최근 선진국을 중심으로 MWCNT(Multi-walled carbon nanotube)의 우수한 기계적 성질을 이용한 시멘트 모르타르의 압축강도 향상 연구가 활발하다. 그러나 국내에서 MWCNT 모르타르와 관련된 연구는 국외에 비해 상당히 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 MWCNT 수용액을 시멘트 모르타르에 적용하여 MWCNT 모르타르의 압축강도 증진 효과를 분석하고자 한다. 실험 매개변수는 최적의 MWCNT 모르타르 제작법 도출을 목적으로 강도시험에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 물시멘트비, 재령일, MWCNT의 농도로 선정하였다. 물시멘트비는 0.4, 0.5, 0.6으로 변화시켰고 재령일은 7일, 14일 28일로 구분하였으며 MWCNT수용액의 농도는 2.0wt%로 선정하였다. MWCNT 모르타르에 혼입한 MWCNT 수용액의 분산은 계면활성제와 초음파로 처리하였으며, 증류수를 기반으로 제작 하였다. 실험결과 물시멘트비 0.4, 0.5, 0.6일 때 일반 시멘트 모르타르의 압축강도보다 MWCNT 모르타르의 압축강도가 각각 최대 35%, 20%, 25% 높게 측정되었다. MWCNT 모르타르의 압축강도가 일반 시멘트 모르타르의 압축강도보다 높은 이유는 모르타르의 수화 과정에서 MWCNT의 우수한 기계적 성질이 모르타르 내부의 결합력을 증진시켜 주는 것으로 분석되었다.

신축공사의 비용에 대한 부담과 건설된 지 오래되어 노후화가 진행된 철근콘크리트 구조물의 증가로 유지관리의 필요성이 크게 증가하여 점차적으로 보수⋅보강 분야가 확대되고 있다. 이러한 필요성의 증가로 인해 새로운 보수⋅보강 기술이 국내⋅외에서 지속적으로 연구되고 있다. 국내에서는 철근콘크리트 구조물의 보수⋅보강공법으로 강판접착공법, 섬유보강 (Fiber reinforced plastic, 이하 FRP) 표면부착공법, 외부 프리스트레싱공법 등이 사용되고 있다. 이러한 방법 외 Steel mesh로 보강한 시멘트 모르타르 (Steel Mesh Cement Mortar;SMCM)을 이용한 보수방법을 고려하고자, Steel mesh 의 보강 면적, 그리고 보강 층 수 (number of layer)를 달리하여, 3점 휨 부재 실험을 수행하였다. 1400×500×200 (mm)의 기본 철근 콘크리트 (RC)를 포함하여 총 5종류의 시편을 제작하였으며, 처짐량을 측정하기 위해, 시편 상부에LVDT를 설치하였으며, 시편 중앙부에 철근 변형률 게이지와 콘크리트 변형률 게이지, 전단 철근에 철근 변형률 게이지를 부착하였다. 3점 휨 실험 결과, 모든 하중-변위 곡선에서 공통적으로 SMCM으로 보강한 시편이 기본 RC에 비해 최대하중이 더 높은 것을 확인할수 있었다. SMCM을 두 층, 그리고 기본 RC 하부 전체에 보강을 할 경우, 기본 RC에 비해 최대 하중은 1.18배, 처짐은 최대 1.37배 더높은 것을 확인할 수 있었다. 시편의 종류마다 조금씩 다른 양상을 보였는데, 이는 SMCM과 RC의 부착 정도의 차이로 인해 결과의 차이가 발생한 것으로 보인다.특히, 지점부 안쪽으로 부분 보강하고, Steel Mesh를 한 겹으로 보강한 네 번째 경우 (SM-B1)에는, SMCM이 실험 도중 박락되는 현상이 발생하였다. SMCM을 보수⋅보강 재료로서 활용하기 위해선 RC와의 부착 성능 향상이 필요하다고 판단된다.

As global warming is higher by CO2, most of countries have an effort to develop CO2 reducing technology like a CO2 sequestration and a CO2 curing method using cement based materials. In this study, CO2 uptake rate and compressive strength were investigated when CO2 curing method was applied in cement mortar. The CO2 uptake rate was ranged from 10.1% to 11.6% by mass measurement method and from 6.2% to 16.3% by TGA method. This means that mass measurement method by electronic scale is more accurate than TGA method to estimate CO2 uptake rate. The early compressive strength of 1 hour CO2 curing specimens was higher than that of 1 hour atmospheric curing specimens, but lower than that of 5 hours steam curing specimens. 3 days and 7 days compressive strength of specimens by atmospheric curing and steam curing were increased both. But compressive strength of 1 hour CO2 curing specimens was lower than that of other two curing methods.

