CSA, a cement mineral compound that is mainly composed of 3CaO·3Al2O3·CaSO4, generates ettringite as a hydration product after a reaction with glass (lime), gypsum and water to speed up the hardening process and enhance the strength and degree of expansion. When used as a cement admixture, there is increased production of ettringite, which can improve the initial strength in the first three days and ameliorate the reduction in the initial strength caused by the use of fly ash in particular. In this study, a hydrate analysis was performed using XRD and SEM after substitution with fly ash (30%) and CSA (8%) with the goal of observing the effect of CSA on the initial strength of a cement mixture containing fly ash. The results of the analysis showed that an addition of CSA promoted the production of ettringite and improved the initial strength, resulting in the generation of hydrates, which can effectively enhance the long-term strength of these materials.

GFRP 보강근과 콘크리트의 부착성능은 접착력, 부착력 및 지압력으로 발휘되며 보강근의 표면처리 방식이나 외피형상에 따라 발휘되는 부착저항력의 종류와 크기는 다르다. GFRP 부착 해석모델에 대한 선행연구를 살펴보면 철근의 부착 해석모델을 일부 수정하여 발전시키거나 수치해석을 통한 매개변수의 수가 많은 복잡한 해석식을 제안하였다. 전자의 경우에는 규격화된 마디형상을 갖는 철근과 달리 구성재료, 배합방법, 제조방법에 따라 다양한 외피형상을 가지는 GFRP 보강근의 특성을 포괄적으로 제안하는 데는 제약이 있으며 후자의 경우에는 수치해석으로 인한 수학적 관계식으로 GFRP 보강근의 부착거동과의 역학적인 관계를 고려하기에는 어려움이 있다. 따라서 이 연구에서는 GFRP 보강근의 콘크리트와의 외피형상에 따라 달라지는 부착메커니즘을 반영한 부착 해석모델을 제안하고자 하였다. 제안한 부착 해석모델에 대한 적합성 검증을 위하여 타 연구자가 수행한 실험값과 비교하였으며 기존의 부착 해석모델인 BPE 부착 해석모델과 CMR 부착 해석모델과의 비교연구도 수행하였다. 비교결과 이 연구에서 제안한 부착 해석모델이 실제 거동에 가장 근사하게 평가하였다.

본 연구에서는 건설폐기물의 발생단계, 즉 건축물의 신축이나 해체현장에 투입하여 활용할 수 있는 이동식 혼합건설폐기물 분리･선별 장치를 개발하였으며, 이를 활용하였을 때 예상되는 건설폐기물 처리비용의 변화를 분석하였다. 이동식 혼합건설폐기물 분리･선별 장치는 1일 8시간 작업기준으로 16 ton의 혼합건설폐기물을 처리할 수 있게 설계하였다. 주요 처리시스템으로는 트롬멜을 사용하였으며, 1차적으로 무기물질과 유기물질로 분리･선별한 후, 무기물질은 다시 재활용 용도의 효율성을 고려하여 입형별로 15 mm 이하, 15~30 mm, 30 mm 이상으로 구분하여 분리할 수 있게 하였다. 유기물질 또한 1차적으로 무기물질과 분리･선별된 후 최종적으로 폐목재와 기타 가연성물질로 분리할 수 있도록 제작되었다. 이와 같은 사양을 가진 이동식 혼합건설폐기물 분리선별 장치의 제작비는 제작사별로 일부 차이가 있겠지만 1대당 약 75,000천원으로 산정되었으며 연간유지관리비는 약 101,600천원으로 책정되었다. 해체현장을 대상으로한 혼합건설폐기물의 처리 비용변화를 살펴보면, 현행 톤당 35,526원 이었으나 본 장치를 활용할 경우에는 장치 제작비 및 운영에 소요되는 비용과 재활용 처리비용까지 포함하면 51,480원으로 기존 처리방식 대비 약 45%가 증가하게 된다. 따라서 자원의 실질 재활용율을 높이고자 하는 측면에서는 오히려 현행의 매립비용의 상승이 필요할 것으로 판단되며, 영국의 사례와 같이 매립비용을 고형연료화 등의 자원 재활용 비용보다 높게 책정하여 시장에서의 자원재활용율을 높이는 정책적인 지원이 필요할 것으로 판단된다.

