시멘트 모르타르 및 콘크리트 구조물은 물의 침투로 인한 열화현상으로 인해 외관 손상 및 내구성 저하를 유발할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 본 연구는 위해 소수성 혼화재료를 혼입하여 방수 성능을 개선한 모르타르를 개발하고 역학적 성능을 분석하고자 하 였다. 소수성 혼화재료로써 스테아레이트산을 기반한 재료들을 혼입하였으며 역학적 성능 분석을 위해 압축강도, 휨강도, 물의 접촉각 시험, 모세관 흡수 시험을 진행하였다. 발수성 혼화재료를 혼입하였을 때 압축강도 및 휨강도는 OPC(Ordinary Portland Cement) 비교군 보다 상대적으로 낮게 측정되었으나 급속염소이온침투저항성과 모세관 흡수 저항성이 증가하여 우수한 방수 성능을 나타내었다. 이러 한 결과는 모르타르의 방수 성능을 개선하여 건물 외곽 또는 건설재료에서 방수코팅 등으로써 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

초고성능 콘크리트(UHPC)는 낮은 물-결합재비(W/B), 고성능 감수제(SP), 혼화재 및 강섬유(Steel Fiber)의 혼입으로 일반 콘크리트보다 유동성, 강도 등에서 월등히 우수한 성능을 지닌 건설 재료이다. 본 연구에서는 진동밀로 분쇄하여 시멘트의 분말도를 6000cm2/g급 까지 높여 최적의 초고성능 모르타르를 제작하였다. 또한, UHPC의 특성상 시멘트, 혼화재뿐만 아니라 화학 혼화제 혼입량에 따라 물성에 많은 차이를 나타내기 때문에 최적의 화학 혼화제를 도출하기 위하여 고성능 혼화제에 따른 물성 평가 실험도 수행하였다. 분쇄된 시멘트를 활용한 초고성능 모르타르의 유동성, 강도 등 물성 테스트를 진행하였으며, 경제성을 고려하여 강섬유와 기타 혼화재를 혼입하지 않고 목표 물성을 달성하고자 하였다. 실험결과, 모든배합에서 플로우 값은 목표치 180±10mm를 확보하였으며, W/B 20%, SP 0.8%에서 최대 압축강도 90MPa, 휨강도 16.8MPa까지 나타났다.

본 연구에서는 폴리머 시멘트 모르타르의 인장성능을 개선하기 위하여 PVA 섬유를 적용하고자 하였다. PVA 섬유 혼입량에 따른 재료특성을 검토하여, 섬유보강 폴리머 시멘트 모르타르의 제조 가이드라인을 제공하고자 하였다. 폴리머 시멘트 모르타르의 제조를 위하여 친수성의 합성수지(SR)를 사용하였다. 실험에 사용된 변수로 (W+SR)/C비를 고정하여, 사용물에 대한 합성수지의 치환율을 일정하게 증가시켜 사용하였다. PVA 섬유의 혼입량은 각각의 실험체에 0%,1%,2%를 혼입하여 실험을 수행하였다. 재료특성 실험으로는 압축강도시험, 쪼갬 인장강도시험, 휨 강도 시험을 수행하였다. 폴리머 시멘트 모르타르에 PVA 섬유를 혼입하면 쪼갬 인장강도 및 휨 강도가 증가하는 것을 확인 하였다. 따라서, 본 연구결과는 합성수지 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 인장성능 개선을 위한 PVA섬유 혼입시 제조 가이드라인으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

3D 프린팅의 적층제조를 위한 시멘트 모르타르의 이용은 시멘트의 유동 특성을 개질하기 위한 시멘트 혼화용 폴리 머의 혼입이 필수적이다. 시멘트 모르타르는 점성이 높고 수축이 크기 때문에 적층제조를 위해서는 유동성, 경화속도, 시공성 및 적층특성의 개선이 필요하다. 시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼을 혼입한 시멘트 모르타르는 시멘트 수화물과 공극 사이에 폴 리머 필름이 상호 형성되어 인장강도와 취성이 개선되며 우수한 접착성, 기밀성, 내약품성을 보인다. 최근, 사용편리성이 우수한 Ethylene-vinyl acetate 재유화형 분말수지가 널리 사용된다. 하지만 화재와 같은 고온에서는 재유화형 분말수지를 혼입한 경우에 는 성능저하가 더 크다. 재유화형 분말수지가 시멘트 수화물과 공극에 폴리머 필름을 형성하고 충전하지만 고온에 의해 열분해 되기 때문이다. 본 연구에서는 3D 프린팅의 적층제조를 위해 내열성이 개선된 Ethylene-vinyl chloride 재유화형 분말수지의 혼입률을 달리하여 고온에서의 특성과 열분해에 따른 공극특성을 검토하였다. 연구결과, EVCL 재유화형 분말수지를 혼입한 경우 고온에서 약간의 성능개선을 보였지만 열분해하여 공극률이 커지며, 밀도, 강도가 감소한다. 따라서, 사용조건에 적합한 배합조절 등이 필요하다.

