[논문]그래핀과 유공유리분말을 사용한 초고강도 콘크리트의 역학적 성능에 관한 실험적 연구

서태석; 변찬; 김강민; 이현승

doi:10.5345/jkibc.2023.23.4.381

그래핀과 유공유리분말을 사용한 초고강도 콘크리트의 역학적 성능에 관한 실험적 연구
An Experimental Evaluation of Mechanical Behavior in Ultra-High Strength Concrete Utilizing Graphene and Hollow Glass Powder 원문보기

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.23 no.4, 2023년, pp.381 - 392

서태석 (R&D Center, Hyundai E & C) , 변찬 (CBBS, Co., Ltd) , 김강민 (R&D Center, Sampyo Industry) , 이현승 (R&D Center, Sampyo Industry)

초록
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본 연구에서는 산화 그래핀 나노플레이트릿(Oxidized graphene nanoplatelet, GO)와 유공유리분말(Hollow glass powder, HGP)를 활용한 초고강도 콘크리트의 역학특성을 검토하였으며 이를 위해 작업성, 강도(압축, 인장), 수밀성, 내부조직을 검토하였다. 그 결과 HGP 소량 투입으로 작업성능을 획기적으로 회복시킬 수 있었고 강도특성 및 수밀성도 증가하는 것으로 나타났다. cGO(C사의 GO) 와 HGP는 응집현상 없이 분산이 잘 되어 있는 것으로 확인되었고 공극량은 20% 이상 감소하는 것으로 나타났다. cGO와 HGP가 실리카 흄(Silica fume, SF)을 대체할 수 있는지에 대해서도 검토하였다. cGO와 HGP의 사용으로 SF 없이도 쉽게 작업성을 확보할 수 있었고 역학특성도 향상되는 것으로 나타났으며 신재료의 사용으로 콘크리트 제조방법의 변화가 가능함을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This research scrutinizes the mechanical characteristics of ultra-high strength concrete using oxide graphene nanoplatelet(GO) and hollow glass powder(HGP). The investigation covered various mechanical attributes, including workability, compression strength, tensile strength, water resistance, and the internal microstructure of standard concrete. Our findings reveal that workability experiences a significant improvement with the incorporation of a minimal amount of HGP, and an increase was also observed in tensile strength and water resistance. It was confirmed that cGO(C company GO) and HGP demonstrated commendable dispersion and the pore volume exhibited a reduction of more than 20%. The potential of cGO and HGP to substitute silica fume(SF) was also explored. Consequently, it was found that both workability and mechanical properties were enhanced in the absence of SF when cGO and HGP were used. This finding implies that the utilization of these novel materials could potentially modify conventional methods of concrete manufacturing.

주제어

표/그림 (17)

그림 Figure 1. Illustration of cGO and its interaction with superplasticizer
그림 Figure 2. Scanning electron microscopy(SEM) image of cGO
그림 Figure 3. Visual representation of Hollow Glass Powder
표 Table 1. Characteristics of cGO
표 Table 2. Characteristics of HGP
표 Table 3. Properties of the utilized materials
표 Table 4. Proportions of Concrete mix(Weight ratio)
그림 Figure 4. Diagram of Slump flow
그림 Figure 5. Slump flow evaluation
그림 Figure 6. T500 analysis
그림 Figure 7. Examination of Plastic viscosity
그림 Figure 8. Evaluation of compressive strength
그림 Figure 9. Investigation of Splitting tensile strength
그림 Figure 10. Comparative analysis of bending strength and splitting tensile strength
그림 Figure 11. Permeability testing
그림 Figure 12. SEM image of concrete enriched with cGO and HGP
그림 Figure 13. Result of MIP analysis

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