콘크리트 단면복구용 보수재료의 굵은 골재 최대치수 및 조립률에 따른 재료적 특성

이선목,이병재,김윤용 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.6

본 연구에서는 보수재료에 굵은 골재를 사용하게 되면서 얻을 수 있는 효과를 검토하기 위해 굵은 골재의 최대치수 및 조립률을 다양화 하면서 콘크리트의 특성을 파악하는 기초 연구를 수행하였다. 그 결과 콘크리트의 슬럼프는 굵은 골재 최대치수가 커질수록 증가하였고, 공기량은 최대 골재 치수가 10 mm 이상인 배합군에 비해 최대 골재 치수가 5 mm 의 골재를 사용한 배합에서 공기량이 1.88∼2.35 배 높게 측정되었다. 압축강도는 굵은 골재의 실적률에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 실적률이 가장 높은 최대치수 20 mm 의 굵은 골재를 사용한 배합에서 압축강도가 가장 높게 측정되었으며 실적률이 가장 낮은 배합의 압축강도보다 45% 이상 높게 나타났다. 건조수축 측정결과 굵은 골재최대치수 및 조립률의 변화에 따라 굵은 골재의 실적률이 높아지면서 건조 수축이 가장 낮게 측정되었고, 실적률이 가장 낮은 배합에서 가장 크게 나타났다. 본 연구를 통해 콘크리트 구조물 보수용 재료에 사용되는 굵은 골재의 최대치수 및 조립률을 다양화해서 입도를 조정하게 되면 강도 및 작업성이 우수해지고 건조수축을 줄일 수 있는 것을 확인 할 수 있었다. Re-damage is frequently occurring for various reasons, including material factors, external factors, and factors caused by poor construction in concrete cross-section restoration work, so it is necessary to identify the cause and improve it. Cement-based materials are the most commonly used maintenance materials for concrete structures, and in particular, additional cross-sectional restoration work may be carried out due to re-damage such as cracks and excitement due to dry contraction of the repair material. In this study, a basic study was conducted to identify the characteristics of concrete while diversifying the maximum dimensions and assembly rate of thick aggregates to examine the effects of using thick aggregates in repair materials. As a result, the slump of concrete increased as the maximum size of thick aggregates increased, and the amount of air content was measured 1.88 to 2.35 times higher in the mixing using aggregates with a maximum aggregate size of 5 mm or more compared to the mixing group with a maximum aggregate size of 10 mm or more. It was found that compressive strength was greatly affected by the performance rate of thick aggregates. The compressive strength was measured the highest in the mixture using thick aggregates with the highest performance rate of 20 mm, and the compressive strength of the mixture with the lowest performance rate was more than 45%. As a result of the dry shrinkage measurement, the dry shrinkage was the lowest as the performance rate of the thick aggregate increased according to the change in the maximum dimensions and assembly rate of the thick aggregate, and the lowest performance rate was the largest in the mix. Through this study, it was confirmed that adjusting the particle size by diversifying the maximum dimensions and assembly rate of thick aggregates used in concrete structure repair materials can improve strength and workability and reduce dry shrinkage.

