• 한국건축시공학회지
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• 제16권6호
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• pp.497-503
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• 2016

배연탈황석고는 화력발전소에서 연료가 연소되면서 발생된 황산화물을 흡수, 제거하는 공정에서 발생되는 산업 부산물로서 최근 석탄 화력발전소의 배출가스에 관련된 환경규제가 대폭 강화됨에 따라 생산량이 점차 증가하고 있다. 배연탈황석고는 자연에서 얻어지는 형태의 천연석고와 거의 유사한 화학적 특성을 지니기 때문에, 이를 재활용하게 되면, 주로 수입에 의존하는 천연석고의 훌륭한 대체재로서 활용할 수 있다. 본 연구에서는 국내의 보령 화력발전소에서 생산된 배연탈황석고의 화학적 특성을 분석하고, 이를 이용하여 만든 시멘트 페이스트의 물성분석을 통하여, 배연탈황석고의 활용가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 배연탈황석고는 상당히 높은 순도를 가지며, 천연석고와 물성이 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한 이를 적절하게 열처리하게 되면, 압축강도 및 건조수축에서의 개선효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권3호
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• pp.203-210
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• 2007

자연전위 측정에 의한 산사태나 사면 안정성 모니터링의 기본 연구로 일축 압축에 의한 암석의 파괴 시 수반되는 미소 전위를 측정하였다. 측정시스템은 24 bit의 분해능을 가지며 동시에 8채널 측정이 가능한 A/D 변환기와 일축 압축 시험기, 일축 압축 시 암석의 변형률 측정 장치, 4조의 전위 전극으로 구성된다. 구축된 시스템을 이용하여 화강암, 석회암, 사암의 암석시료와 균질한 시료 상태에서 미소 전위 발생을 모니터링하기 위해 제작한 모르타르 시료에 대하여 실험하였다. 포화된 암석 시료에서는 압력이 가해짐에 따라 모든 시료에서 미소 전위의 발생이 관측되었으며, 하중이 증가함에 따라 발생되는 전위의 세기가 증가하는 것을 확인하였다. 발생 전위의 세기는 사암, 석회암, 화강암의 순으로 크게 나타났는데, 이는 공극률과 비례관계가 있음을 알 수 있었고, 전기동역학적인 관점에서 발생 메커니즘을 설명할 수 있다. 반면, 건조 시료에서는 사암에서만 전위 발생이 관측되었는데 이는 사암에 석영 함량이 많아 발생한 압전 전위에 의한 것으로 이론을 통해 알 수 있었다. 시료에 부착된 4조의 전위전극에서의 측정된 전위세기를 비교한 결과 파괴면에 인접한 전극에서의 전위세기가 다른 전극에 비해 크게 나타나는 것을 확인했다. 이는 다채널 SP 모니터링을 통해 산사태나 사면 붕괴 지점을 미리 예측할 수 있는 긍정적인 결과로서 향후 음향방사(acoustic emission)와 동시에 측정하여 정확한 파괴면과 미소 전위세기와의 정량적 상관관계를 규명할 예정이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.171-179
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• 2009

콘크리트의 공극률은 유해인자의 주된 이동통로가 될 뿐 아니라, 수분을 보유할 수 있는 역할을 하게 되므로, 열화물질 이동 저항성을 평가할 수 있는 주된 지표가 되고 있다. 내구성에 대한 연구가 중요해짐에 따라, 공극구조를 기본으로 하는 열화모델이 최근 들어 개발되고 있으며, 공극구조와 내구특성간의 관계는 매우 중요하게 평가되고 있다. 본 연구는 5가지의 다른 물-시멘트비(40%, 45%, 50%, 55%, 60%)를 가진 시멘트 모르타르를 제조하여, 공극률을 포함한 다양한 내구성 실험을 수행하였다. 내구특성 실험은 기본적인 압축강도 실험을 포함하여, 투기성 실험, 염화물 확산계수 실험, 흡수율 및 수분 확산계수 실험 등이 수행되었다. 평가된 내구성 실험결과는 물-시멘트비와 공극률에 따라 분석되었다. 공극률이 1.45 배 높아질수록, 강도는 0.6배 수준으로 감소하였으며, 투기성, 염화물 확산계수, 흡수율, 수분확산계수는 각각 2.3배, 2.1배, 5.5배, 그리고 3.7배 수준으로 증가하였다. 이러한 내구특성 변화율은 높은 상관성을 보이며, 공극률에 따라 선형적으로 변화함을 알 수 있었다. 한편, 실험결과와 문헌분석을 통하여, 목표내구성능을 설정하였으며, 이에 따라서 고내구성 콘크리트를 위한 공극를을 제안하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권2호
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• pp.54-60
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• 2023

