최근 화력발전소나 철강 산업에서 발생하는 산업폐기물의 재활용 방법 및 사용처에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 기존의 산업폐기물의 경우 해안 및 육상 매립에 의해 처리되고 있어서 매립지 확보에 어려움이 있고, 매립 시 발생하는 침출수 및 분진이 많은 환경문제를 유발하여 환경적・경제적 부담이 되고 있다. 이에 산업폐기물을 자원으로써 재활용하려는 방안에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 현재 산업폐기물은 주로 시멘트 대체물로써 사용되고 있으며, 이는 최근에 국제적으로 주목을 받고 있는 이산화탄소 방출량을 감소하기 위한 방안 중 하나로 주목받고 있다. 일반적으로 1 ton의 시멘트를 생산할 때 0.8 ton의 이산화탄소가 발생하는 것으로 기존의 연구들을 통해 알려진 바 있다. 국내외에서 시멘트를 대신할 수 있는 재료로써 화력 발전소에서 대량으로 발생하는 플라이애쉬나 철강 산업에서 발생하는 고로슬래그와 같은 폐자원 활용을 통한 연구가 진행되고 있다. 현재 발생하는 석탄회 중 58% 정도를 시멘트 대체물 혹은 콘크리트용 혼화재 등으로 재활용하고 있고, 고로슬래그의 경우는 발생하는 양의 대부분을 재활용하고 있다. 본 연구에서는 산업폐기물을 시멘트 대용으로 적용한 알칼리 활성 시멘트에 대한 활용가능성을 확인하였으며, 실제 현장에서 시멘트 대체용으로 사용할 수 있도록 이산화탄소 흡수능과 압축강도를 동시에 확보하고자 하였다. 이에 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하고자 하였다. 알칼리 흡수제를 제작함에 있어 바인더로써는 고로슬래그 및 플라이애쉬를 적용하였고, 활성화제로써 수산화칼슘 및 규산나트륨을 투입하였다. 제조된 알칼리 시멘트의 이산화탄소 흡수제로써의 효능을 확인하기 위하여 실험실 규모의 column test를 통해 CO₂ 흡착능을 평가하였다. 또한 시멘트 대체용으로써의 적용 가능성을 확인하기 위해 알칼리시멘트를 사용한 페이스트와 모르타르의 배합실험을 진행하고 60℃의 고온 양생과 항온 양생의 두 조건에서 양생시키고 3일 후의 압축강도를 측정하였다. 플라이애쉬의 경우 20 mg-CO₂/㎏-흡수제 이상, 고로슬래그의 경우 27 mg-CO₂/㎏-흡수제 이상의 이산화탄소 흡착능을 보였다. 플라이애쉬의 경우 양생 조건에 상관없이 약간의 외력에도 변형이 생기는 정도로 경화가 진행되지 않아서 강도 발현이 불가하였으나, 고로슬래그의 경우 두 양생 조건에서 모두 15 ~ 17 MPa의 압축강도를 나타내었다. 실제 구조물로써 사용하기 위해서는 최소 20 MPa 이상의 압축강도가 요구되어지므로 향후 CO₂ 흡착능을 증대시키고 동시에 보다 높은 압축강도를 확보할 수 있도록 배합수 비율, 활성화제 종류, 배합비율에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

In this study, high-ductile and low-fiber composites have been mixed using Alkali-activated cement-free binders combined with PVA fibers of the volume fraction of 1.0～1.5%. From the direct tensile test of the composites, the low-fiber cement-free composites could exhibit high-ductile tensile behaviors about 4.0～7.0% tensile strains after cracks.

The effects of maximum aggregate size on mechanical properties of high-strength steel fiber reinforced concrete (SFRC) were investigated in this work. Test main variable is maximum aggregate size (8 and 20mm). The cylinder specimens was casted for compressive test and the prism specimens was tested under four points loading. Test results indicated that the addition of steel fiber improves compressive and flexural behavior of high-strength concrete. Also smaller aggregate size improve mechanical properties of high fiber volume fraction SFRC.

The purpose of this study is to estimate basic mechanical properties of steel fiber reinforced Alkali-Activated Slag(AAS) concrete. Principle variable is the fiber volume fraction: 0, 0.5, 1%. Two type cement composites were used: Steel Fiber Reinforced Concrete(SFRC) and AAS. Mechanical properties of AAS concrete and SFRC, including compressive strength, elastic modulus, flexural strength, splitting tension.

