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에틸렌 글리콜법을 이용한 전기로 환원슬래그의 Free CaO 정량 평가에 관한 연구
권성준,임희섭,이한승,Kwon, Seung-Jun,Lim, Hee-Seob,Lee, Han-Seung 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회지 Vol.18 No.4
Blast furnace slag has been actively used as a substitute for cement in the construction field with high value-added through resource recycling research. However, most of the slag cannot find a clear recycling purpose. This is because some slags contain unstable materials and are used for road-use asphalt and embankment, which are low value-added materials. Electric arc furnace reduction slag(ERS) has been reported to contain a large amount of unstable free CaO due to deoxidation and component adjustment. In this study, free CaO of ERS which is generated in Korean steelmakers is quantitatively evaluated by using ethylene glycol method. As a result of free CaO quantitative evaluation of ERS, it was confirmed that there is a big difference according to the location of each field. In addition, ERS generally existed in powder form as undifferentiated characteristics, but it was confirmed that free CaO content was different due to hydration product in aggregate form due to water treatment. In addition, free CaO is an amorphous material and its crystallization characteristics are different due to the influence of temperature when it is cooled. ERS requires a long-term aging period as it contains a lot of free CaO. 본 논문은 한국 철강 생산업체에서 발생되고 있는 ERS의 free CaO를Ethylene glycol법을 이용하여 정량 평가하였다. ERS 생산업체 2곳을 선정하여 ERS의 물리적 특성 및 화학성분 분석을 비교하였으며, Ethylene glycol법을 이용하여 생산업체별, 입경 차이(size), 야적 위치(IN, OUT), 에이징 기간(1day, 7days, 14days, 21days, 28days)에 따른 분류로 free CaO 정량 평가를 진행하였다. 본 연구의 실험결과 ERS의 생산업체별 화학 성분이 일부 차이를 나타내고 있었으며, 야적 위치별, 입경, 에이징 기간에 따른 free CaO의 함량 차이가 나타남을 확인하였다. 이는 free CaO가 비정질 물질로서 에이징 기간이 증가하여도 결정화 되지 못한 것으로 사료된다.
권성준 ( Kwon Seung-jun ),박선경 ( Park Sun-kyung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
초기 염화물량 4 수준(0, 300, 700, 1,000 ppm), 임계 염화물량 2 수준(국내 및 일본 콘크리트 설계 기준), 고로슬래그 미분말 치환률 3 수준(0, 30, 50 %)을 고려하여 내구수명을 분석하였다. 초기 염화물이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 거동을 나타냈으나 우려할 정도는 아니며, 고로슬래그 미분말의 혼입 치환률을 증가시킬 경우 OPC 배합 대비 높은 내구수명이 확보되었다. 따라서 관련 조건의 적절한 배합으로 염화물 기준을 합리적인 수준으로 제정한다면 혼소재의 사용과 같은 자원의 선순환을 통해 탄소 저감에 높은 기여를 할 수 있다고 사료된다.
권성준 ( Kwon Seung-jun ),박선경 ( Park Sun-kyung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
초기 염화물량 4 수준(0, 300, 700, 1,000 ppm), 임계 염화물량 2 수준(국내 및 일본 콘크리트 설계 기준), 고로슬래그 미분말 치환률 3 수준(0, 30, 50 %)을 고려하여 내구수명을 분석하였다. 초기 염화물이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 거동을 나타냈으나 우려할 정도는 아니며, 고로슬래그 미분말의 혼입 치환률을 증가시킬 경우 OPC 배합 대비 높은 내구수명이 확보되었다. 따라서 관련 조건의 적절한 배합으로 염화물 기준을 합리적인 수준으로 제정한다면 혼소재의 사용과 같은 자원의 선순환을 통해 탄소 저감에 높은 기여를 할 수 있다고 사료된다.
