• Computers and Concrete
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• 제17권5호
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• pp.629-638
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• 2016

Optimization of the concrete mixture design is a process of search for a mixture for which the sum of the cost of the ingredients is the lowest, yet satisfying the required performance of concrete. In this study, a statistical model was carried out to model a cost effective optimal mix proportioning of high strength self-compacting concrete (HSSCC) using the Response Surface Methodology (RSM). The effect of five key mixture parameters such as water-binder ratio, cement content, fine aggregate percentage, fly ash content and superplasticizer content on the properties and performance of HSSCC like compressive strength, passing ability, segregation resistance and manufacturing cost were investigated. To demonstrate the responses of model in quadratic manner Central Composite Design (CCD) was chosen. The statistical model showed the adjusted correlation coefficient R2adj values were 92.55%, 93.49%, 92.33%, and 100% for each performance which establish the adequacy of the model. The optimum combination was determined to be $439.4kg/m^3$ cement content, 35.5% W/B ratio, 50.0% fine aggregate, $49.85kg/m^3$ fly ash, and $7.76kg/m^3$ superplasticizer within the interest region using desirability function. Finally, it is concluded that multiobjective optimization method based on desirability function of the proposed response model offers an efficient approach regarding the HSSCC mixture optimization.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.1-8
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• 2016

본 연구에서는 산업부산물인 TDFA를 혼입한 콘크리트에 대하여 초기재령의 공학적 특성을 분석하였다. 물-결합재비 0.5, FA 치환율 20%인 콘크리트를 대상으로 TDFA를 3~12%치환하여 경화 전 및 경화 후의 특성을 분석하였다. TDFA 혼입율 6% 이후의 배합에서는 작업성이 현저하게 감소하였고 공기량 확보가 어려웠으며, 이로 인해 감수제 및 공기연행제를 추가하여 작업성을 개선시켰다. TDFA 혼입율 6~12%까지는 콘크리트의 강도에 큰 영향은 없었으며, 탄산화저항성 및 염해저항성에서는 FA 20% 치환 배합보다 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 공기량이 부족한 TDFA 혼입율 6%배합에서는 동결융해 저항성이 크게 감소하였다. 공기량 및 작업성이 확보된다면 FA를 12%수준까지 TDFA로 치환해도 공학적인 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권4호
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• pp.323-344
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• 2018

The study herein reports the impact of Steel Fiber (SF) and Ground Granulated Blast Furnaces slag (GGBFS) content on the fresh and hardened properties of fly ash (FA) based Self-Compacting Geopolymer Concrete (SCGC). Two series of self-compacting geopolymer concrete (SCGC) were formulated with a constant binder content of $450kg/m^3$ and at an alkaline-to-binder (a/b) ratio of 0.50. Fly ash (FA) was substituted with GGBFS with the replacement levels being 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% by weight in each SCGC series. Steel fiber (SF) wasn't employed in the assembly of the initial concrete series whereas, within the second concrete series, an SF combination was achieved by a constant additional level of 1% by volume. Fresh properties of mixtures were through an experiment investigated in terms of slump flow diameter, T50 slump flow time, V-funnel flow time, and L-box height ratio. Moreover, the mechanical performance of the SCGCs was evaluated in terms of compressive strength, splitting tensile strength, and fracture toughness. Furthermore, a statistical analysis was applied in order to judge the importance of the experimental parameters, like GGBFS and SF contents. The experimental results indicated that the incorporation of SF had no vital impact on the fresh characteristics of the SCGC mixtures whereas GGBFS aggravated them. However, the incorporation of GGBFS was considerably improved the mechanical properties of SCGCs. Moreover, the incorporation of SF with the total different quantity of GGBFS replacement has considerably increased the mechanical properties of SCGCs, by close to (65%) for the splitting strength and (200%) for compressive strength.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2007년도 춘계학술논문 발표대회
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• pp.33-36
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• 2007

