• Advances in concrete construction
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• 제5권3호
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• pp.183-199
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• 2017

This paper reports an experimental study into the rheological behaviour of Smart Dynamic Concrete (SDC). The investigation is aimed at quantifying the effect of the varying amount of mineral admixtures on the rheology, setting time and compressive strength of SDC containing natural sand and crushed sand. Ordinary Portland cement (OPC) in conjunction with the mineral admixtures was used in different replacement ratio keeping the mix paste volume (35%) and water binder ratio (0.4) constant at controlled laboratory atmospheric temperature ($33^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$). The results show that the properties and amount of fine aggregate have a strong influence on the admixture demand for similar initial workability, i.e., flow. The large amounts of fines and lower value of fineness modulus (FM) of natural sand primarily increases the yield stress of the SDC. The mineral admixtures at various replacement ratios strongly contribute to the yield stress and plastic viscosity of SDC due to inter particle friction and cohesion.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.50-57
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• 2015

본 연구는 알칼리 활성 모르타르를 활용하기 위한 기초적 연구로 보통 포틀랜드 시멘트 모르타르 및 알칼리 활성 모르타르에 감수제 종류 및 첨가율 변화를 적용하여 기초적인 특성을 파악하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로우의 경우 감수제 종류와 관계없이 치환율이 증가함에 따라 유동성이 향상되었으며, OPC-Pn의 경우는 플로우치가 크게 증가하는데 비해 AA의 경우는 증가량이 크지 않았으며, AA중에서는 AA-Pn이 가장 우수하였다. 한편, OPC 및 AA에 액상 및 분말형 Pn 첨가에 따른 플로우의 경우는 OPC 첨가율이 증가함에 따라 유동성이 증가하였으며, AA의 경우는 AA-PN-L(액상형)의 경우보다 AA-Pn-P(분말형)의 경우가 유동성이 개선되는 것으로 나타났다. 공기량은 OPC의 경우는 첨가율이 증가함에 따라 공기량 분포가 증가되었으며, AA는 변화가 없거나 감소하는 것으로 나타났다. 또한, OPC에 액상 및 분말형 Pn 첨가율에 따른 공기량은 0.3% 이상 첨가할 경우 공기량이 큰 폭으로 증가되었는데, AA의 경우는 첨가율에 따른 공기량 변화는 크지 않았다. 압축강도의 경우는 OPC에 비해 AA가 전반적으로 강도발현이 우수한 것으로 나타났고, 재령 및 첨가율이 증가함에 따라 강도가 저하 혹은 유사하였고, 특히 AA-Pn 1%의 경우가 가장 우수한 강도 값을 나타내었다. 이상을 종합하면 감수제 종류 변화에 따라서는 Pn의 경우가 유동성 및 강도적인 측면에서 가장 우수한 결과를 나타냄으로써, 알칼리 활성 모르타르의 혼화제로써 활용성이 양호한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.797-807
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• 2008

본 연구에서는 온도균열 저감이 기대되는 3성분계 시멘트를 사용한 페이스트 및 콘크리트의 간이단열온도 상승실험을 실시하여 3성분계 시멘트의 활성화를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 페이스트 실험은 3가지 결합재를 단독사용 및 혼합사용 하였으며, 콘크리트 실험은 3가지 결합재를 동시에 혼입하여 실시하였다. 페이스트실험 결과 BFS보다 FA의 사용이 온도저감 효과가 좋았으며, 3성분계 시멘트페이스트에서는 BFS의 혼입률이 작고 FA의 혼입률이 클수록 온도가 낮게 나타났다. 온도상승속도 및 하강속도 또한 BFS의 혼입률이 작고 FA의 혼입률이 클수록 늦어졌다. 한편, 물결합재비가 높을수록 최고온도가 낮게 나타났다. 최고온도 도달시간은 OPC100, 2성분계 시멘트, 3성분계 시멘트 순으로 짧게 나타나 3성분계 시멘트 사용은 온도상승지연효과가 있었다. 콘크리트 실험 결과 3성분계 시멘트를 사용한 콘크리트는 OPC사용 콘크리트에 비해 최고온도가 약 $8{\sim}11^{\circ}C$ 정도 낮게 나타났고, 온도상승속도는 $47{\sim}51%$ 수준이며, 온도하강속도는 $37{\sim}42%$ 수준으로 나타났다. 콘크리트 시험체는 페이스트 시험체에 비해 현저히 낮은 온도와 느린 온도상승속도 및 하강속도를 보였는데, 이는 콘크리트 중의 골재에 의한 영향으로 페이스트 시험체보다 열손실량이 컸기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.593-600
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• 2016