콘크리트의 건조수축과 자기수축은 시멘트 재료적인 특성과 사용하는 혼수량에 따라 발생의 정도가 변화할 수 있다. 건조수축은 콘크리트의 작업성을 높이기 위하여 적정한 물이 투입되지만 이러한 물이 전량 수화과정에 필요한 것이 아니고 부분적으로 사용되고 나머지는 공극수로 남는다. 자기수축은 시멘트의 수화에 의해 초결 이후 거시적으로 생긴 체적 감소현상으로 일반적으로 건조수축에 비하여 1/10정도로 작기 때문에 균열에서 큰 영향을 미치지는 않는다. 자기수축은 건조수축과 달리 W/C가 낮고, 단위 시멘트량이 높은 콘크리트에서 많이 발생한다. 이러한 콘크리트 성능 저하 원인인 균열을 방지하기 위하여 여러가지 방법을 적용하고 있다. 수축량을 예건하여 초기 사전 팽창성을 부여함으로써 건조수축 보상을 실시하는 방법과 단위 수량을 감소하여 건조 수축량을 최소화하는 방법이 대표적이라 할 수 있고, 최근에는 균열 발생 후 특정한 환경 조건을 부여할 경우 균열을 스스로 치유하는 자기치유콘크리트의 연구도 이루어지고 있다. 본 연구에서는 타설 후 건조과정에서 발생하는 건조수축에 의한 균열발생을 최소화하기 위하여 기존 CaO를 과소(Dead Burn)화 한 팽창제를 사용하여 콘크리트의 건조 수축을 비교하고자 하였다. 과소 CaO 함유율을 결합재량의 최소 4%에서 최대 8% 까지 혼입하여 시험을 실시한 결과 흐름치로 측정한 유동성은 모두 200mm 전후로 발현되어 동등한 수준을 나타냈으며, 설계기준 강도 27 MPa에 맞는 압축강도 발현을 하였다. 건조수축성능을 평가한 결과 Plain 시험체가 최대 –600×10-6의 건조수축을 발현하였으며 과소 CaO 첨가량이 증가할수록 건조수축은 낮아져 8%를 첨가할 경우 –200×10-6으로 나타나 건조수축 제어에 효과 작용하는 것을 알 수 있었다.

산업화 발전으로 인한 전력사용량 증가로 석탄발전소 부산물인 석탄회는 지속적으로 증가하여 배출되고 있다. 석탄회는 포집되는 장소에 따라 Fly ASH, Bottom Ash, Cinder Ash, Cenosphere 4가지 형태로 나누어진다. Fly ASH는 석탄연소 후 발생되는 먼지를 집진기에 포집하여 미분말 형태의 부산물로 현재 콘크리트 혼화재로 널리 사용 되어지고 있다. 하지만 Fly ASH를 제외한 부산물은 재활용 되지 못하여 해안 또는 육상에 매립되어지고 있다. 이는 매립지확보에 대한 경제적 손실 및 해안 침출수 환경을 크게 훼손시키고 있어 석탄회 활용 방안문제에 대한 대책이 시급한 상태이다. Bottom Ash는 연소될 때 괴상 또는 입자 크기가 큰 회 성분이 보일러 하부로 떨어진 부산물로 석탄회의 약 20%를 함유하고 있지만 Bottom Ash 부산물을 재활용하여 사용하는 연구개발이 매우 미비한 상태로 활용방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 초속경, 초기 고강도, 고부착력, 무수축등의 우수한 특성을 가지고 있는 인산 마그네슘 시멘트(Magnesium Phosphate Cement)라는 신 건설 재료를 사용하여 석탄회 부산물인 Bottom Ash를 10%, 20%, 30% 함유량별 대체하여 KS F 2476에 의거하여 인산 마그네슘 모르타르의 물리적 특성을 비교 실험하였다. 실험결과 압축강도와 부착강도를 3시간, 1일, 3일, 7일을 측정한 결과 인산 마그네슘 시멘트에 Bottom Ash를 10%, 20% 대체하여 배합하였을 때 기존 인산 마그네슘 시멘트보다 초기 및 장기강도 성능이 향상된 것을 확인하였다. 하지만 Bottom Ash를 30%를 첨가하였을 때 초기강도 및 장기강도 성능이 저하 되었다.