The study area is located on the western coast, and the inner development construction has been ongoing since 2011. The purposes of current study are to effectively simulate and quantitatively predict a temporal and spatial distributions of water temperature and salinity due to the stages of inner development construction in saemangeum reclaimed area. The transient-state numerical modeling using EFDC model is done, and the numerical simulation results are validated reasonably by repetitive numerical model calibration procedures with respect to field measurements of water temperature and salinity. The spatial distributions of water temperature and salinity show similar trends before and after construction of the dikes. In spring season, the salinity has maximum value of 21 psu, while, in summer season, the salinity shows 7 psu in a whole modeling domain. Thus, it is clearly observed that salt water is replaced by freshwater. However, the salinity and temperature reach their initial conditions at the end of the year. The salinity after construction of the dikes is lower than that before construction of them at Mankyeong area. On the other hands, after construction of the dikes, the salinity after dredging operations is higher than that before dredging. Because drastical increasing of water volume in Saemangeum Lake leads to increasing of stagnation time at bottom layer, and salt water is easily intruded to the two estuaries. Therefore, it may be concluded that hydrodynamic characteristics on Saemangeum are dominated by either Mankyeong and Dongjin discharge or sluice gates in/out-flow amounts, and thus they must be properly considered when rigorous and reasonable predictions of water temperature and salinity according to the stages of inner development construction.

This paper describes evaluaties the mechanical characteristics of high strength steel fiber-reinforced concrete(SFRC) with maximum size of coarse aggregate. The test variables such as aggregate maximum size(8, 13, 20mm) and steel fiber volume faction(0, 1.5%). The test results indicate, SFRC of smaller aggregate size is expected to prvention of brittle fracture and promote of compression toughness.

본 연구는 초고강도콘크리트의 배합에 사용되는 3성분계 혼합시멘트의 최적조합을 도출하기 위한 실험연구이다. 3성분계 혼합시멘트는 포틀랜드시멘트, 고로슬래브 미분말 0%, 30%, 40%, 50% 및 플라이애시 0%, 10%, 20%, 30%로 구성하였다. 물결합재비 0.18의 초고강도콘크리트를 대상으로 각 실험체의 압축강도와 공극구조를 조사한 결과, 플라이애시 10%, 고로슬래그 미분말 30%를 혼합한 3성분계 혼합시멘트를 사용한 콘크리트의 압축강도는, 50nm 이상의 공극량 감소에 의해, Plain 콘크리트에 비해 현저히 증가하였다.

This study was performed an evaluation of Mechanical Properties of double layered concrete. As the results of study, When considering the bond strength of double layered concrete, the proper slump of normal concrete is thought to be 12cm. Also, compressive and flexural strength of double layered concrete is better than when only porous concrete is composed.

화강토 콘크리트에 PP 섬유 혼입이 일정량이상 증가하면 PP 섬유가 골재보다 강도가 약하여 압축강도가 감소하는 것으로 나타났으나, PP 섬유의 존재로 콘크리트의 취성 파괴 방지에 어느 정도 기여했을 것이라 판단된다. 휨 강도에서는 PP 섬유를 혼입하지 않은 경우와 섬유를 혼입한 경우 거의 비슷하게 나타났다. 또한 콘크리트 휨 균열 발생 후 변위가 계속 증가해도 공시체가 바로 파괴되지 않고 어느 정도의 휨 하중에 저항하는 것은 콘트리트 파괴 후 파괴면을 따라 존재한 섬유가 휨 하중에 대하여 지속적으로 저항하기 때문인 것으로 판단되었다. 인성지수는 PP 섬유가 혼입되지 않은 경우 균열 발생과 동시에 시험편이 파괴 되었고, 와이어 메쉬 혼입의 경우는 인장측 균열발생과 동시에 파괴가 발생되나 와이어 메쉬에 의해 휨 파괴에 대한 2차 저항이 발생되다가 와이어 메쉬 항복파괴와 더불어 공시체도 파괴된다는 것을 알 수 있다. PP 섬유 혼입량이 증가 할수록 인성지수가 강해지고 하중 저항능력도 증가되는 것으로 판단되며 균열 발생 후에도 계속적으로 휨 하중에 저항하는 것으로 나타났다. 화강토는 잔골재인 모래보다 작업현장 또는 인근지역에서 채취가 가능하고, PP 섬유는 와이어 메쉬보다 가벼워 자재를 차량으로 이동시 이산화탄소의 발생이 적게 배출되어 환경오염을 줄일 수 있다. 또한 PP 섬유는 와이어 메쉬와는 달리 작업난이도와 관계없이 콘크리트의 교반과정에서 혼입하여 사용하므로 편리하고 안전하며, 공기가 단축되어 환경복원의 기간이 빨라질 것이라 판단된다. PP 섬유는 와이어 메쉬보다 저렴하며 설치비가 필요 없어 상당히 경제적이다. 이러한 결과 들을 분석해 볼 때 일정량의 PP 섬유를 와이어 메쉬 대용으로 화강토 콘크리트에 혼입하여 조경공간의 포장용으로 사용하면 균열저항 뿐만 아니라 파괴 예방용으로 많은 효과가 있어 환경파괴를 최소화 할 수 있다고 판단된다. 또한 천연 골재의 자원고갈로 인한 품질 저하의 대체용으로 잔골재인 모래 대신 화강토를 사용하여도 이용자들의 보행이나 유지관리용 차량이 통행하는데 압축강도나 인장강도가 충분하고, 이용객이 보행시 심리적으로 편안 할 것으로 판단된다. 앞으로 조경포장에 있어서는 친환경적 포장재료의 사용이 확대 될 것으로 판단되며 이에 대한 많은 연구가 필요하다고 사료된다.

