• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.621-626
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• 2004

일반 콘크리트뿐만 아니라 고성능콘크리트 제조 시 고로슬래그(BFS)의 사용은 워커빌리티, 장기 강도 및 내구성 측면에서 장점을 갖는다. 그러나 슬래그 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 수축이 크며 특히 자기수축이 크게 발생하기 때문에 적절한 방법으로 제어하지 않으면 심각한 균열을 야기할 수 있다. 따라서 수축에 의한 균열 발생을 최소화하고 콘크리트 구조물의 사용 수명을 확보하기 위해서는 BFS를 함유한 콘크리트의 자기수축 거동에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재(시멘트+BFS) 비(W/B)가 0.27${\~}$0.42이고 BFS 대체율이 각각 $0\%$, $30\%$, $50\%$인 각주형 콘크리트 시편을 제작하여 자기수축을 측정한 후, 실험결과를 바탕으로 자기수축 예측 모델의 재료 상수 값들을 결정하였다. 또한, 응력 발현에 기여하는 자기수축을 유효자기수축으로 정의하고, 다양한 W/B를 고려한 재령 28일에서의 유효자기수축 변형률 추정식을 제안하였다. 실험결과, W/B가 동일할 때 콘크리트의 자기수축은 BFS의 사용량에 따라 증가하였다. 또한 동일한 양의 BFS를 사용한 경우, W/B가 낮아짐에 따라 자기수축 증가율이 감소하는 경향을 보였다. 따라서 고로슬래그 콘크리트의 자기수축을 줄이기 위해서는 자기수축을 줄이는 수축저감제 등의 혼화 재료를 사용하거나 시공 현장에서의 충분한 습윤양생이 필요하다고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.557-563
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• 2008

순환잔골재를 생산하는데 있어서 기존의 습식공정에서 사용되는 파 분쇄 방법만으로는 골재에 포함되어 있는 시멘트페이스트 성분을 효율적으로 떨어내지 못하며, 씻기 작업에 사용되어지는 세척수는 씻기 작업 후 별다른 처리 없이 순환하여 사용되어 지고 있기 때문에 칼슘 성분을 다량 함유한 pH $12{\sim}13$의 고알칼리성수로 변화된다. 따라서 골재 내 폐모르타르분을 효과적으로 제거하지 못할 뿐더러 용수 또한 지정폐기물로 분류되어 방류 시 별도의 처리를 해야만 하는 추가적인 비용이 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 기존 순환골재 생산 방식 중 문제시 되어온 파 분쇄 방법의 문제점을 보완하고 강알칼리수를 중화시켜 순환골재의 품질기준에 만족하는 순환잔골재의 최적 생산조건에 대하여 실험적 및 통계적으로 검토 분석하고자 하였다. 즉, 순환잔골재의 물리적 특성에 영향을 미치는 세척수양, 피분쇄물인 굵은골재량, 마쇄시간을 실험인자로 선정한 후 실험계획법에 의하여 순환 잔골재와 물비, 순환 잔골재와 굵은 골재비 및 마쇄시간에 대하여 그 유효성을 검토하였으며, 품질규격에 적합한 순환잔골재를 생산하기 위한 최적의 마쇄조건을 도출하고자 하였다. 순환골재의 품질기준에 만족하는 순환잔골재의 제조 방법에 관한 연구결과, 물비, 굵은골재비, 마쇄시간 변화에 따른 순환잔골재 품질 변화는 마쇄시간이 밀도 변화에 있어 마쇄조건 중 가장 유효하며 물비는 크게 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 또한 마쇄시간 15분, 굵은골재비 1.0 이상이 목표품질 절건밀도 $2.5\;g/cm^3$ 이상 흡수율 3% 이하의 골재를 생산하는데 최적조건인 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.657-665
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• 2013