In order to select the optimum mix for the required fluidity and strength of mass concrete which is applied to transfer girder and to choose the optimum curing method depending on circumstances through hydration heat analysis of mass concrete, this study examined slump flow, air content and elapsed variation (0, 30, 60, 90) in unhardened concrete properties and reviewed compressive strength characteristics in hardening properties. And hydration heat analysis results through simulation are as follows; 1) Fluidity changes of unhardened concrete showed no significant difference, and those of elapsed variation also showed no difference but a bit of tendency to increase in comparison with the initial properties. 2) The higher the water-binder ratio was, the lower the compressive strength properties were, and the higher the fly ash replacement rate was, the lower the compressive strength development was. 3) In case of $Fc=40N/mm^2$, the optimum mix was fly ash replacement rate of 15% from water-binder ratio of 33.0%. 4) Hydration heat analysis results showed that in case of bundle cast, concrete temperature profile characteristics around transfer girder was unfavorable, and in case of separate cast, constant curing for at least seven days guaranteed thermal cracking index of 1.2.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.64-71
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• 2015

초고강도 콘크리트의 혼화재로는 일반적으로 실리카퓸(SF)을 사용한다. 실리카퓸은 강도, 내구성 측면에서 유리하나 제조원가를 상승시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 80MPa급 초고강도 콘크리트의 제조원가를 낮추기 위하여 실리카퓸 대신에 고로슬래그(BS)와 플라이애시(FA)에 대해 검토하였다. 실험은 모르타르 배합으로 결합재 조합, 물-결합재비 및 단위결합재량에 대해 검토하였고, 그 결과를 토대로 콘크리트 배합설계를 통하여 물성에 대하여 검증하였다. 그 결과 압축강도 80MPa를 달성하기 위한 결합재는 OPC 60% BS 30%, FA10%로 구성하고, 물-결합재비는 21%, 단위 결합재량은 $720kg/m^3$이 적절한 것으로 분석되었다. 상기 도출된 결합재 조합, W/B 및 단위 결합재량을 반영한 콘크리트 배합에서 슬럼프 플로우는 715mm, 28일 압축강도는 97MPa로 양호하게 나타났다. 본 연구에서 도출한 결합재 조합을 사용하는 경우 실리카퓸을 사용한 결합재에 비하여 동등한 성능을 발휘하면서 약 50%의 결합재 비용을 절감할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.475-481
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• 2013

$850{\sim}1000^{\circ}C$ 정도의 저온에서 소성된 MgO 분말을 적정량 치환한 콘크리트는 장기팽창성을 갖는다. 이러한 팽창성은 저온소성한 MgO 분말의 느린 수화반응을 통해 이루어지기 때문에 장기재령까지 수축을 보상하는 특성을 가진다. 최근 수화열 저감, 내구성 향상 등의 이유와 함께 건설 산업의 탄소저감을 위한 방안으로 플라이애시 및 고로슬래그 등과 같은 혼화재의 사용이 증가하고 있다. 따라서 저온소성한 MgO 분말을 팽창재로 사용하기 위해서는 이러한 혼화재와 MgO 분말을 함께 사용한 콘크리트의 특성 규명이 필요하다. 이 연구에서는 플라이애시 콘크리트에 저온소성한 MgO 분말을 치환한 콘크리트의 슬럼프, 공기량, 수화열뿐만 아니라 장기재령 압축강도 및 길이변화 등의 기본 물성을 실험을 통해 조사하였다. 단열온도 상승시험 결과, 5% 수준으로 MgO 분말을 치환한 콘크리트의 단열온도상승속도 및 최종온도가 플라이애시 콘크리트보다 다소 작게 나타났다. 또한 압축 강도 실험결과 물-결합재비에 따라 저온소성한 MgO 분말이 장기재령 압축강도에 미치는 영향이 다르게 나타났으며, 장기적인 길이변화 실험 결과 저온소성한 MgO 분말을 치환한 콘크리트에서 큰 팽창효과를 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.25-35
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• 2018

