of 16.5% with a cement-hydrated lime (FCH) mix combination. Moreover, the lowest water absorption of 16.5% and highest individual pellet crushing strength of 36.7 MPa for 12 mm aggregate with a hydrated lime-GGBFS (FHG) mix combination. The results, attained from different binder materials, could be helpful for manufacturing high strength artificial aggregates.

• Computers and Concrete
• /
• 제30권3호
• /
• pp.225-236
• /
• 2022

In this article, Multi-Gene Genetic Programming (MGGP) is proposed for the estimation of the compressive strength of concrete. MGGP is known to be a powerful algorithm able to find a relationship between certain input space features and a desired output vector. With respect to most conventional machine learning algorithms, which are often used as "black boxes" that do not provide a mathematical formulation of the output-input relationship, MGGP is able to identify a closed-form formula for the input-output relationship. In the study presented in this article, MGPP was used to predict the compressive strength of plain concrete, concrete with fly ash, and concrete with furnace slag. A formula was extracted for each mixture and the performance and the accuracy of the predictions were compared to the results of Artificial Neural Network (ANN) and Extreme Learning Machine (ELM) algorithms, which are conventional and well-established machine learning techniques. The results of the study showed that MGGP can achieve a desirable performance, as the coefficients of determination for plain concrete, concrete with ash, and concrete with slag from the testing phase were equal to 0.928, 0.906, 0.890, respectively. In addition, it was found that MGGP outperforms ELM in all cases and its' accuracy is slightly less than ANN's accuracy. However, MGGP models are practical and easy-to-use since they extract closed-form formulas that may be implemented and used for the prediction of compressive strength.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
• /
• pp.309-310
• /
• 2023

Slag and ash generally have a higher powder degree than portland cement, so workability may deteriorate under the same unit quantity condition, and strength and durability decrease when the unit quantity is increased. At this time, if an aggregate having a low water absorption and an appropriate particle size is used to recover the loss of strength, it can contribute to reducing the unit quantity of the binder. Therefore, for the purpose of improving the workability and strength of non-sintered cement mortar using slag and ash, ferro nikel slag whose particle size was adjusted was used as an aggregate and its applicability was identified. In this experimental condition, it was confirmed that non-sintered cement mortar tends to improve workability and secure strength when ferro nikel slag having various particle size distributions is used as an aggregate. This can be analyzed as the effect of ferro nikel slag material properties including glassy properties and mixing conditions with a wide particle size distribution.

• 한국해양공학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.26-32
• /
• 2012

Recently, concrete using multicomponent blended cement has been required to increase the freeze-thaw and sulfate resistances of concrete structures exposed to a marine environment. Thus, the purpose of this study was to propose the use of concrete containing multicomponent blended cement as one of the alternatives for concrete structures exposed to a marine environment. For this purpose, batches of concrete containing ordinary portland cement (OPC), binary blended cement (OPC-G, G: ground granulated blast slag), ternary blended cement (OPC-GF, F: fly ash), and quaternary blended cement (OPC-GFM, M: mata-kaolin) were made using a water-binder ratio of 50%. Then, the durability levels, including thesulfate and freeze-thaw resistances, were estimated for concrete samples containing OPC, OPC-G, OPC-GF, and OPC-GFM. It was observed from the tests that the durability levels of the concrete samples containing OPC-G and OPC-GF were found to be much better than that of the concrete containing OPC. The optimum mixing proportions were a40% replacement ratio of ground granulated blast slag for the binary blended cement and a30% replacement ratio of ground granulated blast slag and 10% fly ash for the ternary blended cement.

• 자원리싸이클링
• /
• 제20권3호
• /
• pp.40-47
• /
• 2011

본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 단독으로 사용한 배합과 고로슬래그와 플라이애쉬를 혼합한 배합의 강도, 수축 및 내구성에 대해 검토하였다. 그리고 비교를 위해 보통포틀랜드시멘트를 사용한 일반 모르타르에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 그 결과, 알칼리 활성 모르타르는 일반 시멘트 모르타르에 비해 강도발현, 수축 및 동결융해 저항성 측면에서 우수한 것으로 나타났다. 특히 고로슬래그와 플라이애쉬를 혼합사용한 경우에는 압축강도 60 MPa 이상 달성이 가능하고, 일반 시멘트 모르타르에 비하여 수축량은 40% 정도 감소하고 동결융해 저항성은 20% 정도 향상되나, 탄산화 속도는 2~3배 촉진되는 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
• /
• 제3권3호
• /
• pp.223-236
• /
• 2015

