폐식용유를 사용한 고강도 모르터의 자기수축 및 공학적 특성

한민철,송일범,Han, Min-Cheol,Song, Ri-Fan 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.1

본 연구에서는 폐식용유에 의한 고강도 모르터의 기초적 및 자기수축 특성을 팽창재, 수축저감제를 사용한 경우와 비교 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 유동성은 폐식용유의 경우 Plain에 비해 다소 적게 나타났고, 치환율의 증가에 따라서도 감소하였다. 반면, 수축저감제는 Plain보다 증가하는 것으로 나타났고, 팽창재는 치환율의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도의 경우 폐식용유 및 수축저감제에서는 상호 유사한 경향을 나타내었는데, 초기 재령에서는 플레인 배합에 비해 다소 작은 값을 나타내었지만, 재령 91일에서는 거의 유사한 강도를 나타내었으며, 팽창재는 전반 재령에서 모두 Plain보다 높은 강도를 나타내었다. 자기수축 특성을 볼때 수축저감제, 폐식용유, 팽창재 순으로 수축저감효과가 양호한 것으로 나타났는데, 특히 폐식용유의 자기수축 저감효과는 수축저감제와 큰 차이를 보이지 않았고, 팽창재에 비해 양호한 것을 알 수 있었다. The objective of this paper is to explore the possibility of reuse of waste vegetable oil (WO) as an autogenous shrinkage reducer for high strength concrete and to compare the amount of autogenous shrinkage of the mortar using existing shrinkage reducing agent(SR) and expansive additives(EA). According to test results, as the dosages of WO increased, flow value exhibited to decrease, while the use of SR increased flow value. For the effect of WO on strength, although the use of SR and WO resulted in a slight decrease in compressive strength at early age, at 91 days they had similar strength level of the plain mixture. For autogenous shrinkage, as expected, the addition of WO, SR and EA resulted in a decrease of autogeneous shrinkage considerably especially, WO had superiority in autogenous shrinkage reducing effect compared with the case of SR and EA.

순환골재 미분말의 최대입경 및 치환방법이 시멘트 모르터의 공학적 특성에 미치는 영향

한민철,전규남,Han, Min-Cheol,Jeon, Kyu-Nam 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.4

본 연구에서는 순환골재 미분말 생산 시 발생하는 비산분진 및 미분말 중 입경 0.08 mm이하 및 입경 0.15 mm 이하 순환골재 미분말만을 포집하여 순환골재 미분말의 치환방법 및 치환률에 따른 제반 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과 유동성은 0.08 mm 이하 및 0.15 mm 이하의 RP를 치환한 경우 전반적으로 저하하는 경향을 나타내었으나, 0.15 mm 이하의 RP를 사용할 시 0.08 mm 이하의 RP를 사용한 경우보다 상대적으로 고성능감수제가 많이 첨가됨에 따라 플로우 감소 폭은 적은 것으로 나타났다. 0.15 mm 이하의 RP를 사용한 플로우, 링플로우 및 미니슬럼프 플로우의 연관관계는 타 시험방법에 비해 플로우와 링플로우의 경우 연관관계가 큰 것으로 나타났으며, 0.15 mm 이하의 RP를 사용한 페이스트의 소성점도의 경우 RP치환률이 증가함에 따라 점도 및 항복치가 증가하는 것으로 나타났다. 압축강도 및 휨강도의 경우는 입자크기에 관계없이 RP의 치환률이 증가함에 따라 플레인에 비해 강도값이 저하하는 것으로 나타났으며, 재령이 경과함에 따라 강도 발현율이 큰 것으로 나타났다. 또한, 시멘트에 치환한 경우보다 잔골재에 치환할 시 높은 강도값을 나타내었으며, 0.08 mm 이하의 RP를 5% 잔골재에 치환할 시 플레인과 강도값이 유사함을 나타내어 0.08 mm 이하의 RP 사용시 강도 증진 효과가 큰 것을 알 수 있었다. This study is to investigate experimentally the engineering characteristics of cement mortar according to the replacement method and contents of recycled aggregate powder (RP) by collecting the recycled aggregate powder with the maximum size of below 0.08 mm and 0.15 mm. then, the results of the study can be summarized as follows. The flow of flesh mortar represented a trend in decreasing while the recycled aggregate powder was substituted as it is compared with that of plain. In addition, in case of correlation between tests, it appeared that the correlation between flow and ring flow is big. In the case of the characteristics of hardened mortar, the strength showed more improvements as the RP was substituted to aggregate than the case, which is substituted to aggregate. In addition, it was verified that the results in which the RP was substituted to aggregate by 5% represented similar values to that of the plain according to the passage of age.

