콘크리트의 투기계수를 이용한 CO₂확산 탄산화진행 예측모델

강석표,김영선,송하원,김규용,Kang, Suk-Pyo,Kim, Young-Sun,Song, Ha-Won,Kim, Gyu-Yong 한국콘크리트학회 2010 콘크리트학회논문집 Vol.22 No.2

최근 콘크리트의 탄산화 진행 예측을 위한 수식적 모델들이 보고되고 있으며, 이러한 모델들은 $Ca(OH)_2$과 $CO_2$의 화학적 반응과 $CO_2$의 확산에 대한 관계를 연구하고 있다. 이 모델들은 콘크리트의 탄산화 영역에서 $CO_2$가 확산하고 콘크리트 중의 탄산화 영역과 미탄산화 영역과의 경계면에서 $Ca(OH)_2$와 반응한다는 가정에 기초하고 있다. 이 연구에서는 콘크리트중의 $CO_2$ 확산 및 탄산화진행영역에서의 $CaCO_3$와 $Ca(OH)_2$의 공존을 고려한 $CO_2$와 $Ca(OH)_2$와의 반응을 모델화한 것이다. 콘크리트 탄산화진행을 보다 정확하게 표현하기 위해 콘크리트 투기계수로서 탄산화진행모델에 적용하여 $CO_2$확산 계수를 유추하였다. 모델에 의한 예측은 W/C에 따라 페인트처리를 실시한 콘크리트의 촉진탄산화의 실험 결과와 아주 유사하게 나타나, 콘크리트 투기계수를 이용한 탄산화 진행속도 기본방정식을 활용하여 촉진환경 및 일반 대기환경에서 탄산화 진행예측이 가능함으로서 철근콘크리트구조물의 내구성설계를 위한 보다 정량적인 수명예측이 가능할 것으로 사료된다. Recently, some mathematical models for the prediction on progress of carbonation of concrete were reported. These models take account for $CO_2$ diffusion and chemical reaction between $Ca(OH)_2$ and $CO_2$. Based on the assumption that $CO_2$ diffuses in the carbonation zone and reacts with $Ca(OH)_2$ at the outer face of carbonation zone and non-carbonation zone. In this study, a mathematical model to predict the progress of carbonation of concrete has been established based on the reducing concentration of $Ca(OH)_2$ in the carbonation progress zone, where $Ca(OH)_2$ reacts with $CO_2$ and $Ca(OH)_2$ and $CaCO_3$ coexist. Also, the prediction model of carbonation progress rate of concrete using the air permeability coefficient regarding to $CO_2$ diffusion is developed. As a result of this study, an expression, the model equation is obtained for the prediction of carbonation based on the time and interaction velocity between $CO_2$ and Ca(OH)$_2$ dependent air permeability coefficient. The prediction by the model satisfied the experimental data of the accelerated carbonation for painted concrete. Consequently, the model can predict the rate of carbonation and the potential service life of concrete structure exposed to atmosphere.

가열온도별 습식방식 폐슬러지를 활용한 모르타르의 특성에 관한 연구

강석표,조구영,이준,김창오,Kang, Suk-Pyo,Cho, Ku-Young,Lee, Jun,Kim, Chang-Oh 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.1

