Since it was developed by Joseph Aspdin, cement has been a common construction materials up to the present time.However, there are trace constituents in cement clinker. One of the trace constituents included in cement clinker, chromium,has become prominent and highly noticed lately as a social issue both inside and outside of this country because it affects thehuman body negatively. The aim of the present study was to investigate the concentration of water-soluble hexavalent chromiumin cement clinker by using industrial by-products. For that reason, raw materials were prepared to add different SiO2 , Al2O3,and Fe2O3 sources. After the raw materials such as the limestone, the sand and the clay, iron ore was pulverized and mixed,and the raw meal was burnt at about 1450oC in a furnace with an oxidizing atmosphere. The part in the raw materials of theclinker was substituted with slag, sludge, etc. and this was used to manufacturing cement clinker. To investigate the water-soluble hexavalent chromium content in clinker, raw meal was prepared by changing the modulus, the type, and the contentof clinker materials and tested concentrations of hexavalent chromium in the clinkers. To determine Cr+6 formation of theclinker, tests were done with raw meals adding chromium by using different industrial by-products. Consequently because thechromium was to be included in the raw materials of the clinker, production of Portland cement clinker was included with thechromium. Also, the chromium was converted into hexavalent chromium in the burning process.

Geopolymer materials are attractive as inorganic binders due to their superior mechanical and eco-friendly properties. In the current study, geopolymer-based cement was prepared using aluminosilicate minerals from fly-ash with KOH as an alkaline-activator and Na2SiO3 as liquid glass. Then, calcium carbonate powder from a clam shell was mixed with the geopolymer and the mixture was coated on a concrete surface to provide points of attachment for environmental organisms to grow on the geopolymers. We investigated the effect of the shell powder grain size on the microstructure and bonding property of the geopolymers. A homogeneous geopolymer layer coated well on the concrete surface via aluminosilicate bonding, but the adhesiveness of the shell powder on the geopolymer cement was dependent on the grain size of the shell powder. Superior adhesive characteristics were shown in the shell powder of large grain size due to the deep penetration into the geopolymer by their large weight. This kind of coating can be applied to the adhesiveness of eco-materials on the surface of seaside or riverside blocks.

As architectures have recently become high-risers and mega-structured, stable high strength products have been ensured. Accordingly, use of precast concrete accouplement has been increased in order to facilitate air compression and rationalize construction. Since external rising by the steam heating and internal rising by the accumulation of cement hydration heat for the temperature of members, precast concrete members with large cross-section used for high-rise mega-structure's columns and beams may exhibit different temperature history compared to the precast concrete members for wall and sub-floor with relatively small cross-sections. Therefore, this study aims to elucidate the characteristics of temperature history of mass concrete members cast with high-strength concrete for precast concrete application. In this study, large cross-sectional precast concrete mock-up, unit cement quantity, and temperature histories in manufacturing precast concrete member under different curing condition were inclusively investigated.

Recently, as architectural concrete structures become high-rise and megastructured, concrete become high-strengthened and, by ensuring products of more stability, and rationalization of construction are required.large cross-sectional precast concrete members such as columns show large temperature increase in manufacturing process not only by external heating but also by concrete itself's hydration heating. Therefore, it is expected that specimen for management to predict strength and compression strength of precast concrete member shows different strength characteristics. Conceming this, in order to suggest strength characteristics of high strength mass concrete suitable for precast concrete application, this study comprises the inclusive investigations on the relations between core strength and the strength characteristics per member cross-section dimensional value and per water-bonding material ratio value.