강섬유는 콘크리트 부재의 인장영역에 효과적으로 작용하여 균열저항성을 높여주고 역학적 성능을 개선하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 팽창재를 사용한 강섬유 모르타르에 화학적 프리스트레싱을 인가하여 균열저항성 및 역학적 성능을 평가하는 연구이다. 이를 위해 시멘트 바인더의 10%를 치환한 CSA 팽장채가 사용되었으며 체적비 1%의 강섬유를 고려한 시멘트 모르타르 배합이 준비되었다. 기본적인 역학적인 성능평가 외에 노치를 가진 보를 제조하여 초기균열하중 및 파괴에너지를 평가하였다. 실험결과 강섬유와 CSA 팽창재를 혼입한 모르타르에서는 보통 강섬유 모르타르에 비하여 평균 1.75배의 균열저항성 하중이 증가하였으며, 파괴에너지 역시 1.41~1.53배 증가하였다. 최적의 강섬유 체적비와 팽창재의 혼입이 고려된다면 강섬유의 내부 화학적 프리스트레싱을 가진 복합재는 다양한 부재에 사용될 수 있으며, 외부하중에 효과적인 균열저감 기법으로 사용할 수 있다.

Based on the study of pore structure of cement-free mortar, it was found that cement-free mortar mixed with Ca(OH)2 type alkali-activator had the lowest transmissivity on the mercury intrusion porosimetery and had the lowest chloride penetration rate on the rapid chloride penetration test.

본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(alkali-activated slag cement; AASC)의 기초 특성에 관한 실험에 관한 연구이다. 물-결합재 비(W/B)를 0.4와 0.5로 하였다. 그리고 활성화제의 농도를 2M과 4M을 사용하였다. 각 W/B 비에 대해5가지의 배합을 고려하였다. N0는 KS L 5109의 방법이고 N1~N4는 배합시간, 배합 단계 그리고 잔골재의 투입시점을 다르게 변화시켰다. 시험결과 AASC의 플로우 값, 강도 그리고 건조수축은 잔골재의 투입시점에 영향을 받았다. 플로우 값은 잔골재의 투입시점이 늦춰짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도와 휨강도는 투입시점이 늦어짐에 따라 증가하였다. 더구나 XRD 분석은 이러한 결과들을뒷받침하고 있었다. 건조수축은 잔골재의 투입시점이 늦어지면 증가하였다. 본 연구에 고려된 실험요인들을 통해 배합을 조절한다면 AASC의 특성을 향상시킬 수 있을 것이다.

In this study, manufactured of cement mortar using high early strength cement(10 ~ 50 wt%) and blast furnace slag powder(50 ~ 90 wt%), according to compressive strength and flexural strength of hardened cement mortar. XRD and SEM were evaluated utilizing the initial cement hydration properties.

While carrying out a series of study for improving the durability of High Volume Admixture Concrete using the ERCO, we found that the resistance of freezing and thawing declined due to the decrease of air amount in concrete when using the ERCO. In order to solve the problem, we carried out an experiment using the DEM. As a result of that, it did not affect the basic characteristic of concrete, and the problem of decreasing air amount caused by using the ERCO is also considered to be solved by securing the target air amount.

Experiments were divided into two parts; one part is to understand the basic properties of high flowable VA/VeoVa-modified cement mortar with different polymer cement ratio (P/C) and the weight ratio of fine aggregate to cement (C:F) and the other part is to investigate the effect of surface water spread on the concrete substrate on adhesion in tension. To understand the basic performance, the specimens were prepared with proportionally mixing VA/VeoVa redispersible powder, ordinary portland cement, silica sand, superplasticizer and viscosity enhancing agent. Here, P/C were 10, 20, 30, 50 and 75% and C:F were 1:1 and 1:3. As the change of P/C and C:F unit weight, flow test, crack resistance and adhesion in tension were measured. Three specimens with good adhesion properties were selected among specimens with different P/C and C:F. The effect of surface water evenly sprayed on concrete substrate on adhesive strength is investigated. The results show that surface water on concrete substrate increases the adhesion in tension of high flowable VA/VeoVa-modified cement mortar and additionally improves the flowability compared to the non-sprayed case.

