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.

이 연구는 셀룰로오스 또는 실리카를 포함하고 있는 목재, 왕겨 및 축분 바이오차로 시멘트 또는 잔골재를 대체한 콘크리트 의 강도시험을 통하여 역학적 특성을 파악한 것이다. 시험결과에 따르면, 바이오차 종류에 따른 강도는 왕겨 바이오차 혼입 콘크리트가 가장 크고, 다음으로 목재 바이오차였으며, 축분 바이오차가 가장 낮은 것으로 나타났다. 그리고 시멘트 또는 잔골재의 대체율에 따른 콘크리트 강도는 왕겨 바이오차의 대체율이 증가할수록 강도가 감소하였으나, 목재 및 축분 바이오차의 경우에는 대체율에 따라 강도 가 증가 하였다. 또한, 바이오차를 혼입하지 않은 보통 콘크리트와 비교하여 왕겨, 목재 및 축분 바이오차 순으로 최대 강도가 90%에 서 99%까지였으며, 압축강도로 추정하는 휨강도 또는 쪼갬인장강도 또한 보통 콘크리트의 상관 계수와 비슷하였다. 이와 같은 시험결 과를 근거로, 바이오차를 혼합한 콘크리트의 역학적 특성은 대체율에 따른 차이에도 불구하고 보통 콘크리트와 비슷한 강도를 확보할 수 있으므로 바이오차를 콘크리트의 새로운 혼화재료로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

단위 바인더량을 400과 420으로 결정하였으며, 잔골재율 58%, W/B를 38%로 결정하였다. 혼화재료의 경우 현장 투입을 위해 추가 첨가하는 개념으로 실리카퓸을 중량대비 3% 첨가, 라텍스를 5% 첨가 하였고, 속경성 혼화재료의 경우 10∼40% 까지 첨가하여 첨가량에 따른 강도를 확인 하고자 하였다. 표1은 실험에 사용된 배합표이다. 기본적으로 속경성 혼화재료의 혼입량이 증가할수록 강도는 점차 증가하는 것으로 나타났으나, 12시간 강도에서는 바인더량에 따라 강도 차이가 크지 않았다. 그러나 24시간 강도에서는 혼입률이 적은 변수(10∼20%)구간 보다 혼입률이 높은 변수(30∼40%)구간에서 강도 증진이 크게 나타났다. 그림1은 변수별 강도 시험 결과 이다.

건전자제품의 개발과 생산기술에 비교하여 폐유리의 재활용을 위한 기술개발은 상대적으로 미흡하여 자원낭비와 환경오염이 가속화되고 있다. 해외에서는 이 분야에 대한 기술개발이 활발하게 이루어지고 있으나 국내의 경우, 그 관심도가 부족하여 폐유리를 불법투기 또는 매립으로 처리하고 있는 실정이다. 폐유리는 시멘트와 수화반응시 포졸란 반응가능성이 있는 것으로 확인되어 경화 콘크리트의 물리적 성질을 향상시키고 굳지 않은 콘크리트의 레올로지 특성을 개선하여 블리딩의 저감 및 수화열 발생의 억제 등에 효과적인 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 논문에서는 폐유리를 잔골재로 사용한 차폐콘크리트의 알칼리-실리카반응이 팽창에 미치는 영향을 분석하고 폐유리 혼입에 의한 알칼리-실리카반응의 팽창을 억제하기 위한 방안으로 적정 혼화재료를 사용하여 차폐콘크리트의 내구성능을 평가하였다.

본 연구에서는 지오폴리머 결합재인 고로슬래그를 분쇄할 때 석고의 혼입 여부, 고로슬래그와 플라이애시의 혼합비율과 수축저감제 첨가 여부를 변수로 하여 실험하였다. 실험에서는 슬럼프플로우를 측정하여 작업성을 파악하였으며, 압축강도와 휨강도 및 건조수축을 측정하여 역학적 성능을 파악하였다. 석고를 혼입한 고로슬래그는 혼입하지 않은 고로슬래그에 비해 슬럼프플로우가 커지는 경향을 보였으며, 고로슬래그와 플라이애시의 혼합비율이 5:5인 경우가 혼합비율이 8:2인 경우보다 슬럼프플로우가 커지는 경향을 보여 석고와 플라이애시가지오폴리머의 작업성을 높여주는 것으로 나타났다. 석고를 혼입하지 않은 고로슬래그를 사용한 지오폴리머는 석고를 혼입한 고로슬래그를 사용한 경우보다 압축강도와 휨강도가 모두 크게 나타났으며, 고로슬래그와 플라이애시의 혼합비율이 8:2인 경우가 혼합비율이 5:5인 경우보다 압축강도와 휨강도가 커지는 경향을 보였다. 석고를 혼입하지 않은 고로슬래그를 사용하고 플라이애시의 혼합비율을 높일수록 건조수축은 감소되었으며 수축저감제도 지오폴리머의 건조수축 저감에 효과적임을 알 수 있었다.

The purpose of this study was to develope the environmentally favorable method of roller compacted soil concrete pavement using industrial waste red mud. Red mud was the major solid waste produced in the process of alumina extraction from bauxite(Bayer process). For recycling purpose, red mud was treated and applied to use as concrete admixtures. To this end, laboratory test such as compressive strength of soil concrete, and field test such as construction characteristics of soil concrete pavement, had been conducted. From the study results, the compressive strength of soil concrete was strongly related to its matrix proportion and compaction energy. The optimum mix proportion was comprised of cement 300 kg/m3, water 110 kg/m3, fine aggregate 600 kg/m3, course aggregate 1400 kg/m3, red mud admixture 50 kg/m3 and compaction energy above 2.86 cm-kgf/cm3. The 7th-day and 28th-day mean compressive strength of soil concrete were 43.8 MPa and 53.3 MPa each under the optimum condition. Pavement application of soil concrete using red mud admixture indicated that the proposed method was simple in case of construction and showed a good surface texture.

재유화형 폴리머는 보수용 모르타르의 개질재료로 주로 사용되고 있으며, 이러한 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에는 폴리머 이외에 각종 혼화재료가 첨가된다. 기존의 연구들은 시멘트-폴리머 비가 모르타르에 미치는 영향에 대하여 주로 이루어졌으며, 혼화재료가 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향은 보고 되어있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 혼화재료들(CSA계 팽창재, CSA계 속경재, 석고, 실리카 흄)의 배합비율에 따라 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향을 분석하고자 모르타르의 작업성, 응결시간, 건조수축, 압축강도, 휨 및 부착강도 등의 기초적 성질에 대하여 실험적으로 구명하였다. 재유화형 폴리머는 보수용 모르타르의 개질재료로 주로 사용되고 있으며, 이러한 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에는 폴리머 이외에 각종 혼화재료가 첨가된다. 기존의 연구들은 시멘트-폴리머 비가 모르타르에 미치는 영향에 대하여 주로 이루어졌으며, 혼화재료가 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향은 보고 되어있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 혼화재료들(CSA계 팽창재, CSA계 속경재, 석고, 실리카 흄)의 배합비율에 따라 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향을 분석하고자 모르타르의 작업성, 응결시간, 건조수축, 압축강도, 휨 및 부착강도 등의 기초적 성질에 대하여 실험적으로 구명하였다.