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하천 및 호소 퇴적물 입도분석 방식의 비교와 입도에 따른 중금속물질의 분포경향
오형석(Oh Hyungsuk),신원식(Shin Wonsik),김준하(Kim Joonha),황인성(Hwang Inseong),허진(Hur Jin),신현상(Shin Hyunsang),오정은(Oh Jeongeun),허인애(Huh Inae),김영훈(Kim Younghun) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.5
한강, 낙동강, 영산강, 금강의 하천 및 호소퇴적물을 대상으로 건식체질법, 습식체질법, 광산란법(PSA) 등의 입도분석법을 비교연구 하였다. 건식체질법의 경우 건조과정에서 발생하는 엉김현상에 의해 오차가 크게 발생하며 이러한 현상은 호소시료의 경우 두드러지게 나타났다. 습식체질법은 건식체질법에 비해 복잡하고 노동력이 보다 많이 필요하지만 정확한 분석이 가능하며 PSA의 경우에도 습식체질과 유사한 경향을 나타내었다. 엉김현상을 방지하기 위한 동결건조 및 과산화수소수에 의한 유기물의 산화/동결건조의 경우 엉김현상을 일부 개선할 수 있었으나 여전히 습식체질에 비하여 미세입자의 분율이 적게 나타났다. 입도별 중금속의 용출량 및 함유량이 조사되었으며 예상된 바와 같이 호소 및 하천시료 모두 미세입자에서 높은 농도의 중금속이 용출되었다. 퇴적물의 관리에 있어서 정확한 입도분석법의 사용과 미세입자에 대한 관리가 보다 중요하다. Dry sieving, wet sieving and photoscattering analyzer were tested as particle size analyzing methods for sediments from rivers and lakes of Han river, Nakdong river, Youngsan river, and Kumgang river area. Dry sieving showed a big error due to coagulating effect over drying process and this phenomena was severe for lake sediment. Wet sieving and PSA showed an accurate results though wet sieving needs more labor and complicate processes. Freeze-dry or freeze-dry after oxidation of organics with hydrogen peroxide showed improved results but gave lower portion of fine particles in comparing with wet sieving. Heavy metal contents and extractable metal contents were investigated for the sediments and high heavy metal content and extractable amount were obtained from fine particles as expected. Using of proper particle size analyzing method is important and the sediment management should be focused on the fine particles.
시멘트 킬른 더스트 혼입률에 따른 초속경 섬유보강 콘크리트의 인장성능에 관한 연구
전부기(Chun, Booki),신원식(Shin, Wonsik),장윤식(Jang, Yun Sik),류두열(Yoo, Doo-Yeol) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.5
본 논문에서는 시설물 보수보강을 위한 특수한 재료들과 폴리에티렌(Poly-ethylene) 섬유를 혼입하여 우수한 인장성능을 확보한 섬유보강 콘크리트 배합에서 시멘트 킬른 더스트 및 실리카흄의 혼입량이 인장성능에 미치는 영향을 연구했다. 시설물 보수보강을 위해 C3A 함량이 높은 초속경 시멘트를 사용했으며 결합재의 일부를 시멘트계 부산물(고로슬래그 미분말, 석회석 미분말, 시멘트 킬른 더스트, 실리카흄)로 대체하였다. 이 중 시멘트 킬른 더스트를 시멘트 중량 대비 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 및 50%로 혼입하였으며, 실리카흄은 시멘트 중량 대비 20%, 40%로 혼입하여 총 11가지 변수에 대해 시편을 제작하였으며, 타설 후 4시간 이후 직접인장실험을 수행했다. 실험 결과, 실리카흄의 함량이 40%인 배합이 20%인 배합과 비교하여 인장 강도, 인장 변형률, 에너지 소산 능력 모두 감소하였으며 시멘트 킬른 더스트의 함량이 15%일 때 가장 우수한 인장 거동을 보였다. In this study, the effects of cement kiln dust and silica fume on the tensile performance of fiber-reinforced concrete mixtures comprising special materials and polyethylene fiber for the reinforcement of facilities were analyzed. For the purpose of repair, ultra-rapid-hardening cement with high C3A content was employed, and the cement was replaced with supplementary cementitious materials such as granulated ground blast furnace slag, limestone powder, cement kiln dust, and silica fume. Cement kiln dust was incorporated at 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, and 50% weight of cement, and silica fume was incorporated at 20% and 40% weight of cement. Four hours after specimen fabrication, a direct tensile test was conducted. The obtained experimental results indicate that the tensile performance (including tensile strength, strain capacity, and energy dissipation capacity) is found to be significantly high when the content of silica fume is 20% and that of cement kiln dust is 15%.
혼화재료 및 양생조건에 따른 폴리에틸렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 에너지흡수성능 강화
김민재(Kim, Min-Jae),최홍준(Choi, Hong-Joon),전부기(Chun, Booki),신원식(Shin, Wonsik),류두열(Yoo, Doo-Yeol) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.1
본 연구에서는 시멘트 복합재료의 혼화재료 및 양생조건을 조정하여 체적비 2%의 폴리에틸렌 섬유를 혼입한 시멘트 복합재료의에너지흡수성능을 향상시켰다. 사용된 혼화재료는 고로슬래그, 시멘트 킬른 더스트, 석회석 분말, 실리카퓸이고 시멘트 복합재료의 양생조건은 90 ℃, 72시간과 40 ℃, 120시간으로 두 가지이다. 혼화재료의 시멘트 대체율을 기준으로 총 6가지 배합에대하여 압축강도와 직접인장실험을 수행한 후 초고성능 콘크리트 및 ECC의 실험결과와 비교되었다. 실험결과에 따르면90 ℃ 양생기준 최고 압축강도는 117 MPa이고 혼화재료의 시멘트 대체율이 증가함에 따라서 시편의 압축강도가 감소하는것으로 확인되었다. 직접인장 실험의 경우 40 ℃ 양생 시편의 인장강도가 90 ℃ 양생 시편들에 비해서 다소 낮았으나, 인장변형성능이 최대 305%의 증가율을 보이며 7.7%를 기록하였다. 이에 따라서 에너지흡수성능이 80% - 292% 사이의 증가율을 보였다. 또한 미세균열의 수가 크게 증가하고 미세균열의 폭이 감소하는 등 시편들의 균열 및 파괴양상에서도 명확한 차이가 관측되었다. This study aims to enhance the energy absorption capacity of cementitious composites with 2 vol.% of polyethylene fibers, by adjusting mixing ingredients and curing conditions. Ground blast furnace slag, cement kiln dust, limestone powder, and silica fume were incorporated, and two different curing conditions were applied: 72 h of curing at 90 ℃ and 120 h of curing at 40 ℃. Compressive strength test and direct tensile test were performed on 6 mixtures and the test results were compared with those of ultra-high-performance concrete and engineered cementitious composite specimens. The maximum compressive strength of the 6 mixtures was measured to be approximately 117 MPa. The higher cement replacement ratio of the other components resulted in a decrease in the compressive strength of the specimens cured at 90 ℃. In the direct tensile test, the specimens cured at 40 ℃ exhibited lower tensile strength than those cured at 90 ℃, but the strain capacity was increased by approximately 305% and reached 7.7%. This also resulted in an enhancement of the energy absorption capacity from 80%-292% because of the differences in micro-cracking and fracturing behaviors, such as an increase inthe number of micro-cracks and decrease in crack width.