저온에서의 콘크리트 강도 확보를 위한 경제적 배합 방안

김상철,김용직,김영진,Kim, Sang-Chel,Kim, Yong-Jic,Kim, Young-Jin 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.4

프리캐스트 콘크리트 공법은 건식공법으로서 현장에서의 작업량을 최소화할 수 있으며 품질관리가 쉽고, 조립으로 공기단축이 가능하지만, 공기상 조기에 콘크리트 강도를 확보하기 위하여 콘크리트의 강도발현속도를 촉진시키는 증기양생법에 의존하여 왔다. 그러나 최근에 나타나고 있는 중동에서의 정치적 불안이나 국제 경제의 불안정으로 인해 지속적으로 유류비는 상승되고 있다. 따라서 본 연구에서는 프리스트레스트용 프리캐스트 콘크리트 제품 생산을 위해 저온의 조건에서 증기양생을 사용하지 않고 1일 압축강도 14MPa 이상, 설계기준압축강도 40MPa를 확보하는 콘크리트 개발을 목표로 하였다. 1종 포틀랜드시멘트와 3종 조강포틀랜드시멘트, 특수목적의 조강혼합시멘트 등 3종류의 시멘트에 대해 굳지 않은 콘크리트의 물성과 압축강도를 실험을 통해 평가하였다. 실험결과, 조강용 시멘트들은 슬럼프와 슬럼프경시변화, 공기량 확보 측면에서 불리하였지만 강도 측면에서는 목표값 이상을 확보하였으며 특히, 조강혼합시멘트가 가장 우수한 것으로 나타났다. Precast concrete method is known to have advantages of minimizing works in the construction, controlling concrete quality easily and saving construction period due to only fabrication work in the construction field, but it needs to apply steam curing to accelerate early concrete strength. In the meanwhile, the oil cost for steam curing has been continuously increased because of political instability in the middle East and international economic shaky. Thus, this study addresses the development of precast/ prestressed concrete which has over 14MPa at 1 day age and specified concrete strength of 40MPa at low temperature, not applying steam curing. Tests were carried out in terms of material characteristics in fresh concrete and compressive strength using 3 types of cement such as Type I, Type III and rapid hardening compound cement. As results of tests, it is found that cements for rapid hardening had disadvantages with respect to slump, slump loss, and air content, but showed higher compressive strength than specified one, especially the highest value when using rapid hardening compound.

무기혼화재 적용에 따른 기포콘크리트의 특성

김상철,김연태,Kim, Sang-Chel,Kim, Yun-Tae 한국건설순환자원학회 2009 한국건설순환자원학회지 Vol.4 No.2

기포콘크리트로 축조된 구조물은 하중 경감에 따른 지반의 침하와 토압을 감소할 수 있게 되어 구조물 시공과 관련한 제반 문제와 경제적 부담 저감이 가능하게 된다. 따라서 본 연구에서는 기포콘크리트의 강도향상 목적으로 다공질의 바텀애시를 기포콘크리트에 도입함으로써 과거의 방음이나 단열의 비구조적 용도 이외에도 구조적 목적에 활용하고자 하였다. 또한 시멘트 대체재로써 고로슬래그 미분말과 플라이애시의 혼입이 바텀애시로 보강된 기포콘크리트 성상에 미치는 영향을 단위체적중량, 플로우값, 공기량(기포량), 흡수율, 소요 기포제량 등을 통해 평가하였다. 실험결과, 잔골재비의 증가 즉, 바텀애시의 사용량이 증가할수록 단위체적중량은 증가하는 반면 공기량이나 플로우는 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 적절한 비율의 바텀애시 적용은 오히려 소포의 영향이 작아져 균일한 품질의 기포콘크리트 제조가 용이한 것으로 나타났다. 고로슬래그 미분말이나 플라이애시의 무기혼화재는 시멘트 대체 비율이 증가할수록 단위체적중량이 감소되는 경향을 보이고 있으며 어느 일정 비율까지 대체하였을 때에는 유동성이 향상되는데 반해 그 이상의 대체에서는 급격한 유동성 저하가 나타났다. self-loading, various problems related to construction can be solved as well as the save of construction cost. Thus, this study has an aim of applying foam concrete to structural purpose by adding bottom ash as a reinforcing material like fine aggregate, in contrast to conventional non-structural usage such as soundproofing or insulating materials. In addition, it was evaluated in terms of unit volume weight, flow value, air void, water absorption and dosage of foam agent wether replacement of cement by granulated blast furnace slag or fly-ash has an effect on the material characteristics of foam concrete. As results of experiments, it can be found that the increase of fine aggregate ratio, that is to say, the increase of bottom ash results in the increase of unit volume weight, while decreasing air void and flow value. But, appropriate addition of bottom ash to foam concrete makes it easy to control a homogeneous and uniform quality in foam concrete due to less sensitive to bubbles. As the replacement ratio of mineral admixtures such as granulated blast furnace slag and fly-ash increases, as unit volume weight tends to decrease. In the meanwhile, serious effects were shown on fluidity of foam concrete when more than limit of replacement ratio was applied.

