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Mechanical and durability properties of self-compacting concrete with blended binders

  • Xie, T.Y.;Elchalakani, M.;Mohamed Ali, M.S.;Dong, M.H.;Karrech, A.;Li, G.
    • Computers and Concrete
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    • 제22권4호
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    • pp.407-417
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    • 2018
  • Over the past three decades, self-compacting concrete (SCC), which is characterized by its superior rheological properties, has been gradually used in construction industry. It is now recognized that the application of SCC using supplementary cementitious materials (SCM) is highly attractive and promising technology reducing the environmental impact of the construction industry and reducing the higher materials costs. This paper presents an experimental study that investigated the mechanical and durability properties of SCCs manufactured with blended binders including fly ash, slag, and micro-silica. A total of 8 batches of SCCs were manufactured. As series of tests were conducted to establish the rheological properties, compressive strength, and durability properties including the water absorption, water permeability, rapid chloride permeability and initial surface absorption of the SCCs. The influences of the SCC strength grade, blended types and content on the properties of the SCCs are investigated. Unified reactive indices are proposed based on the mix proportion and the chemical composition of the corresponding binders are used to assess the compressive strength and strength development of the SCCs. The results also indicate the differences in the underlying mechanisms to drive the durability properties of the SCC at the different strength grades.

Effect of magnesium sulphate solution on compressive strength and sorptivity of blended concrete

  • Jena, Trilochan;Panda, Kishor C.
    • Advances in concrete construction
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    • 제9권3호
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    • pp.267-278
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    • 2020
  • This paper reports on the result of an experimental investigation carried out to study the compressive strength and sorptivity properties of blended cement concrete exposed to 5% and 10% MgSO4 solution using fly ash (FA) and silpozz. Usually in sulphate environment the minimum grade of concrete is M30 and the mix design is done for target mean strength of 39 MPa. Silpozz is manufactured by burning of agro-waste rice husk in designed furnace in between 600° to 700℃ which is one of the main agricultural residues obtained from the outer covering of rice grains during the milling process. There are four mix series taken with control mix. The control mix made 0% replacement of FA and silpozz with Ordinary Portland Cement (OPC). The first mix series made 0% FA and 10-30% replacement of silpozz with OPC. The second mix series made with 10% FA and 10-40% replacement of silpozz with OPC. The third mix series made 20% FA and 10-30% replacement of silpozz with OPC and the fourth mix series made 30% FA and 10-20% silpozz replaced with OPC. The samples (cubes) are prepared and cured in normal water and 5% and 10% MgSO4 solution for 7, 28 and 90 days. The studied parameters are compressive strength and strength deterioration factor (SDF) for 7, 28 and 90 days. The water absorption and sorptivity tests have been done after 28 days of normal water and magnesium sulphate solution curing. The investigation reflects that the blended cement concrete incorporating FA and silpozz showing better resistance against MgSO4 solution when compared to normal water curing (NWC) samples.

Sand particle-Induced deterioration of thermal barrier coatings on gas turbine blades

  • Murugan, Muthuvel;Ghoshal, Anindya;Walock, Michael J.;Barnett, Blake B.;Pepi, Marc S.;Kerner, Kevin A.
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제4권1호
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    • pp.37-52
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    • 2017
  • Gas turbines operating in dusty or sandy environment polluted with micron-sized solid particles are highly prone to blade surface erosion damage in compressor stages and molten sand attack in the hot-sections of turbine stages. Commercial/Military fixed-wing aircraft engines and helicopter engines often have to operate over sandy terrains in the middle eastern countries or in volcanic zones; on the other hand gas turbines in marine applications are subjected to salt spray, while the coal-burning industrial power generation turbines are subjected to fly-ash. The presence of solid particles in the working fluid medium has an adverse effect on the durability of these engines as well as performance. Typical turbine blade damages include blade coating wear, sand glazing, Calcia-Magnesia-Alumina-Silicate (CMAS) attack, oxidation, plugged cooling holes, all of which can cause rapid performance deterioration including loss of aircraft. The focus of this research work is to simulate particle-surface kinetic interaction on typical turbomachinery material targets using non-linear dynamic impact analysis. The objective of this research is to understand the interfacial kinetic behaviors that can provide insights into the physics of particle interactions and to enable leap ahead technologies in material choices and to develop sand-phobic thermal barrier coatings for turbine blades. This paper outlines the research efforts at the U.S Army Research Laboratory to come up with novel turbine blade multifunctional protective coatings that are sand-phobic, sand impact wear resistant, as well as have very low thermal conductivity for improved performance of future gas turbine engines. The research scope includes development of protective coatings for both nickel-based super alloys and ceramic matrix composites.

