• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.124-133
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• 2012

콘크리트의 강도는 시간에 따라 증가하며, 많은 연구에서 시간에 대한 회귀 분석식을 사용하고 있다. 본 연구는 수화물량을 수화도 및 공극률의 함수로 가정하였으며, 재령의 증가에 따라 감소하는 공극률을 이용하여 고성능 콘크리트의 압축강도 모델링을 수행하였다. 본 연구에서는 기존의 시간에 대한 회귀분석없이 공극률의 감소만을 이용하여 압축강도를 예측하였다. 총 21개의 고성능 콘크리트 배합에 대해 초기재령 콘크리트의 거동 해석프로그램인 DUCOM을 이용하여 각각의 공극률을 도출하였으며, 강도 모델링을 수행하였다. OPC 콘크리트에 대해서 수화도, 단위시멘트량, 공극률의 함수로 강도 예측식을 제안하였으며, GGBFS 및 FA를 혼입한 콘크리트에 대해서는 장기강도 영향을 구현하기 위해 공극률을 고려한 장기강도변수를 도입하였다. 기존의 실험결과와의 비교를 통하여 제안된 강도예측식의 타당성을 입증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.805-811
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• 2004

본 연구는 배합 및 재료요인에 따른 저수축 고성능 콘크리트의 기초적 특성 및 건조 자기수축 등 품질 특성에 대하여 검토한 것이다. 실험결과 고성능 콘크리트의 기초적 물성으로 배합요인에 따른 유동성은 W/B 및 단위수량이 작을수록 크게 감소하였고, 공기량은 W/B 변화에 따라 큰 차이가 없었으나, 단위수량 증가에 따라서는 증가하였다. 또한, 압축강도는 W/B가 클수록 크게 나타났고, 단위수량 변화에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 재료요인에 따른 유동성은 시멘트의 경우 LPC가 OPC보다 작게 나타났고 SP제는 PS, NS, MS의 순으로 크게 나타났으며, 공기량은 OPC가 LPC보다 많게 나타났고, SP제는 MS PS NS의 순으로 크게 나타났다. 또한, 압축강도는 LPC가 OPC보다 초기재령에서는 작게 나타났지만, 91일 이후에는 유사하게 나타났고, SP제 종류에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 건조 및 자기수축은 배합요인에서 W/B가 클수록 단위수량이 작을수록 작게 나타났다. 단, W/B $35\%$ 및 단위수량 $145 kg/m^3$에서는 재령 49일까지 자기수축이 발생하지 않았는데, 이는 팽창재와 수축저감제의 중첩효과에 의해 자기수축이 상쇄된 것으로 분석된다. 재료요인에서 시멘트는 LPC가 OPC보다 작게 나타났고 SP제의 종류는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서, FA, SF, EA, SR를 혼입한 저수축 고성능 콘크리트에서 W/B는 가능한 범위내에서 크게, 단위수량은 적게 되도록 배합설계 하곤 시멘트는 IPC, SP제는 MS를 사용할 때 수축특성이 우수해짐을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.124-132
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• 2018

본 연구는 다성분계 고유동 모르타르의 특성에 관한 연구이다. 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBFS), 칼슘설포알루미네이트(CSA) 그리고 초속경시멘트(URSC)를 혼합한 결합재이다. GGBFS는 OPC 질량에 대해 30%(P7 series), 50%(P5 series) 그리고 70%(P3 series)치환하였고, CSA와 URSC는 10%와 20%를 치환하였다. 혼화제는 폴리카르복실계를 사용하였다. 모든 배합의 물-결합재 비(w/b)는 0.35로 일정하다. 실험은 미니슬럼프, V-funnel, 압축강도 그리고 건조수축을 측정하였다. 실험결과 CSA와 URSC의 치환율이 증가하면 혼화제 사용량, V-funnel 시간 그리고 압축강도는 증가하였다. 또한 응결시간과 건조수축은 CSA와 URSC의 치환율이 증가함에 따라 감소하였다. CSA는 건조수축을 감소시키지만 URSC는 효과가 미미하다. CSA와 URSC를 혼합한 결합제는 상호보완 작용에 의해 건조수축 감소 효과가 컸다. 이는 URSC의 초기강도 향상효과와 CSA의 팽창과 장기강도 향상효과 때문이다.