Using of the ground granulated blast furnace slag as the substitutes of cement mixtures is increasing. This is used about 40% as the substitutes commercially but recently there are several tests used the maximum 80%. When used as the substitutes of cement mixtures which can improve the durability, the watertightness and the sulfate resistance but there is reduced the concrete quality due to early strength reduction and the drying shrinkage increase. Therefore it is very important to make the curing environment which helps early hydration activation vigorously. In this study, the hydrate characteristics replacing the maximum 80% of ordinary portland cement with blast furnace slag powder and using the alkali activator to increase early hydration activation were considered and analyzed by the XRD, TG-DTA, SEM, From these tests results, the use of the alkali activator had the increase of the calcium hydroxide according to ages and the reach time reduced about 1 min. and 9 min. for the first and second peak respectively. The effects on the hydrate characteristics of using the alkali activator were not significant.

Hydrochlorofluorocarbon (HCFC) is an ozone-depleting substance that is subject to environmental regulations based on the Montreal Protocol, and in Republic of Korea, which is regarded as a developing country, its use will be restricted in phase starting in 2013 until finally being prohibited in 2030. HCFC is regulated based on the Tokyo Protocol, HCFC is a regulated construction material for carbon dioxide reduction with GWP of 1,700 ~ 2,400 times that of CO2, with a GWP of 1. KS M 3808 than in the reference indicated in the C5 (15 : 15 : 20 : 50%) and C9 (20 : 10 : 20 : 50%) 0.33 mm 0.31 mm Cell size is shown in the analysis, etc. The compressive strength of the insulation, foaming agent mixing ratio according bending failure load, the thermal conductivity (initial and long-term), moisture permeability coefficient, combustible results, showed superior.

Hydrochlorofluorocarbon (HCFC) is an ozone-depleting substance that is subject to environmental regulations based onthe Montreal Protocol, and in Republic of Korea, which is regarded as a developing country, its use will be restricted inphase starting in 2013 until finally being prohibited in 2030. HCFC is regulated Based on the Tokyo Protocol, HCFC isa regulated construction material for carbon dioxide reduction with GWP of 1,700~2,400 times that of CO2, with a GWPof 1. Using the CO2 in the heat insulating material in the extrusion process conditions are the first extruder, the polystyreneresin (melting point) and the blowing agent (CO2:Ethanol:HCFC) as interval (Mixing zone) which is the combinedpressure 11.0MPa, temperature 200oC, second within the extruder discharge pressure 6.5 MPa, and determines that it isdesirable to set the temperature of 115oC, the blowing agent mixing ratio (CO2:Ethanol:HCFC), taking into account thestability of the thermal conductivity of 30:20:50%, 25:25:50% is expected to be utilized in the foaming agent.

To evaluate the durability characteristics of low permeable concrete using ground granulated blast-furnace slag with fineness 4,650 cm2/g, carbonation depth was measured. From the test results, persisting period of that was calculated. And it was found that carbonation depth of concrete was proceed 29.5 mm for 100 years.

Concrete strength is not only an important factor in design and quality control, but it also represents the overall qualityof concrete. The use of admixture has been increasingly prevalent in the recent cases of concrete production as a meansto improve the functionality of concrete. Of particular note, fly ash is added in either the cement or the ready-mixedconcrete production stage with the general mixing ratio being about 15%; however, using fly ash slows down the initialhydration of the binding material, which can in turn cause a delay in acquisition of strength. In this study, calcium sulfoaluminate (C4A3S; CSA) was added to improve the initial strength of cement after the use of fly ash, and its effect instrength improvement was analyzed. The substitution ratios of fly ash were 0, 10, 20 and 30%, and the amount of CSAadded to improve the initial strength was 8% of the fly ash weight. The results of the experiment showed that adding CSA resulted in high calorific values at peaks 1 and 2 of hydration heat, and an X-ray diffraction analysis showed thatthe amount of unhydrated materials was higher with increasing substitution ratio of fly ash. An increase in CSA wasalso shown to lead to a higher amount of ettringite being generated in the early ages. In conclusion, addition of 30% flyash and 8% CSA led to an ettringite production that was 3 times higher than the mixing ratio of fly ash, which effectivelyimproved the initial strength. The same phenomenon was observed in the electron microscope analysis. Based on theseresults, it was determined that adding CSA in an amount that equaled to 8% of fly ash weight can promote the productionof ettringite, thereby improving the initial strength, which gets reduced by the use of fly ash.