바이오매스에서 얻어지는 바이오차는 토질 개량제와 탄소 격리제로 제한적인 분야에서 성공적으로 사용되고 있다. 현재 산업전반에서 CO2 에 의한 환경에 부정적인 영향을 완화시키고 지속가능성을 증진시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 고탄소 바이오차를 탄소 격리제 또는 시멘트의 혼화재로써 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 견목재에서 얻어진 바이오차를 혼화재로 사용하여 시멘트 배합조건을 달리하면서 모타르의 압축강도, 마이크로구조, 압축강도, 유동성, 중량감소와 같은 화학적, 물리적 재료성질을 평가하였다. 또한 플리이애쉬를 사용한 모르타르의 역학적 특성과 비교 평가하였다.

This paper presents the results of a study performed to evaluate uniaxial tensile performance and obtain a better understanding of the behavior of SHCC using an expansive admixture. To evaluate a performance of SHCC using an expansive admixture was tested a compressive strength, flexural strength, and uniaxial tensile strength.

변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)는 직접인장 상황에서 FRCCs에 비해 우수한 변형경화 특성을 갖는 재료이다. 하지만 SHCC는 일반적인 콘크리트에 비해서 시멘트비율이 높은 부배합 이며, 이에 따라서 자기수축이 큰 특성을 갖는 재료이다. 따라서 시멘트 복합체 내에 팽창재를 대체함으로써 수축저감을 통한 성능향상을 기대하였다. 이 연구에서는 각 강도별 SHCC의 배합에 팽창재를 대체함에 따른 역학적특성을 평가하고자 하였다. 시험결과 설계기준 압축강도 70MPa 배합이 압축, 인장, 휨, 시험에서 우수한 역학적 특성을 나타내었으며, 균열 특성에서는 팽창재를 대체한 SHCC가 균열분산 및 연성에서 우수한 특성을 나타내었다.

교대뒷채움 및 벽체 배면에 되메우기 시공시 협소한 장소로 인한 다짐장비 운용이 원활치 않아 시방서 기준의 다짐도를 만족하지 못하는 경우가 빈번이 발생하고 있으며, 이러한 경우 시공관리를 위하여 고형화제를 첨가하여 시공하게 된다. 하지만 일반적인 고형화제의 적용시, 대상 지반의 적용에 있어 균질한 지반을 형성하기 어려운 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 유동성이 확보된 고형화제를 첨가하여 사용하게 된다. 하지만 이러한 유동성이 확보된 고형화제가 첨가된 지반의 강도 및 저변형률에서의 변형 특성에 대한 연구는 아직 미진한 실정으로, 특히 진동을 유발하는 기계의 기초 지반에 적용하는 경우, 유동성이 확보된 고형화제 첨가 지반의 동적인 거동 특성을 규명하는 것이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 산업부산물인 매립석탄회와 점토, 황토를 이용한 유동화처리토의 강도 및 동적 특성 변화를 알아보기 위하여 일축압축시험과 공진주시험을 실시하였다.

본 연구에서는 정수처리 과정에서 발생하는 정수슬러지를 재활용하기 위하여 우리나라 대표지질인 화강풍화토와 다양한 비율로 혼합하여 다양한 실내시험을 통한 친환경 지반을 개발하고자 하였다. 또한 해양오염 및 해양사고의 원인인 폐어망을 지반보강재로 활용하고자 그 보강효과를 알아보았다. 다짐시험, 삼축압축시험, 투수시험 및 용출시험과 같은 다양한 실내시험이 수행되었다. 시험 결과 정수슬러지의 함량은 혼합토의 단위중량, 최적함수비, 전단강도정수, 투수계수 및 중금속 용출 특성에 중요한 영향을 미치는 인자로 평가되었다. 또한 폐어망의 보강으로 인해 혼합토의 점착력 및 내부마찰각은 증가하는 것으로 나타났다.