카본 아미노 실리카 블랙 기반 고성능 감수제가 블랙 컬러 콘크리트의 공학적 특성 및 발색도에 미치는 영향

한민철,홍석민,Han, Min-Cheol,Hong, Seok-Min 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.3

본 연구에서는 CASB-SP가 블랙 콘크리트의 기초적 물성 및 발색도에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 하였다. 실험변수로서 CASB-SP와 기존 Carbon black의 두 착색제 종류에 따라 치환율을 변화시키고 이후 백화방지를 위해 4수준의 발색제를 변수로 설정하였다. 연구결과에 따르면, 전반적으로 CASB-SP 혼입율이 증가할수록 슬럼프 및 공기량이 증가하는 경향으로 나타났고, 응결시간은 0.75% 이상 사용시 기존 Plain에 비해서 현저히 지연되는 것으로 나타났으며 블리딩은 CASB-SP 혼입율이 증가 할수록 감소되었다. 압축강도는 CASB-SP 혼입율이 증가할수록 압축강도가 증가하였고, 발색도는 CASB-SP 혼입율이 증가할수록 검정색 발현이 선명해지는 것으로 나타났고, 발색제의 사용에 따라 백화가 방지되어 안정적인 색상유지가 가능해졌다. 이상을 종합하면, 블랙 콘크리트에 CASB-SP를 사용할 경우 Carbon Black에 비해 콘크리트의 품질향상 차원에서 유리한 것으로 나타났고, CASB-SP 혼입율은 콘크리트의 품질을 고려하여 0.5% 혼입하는 것이 가장 양호한 것으로 분석된다. This paper is to investigate experimentally an effect of carbon amino silica black-superplasticizer(CASB-SP)on the engineering properties and chromaticity of black color concrete with 0.45 of W/C(water to cement). CASB-SP and carbon black were applied for pigment of the concrete. To prevent efflorescence of concrete, four different water repellent agents were also applied. As results, it was found that use of CASB-SP increased the slump and air contents. Furthermore, the use of CASB-SP increased the compressive strength. As CASB-SP dosages increased, chromaticity was well developed. For the effect of water repellent agent, the use of epoxy type was effective for protection from efflorescence. Based on test results, it was evaluated that 0.5% of CASB-SP effectively improve the concrete quality as well as enhance the chromaticity with proper dosage.

등가재령 방법에 의한 플라이애시를 치환한 시멘트 모르타르의 강도 증진 해석

한민철,Han, Min-Cheol 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.4

본 연구에서는 플라이애시를 치환한 시멘트 모르터의 양생온도에 따른 강도증진을 검토하기 위하여 등가재령방법에 의한 강도증진해석을 실시하였다. 플라이애시를 30% 치환한 시멘트모르터의 겉보기활성화에너지를 ASTM C 1074 방법에 의하여 산정한 결과 34.75KJ/mol로 산정되었고, 이를 토대로 Plowman 모델과 Gompertz 모델을 이용하여 해석한 결과 해석치가 측정치를 양호하게 추정함을 알 수 있었고 특히 Gompertz 모델식이 보다 양호한 추정 정밀도를 갖는 것으로 확인되었다. This paper is to present the strength estimation of the cement mortar incorporating 20% of fly ash by equivalent age method. ASTM C 1074 was applied to achieve apparent activation energy($E_a$). Cement mortar was cured at the temperature of $5^{\circ}C$, $20^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ respectively to measure the setting time and compressive strength at designed age. According to test results, it is found that an increase in curing temperature resulted in an acceleration of setting time. $E_a$ was achieved to 34.75 KJ/mol. It was also found that by estimating strength development with Plowman and Gompertz model, good agreement between calculated value and measured one was achieved.

복합보온양생 방법이 극저온 조건하 플라이애시 치환 콘크리트의 온도이력에 미치는 영향

한민철,손호정,Han, Min-Cheol,Son, Ho-Jung 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.3

In this study, temperature profile of the fly ash concrete were studied in accordance with the change of heating curing method combination for the slab concrete in order to develop efficient protection method of the concrete subjected to $-20^{\circ}C$. The slab concretes with the size of $1200mm{\times}600mm{\times}200mm$ were fabricated with W/B of 50% and exposed to $-20^{\circ}C$ for 7 days. Five different combinations of heat curing methods were applied to the slab concrete specimen; two combinations of heat supplying by electrical heater and surface heat insulation material such as polyethylene film and quadrupled layer bubble sheet based on heat enclosure installment; three combinations of heating coil embedment and surface heat insulation materials such as polyethylene film, sawdust and quadrupled layer bubble sheet based on heat enclosure installment. Test results showed that by applying both heating coil and bubble sheet and heat enclosure, the concrete exposed to $-20^{\circ}C$ can be effectively protected from early-age frost damage.

