The number of nuclear power plants that are permanently shut down or decommissioned is increasing worldwide, and accordingly, research is being conducted on an appropriate method for disposing of radioactive waste generated during the decommissioning of nuclear power plants. In the case of waste liquid generated during the decommissioning of nuclear power plants, it is important not only to efficiently reduce waste but also to secure the suitability of disposal. One of the solidification treatment methods for radioactive waste is cement solidification, but since cement solidification has poor solidification properties and generates a large amount of waste, improvement activities have been pursued. This study aims to develop high-performance cement-based materials and solidification treatment technology for solidification of liquid radioactive waste generated during nuclear decommissioning in order to improve the problems of cement solidification treatment method. For the development of polymer cement, epoxy resin and polyamine/amide mixed type and general Portland cement were mixed in various ratios. The most appropriate mixing ratio was 4.5:2, which showed the highest compressive strength. A simulated waste liquid was prepared by referring to the preliminary decommissioning plan of Shin-Kori Units 5 and 6, and it was dried and made into granules. Polymer cement was injected into a drum filled with granules by vacuum pressure to prepare a waste form matrix. In the solidification process, granules made by drying the waste liquid were used, and the solidification agent was filled in between the granules, so the total volume of solid radwaste was reduced compared to the conventional cement solidification treatment method. As a result, the amount of waste decreased to about 1/3, and the volume reduction rate increased by about 2.2 times. The compressive strength of 3,243 psi was confirmed in the disposability performance test for the manufactured solid samples. The compressive strength after the thermal cycling test, irradiation test, microorganism test, and immersion test was 2,257 psi, 2,306 psi, 4,530 psi, and 2,263 psi, respectively, exceeding the acceptance criteria of 500 psi. The leaching index was 7~13, and no free standing water was generated.

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 고로슬래그 미분말 및 플라이애시와 같은 광물질 혼화재를 사용한 친환경 고성능 3성분계 시멘트 콘크리트 교면 포장의 성능을 평가하기 위하여 실험을 하였다. 광물질 혼화재의 혼입률 변화에 따른 3성분계 시멘트 콘크리트의 최적배합을 찾기 위하여 압축강도 및 휨강도 시험을 하였으며 최적배합을 사용하여 내구성 시험인 염소이온 침투저항성, 동결융해, 박리 저항성, 균열 저항성 및 알칼리골재반응 시험으로 친환경 고성능 3성분계 시멘트 콘크리트 교면 표장의 내구성 평가 및 신 구 콘크리트의 부착력을 평가하기 위하여 부착강도 시험을 하였다. 시험결과, 시멘트 70%, 고로슬래그 미분말15% 및 플라이애시 15%의 배합 바인더에서 압축강도 및 휨강도가 우수하게 나타났으며 이를 최적배합으로 도출하였다. 실내 및 시험시공에서 최적 배합을 사용한 실험결과는 염소이온 침투 저항성, 동결융해 저항성, 표면박리 저항성, 알칼리골재 반응 억제 및 내마모성이 우수하게 나타났다. 또한, 특수 제작된 Polymer Cement Mortar(Brooming)를 사용한 신 구 콘크리트의 부착력에서도 우수한 성능을 나타냈다.

High Energy Milling (HEM) is applied for the grinding of cement and this can lead to substantial refinement (<2μm) and mechanically activation of the powder particles. The present paper reviews the preliminary studies, explains the novel technique and suggests the route into commercial application. Particular attention is paid to wear results with an applied unit where no substantial wear was found after 4000 h of operation.

이 논문의 목적은 다른 종류의 폴리에틸렌 섬유로 보강한 높은 연성을 갖는 고강도 시멘트계 복합체의 재료강도와 인장변형거동을 실험적으로 연구하는 것이다. 이를 위하여 압축강도 80 MPa 수준의 재료 및 배합을 결정하였고, 보강 섬유로서 2 종류의 폴리에틸렌 섬유를 사용하였다. 그리고 밀도, 압축강도, 1축 인장변형에 대한 일련의 실험을 수행하였다. 실험결과 시멘트계 복합체의 인장거동과 균열 패턴은 보강 섬유의 특성에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 적절한 폴리에틸렌 섬유를 사용함으로써 재료의 압축강도가 77.7 MPa 이고, 인장변 형성능이 7.9% 변형률인 시멘트계 복합체의 제조가 가능하다는 것을 확인하였다.

