산업부산물 골재 종류에 따른 EMP차폐 콘크리트 개발에 관한 실험적 연구

민태범 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.3

본 연구에서는 도전성이 우수하고 조달이 쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그, 페로몰디브덴을 선정하여 사용하였으며 골재의 성분 분석과 골재안정성 평가를 실시하였다. 또한 산업부산물 골재를 콘크리트 골재로 사용하여기본 물성 평가 및 EMP 차폐 성능 평가를 실시하였다. 실험 결과 산업부산물 골재중 페로몰리브덴은 Free-CaO가 높아골재로서의 안정성이 낮게 나타났으며 나머지 골재들은 콘크리트용 골재로 사용하기에 무방한 것으로 평가 되었다. 또한압축강도 실험 결과 페로몰디브덴을 제외한 산업부산물 골재를 제외한 실험체는 Plain 실험체 보다 높은 압축강도를 발현하였다. EMP차폐 성능 평가 결과 EMP 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그 이며 골재의평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

시멘트 제조에서의 대체연료 사용현황

민태범,최현국,김형철,김하영,Min, Tae-Beom,Choi, Hyun-Kuk,Kim, Hyeong-Cheol,Kim, Ha-Yeong 한국건설순환자원학회 2019 한국건설순환자원학회지 Vol.14 No.1

경화촉진제와 조강시멘트를 사용한 시멘트 페이스트의 조기강도 발현 메커니즘에 관한 실험적 연구

민태범,조인성,이한승 한국구조물진단유지관리공학회 2014 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.18 No.1

본 연구는 조강시멘트와 경화촉진제를 사용하여 조기강도 발현의 메커니즘을 분석하는 것이 목적이다. 연구결과 경화촉진제는 시멘트와의 수화반응시 Ca(OH)2의 촉진시키는 것을 TG/DTA 실험을 통하여 검정하였다. 압축강도 측정결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록초기압축강도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 미소수화열 측정결과 경화촉진제는 시멘트의 성분중 C3S의 수화반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. XRD분석결과 재령별 수화생성물을 확인할 수 있었으며 경화촉진제의 사용량이 증가할수록 수화물들의 피크점이 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. SEM찰영을 한 결과 촉진제의 첨가량에 따라 Ca(OH)2의 생성과 재령에 따라 C-S-H의 형상을 관찰할 수 있었다.따라서 본 연구에서 사용된 경화촉진제는 초기강도발현 시키는 것에 대해 효과적인 것을 확인 할 수 있었다. The purpose of study is to analyze mechanism with early high portland cement and hardening accelerator. As the result, it wasconcluded that hardening accelerator makes accelerates appearance of Ca(OH)2 through experiment using TG-DTA when it hydrates with cement. On the result of compressive strength, as increasing the amount of hardening accelerator used, early compressive strength was improved. Also, as a result of hydration heat, hardening accelerator accelerates hydration of C3S that is cement’scomponent. On the result of XRD’s analyzation, hydration product for each age could be check and it was shown that as increasing the amount of hardening accelerator used, peak point of hydration product was recorded high. As the result of SEM, appearance of C-S-H was shown as the amount of Ca(OH)2’s appearance and each age according to additive contents of hardeningaccelerator. Therefore hardening accelerator used on this study is effective on getting early compressive strength.