이 연구는 알칼리 활성 슬래그(alkali-activated slag, AAS) 결합재를 이용하여 자기충전성을 갖는 콘크리트 개발을 위한 기초 연구로서 자기충전 콘크리트에 사용될 AAS 결합재 및 고성능 감수제의 유동성능 평가를 통해 선정하고, 선정된 결합재 및 고성능 감수제를 사용하여 자기충전 콘크리트를 배합한 후 굳기 전 콘크리트의 유동특성을 평가하였다. 높은 pH에서 폴리카르본산계 고성능 감수제의 성능이 저하됨에 따라 비교적 강도가 낮은 약알칼리성 활성화제를 사용한 AAS 결합재를 선정하였다. 시험 결과 일본토목학회(JSCE) 기준인 고유동성, 재료분리 저항성, 간극 충전성은 대부분 만족시켰으나, AAS 페이스트의 기본점성이 OPC에 비해 높은 이유로 유럽통합기준의 간극 통과성은 만족시키지 못했다. 하지만, AAS 결합재를 이용하면 증점제의 사용 없이 재료분리가 발생되지 않는 자기충전 콘크리트 제조가 가능함을 확인하였다. 이 연구는 AAS 결합재를 이용한 자기충전 콘크리트 개발의 기초연구로서 앞으로 현장적용이 가능한 AAS 자기충전 콘크리트 개발을 위해 더 높은 강도의 고유동 결합재와 간극 통과성을 높이기 위한 콘크리트 배합비의 연구가 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.449-458
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• 2006

시멘트는 전 세계적으로 사회기반 시설구조물의 주 건설 재료로서 경제 발전의 원동력이 되어 왔다. 그러나 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 또한 $CO_2$를 배출로 인한 온난화 현상 및 환경문제가 심각하다. 따라서, 본 연구에서는 시멘트를 사용하지 않은 21세기형 chemically bonded concrete를 연구하기 위해, 국내 fly ash를 재활용하여, 화학적 반응에 의해 경화시켜 모르타르 공시체를 제조하고, 시멘트 대체 건설재료로써 강도 발현 특성 분석, X-ray 회절분석(XRD), SEM 촬영을 통해 알칼리 활성제의 종류, 재령, 양생온도와의 상호관계와 반응 생성물의 강도 발현 메커니즘을 구명하였다. 실험 결과 알카리 활성제로 NaOH와 물유리를 사용한 시험체가 강도가 가장 높았으며, 초기의 높은 양생 온도는 조기에 fly ash의 반응을 활성화시켜 높은 강도 발현에 유리한 것으로 나타났다. 또한 XRD와 SEM 분석을 통해 주요한 반응생성물은 $Na_6-(AlO_2)_6-(SiO_2)_{10}-12H_2O$ 형태의 zeolite이며 그 밖의 칼슘실리케이트와 유사한 수화생성물로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.103-110
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• 2011

본 연구는 폐콘크리트로부터 발생한 성토 복토용 순환잔골재의 pH 저감을 목적으로 자연적 처리 방법 및 인위적 처리 방법을 이용하여 순환잔골재의 pH 저감특성을 비교 분석 하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 실내방치된 순환잔골재의 경우는 사람의 호흡 등 대기중 높은 $CO_2$농도로 인해 실외방치된 순환잔골재보다, 또한 쌓기 두께가 얇을수록 pH를 저감시킨 것으로 분석된다. 공기투과의 경우 비교적 순환잔골재의 pH저감이 효과적이었는데 이는 고압의 환풍기로 인해 순환잔골재에 원활한 $CO_2$ 공급으로 pH를 저감시킨 것으로 판단된다. 살수처리의 경우 미수화 시멘트의 수화반응을 촉진시켜 수산화칼슘을 용해시키고, 건조과정중 대기중 $CO_2$에 의한 중성화로 pH를 크게 저감시키는 것으로 나타났으며 침수처리에서는 pH 저감 효과가 미흡하였다. $CO_2$촉진의 경우 순환잔골재의 pH저감 효과가 가장 우수한 것으로 나타났는데, 이는 원활한 $CO_2$공급이 가능하기 때문인 것으로 분석된다. 이상의 실험 결과를 종합하면, pH 저감성능, 경제성 및 작업성 측면을 고려할 경우 순환잔골재 질량비 1: 0.5 비율로 살수한 다음, 강제적인 $CO_2$가스의 처리로 건습을 반복한다면 순환잔골재의 pH저감에 가장 효과적인 방법이 될 것으로 분석된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.877-880
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• 2008

