• Advances in concrete construction
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• 제6권6호
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• pp.561-583
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• 2018

A variety of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers are commercially available. Their influence on the rheological retention and slump loss in respect of concrete differ considerably. Fluidity and slump loss are the cardinal features responsible for the quality of concrete. These are related to the dispersion of cement particles and the hydration process which are greatly influenced by type of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers. On the backdrop of relatively less studies in the context of rheological retention of high strength self-consolidating concrete (HS-SCC), the experimental investigations were carried out aiming at quantifying the effect of the six different PCE polymers (PCE 1-6) on the rheological retention of HS-SCC mixes containing two types of Ordinary Portland Cements (OPC) and unwashed crushed sand as the fine aggregate. The tests that were carried out included $T_{500}$, V-Funnel, yield stress and viscosity retention tests. The supplementary cementitious materials such as fly ash (FA) and micro-silica (MS) were also used in ternary blend keeping the mix paste volume and flow of concrete constant. Low water to binder ratio was used. The results reveal that not only the PCEs of different polymer groups behave differently, but even the PCEs of same polymer groups also behave differently. The study also indicates that the HS-SCC mixes containing PCE 6 and PCE 5 performed better as compared to the mixes containing PCE 1, PCE 2, PCE 3 and PCE 4 in respect of all the rheological tests. The PCE 6 is a new class of chemical admixtures known as Polyaryl Ether (PAE) developed by BASF to provide better rheological properties in even in HS-SCC mixes at low water to binder mix. In the present study, the PCE 6, is found to help not only in reduction in the plastic viscosity and yield stress, but also provide good rheological retention over the period of 180 minutes. Further, the early compressive strength properties (one day compressive strength) highly depend on the type of PCE polymer. The side chain length of PCE polymer and the fineness of the cement considerably affect the early strength gain.

• Advances in concrete construction
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• 제16권6호
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• pp.303-316
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• 2023

Using industrial wastes and construction and demolition (C&D) wastes is potentially advantageous for concrete production in terms of sustainability improvement. In this paper, a sustainable Self-Compacting Concrete (SCC) made with industrial wastes and C&D wastes was proposed by considerably replacing natural counterparts with recycled coarse aggregates (RCAs) and supplementary cementitious materials (SCMs) (i.e., Fly ash (FA), ground granulated blast furnace slag (GGBS) and silica fume (SF)). A total of 12 SCC mixes with various RCAs and different combination SCMs were prepared, which comprise binary, ternary and quaternary mixes. The mechanical properties in terms of compressive strength and static elasticity modulus of recycled aggregates (RA-SCC) mixes were determined and analyzed. Microstructural study was implemented to analyze the reason of improvement on mechanical properties. By means of life cycle assessment (LCA) method, the environmental impacts of RA-SCC with various RCAs and SCMs were quantified, analyzed and compared in the system boundary of "cradle-to-gate". In addition, the comparison of LCA results with respect to mechanical properties was conducted. The results demonstrate that the addition of proposed combination SCMs leads to significant improvement in mechanical properties of quaternary RA-SCC mixes with FA, GGBS and SF. Furthermore, quaternary RA-SCC mixes emit lowest environmental burdens without compromising mechanical properties. Thus, using the combination of FA, GGBS and SF as cement substitution to manufacture RA-SCC significantly improves the sustainability of SCC by minimizing the depletion of cement and non-renewable natural resources.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.247-254
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• 2014

본 연구에서는 항만매립 및 지하매설물 뒷채움재로 사용할 수 있는 혼화재를 다량 치환한 경량기포혼합토 콘크리트의 특성을 평가하기 위해 3개의 그룹으로 나누어 실험하였다. 경량기포혼합토 콘크리트의 지속가능성, 유동성 및 압축강도 발현을 고려하여 선택한 결합재는 20%의 보통보틀랜트시멘트와 15%의 플라이 애쉬 65%의 고로슬래그이다. 목표 압축강도 1 MPa와 절건밀도 1,000kg/m3을 고려하여 선택한 주요 실험변수로서 단위 고체량 (준설토와 결합재)은 900kg/m3에서 1,807kg/m3까지 증가하였고, 준설토-결합재비 는 3.0, 5.0 및 7.0이었다. 실험결과 혼화재를 다량 치환한 경량기포혼합토 콘크리트의 플로우와 준설토와 결합재량이 증가하면 감소하였다. 경량기포혼합토 콘크리트의 압축강도는 준설토와 결합재량이 증가하면 증가하는 반면, 준설토-결합재비가 증가하면 감소하였다. 결과적으로 경량기포혼합토 콘크리트의 압축강도는 밀도와 준설토-결합재 비의 함수로 제시될 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.519-525
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• 2016

