천연유기석회 및 고토석회를 조합한 흙 포장 콘크리트용 경화재의 최적배합안 도출

한민철,한준희,Han, Min-Cheol,Han, Jun-Hui 한국건축시공학회 2020 한국건축시공학회지 Vol.20 No.2

본 연구는 국내에서 시공된 많은 수의 흙 포장 콘크리트의 경우는 강도저하, 내구성 저하 등이 문제점으로 제기된다. 따라서 본연구는 이를 해결하기 위하여 석회류 재료인 천연유기 석회와 고토석회 등의 폐기물을 활용하여 흙 포장 콘크리트의 경제성, 품질향상을 목적으로 흙 콘크리트의 경화재를 개발하고자 하였다. 즉, 석회류 재료를 고로슬래그 미분말과 조합하여 자극재로 사용하여, 기존의 경화재의 재료를 대체하여 천연유기석회(H), 고토석회(G)의 석회류 조합비를 0: 10~10 : 0 범위에서 검토하였다. 연구결과, 모르타르 배합비 1 : 3, 결합재 조성비의 경우 BSC 30 석회류 재료조합비율은 천연유기석회와 고토석회를 5: 5의 비율로 혼합할 경우 시멘트 모르타르의 품질 측면에서 양호한 개발품이 얻어짐을 확인할 수 있었다. Lots of soil-pavement concrete placed showed a number of problems such as decreasing strength, and durability. In this research, to provide a solution of the problem reported the wasting materials of natural organic lime and magnesia lime were used as a hardener to achieve sufficient performance of soil-pavement concrete. Namely, as a stimulus of blast furnace slag, the natural organic lime and magnesia lime were tested within the mix proportion of 0 to 10 % for each lime to make a new hardener. As a result, in the case of mortar with 1 to 3 % of cement to fine aggregate, 30 % replaced blast furnace slag showed the more favorable results with 5 to 5 % of mix proportion for natural organic lime and magnesia lime.

폐석분 및 바텀애시를 사용한 인공경량골재의 융제(Flux) 종류에 따른 밀도 및 흡수율 특성

한민철,신재경,Han, Min-Cheol,Shin, Jae-Kyung 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.3

본 연구에서는 인공경량골재의 주요 물성인 밀도 및 흡수율의 성능 향상을 위하여 융제 종류 및 첨가율에 따른 밀도 및 흡수율 특성을 검토하였다. 실험결과, 화학제품의 융제 사용에 관한 특성으로, $Na_2CO_3$ 및 $CaSO_4$는 경우 낮은 소성온도에서 소성이 가능하나, 흡수율이 증가하였고, $CaCO_3$, NaOH, $Fe_2O_3$는 첨가율이 증가할수록 흡수율은 낮아졌으나, 절건밀도가 높아지는 것으로 나타나 융제로서 부적합하였다. $Na_2SO_4$의 사용한 경우에는 절건밀도 $1.35{\sim}1.50g/cm^3$와 상대적으로 낮은 흡수율로 융제로서 가장 적합하였다. 산업부산물의 융제 사용에 관한 특성으로 유리연마 슬러지는 절건밀도 $1.45{\sim}1.55g/cm^3$ 및 흡수율 9~12 %로 흡수율이 높게 나타났다. 고로슬래그 미분말은 첨가율이 증가할수록 밀도는 높아지고 흡수율은 낮아지는 것으로 나타났다. 산화슬래그는 첨가율 10 %에서 절건밀도 $1.46g/cm^3$, 흡수율 8,5 %로 낮은 절건밀도와 흡수율을 갖는 양질의 인공경량골재를 제조할 수 있었다. In this paper, the physical properties of lightweight aggregate such as density and water absorption according to addition ratio and type of flux were investigated. When using $Na_2CO_3$ as flux of lightweight aggregate, burnability was available at low burning temperature and water absorption increased. And as increasing addition ratio of $CaCO_3$, NaOH, $Fe_2O_3$, absorption decreased and $CaCO_3$, NaOH, $Fe_2O_3$ were considered improper to use flux of lightweight aggregate because of high dried density. $Na_2SO_4$ was proper to use flux of lightweight aggregate due to dried density $1.35{\sim}1.50g/cm^3$ and lower absorption. When using glass abrasive sludge as flux of lightweight aggregate, dried density and water absorption were in the range of $1.45{\sim}1.55g/cm^3$ and 9~12% respectively. It was indicated that as increasing addition ratio of blast furnace slag powder, density increased whereas absorption decreased. In use of oxidizing slag as flux, artificial lightweight aggregate which have dried density $1.46g/cm^3$, water absorption 8,5 % can be manufactured at 10 % of addition ratio.