본 연구에서는 고강도 고내구성 시멘트콘크리트 포장을 위하여 도출된 배합 콘크리트의 굳지않은 콘크리트 특성, 강도발현 특성, 염소이온의 투수특성 및 동결-융해에 대한 저항성 등의 역학적 내구적 특성을 분석하였다. 제시된 배합의 목표스럼프와 공기량은 적절한 혼화제의 사용으로 확보가 가능하나, 혼화제의 적정사용량은 충분한 현장배합실험을 통하여 구하여야 할 것이다. 단위시멘트량을 증가한 경우 일반적으로 강도가 증가하였으며 특히 재령 28일 이후의 강도가 지속적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 휨강도는 그 특성상 단위시멘트량을 증가하더라도 뚜렷한 효과는 나타나지 않았다. 염소이온 침투저항성도 단위시멘트량보다는 재령에 따른 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 공기량에 가장 많은 영향을 받는 동결-융해 저항성은 각 실험변수에 대한 시험체를 공기량이 3% 이하 및 이상인 경우에 대하여 그리고 동결시 수돗물을 사용한 경우와 현장의 열악한 환경을 모사하기 위하여 4%의 NaCl 용액을 사용한 경우로 구분하여 실시하였다. 공기량에 상관없이 수돗물을 사용한 경우에는 동결-융해반복회수가 300회까지 상대동탄성계수나 표면의 손상이 거의 발생하지 않았다. 4% NaCl 용액을 사용한 경우에는 단위시멘트량이 현재의 한국도로공사의 표준배합인 경우 손상이 발생하였으며, 단위시멘트량이 동결-융해 저항성에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 동결-융해에 대한 저항성을 충분히 확보하는 고내구성의 시멘트콘크리트 포장을 위해서는 단위시멘트량을 현재의 수준보다 증가시키는 것이 유리한 것으로 판단되며, 실험결과로부터 이러한 요구성능을 발휘하기 위해서는 단위시멘트량을 400kg/m3 이상으로 할 것을 권장한다.

국내에서 시멘트콘크리트 포장이 차지하는 비율이 증가하는 수준에 비하여 이의 기술적인 발전은 상대적으로 뒤쳐져 있다고 할 수 있다. 또한, 사용기간의 증가와 함께 여러 가지 기술적인 문제점도 부각되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 외국의 콘크리트포장 배합의 특성을 분석하고 이를 기초로 한국의 실정에 부합하는 장수명의 고강고 고내구성의 콘크리트 포장의 최적배합을 도출하고자 하였다. 단위시멘트량, 잔골재율(S/a), 그리고 물-시멘트(W/C)비 등을 변수로 하여 배합에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 장기적인 공용수명을 확보하고 고강도 고내구성의 포장을 위하여 우선적으로 단위시멘트량을 375kg/m3, 400kg/m3, 425kg/m3 수준으로 증가시킬 것을 권장한다. 또한, 최적배합표는 포장타설 장비를 활용하여 포설하므로 슬럼프 40mm로 결정하였고, 동결융해 방지를 위하여 공기량을 5%로 결정하였다. 또한 시공 시 재료 수급의 원활함을 위하여 굵은골재 최대 치수를 25mm로 결정하였다. 도로의 장수명을 위한 고강도 배합을 위해 낮은 W/C비와 단위시멘트량의 증가가 요구되는데, 예비실험 결과 공기연행제와 폴리카본산고성능 AE감수제를 사용하여 W/C비를 0.4까지 낮추어도 증가된 단위시멘트량에 대하여 충분히 목표 슬럼프를 가지는 배합이 가능한 것으로 나타났다. 예비 실험 결과 S/a를 0.34까지 낮추어도 골재의 분리 등 문제를 보이지 않고 충분히 배합이 가능하였으며, 이는 단위 시멘트페이스트 양의 증가로 인한 점착력 증가와 워커빌리티의 향상에 의한 것으로 판단된다.

소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 깊이 2~3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 소입경 골재노출콘크리트포장은 타이어-노면 소음이 일반 콘크리트포장보다 4~5dB(A)정도 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 소입경 골재노출콘크리트포장이 적정 평균조직깊이, 노출도 및 미끄럼저항을 확보하여 강도, 소음저감효과 및 장기간 적정 미끄럼저항성을 유지 하는 것도 중요하지만 성공적인 소입경 골재노출콘크리트포장의 건설을 위해서는 온도, 습도 등의 요인으로 발생하는 환경하중에 대한 내구성이 요구된다. 콘크리트포장은 타설 후 경화과정에서 수분손실 및 초기건조로 인하여 필연적으로 체적변화가수반되며 과도한 체적변화는 콘크리트 균열발생에 주요한 원인이 될 수 있다. 동결융해를 받고 있는 지역에서 제설제를 사용할 경우 표면박리현상이 발생한다. 이러한 균열 및 스케일링은 포장체의 내구성을 저하시키고 미끄럼저항을 감소시켜 장기공용성을 단축시키는 직접적인 요인으로 작용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장에 대하여 수분증발로 인한 수축균열 제어 성능 및 제설제를 사용하였을 경우에 반복되는 동결융해작용으로 인한 스켈링에 대해 내구성을 평가하여 환경하중 저항성에 대해 고찰하였다.