본 논문에서는 혼화제에 따른 3성분계 그라우트에 대하여 자유수축 및 구속수축에 대하여 평가하였다. 본 연구에서 3성분계 그라우트는 플라이애쉬, 지르코늄 실리카퓸을 사용하였고, 팽창재(a, b)와 수축저감제 혼화제를 병용 사용하였다. 또한 유럽규정 EN 445에 따라 그라우트의 기본재료특성 실험을 수행하여 블리딩, 체적변화량, 유동성, 압축강도 실험을 수행하여 기본재료특성 거동도 분석하였다. 실험결과, 팽창재와 수축저감제 혼입률에 따라 유동성은 다소 영향은 없었으나, 우수한 블리딩 및 침하 저감성능과 압축강도를 나타났다. 자유수축 거동에서는 팽창재와 수축저감제를 혼입한 변수들은 0.0E-0.0R 변수보다 최소 29%의 수축저감성능을 보여 주었다. 특히 팽창재 a와 수축저감제를 병용 사용한 변수에서는 수축 저감의 효과가 더욱 우수한 것으로 나타났으며, 혼화제의 혼입률이 증가할수록 텐던 구속에 의한 수축균열은 뒤늦게 발생함을 알 수 있었다. 그러나 유독 팽창재 a 2.0%, 수축저감제 0.50%를 혼입한 변수에서는 우수한 수축저감성능으로 수축균열이 발생하지 않았다. 종합하여 볼 때, 본 연구의 실험 조건에서는 팽창재 a 2.0%, 수축저감제 0.50%인 조합이 PSC 교량용 고품질 3성분계 그라우트의 최적의 혼입률인 것으로 분석된다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제6권2호
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• pp.83-95
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• 2012

China has been a top producer and exporter of refined lead products in the world since the year 2000. After the phasing-out of leaded gasoline in the late 1990s, non-ferrous metallurgy and coal combustion have been identified as potential major sources of aerosol lead in China. This paper presents the single particle analytical results of ambient aerosol particles collected near a lead smelter using a scanning electron microscopy- energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM-EDX). Aerosol particle samples were collected over a 24-hour period, starting from 8 pm on 31 May 2002, using a high volume TSP sampler. For this near source sample, 73 particles among 377 particles analyzed (accounting for 19.4%) were lead-containing particles mixed with other species (S, Cl, K, Ca, and/or C), which probably appeared to be from a nearby lead smelter. Lead-containing particles of less than $2{\mu}m$ size in the near source sample were most frequently encountered with the relative abundances of 42%. SEM-EDX analysis of individual standard particles, such as PbO, PbS, $PbSO_4$, $PbCl_2$, and $PbCO_3$, was also performed to assist in the clear identification of lead-containing aerosol particles. Lead-containing particles were frequently associated with arsenic and zinc, indicating that the smelter had emitted those species during the non-ferrous metallurgical process. The frequently encountered particles following the lead-containing particles were mineral dust particles, such as aluminosilicates (denoted as AlSi), $SiO_2$, and $CaCO_3$. Nitrate- and sulfate-containing particles were encountered frequently in $2-4{\mu}m$ size range, and existed mostly in the forms of $Ca(NO_3,SO_4)/C$, $(Mg,Ca)SO_4/C$, and $AlSi+(NO_3,SO_4)$. Particles containing metals (e.g., Fe, Cu, and As) in this near source sample had relative abundances of approximately 10%. Although the airborne particles collected near the lead smelter contained elevated levels of lead, other types of particles, such as $CaCO_3$-containing, carbonaceous, metal-containing, nitrates, sulfates, and fly-ash particles, showed the unique signatures of samples influenced by emissions from the lead smelter.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.285-297
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• 2021

전세계적으로 해체 대상 원자력 시설이 증가하고 있으며, 이러한 원자력 시설을 해체하게 되면 수십만 톤의 콘크리트, 토양, 금속 등의 폐기물이 발생한다. 따라서 고상 방사성 폐기물 감용 및 재활용 기술에 대한 기존 연구를 면밀히 검토할 필요가 있다. 폐콘크리트 미분말은 소성 및 분쇄와 같은 추가적인 공정을 통하여 재수화 반응이 일어나며, 시멘트 수화 반응 및 고화체 압축강도에 영향을 미치는 주요 화합물인 aluminate (C3A), C4AF, C3S, ��-C2S가 생성된다. 기존 연구를 통하여 폐콘크리트 미분말을 재생 시멘트로 재활용할 수 있음을 확인하였으나, 골재의 혼입으로 인한 고화체의 강도 저하와 같은 문제점에 대한 해결방안은 현재까지 연구되지 않았다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 산업부산물인 고로슬래그, 비산회를 성분 조정재로 혼합하여 재생 시멘트의 성능을 증진시키는 연구가 수행되었으며, 고화체의 압축강도가 증진되는 것을 확인하였다. 그러나, 폐토양을 재활용한 비소성 시멘트의 제조에 대한 연구는 많이 수행되지 않았다. 폐토양 내 함유된 일라이트와 제올라이트는 방사성 핵종에 대한 흡착능이 우수하며, 이를 고화재로 재활용하면 원전 해체 폐기물의 부피를 저감함과 동시에 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 효과를 도출할 수 있다. 이러한 이유에서 폐토양 내 점토 광물을 이용한 비소성 시멘트의 제조에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기존에 수행된 국내외 연구를 통하여 원전 해체 폐기물인 콘크리트의 재생 시멘트로서 재활용 가능성 및 개선 방안과 더불어 폐토양 내 점토 광물을 이용한 비소성 시멘트 제조에 대한 연구 필요성에 대하여 고찰하였다.