This study investigates the fundamental properties of the water-binder (W/B) ratio and fine aggregate-binder (F/B) ratio in the alkali-activated slag cement (AASC) mortar. The W/B ratios are 0.35, 0.40, 0.45, and 0.50, respectively. And then the F/B ratios varied between 1.00 and 3.00 at a constant increment of 0.25. The alkali activator was an 2M and 4M NaOH. The measured mechanical properties were compared, flow, compressive strength, absorption, ultra sonic velocity, and dry shrinkage. The flow, compressive strength, absorption, ultra sonic velocity and dry shrinkage decreased with increases W/B ratio. The compressive strength decreases with increase F/B ratio at same W/B ratio. Also, at certain value of F/B ratio significant increase in strength is observed. And S2 (river sand 2) had lower physical properties than S1 (river sand 1) due to the fineness modulus. The results of experiments indicated that the mechanical properties of AASC depended on the W/B ratio and F/B ratio. The optimum range for W/B ratios and F/B ratios of AASC is suggested that the F/B ratios by 1.75~2.50 at each W/B ratios. Moreover, the W/(B+F) ratios between 0.13 and 0.14 had a beneficial effect on the design of AASC mortar.

석탄화력 발전의 부산물 중에서 플라이애쉬는 콘크리트 혼화재료로서 많은 공학적 장점을 가지고 있으므로 다양하게 활용되고 있다. 그러나 바텀 애쉬를 포함한 나머지 부산물 등은 주로 매립되어 공학적 활용성이 떨어진다. 본 연구에서는 매립된 부산물인 매립회 (PA: Pond Ash)를 이용하여 시멘트 모르타르를 제조하였으며, 매립회 시멘트 모르타르의 공학적 특성을 평가하였다. 이를 위해 두 매립지로부터 유연탄 및 무연탄 매립회를 채취하였으며, 2가지 물-시멘트 비 (0.385, 0.485)와 3가지 잔골재 치환률 (0%, 30%, 60%)을 고려하여 시공성, 역학성능, 내구성능을 평가하였다. 흡수율이 높은 무연탄 매립회의 경우, 적절한 시공성, 우수한 강도발현과 내구성능을 확보하였는데, 매끈한 표면과 내부의 풍부한 자유수로 인해 조직구조가 치밀한 시멘트 모르타르가 제조되었기 때문이다. 매립회 중에서도 우수한 성능을 가진 무연탄 매립회의 경우 일반 잔골재의 성능을 확보하고 있으므로, 자원의 재활용이 가능하리라 판단된다.

There are great and comprehensive efforts to reduce green house gases, especially carbon dioxide, in a global community of nations. Carbon dioxide emissions of South Korea placed ninth in the world in 2007, 13 percent of that is a field of construction materials. Domestic portland cement(OPC) is made up of clinker, gypsum and 5% of admixtures. If 5% of Admixture contents of portland cement add to 10%, CO2 reduction effect can be expected. In this study, the strength properties of mortar using two types of cement were evaluated.

In this experiment, the high early strength cement containing massive C3S quantity was used to enhance the early strength of cement mortar using admixtures which can accelerate C3S hydration reaction in the condition of room temperature. The measuring items are zero flow, setting times, compressive strength and analysis of MIP & SEM

본 연구에서는 CaO-SiO2-Al2O3가 다량 함유된 산업폐기물과 산업부산물을 소성하여 개발한 분말형 속경성 분말을 초기강도의 향상을 위해 기능성 분쇄조제로 처리하여 분쇄한 속경성 미분말을 제조하였다. 이렇게 제조된 미분말을 BFS 분말과 일정비율로 혼합한 후, 시멘트에 첨가하여 모르타르 압축강도 실험을 실시하였다. 그 결과 BFS 조기강도 향상 실험 (Series I)에서는 클링커 분쇄시 기능성 분쇄조제가 첨가되어 분쇄된 속경재가 혼합된 BFS의 초기강도 발현이 우수하며 OPC 조기강도 향상 실험 (Series II)에서는 Clinker-C에 본 실험의 기능성 분쇄조제가 첨가되어 분쇄된 속경성의 분말형 자극제가 첨가된 경우에 가장 압축강도가 높은 사실을 알 수 있었다.

This study have interests in presenting the process of material optimization design. This study was designed by using design of experiment. To present the form of model and explore the optimal point of response surface model, central composite design(CCD) and Response Surface Methodology(RSM) were used in the design of the experiment and in the analysis of the results.

