자연 및 인위적 처리방법 변화에 따른 순환잔골재의 pH저감

한천구,한민철,한상윤,Han, Cheon-Goo,Han, Min-Cheol,Han, Sang-Yoon 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.1

본 연구는 폐콘크리트로부터 발생한 성토 복토용 순환잔골재의 pH 저감을 목적으로 자연적 처리 방법 및 인위적 처리 방법을 이용하여 순환잔골재의 pH 저감특성을 비교 분석 하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 실내방치된 순환잔골재의 경우는 사람의 호흡 등 대기중 높은 $CO_2$농도로 인해 실외방치된 순환잔골재보다, 또한 쌓기 두께가 얇을수록 pH를 저감시킨 것으로 분석된다. 공기투과의 경우 비교적 순환잔골재의 pH저감이 효과적이었는데 이는 고압의 환풍기로 인해 순환잔골재에 원활한 $CO_2$ 공급으로 pH를 저감시킨 것으로 판단된다. 살수처리의 경우 미수화 시멘트의 수화반응을 촉진시켜 수산화칼슘을 용해시키고, 건조과정중 대기중 $CO_2$에 의한 중성화로 pH를 크게 저감시키는 것으로 나타났으며 침수처리에서는 pH 저감 효과가 미흡하였다. $CO_2$촉진의 경우 순환잔골재의 pH저감 효과가 가장 우수한 것으로 나타났는데, 이는 원활한 $CO_2$공급이 가능하기 때문인 것으로 분석된다. 이상의 실험 결과를 종합하면, pH 저감성능, 경제성 및 작업성 측면을 고려할 경우 순환잔골재 질량비 1: 0.5 비율로 살수한 다음, 강제적인 $CO_2$가스의 처리로 건습을 반복한다면 순환잔골재의 pH저감에 가장 효과적인 방법이 될 것으로 분석된다. This study is to comparatively analyze the characteristics of pH decrease in recycled fine aggregates for embankment and landfill produced from waste concrete by using natural process and artificial process. The result was as follows In case of recycled fine aggregates left outdoor, it was found that pH level was decreased if the thickness of embankment becomes thinner, or the materials left outdoors owing to high concentration of $CO_2$ in atmosphere caused by respirations of people. When the air was permeated, pH level was decreased more effectively. It was analyzed that this phenomenon was caused by efficient supply of $CO_2$ in the recycled fine aggregates owing to high-pressure ventilators. In case of water spraying treatment, sprayed water facilitated hydration of unhydrated cement to dissolve calcium hydroxides which neutralized $CO_2$ in the atmosphere during desiccation process and decrease pH level by a considerable margin. In case of Immersed treatment, decrease of pH was not sufficient. When facilitating the supply of $CO_2$, pH level of the recycled fine aggregates was decreased by the largest margin. It was analyzed that this phenomenon was caused by efficient supply of $CO_2$. From the above results, it was analyzed that the most effective method of reducing pH level of the recycled fine aggregates from the aspects of pH reduction performance, economic efficiency and workability was repeated wet-dry cycles of spraying water to the aggregates in the proportion of 1:0.5 by weight and then treating by forcefully blowing $CO_2$ gas into the aggregates.

미정제 석탄회를 혼합골재의 미립분 보충재로 활용하는 시멘트 모르타르의 공학적 특성 분석

한천구,박병문,Han, Cheon-Goo,Park, Byung-Moon 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회지 Vol.18 No.3

본 연구는 국내의 부족한 골재자원확보, 폐기물 재활용 및 콘크리트의 품질향상을 목적으로 시도되었다. 즉, 잔골재의 혼합은 굵은 입자를 많이 포함하여 표준입도범위를 벗어나는 석산B(CSb) 및 건설현장의 터파기한 발파석을 분쇄한 발파석(BS)과 미세한 입자를 많이 포함하여 표준입도범위를 벗어나는 해사(SS)를 혼합하는 것으로 한다. 또한, CSb+SS, BS+SS를 혼합골재로 제조할 경우, 전반적으로는 표준입도범위에 포함될지라도 0.15mm이상의 미립자가 부족하므로서 모르타르 및 콘크리트 품질에 결함으로 나타날 수 있다. 따라서 여기에 겨울철 초기강도에 기여하지 못하므로서 버려지는 화력발전소의 미정제 석탄회(Ra)를 0~10% 범위에서 치환하는 것을 검토하였다. 연구결과, CSb 혹은 BS와 SS를 6:4의 비율로 혼합하여 혼합골재로 제조하고, 여기에 Ra를 5% 치환할 경우 골재의 입도측면 및 시멘트 모르타르의 품질 측면에서 가장 양호한 결과가 얻어짐을 확인 할 수 있었다. The aim of the research is improving the quality of concrete by using the alternative aggregate resources and recycling wastes. To make a combined aggregate fitted in standard particle size distribution curve, crushed sand from blasted rock debris was used as a base aggregate. Additionally, to increase the portion of fine particles, sea sand was mixed. Although these aggregate combination fit the standard particle size distribution curve, in this research, raw coal ash was replaced as a microfine. According to the experiment, by replacing 5% raw coal ash, the most favorable results were achieved in aggregate gradation and cement mortar quality.

