• 제목/요약/키워드: lightweight foamed concrete

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화상 이미지 기반 FEM 해석을 이용한 기포제 혼입 시멘트 페이스트의 역학 성능 평가 (Mechanical Performance Evaluation of Cement Paste with Foaming Agent using FEM Analysis Based on Picture Image)

  • 김보석;신준호;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.35-43
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    • 2016
  • 콘크리트는 대표적인 불균질 재료이며 콘크리트의 역학적 특성은 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다. 그 중 콘크리트 내부에 존재하는 공극은 콘크리트의 강도를 결정하는데 많은 영향을 주고 있기 때문에 공극의 분포 및 크기를 파악하는 연구는 매우 중요하며 그 방법으로 화상이미지를 이용한 연구가 대두되고 있다. 경량 기포 콘크리트는 현재 비구조용에 관한 연구만 진행되고 있기 때문에, 구조용으로 사용하기 위한 경량 기포 콘크리트의 역학적 특성을 평가하고 화상 이미지를 기반으로 FEM 해석을 이용한 검증에 관한 연구는 미비하다. 그러므로 기포제 혼입률에 따른 시멘트 페이스트를 제작하여 역학적 성능 평가를 실시하고 화상 이미지를 이용하여 FEM 해석을 실시하여 역학적 성능 비교 및 검증을 실시하였다. 본 연구에서 기포제 혼입률에 따른 공극 분포를 확인하기 위해 7수준으로 하였으며 추 후 구조용 경량 기포 콘크리트에 대한 연구를 진행하기 위해 물-결합재비를 20%로 하였다. 기포제 혼입률이 0.8%에서 단위 용적 질량이 최소가 되었으며 그 이상 혼입했을 시 기포 간의 상호 연결로 인한 깨짐 현상이 발생하여 단위 용적 질량이 증가하였다. 공극 분포에 따른 FEM 해석을 위해 화상분석기(HF-MA C01)를 이용하여 시멘트 페이스트 단면을 촬영하였고 이를 토대로 OOF(Object Oriented Finite elements)를 이용한 FEM 해석을 실시한 결과 실험 탄성계수와 해석 탄성계수가 일치하였다.

난연성 EPS 폐기물을 혼입한 경량기포 콘크리트의 물리적 특성 (Physical Properties of Lightweight Foamed Concrete with Flame Resistant EPS Waste)

  • 어석홍;손지운
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.226-234
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    • 2017
  • 본 논문에서는 경량기포 콘크리트에 EPS 폐기물과 난연성 EPS 폐기물 보강재를 각각 혼입해 물성 특성을 연구하였다. 물시멘트비는 50%로 고정시켰으며 단위시멘트량은 300, $400kgf/m^3$으로 설정하였다. 독립기포용 기포제를 사용하였고, 희석농도는 10%로 설정하여 혼합하였다. 혼입률은 0, 10, 20, 30, 40%로 혼입하였으며, 선 기포 방식으로 제조하였다. 상기 배합조건 별로 제작된 경량기포 콘크리트 시험체의 겉보기 밀도, 휨강도, 열전도율 및 흡수율을 측정하고 분석하였다. 실험결과, 겉보기 밀도는 단위시멘트량에 관계없이 2~3% 내외의 차이를 보였고 각각 KS F 4039 겉보기 밀도의 0.5품, 0.6품을 만족시켰다. 휨강도는 압축강도를 통해 치환하여 압축강도 기준 0.4품, 0.5품, 0.6품을 만족 시켰으며, 열전도율은 난연성 EPS 폐기물 보다 EPS 폐기물이 보강재일 경우가 3~5% 정도 높게 나왔지만 두 보강재 모두 KS F 4039 0.4품 기준을 만족하였다. 흡수율 측면에서는 EPS 폐기물과 난연성 EPS 폐기물 보강재를 혼입한 경우 1~3%정도의 차이를 보였지만 모두 20%가 넘는 높은 수치를 보여 추가적인 보강재나 배합비가 필요할 것으로 판단된다.

오토클레이브 양생시간에 따른 경량기포콘크리트의 강도 변화에 관한 실험적 연구 (Strength Variations of Light Weight Foamed Concrete According to the Autoclaving Time)

  • 강철;강기웅;곽은구;노재명;권기주;김진만
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2005년도 춘계 학술기술논문발표대회 논문집
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    • pp.57-60
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    • 2005
  • This is the experimental study on the strength development of the light weight concrete block according to the autoclaving time. The calcareous source used the cement, siliceous material used the bottom ash ground to fine particle, and the PP fiber used to increase toughness. The results of this experiment are as follows. According to the increase of autoclaving time and the fiber content, compressive and flexural strengths are increased. Despite of the changes of the autoclaving time, tobermorite was produced on each of the specimens. However, the phase of tobermorite was changed in accordance with the changes of autoclaving time.

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비선형 응력-변형률 특성을 갖는 콘크리트 충전 원형강관 보의 모멘트-곡률 관계 (Moment-Curvature Relation of Concrete Filled Circular Steel Tubular Beam with Nonlinear Stress-Strain Properties)

  • 박우진
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.195-202
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    • 2005
  • 본 연구에서는 순수 휨을 받는 중공 원형강관, 내부에 경량기포콘크리트 및 보통콘크리트를 충전한 원형강관 부재에 대하여 강재의 압축부에 대한 좌굴특성을 고려하고, 충전된 콘크리트의 삼축압축응력 발생에 따른 강도증가 현상을 고려하여 모멘트-곡률 관계를 계산하였다. 경량기포콘크리트를 충전하더라도 해석적으로 간편하게 모멘트-곡률 관계를 계산할 수 있다는 것을 확인하였으며, 보통콘크리트를 충전한 경우에는 해석값이 실험값에 근접한 결과를 추정함을 알 수 있었다. 또한 기존의 실험결과를 이용하여 본 연구에서 개발된 모멘트-곡률 관계 해석방법의 유효성을 검증하였다.