반투명 콘크리트의 제조기법 개발과 무기혼화재 혼입에 따른 역학적 특성

김상철,Kim, Sang-Chel 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.3

최근 콘크리트제품에 대한 고급화, 고품질화 및 고강도화 등의 추구로 변화함에 따라 구조물의 미적효과와 전시 목적의 제품 고급화를 위해 반투명 콘크리트를 제작하였다. 본 연구에서는 반투명 콘크리트의 제조기법 개발을 통해 다양한 형상의 블록 제조방식을 소개하고, 또한 반투명 콘크리트의 물성 평가와 더불어 경제적인 반투명 콘크리트 제조를 위해 무기혼화재인 고로슬래그와 플라이애시의 활용 및 유리알갱이의 적용방안에 대해 검토하였다. 물성평가 결과, 반투명 콘크리트 블록의 28일 압축강도는 32.2MPa이고 탄성계수와 푸아송비는 일반 콘크리트 블록에 비해 증가되어 압축을 받는 부재일 경우 일반 콘크리트 구조물과 같이 구조적 용도로도 사용이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 시멘트 대체재로써 플라이애시 적용하였을 때 동일 양의 광섬유를 포함한 반투명 콘크리트 블록의 28일 강도의 85~96%의 값을 보였으며, 고로슬래그 미분말을 적용하였을 때에는 82~96%의 값을 보였다. 또한, 광섬유대체재로서 유리알갱이를 적용한 결과, 빛의 투과효과가 전혀 나타나지 않아 대체효과가 전혀 없는 것으로 나타났다. As recent concrete products changed to pursue high class, high quality, and high strength, as translucent concrete was developed to meet esthetic effects and exhibition purpose of structures. This study aims at introducing fabrication methods of various shapes of translucent concrete and evaluating feasibility of using mineral admixture such as fly ash, ground granulated blast furnace slag and granulated glass throughout experimental tests. As the result, it was found that compressive strength of translucent concrete block at 28 days is 32.2MPa and higher elastic modulus and Poisson's ratio than ordinary concrete block, which means that translucent concrete is widely applicable to structural purpose. Application of fly ash as a replacement of cement showed lower strength of 85 to 96% than Portland cement. In the meanwhile, ground granulated blast furnace slag showed 82 to 96% depending on the amount of replacement. The use of granulated glass as replacement of optical fiber was not applicable due to invisibility of light in concrete.

콘크리트용 골재로서의 Bottom Ash 활용성 평가

김상철,Kim, Sang-Chel 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.2

산업의 발전과 함께 산업폐기물의 증가와 그에 따른 처리할 회사장 부족, 유해한 성분 함유로 인한 환경상의 문제 등에 대한 해결 방안의 일환으로, 본 연구에서는 석탄 화력발전소에서 발생되는 석탄회 중에서 bottom ash를 대상으로 콘크리트용 골재로서의 유용성 여부를 평가하고자 하였다. 먼저 잔골재와 굵은 골재의 대체재로서의 적절성 평가를 위해 경도시험, 입도분포시험, 흡수량시험, S.E.M 분석시험 등의 물리적 시험을 수행하였고, 화학적 시험으로는 강열감량시험, X-ray를 통한 분석시험을 수행하였다. 콘크리트에 적용하였을 때 미치는 영향은 대체재로서의 비율을 달리하여 작업성 확보차원에서 슬럼프의 변화를 측정하였고, 굳은 콘크리트에서는 강도확보, 내투수성, 동결융해 저항성, 내황산성, 탄산화 저항성에 대해 평가하였다. 실험결과, 미립분의 부족과 일부 bottom ash에서 결속력 상의 문제가 존재하였으나 천연골재와 혼합하여 사용하고 배출시 공정 개선을 한다면 골재로써 충분히 사용성이 있는 것으로 평가되었다. 또한, 다공성을 갖고 있어 작업성 확보를 위해서는 단위수량이나 감수제의 증가가 요구되지만 일반강도 한도 내에서는 일정 비율로 천연골재와 혼합하여 사용하면 강도 확보에 문제가 없고 오히려 내구성 확보에 있어서는 유리한 것으로 나타났다. In this study, as one of solutions associated with the shortage of treatment area of industrial waste and the containment of its harmful components, the bottom ash which is known to be by-products of thermoelectric power plant was selected and its applicability for aggregate of concrete mixture was measured. Hardness test, sieve analysis, water-absorption test and SEM analysis were carried out to investigate the possibility of using bottom ash as a replacement of coarse and fine aggregate. Chemical analyses such as ignition loss test and X-ray incidence were carried out also. In addition, values for slump, strength, permeability, freeze and thaw, and carbonation were evaluated in terms of effects of replacement ratio of bottom ash. As the results, it was found that, though bottom ash is in short supply of fine particles and is in lack of cohesion, these problems can be solved by partially mixing with natural aggregates or improving in a process of production. In addition, bottom ash has not only advantage of durability but also acquirement of general compressive strengths in case that a certain proportion of natural aggregate is applied to mixture, in spite that unit water or chemical admixture should be increased to acquire good workability due to plenty of porosity.