13mm 이하 순환굵은골재 치환이 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향

한민철,강병회,Han, Min-Cheol,Kang, Byeong-Heo 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.1

The objective of this paper is to investigate experimentally the effect of the substitution of recycled aggregates under 13mm on the properties of the concrete using coarse aggregate with size of 13~25mm. Recycled aggregate under 13mm were substituted to the concrete ranged from 10% to 100%. To compare the properties with the case of recycled aggregate, crushed stone with smaller than 13mm was also substituted to the concrete by 20% and 40%. Test results showed that increase of recycled aggregate under 13mm resulted in the increase of slump and compressive strength compared with plain mixture, which was made with only aggregate with 13~25mm size. This is due to the dense gradation of aggregate in association with addition of relatively small particle. It is thought that the use of recycled aggregate under 13mm along with 30% contributes to the quality improvement of the concrete made with only 13~25mm aggregate. 본 연구에서는 현행 레미콘사에서 콘크리트 제조 시 13mm 이하 굵은골재의 부족으로 인한 품질저하가 발생하는 문제를 해결하기 위하여 13mm 이하 순환굵은골재를 치환하여 콘크리트의 제반특성을 검토하였다. 실험변수로 13mm 이하 순환 굵은골재를 13~25mm 굵은골재에 10~100%까지 치환사용하여 콘크리트의 품질에 대해 분석하였다. 실험결과 13mm 이하 순환 굵은골재 치환사용으로 유동성이 증가하였으며, 공기량은 골재간의 공극충전효과로 인해 감소하였다. 또한 골재간의 연속입도 구성으로 콘크리트 내부에 공극이 감소되어 강도의 향상과 건조수축이 감소하였다, 이상을 종합하면 13mm 이하 순환 굵은골재를 13~25mm 굵은골재만 사용한 콘크리트에 30% 내외 치환사용시 콘크리트의 품질이 향상되는 것으로 나타났다.

고온조건이 고강도 콘크리트의 역학적 특성 및 미세구조에 미치는 영향

한민철,최현규,Han, Min-Cheol,Choi, Hyun-Kyu 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.3

Nowadays, the use of high strength concrete has been increased. However, its dense microstructure leads to spalling due to fire, which causes degradation and collapse of concrete structures. Various attempts regarding optimum solution for spalling prevention of high strength concrete are made continuously. In this paper, tests are carried out to clarify the effect of elevated temperature on mechanical behavior and microstructure of the high strength concrete incorporating 20% of fly ash and 10% of silica fume. 0.05% of nylon and polypropylene fiber was added to the concrete to prevent a spalling during test. Temperature was varied from $20^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$, with the interval of $100^{\circ}C$. For the observation of microstructure of the concrete, SEM, MIP and XRD tests were conducted. According to results, An increase in temperature led to decrease of strength above $400^{\circ}C$ and ductile behaviour between strain and stress relationship was observed at above $400^{\circ}C$.