기포제 혼입 단열형 경량모르타르의 물리적 특성 및 압축강도 추정에 관한 기초적 연구 (Fundamental Study on Estimating Compressive Strength and Physical Characteristic of Heat insulation Lightweight Mortar With Foam Agent)

  • 민태범;우영제;이한승
    • KIEAE Journal
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    • 제10권3호
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    • pp.89-96
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    • 2010
  • In comparison with ordinary or heavy-weight concrete, light-weight air void concrete has the good aspects in optimizing super tall structure systems for the process of design considering wind load and seismic load by lightening total dead load of buildings and reducing natural resources used. Light-weight air void concrete has excellent properties of heat and sound insulating due to its high amount porosity of air voids. So, it has been used as partition walls and the floor of Ondol which is the traditional Korean floor heating system. Under the condition of which the supply of light-weight aggregates are limited, the development of light-weight concrete using air voids is highly required in the aspects of reduced manufacturing prices and mass production. In this study, we investigated the physical properties and thermal behaviors of specimens that applied different mixing ratios of foaming agent to evaluate the possibility of use in the structural elements. We proposed the estimating equation for compressive strength of each mix having different ratio of foaming agent. We also confirmed that the density of cement matrix is decreased as the mixing amount of foaming agent increase up to 0.6% of foaming agent mixing ratio which was observed by SEM. Based on porosity and compressive strength of control mortar without foaming agent, we built the estimating equations of compressive strength for mortars with foaming agent. The upper limit of use in foaming agent is about 0.6% of the binder amount. Each air void is independent, and size of voids range from 50 to $100{\mu}m$.

저온 PCM 혼입을 위한 경량기포콘크리트의 배합설계 및 기계적 특성 (Mix Design and Mechanical Properties of Aerated Concrete for Incorporation of Low Temperature PCM)

  • 밧짜야 바산쿠;임명관;임희섭;최동욱
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.110-115
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    • 2017
  • 이 연구는 상변화 물질(저온 PCM)을 포함한 경량 콘크리트의 기계적 성능을 검토하기 위해 수행되었다. Micro capsulised PCM은 wax type core와 melamine based wall으로 구성되어있다. 또한, 단일 종류의 PCM의 경우, Vermiculite에 파라핀 왁스를 삽입하고 그 표면을 멜라민 수지로 코팅 하였다. 계면 중합은 1-dodecanol(핵심 물질)과 물(용매) 사이의 표면에서 중합반응이 일어나 벽 물질을 형성한다는 원리에 기반한다. 경량 콘크리트는 10 MPa의 압축 강도, 1.5 MPa의 인장 강도 및 1.0 kg/L의 절건 밀도를 가지며 10 %, 20 % 또는 30 %의 PCM을 포함하고 있다. 이를 위해 예비 배합으로 경량 기포 콘크리트($1.0kg/m^3$)를 제조 한 후 1-dodecanol 및 멜라민의 PCM 마이크로 캡슐과 혼합하여 그 물성을 조사하였다.

고로슬래그 기반 석고를 사용한 경량 경화체의 밀도 및 강도 특성 (Density and Strength Properties of according to the Gypsum replacement of Lightweight Matrix based on Blast Furnace Slag)

  • 김원종;이승호;박선규;이상수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.169-170
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    • 2015
  • This study is the experiment for manufacturing the Lightweight non-cement matrix based on the blast furnace slag, paper ash. Materials like cement and blowing agent in foamed concrete is replaced by by-products fro blast furnace slag and paper ash. Further, the experiment was performed by replacing alkali with nature gypsum and α type gypsum by (0, 5, 10, 15, 20) of weight of alkali (wt.%) in order to reduce the amount of expensive alkali-activator. Consequently, in the case of the density, plain showed the lowest density and it seems that specimen adding nature gypsum 5% has the best compressive strength and flexural strength. It is detemined that the strength is lowered in accordance with the α type gypsum replacement ratio is higher. The research that it can supplement the further intensity seems to be needed.

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고로슬래그 기반 경량 경화체의 레드머드 치환에 따른 강도특성 (Strength Properties of according to the Red mud replacement of Lightweight Matrix based on Blast Furnace Slag)

  • 김윤미;김원종;박선규;이상수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.244-245
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    • 2014
  • This is an experimental study on manufacturing of non-cement matrix. Materials like cement and blowing agent in foamed concrete is replaced by by-products from blast furnace slag and paper ash. Further, the experiment was performed by replacing alkali with red mud by (0, 5, 10, 15, 25, 35, 45) of weight of alkali (wt.%) in order to reduce the amount of expensive alkali acclerator. Sample Plain with density showed lowest. The compressive strength test result, showed a similar trend with density. And it showed that compressive strength of the RM-0.05 was highest.

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W/B 및 폴리실리콘 슬러지의 첨가율에 따른 경량 경화체의 발포 특성 (Foam Generating Characteristics of Lightweight Matrix according to W/B Ratio and Adding Ratio of Polysilicon sludge)

  • 김윤미;김원종;박선규;이상수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.171-172
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    • 2014
  • This is an experimental study on manufacturing of non-cement matrix. Materials like cement and blowing agent in foamed concrete is replaced by by-products from blast furnace slag and paper ash. Sample 43-PS-1 with density showed lowest. The compressive strength test result, showed a similar trend with density. And it showed that compressive strength of the 40-PS-1 was highest.

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