본 조사연구는 건축물의 진동대 실험을 이용한 국내의 연구 상황을 조사한 것이다. 진동대 성능을 나타내는 항목을 소개하고, 국내의 2m ${\times}$ 2m 크기를 초과하는 진동대 실험실을 조사, 정리 하였으며 국내의 진동대 실험을 통한 논문을 정리하였다. 본 조사를 통해 추후 지진공학 연구에 진동대 실험이 좀 더 활발하게 사용되는데 보탬이 될 것을 기대한다.

본 연구에서는 고강도철근콘크리트 보-기둥 접합부의 고성능화 기술 즉 콘크리트의 고강도화, 접합부 영역의 손상을 최소화하고 보의 소성힌지를 보의 내측으로 완전히 이동함과 동시에 내진성능을 향상시키는 고성능 설계상세 기술 및 고인성섬유 복합모르타르을 도입한 시험체를 제작하고 실험을 수행하여 이력거동을 평가하였다. ${\blacksquare}$ 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 내진성능을 향상시키고, 보-기둥 접합면에 인접하여 발생하는 소성힌지를 보의 내측으로 이동시킬 목적으로 새로운 접합부 설계상세를 도입한 정착형 중간철근(1.5d)과 이중폐쇄스터럽 보강 시험체(HJCI)는 소성힌지의 이동은 물론 내진성능이 현저히 개선 되었다. ${\blacksquare}$ 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 철근배근 및 콘크리트 밀실타설의 문제점을 해소하고 기둥의 띠철근 및 보의 스터럽을 고인성섬유 복합모르타르(HDFRM)로 대체한 실험체 (HJRP)의 경우 안정적인 이력거동, 충분한 내력확보 및 만족스런 파괴형태를 나타내었다.

반강접합은 핀접합의 단점을 보완하고 강접합의 장점을 수용할 수 있는 중간 형태이다. 현재 국내에서 핀접합에 대한 연구는 활성화 되어있으나 반강접합에 대한 연구는 많지 않기 때문에 본 연구에서는 3가지 형태의 실험체를 제작하여 성능을 입증하려 했다. 실험체는 강접합 HI-R, 반강접합 HI-S, 핀접합 HI-P등 총 3개이다. 실험결과 HI-R은 접합부 전단파괴, HI-S는 고정단 상부 휨파괴, HI-P는 경사계단 슬래브 하부 휨파괴로 나타났고 최대내력은 각각 51.74, 51.4, 24.63kN으로 측정되었고, 강성은 1.58, 1.19, 0.37을 나타냈다. 항복강도는 각각 44.5, 47.3, 24kN을 보유하고, 연성비는 3.31, 2.32, 1.54로 나타냈고, 사용하중 작용 시의 처짐은 KBC기준에 의거하여 HI-P실험체가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 철근 변형률분포로 보아 HI-S는 초기에 HI-R과 유사한 거동을 보이나 항복이후 접합부 내부요소들의 응력분담으로 핀접합보다는 우수한 성능을 보유한 반강접 접합부로 판단할 수 있었다.

전단경간-깊이의 비가 1을 넘지 않는 캔틸레버로서 응력교란구역을 형성하는 내민받침은 보에 의해 전달되는 수직하중과 지지하고 있는 부재의 수축, 온도 변형, 크리프 변형에 의해 전달되는 수평 하중에 저항하는 부재이다. 최근, 고강도 콘크리트의 사용이 증가하고 있고, 철근 콘크리트 구조물의 부식에 대한 관심이 높아지면서 고성능의 보강재를 콘크리트 부재에 전략적으로 적용하는 하이브리드 보강기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 강섬유 및 헤디드 바를 활용한 하이브리드 보강 기법을 내민받침에 적용하고자 섬유보강 고강도 콘크리트 내민받침을 제작하고 구조실험을 실시하였다. 강섬유의 혼입, 강섬유 혼입률의 증가에 따라 고강도 콘크리트 내민받침의 내하력, 강성, 연성은 증가하는 것으로 나타났고, 최대 균열폭은 감소하였다. 또한, 횡방향 철근에 용접하여 주인장 타이 철근을 정착한 내민받침 보다 헤디드 바를 주인장 타이 철근으로 사용한 내민받침이 더 높은 내하력, 강성, 연성을 보였다.

본 연구에서는 강-프리스트레스트 콘크리트(PSC) 복합 보의 연결부 거동과 시공성을 향상시키기 위해 perfobond rib를 적용한 연결부를 제안하였으며, 보 실험을 통해 제안된 연결부의 성능을 검증하였다. 강 플레이트 상 하면에 perfobond rib로 이루어진 연결부를 이용하여 중앙에 위치한 강형부와 지점에 위치한 PSC형부를 연결한 3.9m 길이의 보 실험체 3개를 제작하여 재하실험을 수행하였다. 재하실험 결과, 제안된 연결부를 갖는 보 실험체는 PSC형부의 파괴에 의해 전체 보 부재의 파괴와 극한강도가 지배된다. 또한, 균열의 진전형상과 초기강도, 극한강도 도달까지의 하중저항능력을 분석한 결과, perfobond rib를 적용한 연결부는 기존의 stud를 적용한 연결부만큼 구조적으로 우수한 것으로 판단된다.

