본 연구에서는 셀루로오스 나노섬유(CNF) 첨가와 (3-아미노프로필)트라이에톡시실란(APTES)로 표면 처리한 CNF가 시멘트 모르타르 복합체에 미치는 영향을 분석하였다. 일반 시료, 비개질 CNF, APTES 개질 CNF, 그리고 APTES 용액만 첨가한 경우 등 네 가지 조건을 주요 변수로 하여 시험을 진행하였다. 최적 성능은 CNF 0.3 wt%와 APTES 3 vol% 처리 시 나타났으며, 이 조건에서 압축강도와 휨강도가 가장 높게 나타났다. SME, XRD, FT-IR 분석 결과, 처리된 CNF가 수화 생성물과 균일하게 분산되고 화학적으로 결합함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 ATPES 처리로 CNF의 보강 효과가 시멘트 복합체의 역학적 성능을 크게 향상시킴을 확인할 수 있었다. 따라서 CNF 0.3 wt%와 APTES 3 vol%의 혼입 비율이 시멘트 복합체의 기계적 성능을 향상시키는 가장 효과적인 최적 배합비로 확인되었다.

국내 GFRP 보강 콘크리트에 대한 설계기준이 제정되었으나, 국내 적용은 여전히 제한사항이 많은 상황이다. 특히, 국외 기준을 참고하면서 연구데이터가 부족하여 보수적으로 설계된 사항이 동일하게 적용되었지만, 국외보다 상대적으로 품질이 떨어지는 국내 GFRP 시장에서는 현장 적용이 쉽지 않은 실정이다. 이러한 이유로 국내외에서는 보수적인 설계기준을 개정하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 보 부재는 설계기준의 값이 얼마나 보수적인지 검증하는 연구가 주를 이루고 있으며, 기둥의 경우 GFRP 보강근 의 압축력에 대한 연구가 다수 진행되었다. 그 외에는 현재 설계기준에 활용하기 위해 다양한 콘크리트 부재에 대한 연구가 진행되어 설계식을 제안하고 있다. 본 연구에서는 국내외에 GFRP 보강근에 관한 최신 연구동향을 조사 및 분석하여 현재 보수적으로 적용된 설계 내용에 대한 개정방향과 향후 추가적인 연구를 통해 관련 설계기준 및 시방서를 현실에 맞게 제⋅개정하는데 기초자료로 활용하 고자 한다.

건설 자재와 건설 폐기물의 환경적 영향에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다. 고강도 콘크리트의 필요성이 점차 커짐에 따라, 본 연구에서는 서로 연관된 환경 문제에 대한 두 가지 잠재적 해결책을 검토하였다. 첫째는 재활용 콘크리트 골재의 사용량 증가 가능성이고, 둘째는 고로 슬래그를 시멘트로 활용(재활용)할 가능성이다. 일반적으로 재활용 골재를 사용하면 고강도 콘크리트의 강도 가 저하되는 것으로 알려져 왔다. 따라서, 본 연구에서는 재활용 골재 콘크리트의 배합비와 함량 변화를 분석하여 고층 건축에 재활용 골재가 실용적인지, 그리고 어떤 방식으로 활용되는지를 규명하고자 하였다.

본 연구는 아민화 셀룰로오스 나노섬유(CNF)를 시멘트 복합체에 적용하여 기계적 및 미세구조적 성능 향상을 도모하고자 하였다. CNF는 (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES)를 활용해 화학적으로 개질하였으며, 이는 시멘트 수화 생성물과의 계면 결합력 및 분산성을 향상시키기 위한 목적이다. 표면 개질의 성공 여부는 주사전자현미경(SEM)과 X-선 회절 분석(XRD)을 통해 확인 하였다. 다양한 함량의 개질 및 비개질 CNF를 혼입한 모르타르를 제작하여 압축강도 및 휨강도를 평가하였다. 그 결과, 아민화 CNF는 0.2% 혼입 시 압축강도 향상 효과가 가장 두드러졌으며, 휨강도는 0.3%에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 미세구조 분석을 통해, 아민화 CNF가 시멘트 수화물과의 상호작용을 통해 내부 조직을 치밀하게 형성하고 공극률을 저감시키는 것으로 확인되었다. 본 연구는 화학적으로 개질된 CNF가 지속가능하고 고성능인 시멘트 복합재료 개발에 있어 유효한 기능성 첨가제로 활용될 수 있음을 시사한다.