13mm 이하 순환굵은골재 치환이 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향

한민철,강병회,Han, Min-Cheol,Kang, Byeong-Heo 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.1

The objective of this paper is to investigate experimentally the effect of the substitution of recycled aggregates under 13mm on the properties of the concrete using coarse aggregate with size of 13~25mm. Recycled aggregate under 13mm were substituted to the concrete ranged from 10% to 100%. To compare the properties with the case of recycled aggregate, crushed stone with smaller than 13mm was also substituted to the concrete by 20% and 40%. Test results showed that increase of recycled aggregate under 13mm resulted in the increase of slump and compressive strength compared with plain mixture, which was made with only aggregate with 13~25mm size. This is due to the dense gradation of aggregate in association with addition of relatively small particle. It is thought that the use of recycled aggregate under 13mm along with 30% contributes to the quality improvement of the concrete made with only 13~25mm aggregate. 본 연구에서는 현행 레미콘사에서 콘크리트 제조 시 13mm 이하 굵은골재의 부족으로 인한 품질저하가 발생하는 문제를 해결하기 위하여 13mm 이하 순환굵은골재를 치환하여 콘크리트의 제반특성을 검토하였다. 실험변수로 13mm 이하 순환 굵은골재를 13~25mm 굵은골재에 10~100%까지 치환사용하여 콘크리트의 품질에 대해 분석하였다. 실험결과 13mm 이하 순환 굵은골재 치환사용으로 유동성이 증가하였으며, 공기량은 골재간의 공극충전효과로 인해 감소하였다. 또한 골재간의 연속입도 구성으로 콘크리트 내부에 공극이 감소되어 강도의 향상과 건조수축이 감소하였다, 이상을 종합하면 13mm 이하 순환 굵은골재를 13~25mm 굵은골재만 사용한 콘크리트에 30% 내외 치환사용시 콘크리트의 품질이 향상되는 것으로 나타났다.

천연유기석회 및 고토석회를 조합한 흙 포장 콘크리트용 경화재의 최적배합안 도출

한민철,한준희,Han, Min-Cheol,Han, Jun-Hui 한국건축시공학회 2020 한국건축시공학회지 Vol.20 No.2

본 연구는 국내에서 시공된 많은 수의 흙 포장 콘크리트의 경우는 강도저하, 내구성 저하 등이 문제점으로 제기된다. 따라서 본연구는 이를 해결하기 위하여 석회류 재료인 천연유기 석회와 고토석회 등의 폐기물을 활용하여 흙 포장 콘크리트의 경제성, 품질향상을 목적으로 흙 콘크리트의 경화재를 개발하고자 하였다. 즉, 석회류 재료를 고로슬래그 미분말과 조합하여 자극재로 사용하여, 기존의 경화재의 재료를 대체하여 천연유기석회(H), 고토석회(G)의 석회류 조합비를 0: 10~10 : 0 범위에서 검토하였다. 연구결과, 모르타르 배합비 1 : 3, 결합재 조성비의 경우 BSC 30 석회류 재료조합비율은 천연유기석회와 고토석회를 5: 5의 비율로 혼합할 경우 시멘트 모르타르의 품질 측면에서 양호한 개발품이 얻어짐을 확인할 수 있었다. Lots of soil-pavement concrete placed showed a number of problems such as decreasing strength, and durability. In this research, to provide a solution of the problem reported the wasting materials of natural organic lime and magnesia lime were used as a hardener to achieve sufficient performance of soil-pavement concrete. Namely, as a stimulus of blast furnace slag, the natural organic lime and magnesia lime were tested within the mix proportion of 0 to 10 % for each lime to make a new hardener. As a result, in the case of mortar with 1 to 3 % of cement to fine aggregate, 30 % replaced blast furnace slag showed the more favorable results with 5 to 5 % of mix proportion for natural organic lime and magnesia lime.

등가재령방법에 의한 혼화재 종류별 콘크리트의 압축강도 증진해석

한민철,한천구,Han, Min-Cheol,Han, Cheon-Goo 한국건축시공학회 2007 한국건축시공학회지 Vol.7 No.1

This paper is to investigate the effect of the curing temperature on strength development of concrete incorporating cement kiln dust(CKD) and blast furnace slag (BS) quantitatively. Estimation of the compressive strength of the concrete was conducted using the equivalent age equation and the rate constant model proposed by Carino. Correction of Carino model was studied to secure the accuracy of strength development estimation by introducing correction factors regarding rate constant and age. An increasing curing temperature results in an increase in strength at early age, but with the elapse of age, strength development at high curing temperature decreases compared with that at low curing temperature. Especially, the use of BS has a remarkable strength development at early age and even at later age, high strength is maintained due to accelerated pozzolanic activity resulting from high temperature. Whereas, at low curing temperature, the use of BS leads to a decrease in compressive strength. Accordingly, much attention should be paid to prevent strength loss at low temperature. Based on the strength development estimation using equivalent age equation, good agreements between measured strength and calculated strength are obtained.

