Kwang-Wu Lee;Jae-Hyun Park;Young-Won Lee;Dae-Sung Cho
Journal of the Korean Geosynthetics Society
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v.22
no.3
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pp.87-95
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2023
Recently, redevelopment of the original downtown area is underway, the necessity of construction in adjacent location is increasing. However, excavations in dense urban areas are prone to ground problems due to various causes, so it is necessary to use materials and methods that can minimize such problems. As a general earth retaining method, various methods such as diaphragm wall and CIP method are applied using cement. However, since a large amount of cement is used for the installation of earth retaining method, it is necessary to conduct research on the development of new cement substitute materials to significantly reduce greenhouse gas emissions. In this study, we utilized the hardening reaction of blast furnace slag powder, desulfurized gypsum and high calcium fly ash by alkali activation and applied it to the SCW method. As a result, it was analyzed that the compressive strength of solidified soil using development solidification material was 96.2 ~ 106.3% of OPC at 28 days of curing. In addition, the strength increment ratio was 2.06 for sandy soil and 2.41 for clayey soil, which was higher than 1.85 of OPC. It seems an advantageous in terms of long-term strength. In addition, from the environmental point of view, it was analyzed that there is no elution of heavy metals and that greenhouse gas emissions can be dramatically reduced. Therefore, if further studies are conducted, it can be applied to the SCW method.
Kim Young-Jin;Lee Sang-Soo;Kim Dong-Seuk;Yoo Jae-Kang
Journal of the Korea Concrete Institute
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v.16
no.3
s.81
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pp.319-326
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2004
This paper investigates the effect of the concrete containing mineral admixtures(pozzolanic materials such as fly-ash, ground granulated blast-furnace slag, silica fume and meta kaolin) on the resistance properties to chloride ion invasion. The purposed testing procedure was applied to the concrete replaced mineral admixtures for 3${\~}$4 replacement ratios under water-binder ratios ranged from 0.40 to 0.55. For the electro-migration test, Tang and Nilsson's method was used to estimate the diffusion coefficient of chloride ion. As a results, the water-binder ratios, kinds of mineral admixtures and replacement ratios, water curing periods had a great effect on the diffusion coefficient of chloride ion, and the optimal replacement ratios had a limitation for each mineral admixtures. Also, the use of mineral admixtures by mass(replacement of OPC) enhance the resistance ability against chloride penetration compared with the plain concrete. The compressive strength was shown related to the diffusion coefficient of chloride ion, the compressive strength increases with the diffusion coefficient of chloride ion decreasing. Below the 50 MPa, the variation of diffusion coefficient of concrete replaced mineral admixtures was bigger than that of plain concrete.
Kim Dong-Seok;Yoo Jae-Kang;Park Sang-Joon;Won Cheol;Kim Young-Jin
Journal of the Korea Concrete Institute
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v.17
no.5
s.89
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pp.679-686
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2005
The corrosion of reinforcement induced by chloride ingress is the main deterioration cause of coastal reinforced concrete structures. In this paper, an experimental study was executed to investigate the effect of the kinds and replacement ratios of mineral admixtures (fly-ash, ground granulated blast-furnace slag silica fume and meta-kaolin), W/B and curing time on chloride diffusion of concrete by long-time immersion test in chloride solution. According to the result, the use of mineral admixtures was effective in improving the resistant to chloride ingress. The chloride penetration depth and diffusion coefficient were decreased as replacement ratios of mineral admixture were increased. The kind and replacement ratio of the mineral admixture are more important than the W/B in reducing the chloride diffusion of concrete. Chloride binding capacity of mineral admixture, which was sequenced in the order of MK
Evaluation of chloride penetration is very important, because induced chloride ion causes corrosion in embedded steel. Diffusion coefficient obtained from rapid chloride penetration test is currently used, however this method cannot provide a correct prediction of chloride content since it shows only ion migration velocity in electrical field. Apparent diffusion coefficient of chloride ion based on simple Fick's Law can provide a total chloride penetration magnitude to engineers. This study proposes an analysis technique to predict chloride penetration using apparent diffusion coefficient of chloride ion from neural network (NN) algorithm and time-dependent diffusion phenomena. For this work, thirty mix proportions with the related diffusion coefficients are studied. The components of mix proportions such as w/b ratio, unit content of cement, slag, fly ash, silica fume, and fine/coarse aggregate are selected as neurons, then learning for apparent diffusion coefficient is trained. Considering time-dependent diffusion coefficient based on Fick's Law, the technique for chloride penetration analysis is proposed. The applicability of the technique is verified through test results from short, long term submerged test, and field investigations. The proposed technique can be improved through NN learning-training based on the acquisition of various mix proportions and the related diffusion coefficients of chloride ion.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.16