Tests were performed to obtain the flexural capacity of the innovative FRP-Concrete Composite Deck (FCCD) above girders. Test parameters were details of connection parts between FCCD and girder, such as continuity of FRP module, reinforcing ratio of FRP re-bars, and existence of shear connecting plate. As a test result, we found flexural strength of FCCD in the negative zone increases when FRP module is continuous, and reinforcement is increased, and shear connecting plate exists. And the flexural strength of all specimens give enough safety compared to the value needed in Korean highway bridge design code.

일반적으로 철근콘크리트 건축물은 외부의 기후에 노출되어 있어 겨울에서 이른 봄까지 동결과 융해의 반복적인 작용에 영향을 받는다. 이러한 동결융해 작용은 콘크리트의 균열을 발생시키거나 콘크리트 표면의 박리를 일으켜 내구성 저하의 원인이 된다$^{1),2)}$. 본 연구에서는 철근콘크리트보의 동결융해 경험에 따른 반복하중 하에서의 이력 특성의 평가를 위해 동결융해 사이클을 변수로 하여 철근콘크리트보의 반복하중 가력시 거동을 비교하고자 6개의 시험체를 제작, 실험하였다. 실험결과를 통해 동결 융해에 노출되어있는 철근콘크리트보의 반복하중하의 이력특성을 평가하는데 기초적인 자료를 제시하고자 하였다.

본 연구에서는 1988년 이후 설계된 많은 구조물들이 내진 성능을 갖추지 못하고 있는 실정이다. 기존 건축물에는 용도상 복잡한 형상의 벽이 붙는 경우가 많으며 대표적인 것으로 날개벽이 있다. 날개벽이 붙는 기둥 및 날개벽이 있으므로 인해 단스팬보화가 되는 보가 생기면 강성이 크나 연성이 줄어드는 등 부재의 전반적인 거동에 영향을 주는 경우가 많다. 이런 부재 모두는 대변형시 전단파괴의 가능성이 있으며 내력열화가 발생하기 쉽다. 또한 이들 부재가 기둥의 역학적 거동, 파괴성상에 커다란 영향을 주는 것은 과거의 지진피해의 조사보고에 의해 지적되고 있다. 이를 위해 현행의 설계에서는 날개벽에 구조 slit를 설치하여 기둥과 절연을 강구하여 기둥내력에는 영향을 미치지 않는 것으로 하여 설계되어지고 있다. 기존 건축물의 내진 성능평가 시 연직부재의 전단내력과 휨 내력의 산정은 가장 중요한 사항으로 간주하여 설계되고 있으나, 현재까지 국내에서는 날개벽이 있는 기둥이 미치는 영향에 대해서는 연구가 전무한 실정이다.

조개껍질과 같이 얇은 요소들이 생체적인 접착제에 의해서 겹겹이 쌓여 층 구조를 이루는 패각은 정적하중 및 충격하중에 대하여 뛰어난 저항 성능을 보이는 것으로 알려져 있다. 이러한 다양한 층 구조의 복합재료는 두 개의 서로 다른 매질이 적층되면서 단일 재질의 경우보다 충격, 완화 효율이 극대화될 것이라 판단된다. 본 연구에서는 충격을 견디고 최소화시키기 위한 분절 복합체(Segmented Composites)로써 층 구조의 형태를 가지는 복합 재료를 개발하기 위해 일반 모르타르와 일반 콘크리트 블록을 이용한 보 형태의 분절 복합체 부재를 제작하여 정적하중 및 충격하중 실험을 실시하였다. 그리고 분절 복합체의 성능 및 파괴형태를 콘크리트 블록과 같은 강도로 제작된 콘크리트 보 부재와 비교하였다.

최근 급속한 속도로 변화하는 현대 사회에서의 건설 현장에서는 공기 단축 및 자재의 절감을 통한 공사비 절감이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 현재 현장에서의 거푸집 공사기간이 전체 공사기간의 1/4정도 차지하고 있으며, 공사비는 전체 공사비의 $15{\sim}20%$를 차지하고 있다. 이에 공기단축, 거푸집 자재의 절감 및 거푸집 폐자재의 처리에 대한 어려움을 줄일 수 있는 중공PC 반건식 기둥의 사용성 및 구조적 성능을 평가하고자 한다. 중공PC기둥은 전단보강근이 배근된 상태로 피복두께 만큼 공장에서 제작되어 지므로 품질관리 및 부재의 정밀도 등 여러 이점이 있지만, 코아 부분은 현장에서 후 타설 하여야 하므로 중공PC와 코아 콘크리트 간의 부착성능이 기둥의 압축거동에 미치는 영향에 대한 검증이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 중공PC와 코아 콘크리트 간의 부착성능 및 압축거동성능을 평가하고자 기존 철근콘크리트 기둥 1개와 코아 콘크리트의 압축강도가 다른 중공PC 기둥2개를 제작하여, 철근 콘크리트 기둥과 중공PC기둥의 압축거동성능에 대하여 비교 분석 하고자 한다.