바이오 폴리머를 이용한 구조물 보수용 모르타르의 역학적 특성 평가

이선목,현정환,권기성,김윤용 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.6

최근 남해안과 제주도 연안에는 5,000톤 이상의 괭생이 모자반이 유입되어 양식장과 조업에 큰 피해를 주고 있으며, 환경훼손 등 사회적 문제로 부각되고 있다. 괭생이 모자반에 존재하는 알긴산은 주로 의약품, 식품 등으로 활용되는 천연 고분자 물질이다. 하지만, 대량으로 활용할 수 있는 수요처가 확보되지 않아 본 연구에서는 괭생이 모자반을 활용한 바이오 폴리머를 구조물 보수용 폴리머 모르타르에 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 응결특성 평가 시험에서는 바이오 폴리머가 12% 혼입된 L0BP12 배합은 합성폴리머만 혼입된 L12BP0 배합보다 종결시간이 최대 20%증가하는 것을 확인하였다. 흡수율 시험에서는 LOBP12 배합이 초속경 시멘트 배합인 Plain-URHC보다 0.36% 감소하는 것으로 나타나 바이오 폴리머 혼입으로 모르타르의 수밀성이 증가하는 것을 확인하였다. 압축 및 휨강도 시험에서는 바이오 폴리머의 혼입이 증가할수록 강도가 감소하는 경향을 나타내었고, KS F 4042 기준을 만족하는 최대 바이오 폴리머의 혼입률은 12%로 결정되었다. 또한, 재령 4시간 기준 부착강도는 Plain-URHC시험체 보다 모두 향상되었으며, 1 MPa 이상을 확보하여 바이오 폴리머의 혼입이 모르타르의 부착강도를 향상 시킬 수 있는 것을 확인하였다. In recent years, more than 5,000 tons of sargassum honeri have been infested in the southern coast and the coast of Jeju Island, causing serious damage to the farms and fisheries, and environmental problems. The alginate contained in the sargassum honeri is a natural polymeric substance mainly used for medicines and foods. However, since there is no way to utilize it in large quantities, a study was carried out to utilize bio polymer obtained from sargassum honeri in producing polymer mortar for repairing deteriorated infrastructures. From the tests of setting time, it was found that the L0BP12 mixture containing 12% of bio polymer increased the setting time by 20% as compared with the L12BP0 mixture using only synthetic polymer. From the tests of water absorbtion, the LOBP12 combination decreased by 0.36% compared to Plain-URHC using ultra rapid hardening cement. This indicated that the watertightness of the mortar was increased by the incorporation of the bio polymer. In the compressive and flexural strength tests, the strength decreased as the amount of bio polymer increased. The incorporation rate of the maximum bio polymer satisfying the KS F 4042 standard was determined to be 12%. In addition, the bond strength of the mortar produced with biopolymer was higher than that of Plain-URHC specimens, and it was confirmed that incorporation of bio polymer improves bond strength of mortar.

염소 바이패스 분진 및 수세 잔류물의 특성분석

이선목,이대근,길준호,이태우,송훈,염우성 한국자원리싸이클링학회 2023 資源 리싸이클링 Vol.32 No.5

염소 바이패스 분진의 주성분은 칼슘, 알칼리 및 염소 성분이며, 시멘트 원료로 재활용하기 위하여 염소 성분 제거가 필요하다. 시멘트업체에서는 염소 바이패스 분진의 시멘트 원료 사용과 KCl 회수를 위해서 수세 처리를 진행하고 있다. 본 연구에서는 염소 바이패스 분진및 수세 잔류물의 재활용 가능성을 파악하기 위해서 35,000톤/년 규모 염소 바이패스 분진 수세 설비에서 사용한 염소 바이패스 분진과 수세 잔류물의 화학성분, 광물 특성 및 미세구조를 분석하였다. 염소 바이패스 분진의 염소 함량은 23.9%에서 수세 처리 후에 1.4%로 감소하여 수세 잔류물의 시멘트 원료 사용 가능성을 확인하였다. 수세 잔류물에서의 염소 성분은 대부분 Calcium Aluminium Oxide Chloride Hydrate 광물 형태로 존재하고 있음을 확인하였다. CaO 성분은 22.4%에서 49.8%로 증가하였으며, K2O 성분은 25.2%에서 5.45% 감소하였다. 수세 잔류물의 평균입경은 22.72μm로 수세 전의 염소 바이패스 분진의 평균입경 12.13μm와 비교하여 크게 증가한 것을 알 수 있는데, 이것은 염소 바이패스 분진에 포함되어있는 1μm 이하의 염소화합물 입자가 수세 과정에서 용해되었기 때문인 것으로 판단되었다. The main components of chlorine bypass dust are calcium, alkali, and chlorine. Chlorine components must be removed from chlorine bypass dust to enable its recycling as a cement raw material. Cement companies usually employ water-washing treatment to recover KCl from chlorine bypass dust. In this study, the chemical composition, mineral properties, and microstructure of the chlorine bypass dust and washed residues obtained from a 35,000 ton/year chlorine-bypass-dust-washing facility were analyzed to determine the feasibility of recycling the dust and its washed residues. The chlorine content of the dust decreased from 23.9% to 1.4% after washing, thus confirming the possibility of using the washed residues as a cement raw material. The CaO component increased from 22.4% to 49.8% whereas the K2O component decreased from 25.2% to 5.45%. The average particle diameter of the water-washed residues was 22.72 μm, which was significantly higher than that of the chlorine bypass dust before washing (12.13 μm). This result was attributed to the dissolution of chlorine compound particles measuring less than 1 μm in the chlorine bypass dust during washing.

