This research investigates the incorporation of eco-friendly materials, namely fly ash and artificial interior stone sludge into cement grouts. The study aims to establish the correlation between the microstructural properties and the compressive strength, providing a comprehensive behavior of fly ash and artificial interior stone (AIS) sludge on the cement grouts. A multifaceted experimental approach encompassing compressive strength testing, mercury intrusion porosimetry, thermogravimetric analysis, and scanning electron microscopy is employed. The result indicated that incorporating fly ash and artificial interior stone sludge into cement grouts led to a reduction in the porosity and refinement of the pore size. The thermogravimetry analysis revealed a notable impact of fly ash and artificial interior stone sludge on hydration and phase transition. The scanning electron microscopy findings of the microstructural enhancement confirmed that the combined incorporation of fly ash and AIS sludge densified the structure.

Electrospinning, as one of the nano technologies for synthesizing nanofiber, is widely used in filtration, thermal insulation, protective clothing, sensors, conducting devices, and other fields due to its simple equipment, low cost and easy manipulation. The electrospun fibers have small diameter, high porosity, excellent pore interconnectivity, large specific surface area, easy surface modification, polymer chain functionalization and other advantages. Therefore, in this study, electrospinning technology was employed to synthesize multifunctional composite nanofiber membrane(polyacrylonitrile/fly ash/polyacrylonitrile, PAN/FA/AgNO3), which has the ability to remove volatile organic compounds(VOCs) and heavy metals; moreover, the membrane also has excellent antibacterial ability. This research result provides an important reference value for broadening the application of electrospinning technology in the field of air and water filtration in the future.

Recycling industrial wastes such as fly ash from a coal burning heat power plant and shell from an oyster farming were investigated to prevent environment contamination as well as to enhance the value of recycling materials. In this study, the lightweight aggregates and the red bricks were fabricated from fly ashes with other inorganic materials and wastes. The starting materials of the lightweight aggregate were fly ash powder and water glass, and the compacts of these materials were heat treated at . The fabricated lightweight aggregates had low bulk density, , hence floated on the water and had the strength of 7.0-11.0 MPa and the modulus of 2900-3300 MPa which indicates it has enough strength as the aggregate. Another type of the light weight aggregate was prepared from fly ashes, shell powders and clays. The bulk density, porosity, and compressive strength of these aggregates were and 5-12 MPa, respectively. The addition of a small amount of fly ash powder prevented hydration of the light weight aggregates. The red brick was also fabricated from the fly ash containing materials. It is suitable for the brick facing of a building as it has moderate strength and low water absorption rate.

In general, polymer cement mortars that is made from organic polymer dispersion and cement have good workability compared with ordinary cement due to ball-bearing acting of polymer particles in cement mortar. The purpose of this study is to evaluate the workability of cement mortar according to adding of admixtures such as polymer dispersions, blast-furnace slag and fly ash. From the test results, the flow of polymer-modified mortars is increased with increasing polymer-cement ratio, and also is a little improved according to adding of fly ash compared to blast-furnace slag.

This study presents the results of experimental research to investigate the drying shrinkage properties of mortar containing the fly-ash and glycol-ether shrinkage reducing agent. the drying shrinkage of mortar was measured according to KS F 2424. It was confirmed from test results that 10% fly-ash replacement and 1% shrinkage reducing agent is most effective to decrease the shrinkage of mortar

In general, polymer cement mortars that is made from organic polymer dispersion and cement have good workability compared with ordinary cement due to ball-bearing acting of polymer particles in cement mortar. The purpose of this study is to evaluate the workability of cement mortar according to adding of admixtures such as polymer dispersions, blast-furnace slag and fly ash. From the test results, the flow of polymer-modified mortars is increased with increasing polymer-cement ratio, and also is a little improved according to adding of fly ash compared to blast-furnace slag.

This study presents the results of experimental research to investigate the drying shrinkage properties of mortar containing the fly-ash and glycol-ether shrinkage reducing agent. the drying shrinkage of mortar was measured according to KS F 2424. It was confirmed from test results that 10% fly-ash replacement and 1% shrinkage reducing agent is most effective to decrease the shrinkage of mortar.

As a result of strength test on FA and BFS, FA concrete showed higher increase of strength compared to OPC, when FA4000 and FA5000 were mixed 30%, respectively. For BFS concrete, those mixed with 30% and 50% of BFS8000, respectively, showed higher or equivalent strength compare to OPC. As a result of test of chloride penetration on FA and BFS, diffusion coefficients of concrete mixed with 30% FA4000 and FA5000, respectively, showed to restrain average 6.5% of diffusion coefficient compared to OPC. And in case of BFS concrete, those mixed with BFS6000 and BFS8000, restrained diffusion of chloride ions 253% and 336%, respectively, compared to OPC. Therefore, Mixing 50% of BFS was most efficient in order to maximize restraint of chloride penetration according to metathesis of large amount.