• Advances in concrete construction
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• 제2권2호
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• pp.109-123
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• 2014

This paper presents chloride induced corrosion durability of reinforcing steel in geopolymer concretes containing different contents of sodium silicate ($Na_2SiO_3$) and molarities of NaOH solutions. Seven series of mixes are considered in this study. The first series is ordinary Portland cement (OPC) concrete and is considered as the control mix. The rest six series are geopolymer concretes containing 14 and 16 molar NaOH and $Na_2SiO_3$ to NaOH ratios of 2.5, 3.0 and 3.5. In each series three lollypop specimens of 100 mm in diameter and 200 mm in length, each having one 12 mm diameter steel bar are considered for chloride induced corrosion study. The specimens are subjected to cyclic wetting and drying regime for two months. In wet cycle the specimens are immersed in water containing 3.5% (by wt.) NaCl salt for 4 days, while in dry cycle the specimens are placed in open air for three days. The corrosion activity is monitored by measuring the copper/copper sulphate ($Cu/CuSO_4$) half-cell potential according to ASTM C-876. The chloride penetration depth and sorptivity of all seven concretes are also measured. Results show that the geopolymer concretes exhibited better corrosion resistance than OPC concrete. The higher the amount of $Na_2SiO_3$ and higher the concentration of NaOH solutions the better the corrosion resistance of geopolymer concrete is. Similar behaviour is also observed in sorptivity and chloride penetration depth measurements. Generally, the geopolymer concretes exhibited lower sorptivity and chloride penetration depth than that of OPC concrete. Correlation between the sorptivity and the chloride penetration of geopolymer concretes is established. Correlations are also established between 28 days compressive strength and sorptivity and between 28 days compressive strength and chloride penetration of geopolymer concretes.

• 자원리싸이클링
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• 제17권5호
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• pp.11-18
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• 2008

본 연구에서는 고로슬래그 미분말 혼입률에 따른 라텍스개질 콘크리트의 역학적 특성과 탄산화 특성을 평가하였다. 이를 위해 라텍스 혼입률 변화(0%, 15%)와 고로슬래그 혼입률 변화(0%, 30%, 50%)를 실험변수로 하였으며, LMC와 BS-LMC의 특성분석을 위하여 압축강도, 황산, 염산에 대한 화학저항성 및 탄산가스에 의한 탄산화 촉진 시험을 실시하였다. 실험결과, 고로슬래그 혼입률이 30%일 경우 일반콘크리트와 동일한 강도발현 특성을 나타내었다. 고로슬래그 혼입율 50%의 조건은 탄산화에 의한 구조적 품질 저하가 예상되었으나 혼입률 30%이하에서는 일반콘크리트보다 우수한 탄산화 억제 효과가 있는 것으로 평가되었다. 특히 황산 및 염산용액 침지에 따른 강도저하 문제는 라텍스를 혼입함으로써 저감할 수 있었으며 탄산가스에 의한 중성화 진행도 라텍스를 혼입함으로서 개선되는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권4호
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• pp.31-37
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• 2009

본 연구에서는 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬 혼입률에 따른 3성분계 콘크리트의 역학적 특성과 내구성을 평가하였다. 이를 위해 플라이애쉬 혼입률 변화(0%, 10%)와 고로슬래그 혼입률 변화(0%, 10%, 20%, 30%)를 실험변수로 하였으며, OPC와 TBC의 특성분석을 위하여 압축강도, 휨강도 그리고 내약품성 시험을 실시하였다. 실험결과, 압축강도와 휨강도에서 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말 혼입이 장기재령에서 강도 증진효과를 나타내는 것으로 평가되었다. 특히 플라이애쉬 10%와 고로슬래그 30%의 3성분계 콘크리트 사용은 매우 타당한 것으로 나타났다. TBC의 특수저항성은 재령 90일에서 매우 낮은 등급으로 나타났다. 또한 OPC에 혼입되는 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말은 투수저항성 및 화학저항성의 향상을 가져오는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.413-422
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• 2019

콘크리트 혼화재인 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하기 위하여 페로실리콘 산업부산물을 적용하였다. 페로실리콘의 원재료 비표면적, 비중과 같은 기초물성은 실리카퓸과 매우 유사하다. 따라서 전체 혼화재 중량의 10%를 페로실리콘 또는 실리카퓸으로 치환한 콘크리트와 모르타르를 제작하여 페로실리콘의 혼화재로써의 사용 타당성을 평가하였고, 보통 포틀랜드 시멘트, 페로실리콘, 실리카퓸 콘크리트에 대한 비교 분석 결과를 나타냈다. 페로실리콘 콘크리트의 수화특성은 X선 회절 분석을 통하여 수행하였다. 페로실리콘 콘크리트는 압축강도, 염분침투 저항성, 공극 저감의 측면에서 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 보다 장점을 보였으나 그 정도는 실리카퓸 보다 낮았다. 페로실리콘 콘크리트에 대하여 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 가능성이 확인되었는데 이는 실리카 입자의 뭉쳐진 덩어리 크기 때문인 것으로 판단된다.