본 연구에서는 탈황석고(DG)에 이산화탄소를 반응시켜 만든 탄산화물(CCMs)의 시멘트 혼합재로서 적용 가능성 분석을 위해 탈황석고와 탄산화물의 미세구조 및 기초물성 분석을 실시하였다. 탈황석고의 경우 CaO 및 CaSO₄가, 탄산화물의 경우 CaSO₄, CaCO₃, Ca(OH)₂ 및 CaSO₄·H₂O 결정상이 주 결정상으로 나타났으며 입도분석 결과 두 재료의 평균 입자 크기의 차이는 약 7 ㎛로 나타났다. 또한 탄산화물은 폐기물공정시험기준에 따른 중금속 용출시험 결과 주요 중금속이 불검출되었으며 열중량 분석 결과 탈황석고에 비해 CO₂ 분해가 2배 이상 나타난 것으로 보아 설비 운전 조건 최적화를 통해 건설 소재 원료로 활용 가능할 것이라 판단된다. 탈황석고와 탄산화물의 함량별 강도 거동 측정 결과 탄산화물 혼입 모르타르의 장기강도가 더 높은 것으로 나타났으며 이는 탄산화물에 존재하는 CaCO₃의 충전제 효과 때문인 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권5호
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• pp.465-473
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• 2013

콘크리트는 충격 및 폭발에 대한 저항능력이 우수한 재료이지만, 국부적인 파괴가 발생하는 한계가 있다. 콘크리트의 방호성능 향상기법은 기존에는 부재의 두께를 증가시키는 것이었으나, 이는 공간의 활용에 있어 비효율 적이다. 최근에는 섬유보강 콘크리트는 콘크리트 자체의 휨인성을 증가시켜, 충격 및 폭발에 대한 저항능력을 향상시킨 방호재료의 개발 및 적용이 고려되고 있다. 본 연구에서는 섬유보강 콘크리트 및 모르타르에 대하여 고속 비상체의 충돌에 의한 내충격 성능을 평가하였으며, 그 결과를 바탕으로 방호벽으로 활용할 수 있는 콘크리트 T-wall을 제작하여 155 mm 포탄의 파편에 대한 방호성능을 검토하였다. 그 결과, 섬유보강으로 인한 휨 인성의 향상은 고속 비상체의 충돌에 의한 배면박리를 억제하는 것으로 나타났으며 155 mm 포탄의 파편 충돌에 있어 배면균열 및 표면의 콘크리트의 박락 등이 억제되어 섬유보강으로 인하여 방호벽의 성능 향상 및 부재두께를 감소할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.109-116
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• 2017

본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 활용하여 알칼리 활성화 결합재로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염 저항성을 평가하고 황산염 침투에 대한 고저항성 결합재를 제시하는 것이다. 이를 위하여 플라이애시 및 고로슬래그미분말 등의 광물질 혼화재를 결합재로 활용하여 고로슬래그미분말 치환율을 30, 50 및 100%로 제작하였다. 규산나트륨 모듈 $Ms[SiO_2/Na_2O]$은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정하였으며, 10% 황산나트륨, 10% 황산마그네슘, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨 용액에 각각 침지시키고, 황산염 저항성을 평가하기 위하여 압축강도, 질량변화율, 길이변화율 및 X선 회절분석을 측정하였다. 그 결과 10% 황산나트륨, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨에 침지한 경우에는 모든 시험조건에서 장기적인 강도발현과 질량 및 길이변화율이 작아 저항성이 우수한 것으로 나타났으나, 10% 황산마그네슘에 침지한 경우에는 장기적인 강도저하와 질량 및 길이변화가 크게 나타났으며, 그 경향은 고로슬래그 미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 현저하였다. 이것은, X선 회절분석 결과 황산마그네슘 용액 침지에서는 gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) 및 brucite(MgOH)생성되어 내부조직이 팽창하는 것에 의한 것으로 확인되었다. 결론적으로 일정 농도의 ${SO_4}^{2-}$이 존재하는 조건에서 $Mg^{2+}$가 추가로 존재할 경우 열화현상은 가속화되는 것을 알 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.95-103
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• 2015

본 연구에서는 차수가 요구되는 해안제방 축조공사 중 해수유입 발생에 대한 원인과 보강사례를 분석하였다. 전기 비저항탐사를 실시한 결과 대체적으로 해저면 원지반과 제체가 명확히 구분되었으나, 상당 부분에서 저 비저항 이상대가 분포함이 확인되었다. 그로부터 누수의 원인은 체절과정에서 강도가 부족한 원지반의 3차원적 전단변형 거동과 그로 인한 불규칙한 강제치환, 그리고 조류와 유속에 의한 차수시트 시공 상 품질확보 문제 등으로 판단된다. 빠른 유속 및 해수조건에서의 시공성과 내구성, 유사한 시공사례, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 저유동성 몰탈, 슬러리 및 약액주입공법의 조합을 최적의 보강공법으로 선정하고 확인시추 및 시험시공을 통하여 배합비와 보강패턴을 결정하였다. 일반 및 집중 누수구간으로 구분하여 각 패턴에 따라 시공하고 보강효과를 확인하였다. 보강된 지반의 현장투수시험, 추적자시험, 코아채취 및 일축압축강도 측정 등을 통하여 보강효과를 확인한 결과 모든 시험에서 설정된 기준치를 만족하는 것으로 나타났다. 결론적으로 조위차가 큰 서해안 지역에서 차수가 요구되는 제방시공에 있어서는 특히 체절공사 시 빠른 유속과 그로 인한 조류력이 차수재 품질확보를 저해하는 요인일 뿐 아니라 해저면 연약층의 3차원적 전단변형 거동으로 강제치환 범위와 차수재 포설길이를 예측하는데 상당한 어려움이 있으므로 설계 및 시공 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.481-488
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• 2009

