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MgO-KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> 몰비 변화에 따른 마그네시아-인산염 모르타르의 배합실험
윤현섭 ( Yoon Hyun-sub ),이경호 ( Lee Kyung-ho ),양근혁 ( Yang Keun-hyeok ) 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회지 Vol.17 No.3
본 연구에서는 중성급 pH와 30 MPa 이상의 압축강도를 갖는 마그네시아-인산칼륨 복합체(Magnesia-potassium phosphate composites, MKPC) 모르타르의 배합설계를 위하여 마그네시아(MgO)와 인산칼륨(KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>)의 혼합 몰비(M<sub>mp</sub>)를 30.4에서 3.4로 변화하였다. MKPC 모르타르의 응결시간은 M<sub>mp</sub>가 감소함에 따라 짧아졌다. 재령 28일 강도로 일반화된 강도 발현율은 M<sub>mp</sub>가 7.9이하인 배합의 경우 재령 1일에서 50∼61% 수준이었으며, 재령 3일에서는 60∼73% 수준으로서 초기재령에서 빠른 강도발현성능을 나타냈다. MKPC의 수화생성물인 스트루바이트-K의 양은 M<sub>mp</sub>가 감소할수록 증가하였는데, 이로 인해 거대공극 분포도 감소하였다. MKPC 모르타르의 목표로 했던 성능을 고려하면, M<sub>mp</sub>의 값은 5.1 이하가 요구되었다. The objective of this study is to seek a reliable mixture proportion for magnesium potassium phosphate composite(MKPC) mortars with a near-neutral pH value (below 9.5) and a relatively good compressive strength exceeding 30MPa. The main parameter selected was the molar ratios(M<sub>mp</sub>) of MgO-to-KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> which varied from 30.4 to 3.4. The setting time of the MKPC mortars tended to shorten with a decrease in M<sub>mp</sub> value. With regard to the strength development ratio normalized by the 28-day strength, the ranges measured in the mortars with an M<sub>mp</sub> below 7.9 were 50∼61% at 1 day and 60∼73% at 3 days, indicating a highly rapid early-strength development. With a decrease in M<sub>mp</sub>, the formation of struvite-K crystal identified as a primary hydration product increased, which led to the decrease of the macro-capillary pores in micro-structures. For achieving the targeted requirements for pH value and compressive strength, the M<sub>mp</sub> needs to be selected as below 5.1.
C/S 몰비 및 알루미늄 분말 첨가율 변화에 따른 고온·고압 기포 콘크리트의 발포특성
윤현섭 ( Yoon Hyun-sub ),박종범 ( Pakr Jong-beom ),이광일 ( Lee Kwang-il ),양근혁 ( Yang Keun-hyeok ) 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.18 No.1
Test results showed that foaming ratio of autoclaved aerated concrete significantly affected by the CaO/Si<sub>2</sub>O (C/S) molar ratio of the component materials, indicating the greatest foaming ratio of 202% when the C/S ratio was 0.9.
