• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.529-536
• /
• 2021

본 연구에서는 나노소재를 콘크리트용 혼화재로 사용 시 압축강도 증진효과를 실험적으로 분석하였다. 콘크리트용 배합설계를 위해 시멘트 비중 시험(KS L 5110) 방법을 이용하여 5종의 실리케이트계와 1종의 티타늄계 나노소재의 비중을 측정하였다. 그리고 BS EN 196-1의 시멘트 페이스트의 강도측정을 통해 K-value 산정하여 나노소재의 반응성을 검토하였다. 실리케이트계 나노소재 2종의 압축강도 증진효과 분석을 위해 건설용 혼화재 및 활성화재를 함께 사용하여 압축강도를 비교분석하였다. 본 연구에 사용한 실리케이트계 나노소재의 비중은 1.40 - 2.11 수준으로 OPC 대비 비중이 낮게 측정되었으며 나노소재의 반응성은 OPC 대비 7일차에 최대 1.22배, 28일차에 최대 1.12배 높게 분석됐다. 나노소재의 비중이 낮아 나노소재를 사용한 콘크리트의 단위중량은 2.08 - 2.24 수준으로 OPC 배합 2.26과 비교해 상대적으로 낮게 나타났다. 나노소재를 사용한 배합의 압축강도는 재령 28일 기준 81.47-101.34MPa로 건설용 혼화재 및 활성화재를 사용 시 OPC 배합과 비교해서 압축강도가 최대 47.5% 증가했다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.56-64
• /
• 2019

금속을 함유하고 있는 산업폐자원과 관련한 재활용 기술을 개발하기 위해 다양한 접근이 시도되고 있으며, 그 중에서 유리는 미생물로 분해되지 않기 때문에 매립은 적합하지 않아 폐유리의 재활용에 대한 관심은 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 폐유리를 잔골재로 사용하고 폐유리의 중금속 용출을 억제하기 위한 킬레이트 수지를 혼입함으로써, 차폐 채움재의 강도, 건조수축, 알칼리-실리카반응, 중금속 용출 등을 평가하여 폐유리를 경제적이며 환경 친화적인 차폐 채움재로서 활용하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 시험결과, 폐유리를 잔골재로 사용하였을 경우 강도 발현에 효과적이었으며, 킬레이트 수지를 혼입하였을 경우 강도 발현에 영향이 있는 것으로 나타났다. 또한 킬레이트 수지를 혼입하였을 경우 건조수축의 개선에는 효과적이었으나 알칼리-실리카반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 중금속 용출 시험결과, 한국 KSLP 시험법에서는 중금속 용출 허용 기준치를 모두 만족하였으나, 납의 경우 미국 ANSI 67-2007a의 허용 기준치를 초과하여 이에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.95-102
• /
• 2020

이 연구에서는 입경이 큰 골재를 사용하면서 2% 이상의 인장변형률 성능을 나타내는 고연성 PE 섬유보강 시멘트 복합체 개발을 목적으로 골재의 크기와 입도분포에 따른 고연성 섬유보강 시멘트 복합체의 인장거동 특성을 살펴보고자 하였다. 0.6 mm 이하의 입경들로 구성된 규사를 사용한 배합을 기준으로 최대입경 2.36 mm, 4.75 mm, 5.6 mm, 6.7 mm의 강모래 및 강자갈을 사용한 배합을 비교하여 성능평가를 실시하였다. 골재의 입도분포는 수정 A&A 모델에 기반한 최적입도분포곡선에 가깝도록 세분화된 입경별 혼합비율을 조절하였다. 직접인장실험을 통해 구한 인장거동은 모든 배합에서 뚜렷한 인장변형률 경화 거동을 보였다. 골재 입경별 혼합비율을 조절하여 입도분포가 최적곡선에 가깝도록 한 경우에는 모든 배합에서 규사를 사용한 경우보다 높은 인장변형률 성능을 나타내었다. 또한 골재의 최대입경이 커서 입도분포가 넓을수록 높은 인장변형률 성능을 보였으며, 최대입경 5.6 mm, 6.7 mm의 굵은 골재를 포함하는 경우 각각 4.83%와 5.89%의 매우 높은 인장변형률 성능을 나타내었다. 이 연구를 통해 적절한 입도분포 조절을 통해 굵은 골재를 사용하면서도 고연성 섬유보강 시멘트 복합체의 제조가 가능함을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.76-83
• /
• 2022