한반도 성층권 에어로졸 관측을 위한 성층권 라이다 개발 (Development of stratospheric Lidar for observation of volcano aerosols in the stratosphere over Korea)

  • 신동호;노영민;이권호;장은숙;신성균;김영준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.581-588
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    • 2013
  • 본 연구는 성층권 에어로졸의 분포와 광학적 특성을 분석하기 위하여 새로이 개발된 광주과학기술원의 라이다 시스템에 대하여 설명하고자 한다. 성층권 에어로졸의 후방산란비 산출을 위해 Nd:YAG 레이저를 광원으로 1064 nm와 532 nm 두 파장의 탄성산란 채널을 개발하였고, 편광소멸도 분석을 위해 532 nm 파장에 두 개의 편광 채널을 설치하였다. 광자계수방식과 아날로그 디지털 변환 두가지 방식을 동시에 채택하여 후방산란신호 수신 효율과 최대 관측 고도를 향상시켰다. 개발된 라이다 시스템을 이용하여 2011년 9월 22일에 한반도 상공 성층권 에어로졸관측 분석하여 예시하였다. 라이다 관측 자료 분석을 통해 532 nm 파장에서 성층권 에어로졸의 후방산란비를 산출을 통해 에어로졸의 시공간적 분포를 확인하고, 체적편광소멸도와 입자편광소멸도 산출을 통해 하고 입자의 비구형성을 판단하였다.

경남국립공원지역 폐기물의 성상 및 물리·화학적 특성연구 (The Composition and Physico-chemical Characteristics of Municipal Solid Waste in National park area of Kyungnam-do)

  • 이건주
    • 유기물자원화
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    • 제14권3호
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    • pp.138-147
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    • 2006
  • 본 연구에서는 경상남도 국립공원지역의 도시 생활 쓰레기의 성상 및 물리 화학적 조성을 조사하였다. 생활 쓰레기와 슬러지 처리 시설 설치 및 분석자료 를 확보 및 매립장 관리차원에서 본 연구는 필수적 인 것이다. 생활 쓰레기는 34.62%의 음식물류, 36.05% 의 종이류, 15.37%의 플라스틱류및 비닐류, 2.28%의 섬유류, 3.33%의 모재류 0.49%의 고무 및 가죽류 등으로 구성되어 있다. 생활쓰레기의 대부분은 음시물, 종이류, 플라스틱류 등으로 이루어져 있으며 90% 정도가 가연 성분이다. 삼성분 분석에서는 29.84%의 수분 및 62.30%의 가연분 그리고 7.86%의 회분으로 이루어져 있다. 원소분석결과는 탄소 산소 수소순으로 이루어져 있으며, 생활쓰레기의 저위 발열량은 2377.8kcal/kg 이고 슬러지의 저위 발열량은 338.06kcal/kg 임을 구할 수 있었다.

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경기도 B 지역 학교폐기물의 성상 및 물리∙화학적 특성 (The Composition and Physico-chemcal Characteristics of school waste in B area, Kyunggi-do)

  • 이건주
    • 유기물자원화
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    • 제16권1호
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    • pp.70-78
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    • 2008
  • 본 연구에서는 경기도 B지역 학교 폐기물의 성상 및 물리 화학적 특성을 조사하였다. 이것은 폐기물 재활용 및 자원화시설 설계를 위한 기초자료로 활용할 수 있게 하고자 한다. 학교폐기물의 물리적 조성의 실험결과 음식 쓰레기 12.25%, 종이류 56.26%, 플라스틱과 비닐류 9.26%, 섬유 1.52%, 나무 3.70%, 고무 및 피혁류와 기타는 0.11%이다. 학교폐기물의 대부분은 종이류와 플라스틱류이고, 약 90%가 가연성분인 것으로 나타났다. 삼성분 분석 결과 수분 5.72%, 가연분 88.29%, 그리고 회분 5.98%로 나타났으며, 농촌지역 학교 폐기물 성분중 수분이 도시지역 학교보다 높게 나왔다. 건조된 폐기물의 원소 분석 결과 탄소, 산소, 수소가 높게 나왔으며 학교폐기물의 저위발열량은 3051.44kcal/kg로 조사되어졌다.