박테리아를 흡착한 팽창질석 기반의 친생태 모르타르 개발
윤현섭(Yoon, Hyun-Sub),정승배(Jung, Seung-Bae),양근혁(Yang, Keun-Hyeok),이상섭(Lee, Sang-Seob),이재영(Lee, Jae-Young) 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.4 No.2
본 연구에서는 에코 프리캐스트 콘크리트 제품 개발을 위한 기초 연구로서 박테리아를 흡착한 팽창질석 기반의 친생태 모르타르를 개발하였으며, 압축강도 발현 및 생태환경영향 평가를 실시하였다. 경화된 모르타르의 극건조 환경 및 강알칼리성 환경에서 생장이 가능하며, 식물생장성 증대 효과를 갖는 Bacillus alcalophilus와 Rhodoblastus acidophilus를 분리 및 배양하였다. 배양이 완료된 박테리아는 생장처 제공을 위한 재료로서 선택된 팽창질석에 흡착하였으며, 이를 배합시 골재의 체적 대비 혼입하여 모르타르를 제작하였다. 평가 결과 친생태 모르타르는 COD 및 T-N 수질정화능력 및 식물생장증대에 효과를 보였다. 모르타르의 압축강도 발현 및 비용적 측면을 고려했을 때, 박테리아 기반 팽창질석의 최적 치환율은 최대 10% 이하가 추천될 수 있었다. The objective of this study is to evaluate the compressive strength development and ecological characteristics of mortars using expanded vermiculite absorbing bacteria as a fundamental investigation to develop precast eco-concrete products. For bacterial growth under the high-alkalinity and high-dried environments within hardened mortars and for creating plant growth function to mortars, Bacillus alcalophilus and Rhodoblastus acidophilus were separated and cultured. The cultured bacteria were absorbed into expanded vermiculite selected for bacteria shelter. The expanded vermiculite absorbing bacteria was then added into mortar mixture as a volumetric replacement of fine aggregate. Test results showed that the developed technology is very effective in enhancing the plant growth onto the hardened mortars and reducing the COD and T-N concentration in raw water. The optimum replacement level of expanded vermiculite absorbing bacteria can be recommended to be less than 10% considering the compressive strength development and cost of mortars along with the ecological effectiveness.
유사 하수환경에서 글라이코 캘릭스 코팅 콘크리트의 효율성 평가
윤현섭(Hyun-Sub Yoon),양근혁(Keun-Hyeok Yang) 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.1
이 연구에서는 글라이코 캘릭스 형성 박테리아를 이용한 콘크리트 구조체의 표면 코팅기술의 실제 적용의 중요성과 문제점을 파악하기 위하여 유사 하수환경에서 Mock-up 실험을 수행하였다. 황산염 열화의 조건에서 원주형 콘크리트시험체의 압축강도와 질량의 변화를 평가하였다. 박테리아의 생장성 및 글라이코 캘릭스 생성량은 하수관에서 채취한 시료로부터 평가되었다. 이와 함께 유사 하수환경에서 Rhodobacter capsualtus의 적용이 주변 생태환경에 미치는 유해성을 평가하기 위해 차세대 염기서열 분석이 수행되었다. Mock-up 실험결과 개발된 코팅재가 적용된 콘크리트 시험체는 황산염 열화에 의한 콘크리트의 압축강도 저하 및 질량감소는 발생하지 않았으며, 하수 환경에서 우수한 열화저항성능을 갖는 것으로 평가되었다. 재령 91일에서 경화된 코팅재에서 분리된 박테리아의 생균수 및 글라이코 캘릭스 생성량은 각각 1.4×10<SUP>4</SUP>cell/mL 및 67.5mg/㎤이었다. 더불어 글라이코 캘릭스 코팅 콘크리트 하수관이 설치된 하수에서는 유해균주가 발견되지 않았다. 이는 코팅 재료로서 활용된 Rhodobacter capsulatus가 하수 환경에서 주변 생태환경에 미치는 영향이 없음을 의미한다. The present study conducted mock-up tests under the simulated sewage environments to examine the practical significance and limitation of coating materials that were previously developed on the basis of the bacterial glycocalix as a protection of concrete structures exposed to microbiological and sulphate attacks. The variations of the compressive strength and mass of the concrete due to the sulphate attack were measured using cylinder specimens. The bacteria growth and glycocalix formulation were calculated from the samples extracted from the sewage pipes. The next generation sequencing analysis was also conducted for environmental damage assessment due to the use of Rhodobacter capsulatus in the simulated sewage environments. The mock-up tests revealed that the developed coating materials have a good potential in resisting the sulphate attack, indicating no reduction on compressive strength and mass of the coated concrete under the sewage environment. At the age of 91 days, the concentrations of viable bacteria and glycocalix measured from the hardened coating materials were 1.4×10<SUP>4</SUP><SUP></SUP>cell/mL and 67.5mg/㎤, respectively. Moreover, harmful strains were not observed in the sewage water including glycocalix-coated concrete pipes. This implies that Rhodobacter capsulatus used in the coating materials does not influence negatively the microorganism cluster in the sewage environments.