본 연구는 알칼리 활성화된 다성분계 시멘트에서 카올린(kaolinite, KA)의 효과에 다른 강도 특성에 관한 것이다. 연구에는 고로슬래그 미분말(GGBFS), 플라이애시(FA), 실리카 퓸(SF) 그리고 카올린(KA)을 결합재로 사용하였다. 시험체는 20% ~ 70% GGBFS, 10% ~ 60% FA, 10% SF(고정 비율) 그리고 10% ~ 50% KA의 범위로 혼합하였다. 물/결합재 비는 0.5이다. 결합재는 수산화나트륨(NaOH)과 규산나트륨($Na_2SiO_3$)을 전체 결합재(GGBFS + FA + SF + KA) 중량의 10% (10% NaOH + 10% $Na_2SiO_3$)비율로 사용하였다. 실험은 압축강도, 물 흡수율, 초음파 속도, 건조수축과 X-ray diffraction (XRD)를 수행하였다. 압축강도는 KA의 양이 증가할수록 감소하였다. 강도감소의 중요한 원인중 하나는 GGBFS 또는 FA와 비교하여 KA의 낮은 활성화 때문이다. 수화가 진행되는 동안 KA는 완전하게 반응하지 않았다. 또한 KA의 양이 증가할수록 UPV는 모든 시험체에서 감소하였다. 건조수축과 물 흡수율은 KA의 양이 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 시험결과를 통해 다성분계 시멘트의 강도 특성은 KA와 GGBFS의 양에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제14권2호
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• pp.137-145
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• 2023

본 연구에서는 매립석탄재를 이용한 CLSM의 실질적인 기술개발의 일환으로 매립석탄재의 입도분포 및 미립자 함량 등 물성에 따른 CLSM의 유동성, 블리딩 속도, 강도 등의 특성을 검토하였다. 그 결과 채취한 매립석탄재는 밀도 특성과 입도 분포가 다른 것으로 나타났으며 비산재의 양이 많고 혼합수를 많이 첨가한 시편의 경우 블리딩 비율이 기준을 만족하지 못하였고 압축강도 시험 결과, 4시간 동안 0.5MPa 이상의 강도발현은 단위결합재량이 200 이상인 반수석고를 사용한 시편의 경우 만족스러운 것으로 나타났다. 나머지 석고는 강도발현이 불량한 것으로 나타나 매립석탄재는 CLSM 소재로 활용이 가능할 것으로 판단되나 각 발전사의 회처리장에 매립된 석탄재의 물리화학적 특성을 규명하고 적용할 필요가 있다.

• Computers and Concrete
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• 제27권3호
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• pp.241-252
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• 2021

An experimental program was conducted to investigate the fresh properties, mechanical properties and durability characteristics of the self-compacting mortars (SCM) produced with pumice powder and Artificial Lightweight Fine Aggregate (aLWFA). aLWFA was produced by using fly ash. A total of 16 different mixtures were designed with a constant water-binder ratio of 0.37, in which natural sands were partially replaced with aLWFA and pumice powder at different volume fractions of 5%, 10% and 15%. The artificial lightweight aggregates used in this study were manufactured through cold bonding pelletisation of 90% of class-F fly ash and 10% of Portland cement in a tilted pan with an ambient temperature and moisture content. Flowability tests were conducted on the fresh mortar mixtures beforehand, to determine the self-compacting characteristics on the basis of EFNARC. To determine the conformity of the fresh mortar characteristics with the standards, mini-slump and mini-V-funnel tests were carried out. Hardened state tests were conducted after 7, 28 and 56 days to determine the flexural strength and axial compressive strength respectively. Durability, sorptivity, permeability and density tests were conducted at the end of 28 days of curing time. The test results showed that the pumice powder replacement improved both the fresh state and the hardened state characteristics of the mortar and the optimum mixture ratio was determined as 15%, considering other studies in the literature. In the aLWFA mixtures used, the mechanical and durability characteristics of the modified compositions were very close to the control mixture. It is concluded in this study that mixtures with pumice powder replacement eliminated the negative effects of the aLWFA in the mortars and made a positive contribution.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.118-125
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• 2013