최근 언론이나 학회에서도 우수한 성능을 인정받는 플라이애쉬는 시멘트의 대체재로서 많은 연구와 적용사례가 늘어나고 있으나 조기강도의 저하 및 무분별한 사용으로 품질이 변동되는 문제점이 해결되지 않는 실정이다. 또한 KS L 5405에 규정된 분말도 $3000{\sim}4500cm^2/g$급인 플라이애쉬를 단위 시멘트량의 20% 전후로 치환하여 사용하고 있어 그 이상의 분급에 관한 규정은 미미한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 3성분계 콘크리트의 특성에 미치는 고품질 플라이애쉬의 치환율 및 물-결 합재비 영향을 분석하기 위해 플라이애쉬의 분말도 8000급과 치환율 15(P), 30, 45%의 3수준으로 설정하였으며, 물-결합재비는 40, 50%의 2수준으로 계획하여 실험을 실시하였다. 측정한 결과, 굳지않은 콘크리트의 성상에서 플라이애쉬의 치환율이 증가할수록 유동성이 점차 향상되는 경향을 나타내었으나, 물-결합재비가 증가할수록 현저히 낮아지는 것으로 나타났다. 또한, 공기량은 플라이애쉬의 치환율이 증가하고 물-결합재비가 낮아짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 물-결합재비에 관계없이 플라이애쉬의 치환율이 증가할수록 수화열 저감을 확인할 수 있었다. 또한, 강도특성에서는 치환율과 물-결합재비가 증가할수록 강도가 낮아지는 경향을 나타내었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.21-25
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• 2009

본 논문에서는 텍사스 휴스턴에 소재하는 William P Hobby공항의 아스팔트 덧씌우기 포장두께를 설계하기위한 재료 특성화와 구조평가 연구결과에 관한 최근의 사례결과를 나타내고 있다. Hobby 공항의 12R-30L 활주로는 포틀랜드시멘트 콘크리트 포장위에 두꺼운 아스팔트 덧씌우기 층으로 구성되어 있으며 최근 부분적인 표면 밀림 현상이 관측되었다. 아스팔트 혼합물 현장코아 시료를 사용하여 표면 밀림현상 원인을 분석하기 위하여 공기량, 아스팔트 함량 및 골재 입도 분석이 수행되었다. 미연방 항공우주국의 탄성층 해석 프로그램인 LEDFAA가 새로운 아스팔트 덧씌우기층의 포장구조 상태를 평가하기 위하여 사용되었다. 이를 위하여 두 가지의 포장구성 상태가 존재한다고 가정하였다. 즉 PCC 포장위에 아스팔트 콘크리트 덧씌우기층, 그리고 아스팔트 콘크리트 포장. 실험실 시험결과를 근거로 아스팔트 바인더 함유량에 대한 200번째 체 통과 골재비는 $1.1{\sim}2.2$이며 비율이 높을수록 혼합물은 연성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 12R-30L 활주로의 표면밀림 현상은 과도한 세립골재 함유율로 인한 연성혼합물이 원인인 것으로 나타났다. 구조 평가결과에 의하면 아스팔트 포장으로 포장구조를 가정한 해석 결과는 PCC층에 비하여 좀 더 두꺼운 아스팔트 층일때 더 실질적인 구조적 수명을 나타내었다. 아스팔트층 하부의 PCC포장은 고급기층재료 역할을 수행하기 때문인 것으로 해석된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.46-53
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• 2023