국내의 건설폐기물 재활용 현황을 살펴보면 약 95%로 상당히 높게 조사되고 있지만 실제적으로는 처리업체에 일임하는 폐기물까지 모두 재활용으로 분류되기 때문에 실질적인 재활용률은 낮다. 그리고 다양한 성상이 혼재되어 배출되는 건설폐기물의 특성상 폐기물의 선별작업이 쉽지 않아 발생되는 폐기물의 대부분이 성토. 매립용으로 재활용되고 부가가치가 높은 부분에서의 재활용 실적은 매우 저조한 상황이다. 이에, 본 연구에서는 건설폐기물의 자원 재활용률을 제고하고자 불연성과 가연성이 혼재된 혼합건설폐기물을 단일 공정으로 성상별로 분리선별이 가능한 장치를 개발하였다. 기존의 건설폐기물 선별장치가 불연성과 가연성으로의 1차적인 분리선별 과정이 필요할 뿐만 아니라 불연성과 가연성으로 분리된 각각 성상에 대해서도 여러 공정을 필요로 하여 넓은 면적의 선별부지 확보를 위한 초기 투자 및 관리에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다. 그러나 본 연구에서 개발한 분리선별 장치는 기존의 불연성과 가연성에 각각 적용하던 기술을 복합화하여 하나의 공정만으로도 불연성과 폐목재 및 기타 가연성 폐기물으로 분리선별이 동시에 가능하게 하였다. 아울러 개발한 장치의 상용화를 위하여 수도권 내에 위치한 중간처리업체를 대상으로 현장 시험을 적용하여 장치의 효율성을 평가하여 보았다.

시멘트 혼화재료로 사용하는 플라이애쉬는 수화열의 저감 등으로 인하여 매스콘크리트등에 적용되어 왔으며 최근에는 시멘트 산업에서의 온실가스 저감과 경제성 확보를 위하여 콘크리트 제조 단게에서 필수적으로 사용하는 재료로 인식되고 있다. 그러나 플라이애쉬 사용은 콘크리트의 초기강도 저하와 중성화 저항성에 대한 취약성하다. 본 연구에서는 플라이애쉬 사용에 따른 초기강도 저하와 공극 증가에 따른 중성화 저항성 취약점을 보완하기 위하여 CSA를 일정량 첨가하여 초기강도를 개선하고 미세공극 구조를 개선하고자 하였다. 플라이애쉬 사용량은 최대 30%까지 시멘트를 치환하였고 CSA 사용량은 플라이애쉬의 8%를 정량 치환하였다. 자기치유 특성 실험은 0.2mm 이내의 균열을 인위적으로 발생하고 여기에 지속적으로 수분을 공급함으로써 시간 경과에 따른 투수량으로 평가를 실시하였다. 실험결과 플라이애쉬 10%치환하고 팽창재인 CSA를 5% 치환할 경우 첨가하지 않은 시험체에 비하여 14일이내 투수량은 50% 이하로 감소하는 특성을 나타내었다. 이러한 결과는 팽창재에서 석출된 에트링자이트 및 수산화칼슘 수화물이 균열을 충진하여 나타난 현상으로 판단된다.

산업 부산물인 고로슬래그 미분말은 잠재 수경성을 가지고 있어 Non-CO₂ 시멘트를 대표하는 물질로 평가받고 있다. 콘크리트 구조물의 균열은 콘크리트 자체의 자기수축 및 건조 수축에 기인한다. 이러한 균열은 수분과 공극의 이동 통로로 작용하여 콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구는 2, 3종 고로 슬래그 미분말을 활용하여 공극 구조를 개선하고자 한 것으로 분말도 4,000 cm²/g과, 7,000 cm²/g을 사용하여 페이스트를 제작하고 이에 따른 공극 비교를 실시하였다. 슬래그 미분말의 치환량은 20, 40, 70%를 실시하였다. 팽창에 의한 수축 보상을 위하여 CSA를 일정 부분 치환하여 실험을 실시하였으며, 슬래그 분말도 증가에 따라 비표면적이 증가하고 이에 따른 작업성이 변동도 하기 때문에 이를 고유동화제를 사용하여 동일한 물배합비를 유지하였다. 슬래그 미분말 증가에 따른 총 공극량은 동일한 수준을 유지하였으나 0.02 ㎛ 이하의 공긍량은 증가하는 것으로 나타났으며 특히, 0.05~0.1 ㎛ 이하의 공극감소가 치환량 70%에서 높은 것을 알 수 있었다. 결과적으로 시멘트 페이스트 경화체 조직이 치밀해져 수밀한 콘크리트의 제조가 가능할 것으로 판단되었다.

