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고온 가열시 Ca/Si 몰비율에 따른 합성 칼슘 실리케이트 수화물(C-S-H)의 구성 원자간 거리 변화
임수민 ( Im Su-min ),배성철 ( Bae Sung Chul ) 한국건축시공학회 2021 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.1
Calcium silicate hydrate(C-S-H) is the principal binding phase that controls the strength and thermal stability of concrete. However, the effects of high temperature on the lattice structure and interatomic structure of C-S-H remains poorly understood due to its nanocrystallinity. This study aims to elucidate the change in interatomic distance of synthetic C-S-H with different Ca/Si molar ratios after exposure to high temperature via high energy X-ray scattering experiment which is a powerful analytical tool for amorphous materials.
나노 인덴테이션을 통한 경량 고강도 콘크리트 Interfacial Transition Zone (ITZ)의 역학적 특성에 관한 연구
임수민(Su-Min Im),배성철(Sung-Chul Bae) 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.4
Interfacial transition zone (ITZ)은 골재-시멘트 복합체 사이의 영역으로써, 콘크리트에서 가장 취약한 영역으로 알려져 있으며, 이는 점진적으로 변화하는 불균질한 상으로 이루어져 있다. 경량 고강도 콘크리트 개발을 위해 물-바인더 비가 낮은 고강도 시멘트 복합체와 경량골재 사이의 Interfacial transition zone (ITZ)의 역학적 특성 평가는 필수적이다. 하지만 ITZ는 복잡하고 다공성 구조를 가지고 있기 때문에, 이의 역학적 특성은 아직 명확하지 않다. 또한, 경량골재 ITZ는 일반골재보다 다양한 변수 (물-바인더 비, 골재의 흡수율, 양생조건 등)에 의해 변화한다. 따라서 본 연구에서 골재의 종류 및 크기에 따른 ITZ의 역학적 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 나노 인덴테이션 기법을 이용하여 물-바인더 비가 0.2인 고강도 시멘트 복합체와 표준사 및 최대치수가 각각 2mm, 5mm인 경량골재 ITZ의 탄성계수를 측정하였다. The interfacial transition zone(ITZ) which is the boundary layer between cement composites and aggregates is considered to be the region of gradual transition, heterogeneous, and the weakest part of concrete. For the development of lightweight high strength concrete, it is essential to evaluate the mechanical properties of ITZ between high strength concrete with low water-binder ratio and lightweight aggregates. However, the mechanical properties of ITZ are not well established due to its high porosity and complex structure. Furthermore, the properties of ITZ in concrete using lightweight aggregates are dominated by more various variations (e.g. water-binder ratio, water absorption capacity of aggregate, curing conditions) than normal-weight aggregate concrete. This study aims to elucidate the mechanical properties of ITZ in lightweight high-strength cement composites according to the types of aggregates and the aggregate sizes. Nanoindentation analysis was used to evaluate the elastic modulus of ITZ between high strength cement composites with the water-binder ratio of 0.2 and normal sand, lightweight aggregate with different aggregate sizes of 2mm and 5mm in this study.
소각 X-선 산란 실험을 통한 합성 칼슘 실리케이트 수화물의 Ca/Si 비율에 따른 미세구조 변화 분석
임수민(Su-min Im),배성철(Sung-chul Bae) 한국세라믹학회 2023 세라미스트 Vol.26 No.4
The evolution of hierarchical porous structure according to Ca/Si ratios of calcium silicate hydrate (C-S-H), which determines the physicochemical properties of cement pastes, is still ambiguous. In this study, the changes in the hierarchical porous structure of synthetic C-S-H pastes with Ca/Si ratios of 0.6, 0.8, and 1.0 were analyzed via small angle X-ray scattering measurements using synchrotron X-ray. The microstructural changes of C-S-H within the length scale of 3-1000 Å were elucidated using the fractal model and the Guinier approximation that were presented as suitable for the cement hydrates in previous studies.