이 연구는 적층 시공 시 타설 초기부터 외기에 직접 노출되는 조건을 모사하여 밀봉조건과 노출조건에 따른 수축거동을 100일 이상 실험적으로 분석하였다. 결합재 치환에 따른 수축거동 분석을 위해 1종 시멘트, 플라이애시, 실리카흄을 사용하여 동일한 조건에서 길이변화율을 측정하였다. 혼화제 사용이 수축거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 적층 시공 시 사용되는 셀룰로오스계 점도조절제와 유지계 수축저감제를 사용하였다. 표면노출양생 시 초기 수축 발생시점이 단축됐으며, 플라이애시와 실리카흄을 사용 시 수축량은 양생조건에 따라 OPC100 배합 대비 60 - 110% 증가했다. 점도조절제와 수축저감제 적용은 양생조건에 따라 최소 18%에서 최대 70% 수축량을 저감시켰다. 시험체의 온도는 양생초기 15 ℃까지 일시적으로 저하됐으며, 수축거동과 상관성을 이 연구를 통해 확인했다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.139-147
• /
• 2022

이 연구에서는 다양한 결합재를 혼합하여 고강도 저알칼리형 인공어초용 시멘트 복합체를 설계하고 ME 방식 3D 프린터 출력 가능성을 평가했다. 그 결과, 3D 프린팅이 가능하도록 시멘트 복합체의 유동성을 조절하기 위해서는 물-결합재비, 규사-결합재비, 규사의 종류 등을 제어하는 것이 중요한 것으로 판단된다. 출력이 가능한 정도의 흐름값을 달성한 뒤 3D 프린터 출력물의 표면품질을 양호하게 유지하기 위해서는 증점제 첨가량을 조절하는 것이 필요하다. 또한, 알파형 반수석고를 사용한 배합에서는 급결효과를 제어하기 위해 응결조절제를 사용해야하며 이 배합의 흐름값을 유지하는 시간을 도출하여 출력시 적용하는 것이 필요하다. 재료의 요구 강도를 얻기 위해서는 우선 출력이 가능한 수준의 유동성을 만족시킨 후, 배합을 조정하면 가능하다. 알파형 반수석고를 포함한 다성분계 결합재의 사용으로 저알칼리형 인공어초용 3D 프린팅 배합을 설계하고 출력성을 확인하였으나, 알칼리 저감 효과를 정량적으로 평가하기 위해서는 추후 연구가 필요하다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.111-120
• /
• 2009

본 연구는 배수성 아스팔트 포장의 표면을 아크릴 수지로 코팅 처리할 경우 내구성 측면 및 기능적 측면에서 어떠한 효과가 있는가를 실내시험을 통해 평가하는 기초적인 연구이다. 포장의 내구성 측면에서는 칸타브로 및 휠트래킹, 수분손상 간접 인장 피로 시험 등을 실시하였다. 시험결과 시편을 수지로 코팅을 한 경우 칸타브로 손실률이 3배 정도 감소되었고 균열에 대한 저항성도 대폭 향상되었으나 수분손상 및 소성변형의 저항성은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 기능적인 측면에서는 코팅 전 후의 투수계수 및 공극률 BPT(British Pendulum Tester)를 사용한 미끄럼 저항성의 변화를 측정하였다. 시험결과 공극률 및 투수계수는 약간 저하되나 기능상의 문제는 없을 것으로 판단되며, 미끄럼 저항성은 규사를 살포하지 않을 경우 미끄럼 저항성이 감소되나 규사를 살포할 경우 코팅 전 수준 이상의 미끄럼 저항성을 확보하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.441-448
• /
• 2011