순환 석회암골재를 사용한 초고강도 콘크리트의 특성

한민철,현승용,문병룡,Han, Min-Cheol,Hyun, Seung-Yong,Moon, Byeong-Yong 한국건설순환자원학회 2018 한국건설순환자원학회지 Vol.13 No.1

등가재령방법에 의한 혼화재 종류별 콘크리트의 압축강도 증진해석

한민철,한천구,Han, Min-Cheol,Han, Cheon-Goo 한국건축시공학회 2007 한국건축시공학회지 Vol.7 No.1

This paper is to investigate the effect of the curing temperature on strength development of concrete incorporating cement kiln dust(CKD) and blast furnace slag (BS) quantitatively. Estimation of the compressive strength of the concrete was conducted using the equivalent age equation and the rate constant model proposed by Carino. Correction of Carino model was studied to secure the accuracy of strength development estimation by introducing correction factors regarding rate constant and age. An increasing curing temperature results in an increase in strength at early age, but with the elapse of age, strength development at high curing temperature decreases compared with that at low curing temperature. Especially, the use of BS has a remarkable strength development at early age and even at later age, high strength is maintained due to accelerated pozzolanic activity resulting from high temperature. Whereas, at low curing temperature, the use of BS leads to a decrease in compressive strength. Accordingly, much attention should be paid to prevent strength loss at low temperature. Based on the strength development estimation using equivalent age equation, good agreements between measured strength and calculated strength are obtained.

등가재령 방법에 의한 플라이애시를 치환한 시멘트 모르타르의 강도 증진 해석

한민철,Han, Min-Cheol 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.4

본 연구에서는 플라이애시를 치환한 시멘트 모르터의 양생온도에 따른 강도증진을 검토하기 위하여 등가재령방법에 의한 강도증진해석을 실시하였다. 플라이애시를 30% 치환한 시멘트모르터의 겉보기활성화에너지를 ASTM C 1074 방법에 의하여 산정한 결과 34.75KJ/mol로 산정되었고, 이를 토대로 Plowman 모델과 Gompertz 모델을 이용하여 해석한 결과 해석치가 측정치를 양호하게 추정함을 알 수 있었고 특히 Gompertz 모델식이 보다 양호한 추정 정밀도를 갖는 것으로 확인되었다. This paper is to present the strength estimation of the cement mortar incorporating 20% of fly ash by equivalent age method. ASTM C 1074 was applied to achieve apparent activation energy($E_a$). Cement mortar was cured at the temperature of $5^{\circ}C$, $20^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ respectively to measure the setting time and compressive strength at designed age. According to test results, it is found that an increase in curing temperature resulted in an acceleration of setting time. $E_a$ was achieved to 34.75 KJ/mol. It was also found that by estimating strength development with Plowman and Gompertz model, good agreement between calculated value and measured one was achieved.

복합보온양생 방법이 극저온 조건하 플라이애시 치환 콘크리트의 온도이력에 미치는 영향

한민철,손호정,Han, Min-Cheol,Son, Ho-Jung 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.3

In this study, temperature profile of the fly ash concrete were studied in accordance with the change of heating curing method combination for the slab concrete in order to develop efficient protection method of the concrete subjected to $-20^{\circ}C$. The slab concretes with the size of $1200mm{\times}600mm{\times}200mm$ were fabricated with W/B of 50% and exposed to $-20^{\circ}C$ for 7 days. Five different combinations of heat curing methods were applied to the slab concrete specimen; two combinations of heat supplying by electrical heater and surface heat insulation material such as polyethylene film and quadrupled layer bubble sheet based on heat enclosure installment; three combinations of heating coil embedment and surface heat insulation materials such as polyethylene film, sawdust and quadrupled layer bubble sheet based on heat enclosure installment. Test results showed that by applying both heating coil and bubble sheet and heat enclosure, the concrete exposed to $-20^{\circ}C$ can be effectively protected from early-age frost damage.