Recently, functionalization of construction materials using nano materials is being studied in domestic and overseas. In this study, functionalization of cement composites using excellent mechanical characteristics, electrical and thermal conductivity characteristics was carried out. The basic study on the heat characteristics of cement mortar containing Single-walled Carbon Nano Tube(SWCNT), one of the CNT types, has been carried out and this study is aimed to verify whether heat characteristics is effective at low content mixing. The experimental parameters were selected as CNT content, curing age, and supplied voltage. The size of specimens was 50 x 50 x 50mm3 and three specimens were fabricated. As a result, heat characteristics of the SWCNT cement mortar was confirmed even at a low CNT content. As the curing progressed, it was confirmed that heat generation effect was low. But it was confirmed that the heat characteristics were sufficiently exhibited when 100V or more voltage was supplied.

PURPOSES : The objective of this study is to develop an optimized method of mix design for rapid-set lightweight-formed mortar mix. To achieve this objective, the workability, setting time, and compressive strength of mixes under various conditions of mix design were evaluated. METHODS: The water-bonder ratio, fly-ash substitution ratio, and forming agent injection amount were selected as design variables in the study. The fluidity, setting time, density, and strength of the mortar mix were considered as major evaluation criteria of the mixture, and were subsequently utilized to evaluate the characteristics of the mortar mix under various conditions. RESULTS : The observations made from the mix design process are as follows: 1) the air content and fluidity increase as the forming agent ratio and forming agent ratio increase, respectively; 2) the maximum air content is approximately 20%; 3) the accelerating agent decreases the fluidity of the mortar mix by 15% on average; 4) the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio yield significant effects on the initial and final set times of the mortar mix; 5) as the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio increase, the compressive strength of the mortar mix decreases; and 6) the 28-day compressive strengths of the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio yield the most significant effects. CONCLUSIONS: It is concluded that the governing design variables for the rapid-set lightweight-formed mortar mix are the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio.

탄소나노튜브를 첨가한 시멘트계 재료는 압축하중이 가해짐에 따라 저항이 변화되는 특성을 지니고 있다. 이러한 특성을 이용한다면 콘크리트 포장 도로에 가해지는 하중을 실시간으로 감지 할 수 있다. 기존에 사 용되어 왔던 센서들은 포장 재료 겉 표면에 붙이거나, 타설과 동시에 내부에 심어 사용을 한다. 이러한 센서 들은 시간이 지남에 따라서 포장 재료와 이질적인 거동을 하게 되면서 장기거동을 계측하는데 있어 문제점 이 있다. 그러나 탄소나노튜브를 첨가한 시멘트계 합성물은 자체적으로 포장 재료로서 사용되며 동시에 센 서로서도 활용 할 수 있는 첨단 포장 재료가 될 수 있다. 선행 연구 결과 시편의 내부 수분량이 압저항 효과 에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 시편의 수분량을 정량적으로 평가 할 수 있는 내부 상대습도를 측정하고 이에 따른 압저항 효과를 분석하는 것이 본 연구의 목표다.

탄산칼슘 형성 미생물은 요소(CO(NH2)2)의 가수분해를 통해 탄산염이온(CO3 2-)을 생성하고, 분해된 탄산 염이온은 칼슘이온(CO3 2+)과 결합하는 탄산칼슘형성작용(Microbially Induced Calcite Precipitation)을 하는 것으로 알려져 있다. Muynck et al.(2008)은 탄산칼슘(CaCO3) 형성 미생물을 콘크리트에 적용하여, 자가 균열보수 및 강도 증진 효과의 가능성을 언급하였다. 이러한 탄산칼슘 형성 미생물을 콘크리트 도로포장에 적용할 경우, 경화 시 발생하는 미세균열을 방지하고, 초기강도 증진효과를 얻을 수 있으며, 장기강도 및 공용성을 증진시킬 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 탄산칼슘 형성 미생물을 콘크리트 포장에 적용하기 위한 기초연구로서, Lysobacillus sphaericus종의 탄산칼슘형성 미생물을 적용시킨 시멘트 모르타르에서 탄산칼슘 형성량과 초기강도 발현을 확인하였다. 이를 위해, SEM 촬영 및 EDS 분석을 실시하여 탄산칼슘 형성능력을 비교하였고, 3일, 7일 28일 압축강도 시험을 통해 초기강도를 측정하였다. SEM(Scanning Electron Microscope) 촬영 결과, 미생물에 의해 탄산칼슘이 형성된 공시체의 단면은 그림 1(a)와 같이 탄산칼슘 결정들에 의해 거칠게 나타난 반면, 탄산칼슘 미생물이 주입되지 않은 일반 시멘트 모르타르의 표면은 그림 1(b)와 같이 비교적 매끄러운 것으로 확인되었다. EDS(Energy Dispersive x-ray Spectroscopy) 분석을 실시하여 탄산칼슘 형성량을 비교한 결과, 미생물을 적용한 시멘트모르타르 공시체에서 탄산칼슘 질량이 16.7% 증가함이 확인되었다. 그리고 미생물에 의해 생성된 탄산칼슘이 압축강도에 미치는 영향을 분석한 결과, 탄산칼슘 형성 미생물을 적용시킨 시멘트 모르타르의 경우 일반 시멘트 모르타르에 비해 강도가 48.1% 증가하는 것으로 나타났다.