이 연구에서는 실리카퓸 및 수축 저감제, 팽창재, 고성능 감수제의 혼입을 변수로 한 초고성능 시멘트 복합체(UHPCC)의 초기 수축 거동을 평가하기 위하여 화학수축 및 자기수축 실험을 수행하고, 응결 측정 결과와 비교하여 UHPCC의 자기건조 시작 시점에 대하여 분석하였다. 실험 결과, 실리카퓸 및 수축 저감제는 초기 화학수축을 증가시키는 경향을 보였으며, 고성능 감수제는 시멘트와 배합수의 수화 반응을 지연시키고 화학수축을 저감시키는 것으로 나타났다. 수축 저감제와 팽창재를 조합하여 적용한 경우 약 49%의 자기수축 저감 효과를 보였으며, 팽창재는 경화를 촉진 시키는 것으로 나타났다. 또한 UHPCC는 다수의 섬유 혼입과 낮은 물-결합재비에 의해 초결 이전부터 자기건조 현상이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
• /
• 제26권10호
• /
• pp.549-555
• /
• 2016

We have investigated a glass-forming region of $V_2O_5-P_2O_5-ZnO$ glass and the effects of the addition of modifier oxides ($B_2O_3$) to the glass systems as a sealing material to improve the adhesion between the glass frits and a soda lime substrate. Thermal properties and coefficient of thermal expansion were measured using a differential scanning calorimetry, a dilatometer and a hot stage microscopy. Structural changes and interfacial reactions between the glass substrate and the glass frit after sintering (at $400^{\circ}C$ for 1 h) were measured by Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscope. The results showed that the adhesion strength increases as the content of $B_2O_3$ at 5 mol% increases because of changes in the structural properties. It seems that the glass structures change with $B_2O_3$, and the $Si^{4+}$ ions from the substrate are diffused to the sealing glass. From these results, we could understand the mechanism of strengthening of the adhesion of soda lime silica substrate by ion-diffusion from the substrate to the glass.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.433-440
• /
• 1993

The bioactivity of glasses in the CaO-SiO2 system and CaO-P2O5-SiO2 system with less than 10mol% of P2O5 was investigated by in vitro test in simulated body flood(SBF). The formation of Ca.P film and hydroxyapatite on the surface of glasses after in vitro test was analysed by X-ray photoelectron spectoscopy (XPS), fourier transform infrared reflection spectroscopy (FT-IRRS), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and scanning electron microscopy (SEM) observation. In the early stage of Ca.P film formation after in vitro test for CaO-SiO2 and CaO-P2O5-SiO2 glasses, the rate of Ca.P film formation on the surface of the glasses was dependent of structural parameter (Y) evaluated from the glass composition. First, in the case of the glasses having Y value below 2, Ca.P film and SiO2-rich layer were formed simultaneously, and there were no differences of the rate of Ca.P film formation in terms of the Y values. Second, in the case of the glasses having Y value above 2, the SiO2-rich layer was formed, and then Ca.P.Si mixed layer was formed in the silica gel structure of the SiO2-rich layer, and finally the Ca.P film on the surface of SiO2-rich layer. The rate of Ca.P film formation delayed as the Y values increased. The rate of hydroxyapatite formation of glasses (the rate of transformation from Ca.P film to hydroxyapatite) seems to be propotional to the rate of Ca.P film formation and Y value. The rate of hydroxyapatite formation of glasses belonging to the second group was delayed as structural parameter increased, and the hydroxyapatite crystal showed spherical growth in the early reaction stage, and then showed silkworm-like linear growth as the reaction time increased.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.127-132
• /
• 2018

순환유동층 보일러애시(CFBC ash)는 매년 발생량이 증가하고 있으며, 대부분 활용성이 제한되어 매립, 폐기되고 있는 실정이다. 순환유동층 보일러애시의 화학조성 주성분은 $SiO_2$, CaO, $CaSO_4$로써, 물과 반응하여 시멘트와 유사한 자기수경성을 가지고 있다. 본 연구에서는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성을 활용하여, 폴리머 혼입 보수 모르타르를 개발하기 위한 최적배합을 도출하고자 하였다. 폴리머 혼입 보수 보르타르 개발을 위해 순차적으로 3 Case의 배합을 설정하고 기초 물성을 확인하였다. 그 결과, 순환유동층 보일러애시에 실리카흄 10% 혼입과 폴리머 1.0% 혼입, 팽창재 3.5% 혼입에서 최적의 결과를 얻을 수 있었다.