초고성능 콘크리트(UHPC)는 높은 압축강도를 위해 일반콘크리트에 비해 높은 시멘트 및 바인더 함량을 가지고 있다. UHPC 의 시멘트량을 줄이기 위한 연구가 지속적으로 수행되었으며, 그중 플라이애시와 고로슬래그는 각각 20%, 50% 수준까지는 강도 저하 없이 적용 가능하다는 연구가 확인되었다. 본 연구에서는 UHPC 배합에서 시멘트를 플라이애시와 고로슬래그로 치환하여 강도변화 및 유동성 변화를 분석하였다. 압축강도는 플라이애시 치환 실험체가 가장 낮으며, 고로슬래그는 치환 전과 유사한 강도를 보였다. 휨강도 는 고로슬래그, 플라이애시 치환 실험체 모두 감소하였다. 그러나 유동성은 플라이애시, 고로슬래그 실험체 모두 향상되면서 고성능감 수제 저감이 가능한 것을 확인하였다.

초고성능 콘크리트의 시멘트량 저감을 위해 시멘트와 치환하여 사용가능한 시멘트계 재료를 사용한 연구를 사전 조사하여 플라이애시와 고로슬래그를 선정하였다. 시멘트와 실리카흄 조합으로 120 MPa 이상의 압축강도를 보인 배합을 사용해 바인더조합의 변화에 따른 압축강도, 휨강도를 평가하였다. 플 라이애시와 고로슬래그를 사용한 배합은 유동성이 향상되었으며, 플라이애시는 압축강도가 실리카흄만 사용한 경우보다 다소 감소하였으나, 고로슬래그를 사용한 실험체는 실리카흄만 사용한 실험체와 유사 한 결과를 나타내었다.

초고성능 콘크리트의 충전밀도 향상을 위해 잔골재보다 미세한 실리카플라워를 사용하여 물리적 특 성변화를 분석하였다. 평균입경 300㎛의 규사를 100㎛인 실리카플라워로 일부 치환하여 압축강도, 휨 강도 변화와 유동성 변화를 측정하였다. 실리카플라워 사용으로 인해 압축강도와 휨강도가 향상되었으 나 유동성 저하로 인해 동일한 유동성을 확보하기 위해 추가적인 고성능감수제의 투입이 필요하였다. 유동성 저하는 바인더 차이에는 큰 영향을 받지 않았으며, 추가적인 고성능감수제 투입은 유사하게 나 타났다.

The pursuit of sustainable and durable cementitious composites has led to a growing interest in alternative materials that can improve mechanical performance while reducing CO2 emissions. Nanomaterials, in particular, offer promising avenues due to their unique properties, including high surface area to volume ratio and increased reactivity. This study investigates the efficacy of Cellulose Nanofibers (CNF) in enhancing the durability of mortar exposed to sulfate attacks and alkali-silica reactions (ASR). Both MgSO4 and Na2SO4 solutions were employed to simulate sulfate attacks, while the role of CNF in mitigating ASR was also evaluated. Results indicate that CNF incorporation positively impacts the resistance of mortar against sulfate attacks and ASR, paving the way for eco-friendly and durable cement-based structures with extended service life.

The significance of this study lies in addressing critical issues prevalent in the worldwide construction sector, particularly concerning the durability and sustainability of cement-based materials. Plain cement composites commonly suffer from deficiencies in tensile strength and strain capacity, resulting in the formation of nano-cracks under relatively low tensile loads. These nano- cracks pose a significant challenge to the longevity and resilience of cement matrices, contributing to structural degradation and reduced service life of infrastructure. To mitigate these challenges, the integration of cellulose nanofibers (CNF) as reinforcements in cement composites presents a promising solution. CNF, renowned for their exceptional material properties including high stiffness, tensile strength, and corrosion resistance, offer the potential to significantly enhance the mechanical performance and durability of cement-based materials. Through systematic experimentation, this study investigates the effects of CNF reinforcement on the mechanical properties of cement composites. By leveraging ultrasonically dispersion techniques, CNF extracted from bamboo, broad leaf, and kenaf are uniformly dispersed within the cement matrix at varying concentrations. Compressive and flexural tests are subsequently conducted to evaluate the impact of CNF on the strength characteristics of the cement composites. By elucidating the efficacy of CNF reinforcement through rigorous experimentation, this study aims to provide valuable insights into the development of construction materials with improved durability and sustainability. Ultimately, this research contributes to addressing critical challenges in the construction industry, offering potential solutions to enhance the performance and longevity of cement-based infrastructure.

Research is currently being conducted in the field of carbon reduction–related construction technologies, focusing on using industrial waste as a replacement for cement or as aggregates. However, the existing research is limited as carbon reduction is only achieved by reducing the amount of cement used. With the imperative of carbon neutrality, the development of carbon reduction technology is also necessary in the construction field. To address this, we plan to develop carbon reduction technology by introducing biochar—a carbon-sequestration material—into construction practices. Therefore, this study aims to comprehend the effect of the carbonization degree of biochar on the hydration reaction of cement, emphasizing the development of carbon-sequestration construction technology. Therefore, physical and chemical properties, such as surface and crystal structures, were analyzed to determine the effect of varying carbonization degrees on cement composites, contributing valuable insights into the broader field of sustainable construction.

