무기질계 자기치유 혼화재를 사용한 콘크리트의 균열부 투수 저항성 평가

황지순(Hwang Ji Soon),양완희(Yang, Wan Hee),박동철(Park, Dong Cheol),송태협(Song, Tae Hyeob) 한국콘크리트학회 2013 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.10

무기계 균열 자기치유 혼화재료 혼입 시멘트 페이스트와 모르타르의 기초 물성

황지순(Hwang, ji soon),김진응(Kim, jin eung),이웅종(Lee, woong jong),이광명(Lee, Kwang myung) 한국콘크리트학회 2017 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.29 No.1

알칼리 활성화 3성분계 혼합시멘트의 염해 저항성에 관한 실험적 연구

양완희,황지순,전찬수,이세현,Yang, Wan-Hee,Hwang, Ji-Soon,Jeon, Chan-Soo,Lee, Sea-Hyun 한국건축시공학회 2016 한국건축시공학회지 Vol.10 No.4

포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 활용한 3성분계 혼합시멘트는 해양 콘크리트 구조물의 염해내구성 확보 등의 이유로 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합한 3성분계 시멘트에 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 1.5~2.0% 사용할 때, NT Build 492에 의한 염화물 확산 시험과 ASTM C 1202( KS F 2271)에 의한 염소이온 침투 저항성 시험을 이용하여 콘크리트의 염해저항성의 변화를 관찰하고자 하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용에 따라 Plain 대비 슬럼프는 다소 감소하는 경향을 나타냈으나 재령 2일부터 재령 7일까지의 압축강도는 17~42% 향상되었다. 또한 재령 28일에 측정한 염화물 확산 계수는 알칼리 설페이트의 활용에 따라 Plain 대비 36~56% 감소하였으며, 염소이온 침투 저항성 시험에 따른 총통과전하량은 재령 7일은 33~62%, 재령 28일은 31~48% 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 기존의 연구결과와 마찬가지로 알칼리 활성화에 의해 고로슬래그 미분말 및 플라이애시의 반응성이 향상되어 공극이 더욱 치밀해진 효과에 의한 것으로 판단된다. 향후 이와 관련하여 장기재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다. The use of ternary blended cement consisting of Portland cement, granulated blast-furnace slag (GGBFS) and fly ash has been on the rise to improve marine concrete structure's resistance to chloride attack. Therefore, this study attempted to investigate changes in chloride attack resistibility of concrete through NT Build 492-based chloride migration experiments and test of concrete's ability to resist chloride ion penetration under ASTM C 1202(KS F 2271) when 1.5-2.0% of alkali-sulfate activator (modified alkali sulfate type) was added to the ternary blended cement mixtures (40% ordinary Portland cement + 40% GGBFS + 20% fly ash). Then, the results found the followings: Even though the slump for the plain concrete slightly declined depending on the use of the alkali-sulfate activator, compressive strength from day 2 to day 7 improved by 17-42%. In addition, the coefficient from non-steady-state migration experiments for the plain concrete measured at day 28 decreased by 36-56% depending on the use of alkali-sulfate. Furthermore, total charge passed according to the test for electrical indication of concrete's ability to resist chloride ion penetration decreased by 33-62% at day 7 and by 31-48% at day 28. As confirmed in previous studies, reactivity in the GGBFS and fly ash improved because of alkali activation. As a result, concrete strength increased due to reduced total porosity.

알칼리 활성화 3성분계 혼합시멘트의 레미콘 적용 시험

양완희 ( Yang Wan-hee ),황지순 ( Hwang Ji-soon ),이세현 ( Lee Sea-hyun ) 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회지 Vol.17 No.1

시멘트 산업은 대표적인 탄소 배출 산업으로서, 콘크리트에 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 플라이애시를 다량 사용할 경우 시멘트 사용을 줄이고 탄소 배출을 저감할 수 있으나, 이러한 경우 초기강도의 저하가 비교적 크기 때문에 대체량 증대에 한계가 있다. 이러한 현실을 고려할 때 고로슬래그 미분말이나 플라이애시를 다량 활용한 포틀랜드 혼합 시멘트에 적절한 알칼리 활성화를 통해 혼합 시멘트의 성능을 보완하는 방안은 시멘트 산업 분야에서 탄소 배출을 저감할 수 있는 현실적인 방안이 될 수 있다. 이에 따라 본 보고에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합하고 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 2.0% 사용한 결합재를 적용하여 레미콘(Ready-Mixed Concrete)제조 시설에서 콘크리트를 제조하고 그 기초적인 특성을 평가하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용으로 슬럼프는 다소 감소하고 응결 시간이 단축되는 현상이 있었으나, 블리딩이 감소하고 조기 강도가 개선되었으며, 탄산화 저항성은 큰 차이가 없었다. 향후 이와 관련하여 장기 재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다. Cement industry is typical carbon-emission industry. If the industrial by-products(granulated blast-furnace slag (GGBFS), fly ash, etc.) are used a large amount, it might be able to reduce cement consumption and mitigate carbon emissions. In this case, however, decrease of early strength is relatively large. Therefore, there is a limitation in increase of the amount of substitute. Considering these circumstances, it would be a good solution to reduce carbon emissions in cement industry to improve the performances of mixed cement through proper alkali-activation in Portland blended cement using GGBFS or fly ash. Therefore, this study prepared concrete in ready-mixed concrete manufacturing facilities with an addition of a binder which used 2.0% modified alkali sulfate activator after mixing Portland cement, GGBFS and fly ash in the ratio of 4:4:2 and assessed its basic properties. The results found the followings: The use of modified alkali-sulfate activator slightly reduced slump and shortened setting time. As a result, bleeding capacity decreased while early strength improved. In addition, there is no big difference in carbonation resistance. It appears that there should be continued experiments and analyses on the related long-term aged specimens.