혼화재 종류가 콘크리트의 공학적 특성 및 건조수축에 미치는 영향

한민철,Han, Min-Cheol 한국건축시공학회 2009 한국건축시공학회지 Vol.9 No.5

In this paper, the engineering properties and estimation of drying shrinkage of concrete incorporating fly ash (FA), blast furnace slag (BS) and cement kiln dust (CKD) were discussed. FA, BS and CKD contents ranged from 0% to 20%. Water to binder ratio (W/B) also ranged from 40 to 50 %, with a 5% interval. For estimating drying shrinkage, an exponential model proposed by the author was applied, According to results, the use of FA, BS and CKD resulted in a decrease of flowability and air contents. As expected, the use of admixtures also decreases the early age strength of concrete, while at later age, due to a pozzolanic reaction of FA and BS, the compressive strength was recovered to a value comparable with that of plain concrete. For drying shrinkage, the use of admixtures led to an increase in the drying shrinkage of concrete. The exponential model suggested by the author showed good agreement between the calculated and experimental values both at early age and at later age. 본 연구에서는 실무에서 주로 사용되고 있는 FA, 35 및 CKD 치환률에 따른 콘크리트의 기초적 물성 및 건조수축에 미치는 영향을 분석하고 이를 토대로 건조수축 해석을 실시하여 혼화재가 콘크리트의 건조수축에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 한다. 실험변수로서 혼화재 치환률은 $0{\sim}20%$ 수준으로 결정하였고, W/B는 $40{\sim}50%$의 수준으로 결정하였다. 건조수축해석을 위해 지수함수모델을 적용하였다. 연구결과에 따르면, 혼화재 치환율이 증가함에 따라 유동성 및 공기량이 감소하였으며 초기압축 강도가 저하됨을 확인 하였다. 건조수축 특성으로 혼화재 치환률이 증가함에 따라 건조수축은 증가하는 경향을 보였으며, 건조수축 해석결과 지수함수 모델이 측정치를 양호하게 추정함을 알 수 있었고, 혼화재의 영향을 고려할 필요성이 제기되었다.

폐식용유를 사용한 고강도 모르터의 자기수축 및 공학적 특성

한민철,송일범,Han, Min-Cheol,Song, Ri-Fan 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.1

본 연구에서는 폐식용유에 의한 고강도 모르터의 기초적 및 자기수축 특성을 팽창재, 수축저감제를 사용한 경우와 비교 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 유동성은 폐식용유의 경우 Plain에 비해 다소 적게 나타났고, 치환율의 증가에 따라서도 감소하였다. 반면, 수축저감제는 Plain보다 증가하는 것으로 나타났고, 팽창재는 치환율의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도의 경우 폐식용유 및 수축저감제에서는 상호 유사한 경향을 나타내었는데, 초기 재령에서는 플레인 배합에 비해 다소 작은 값을 나타내었지만, 재령 91일에서는 거의 유사한 강도를 나타내었으며, 팽창재는 전반 재령에서 모두 Plain보다 높은 강도를 나타내었다. 자기수축 특성을 볼때 수축저감제, 폐식용유, 팽창재 순으로 수축저감효과가 양호한 것으로 나타났는데, 특히 폐식용유의 자기수축 저감효과는 수축저감제와 큰 차이를 보이지 않았고, 팽창재에 비해 양호한 것을 알 수 있었다. The objective of this paper is to explore the possibility of reuse of waste vegetable oil (WO) as an autogenous shrinkage reducer for high strength concrete and to compare the amount of autogenous shrinkage of the mortar using existing shrinkage reducing agent(SR) and expansive additives(EA). According to test results, as the dosages of WO increased, flow value exhibited to decrease, while the use of SR increased flow value. For the effect of WO on strength, although the use of SR and WO resulted in a slight decrease in compressive strength at early age, at 91 days they had similar strength level of the plain mixture. For autogenous shrinkage, as expected, the addition of WO, SR and EA resulted in a decrease of autogeneous shrinkage considerably especially, WO had superiority in autogenous shrinkage reducing effect compared with the case of SR and EA.