폴리비닐알코올 섬유와 폴리에틸렌 섬유 등의 합성 섬유는 고연성 섬유보강 시멘트 복합재료를 제조하는데 성공적으로 사용되고 있다. 폴리프로필렌 섬유 역시 복합재료를 제조하는데 사용되고 있지만, 고연성을 구현하는 목적보다는 고온에 노출된 콘크리트의 내화 성능 향상 목적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 폴리프로필렌 섬유로 보강된 시멘트 복합재료의 성능을 향상시키는 방법에 대하여 논하고자 한다. 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 평가하기 위하여 5가지 배합을 결정하였다. 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC)와 OPC를 다량 치환한 플라이애시를 결합재로 사용하였고 물-결합재 비는 0.23~0.25이다. 또한 부피비로 2%의 폴리프로필렌 섬유가 사용되었으며, 연성을 향상시킬 목적으로 폴리스틸렌 비드가 사용되었다. 슬럼프, 밀도, 압축강도, 1축 인장 실험을 포함한 일련의 실험을 수행하였으며, 실험결과, 파괴역학, 마이크로역학, 통계이론을 이용하여 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.134-142
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• 2003

고강도 콘크리트의 초기 균열 제어를 위해서는 균열 발생의 주요 원인인 자기수축에 대한 실험과 예측, 그리고 감소 방안에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재비가 0.50~0.27이고 플라이 애쉬 대체율이 0, 10, 20, 30%인 콘크리트의 자기수축을 측정하였으며, 실험결과를 토대로 예측 모델을 제안하였다. 실험 결과, 물-결합재비가 낮아짐에 따라 자기수축이 증가하였으며, 재령 초기에서 자기수축 발현률이 크게 증가하였다. 또한, 플라이 애쉬 대체율이 증가할수록 자기수축이 감소하는 결과를 얻었다. 비록 재령 초기에 큰 자기수축이 발생했다 하더라도 콘크리트의 강성(탄성계수)이 낮은 동안에는 응력은 발생하지 않게 된다. 따라서, 본 연구에서는 콘크리트 강성의 변화를 고려하기 위해 초음파 속도 발현 특성으로부터 콘크리트 강성의 발현 시점을 간접적으로 조사하여 이를 자기수축 모델링에 사용하였다. 실용적인 측면에서, 본 연구에서 제안된 모델은 자기수축과 이로 인해 발생한 응력을 예측하는 데에 유효하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.47-54
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• 2017

시멘트 산업은 대표적인 탄소 배출 산업으로서, 콘크리트에 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 플라이애시를 다량 사용할 경우 시멘트 사용을 줄이고 탄소 배출을 저감할 수 있으나, 이러한 경우 초기강도의 저하가 비교적 크기 때문에 대체량 증대에 한계가 있다. 이러한 현실을 고려할 때 고로슬래그 미분말이나 플라이애시를 다량 활용한 포틀랜드 혼합 시멘트에 적절한 알칼리 활성화를 통해 혼합 시멘트의 성능을 보완하는 방안은 시멘트 산업 분야에서 탄소 배출을 저감할 수 있는 현실적인 방안이 될 수 있다. 이에 따라 본 보고에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합하고 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 2.0% 사용한 결합재를 적용하여 레미콘(Ready-Mixed Concrete) 제조 시설에서 콘크리트를 제조하고 그 기초적인 특성을 평가하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용으로 슬럼프는 다소 감소하고 응결 시간이 단축되는 현상이 있었으나, 블리딩이 감소하고 조기 강도가 개선되었으며, 탄산화 저항성은 큰 차이가 없었다. 향후 이와 관련하여 장기 재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권1호
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• pp.102-111
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• 2013

A novel MgO-based binder was developed and applied to treat the anoxic sediment that was collected from Seonakdong river, Korea and was contaminated with heavy metals. The treated sediment was evaluated by measuring compressive strength, expansion, leaching of heavy metals and storage characteristics for $CO_2$. Initially, an optimal blending ratio of lime (L)/fly ash (FA)/blast furnace slag (BFS) that was to be mixed with MgO was screened to be $L_{0.3}-FA_{0.1}-BFS_{0.6}$. Long-term strengths of the sediments that were treated by various mixtures of MgO and $L_{0.3}-FA_{0.1}-BFS_{0.6}$ were then evaluated and the blending ratios between 4 : 6 and 6 : 4 were found optimal, which yielded a compressive strength of 4.09 MPa. On this basis, the optimal MgO-based binder was selected to be a 5 : 5 mixture of MgO and $L_{0.3}-FA_{0.1}-BFS_{0.6}$. The good performance of the MgO-based binder was believed to be due to the formation of Mg $(OH)_2$, which filled the micropores and also increased the density of the solidified matrices. The MgO-based binder exhibited an average stabilizing capacities for heavy metals of 92.9%, which was similar to or higher than that of Portland cement. It was found that 69.1 kg of carbon dioxide could be sequestrated after 365 days of curing when treating a ton of anoxic sediments.