시멘트페이스트, 모르타르 및 콘크리트의 자기수축의 크기 및 발현율은 초기재령 내부온도의 이력과 크기에 의해 영향을 받는다고 보고된 바 있으나, 초기재령 수화열과 자기수축에 대한 구체적인 관계분석은 아직 미흡한 실정 이다. 이 연구에서는 초기재령 수화온도 및 자기수축의 이력특성에 대한 분석방법을 제시한 선행연구를 기초로, 시험체 크기 및 수화지연 효과에 따른 고강도콘크리트의 초기재령 수화열과 자기수축의 거동특성 및 상관관계를 분석하였다. 또한 자기수축에 의한 균열평가시 유효자기수축의 기준이 되는 응결시간과 수화온도 및 자기수축의 이력과의 관계도 검토하였다. 그 결과, 시험체가 매스화될수록 초기재령 수화발열 상승구간의 수화온도 상승량 및 수화발열 상승속도, 자 기수축 증가구간의 자기수축 증가량 및 자기수축 속도는 증가하는 것으로 나타났으며, 지연제를 사용할 경우 그 값은 감소하는 것으로 나타났다. 초기재령 콘크리트의 수화발열 상승속도가 증가하면 자기수축 속도는 증가하며, 이와 더불 어 재령 91일 자기수축도 증가하는 것으로 나타나, 종국 자기수축은 초기재령 수화발열상승 속도에 의해 영향을 받을 수 있을 것으로 사료된다. 한편, 콘크리트 균열평가시 유효자기수축의 기준이 되는 응결시간과 변곡점 및 수화온도 상 승시점은 시멘트의 수화반응 과정에 있어 서로 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.59-65
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• 2016

본 연구에서는 수소 함유량이 높아 중성자 차폐에 유리한 합성수지를 대상으로 중성자 차폐용 골재로서의 적용성 검토를 수행하였다. 사용된 합성수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 초고분자량 폴리에틸렌(UPE)으로 잔골재의 20%, 40%, 60%의 부피에 해당하는 양을 무게로 환산하여 배합하였다. 실험은 모르타르의 물리적 특성을 파악할 수 있는 플로우 테스트, 인장 및 압축강도 시험을 수행하였으며, 시험체 내부의 미세구조를 분석하기 위해 파단면의 이미지 분석, SEM 및 X-ray CT 촬영을 실시하였다. 합성수지를 혼입한 모르타르의 플로우의 값은 HDPE 및 PP는 증가하였지만 UPE의 경우 감소하였다. 반면 인장 및 압축강도의 경우 종류에 상관없이 전반적으로 강도가 감소하는 경향을 보였으며, 이미지 분석 결과, HDPE 및 PP를 혼입한 모르타르의 강도는 혼입량에 관계없이 파단면에서의 합성수지 비율에 영향을 받았으며, 모르타르 내의 시멘트 매트릭스와의 단락 및 재료의 불균등한 분포가 강도 저하에 영향을 미친 것으로 추정된다. 반면, 미분말 상태인 UPE는 혼입량이 증가함에 따라 내부 공극이 증가하였으며, 이러한 특징은 일정량 이하에서는 강도 저하가 미미하였으나 일정한 혼입률 이상, 특히 본 실험에서는 치환율이 60% 이상에서 급격한 강도 저하를 나타냈다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.289-298
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• 2023

본 연구에서는 자기치유 구체방수제를 개발하기 위한 일환의 연구로써, 구체방수제의 제조특성 및 방수성능 평가를 수행하였다. 마이크로캡슐 활용 구체방수제의 최적 조성비를 모르타르단계에서 플로우, 압축강도, 투수율 및 투수비 특성 평가로 얻고자 하였으며, 콘크리트용 자기치유 구체방수제의 치유성능 평가를 위한 기반 자료로써 활용하고자 하였다. 자기치유 구체방수제의 기준 재료인 구체방수제 주재료는 보수용도로 많이 사용되는 규산염계 무기재료 3종을 사용하였으며, 실험 결과로 규산칼륨이 높은 조성비를 가지는 SIM-2가 적합한 것으로 판단하였다. 구체방수제의 분산성을 높이기 위하여 계면활성제 혼합률은 0.03 %가 적합한 것으로 나타났으며, 점도 조절을 위하여 증류수 혼합률은 0.2 %가 적합한 것으로 나타났다. 자기치유 구체방수제의 치유소재로 사용된 마이크로캡슐의 사용량은 0.5 % ~ 0.7 % 범위에서 KS F 4949 시멘트 혼입 폴리머계 방수재에 내투수 성능 및 KS F 4926 콘크리트용 수밀혼화재 시험평가를 만족하는 것으로 나타났다.