PURPOSES : This study is to evaluate the feasibility of using the alkali activated cement concrete for application of partial-depth repair in pavement. METHODS : This study analyzes the compressive strength of alkali activated cement mortar based on the changes in the amount/type/composition of binder(portland cement, fly ash, slag) and activator(NaOH, Na2SiO3, Na2CO3, Na2SO4). The mixture design is divided in case I of adding one kind-activator and case II of adding two kind-activators. RESULTS : The results of case I show that Na2SO4 based mixture has superior the long-term strength when compared to other mixtures, and that Na2CO3 based mixture has superior the early strength when compared to other mixtures. But the mixtures of case I is difficult to apply in the material for early-opening-to-traffic, because the strength of all mixtures isn't meet the criterion of traffic-opening. The results of case II show that NaOH-Na2SiO3 based mixtures has superior the early/long-term strength when compared to NaOH-Na2SiO3 based mixtures. In particular, the NaOH-Na2SiO3 based some mixtures turned out to pass the reference strength(1-day) of 21MPa as required for traffic-opening. CONCLUSIONS : With these results, it could be concluded that NaOH-Na2SiO3 based mixtures can be used as the material of pavement repair.

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률 변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준 을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.

본 연구에서는 코어직경에 따른 시멘트 모르타르의 부착강도 변동 특성을 분석하기 위하여, 코어직경 50mm 부착강도 13개 데이터와 코어직경 75mm 부착강도 17개 데이터를 활용하여 분석하였다. 부착강도의 평균값을 비교하면 코어직경 75mm의 값이 코어직경 50mm의 값에 비해 10.5% 정도 크게 나타났으며, 코어직경에 따른 부착강도의 변동계수(Coefficient of Variation) 값을 비교·분석한 결과 코어직경 75mm의 변동계수가 모든 시험 회차에서 상대적으로 작게 나타났다. 그러므로, 코어 직경에 따른 부착강도의 변동성을 최소화 하기 위해서는 코어직경 75mm를 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

콘크리트 내에서 염소이온을 고정 및 침투 억제할 수 있는 CA계 클링커의 상호간의 영향을 파악하기 위하여 CA(CaAl2O4)와 CA2(CaAl4O7)을 혼입하여 실험체를 제작하였다. 실험수준은 W/C 50%로 28일간 수중양생 진행되었고 클링커는 시멘트 중량대비 10%로 설정되었다. 평가결과 CA의 혼입율이 증가 할수록 초결이 빨랐지만 장기강도 발현이 감소했고, 시멘트 매트릭스 내부 공긍률이 증가했다. XRD분석결과 CA계 클링커를 혼입한 실험체에서 하이드로 칼루마이트 생성이 증가 한 것으로 보아 염소이온고정능력이 향상될 것 이라고 판단된다

In this paper, water flow test was performed to evaluate the healing performance of self - healing solid capsules based on inorganic materials. The water flow test was used to evaluate the permeability reduction for each healing age with respect to the initial permeability of crack - induced test specimens.

This research and development analysis provides numerical analysis techniques that can be used conveniently to determining the safety of the current state and to predict the stability in the future. It also seeks to present algorithms of back analysis to develop unified management system for control, prediction, coordination, and information modeling that can reasonably handle appropriate responses to structural behavior at project sites and design changes.

The purposes of this study is to evaluate the adhesion in flexure and adhesion in tension between old-plain cement mortar and new-polymer cement mortar that has been widely used as finishing and repairing materials of RC structures. From the test results, the adhesion in flexure and adhesion in tension of polymer-modified mortar to plain cement mortar are much higher than that of plain cement mortar, and are increased with increasing polymer-cement ratio. The maximum strengths show at polymer cement mortar using EVA dispersion, and those are about 1.69 and 2.10 times respectively, plain cement mortar.

This study is a basic review of the use of CGS generated in IGCC as a fine aggregate for concrete, and a basic feature of cement mortar was considered. The analysis shows that CGS and CS mix ratio is best when the CGS is mixed at about 0~50 % On the basis of workability and strength improvement effects. This is expected to contribute to the strength, workability, and quality improvement of concrete given the optimal mixing of CGS.