본 연구에서는 PVA(Poly Vinyl Alcohol)섬유와 GO(Graphene Oxide)를 혼입한 섬유보강 콘크리트(FRC)의 역학적 특성 을 평가하고자 하였다. GO와 PVA 섬유를 동시에 혼입한 FRC 각각의 재료를 단일로 사용하였을 때보다 기대효과가 다소 미흡 하였지만, 각 재료의 하이브리드화로 인장강도가 개선되면서 PVA 섬유 혼입률 0.1∼0.3%과 GO 혼입률 0.025%에서 우수한 효 과를 얻을 수 있었다. 특히 PVA 섬유는 0.3%로 혼합하였을 때 부작용을 최소화하면서 최대의 효과를 보였지만, 적절한 GO 배 합비를 조절할 필요가 있으며 FRC내 GO와 PVA 섬유의 최적배합을 구하기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

현장에 적용하는 콘크리트 강도가 증가함에 따라 초고성능 콘크리트의 적용 분야가 넓어지고 있다. 초고성능 콘크리 트에는 강섬유를 일반적으로 사용하고 있지만, 이를 대체하기 위해 다양한 섬유를 연구에 적용하고 있다. 대표적으로 슈퍼섬유 라고 알려진 아라미드 섬유가 있다. 본 연구에서는 초고성능 콘크리트의 특성이 구조물 보수보강 및 내진보강에 적용하기에 적 합하다고 판단하여, 슈퍼섬유 중 하나인 파라아리미드 섬유와 조합한 복합섬유를 혼입한 초고성능 콘크리트를 보-기둥 접합부에 내진보강재로 활용하여 특성을 분석하였다. 초고성능 콘크리트의 내진보강 효과를 확인하였으며 내진상세를 적용한 실험체와 유사한 거동을 확인하였다. 초고성능 콘크리트의 높은 강도로 인해 기존 콘크리트가 파괴되는 양상이 나타나 초고성능 콘크리 트의 보수보강 효과를 모두 발휘하지 못하고 있어 추가 연구를 통해 최적의 보강단면을 설정한다면 내진보강재료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

국내 지진 발생의 빈도는 점차 증가하는 추세에 있으며, 포항지진(5.4 규모)은 진앙지와 주민 거주지가 가까워 피해 가 심각했는데 건물의 외장재가 떨어져 차량 등에 2차 피해가 발생하여 건물 외장재 안전에 대한 우려가 커지고 있는 실정이 다. 따라서 본 연구에서는 비구조 요소 중 커튼월의 동적 내진성능평가 규격에 대한 세계 각 국의 규준을 고찰하고 이 중에서 가장 널리 통용되는 AAMA501. 6-18에 따라 그 동적 내진성능을 평가하고자 한다. 또한, 본 연구에서 수행한 3축 동적 지진파 대응 가능 커튼월 시스템 실험을 통해 지진에 대한 2차 피해 방지를 위한 내진 커튼월 설계시공지침 개발에 기초적 자료로 제 공하고자 한다.

최근 대규모 토목 및 건축 구조물 증가 추세로 건설 부재의 고강도 및 경량화에 대한 수요가 높아지고 있다. 기존 시멘트 경량 복합체의 경우 단위 체적 중량이 낮아 강도 저하 문제가 발생할 수 있다. 보통 경량화를 위해서 시멘트 복합체를 배합할 때 일반 경량골재와 고무재질의 경량골재, 플라스틱 펠릿 등 다양한 인공 경량골재를 적용한 시멘트 복합체로 경량화를 확보할 수 있다. 이 중에서도 시멘트 복합체의 인공 경량골재로 플라스틱을 사용하면 상대적으로 골재 자체의 강도를 확보하면서 경량화를 꾀할 수 있지만 재료의 매끄러운 표면 특성으로 인해 시멘트 페이스트와 부착하는 데 불리한 부분이 있고 이는 콘크리트 골재 또는 시멘트 복합체 골재로서의 사용에 있어 단점이 된다. 띠라서 이번 연구에서는 기존 연구에서 플라스틱 골재 로 가장 적합한 유형으로 확인된 PP, PE 두가지 유형의 플라스틱 골재와 강섬유, 양생방법을 변수로 하여 실험을 진행하였고 실험 결과 플라스틱의 비중이나 표면 재질뿐만 아니라 강섬유의 혼입유무, 양생방법에 의해서 시멘트 복합체의 물리적 특성이 변화된다는 것을 확인하였다.

Al-Cr-Si ternary quench ribbons are fabricated using a single roll method and investigated for their structural and thermal properties. In particular, the sinterability is examined by pulse current sintering to obtain the following results. The Al74Cr20Si6 composition becomes a quasicrystalline single phase; by reducing the amount of Cr, it becomes a twophase mixed structure of Al phase and quasicrystalline phase. As a result of sintering of Al74Cr20Si6, Al77Cr13Si10 and Al90Cr6Si4 compositions, the sintering density is increased with the large amount of Al phase; the sintering density is the highest in Al90Cr6Si4 composition. In addition, as a result of investigating the effects of sintering temperature and pressurization on the sintered density of Al90Cr6Si4, a sintered compact of 99% or more at 513 K and 500 MPa is produced. In particular, since the Al-Cr-Si ternary crystal is more thermally stable than the Al-Cr binary quaternary crystal, it is possible to increase the sintering temperature by about 100 K. Therefore, using an alloy of Al90Cr6Si4 composition, a sintered compact having a sintered density of 99 % or more at 613 K and 250 MPa can be manufactured. It is possible to increase the sintering temperature by using the alloy system as a ternary system. As a result, it is possible to produce a sintered body with higher density than that possible using the binary system, and at half the pressure compared with the conventional Al-Cr binary system.