환원슬래그를 사용한 모르타르의 저온에서의 초기동해 방지에 관한 기초적 실험

민태범,문영범,김형철,최현국,김재영,이한승 한국건축시공학회 2016 한국건축시공학회지 Vol.16 No.1

In this research, it used cement powder and reduction slag, which generates high hydration heat in hydrationreaction without heat cure below –5℃ degree. Purpose of final research is preventing freezing and thawing bymaking the compressive strength 5MPa in 3days below zero temperature due to own heat of concrete. and it is theresult of physical characteristic and thermal property evaluation of reduction slag. Because reduction slag generateshigh hydration heat, compressive strength development is excellent. By generating highly hydration heat by C12A7 andC3A in reduction slag, compressive strength is developed in low temperature. In case of displacing only reduction slagwithout SO3, it is indicated that quick-setting occurs by shortage of SO3. For preventing quick-setting, gypsum isused essentially. According to this research result, in case of using reduction slag and gypsum as a ternary system,compressive strength developed 5MPa in 3 days below zero temperature. It is identified to prevent early frost damageof concrete below zero temperature. 본 연구에서는 –5℃이하에서도 가열 양생이 없이 수화반응시 수화열이 높게 발생되는 환원슬래그를 시멘트 분체와 치환사용 하여 영하의 온도에서도 콘크리트의 자체발열로 인해 압축강도를 재령 3일 이내 5MPa를 발현시켜초기동해를 방지시키는 것이 최종 연구의 목적이며 이에대하여 환원슬래그의 물리적 특성 평가와 열적 특성 평가를 실시한 결과 환원슬래그는 높은 수화열을 발생시키기때문에 저온에서도 압축강도 발현이 우수함을 알 수 있었다. 이는 환원 슬래그의 성분 중 C12A7과 C3A에 의해 수화열이 높게 발생됨 저온에서도 압축강도가 발현되는 것으로 나타났다. 하지만 환원슬래그 단독 치환하였을 경우SO3함량 부족으로 급결이 발생하는 것을 알 수 있었다. 급결을 방지하기 위해서는 석고의 사용이 필수적으로 사용되어야 한다. 따라서 본 연구 결과 환원슬래그와 석고를3성분계로 사용하였을 경우 저온에서도 재령 3일에서5MPa 압축강도를 나타나는 것으로 보아 저온에서도 콘크리트의 초기동해를 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

전기로 산화슬래그의 특성 및 국내외 연구동향

민태범,김하영,임희섭,Min, Tae-Beom,Kim, Ha-Yeong,Lim, Hee-Seob 한국건설순환자원학회 2019 한국건설순환자원학회지 Vol.14 No.2

콘크리트 폐기물에서 분리된 시멘트 페이스트를 활용한 시멘트계 고화재 개발에 관한 연구

민태범,이민석,변승호,Min, Tae-Beom,Lee, Min-Seog,Byeon, Seung-Ho 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회지 Vol.15 No.3

환원슬래그 및 재생석고를 사용한 동절기용 콘크리트 개발

민태범,이민석,김형철,김하영,Min, Tae-Beom,Lee, Min-Seong,Kim, Hyeong-Cheol,Kim, Ha-Young 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회지 Vol.15 No.4

Evaluation of Electromagnetic Pulse Shielding Performance of Carbon Fiber-Mixed Cement Paste

민태범,조형규 한국콘크리트학회 2022 International Journal of Concrete Structures and M Vol.16 No.4

This study investigated the physical properties and electromagnetic pulse (EMP) shielding performance of cement paste containing small-diameter carbon fibers to develop an EMP-shielding cement. Small-diameter carbon fibers were used as a cement admixture because the powders were approximately 100 μm in length and were visually powder-shaped. As a result of the experiment, it was indicated that ordinary Portland cement do not have shielding performance. However, cement paste with 5% carbon fibers showed effectiveness in compressive strength and EMP shielding. However, the shielding performance did not increase when the cement contained more than 5% carbon fibers. Furthermore, a review of the EMP shielding performance relative to the thickness of the specimen showed that the plain cement without small-diameter carbon fibers did not increase the shielding performance with an increase in thickness, but the shielding performance of the specimens with small-diameter carbon fibers increased with an increase in thickness. Therefore, it was more effective to increase the thickness of the cement containing 5% carbon fibers rather than increasing the carbon fiber content.