In this study, high performance fiber composites has developed using GGBS and Flyash with PVA fiber. Thus, four mixtures was determined accoding to the ratio of binder. A series of experiments, including slump flow, compressive strength, uniaxial tensile strength tests were carried out to characterize the mechanical properties of the fiber composites. The result of tests, slump flow showed an average 428mm and tensile strain 2% of behavior strain hardening of due to the occurrence multiple micro crack.

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.

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.

The objective of this study is to evaluate shrinkage of heavy weight concrete. The main parameter was replacement level of fly-ash. Test results showed that shrinkage of heavy weight concrete was higher than ACI 209 and CEB-FIP codes without replacement of fly-ash in early ages. However, in fly ash substitution rate of 20% case, shrinkage of heavey weight concrete was lower than ACI 209 and CEB-FIP codes after 35 days.

시멘트 대체 재료로서 플라이애쉬의 사용은 시멘트 생산비용을 절감시키는 효과를 창출하였다. 반면에 플라이애쉬 혼입콘크리트는 OPC에 비해 상대적으로 긴 양생시간과 초기강도의 발현 저하를 들 수 있어 이의 해결을 위해 물리적 방법, 온도 및 화학적 방법 등과 같은 다양한 활성화 기술의 적용을 통하여 플라이애쉬 혼입 콘크리트의 수화를 가속시킬 수 있고, 콘크리트의 부식 저항성을 향상시킬 수가 있다. 본 연구에서는 10～40%의 치환률을 가진 활성화된 플라이애쉬 시편을 통해 개방 회로형 전위측정(Open circuit potential measurement)을 수행하였고, 투수시험, 급속염화물침투시험 및 SEM(Scanning electron microscopy)촬영을 통해 OPC 콘크리트와 비교․분석 하였다. 또한, 치환률의 임계범위 20～30%의 경우에 있어서 활성화된 플라이애쉬를 사용한 콘크리트가 열화저항성에 있어서 개선효과가 나타나고 있음을 확인하였다. 또한 플라이애쉬를 화학적으로 활성화시킨 경우가 본 연구에서 수행된 다른 활성화 방법들에 비해 더욱 좋은 결과를 나타나고 있음도 확인하였다.

연구는 알칼리 활성시멘트(Alkali Activated Cement)를 콘크리트에 활용하기 위한 기초적인 연구로서 잔골재 및 굵은골재의 혼합비는 일정하게 하고, 활성화제/플라이 애쉬의 혼합비, 그리고 활성화제 중 물유리, 수산화나트륨, 물의 혼합비를 변화시킨 AAC 콘크리트에 대한 압축강도를 측정하였다. 또한 각 변수에 따른 압축강도의 특성을 분석하고, AAC 콘크리트의 최적 혼합비를 구하였다. 그 결과 최대 압축강도 발현을 위한 활성화제 중 물유리, 수산화나트륨, 물의 최적 혼합비는 4.0:1.0:2.5 이었으며, 활성화제/플라이 애쉬의 최적 혼합비는 0.7 이었다

본 연구는 잔골재와 굵은 골재를 전량 플라이애쉬로 치환한 콘크리트의 공학적 특성을 밝히기 위한 실험적 연구의 결과이다. 그리고 플라이애쉬 전량 치환 콘크리트의 유동성 저하 문제를 추가수량(Wf)으로 해결하고자 하였다. 실험은 물-시멘트 비(Wc/C)를 0.35, 0.45 그리고 물-플라이애쉬 비(Wf/FA)를 0.35, 0.45로 하였다. 플라이애쉬 치환은 P와 Q의 두 가지 방법으로 하였다. P 방법은 플라이애쉬와 첨가수량(Wf)의 중량이 골재의 중량과 같은 배합법이다[FA + Wf = G (또는 S)]. Q 방법은 플라이애쉬와 골재의 중량이 같고 첨가수량(Wf)을 추가하는 배합법이다 [FA + Wf > G (또는 S)]. 실험은 굳기 전 콘크리트의 특성과 3, 7, 28 및 91일 압축강도 특성을 측정하였다. 실험결과 압축강도는 Wc/C=0.35, Wf/FA=0.35 일 때, P 치환법 중에서 잔골재 치환이 다른 배합들보다 향상되었다. Q 방법은 P 방법에 비해 유동성은 향상되었으나, 압축강도는 그렇지 않았다. 실험결과는 잔골재와 굵은 골재를 플라이애쉬로 전량 치환한 콘크리트의 유동성과 강도 특성이 향상됨을 알 수 있었고, 플라이애쉬 치환방법으로 효과적임을 보여주었다.