폐유지류가 혼화재 다량 치환 콘크리트의 내구성에 미치는 영향

한민철,우대훈,Han, Min-Cheol,Woo, Dae-Hoon 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.3

본 연구에서는 폐유지류가 혼화재 다량 치환콘크리트의 내구성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 한다. 플라이애시 30% 및 고로슬래그 60% 치환한 콘크리트를 대상으로 기초적 물성과, 탄산화저항성, 동결융해저항성, 염해 저항성 및 황산염 침투저항성을 고찰하고 세공구조를 측정하였다. 본 연구에 사용된 폐유지류는 유동성 저하를 방지하기 위하여 유화처리된 폐유지류(ERCO)를 사용하였고, 혼입률은 1.0%까지로 결정하였다. 연구결과에 따르면, 슬럼프 및 공기량은 ERCO 혼입에 따라 감소하는 경향을 보였고, 압축강도는 ERCO혼입에 따라 28일강도는 다소 저하하나 180일 강도의 경우 ERCO혼입과 동등이상의 값을 보였다. 또한, ERCO 혼입에 따른 내염해, 탄산화, 황산염 및 동결융해 저항성에 대하여 분석한 결과로는 염화물 침투저항성 및 탄산화 침투 저항성은 ERCO 혼입률 증가에 따라 저항성이 향상되나, 동결융해 저항성은 저하되는 것으로 나타났다. This paper is to investigate an effect of waste cooking oil(WCO) on the engineering properties and durability of high volume admixture concrete. Fly ash with 30% and blast furnace slag with 60% were incorporated in OPC to fabricate high volume admixture concrete with 0.5 of W/B. Emulsified refining cooking oil(ERCO) was made by mixing WCO and emulsifying agent to improve fluidity. ERCO was replaced by cement from 0.25 to 1.0%. As results, the increase of ERCO resulted in decrease of slump and air contents. For compressive strength, the use of ERCO led to decrease the compressive strength at 28 days, while it had similar strength or much higher strength than plain concrete at 180 days. Resistance to carbonation and chloride penetration was improved with the increase of ERCO contents due to decreased pore distribution by saponification between ERCO and concrete, while freeze-thaw resistance was degraded due to air loss.

식물성 유지 및 폐식용유를 사용한 고강도 콘크리트의 자기수축 및 공학적 특성

한민철,이동규,Han, Min-Cheol,Lee, Dong-Gyu 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.3

본 연구에서는 콩기름과 자원 재활용 차원의 폐식용유의 새로운 자기수축 저감방안으로서의 가능성을 검토하고자 수축저감제 및 팽창재와 비교 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. SO 및 WO는 Plain에 비해 유동성이 소폭 저하되었으나 공기량에서는 큰 차이를 보이지 않았고, 강도결과는 재령 28일에 유지류에서 약간의 저하가 발생하였지만 대부분의 수준에서 양호한 결과를 나타냈다. 자기수축 저감효과는 SO와 WO가 RS 및 EA보다 우수함을 확인할 수 있었는데, 이는 SO과 WO의 지방산이 시멘트 수화물 중 $Ca(OH)_2$와 가수분해 반응을 진행하여 지방산 칼슘염을 생성하게 되는데, 이러한 생성물들이 콘크리트 경화체내의 모세관 공극을 충전시켜 수축완화 작용에 기인한 것으로 사료된다. 공극분포 측정결과 SO 및 WO의 경우 치환율에 상관없이 $0.01{\sim}0.1{\mu}m$ 사이즈의 공극이 0 ml/g으로 나타났으며, $10{\sim}100{\mu}m$ 사이즈의 공극이 매우 적은 것으로 나타나 유지류가 콘크리트의 미세공극을 충전해주는 역할을 하는 것으로 판단된다. This study investigated possibilities for a new reducing shrinkage method of soybean oil(SO) and waste oil(WO) to compare with shrinkage reducing agent(RS) and expansion additive(EA). There was no big difference to flow, air contents, and compressive strength of plain to use SO and WO. For the reducing shrinkage performance, SO and WO was more effective than RS and EA, because their fatty acid reacted with calcium hydroxide of concrete to turn soap. For the pore distribution by porosimter, $0.01{\sim}0.1{\mu}m$ pores of SO and WO were 0 ml/g, and $10{\sim}100{\mu}m$ also remarkably lower than any others. In these results, it inferred that they filled up capillary pore and mitigated autogenous shrinkage by their saponification of their fatty acid and calcium hydroxide.