콘크리트용 순환골재 품질 개선 방안을 위한 조사

김상철 ( Kim Sang-chel ),조영근 ( Cho Young-keun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.2

It has been many studies and technical developments of recycled aggregate for concrete, but some limits due to lacks of quality control and reliability. Thus, this study addresses to find real problems in using recycled aggregate for concrete through questionnaire. It is known that first of all, proper grades of commercially available recycled aggregate shall be necessary to produce proper and economical concrete.

순환골재의 실 콘크리트 구조물에의 활용

김상철 ( Kim Sang-chel ),정희영 ( Jeong Hee-young ) 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.1

This paper presents the effect of recycled aggregate on the structural design in replacement of natural aggregate. As an actual structure, the concrete airshaft in a subway under construction was chosen and designcriteria obtained from experiments in association with different ratios of recycled aggregate were applied. It was found from the analysis that recycled aggregate can be applied to real concrete structures considering just strength concept and also if other unknown problems such as quality, serviceability and so on be solved.

오해와 진실

김상철(Sang-Chel Kim) 한국콘크리트학회 2023 콘크리트학회지 Vol.35 No.2

순환잔골재의 다량 사용에 따른 모르타르의 특성

김상철(Sang-Chel Kim),박도국(Do-Kuk Park),육근창(Keun-Chang Yoog) 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.4 No.3

본 연구에서는 순환골재의 다량활용 일환으로 품질이 천연골재에 비해 매우 열악하고 관리가 어려운 것으로 알려져 있는 순환잔골재 만을 사용하여 그 치환률에 따른 모르타르의 성상변화에 대해 검토하였다. 실험결과, 골재 자체의 입도는 표준입도분포 범위를 벗어났고 조립률이 다소 높게 나타났다. 또한 모르타르로 제작한 경우, 완전히 제거되지 않은 시멘트페이스트의 다공성과 흡수성으로 인해 유동성 및 공기량 저하, 건조수축량 증가 등 불리한 조건들이 나타났지만, 강도 측면에서는 천연잔골재를 사용한 모르타르의 강도를 상회하는 결과가 나타나 물-시멘트비 조정과 화학혼화제의 적절한 사용을 통해 목표로 하는 일반강도 이상의 강도확보가 가능하며, 프리캐스트 콘크리트 제품에는 순환잔골재의 다량 사용이 가능한 것으로 나타났다. As for a possibility of using high volume of recycled aggregate in concrete mixture, recycled fine one which is known to be worse in quality and hard to control was selected and investigated in terms of performance of mortar as the replacement ratio to natural fine aggregate was changed. As a result of test, it is found that grade of recycled fine aggregate was beyond standard one and fineness modulus of that itself was increased in compare to natural one. In case of making mortar with recycled fine aggregate, disadvantageous results such as less fluidity and air content including the increase of dry shrinkage were shown but strengths of mortar were comparable to the one making with natural aggregate, which means that planned strength of common concrete structure can be achieved by controlling W/C and the amount of chemical admixture, and also that large amount of recycled fine aggregate is applicable to the precast concrete products generally free to the amount of water.

탄소섬유복합재로 보강한 강관파일의 성능 평가

김상철 ( Kim Sang-chel ),조인행 ( Cho In-haeng ) 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.1

It is known that all of structures be old enough not to use as time elapses, and the degree of deterioration depends on the environmental conditions and maintenance activity. Specific repair for deteriorated structures should be applied and the performances are greatly affected by materials used and location of members allocated. This study is to evaluate the enhancement of steel pipe pile in terms of performance when they are reinforced by carbon-fiber composite for underwater.

콘크리트 연구회

김상철(Sang-Chel Kim),장봉석(Bong-Seok Jang),양근혁(Keun-Hyeok Yang) 한국콘크리트학회 2010 콘크리트학회지 Vol.22 No.6