콘크리트 기둥에 사용되는 횡방향 철근은 압축콘크리트 파괴 시 횡방향 벌어짐을 구속하여 폭렬을 줄일 수 있고 콘크리트의 연성을 증가시키는 데에 유효하며 강도손실 보상효과가 있다. 이를 규명하기 위하여, 띠철근의 간격과 나선철근을 변수로 한 실험체를 제작하여 가열실험을 수행하였다. 이 때 전기로 온도를 300℃, 600℃ 및 800℃로 설정하여 13.33℃/분의 속도로 가열하고 2시간동안 그 온도를 유지시켰다. 냉각된 실험체에 대해 응력-변형률 곡선을 구하기 위한 압축실험을 수행하고, 이로부터 탄성계수, 잔존 내력 및 변형률 등의 잔존 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과 횡방향 철근비가 높을수록 철근이 콘크리트를 구속하여 다축 응력 상태가 되기 때문에 고온을 받은 콘크리트의 잔존 최대응력이 커지고 더욱 큰 변형을 발휘할 수 있는 있는 것을 확인하였다. 이울러, 콘크리트의 잔존 탄성계수의 감소율은 횡방향 철근의 구속효과로 작아지는 것으로 분석되었다.

The adsorption performance of cupper and zinc ions(Cu2+ and Zn2+) in aqueous solution was investigated by an adsorption process on reagent grade Na-A zeolite(Z-WK) and Na-A zeolite (Z-C1) prepared from coal fly ash. Z-C1 was synthesized by a fusion method with coal fly ash from a thermal power plant. Batch adsorption experiment with Z-C1 was employed to study the kinetics and equilibrium parameters such as initial metal ions concentration and adsorption time of the solution on the adsorption process. Adsorption rate of metal ions occurred rapidly and adsorption equilibrium reached at less than 120 minutes. The kinetics data of Cu2+ and Zn2+ ions were well fitted by a pseudo-second-order kinetics model more than a pseudo-first-order kinetics model. The equilibrium data were well fitted by a Langmuir model and this result showed Cu2+ and Zn2+ adsorption on Z-C1 would be occupied by a monolayer adsorption. The maximum adsorption capacity(qmax) by the Langmuir model was determined as Cu2+ 99.8 mg/g and Zn2+ 108.3 mg/g, respectively. It appeared that the synthetic zeolite, Z-C1, has potential application as absorbents in metal ion recovery and mining wastewater.

이 연구에서는 콘크리트 초기재령시의 역학적 특성을 분석하고 수화반응 및 발열반응으로 인한 콘크리트 내부에서 발생하는 온도 및 상대습도의 변화에 대한 분석을 실시하고자 하였다. 세 가지의 다른 단위시멘트량을 실험변수로 하였으며, 타설 직후부터 콘크리트 내부의 온도 및 상대습도의 변화 계측하기 위하여 새로운 계측시스템을 개발하였다. 단위시멘트량에 압축, 인장 및 휨강도의 변화는 크지 않았으며, 재령 7일 이후에는 증가가 많지 않았다. 각 측정부위별 최고 온도는 타설 후 약 11시간 정도 경과 시에 발생되었으며 이후 점차 온도가 낮아지다가 양생 1일 경과 후 거푸집 탈형 이후부터 온도가 하강하기 시작했다. 각 측정부위별, 온도감소 분석 결과, 콘크리트 구조물의 위치 및 노출조건에 따라 온도의 변화가 굉장히 다른 것으로 분석되었으며, 초기재령에서 콘크리트 내부의 상대습도의 변화는 수화반응에 영향을 미치는 단위시멘트량 보다는 외부에 노출된 상태가 더 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다.

최근 생태․친환경 건축이 화두로 등장하면서 친환경 건축재료인 점토벽돌과 공기의 흐름과 수분의 이동이 가능한 석회모르타르의 사용이 증가하고 있다. 하지만 국내 연구는 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르에 집중되고 있어 점토벽돌 및 석회모르타르에 대한 연구가 거의 없는 실정이며, 조적조의 국내 기준 또한 국내에서 사용되는 재료와 다른 물리적 값을 사용하고 있는 국외기준을 바탕으로 제정되어 국내 실정을 적절히 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 연구는 프리즘압축강도, 부착강도, 전단 및 사인장강도 실험을 통해 점토벽돌과 석회모르타르를 사용한 조적구조의 물리적 특성을 파악하고자 한다. 또한, 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르를 사용한 조적구조와의 물리적 특성을 비교분석하여 국내 조적기준을 개정하기 위한 근거를 제시하고자 한다. 점토벽돌과 석회모르타르를 적용한 조적구조는 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르를 사용한 조적구조와는 다른 양상을 보이므로 점토벽돌과 석회모르타르를 적용한 조적구조의 프리즘압축강도와 탄성계수에 대한 추정식을 제안한다.