프리믹스 시멘트의 활용성 분석을 위한 결합재의 혼합방법에 따른 고장도 콘크리트의 물성 분석

한천구,이해일,Han, Cheon-Goo,Lee, Hae-Ill 한국건축시공학회 2009 한국건축시공학회지 Vol.9 No.5

It is important to increase the strength of binders in order to enhance the strength of concrete. However, when the mineral admixture used for high strength concrete is incorporated individually, its dispersibility decreases due to the phenomenon of compaction, which reduces its fluidity and results in insufficient strength being created. To solve this problem, we can pre-mix each binder in advance to disperse a mineral admixture among binders, which will strengthen the fluidity and strength of concrete. Therefore, this study analyzed the properties of high strength concrete depending on the mix method used, to determine the effect of pre-mix cements ranging from W/B 15 to 35%. It was found that the fluidity of pre-mix increased to a level higher than that of individual mix due to its dispersion and ball bearing effect. The air content was slightly decreased from the result of individual mix due to the micro filler effect, which causes fine particles of silica-fume to fill the voids among cement particles, while the setting time of pre-mix was shorter than that of individual mix, because enhanced dispersion of pre-mix affects hydration heat time. The compressive strength of pre-mix increased due to the phenomenon of compaction of gap structure, and the variation of coefficient decreased by 1.69% on average in strength variation. 일반적으로 콘크리트를 고강도화 하기 위해서는 결합재의 강도를 증가시키는 것이 중요하다. 그러나 고강도 콘크리트에 사용되는 광물질 혼화재들이 가진 고결현상으로 인해 개별투입 혼합 시에는 분산성이 크게 저하되어 유동성을 저감시키고, 충분한 강도를 발휘하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 각각의 결합재를 사전에 프리믹스하여 콘크리트를 제조하게 되면 광물질 혼화재가 충분히 결합재 중에 분산되어 콘크리트의 유동성 향상 및 강도증진 등에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 W/B $15{\sim}35%$ 범위내에서 프리믹스 시멘트의 효과를 분석하기 위해 결합재의 혼합방법에 따른 고강도 콘크리트의 물성을 분석하였다. 그 결과 유동성은 프리믹스의 균일분산 및 볼 베어링 효과로 인해 개별혼합보다 양호한 결과를 나타내었고, 공기량은 프리믹스의 시멘트 입자간 공극을 실리카퓸의 미세한 입자가 충전하는 마이크로 필러 효과로 인해 개별혼합 보다 약간 감소하였으며, 응결시간은 프리믹스의 균질한 분산이 수화발열속도에 영향을 주어 개별혼합보다 단축되었다. 압축강도는 프리믹스의 공극구조 치밀화로 인하여 증가하였으며, 강도편차 또한 평균적으로 약 1.69 % 정도 변동계수가 감소하는 효과를 나타내었다.

고로슬래그 미분말의 치환율 증가에 따른 고강도 콘크리트의 공학적 특성 분석

한천구,김성환,손호정,Han, Cheon-Goo,Kim, Seoung Hwan,Son, Ho-Jung 한국건설순환자원학회 2009 한국건설순환자원학회지 Vol.4 No.3