• Advances in materials Research
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• 제11권2호
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• pp.147-164
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• 2022

This study aims to investigate the influence of scoria aggregate (SA) and silica fume (SF) as a replacement of conventional aggregate and ordinary Portland cement (OPC), respectively. Three types of concrete were prepared namely normal weight concrete (NWC) using limestone aggregate (LSA) and OPC (control specimen), lightweight concrete (LWC) using SA and OPC, and LWC using SA and partial SF (SLWC). The representative workability and compressive strength properties of the developed concrete were evaluated, and the results were correlated with non-destructive ultrasonic pulse velocity and Schmidt hammer tests. The LWC and SLWC yielded compressive strength of around 30 MPa and 33 MPa (i.e., 78-86% of control specimens), respectively. The findings indicate that scoria can be beneficially utilized in the development of structural lightweight concrete. Present renewable sources of aggregate will preserve the natural resources for next generation. The newly produced eco-friendly construction material is intended to break price barriers in all markets and draw attraction of incorporating scoria based light weight construction in Saudi Arabia and GCC countries. Findings of the SWOT analysis indicate that high logistics costs for distributing the aggregates across different regions in Saudi Arabia and clients' resistant to change are among the major obstacles to the commercialized production and utilization of lightweight concrete as green construction material. The findings further revealed that huge scoria deposits in Saudi Arabia, and the potential decrease in density self-weight of structural elements are the major drivers and enablers for promoting the adoption of lightweight concrete as alternative green construction material in the construction sector.

• Advances in concrete construction
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• 제16권3호
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• pp.155-167
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• 2023

The penetrated chloride in concrete has different behavior with mix proportions and local exposure conditions, even in the same environments, so that it is very important to quantify surface chloride contents for durability design. As well known, the surface chloride content which is a key parameter like external loading in structural safety design increases with exposure period. In this study, concrete samples containing OPC (Ordinary Portland Cement), GGBFS (Ground Granulated Blast Furnace Slag), and FA (Fly Ash) had been exposed to submerged, tidal, and splash area for 5 years, then the surface chloride contents changing with exposure period were evaluated. The surface chloride contents were obtained from the chloride profile based on the Fick's 2nd Law, and the regression analysis for them was performed with exponential and square root function. After exposure period of 5 years in submerged and tidal area conditions, the surface chloride content of OPC concrete increased to 6.4 kg/m³ - 7.3 kg/m³, and the surface chloride content of GGBFS concrete was evaluated as 7.3 kg/m³ - 11.5 kg/m³. In the higher replacement ratio of GGBFS, the higher surface chloride contents were evaluated. The surface chloride content in FA concrete showed a range of 6.7 kg/m³ to 9.9 kg/m³, which was the intermediate level of OPC and GGBFS concrete. In the case of splash area, the surface chloride contents in all specimens were from 0.59 kg/m³ to 0.75 kg/m³, which was the lowest of all exposure conditions. Experimental constants available for durability design of chloride ingress were derived through regression analysis over exposure period. In the concrete with GGBFS replacement ratio of 50%, the increase rate of surface chloride contents decreased rapidly as the water to binder ratio increased.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.8-15
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• 2019

콘크리트 구조물이 극심한 열화 환경에 노출되는 경우 열화현상이 발생하게 되는데, 대표적인 열화 현상으로는 염해에 의한 철근부식이 있다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비(0.37, 0.42, 0.47) 및 2가지 수준의 플라이애시 치환율(0%, 30%)을 고려하여 재령 2년 콘크리트 시편을 대상으로 염해 저항 성능을 평가하였다. Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수를, ASTM C 1202에 준하여 통과 전하량을, KS F 2405에 준하여 압축강도를 평가하였다. 또한 기존의 제안식들과 촉진 염화물 확산계수 결과를 활용하여 각 배합의 시간의존성 확산 특성을 분석하였다. 플라이애시 혼입 배합은 OPC 배합 대비 뛰어난 내구성능을 나타내는데, 통과 전하량 평가기준에 따르면 재령 49일부터 "Moderate" 등급 이하에 포함되는 반면 OPC 배합은 재령 1년에서야 모든 물-결합재 비에서 "Moderate" 등급 이하에 포함되었다. 각 배합의 시간의존성지수를 도출한 결과 모든 배합에서 물-결합 재비가 증가함에 따라 시간의존성지수가 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 플라이애시 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 1.57배~2.74배의 시간의존성지수가 평가되었다. 이는 시간의존성지수가 확산계수가 감소하는 기울기를 나타내기 때문이며, 플라이애시의 포졸란 반응에 의해 FA 배합에서 OPC 배합 대비 높은 시간의존성지수를 나타내었다.