해수와 해풍에 직접적인 영향을 받는 콘크리트 해안구조물은 염화물 이온에 의한 구조물의 손상을 최소화하기 위해 다양한 방법이 적용되고 있다. 가장 대표적으로 콘크리트 타설 시 콘크리트의 밀실도를 향상시켜 다공성을 최소화하거나 콘크리트 구조물의 표면강화 처리하는 방법이 있다. 그러나 콘크리트 구조물의 노후나 충격에 의해 미세균열이 발생되는 경우 콘크리트구조물의 밀실도 향상과 표면강화 처리시에도 균열을 통한 염화물 이온 침투로 인한 구조물의 내구성 저하가 발생할 수 있으므로 이에 대한 방안이 요구되고 있는 상황이다. 그리고 콘크리트 구조물에 나타나는 미세균열은 구조물의 내구성저하 뿐만 아니라 내부의 철근이 외부로 노출시에 철근 부식에 의한 균열 문제가 나타나게 되므로 이러한 미세균열로 인한 문제점 해결 방안으로 자기치유특성을 가지는 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 FA(Fly Ash)혼합콘크리트에 자기치유 특성을 가지는 무기질계 혼화재를 바인더 대비 6% 혼합 사용하였으며 균열부 투수량변화 측정을 통한 콘크리트의 자기치유 특성과 함께 NT BUILD 492 시험방법에 의한 염화물 이온 침투성능을 평가하였다. 그 결과 56일 투수경과 후 자기치유 혼화재를 사용하지 않은 plain 대비 투수저감율이 25% 정도 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 plain 대비 염화물이온 침투깊이가 크게 감소되는 것을 확인할 수 있었으며 염화물이온 확산계수 또한 평균 5.4×10-12의 낮은 수준으로 확인되었다. 이를 통해 무기질계 자기치유 혼화재를 사용시에 자기치유성능 확인과 함께 염화물 이온 침투저항성이 높은 것으로 판단된다.

Waste stone sludge generated during the collection of crushed aggregate is difficult to use due to high moisture content. Production of 1 ton aggregate generates approximately 0.25 tons of waste stone sludge. Considering the total crushed aggregate collection in 2012 of about 100 million tons, it can be estimated that 25 million tons of waste stone sludge is generated annually. Recycling of waste stone sludge is made difficult by the high moisture content of 30%. Therefore, to make recycling this process must be a drying process, which makes a fine powder of even better quality that can use as an additive. The purpose of this study is to analyze the changes in physical properties caused by the use of dried waste stone sludge as an additive in the extrusion of cement. A test specimen was made, substituting 50% of the silica with waste stone sludge, and physical performance evaluation was performed. Results showed that 50% substitution of silica resulted in no difference in moldability, but a slight increase in the water content required for the same workability was found. Flexural strength and drying shrinkage were found to be 97% of normal levels, but satisfied the specified performance in the KS F 4735 standard.

콘크리트 구조물은 시간 경과에 따라 화학적인 물질에 노출되거나, 염해, 중성화 등으로 인하여 콘크리트표면 결손 등이 발생하고 이에 따라 수명이 단축되는 현상이 발생할 수 있다. 특히 황산염 침식의 경우 표면 결손이 급격하게 발생하고 이에 따른 수분의 침투에 의하여 보강 재료로 사용되는 철근의 부식이 발생함에 따라 구조적으로 안정성이 하락하는 특성을 보이고 있다. 본 연구는 시멘트계 보수재의 가장 큰 단점중의 하나인 내산성의 문제점을 해결하기위하여 알루미노실리게이트를 적용한 내산모르타르에 관한 물리적 특성을 시험을 통하여 연구하였으며 시험결과 압축강도 및 휨강도의 경우 동등한 강도를 발현하였으며, 황산용액에 침지하여 중량변화를 관찰한 내산성의 경우 시멘트계 단면복구재가 80% 이상의 중량 변화를 나타내는 반면 시험시료의 경우에는 4% 정도의 중량결손이 발생하여 내산성에 효과적인 특성을 가지는 것으로 나타났다. 따라서 알루미노실리케이트류를 첨가한 내산 모르타르의 특성이 우수한 것으로 나타나 산에 의한 침식 등이 우려되는 곳에 단면복용재료로서 효과적인 특성을 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.