• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.569-572
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• 2006

TSA(thaumasite sulfate attack) is one of the important and prevailing phenomena to damage concrete structures by sulfate attack. In the present study, the thaumasite ($CaSiO_3{\cdot}CaSO_3{\cdot}CaSO_4{\cdot}15H_2O$) has been observed by the authors and other researchers in concrete samples in laboratory or field. Microstructural and mechanical observations clearly confirm that the thaumasite formation is greatly associated with sulfate attack indicating mass loss, expansion and spalling in the sample. This study summarizes the results of observation carried out by the authors and researchers on TSA which thaumasite formation has been identified.

• 한국광물학회지
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• 제16권1호
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• pp.75-90
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• 2003

일부 기존 콘크리트 내에서 발견되는 에트린자이트(ettringite)와 사우마사이트(thaumasite)에 대하여 산출상태 및 화학성분을 조사하고, $Na_2SO_4$ 용액을 이용한 인공적인 변질 실험을 수행하여, 이들 광물의 특정 환경 조건하에서의 안정도와 콘크리트의 성능저하에 미치는 영향을 연구하였다. 에트린자이트와 사우마사이트의 형태 관찰과 성분분석을 위하여 전자현미경(SEM)을 통한 EDAX분석을 실시하였다. 에트린자이트는 시멘트 페이스트의 공간을 충진하거나, 시멘트 페이스트를 치환한 형태로 나타나며, 미세 균열이 에트린자이트로부터 시멘트 페이스트 내부로 전파되고 있음이 잘 관찰되었다. 에트린자이트는 특정 환경 조건하에서 사우마사이트와 트리클로로알루민산염(trichloroaluminate)으로 쉽게 전이되거나 분해되었다. 사우마사이트는 탈백운석화작용을 수반하는 탄산염 골재를 사용한 콘크리트와 탄산화가 진행된 해안지역의 콘크리트에서 에트린자이트와 수반되어 나타난다. 사우마사이트의 형성 조건은 에트린자이트와 유사한 조건에서 형성되는 것으로 생각되나, 에트린자이트가 먼저 형성된 후 치환작용에 의하여 에트린자이트/사우마사이트 고용체를 형성하는 것으로 생각된다. 콘크리트내의 에트린자이트는 염화물이 공급될 경우 염소가 에트린자이트의 황산염을 부분 또는 완전한 치환하여 에트린자이트와 유사한 결정구조를 가지는 트리클로로알루민산염으로 전이되며, 또한, 트리클로로알루민산염은 황산염이 다시 공급될 경우, 치환반응에 의하여 다시 에트린자이트로 전이되었다. 두 광물의 치환반응의 반응 경로는 용액내의 염소이온과 황산이온의 농도에 따르는 것으로 생각된다. 이상과 같이, 에트린자이트는 콘크리트 내에서 다양한 내외부적인 화학작용 따라 특징적인 산출 양상을 보이며, 주변 환경 조건에 따라 다른 광물로 전이되는 나타내었다. 이러한 연구결과, 에트린자이트의 생성에 따른 콘크리트의 성능저하는 그 광물학적 특성과 분포양상에 관련성을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권9호
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• pp.465-470
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• 2007

This paper presents an experimental study of the sulfate resistance of mortars and pastes exposed to sodium sulfate solutions up to one year. In order to check deterioration modes due to sulfate attack, the sodium sulfate solution was varied at three concentration steps (3,380, 10,140 and 33,800 ppm of $SO_4^{2-}$ ions), and maintained at ambient temperature. The tests include a visual examination, expansion and compressive strength loss measurements as well as x-ray diffraction tests. The experimental data indicated that the use of cement with a low $C_3A$ content and low silicate ratio has a beneficial effect on the sulfate attack of mortars. In contrast, the mortars with a high $C_3A$ content and high silicate ratio became severely degraded due to the formation of ettringite, gypsum and/or thaumasite in the cement matrix.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.21-27
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• 2009

본 연구는 메타카올린을 혼합한 시멘트 경화체의 황산마그네슘 침식 저항성을 평가하며, 관련 성능저하 모드를 고찰하기 위하여 수행되었다. 메타카올린의 대체율을 4단계로 조절하여 모르타르를 제조하였으며, 두 종류 황산마그네슘 용액 (0.424% 및 4.24% $MgSO_4$)에 360일 동한 침지한 후 재령별 외관조사 및 선형팽창 정도를 모니터링하였다. 아울러, XRD, DSC 및 SEM/EDS와 같은 기기분석 기법을 이용하여 황산마그네슘 용액에 침지한 메타카올린 혼합 시멘트페이스트 중에 생성된 반응생성물 조사 및 미세구조 분석을 실시하였다. 본 실험에서 수행한 실험 결과에 의하면, 메타카올린의 대체율이 증가할수록 모르타르의 황산마그네슘 저항성이 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 현상이 나타난 이유는 황산마그네슘 침식에 의하여 생성된 gypsum 및 thaumasite와 같은 반응생성물의 영향 때문인 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.557-564
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• 2004

This paper introduces a study carried out to investigate sodium sulfate attack caused by various reactive products. Experiments were performed on mortar and paste specimens made with ordinary Portland cement (OPC) conforming to KS L 5201 Type I. The water-cement ratios were varied from 0.35 to 0.55. It was found from the laboratory study that the water-cement ratio may be a key to control the deterioration of OPC matrix during sodium sulfate attack. Furthermore, X-ray diffraction (XRD) confirmed that ettringite, gypsum and thaumasite were the main products formed by sodium sulfate attack. These findings were well supported by thermal analysis through differential scanning calorimetry (DSC), and confirmed the long-term understanding that deterioration mechanism by sodium sulfate attack is a complicated process. Most importantly, deterioration due to sodium sulfate attack is characterized as the drastic reduction in compressive strength as well as the expansion (especially in cement matrix with a higher water-cement ratio).

