• Advances in concrete construction
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• 제10권5호
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• pp.403-416
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• 2020

This study investigated the effect of alkaline activators - NaOH_aq (NH) (NH: 0-16 M) and Na₂SiO_3aq (NS) (NS/NH: 0-3.5) in the synthesis of silico-manganese fume (SMF) and ground blast furnace slag (BFS) blended alkali-activated mortar (AASB). The use of individual activator was ineffective in producing AASB of sufficient fresh and hardened properties, compared to the synergy of both activators. This may be attributed to incomplete dissolution and condensation of oligomers required for gelation of the binder. An inverse relationship was noted among the fresh properties and the NH concentration or NS/NH ratio. This was influenced by the dissolution and condensation of silicate monomers under polymerization process. The maximum 28-day strength of ~45 MPa, setting time of 60 min and flow of 182 mm was obtained with the use of combined activators (10M-NH and NS/NH=2.5). The combined activators at NS/10M-NH=2.5 constituted SiO₂/Na₂O, H₂O/Na₂O and H₂O/SiO₂ molar ratio of 1.61, 17.33 and 10.77, respectively. This facilitated the formation of C-S-H, C/K-A-S-H and C-Mn-S-H in the framework together with an increase in the crystallinity due to more silicate re-organization within the aluminosilicate chain. On comparison of the high concentrated with mild alkali synthesized product, it revealed that the concentration of OH^- and Si monomers together with alkali metals influenced the dissolution of precursors and embedment of the constituent elements in the polymeric matrix. These factors eventually contributed to the microstructural densification of the mortar prepared with NS/10M-NH=2.5 thereby enhancing the compressive strength.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.22-28
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• 2019

시멘트는 건설업에의 기초소재이지만 시멘트 제조시 고온의 소성이 필요하고, 소성시의 원료 및 연료로부터 발생하는 $CO_2$는 새로운 환경문제로 인식되어 이를 저감하기 위한 노력이 지속되고 있다. 콘크리트 분야에서의 $CO_2$ 저감을 위한 기술은 고로슬래그 및 플라이애시 등의 혼합시멘트 사용을 권장하는 것이 저감 대책의 대부분을 차지하고 있다. 또한 콘크리트 구조물 해체 시 발생하는 건설폐기물도 또 다른 환경문제로 인식되며 재활용률을 높이기 위한 여러 가지 방안들이 시행되고 있다. 본 연구는 구조물 해체 시 발생하는 무기계 재생원료를 리사이클을 통해 시멘트 제조의 원료로서 활용하기 위한 것이다. 폐콘크리트, 폐시멘트블록, 폐점토벽돌 및 폐천장재 미분말의 원료조성 검토를 통해 시멘트의 원료로서 활용하고자 한다. 연구결과 재생원료의 원료조성 및 조합을 통해 저탄소형 수경성 시멘트 결합재 제조가 가능한 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.75-84
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• 2009

본 연구에서는 혼합 콘크리트의 염소이온 고정화 능력, 수화물의 부식 억제 능력(Buffering capacity) 및 모르타르 내 철근 부식 측정을 통하여 콘크리트 내 철근 부식의 임계 염소이온 농도를 도출하였다. 실험 시 결합재로서 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 30% 플라이애시(PFA), 60% 고로슬래그 미분말(GGBS), 10% 실리카퓸(SF)를 치환한 혼합 시멘트를 사용하였다. 염소이온 고정화는 수분추출방법을 이용하여 측정하였으며, 시멘트의 부식 억제 능력은 결합재에 따른 산에 대한 저항성 측정을 통해 평가하였다. 염소이온이 함유된 모르타르 내 철근 부식은 재령 28일에 선형 분극 방법을 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 염소이온 고정화 능력은 결합재 내의 $C_{3}A$ 함유량과 물리적 흡착에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 염소이온 고정화 정도는60% GGBS > 30% PFA > OPC > 10% SF 의 순으로 나타났다. pH 감소에 따른 시멘트의 부식 억제 능력은 같은 pH 값에서 결합재의 종류에 따라 다양하게 나타났다. 부식전류가 $0.1-0.2{\mu}A/cm^{2}$에 이를 때 부식이 발생한다는 가정하에, 부식에 대한 임계 염소이온 농도에 대하여 OPC는 1.03, 30% PFA는 0.65, 60% GGBS는 0.45, 10% SF는 0.98%로 각각 계산되었다. 그에 비해 임계 염소이온 농도의 새로운 표현방법으로 제시한 [$Cl^{-}$]:[$H^{+}$] 몰 농도비의 단위로 계산하였을 때, 임계 염소이온 농도는 결합재에 관계없이 0.008-0.009로 도출되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.427-435
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• 2012