Concrete is the most widely used material of construction. Concrete gained the popularity as a construction material due to the easy availability of its component materials, the easy formability, strength and rigidity upon setting and curing.In construction industry, strength is the primary criterion in selecting a concrete for a particular application. Now a days, the substantial amount of waste materials, containing the properties of the Pozzolana, is being generated from the major industries; and disposal of such industrial wastes generated in abundance is also a serious problem from the environmental and pollution point of view. On this backdrop, efforts are made by the researchers for exploring the possible utilization of such waste materials in making the sustainable construction material. The present paper reports the experimental investigations to study the strength characterization of concrete made from the pozzolanic waste materials. For this purpose, the Pozzolanic materials such as fly ash and ground granulated blast furnace slag were used as a cement replacing materials in conjunction with ordinary Portland cement. Equal amount of these materials were used in eight trial mixes with varying amount of cement. The water cement ratio was also varied. The chemical admixture was also added to improve the workability of concrete. The compressive strengths for 7, 28, 40 and 90 days' were evaluated whereas the flexural and tensile strengths corresponding to 7, 28 and 40 days were evaluated. The study corroborates that the pozzolanic materials used in the present investigation along with the cement can render the sustainable concrete.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.97-104
• /
• 2021

본 연구에서는 산업부산물을 전량 활용하여 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 비소성 시멘트 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 고로슬래그 미분말과 F급 플라이애시, C급 플라이애시를 사용하여 양생방법에 따른 비소성 시멘트 모르타르의 물리적 특성에 대해 파악하였다. 연구 결과, 증기양생 후 열처리 과정을 통해 강도성능과 흡수율이 향상되는 것으로 나타났다. 결정상 분석을 통해 열처리 후 수화물의 촉진을 확인하였으며, 결합재는 치밀한 내부구조를 형성하게 된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제13권4호
• /
• pp.3-10
• /
• 2004

생활폐기물 소각재(바닥재+비산재)를 이용하여 보통 포틀랜드 시멘트를 제조하고자 하였다. 주원료로는 석회석, 폐주물사, shale, 전로슬래그 및 fly ash를 이용하였으며, modulus를 LSF 91.0, SM 2.40, IM 1.80의 수준으로 배합하였다. 바닥재의 경우는 배합물에 1, 2, 3wt.％까지 첨가하였으며, 바닥재와 비산재의 혼합시료는 각각의 함량을 0.9 및 0.1 wt.%로 하여 첨가하였다. 클링커 분석결과 소성성 지수(B.I)는 소각재가 많이 첨가 될수록 낮아지는 것으로 나타났으며, calcium silicate 광물의 발달이 저하되는 것을 확인 할 수 있었다 또한, 압축강도 측정결과, 소각재 사용량이 증가함에 따라 강도가 저하되는 것으로 확인되었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.363-370
• /
• 2011

본 연구에서는 화력발전소에서 발생하는 폐기물인 리젝트 애시를 자원화하기 위하여 시멘트 혼합재로 사용하는 방안을 검토하고자 하였다. 이를 위하여 포졸란 활성도 비교를 통하여 효율적인 리젝트애시의 분말도를 선정하였으며, 현재 널리 사용되고 있는 콘크리트용 혼합재인 플라이애시와 비교하였다. 고분말 리젝트애시와 플라이애시를 슬래그시멘트와 혼합하여 시멘트복합체를 제조하였으며, 제조한 시멘트복합체 및 고분말 리젝트애시의 성능 평가를 위하여 페이스트(응결, 유동성, 기기분석), 모르타르(압축강도) 실험을 실시하였다. 기기분석 결과 고분말 리젝트애시의 수화반응기구는 플라이애시와 유사하지만 미세조직이 치밀해지는 특성을 나타내었다. 물성 측정결과에서는 고분말 리젝트애시가 플라이애시와 비교하여 응결지연이 감소하고, 초기강도 및 장기강도에서 우수한 성능을 나타내었다. 따라서 리젝트애시의 분말도를 $6,000cm^2$/g 수준으로 상향시킨다면 시멘트 복합체에 활용하는 것이 가능하며, 시멘트 물성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.166-171
• /
• 2014

기포콘크리트의 재료 중 시멘트는 제조과정 중에 $CO_2$를 다량 발생시키기 때문에 지구 환경적인 측면에서 커다란 문제가 되고 있지만, 아직까지 시멘트를 대체할 수 있는 대체재에 대한 연구 개발이 미흡한 실정이다. 또한, 발포제는 압축강도가 낮고 고가인 단점이 있다. 이 때문에 강도와 경량 등의 성능 개선과 친환경적인 재료의 사용이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 시멘트와 발포제를 대체하기 위해 고로슬래그와 제지애시를 사용하여 경량 경화체를 제조하고자 하였으며, 강도 및 경량성을 보완하기 위해 플라이애시와 폴리실리콘 슬러지를 사용하여 실험을 실시하였다. 그 결과, 플라이애시를 사용한 경화체는 Plain 보다 낮은 밀도를 나타내었으나 강도보완에는 취약하였으며, 폴리실리콘 슬러지를 사용한 경우는 3%치환한 경화체가 압축강도는 Plain보다 다소 낮지만 겉보기 밀도의 감소가 큰 것으로 나타났다.