본 연구는 BFS치환율 증가에 따른 고강도 콘크리트의 제반 공학적 특성을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 유동성은 BFS 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고, 공기량은 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 AE제 사용량 증가로 적정량의 공기량 확보는 가능할 것으로 판단된다. 응결시간은 BFS 치환율이 증가할수록 비례적으로 크게 지연되는 것으로 나타났다. 경화 콘크리트의 압축강도는 BFS의 잠재수경성 반응에 기인하여 BFS 치환율이 증가할수록 재령 28일 미만에서는 OPC에 비하여 저하하였으나, 그 이후 재령에서는 동등 이상의 수준을 발휘 하는 것으로 나타나 특히, 고강도 콘크리트의 활용에 탁월한 효과가 있는 것으로 분석되었다. 건조수축길이 변화율은 W/B가 클수록 수화반응시 콘크리트 내부에 존재하는 자유수의 양이 증가함에 기인하여 다소 크게 나타났고, BFS 치환율이 증가할수록 건조수축량은 증가하는 경향이 나타났으나, 모든 배합에서 $-500{\times}10^{-6}$이하로 비교적 양호하였다. This research examined engineering properties of high performance concrete, when substitution rate of BS increases. A summary of the test result is as follows. The fluidity of unset concrete increases as the substitution rate of BS increases. The amount of air is reduced more or less, but it seems that enough amount of air can be secured by using more air-entraining agent. Setting time is dramatically delayed as the substitution rate of BS increases. The compressive strength of hardening concrete was weaker than OPC before 28 days passes, due to latent hydraulic property of BS. However, after 28 days, it shows same or better property, which is exceptional for the practical uses of hyper strength concrete. Changes in drying shrinkage rate is quite much, because when hydration happens, the amount of free water in concrete increased as W/B gets larger. The amount of drying shrinkage increases as BS substitution rate increases, but every composition shows less than $-500{\times}10^{-6}$, which is relatively fine.

순환골재 활용을 위한 품질시험

한천구,Han, Cheon-Goo 한국건설순환자원학회 2006 한국건설순환자원학회지 Vol.2 No.1

고로슬래그미분말 및 무수석고를 활용한 PHC말뚝 콘크리트용 혼화재 개발

한천구,김종백,Han, Cheon-Goo,Kim, Jong-Baek 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.8

This study investigated the possibility of high performance admixture for Pretensioned spun high strength concrete pile(PHC) to mix blast furnace slag and anhydrite with several fineness and replace contents. The results were following. The results for compressive strength, workability and economical efficiency was profitable when 40 %/C blast furnace slag with 8000 $cm^2/g$ and 1.14~11.66 % of anhydrite was used. For the hydrate properties using blast furnace slag and anhydrite mixture, the strength revelation was high caused by latent hydraulicity reaction and filling up effect as XRD and thermal analysis. when the anhydrite used heavy, the strength was decline because of expansion by too much ettringite generation. The blast furnace slag with 8000 $cm^2/g$ and anhydrite mixture could be used as mineral admixture for PHC using autoclave curing method, and it was effective at standard curing method. For these results, it could be a high performance admixture for high durability and flowability concrete.

굵은입자 시멘트와 광물질 혼화재를 조합 사용하는 콘크리트의 기초적 특성

한천구,장덕배,Han, Cheon-Goo,Jang, Duk-Bae 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.1

본 연구에서는 보통포틀랜드 시멘트(이하 OPC)제조과정의 분쇄공정 중 밀출구에서 배출되는 비교적 가격이 저렴하면서, 수화열면으로도 효과일 것으로 예상되는 입자분포를 갖는 시멘트(이하 CC)를 대상으로 플라이애시(이하 FA)와 고로슬래그 미분말(이하 BS)를 복합치환하는 3성분계 저발열 시멘트로의 개발 가능성을 검토하기 위하여 유동성, 강도, 간이단열온도 상승량 등 기초적인 특성에 대하여 분석하고자 한다. 실험결과로 유동성은 CC의 치환율이 증가함에 따라 저하하는 경향을 보였고, FA+BS의 치환율이 늘어남에 따라 증가하는 경향을 나타냈다. 공기량은 CC의 치환율이 증가함에 따라 미소하게 감소하는 경향을 나타냈고, FA+BS의 치환율이 증가함에 따라 감소하였다. 응결특성으로 CC 및 FA+BS의 치환율이 증가 할수록 응결 시간은 지연되었다. 간이 단열에 의한 온도 상승량은 전반적으로 CC 치환율이 증가할수록, FA+BS의 치환율이 증가할수록 피크온도는 감소하였고, 이후 온도저하가 완만해 지는 경향을 나타냈다. 압축강도는 CC 및 FA+BS 치환율이 증가할수록 저하하였는데, 재령이 경과함에 따라 장기강도는 Plain과 동등하거나 동등 이상의 강도를 발현 하였다. 종합적으로 CC에 FA+BS를 치환하였을 때 유동성 및 공기량은 저하하는 경향을 나타냈으나, 수화열 면에서 양호한 저감효과를 보여 3성분계 저발열 시멘트로의 개발이 가능성할 것으로 사료된다. This research intends to analyze the basic characteristics of cements(hereinafter "CC") with affordable price and particle distribution effective as hydration heat face which are discharged at the outlet of smashing process of ordinary portland cement(hereinafter "OPC") manufacturing process such as fluidity, rigidity, temporary insulation temperature increase amount etc to review the potential of developing "CC" to 3 ingredients low heat cement that substitutes fly ash and blast furnace slag(hereinafter "BS"). As a result of experiment, fluidity tended to decrease with increase in CC substitution rate, and increase with increase in FA+BS substitution rate. Air amount tended to slightly decrease with increase in CC substitution rate, and decrease with increase in FA+BS substitution rate. Condensation characteristics were such that condensation time was delayed with increase in CC and FA+BS substitution rate. As for the temperature rising amount by temporary insulation, peak temperature decreased with increase in CC substitution rate and increase in FA+BS substitution rate in general, and thereafter, temperature tended to decrease slowly. Compressive strength decreased with increase in CC and FA+BS substitution rate, and as aging goes on, long term strength was equivalent to plain or higher. By and large, when FA+BS was substituted to CC, fluidity and air amount tended to decrease, but hydration heat face showed good reduction effects, suggesting possibility of development to 3 ingredients low heat cement.