Recently, urban redevelopment programs and expansion of social infrastructure have caused massive amounts of construction waste in construction fields, and the mounds of it keep increasing every year. The disposal of construction waste is emerging as a national and social issue and the recycled powder generated by the treatment process of waste concrete is all being abolished or buried. Therefore, the purpose of this study is to utilize waste sludge generated by the wet-type treatment process of waste concrete as materials(binder, filler) for cement composite. This study evaluates physical and mechanical properties of mortar using recycled powder according to heating temperature, contents and applications. As a result of the chemical analysis, recycled powder is composed mainly of CaO and $SiO_2$, and that it is even lower in the content of CaO than OPC. The charateristics of mortar using recycled powder, according to drying and heating temperature, shows that as the heating temperature increases, flow decreases. Also, compressive strength and porosity of mortar using recycled powder was superior when heating temperature was $600^{\circ}C$. Thus, it is revealed that an effective development of recycled powder is possible since the binder by cement composite recovers a hydraulic property during heating at $600^{\circ}C$. 근래 도시 재개발사업 및 사회기반 시설의 확충 등으로 건설현장에서는 막대한 양의 건설폐기물이 발생량은 매년 증가되는 추세에 있다. 이와 같은 건설폐기물의 처리는 국가, 사회적으로 이슈로 부각되고 있으며, 이중 폐콘크리트의 중간처리 과정에서 발생되는 폐슬러지는 현재까지 유효활용되지 못하고 대부분 폐기 또는 매립되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 건설폐기물 중간처리시설 중 습식방식에 의한 순환골재 생산시 필연적으로 부산되는 폐슬러지를 시멘트 복합체용 사용재료(바인더, 충진재 등)로 활용하기 위한 방안을 모색하기 위하여 순환미분말의 가열온도, 혼입조건, 적용용도별에 따른 모르타르의 물리, 역학적 특성을 검토하였다. 연구결과 모든 가열온도 조건에서 순환미분말의 주성분은 $SiO_2$와 CaO인 것으로 나타났으며, 여기에서 유의할 점은 순환미분말의 CaO 함량은 종래 일반적으로 활용되는 보통 포틀랜드 시멘트에 비하여 작은 함량을 나타냈다. 그리고 건조 및 가열온도 조건별에 따른 모르타르의 유동특성은 가열온도가 증가함에 따라 감소되는 결과를 나타냈고 압축강도 및 기공특성의 경우는 $600^{\circ}C$에서 가장 우수한 특성을 나타냈다. 따라서 건설폐기물 중간처리시설에서 발생되는 순환미분말의 재수화성 부여를 위한 유효 온도조건은 $600^{\circ}C$인 것으로 확인되었다.

생활계 폐합성수지 물질재활용 제품의 품질 안정성

강석표,김상진,신창언,이재술,김영식,Suk-Pyo, Kang,Sang-Jin, Kim,Chang-eon, Shin,Jae-Sul, Lee,Yeong-Sik, Kim 한국건설순환자원학회 2022 한국건설순환자원학회지 Vol.17 No.4

폐 발포폴리스티렌과 발포폴리스티렌 비드를 활용한 경량 모르타르의 특성

강석표,황병일,Kang, Suk-Pyo,Hwang, Byoung-Il 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회지 Vol.17 No.5

본 논문에서는 발포폴리스티렌 비드 (EPB)와 폐 발포폴리스티렌 (WEP)의 대체율에 따른 경량 모르타르의 기초 특성을 평가였다. EPB 및 WEP를 이용한 경량 모르타르의 기초 특성으로서 단위용적중량, 압축 강도, 휨강도, 흡수율, 열전도율 및 폴리스티렌 (EPB 및 WEP) 분포를 분석하였다. 그 결과 경량 모르타르는 WEP의 대체율이 증가할수록 단위용적중량, 압축 강도, 휨강도, 흡수율 및 열전도율은 증가하고, 폴리스틸렌 면적 분포는 감소하였다. This study presents an evaluation of basic properties of light weight mortar with expanded polystyrene bead(EPB) and waste expanded polystyrene(WEP) by varying replacement rations. In order to evaluate the basic properties of the light weight mortar with EPB and WEP, unit weight, compressive strength, flexural strength, water absorption ratio, thermal conductivity and distribution of polystyrene (EPB and WEP) in hardened mortar were performed. As a result, unit volume, compressive strength, bending strength, water absorption and thermal conductivity of light weight mortar were increased, but area distribution of polystyrene decreased with increasing the replacement ratio of WEP.

생활계 복합재질 폐합성수지의 고품질 물질재활용 적용 사례

강석표,김상진,이재술,김영식,신성철,Suk-Pyo Kang,Sang-Jin Kim,Jae-Sul Lee,Yeong-Sik Kim,Sung-Chul Shin 한국건설순환자원학회 2023 한국건설순환자원학회지 Vol.18 No.2

건설폐기물 중간처리공정에서 발생되는 순환토사의 재활용 확대방안

강석표,이원표,Kang, Suk-Pyo,Lee, Weon-Pyo 한국건설순환자원학회 2014 한국건설순환자원학회지 Vol.9 No.3

소듐실리케이트계 나노실리카의 해양콘크리트 적용기술

강석표,조성현,김경민,Kang, Suk Pyo,Cho, Sung-Hyun,Kim, Kyoung-Min 한국콘크리트학회 2015 콘크리트학회지 Vol.27 No.1

