In underground repository environments, various types of engineered barriers are installed to hinder the mobility of radionuclides. Cement admixtures, especially used to improve workability for concrete, are composed of fairly high organic molecules and have a dispersing effect through bonding with the C-S-H of the concrete. Previous studies have shown that complex-forming organics like EDTA, NTA, and ISA have a significant effect on the mobility of radionuclides, but the studies on the behavior and stability of combined complexes in hydrated cement are lacking. So, we selected a commonly used polycarboxylic-ester (PCE) type cement admixture and stable Co as a surrogate of Co-60 to perform desorption experiments from hydrated cement containing the admixture. Radioactive Co is known to be a common contaminant in nuclear fission and medical facilities and considered to exist as a relatively stable phase in repositories. In addition, the evaluation of cobalt can be a standard of safety issue for other radionuclides with the presence of cement admixture in repository. In this study, cement samples were prepared at water/cement ratio of 0.55 and cured for 28 days at 23-25°C and at least 80% of humidity with varying cement admixtures of 0.0, 0.1, and 2.0wt%. To evaluate the stability of cobalt in the weathered cement, a 0.001 M HCl solution was used to simulate cement weathering conditions on a hot plate at 60°C for 1 day using a solid/liquid ratio of 1:100. Degree of weathering was confirmed using XRD analysis. The adsorption experiments were performed by adding 0.0042 mmol of cobalt (CoCl2, Sigma-Aldrich, anhydrous ≥ 98.0%) to the weathered cement for 3 days using a platform shaker at 200 rpm, and the supernatant was separated using a syringe filter (<0.20 um) before ICP-MS analysis to determine the amount of Co adsorption. Cobalt desorption was tested for the Co-adsorbed cement using 0.019 mmol of calcium (Ca(NO3)2·4H2O, Sigma-Aldrich, 99%) for 3 hours to 14 days. The results showed that adsorbed cobalt with and without cement admixture was stably bound to cement, and did not increase any noticeable Co release by 2.0wt% PCE admixture. However, additional experiments using varying contents of PCE and other admixtures should be conducted to provide a standard for assessing the safety of cement admixtures in repositories.

PURPOSES : The purpose of this study is to confirm the thermal expansion characteristics of concrete mixed with 1% waste glass fine aggregates, which is the amount stipulated for recycled aggregates in the current quality standard. METHODS : The coefficient of thermal expansion was measured by applying AASHTOT 336-10 using a LVDT. The results measured were used as physical properties in a finite element analysis to confirm the change in tensile stress and the displacement of the right angle section of the upper slab of a concrete pavement due to admixture substitution. RESULTS : The thermal expansion coefficients of concrete based on the replacement rate of the admixture when the waste glass fine aggregates are replaced are within the range of the thermal expansion coefficients of concrete specified in the Federal Highway Administration report. As the replacement rate of the admixture increases, the thermal expansion coefficient of concrete decreases. As the thermal expansion coefficient decreases, the slab pavement curling displacement and the tensile stress of the center of the upper slab of concrete decrease. CONCLUSIONS : In the short term, the presence or absence of waste glass fine aggregates does not significantly affect the thermal expansion coefficient of concrete. However, in the long term, waste glass fine aggregates are reactive aggregates that causes ASR, which creates an expandable gel around the aggregates and results in concrete expansion. Therefore, the relationship between ASR and the thermal expansion coefficient must be analyzed in future studies.

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 논문은 샤르피 충격 실험을 사용하여 실리카 퓸 시멘트 페이스트의 내 충격성에 대한 연구를 수행하였다. 일반 페이스트 및 개량 된 페이스트의 시편은 물-결합제 비가 0.5로 제작되고, 실리카 퓸의 비율은 각각 바인더 사용량의 5% 및 10%로 선택되었다. 내 충격성은 3일, 7일 및 28일에 V 노치 시험편을 사용한 샤르피 충격 실험에 의해 얻어졌다. 28일의 실험결과는 실리카 흄을 포함한 시멘트 페이스트의 충격량이 58 %까지 증가하였다. 실험 결과로 부터 시멘트 페이스트의 에너지 흡수 능력을 향상시키기 위해 실리카 퓸을 사용하는 것이 효과적임을 알 수 있다.

The carbon dioxide(CO2) released while producing building materials is substantial and has been targeted as a leading contributor to global climate change. One of the most typical method to reducing CO2 for building materials is the addition of slag and fly ash, like pozzolan material, while another method is reducing CO2 production by carbon negative cement development. The MgO-based cement was from the low-temperature calcination of magnesite required less energy and emitted less CO2 than the manufacturing of Portland cements. It is also believed that adding reactive MgO to Portland-pozzolan cements could improve their performance and also increase their capacity to absorb atmospheric CO2. In this study, the basic research for magnesia cement using MgCO3 and magnesium silicate ore (serpentine) as main starting materials, as well as silica fume, fly ash and blast furnace slag for the mineral admixture, were carried out for industrial waste material recycling. In order to increase the hydration activity, MgCl2 was also added. To improve hydration activity, MgCO3 and serpentinite were fired at 700 oC and autoclave treatment was conducted. In the case of MgCO3 as starting material, hydration activity was the highest at firing temperature of 700 oC. This MgCO3 was completely transferred to MgO after firing. This occurred after the hydration reaction with water MgO was transferred completely to Mg(OH)2 as a hydration product. In the case of using only MgCO3, the compressive strength was 3.5MPa at 28 days. The addition of silica fume enhanced compressive strength to 5.5 MPa. In the composition of MgCO3-serpentine, the addition of pozzolanic materials such as silica fume increased the compression strength. In particular, the addition of MgCl2 compressive strength was increased to 80 MPa.