순환골재와 고로슬래그 미분말을 사용한 자원순환형 무 시멘트 벽돌의 제조

한천구,김대건,Han, Cheon-Goo,Kim, Dae-Geon 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회지 Vol.10 No.1

회귀분석에 의한 CSA계 팽창재를 사용한 콘크리트의 건조수축 예측방법 검토

한천구,한민철,박천진,Han, Cheon-Goo,Han, Min-Cheol,Park, Chun-Jin 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.9

This paper is to propose the estimation model for the drying shrinkage of the concrete incorporating CSA based expansive additive(EA) by applying regression analysis. For concrete mixtures, EA and water contents are varied to monitor the effect of these variable on the reduction of drying shrinkage. JSCE, ACI and CEB-FIP models are applied to estimate the drying shrinkage in this paper. According to results, as expected, an increase in EA contents and a decrease in water contents resulted in a reduction of drying shrinkage. For the estimation of drying shrinakge, correction coefficients ${\alpha}$, ${\beta}$ and ${\gamma}$ in terms of EA contents to consider the effect of EA is added to JSCE model. Existing model for drying shrinkage such as ACI, CEB-FIP and JSCE model did not consider the effect of EA. Based on correction coefficient in terms of EA contents, modified JSCE model had better agreement with calculated and measured ones in estimating drying shrinkage of concrete incorporating EA based on nonlinear regression method within the sphere of the paper. Further investigation is needed to get improved accuracy and consider various type of EA.

플라이 애시의 치환범위 상향을 위한 콘크리트의 기초적 특성 분석

한천구,박용규,Han, Cheon-Goo,Park, Yong-Kyu 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.2

본 연구는 플라이 애시의 치환범위 상향에 따른 콘크리트의 제반 특성을 분석하여 추후 성능 향상을 위한 기초자료로 제공하기 위해 플라이 애시의 치환범위 0-40 % 및 양생 온도 $5-35^{\circ}C$에 따른 기초적 특성을 분석하였다. 그 결과 유동성은 FA의 증가에 따라 비례적으로 증가하였으나, 공기량은 감소하였다. 응결시간은 치환율 증가 및 저온일수록 지연되는 특성을 나타냈으며, 간이단열온도이력은 FA 치환율이 40 %까지 증가함에 따라 최고온도는 $8^{\circ}C$정도 낮아졌고, 최고온도 도달시간은 13시간 정도 지연되는 것을 알 수 있었다. FA 치환 상향에 따른 압축강도는 양생온도가 높을수록 플레인 대비 강도증진성이 향상됨을 알 수 있었다. 중성화의 경우는 FA 치환율이 증가할수록 깊이가 점차 커지는 것을 알 수 있어 중성화 대책에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다. In this study, increasing the range of replacement rate of FA with concrete properties were analyzed to provide basic data of FA replacement 0-40 % and curing temperature $5-35^{\circ}C$ range. As a result of the increased fluidity in proportion to the increase in FA, but decreased air. Setting time delayed at replacement rate increases and low temperature, simple insulation temperature history of the FA up to 40 % replacement rate increases the maximum temperature was low $8^{\circ}C$, the highest temperature reaching time delay of 13 hours. FA replacement up stream of the curing temperature, compressive strength compared to the higher plane, it was found that improved strength development. In carbonation tests with increasing the replacement ratio of FA carbonation depth was increased. Therefore, continued research on carbonation measures was to be necessary.