콘크리트내의 공극률은 콘크리트 구조물의 내구적인 특성과 밀접한 관련성이 있다. 특히, 콘크리트 시공시 가수된 물은 콘크리트의 비빔과 작업성에 일시적으로 도움이 되지만, 이러한 가수는 콘크리트의 공극을 증가하게 하며, 이는 콘크리트 구조물의 내구적인 성능저하를 야기하게 된다. 본 연구에서는 물시멘트비 0.45의 시멘트 모르타르에 대하여, 단위수량을 증가시켜 물멘트비를 0.45에서 0.60으로 증가시키면서 내구성능을 평가하였다. 즉, 각 물시멘트별로 소정의 재령까지 양생한 시험체에 대하여 강도, 염화물 확산, 투기성, 포화도 및 수분 확산계수 등의 다양한 내구성 실험을 수행하였으며, 이러한 실험결과들은 변화하는 공극률과 함께 분석되었다. 또한 내구성능의 변화 비율 및 그 패턴은 공극분포, 공극률, 그리고 단위수량을 고려하여 정량적으로 평가되었다.

Limestone powder can be used for concrete as a partial replacement of Portland cement so that concrete becomes more environment-friendly construction material. One of the great applications of limestone powder added cement concrete might be a cement concrete pavement since the concrete pavement consumes massive quantity of Portland cement. However, it has been reported recently that Alkali-Silica Reaction (ASR) occurs on the cement concrete pavement causing a serious damage. This study investigates the resistance of limestone powder added cement mortar to ASR. The mortar used very high reactive silicious aggregate for accelerated ASR. Experimental procedures followed ASTM C 1260 and variables included different replacement levels of limestone powder in the mortar mix.

본 연구는 최적의 투수성과 보수성 및 압축강도를 갖는 보투수 포장체의 개발을 위한 것으로, 단입도의 골재 및 SAP를 사용함으로써 투수계수 및 보수성능의 개선은 물론 포장체의 온도저감효과가 있음을 확인하였다. 이를 위하여 단입도 골재의 입경및 SAP 첨가량에 따른 압축 및 휨강도에 대한 시험을 실시하였으며, 보투수 포장체의 투수성능 및 보수량에 대한 시험을 실시하였다. 시험결과 단입도 골재의 입경이 작아질수록, SAP 첨가량이 증가할수록 압축/휨 강도는 증가하였으며, 투수계수는 SAP 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다. 한편, 보투수 포장체의 흡수율 및 보수량은 골재의 입경이 작아질수록, SAP 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, 보투수 포장의 온도저감효과는 아스팔트포장에 비해 최대 20℃ 까지 저감됨을 알 수 있었다.

폴리머시멘트 모르타르는 고강도 및 고내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 구조물의 보수재료로 광범위하게 사용되어져 왔다. 폴리머시멘트 모르타르와 콘크리트 사이의 부착거동은 폴리머시멘트 모르타르에 의해 보수․보강된 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서 폴리머시멘트 모르타르와 콘크리트 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메커니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 직접인발시험을 통해 국내에서 판매되는 폴리머시멘트모르타르와 콘크리트의 부착강도를 평가하였다. 표준, 침수, 온냉반복 및 동결융해 등의 전처리 조건에 노출된 폴리머시멘트 모르타르의 부착강도를 실내시험을 통해 평가하였으며, 2차에 걸친 시험시공을 통한 현장부착강도도 함께 평가하였다. 시험결과 현장부착강도는 표준조건에서 실시한 실내 부착강도 시험결과보다 낮은 수준이었으며, 열충격조건에서의 실내시험결과와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 기초로 KS에 규정된 폴리머시멘트모르타르의 시험방법 및 품질기준의 타당성을 검토하였다.

Differently from fly ash, the bottom ash produced from incinerated urban solid waste has been treated as an industrial waste matter, and almost reclaimed a tract form the sea. If this waste material is applicable to foam concrete as an fine aggregate, however, it may be worthy of environmental preservation by recycling of waste material as well as reducing self-weight of high-rising structure and long-span bridge. This research has an objective of evaluating the effects of application of bottom ash on the mechanical properties of foam concrete. Thus, the ratio of bottom ash to cement was selected as a variable for experiment and the effect was tested by compression strength, flexural strength, absorption ratio, density, expansion factor. It can be observed from experiments that the application ratios have different effects on the material parameters considered in this experiment, thus major relationship between application ratio and each material parameter were finally introduced. The result of this study can be applied to decide a optimal mix design proportion of foam light-weight concrete while bottom ash is used as an fine aggregate of the concrete.