no.1
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pp.59-65
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2016
This study examined the compressive strength development and pH values of alpha-calcium sulfate hemihydrate(${\alpha}-CH$)-based binders developed for vegetation concrete with neutral pH between 6~7. Considering cost down and strength enhancement of the prepared binders, the ${\alpha}-CH$ was partially replaced by ground granulated blast furnace slag(GGBS), fly ash(FA), or ordinary Portland cement(OPC) by 25% and 50%. The compressive strength of mortars using 100% ${\alpha}-CH$ was 50% lower than that of 100% OPC mortars. With the increase of the replacement level of GGBS or FA, the compressive strength of ${\alpha}-CH$-based mortars tended to decrease, whereas the pH values were maintained to be 6.5~7.5. The main hydration products of ${\alpha}-CH$-based binders with GGBS or FA were a gypsum($CaSO_4$), whereas portlandite($Ca(OH)_2$) was not observed in such binders. Meanwhile, the pH values of ${\alpha}-CH$-based binders with OPC exceeded 11.5 due to the formation of $Ca(OH)_2$ phase as a hydration product. From the thermogravimetric analysis, the amount of $Ca(OH)_2$ in ${\alpha}-CH$-based binders with OPC was evaluated to be approximately 10% of the cement content.
Recently, it is noticed that autogenous shrinkage of high-performance concrete causes early crack in high performance concrete structures. The purpose of the present study is to derive a realistic equation to estimate the autogenous shrinkage of high performance concrete and to apply to structural analysis. For this purpose, several series of concrete specimens have been tested. When water-binder ratio is fixed to $30\%$, major test variables were the type and contents of mineral admixture. The autogenous shrinkage of HPC with fly ash slightly decreased than that of OPC concrete, but the use of blast furnace slag increased with the autogenous shrinkage. A prediction equation to estimate the autogenous shrinkage of HPC with mineral admixture was derived and proposed in this study. The proposed equation show reasonably good correlation with test data on autogenous shrinkage of HPC with mineral admixture. The finite element program developed in this study provides the useful tool for the flexural analysis including the autogenous shrinkage model. By this program, we know that the tensile stress considering the autogenous shrinkage of reinforced concrete structures increase $20\~27\%$ than that not considering.
Globally, nuclear-decommissioning facilities have been increased in number, and thereby hundreds of thousands of wastes, such as concrete, soil, and metal, have been generated. For this reason, there have been numerous efforts and researches on the development of technology for volume reduction and recycling of solid radioactive wastes, and this study reviewed and examined thoroughly such previous studies. The waste concrete powder is rehydrated by other processes such as grinding and sintering, and the processes rendered aluminate (C3A), C4AF, C3S, and -C2S, which are the significant compounds controlling the hydration reaction of concrete and the compressive strength of the solidified matrix. The review of the previous studies confirmed that waste concretes could be used as recycling cement, but there remain problems with the decreasing strength of solidified matrix due to mingling with aggregates. There have been further efforts to improve the performance of recycling concrete via mixing with reactive agents using industrial by-products, such as blast furnace slag and fly ash. As a result, the compressive strength of the solidified matrix was proved to be enhanced. On the contrary, there have been few kinds of researches on manufacturing recycled concretes using soil wastes. Illite and zeolite in soil waste show the high adsorption capacity on radioactive nuclides, and they can be recycled as solidification agents. If the soil wastes are recycled as much as possible, the volume of wastes generated from the decommissioning of nuclear power plants (NPPs) is not only significantly reduced, but collateral benefits also are received because radioactive wastes are safely disposed of by solidification agents made from such soil wastes. Thus, it is required to study the production of non-sintered cement using clay minerals in soil wastes. This paper reviewed related domestic and foreign researches to consider the sustainable recycling of concrete waste from NPPs as recycling cement and utilizing clay minerals in soil waste to produce unsintered cement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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