콘크리트에서 강도는 콘크리트의 물리적 특성을 평가할 수 있는 중요한 인자중 하나이며 압축강도의 경우 실험의 편리함과 범용성으로 인해 널리 사용되고 있다. 콘크리트는 재료와 양생조건 등에 따라 압축강도가 달라지며, 특히 동일 재료라 하더라고 양생조건에 따라 강도는 변한다. 그러므로 현장에서 시공한 콘크리트의 강도를 알기위해서는 현장과 동일한 양생조건에 놓여야만 정확하게 강도를 측정할 수 있다. 그러나 현실적으로 밤낮으로 변화하는 현장의 양생조건을 실내에서 묘사하기란 쉽지가 않다. 또한 실제 콘크리트 포장의 강도를 측정하기 위해 포장체에 코어를 뚫기 때문에 손상이 가해지는 걸 피할수는 없다. 이러한 한계를 극복하기 위해 이미 비파괴 기법에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔으며 그중 탄성파를 이용해 이미 콘크리트의 압축강도와 탄성파 속도와의 상관관계가 높음이 입증되었다. 본 연구에서는 양생조건에 따른 압축강도와 전단파 속도의 상관성을 분석하기 위해 동일 시멘트 페이스트를 3가지 서로 다른 양생온도에서 재령별 압축강도와 탄성파 속도의 변화를 측정했으며, 이 두 변수간의 상관관계를 파악하였다. 그 결과 양생온도는 재령별 압축강도증진과 탄성파 속도증가에 각각 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 압축강도와 전단파 속도와의 상관관계에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 확산에 의해 발생하는 시멘트 방벽의 변질 과정을 반응성용질이동 모델링을 통해 장기간 동안 예측하고자 하였다. 모델링 결과 50,000년 후 시멘트의 변질은 30cm까지 진행되었다. pH는 13.0에서 11.86까지 감소하였으며 이는 알칼리 이온의 감소, 포틀랜다이트(portlandite)와 CSH (Calcium Silicale Hydrate)광물의 용해/침전반응에 의해 결정되고 있었다. 공극률 또한 portlandite와 의 용해에 의해 가장 큰 영향을 받고 있었으며 최고 약 0.3 점도 증가하였다. 우라늄의 용해도 역시 증가하고 있었으며 이는 pe의 증가에 기인하고 있었다. 본 연구 결과는 장기간의 시멘트 변질이 pH, pe, 공극률을 변화시킴으로서 핵종의 이동을 증가시킬 수 있음을 보여주고 있다.

화학적 첨가제를 이용한 안정처리는 지반의 강도증가 및 변형발생을 제어하기 위한 방법으로 깊은 심도까지 광범위하게 적용되어 지고 있다. 화학적 안정처리의 기본목적은 지반의 강도증가, 압축성 감소, 팽창특성 등을 개선하여 지반의 내구성을 증가시키는 것이며, 최근 들어 환경친화적이며 혼합체의 특성 및 혼합속도를 효율적으로 개선한 다양한 형태의 진보적인 시멘트 혼화재가 개발되고 있다. 본 연구에서는 농어촌도로(농도)의 효율적인 포장공법 개발을 위하여 시멘트혼화재를 활용하는 방안을 연구하였으며, 혼화재 종류 및 배합비에 따른 다짐시험, 일축압축강도시험, 동결융해시험 및 휨강도시험을 실시하였다. 본 연구결과에 따르면, 실트질 원지반토가 점토지반에 비해 강도증가 및 동결융해특성이 우수하며, 액상형 시멘트 혼화재가 분말형태 보다 효과적인 것으로 나타났다. 또한 저배합에서도 고강도의 품질을 발휘하여 농어촌도로 표층 내구성 저하를 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

Carbonized concrete structure becomes superannuated gradually and its accelerated subsequent deterioration process leads to corrosion of steel while it ages. Recently economical and environmental concern about remodeling such superannuated concrete, including the basic structure of concrete, has been rapidly growing. Alkali restorative, which restores alkalinity in carbonized concrete structure, is used in the field of remodeling in order to improve the property of concrete structure. There have been many different kinds of materials which restore alkalinity in carbonized concrete. They can be classified according to their structural elements. This study focuses on the alkali restorative which mainly consists of silicic lithium metallic salt while examining the durable effectiveness of the factors (such as water permeation, surface erosion, elution of alkali, etc.), which will continuously affect concrete as deteriorating factors even after the restoration of alkali. The result shows that the alkali restorative consisting mainly of silicic lithium contributes to water-resistance, surface strength, and long term durability of alkali due to water permeation in carbonized concrete.