본 연구는 보통 및 혼합시멘트계 모르타르의 황산염침식 저항성에 대한 노출조건의 영향을 평가하기 위하여 수행되었다. 모르타르를 제조한 후, 3종류 노출조건, 즉 1) 연속 완전침지, 2) 연속 반침지 및 3) 건습반복 조건에서 모르타르의 팽창, 강도, 밀도 등 역학적 성능변화를 52싸이클까지 주기적으로 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 연속 반침지(Exposure B) 조건에 노출된 OPC 모르타르가 황산염침식에 의한 다량의 균열이 발생하므로써, 연속 완전침지 조건 및 건습반복 조건에 노출된 모르타르에 비하여 성능저하가 상대적으로 크게 나타났다. 그러나, 고로슬래그미분말 및 실리카퓸을 사용한 혼합시멘트계 모르타르는 낮은 투수성 및 조직구조의 밀실화효과에 의하여 노출조건에 관계없이 우수한 황산염침식 저항성을 보였다. 따라서, 콘크리트 구조물이 황산염침식 환경에 노출될 경우, 노출조건에 대한 고려가 반드시 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.85-92
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• 2009

콘크리트는 생산과정에서 다량의 이산화탄소를 배출하는 시멘트를 사용하기 때문에 반친환경적 재료로 인식되고 있다. 하지만 콘크리트는 사용기간 중 탄산화 과정을 통하여 대기중의 이산화탄소를 흡수한다. 이에 본 연구에서는 기존문헌 고찰을 통하여 1) 콘크리트 내 탄산화 가능한 물질의 농도, 2) 탄산화된 콘크리트의 체적, 3) 이산화탄소 분자량을 이용, 탄산화를 통한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량의 정량적 산출 방법을 제시하였다. 또한 콘크리트 생산에 사용되는 재료들의 이산화탄소 배출량 자료를 이용하여 단위 콘크리트 생산에 따른 이산화탄소 배출량을 정량적으로 산출하였다. 이러한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량 및 배출량의 정량적 산출방법을 이용하여 실제 사용중인 아파트 건축물 1동을 대상으로 하여 콘크리트의 생산에 따른 배출량과 사용기간에 따른 이산화탄소 흡수량을 정량적으로 산출하여 이산화탄소의 배출량-흡수량 평가를 실시하였다. 그 결과 건축물을 40, 60, 80년 사용시, 사용된 콘크리트의 이산화탄소 배출량 대 흡수량의 비율이 3.65, 4.47, 5.18%로 나타났다. 본 연구는 콘크리트 생산 및 사용에 따른 이산화탄소 배출량-흡수량의 정량적 산정방법에 연구의 목적을 두었으며 이산화탄소 배출량-흡수량 평가 결과 구조물을 80년 사용할 시 약 5.18%로 그 값이 미비하였으나 시멘트의 혼화재 치환율 증가를 통한 배출량 저감과 탄산화 체적 증가를 통한 이산화탄소 흡수량 증가를 통해 배출량-흡수량을 향상시킬 수 있으며, 향후 콘크리트의 이산화탄소 배출량-흡수량 평가에 본 연구의 방법이 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.241-248
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• 2004

콘크리트의 강도증진과 내구성 및 유동성 향상을 위하여 사용되는 광물혼화재가 혼합된 시멘트페이스트 시스템의 레올로지 특성이 연구되었다. 그리고 시멘트페이스트는 일성분, 이성분, 삼성분 혼합 페이스트 시스템으로 구성되었다. 페이스트 시스템의 레올로지 특성을 평가하기 위하여 Haake사의 Rotolnsco RT 20 레오미터가 사용되었다. 레올로지 특성을 평가한 결과 다음과 같은 실험 결과를 얻었다. 일성분 페이스트 시스템의 경우, 고성능 감수제의 첨가량이 증가함에 따라 레올로지 특성들이 상당히 개선된다. 이성분 페이스트 시스템에서는 고로슬래그와 플라이애쉬의 치환율이 증가함에 따라 비치환된 시스템의 경우보다 항복응력과 소성점도는 감소된다. 실리카 퓸이 치환된 이성분 페이스트 시스템에서는 실리카 퓸의 치환율이 증가함에 따라 항복응력과 소성점도의 값이 급격히 증가된다. 삼성분 페이스트 시스템에서는 OPC-BFS-SF와 OPC-FA-SF 페이스트 시스템 두 경우 모두 실리카 퓸을 단독으로 치환한 페이스트 시스템과 비교하여 레올로지 특성이 향상된다. 이성분과 삼성분 페이스트 시스템 모두 플라이애쉬 보다 고로슬래그를 배합에 넣어 사용할 때 레올로지 특성이 좀 더 개선된다.