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DEA 모형에 의한 제철용 석탄의 효율성 평가 (The Efficiency Evaluation of Coking Coals Using Data Envelopment Analysis)

  • 성덕현;서민수
    • 한국IT서비스학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.177-188
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    • 2011
  • This paper proposes a DEA model for the performance evaluation of each brand of coking coals in an integrated steel mill. The performance is defined as the efficiency which is the ratio of two linear combinations of the output factors to the input factors. There is only one input factor considered in the model : unit price of each brand based on CIF. Five output factors are chosen in consideration of their impact to the quality of cokes such as Ash, VM, LMF, TD, and Rm. Some of the output factors are treated as undesirable in DEA model because the quality criteria are given by the range. The CCR and BCC efficiencies are derived by the DEA model, and the scale efficiency is calculated, too. Each brand of coking coal is classified into four categories according to the CCR and BCC efficiencies, and the most inferior brands are identified as a result. The impact of the input and output factors to the efficiency is analyzed using a multiple regression, then the unit price is revealed as the most critical among them. Also, ANOVA results show that there exist efficiency differences among the coal types and the countries imported, respectively. Finally, the quantitative projection for the inefficient brands is performed if they are to be efficient. The result could be utilized in selecting the good or bad brands of coking coal based on the efficiency in an integrated steel mill. Also, this model will be used to assess the relative efficiency of a new brand of coking coal if it is a candidate to be imported.

플라이애쉬 활용 Alumino silicate계 내화마감재의 고온특성 (High Temperature Properties of Alumino Silicate Fire Protection Materials Using Fly ash)

  • 송훈;추용식;이종규;박남규
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.689-692
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    • 2008
  • 고강도콘크리트의 화재시의 내화성능 확보와 관련한 대책 및 이에 관한 다수의 연구가 진행되고 있는데 이 중, 고강도콘크리트 자체의 온도상승을 저감하기 위한 방편으로 내화성 마감재의 적용이 검토되고 있다. 일반적으로 시멘트계 재료는 C-S-H, 및 CH가 단계적으로 열 분해되며 압축강도는 저하하게 된다. 내화성능을 발휘하기 위해 고온에서 강도감소가 작고 안정적인 고온특성을 보인다면 보다 효과적으로 성능 발현이 가능하다. 본 연구는 효과적인 내화성능의 발현을 위한 내화성 마감재 개발을 위한 기초연구로 내화성능이 우수하다고 알려진 알루미노 실리케이트계 재료를 내화성 마감에 적용하기 위해 고온특성에 대해 검토하였다.

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폐유지류가 혼화재 다량 치환 콘크리트의 내구성에 미치는 영향 (Effect of Waste Cooking Oil on Durability of High Volume Mineral Admixture Concrete)

  • 한민철;우대훈
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.173-180
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    • 2013
  • 본 연구에서는 폐유지류가 혼화재 다량 치환콘크리트의 내구성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 한다. 플라이애시 30% 및 고로슬래그 60% 치환한 콘크리트를 대상으로 기초적 물성과, 탄산화저항성, 동결융해저항성, 염해 저항성 및 황산염 침투저항성을 고찰하고 세공구조를 측정하였다. 본 연구에 사용된 폐유지류는 유동성 저하를 방지하기 위하여 유화처리된 폐유지류(ERCO)를 사용하였고, 혼입률은 1.0%까지로 결정하였다. 연구결과에 따르면, 슬럼프 및 공기량은 ERCO 혼입에 따라 감소하는 경향을 보였고, 압축강도는 ERCO혼입에 따라 28일강도는 다소 저하하나 180일 강도의 경우 ERCO혼입과 동등이상의 값을 보였다. 또한, ERCO 혼입에 따른 내염해, 탄산화, 황산염 및 동결융해 저항성에 대하여 분석한 결과로는 염화물 침투저항성 및 탄산화 침투 저항성은 ERCO 혼입률 증가에 따라 저항성이 향상되나, 동결융해 저항성은 저하되는 것으로 나타났다.

초음파 속도를 이용한 콘크리트의 응결 및 초기 강도 추정 (Estimation of Setting Time and Early-age Strength of Concrete Using the Ultrasonic Pulse Velocity)

  • 이회근;이광명;김영환;임현준
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.292-303
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    • 2002
  • 본 연구에서는 모르타르와 콘크리트의 초음파 속도를 자동적으로 측정할 수 있는 모니터링 시스템을 이용하여 물-결합재 비(W/B) 가 $0.27{\sim}0.50$인 모르타르와 콘크리트의 초음파 속도를 배합 직후부터 24시간까지 측정하였다. 또한, 용결 시간과 압축강도를 측정하기 위해 관입 저항 시험과 압축강도 시험을 각각 수행하였다. 실험결과로부터, 보통강도 콘크리트 배합의 초음파 속도는 배합 후 수 시간 동안에는 일정하다가 이후부터 갑자기 증가하는 경향을 보인 반면에, 고강도 콘크리트 배합에서는 고성능 감수제의 사용에 따른 응결 지연으로 초음파 속도가 서서히 증가하는 경향을 보였다. 그리고, 콘크리트의 응결은 초음파 속도가 소정의 속도에 도달했을 때 발생하는 것으로 나타냈다. 또한, 초음파 속도로부터 재령 3일 이하의 초기 강도 추정식에 W/B의 영향을 고려하면 보다 정확한 예측이 가능하리라 판단된다.