산업부산물을 사용한 EMP차폐 콘크리트 개발에 관한 실험적 연구

민태범,김형철,최현국,노정헌,김국주,박영준 한국건축시공학회 2019 한국건축시공학회지 Vol.19 No.6

The purpose of this study is to present basic data for developing concrete with EMP shielding as the structurematerials when constructing an EMP shielded building structure. In order to use metal-based recycled aggregates withexcellent conductivity and easy procurement for EMP shielding concrete, an evaluation of the stability evaluation andEMP shielding performance was performed. Through the stability evaluation, it was found that the coarse aggregatestability criterion was satisfied, but the oxidized slag did not satisfy the fine aggregate stability criterion, the oxidizedslag is not satisfied. In addition, as a result of fresh concrete, the workability is increased and the air volume isdecreased. The compressive strength is increased due to the high density and coarse granularity of the recycledaggregates, which increased the cement paste and adhesion, thereby increasing the compressive strength. The resultsof an EMP shielding test show that aggregates with high shielding performance are electronic arc furnace(EAF)Oxidizing Slag and Cooper Slag. The shielding performance is expected to increase if the average particle size ofaggregate is small or uniformly distributed. 본 연구에서는 EMP차폐 건축구조물 구축시 구조체 자체로써 EMP차폐성능을 발현하는 콘크리트를 개발하기 위한 기초적인 자료를 제시하고자 도전성이 우수하고 조달이쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의 안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 안정성 평가결과 굵은골재 안정성기준에 만족하였으나 잔골재 안정성 기준에의 경우 전기로산화슬래그는 만족하지 못하였다. 또한 콘크리트의 물성평가 결과 유동성은 증가하는 것으로 나타났으며 공기량이 감소되는 것으로 사료되며. 압축강도는 산업부산물 골재의 높은 밀도와 거친 입형을 가지기 때문에 시멘트 페이스트와 부착력이 증가하여 강도 또한 증가하는 것으로 나타났다. EMP차폐 실험결과 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그와 동제련슬래그 이며 골재의 평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

경화촉진제와 조강시멘트를 사용한 시멘트 페이스트의 강도발현에 대한 기초적 연구

민태범,조인성,이한승 한국건축시공학회 2013 한국건축시공학회지 Vol.13 No.4

The purpose of this research is to verify the performance of hardening accelerator in cement paste through mechanical performance evaluation and micro structure analysis on hardening accelerator for development of super high early strength concrete. The research results showed that hardening accelerator produced Ca(OH)2 when hydrated with cement, enhancing the degree of saturation of Ca ion by using differential thermal analysis. Moreover, porosity was reduced rapidly as capillary pores were filled by hydration products of C3S. According to the experiment using hydration measurement testing, when 1% and 3% of accelerator were mixed, hydration rate increased toward the second peak point compared to high early strength cement, before the first peak point disappeared. It turned out that adding accelerator accelerated the hydration rate of cement, especially C3S. The shape of C-S-H is shown depending on the amounts of accelerator added and the production and age of Ca(OH)2 by using SEM to observes hydration products. Therefore, it’s evident that hardening accelerator used in this research increases amounts of Ca(OH)2 and accelerates C3S, it is effective for the strength development on early age. 본 연구에서는 초 조강 콘크리트 개발에 앞서서 본 연구에서 사용되는 경화촉진제에 대한 역학적 성능평가 및 미세분석을 통하여 시멘트 페이스트 내에서 경화촉진제의 성능을 검증하는 것이 목적이다. 따라서 상온양생 하에C3S를 다량 함유한 조강시멘트와 경화촉진제를 사용하는 콘크리트재료기술에 초점을 맞추어 실험적인 연구를 수행하였다. 연구결과 경화촉진제는 시멘트와의 수화반응시 Ca이온의 포화도를 높여 초기에 Ca(OH)2를 생성 시키는 것을 시차열분석법으로 검정 하였다. 또한 C3S의 수화생성물이 모세관공극을 채워 공극률 또한 빠른 시간내에 감소되는 것을 확인 할 수 있었으며 미소수화열측정시험기로 실험을 한 결과경화촉진제를 1, 3% 혼입하였을 경우에는 조강시멘트에 비해 1차 피크점이 사라지기 전 이미 2차 피크점을 향해 수화속도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 촉진제를 첨가함에 따라 시멘트성분 중 C3S의 수화속도를 촉진 시킨 결과로판단 할 수 있다. 수화 생성물을 육안으로 관찰하기 위해서SEM찰영을 한 결과 촉진제의 첨가량에 따라 Ca(OH)2의 생성과 재령에 따라 C-S-H의 형상을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 경화촉진제는 초기강도발현 시키는 것에 대해 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.