염해에 노출된 콘크리트의 내구수명 확보를 위한 최적 배합 도출에 대한 연구 - 유전자 알고리즘의 적용
권성준(Kwon Seung-Jun),이성칠(Lee Sung Chil) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.5A
콘크리트의 염화물 확산계수의 제어는 염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 확보에 필수적이며, 이를 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 목표 내구수명을 만족하는 목표확산계수를 도출하고 유전자 알고리즘을 통하여, 최적배합을 도출하는데 있다. 이를 위하여, 동일한 골재 및 혼화재를 사용한 30개의 배합과 그에 따른 염화물 확산계수를 분석하였으며, 27개를 대상으로 확산계수 예측식을 도출하였다. 확산계수 예측식의 변수로는 물-결합재비, 단위 혼화재량(슬래그, 플라이 애쉬, 실리카퓸), 단위 시멘트량, 단위 잔골재 및 굵은 골재량을 포함하도록 하였으며 나머지 3개의 배합에 대하여 검증을 수행하였다. 최적 함수식은 27개의 배합에 대하여 평균 18.7%의 오차와 16.0%의 변동계수를 보이고 있었다. 주어진 3개의 확산계수에 대하여, 유전자 알고리즘을 통하여 도출된 배합은 0.3%~12.2%의 오차범위를 가지며 각각의 배합인지를 도출하였다. 최종적으로 서로 다른 내구성 설계변수(목표내구수명, 피복두께, 표면염화물량, 흔화재량)와 노출환경(온도 및 습도)을 가정하여 목표 확산계수를 도출하였으며, 이에 만족하는 최적화된 콘크리트 배합을 제안하였다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여, 내구성 콘크리트 배합도출에 대한 적용성을 평가하였으며, 제안된 기법은 다양한 확산계수의 범위를 가지는 광범위한 자료구축을 통하여 개선될 것이다. A control of chloride diffusion coefficient is very essential for service life of reinforced concrete (RC) structures exposed to chloride attack so that much studies have been focused on this work. The purpose of this study is to derive the intended diffusion coefficient which satisfies intended service life and propose a technique for optimum concrete mixture through genetic algorithm(GA). For this study, 30 data with mixture proportions and related diffusion coefficients are analyzed. Utilizing 27 data, fitness function for diffusion coefficient is obtained with variables of water to binder ratio(W/B), weight of cement, mineral admixture(slag, flay ash, and silica fume), sand, and coarse aggregate. 3 data are used for verification of the results from GA. Average error from fitness function is observed to 18.7% for 27 data for diffusion coefficient with 16.0% of coefficient of variance. For the verification using 3 data, a range of error for mixture proportions through GA is evaluated to 0.3~9.3% in 3 given diffusion coefficients. Assuming the durability design parameters like intended service life, cover depth, surface chloride content, and replacement ratio of mineral admixture, target diffusion coefficient, where exterior conditions like relative humidity(R.H.) and temperature, is derived and optimum design mixtures for concrete are proposed. In this paper, applicability of GA is attempted for durability mixture design and the proposed technique would be improved with enhancement of comprehensive data set including wider range of diffusion coefficients.
권성준 ( Kwon Seung-jun ),박선경 ( Park Sun-kyung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
초기 염화물량 4 수준(0, 300, 700, 1,000 ppm), 임계 염화물량 2 수준(국내 및 일본 콘크리트 설계 기준), 고로슬래그 미분말 치환률 3 수준(0, 30, 50 %)을 고려하여 내구수명을 분석하였다. 초기 염화물이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 거동을 나타냈으나 우려할 정도는 아니며, 고로슬래그 미분말의 혼입 치환률을 증가시킬 경우 OPC 배합 대비 높은 내구수명이 확보되었다. 따라서 관련 조건의 적절한 배합으로 염화물 기준을 합리적인 수준으로 제정한다면 혼소재의 사용과 같은 자원의 선순환을 통해 탄소 저감에 높은 기여를 할 수 있다고 사료된다.
권성준 ( Kwon Seung-jun ),박선경 ( Park Sun-kyung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
초기 염화물량 4 수준(0, 300, 700, 1,000 ppm), 임계 염화물량 2 수준(국내 및 일본 콘크리트 설계 기준), 고로슬래그 미분말 치환률 3 수준(0, 30, 50 %)을 고려하여 내구수명을 분석하였다. 초기 염화물이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 거동을 나타냈으나 우려할 정도는 아니며, 고로슬래그 미분말의 혼입 치환률을 증가시킬 경우 OPC 배합 대비 높은 내구수명이 확보되었다. 따라서 관련 조건의 적절한 배합으로 염화물 기준을 합리적인 수준으로 제정한다면 혼소재의 사용과 같은 자원의 선순환을 통해 탄소 저감에 높은 기여를 할 수 있다고 사료된다.
권성준 ( Kwon Seung-jun ),박선경 ( Park Sun-kyung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
초기 염화물량 4 수준(0, 300, 700, 1,000 ppm), 임계 염화물량 2 수준(국내 및 일본 콘크리트 설계 기준), 고로슬래그 미분말 치환률 3 수준(0, 30, 50 %)을 고려하여 내구수명을 분석하였다. 초기 염화물이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 거동을 나타냈으나 우려할 정도는 아니며, 고로슬래그 미분말의 혼입 치환률을 증가시킬 경우 OPC 배합 대비 높은 내구수명이 확보되었다. 따라서 관련 조건의 적절한 배합으로 염화물 기준을 합리적인 수준으로 제정한다면 혼소재의 사용과 같은 자원의 선순환을 통해 탄소 저감에 높은 기여를 할 수 있다고 사료된다.
권성준 ( Kwon Seung-jun ),박선경 ( Park Sun-kyung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
초기 염화물량 4 수준(0, 300, 700, 1,000 ppm), 임계 염화물량 2 수준(국내 및 일본 콘크리트 설계 기준), 고로슬래그 미분말 치환률 3 수준(0, 30, 50 %)을 고려하여 내구수명을 분석하였다. 초기 염화물이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 거동을 나타냈으나 우려할 정도는 아니며, 고로슬래그 미분말의 혼입 치환률을 증가시킬 경우 OPC 배합 대비 높은 내구수명이 확보되었다. 따라서 관련 조건의 적절한 배합으로 염화물 기준을 합리적인 수준으로 제정한다면 혼소재의 사용과 같은 자원의 선순환을 통해 탄소 저감에 높은 기여를 할 수 있다고 사료된다.