본 연구에서는 카올린과 플라이애시의 두 종류의 결합재를 혼합하여 알칼리 활성화시킨 후, 경화체의 강도 및 미세구조 분석을 수행하였다. 이를 위해, 경화된 시험체에 대해 압축강도, X선 회절분석(XRD), 열중량(TG) 분석 및 SEM/EDS 분석을 실시하였다. 카올린-플라이애시 혼합 결합재는 카올린 혼합에 관계없이 모든 경화체에 대해서 재령에 따라 압축강도가 증가하는 경향을 나타냈으며, 플라이애시 중량에 대한 카올린의 혼합비가 증가할수록 압축강도는 낮아지는 것으로 나타났다. XRD 분석 결과에서는 제작된 모든 시험체에 대해서 플라이애시 및 카올린의 원재료에 함유된 구성광물 이외에 새로운 결정질 물질 형성은 확인되지 않았지만, 이에 반해 TG 분석에서는 모든 시험체 내에서 N-A-S-H gel이 반응생성물로 형성된 것을 알 수 있었다. 모든 시험체들의 내부는 대체적으로 치밀하지 않은 것으로 나타났으며, 카올린 치환율에 따른 강도 발현의 차이가 있음에도 불구하고, 내부의 조직구조에서 뚜렷한 차이는 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서 보여준 반응생성물의 Si/Al가 낮을수록 시험체의 강도가 상대적으로 높은, Si/Al와 강도와의 상관관계에 따라, 반응생성물의 Si/Al가 낮도록, 즉 사용되는 결합재의 $Al_2O_3$의 용해도를 높일 수 있는 화학적 첨가제가 고려된다면, 카올린-플라이애시 혼합 결합재의 강도 개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.1-7
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• 2018

본 연구에서는 산업부산물을 다량 활용한 소일콘크리트의 유동성 및 강도발현에 대한 결합재-흙의 비(B/S) 및 물-결합재비(W/B)의 영향을 평가하였다. 보통 포틀랜드 시멘트의 부분 치환재로서 바이패스 더스트 10%, 고로슬래그미분말 40%, 순환유동층 플라이애시 25%가 사용되었다. 저시멘트 결합재와 함께 사질토 또는 점성토를 사용하여 18 소일콘크리트 배합이 실험되었다. 실험결과 소일콘크리트의 유동성은 대상토(점성토 또는 사질토)의 종류에 관계없이 동일한 W/B에서 B/S가 클수록 증가하였다. 압축강도는 점성토 콘크리트보다 동일 배합조건을 갖는 사질토 콘크리트에서 컸다. 산업부산물 다량 활용 소일콘크리트의 배합은 압축강도 및 고유동성을 고려하면 대상토에 관계없이 B/S가 0.35 그리고 W/B는 175%가 추천될 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.277-280
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• 2003

Material, mix proportion, curing condition, temperature, humidity and wind velocity have an influence on drying shrinkage of concrete. In this paper, to evaluate the effect of curing condition at early age on the drying shrinkage of concrete was investigated varying curing age for different binder. The principal conclusions from this research were as follows: 1) In case of 14 days of water curing, the drying shrinkage of concrete is smaller than 7 days of water curing, independence of type of binder. 2) In case of 4 days of water curing, the ratio of increase of drying shrinkage of concrete using fly-ash and slag powder is more remarkable than using portland cement alone, comparing the drying shrinkage of 7 days of water curing.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.41-49
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• 2020

상온에서 발생하는 1, 2성분계 무시멘트 콘크리트의 강도저하 문제를 개선하기 위해 시멘트를 실리카 흄, 플라이애시, 고로슬래그 미분말로 치환한 3성분계 무시멘트 콘크리트의 슬럼프와 압축강도 특성을 통해 비교분석을 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 3성분계 무시멘트 콘크리트는 2성분계에 비해 높은 압축강도를 나타냈으며 실리카 흄을 10% 혼입한 경우 슬럼프 감소가 적은 것으로 나타났다. 또한, 삼각조성도를 통해 슬럼프 및 압축강도 수준별 각 무기결합재의 적정 구성비율 범위를 제시하였다.