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마이크로 사이즈의 중공입자를 활용한 경량 시멘트 복합체의 개발
이난경(Lee, Nankyoung),문주혁(Moon, Juhyuk) 한국콘크리트학회 2021 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.33 No.2
초고층빌딩과 초장대교량의 발전으로 태생적으로 높은 콘크리트의 중량을 극복하기위해 경량골재를 사용한 경량 콘크리트의 개발이 성행하고있다. 하지만 다공질의 경량골재는 필연적으로 낮은 압축강도를 지니게되고 이러한 경량골재를 사용하여 제작된 경량 콘크리트는 경량과 고강도를 동시에 만족시키는데에 있어 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 경량 콘크리트의 한계점을 개선하기위해 중공입자를 활용하여 경량과 고강도를 동시에 만족시키는 건설재료를 개발하고자 하였다. With construction of high-rise buildings and long span bridges, the development of lightweight concrete to overcome the heavy weight of concrete has been widely conducted. However, lightweight aggregate inevitably has low compressive strength causing the difficulty to satisfy both light weight and high compressive strength. In this study, development of a construction material satisfying both light weight and high compressive strength using hollow glass microsphere has been conducted
중공유리마이크로스피어를 활용한 경량 고강도 시멘트 복합체 개발
이난경 ( Lee Nankyoung ),문주혁 ( Moon Juhyuk ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1
콘크리트는 가장 널리 쓰이는 구조 및 건축재료로 초고층빌딩과 장경간교의 발달로 보다 낮은 밀도와 높은 압축강도를 요구받는다. 이에 응답하기위에 다양한 경량골재를 활용한 경량콘크리트의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 하지만 경량골재의 사용은 낮은 밀도에 반해 낮은 압축강도로 필연적으로 압축강도의 저하를 야기한다. 본 연구는 3M사에서 제작된 중공유리 마이크로스피어를 활용하여 낮은 밀도와 높은 압축강도를 발현하는 시멘트 복합체의 개발을 목표로하고있다. 현재 수행된 밀도측정과 압축강도 시험은 개발 중인 시멘트 복합체가 Eurocode 1992 1-1과 ACI 213R-03에서 제시한 경량콘크리트의 기준을 충분히 만족시키며 기존의 선행연구들 보다 우수한 성능을 지닌 것을 확인하였다.
라임스톤으로 치환된 고강도 경량 시멘트 복합체의 압축성능 평가
이난경 ( Lee Nankyoung ),문주혁 ( Moon Juhyuk ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
시멘트는 콘크리트를 구성하는 가장 핵심적인 재료로 주로 석회석으로 이루어져있다. 시멘트 제작 과정에서 1450℃의 고온으로 가열하는 소성공정을 거쳐 클링커를 제작하게되는데 이때 대량의 이산화탄소가 발생된다. 현재 콘크리트 산업에서 파리 기후변화협정에서 요구하는 기준에 부합하기 위하여는 2030년까지 이산화탄소의 배출량을 약 16% 줄여야한다. 이런 현실적인 이유로 시멘트의 양을 줄이려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트의 양이 다량으로 소모되는 초고층빌딩과 장경간교의 단면을 획기적으로 줄이고자 중공 마이크로 입자를 활용하여 고강도 경량 시멘트 복합체를 개발하였으며 더 나아가 개발된 시멘트 복합체의 시멘트 양을 줄이기 위해 소성공정을 거치기 전 원재료인 석회석의 함량을 높이고 시멘트의 함량을 줄인 시멘트 복합체를 개발하였다.
나노버블수를 활용한 시멘트 복합체의 작업성 증진에 대한 실험적 연구
이난경 ( Nankyoung Lee ),강성훈 ( Sung-hoon Kang ),문주혁 ( Juhyuk Moon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.6
본 연구는 시멘트계 건설재료의 작업성 증진을 위하여 나노버블수의 사용을 시도하였다. 사용된 나노버블수는 약 750 nm의 입경을 지닌 나노버블이 7% 포함된 배합수를 사용하였다. 초고성능콘크리트, 경량시멘트 복합체, 고강도 모르타르 등 다양한 시멘트 복합체에 나노버블수가 배합수로서 사용될 때 미치는 영향을 실험하였다. 작업성을 대표할 수 있는 플로우 값이 시편에 따라 3-22%정도 증진됨을 확인하였다. 하지만 압축강도에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 따라서 재료의 굳은 성질에 큰 영향 없이 시멘트 복합체의 작업성을 증진시킬 수 있는 새로운 방법으로 나노버블수의 사용이 다양한 시멘트 복합체에 활용될 수 있음을 제시하였다. This study was conducted to improve the workability of cementitious composites using nano-bubble water. The used nano-bubble water contains 7% of nano-sized bubbles with an averaged bubble size of 750 nm. Various different types of cementitious composites including ultar-high performance concrete, lightweight cementitious composites, and high-strength mortar have been tested to identify the changes of material properties. From the use of nano-bubble water, it was confirmed that workability has been improved by 3-22%. On the other hand, other material characteristics such as compressive strength did not have noticeable changes. Therefore, it was proposed that the use of nano-bubble water can enhance workability of cementitious composites without having significant impact on other material properties.
중공 글래스 버블을 활용한 경량 및 고강도 시멘트 복합체의 특성 평가
이난경 ( Lee Nankyoung ),문주혁 ( Moon Juhyuk ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2
초고층빌딩과 장경간교의 발달로 낮은 밀도와 높은 압축강도를 요구하는 건축 및 사회기반시설물이 증가하고 있다. 이런 움직임에 발맞추기위해 다양한 경량 골재를 활용한 경량 콘크리트의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 경량콘크리트는 일반 콘크리트보다 낮은 밀도를 지녔지만 경량 골재의 사용으로 인해 필연적으로 낮은 압축강도를 지니게되어 경량과 고강도를 동시에 만족시키기 어렵다는 한계점이 있다. 본 연구에서는 이 한계점을 극복하기위해 중공 글래스 버블을 활용하여 경량과 고강도를 동시에 만족시키는 시멘트 복합체를 개발하고 개발한 시멘트 복합체의 물리적, 화학적 특성을 확인하기위하여 여러 실험을 수행하였다. 또한 중공 글래스 버블의 시멘트 매트릭스 내에서의 분산성을 확인하기위해 CT장비를 활용하여 시멘트 매트릭스 내에서의 내부 분산성을 평가하였다.