이 논문에서는 고인성 시멘트 복합체 SHCC와 함께 일반 철근, 초고강도 철근, FRP 보강근으로 보강된 3종류의 철근콘크리트 보(SHCC-RB, SHCC-SB, SHCC-FRP)의 휨 성능을 평가하기 위하여 보 실험체를 제작하고, 4점 재하 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, SHCC로 보강된 모든 실험체가 다수의 미세 균열이 발생하면서 휨 균열 폭이 100 ㎛ 이하로 제어되는 특성을 나타내었다. 이는 1축 인장 하에서 인장변형경화 특성을 보이며, 다중 미세균열 특성을 보이는 SHCC의 재료적 성질에 기인하는 것으로 판단된다. 실험체 SHCC-FRP는 실험체 SHCC-RB에 비하여 초기균열하중과 항복 휨모멘트강도가 낮은 반면, SHCC-FRP의 최대 휨모멘트강도는 SHCC-RC에 비하여 우수하게 나타났는데, 이는 FRP 보강근의 인장강도가 일반 철근에 비하여 더 높기 때문이다. 보 실험체 SHCC-SB의 초기균열 하중은 SHCC-RB와 유사하였으나, 항복 휨모멘트강도 및 최대 휨모멘트강도 측면에서는 SHCC-SB가 가장 우수한 것으로 평가되었다. SHCC와 초고강도 철근을 RC보의 보강에 활용하면 작은 단면적의 추가 배근으로도 효과적인 보강이 가능할 수 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.11-18
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• 2013

시멘트 콘크리트 포장은 중차량에 대한 뛰어난 적용성과 장기간의 공용성을 지녔고, 아스팔트보다 구입이 용이하여 내구성 및 경제적 측면에서 우수한 장점을 가지고 있으나, 아스팔트 포장에 비해 노후화 되거나 파손이 발생할 경우 대규모 유지보수가 발생할 수 있는 단점이 있다. 콘크리트 포장의 손상은 대부분 균열에 의한 것으로 콘크리트 포장의 초기 및 장기균열을 제어할 수 있는 기술 확보가 필요하다. 이 연구에서는 일반적인 구조용 콘크리트 배합에 비해 단위수량이 낮고 굵은 골재 최대 치수가 큰 콘크리트 포장 배합에서의 섬유보강 효과를 평가하기 위해 직경이 작고 형상비가 큰 마이크로 섬유와 직경이 크고 형상비가 작은 매크로 섬유로 하이브리드 보강된 콘크리트 포장용 배합에 대한 기본적인 성능실험을 수행하였다. 실험 결과 콘크리트 포장 배합의 섬유보강 효과는 일반 구조용 콘크리트 배합에 비해 낮은 것으로 나타났으나 하이브리드 섬유로 보강된 콘크리트 포장 배합은 휨강도 및 인성보강 효과가 큰 것으로 나타났다. 특히 하이브리드 섬유보강 콘크리트는 포장 손상의 주요 요인인 콘크리트 포장의 초기 건조수축을 제어하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.499-504
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• 2005

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구성에 탁월한 성능을 가지고 있지 때문에 건설현장에서도 다양한 용도로 개발되어 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이는 수지의 가격이 높아 경제적인 면에서는 다소 불리하여 기존의 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 진행되고 있다. PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용하여 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 그 영역이 점차 확대될 것으로 전망된다. 본 연구에서는 하수관거 및 폐수 시설 등에서 발생하고 있는 황산에 의한 피해를 줄이기 위한 방법의 일환으로 충전재 변화에 따른 PET 재활용 폴리머콘크리트의 황산에 의한 침식 실험을 실시하였다. 실험 결과 충전재로 중탄산칼슘을 사용한 경우는 외형 및 표면 상태에서 부식의 흔적이 있었으며, 중량 변화 및 강도 변화에서도 장기간 부식 환경에 노출 될 경우 문제점을 야기할 수 있음을 확인할 수 있었다. 반면에 충전재로 플라이애쉬를 사용한 경우는 중량변화 및 강도 변화가 적었으며 외형에서도 침지하지 않은 실험체와 거의 변화가 없었다. 이것은 플라이애쉬의 입자의 밀실 충전효과와, 강한 유리질결정체로 구성된 입자 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 하수관거, 공장 폐수시설등 부식 환경 하에서의 구조물에서는 플라이애쉬를 충전재로 사용한 폴리머콘크리트의 사용이 적절한 것으로 나타났다.