바이오 폴리머를 혼입한 모르타르의 유동성 평가

이선목 ( Lee Sun Mok ),현정환 ( Hyun Jung Hwan ),권기성 ( Kwon Ki Seong ),전재영 ( Jeon Jae Young ),김윤용 ( Kim Yun Yong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.2

Resently, sargassum honeri, which has flown into the Korean coast, has become a serious problem due to the serious damage to domestic aquaculture and fishery. The purpose of this study is to utilize sargassum honeri containing alginic acid as a natural polymer material in cement mortar for repairing structures. The experimental results show that the flow of mortar tends to decrease as the incorporation rate of biopolymer increases.

바이오 폴리머를 혼입한 콘크리트의 역학적 특성 평가

이선목(Lee, Sung Mok),전재영(Chun, Jae Young),권기성(Kwon, Ki Seong),현정환(Hyun, Jung Hwan),김윤용(Kim, Yun Yong) 한국콘크리트학회 2018 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.30 No.2

구조물 보수용 모르타르의 폴리머 혼입율에 따른 압축강도 및 부착강도 특성

이선목 ( Lee Sunmok ),권기성 ( Kwon Ki Seong ),방진욱 ( Bang Jinwook ),현정환 ( Hyun Jung Hwan ),김윤용 ( Kim Yun-yong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.1

In this study, cement mortar (KS F 4042) used for repairing concrete structures was evaluated for compressive strength and bond strength according to the mixing ratio of polymer. From the experimental results, it was confirmed that as the polymer content increases, the bond strength properties increase, but the compressive strength decreases slightly at a certain rate.

해조류 폐기물을 활용한 교면포장용 콘크리트 보수재료

이선목(Sun-Mok Lee),김윤용(Yun-Yong Kim) 한국콘크리트학회 2020 콘크리트학회지 Vol.32 No.4

고속경화/고부착형 유무기계 하이브리드 보수재료 개발

이선목 ( Lee Sun-mok ),조성우 ( Cho Sung-woo ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1

1970년대 고도 경제 성장기 이후 급격한 도시 개발과 함께 구조물이 기하급수적으로 증가하였다. 특히 최근의 시설물 중 상당수는 내구연한의 경과와 함께 노후화가 진행 중에 있으며, 따라서 이러한 콘크리트 구조물의 열화 요인에 따른 성능 개선 및 수명 증대에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 국내 보수 · 보강 공법에 사용되는 대표적인 보수재료는 시멘트계 모르타르로 한정되어 있는 실정이다. 유무기계 하이브리드 보수재료의 개발을 위한 기초자료로 사용하기 위해 본 연구에서는 국내 시장에서 사용되고 있는 콘크리트 보수재료의 특성을 살펴보고 압축강도를 평가하였다.

염소 바이패스 분진 및 수세 잔류물의 미세구조 분석

이선목 ( Lee¸ Sun-mok ),이병재 ( Lee¸ Byung-jae ),김윤용 ( Kim¸ Yun-yong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.2

시멘트업계 폐합성수지 사용량은 2012년 기준 1,952천 톤이며, 매년 대체연료 사용량은 증가하고 있다. 폐합성 수지는 기존 유연탄 대비 단위열량 당 이산화탄소 배출량이 적고, 이산화탄소 배출량 규제에도 적용을 받고 있지 않아 환경 친화적 탄소중립 연료로의 활용이 가능하다. 시멘트 업체는 이때 발생하는 염소바이패스 분진을 시멘트 원료, 혼화재 등 다양한 용도로 재활용하기 위해 활발히 연구를 진행 중에 있다. 본 연구에서는 염소바이패스 분진과 그것을 수세하는 과정에서 발생하는 잔류물을 자원 순환형의 원료로 활용하기 위해 미세구조를 비교, 분석하였다.

VAE 폴리머 혼입 초속경 모르타르 바닥재의 강도 특성

이선목(Lee, Sun Mok),방진욱(Bang, Jin Wook),현정환(Hyun, Jung Hwan),권기성(Kwon, Ki Seong),김윤용(Kim, Yun Yong) 한국콘크리트학회 2017 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.29 No.1