균열 자기치유 재료 혼입 모르타르의 투수성능 평가

이웅종(Woong-Jong Lee),황지순(Ji-Soon Hwang),안상욱(Sang-Wook Ahn),이광명(Kwang-Myong Lee) 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.4 No.4

본 연구에서는 팽창재-팽윤재-결정성장 촉진제로 구성된 자기치유 재료(SH-PO-0)와 칼슘이온 용출을 촉진하는 인산염계 혼화재(PO)를 첨가한 자기치유 재료(SH-PO-5, 15, 30)를 사용한 모르타르의 압축강도 및 투수성능을 평가하였다. SH-PO-0는 OPC 대비 28일 압축강도는 9% 감소하였지만, 투수량 감소비는 OPC 대비 현저히 낮아, 자기치유 재료의 유효성을 확인하였다. PO의 첨가량이 증가함에 따라 압축강도는 감소하고, 초기재령에서 투수성능은 개선되는 경향을 나타내었고, 적정 PO 치환율은 15% 수준이었다. SH-PO-15는 SH-PO-0 대비 28일 압축강도는 8% 이내에서 감소하였고, 초기 재령에서 투수성능이 더욱 개선되었으나, 장기재령까지 이어지지는 않았다. SEM-EDS분석에 의해 SH-PO-15의 칼슘 이온량이 더 많이 고정화되어 있음을 확인하였다. In this paper, compressive strength and water permeability performance for two types of crack self-healing materials such as SH-PO-0 composed of mineral admixtures(expansive agent, swelling material and crystal growth agent) and SH-PO-(5, 15, 30) blended with SH-PO-0 and phosphate additive(PO) dissolving easily calcium ion, were evaluated. The test results show that the water flow of SH-PO-0 decreased steeply at the early age although compressive strength decreased about 9% at 28 days compared with OPC. The higher PO replacement ratio is, the lower compressive strength and more improved water permeability performance is, and thus, based on such results, adequate PO replacement ratio is 15%. It is also found that the self-healing performance of SH-PO-15 was quite improved at the early ages and however, the performance of SH-PO-15 is similar to one of SH-PO-0 at long-term ages, and 28 days compressive strength of SH-PO-15 decreased about 8% compared with SH-PO-0. In addition, it is confirmed from the analysis of SEM-EDS that calcium ions of SH-PO-15 were crystallized more than those of SH-PO-0.

알칼리 활성화 3성분계 혼합시멘트의 염해 저항성에 관한 실험적 연구

양완희 ( Wan-hee Yang ),황지순 ( Ji-soon Hwang ),전찬수 ( Chan-soo Jeon ),이세현 ( Sea-hyun Lee ) 한국건축시공학회 2016 한국건축시공학회지 Vol.16 No.4

포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 활용한 3성분계 혼합시멘트는 해양 콘크리트 구조물의 염해 내구성 확보 등의 이유로 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합한 3성분계 시멘트에 알칼리설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 1.5~2.0% 사용할 때, NT Build 492에 의한 염화물 확산시험과 ASTM C 1202( KS F 2271)에 의한 염소이온침투 저항성 시험을 이용하여 콘크리트의 염해저항성의 변화를 관찰하고자 하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용에 따라 Plain 대비 슬럼프는 다소 감소하는 경향을 나타냈으나 재령 2일부터 재령 7일까지의 압축강도는 17~42% 향상되었다. 또한 재령 28일에 측정한 염화물확산 계수는 알칼리 설페이트의 활용에 따라 Plain 대비 36~56% 감소하였으며, 염소이온 침투 저항성 시험에 따른 총통과전하량은 재령 7일은 33~62%, 재령 28일은 31~48% 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 기존의 연구결과와 마찬가지로 알칼리 활성화에 의해 고로슬래그 미분말 및 플라이애시의 반응성이 향상되어 공극이 더욱 치밀해진 효과에 의한 것으로 판단된다. 향후 이와 관련하여 장기재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다. The use of ternary blended cement consisting of Portland cement, granulated blast-furnace slag (GGBFS) and fly ash has been on the rise to improve marine concrete structure’s resistance to chloride attack. Therefore, this study attempted to investigate changes in chloride attack resistibility of concrete through NT Build 492-based chloride migration experiments and test of concrete``s ability to resist chloride ion penetration under ASTM C 1202(KS F 2271) when 1.5-2.0% of alkali-sulfate activator (modified alkali sulfate type) was added to the ternary blended cement mixtures (40% ordinary Portland cement + 40% GGBFS + 20% fly ash). Then, the results found the followings: Even though the slump for the plain concrete slightly declined depending on the use of the alkali-sulfate activator, compressive strength from day 2 to day 7 improved by 17-42%. In addition, the coefficient from non-steady-state migration experiments for the plain concrete measured at day 28 decreased by 36-56% depending on the use of alkali-sulfate. Furthermore, total charge passed according to the test for electrical indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration decreased by 33-62% at day 7 and by 31-48% at day 28. As confirmed in previous studies, reactivity in the GGBFS and fly ash improved because of alkali activation. As a result, concrete strength increased due to reduced total porosity.