콘크리트의 수화물 및 이와 관련된 특성치들은 재령에 따라 변화하며 이는 염화물 확산성과 큰 관련이 있다. 본 연구에서는 세 가지 수준의 물-결합재 비와 플라이 애시 및 고로슬래그 미분말을 30% 혼입한 콘크리트 대하여 2년간 장기 양생을 수행하였다. 5번의 측정 시점(28일, 56일, 180일, 365일, 730일)에 대하여 촉진실험을 통하여 촉진 염화물 확산계수를 평가하였으며, DUCOM을 통하여 도출된 공극률, 염화물 구속능, 투수계수의 변화와 비교하였다. 염화물 확산성과 투수성의 변화 패턴이 가장 유사하였는데, 이는 투수성이 공극률의 제곱에 비례하기 때문이다. 또한, 각 재령 기간 동안 변화하는 비율을 분석하였는데, 초기 재령(재령 28일~56일)에서 공극률, 투수성 및 염화물 확산성의 변화가 지배적이었고, 낮은 물-결합재 비를 가진 OPC 콘크리트에서는 180일까지 확산성의 변화가 지속적으로 크게 평가되었다.

최근 온실가스 감축을 위해 시멘트 클링커를 대체하여 고로슬래그 미분말을 다량 치환한 하이볼륨 슬래그 시멘트에 대한 연구 활 발히 진행되고 있다. 하지만, 수화열 및 내구성 등 다양한 장점에도 불구하고 초기 재령에서의 낮은 강도 발현 등의 문제점으로 인해 실제 현장 의 적용에 한계점을 가지고 있다. 본 연구는 이러한 점을 극복하고자 GGBFS 혼입률에 따른 페이스트의 압축강도, 수화열 등의 특성을 분석하 였다. GGBS 분말도에 따른 4종류와 치환율 35%, 50%, 65%, 80% 4수준으로 하여 총 16개의 배합에 대해 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된 다. 또한 GGBS의 분말도는 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 초기 재령에서의 압축강도 증진에는 효과가 있지만, 28일 이후의 장기 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

In this study, We evaluated the flexural behavior of high performance fiber reinforced cementitious composite (HPFRCC) with single steel fibers. to do this, we considered different types of steel fibers such as hooked, twisted and straight fibers. Test results indicated the flexural performance tends to increase as the incorporation rate of steel fiber increases and when the length of the fiber is long and at the high volume fractions(vf of 2.0) the flexural high performance was reduced.

In case of high performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCC) specimens with steel fiber of 30mm they exhibited poorer flexural strength than the straight fibers at a higher than 1.5% compared to steel fiber of 13mm and 19.5mm. In this study, Therefore we evaluated the flexural strength and cracking behavior of HPFRCC with steel fiber type such as fiber length, volume fraction.

This study has been suggested a model for the in-plane shear behavior of High-Performance Cement-free Fiber Composite Panels under biaxial stress states. The analytical model is verified by comparison of the analytical results with the experimental results for biaxial shaer test of Cement-free Fiber Composite Panels.

The purpose of this study was to evaluate the dynamic mechanical properties of fiber reinforced cement composite according to the strain rate. Experiment result, the compressive strength was improved by increase the strain rate. But strain at the peak stress and elastic modulus was not affected by the strain rate.

This paper showed evaluations of mechanical performances of High-Performance Fiber Composite Mortar which made by cement free binders with Alkali-activated slag and PVA fibers with the volume fraction of 1~1.5%. Specimens were subjected to compressive, tensile and shear strength test and the test results showed their high performance mechanical characteristics.

This paper presents an experimental study on the improvement of ductile and flexural strength for high performance fiber reinforced cementitous composites (HPFRCC). The test was evaluated by compressive and flexural behavior of HPFRCC(compressive strength : 180 MPa) according to aspect ratio and volume contents of steel fiber. The flexural strength was increased by aspect ratio near 100 or increasing volume contents of steel fiber while there is no clearly result on the compressive strength.

This paper showed evaluations of mechanical performances of High-Performance Fiber Composite Mortar which made by cement free binders with Alkali-activated slag and PVA fibers with the volume fraction of 1~1.5%. Specimens were subjected to compressive, tensile and shear strength test and the test results showed their high performance mechanical characteristics.

In this study, We evaluated the applicability of high performance fiber reinforced cementitious composite (HPFRCC) with compressive strength of 180, 140 and 100 MPa and identical contents in steel fiber. The analysis of the flexure tensile behavior showed that HPRFCC presents deflection hardening after the initiation of cracks and exhibits higher energy absorbing capacity with high compressive strength.

This paper describes the flexural performance of concrete and strain-hardening cement based composite (SHCC) beams reinforced with normal and high-strength steel bar to evaluate the effect of reinforcing bar strength and cement composite type. The present investigation shows the potential of high-strength structure materials used of high-strength reinforcing bars with SHCC. And superior mitigation of crack-damage is observed reinforced SHCC beams than reinforced concrete beams