본 연구에서는 중금속 오염토양 및 광미의 고형화 처리를 위한 보통 포틀랜드 시멘트의 혼화재로서 제강슬래그의 처리효과를 검토하였다. 대상시료는 충청남도 청양군 남양면 구룡리의 구봉광산 주변 하천퇴적토와 강원도 영월군 상동읍 내덕리의 상동광산에 위치한 광미를 채취하여 사용하였다. 경화제는 시멘트 95%에 제강슬래그 분말 5%를 혼합하여 제조하였으며, 하천퇴적토 및 광미오염토양에 5%, 10% 및 15%(w/w)의 경화제를 첨가하였다. 이때 이 결과들은 시멘트만을 사용한 것과 Ca 함량이 제강슬래그 보다 상대적으로 높은 굴폐각 분말을 사용하여 배합한 결과와 함께 비교하였다. 공시체는 지름 5cm, 높이 10 cm의 몰드를 이용하여 혼합토를 채워 넣은 후, 습윤양생기에서 1일간 양생시킨 다음 탈형 후, 수조에 수중양생을 실시하였다. 7일, 14일 및 28일 경과된 시료를 대상으로 강도시험 및 중금속 용출시험을 실시하여 처리효과를 비교·검토하였다. 광미시료의 경우, 시멘트, 제강슬래그 그리고 굴폐각 순으로 강도 개선의 효과가 큰 것으로 나타나 제강슬래그의 효과를 확인할 수 없었고, 하천퇴적토의 경우는 혼합비 15%에서 제강슬래그를 혼합한 경우에서 우수한 효과를 나타내 혼화재로서 적용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. 폐기물용출시험 및 0.1 N 염산추출법 결과 경화제의 혼합비가 증가할수록 중금속 및 비소의 농도가 감소하는 경향이 나타났고 특히 비소에 있어서는 제강슬래그의 효과가 가장 좋게 나타났다. 산도가 가장 높은 1N 염산추출법의 결과에서는 광미의 경우 대조구 보다 제강슬래그로 처리한 시료에서 중금속 및 비소의 농도가 아주 낮게 나타났다. 그러나 하천퇴적토는 대조구와 큰 차이가 없이 중금속 및 비소가 용출되었다. 이는 하천퇴적토가 95%이상의 모래로 토양의 입경이 크기 때문에 상대적으로 중금속의 고정화율이 상대적으로 낮은 것으로 판단되었다.

In this study, CGS is a concrete admixture material that has been investigated as a way to promoto recycling of CSG. As results, Show that the early strength is low and the activity index is according to the degree of fineness is insignificant

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.

This experimental study investigates the influence on the tensile behavior of strain-hardening cement composite (SHCC) with HR and SWP Shrinkage Reducing Admixture (SRA). SRA can also improve the tensile strength and multiple cracks of SHCC material used in this study.

This experimental study investigates the influence on the flexural behavior of strain-hardening cement composite (SHCC) with HR and SWP Shrinkage Reducing Admixture (SRA). SRA can also improve flexural strengths and flexural toughness.

On this study, We make an active MgO and Mg-Si material as a main material using autoclave and electric furnace. Mineral admixtures are added to main material, and to enhance the activity of carbon negative cement, MgCl2 solution is mixed to the paste and concrete. To evaluate the activity of hydration, mechanical property, autoclave expansion, hydrate property, SEM, freezing and thawing test of concrete are analyzed

This experimental study examines the test results on the flexural behavior of strain-hardening cement composite (SHCC) with two types of Shrinkage Reducing Admixture (SRA). An influence of SRA on the flexural behaviors of SHCC mixes was observed.

This study investigates the effect of emulsified refined cooking oil (ERCO) on the fundamental properties of cement paste, and their results are compared with that of shrinkage reducing admixture (SR). Results showed that ERCO decreased early strength, but retained the strength at the later age of 28 days, slightly higher than pure OPC

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.

본 연구에서는 고비용의 실리카흄의 대체재로서 인산부산석고와 카올린을 활용한 시멘트매트릭스의 화학적, 기계적 성질에 대하여 분석하였다. 실험을 위하여 인산부산석고는 이수석고 형태인 건조석고, 반수석고, Ⅲ형 무수석고, Ⅱ형 무수석고로 실험용시료를 제조하였으며, 900℃에서 소성된 카올린은 서냉과 급냉의 형태로 제조된 메타카올린의 형태로 제조하였다. 또한 이재료를 활용하여 혼합시멘트를 제조하였으며, 제조된 시멘트를 사용하여 실리카 흄을 혼입한 시멘트 매트릭스와 재료적 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 급냉제조된 메타카올린이 다른 재료에 비하여 성능이 우수한 것으로 분석되었다.