양생조건에 따른 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그 시멘트 모르타르의 강도 및 백화특성

강석표,황병일,Kang, Suk-Pyo,Hwang, Byoung-Il 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회지 Vol.18 No.3

본 논문은 알칼리활성화 슬래그 레드머드 시멘트의 백화저감을 위한 기초연구로서 다양한 온도 및 습도 조건이 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그 시멘트의 강도 및 백화에 미치는 영향을 보통 포틀랜트 시멘트와 비교하여 검토하였다. 양생조건에 따른 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그시멘트의 강도 및 백화특성 검토결과 표준수중양생을 실시한 모르타르는 기건양생, 고온양생, 저온양생과 비교하여 28일 압축강도, 휨강도가 가장 높게 나타났으며 흡수율 및 백화발생면적, $Na^+$용출량은 가장 낮게 나타났다. 따라서 향후 레드머드의 대량 활용을 위한 방안으로서 적정한 양생조건은 수중양생으로 사료된다. This study is to investigate the effect of various temperature and humidity conditions on the strength and efflorescence of alkali activated slag cement(AAS) using the red mud. As a result of examining the strength and efflorescence characteristics of AAS mixed with red mud according to the curing conditions, The compressive strength and flexural strength were the highest at 28 days, but the absorption rate, efflorescence area and soluble $Na^+$ elution were lowest in standard wet curing compared to the air curing, high temperature curing and low temperature curing.

하수도시설물의 열화환경을 고려한 내황산성 단면복구 모르타르 개발에 관한 연구

강석표 ( Kang Suk-pyo ),노진호 ( Roh Jin-ho ),정시영 ( Jung Si-young ),홍성윤 ( Hong Sung-yoon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2003 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.7 No.1

Due to special chemical environment, sulfuric acid can be produced in sewerage system. This sulphuric acid may react with hardened cement paste and originate expansive products which can induce swelling and disaggregation of concrete. Also, a sulphuric acid reacts with calcium hydroxide to form CaSO₄ · 2H₂O. This reaction accounts for consumption of the calcium hydroxide present in hardened cement paste. This study is focused on the basic data for the desirable repair method of a sewerage facility especially severely attacked by the complex deterioration process due to both a sulphuric acid and carbonation. In reality, the occurrence of complex deterioration mainly by sulphuric acid attack have been clearly showed by sample analysis. Also, the restoration material with the function of sulphuric acid resistance is effective for the repair of deteriorated concrete by a sulphuric acid attack.

레드머드 대체율에 따른 알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트 모르타르의 기공 및 백화특성

강석표 ( Kang Suk-pyo ),강혜주 ( Kang Hye-ju ) 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회지 Vol.17 No.3

본 연구에서는 레드머드 대체율에 따른 알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트 모르타르의 압축강도, 기공특성, 흡수율, 용출특성 및 백화 특성을 검토하여 알칼리활성화 슬래그 시멘트에 나트륨계 자극제인 레드머드를 사용함으로서 발생될 수 있는 백화특성을 확인하였다. 알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트에서 레드머드 대체율이 높아질수록 10∼100nm 직경의 기공은 증가하였으며 백화면적이 증가하는 것으로 나타났다. 알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트의 백화물질은 Na₂SO₄가 가장 많이 생성되며 다음으로 Na₂CO₃로 백화의 발생원인은 레드머드에서 공급되는 Na+인 것으로 판단된다. Red mud is an inorganic by-product obtained from the mineral processing of alumina from Bauxite ores. A highly alkali inorganic waste product with a pH level over 11, red mud in its original state negatively impacts the ecosystem, so appropriate treatment is necessary. The development of alkali activated slag-red mud cement can be a representative study aimed at recycling the strong alkali of the red mud as a construction material. However, Alkali-activated binders that use sodium activators have been reported to be more vulnerable to efflorescence. Therefore, in this study, the compressive strength, pore characteristics, water absorption, elution characteristics, and efflorescence properties of alkali-activated slag cement mortar were assessed according to their red mud substitution ratio.