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2011년도 춘계 학술논문 발표대회 1부
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• pp.19-22
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• 2011

For underground structures that are exposed to environmental conditions, the declination of the durability of concrete occurs easily because of leakages from high hydraulic pressure and the frequent contact of water due to environmental factors. Therefore this study is to confirm that the leakage reduction of natural inorgnic powder compound applying subsurface structural weak part and make the performance improvement of concrete as an objective. The test was done by making the rebar, flat tie, nail and film infiltration and each of its water tank and cylindrical test body then after pouring water to each of the test body, the test observe the change of the water tank surface absorbed condition and leakage of each specimen with respect to time. As a conclusion, the test was observed that this water proofing admixture has better watertightness from the beginning of the setting time(when it hardens), the ettringite and the thaumasite generates a large quantity of hydration products that controls the formation in a large opening and the CSH produced by pozzolan reaction makes a dent at this opening.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.441-447
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• 2009

황산염침식을 방지하기 위하여 포틀랜드시멘트 중의 황산염침식 저항성이 우수한 시멘트를 선정하기 위한 연구의 일환으로 황산나트륨 용액에 360일간 침지한 후 모르타르의 역학적 특성 및 기기분석을 통하여 침식 특성을 평 가한 결과, 외관조사, 강도감소 및 길이변화에 따른 성능저하 순서는 보통 포틀랜드시멘트 >내황산염 포틀랜드시멘트 > 저열 포틀랜드시멘트 순으로 나타났다. 포틀랜드시멘트의 주요 반응생성물은 Calcite 피크 이외에도 황산염과의 반응으 로 인한 Gypsum, 에트린자이트 및 Thaumasite로 확인되었다. 포틀랜드시멘트의 경우 시멘트의 조성광물 비에 따라 성 능저하 형태가 상이하게 나타났다. 특히, C3A량과 칼슘실리케이트비가 가장 적은 저열 포틀랜드시멘트가 황산염침식 저 항성에 매우 우수한 것으로 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.611-617
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• 2009

이 연구는 보통포틀랜드시멘트로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염침식 저항성을 평가하기 위하여 수행되었다. 주요 실험변수는 사용된 황산염용액의 온도조건으로써, 각각 $4^{\circ}C$, $10^{\circ}C$ 및 $20^{\circ}C$로 유지된 5% 황산나트륨 용액에 침지한 모르타르의 침지재령별 팽창, 압축강도 및 휨강도를 측정 한 후, 황산염침식 저항성을 평가하였다. 뿐만 아니라, XRD, DSC 및 SEM/EDS와 같은 기기분석 기법을 이용하여 저온환경에 노출된 페이스트 샘플 중에 생성된 반응생성물 조사 및 미세구조 분석도 아울러 실시하였다. 실험 결과에 의하면, 황산염침식에 의한 모르타르의 성능 저하는 시험용액 온도에 매우 의존적으로 나타났으며, 특히, 저온환경에서는 쏘마싸이트의 생성으로 인한 성능 저하가 매우 극심하게 나타남을 확인할 수 있었다. 따라서, 저온의 황산염환경에 콘크리트구조물이 노출될 경우 세심한 주의가 요구된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.55-62
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• 2008

본 연구는 실리카 퓸의 대체율을 4단계(시멘트 중량의 0, 5, 10 및 15%)로 달리하여 제조한 시멘트 모르타르의 황산마그네슘 침식 저항성을 평가하며, 침식에 의한 성능저하 원인을 조사하기 위하여 수행되었다. 실리카 퓸 혼합 모르타르를 5% 황산마그네슘 용액에 360일 동안 침지한 후, 재령별 압축강도 및 팽창을 측정하였으며, XRD, SEM 및 DSC와 같은 여러 기기분석법을 활용하여 침식에 의한 시멘트 경화체의 성능저하 원인을 고찰하였다. 실험 결과에 의하면, 실리카 퓸을 혼합한 시멘트 경화체의 황산마그네슘 침식은 주로 gypsum, thaumasite 및 brucite 등의 반응생성물과 깊은 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.17-22
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• 2007

The report of an investigation into the performance of mortar specimens made with recycled fine aggregate (RA) exposed to sodium sulfate solution for 360 days is presented in this paper. Mechanical properties of mortar specimens such as visual examination, compressive strength, expansion and mass loss were periodically monitored. From the test results, it was found that mortar specimens with higher replacement levels of Rh exhibited poor performance in sodium sulfate solution. However, compared to mortar specimens without RA, those with lower replacement levels of RA (up to 50% by mass) was more resistant to sulfate attack. Through the x-ray diffraction analysis, it was confirmed that the main products causing sulfate deterioration in RA mortar specimens were the formation of gypsum and thaumasite.