PCT는 장경간 가시설 벽체를 지지하는 써포트 구조물을 프리캐스트 방식으로 공장에서 미리 제작하고, 콘크리트 소재로 구성하여 강성을 만족시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 프리캐스트 가시설 구조체이다. 그것의 부재들은 공장에서 미리 정형화된 형태로 제작되고 가시설 벽체의 내측면에 고정수단을 매개로 근접되게 배치된다. PCT system은 내부에 콘크리트가 충진되는 세그먼트 부재들의 단부와 접촉되어 결합수단을 매개로 일체화되어 또한 다른 세그먼트 부재를 연결시키는 연결구로 이루어진 써포트 구조물로 구성된 것이다. 본 연구는 전체적인 길이가 긴 장경간 가시설 벽체에 대한 충분한 지지력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 프리캐스트 방식으로 제작되어 콘크리트 양생에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으므로 시공기간이 단축되는 등의 유용한 효과를 갖는다.

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 지진에 연성적으로 거동하도록 설계되며, 연성적인 거동을 위하여 구조부재는 주의 깊게 상세설계 된다. 구조물에 지진하중이 작용하는 경우 수평방향이나 수직방향으로 작용하는 지진하중에 의해 하부층 기둥은 큰 축방향력과 수평력을 받게 된다. 지진발생시 건물에 입력되는 에너지를 부재의 소성변형에 의해 건물전체에 균등하게 분산시키기 위해서는 기둥보다 보에서 소성힌지가 발생되도록 하는 것이 안전하고 경제적이지만, 건물의 2개의 주축방향으로 동시에 작용 시 기둥의 소성힌지 발생은 피할 수 없으며 기둥 단부에는 높은 전단력이 발생되고, 철근콘크리트 기둥은 휨모멘트와 전단력에 의한 갑작스런 취성적 파괴에 이를 수 있다. 이와 같이 수평력에 대한 철근콘크리트 기둥에 구속력을 증진시키기 위하여 전단보강량을 주요 변수로 하여 반복가력 실험을 통하여 일반배근 된 시험체의 구조안전성 및 거동을 비교 분석하였다.

최근 지구 온난화 현상에 따른 해수면 상승으로 삼면이 바다에 접한 우리나라는 향 후 많은 피해가 예측되므로 이에 따른 방호개념으로 기존의 단조로운 형상과 비 자연친화형 콘크리트 구조물의 설치 및 연안침식방지 기능부재로 인한 또 다른 피해가 발생된다. 국민소득의 증대와 Waterfront 개념의 빠른 확산으로 연안 어항의 낙후된 시설개선 등에 많은 사업이 추진되고 있으나 이러한 용도에 맞는 자연 친화형 구조물이 개발된 바 없어 기존의 Solid Block, Igloo Block, Tunnel Block 등이 일부 현장에 적용되고 있는 실정이다. 선박이 계류하는 안벽이나 물양장 등에서 항내 진입파와 항파 등으로 인한 반사파의 발생에 의한 공진현상으로 항내파고가 높아져 정온도유지가 어렵고 선박의 계류 및 하역에 지장을 주게 되며, 선박과의 충돌 발생으로 인한 소형선박의 손괴 발생율이 높은 실정이므로 새로운 형태의 블록(Block)개발이 필요하다. 이에 따라 개발한 C.E(Coastal Environments)블록을 현장에서 사용하기 위해서는 전단키 부분의 내하력 평가가 요구 된다. 따라서, 본 연구는 C.E 블록의 연결부 시험편을 제작하여 C.E블록 경계면의 마찰실험을 실시하였으며, C.E블록 연결부의 마찰계수를 측정하여 분석한 다음 C.E블록의 연결부 마찰계수를 평가하고자 한다.

대부분의 철근콘크리트 라멘 구조물은 지진하중 작용 시 가장 취약한 부분인 보-기둥 접합부 영역에서 큰 피해를 유발할 수 있다. 이러한 피해를 방지하기 위하여 보수 및 보강에 관한 연구가 이루어지고 있으며, 전 세계적으로 내진규정이 강화되고 구조물의 내진성능이 중요시되면서 지진에 효율적으로 저항할 수 있는 성능을 확보한 재료 개발이 증가되고 있다. 변형경화형 시멘트 복합체(Strain-hardening cementitious composite, SHCC)는 연성능력이 우수하여 보-기둥 접합부 영역에서 상당한 보강효과가 기대된다. 따라서 본 연구에서는 SHCC로 접합부를 보강한 철근콘크리트 보의 보강특성을 평가하고자 총 3개의 실험체를 제작하였다. 실험을 통하여 균열 및 파괴양상에 대하여 휨거동 특성을 평가하고 섬유 혼입률에 따른 SHCC의 보강효과에 대한 강도를 비교하였다.

기존의 철근콘크리트 구조물 시스템에서 철근은 사용연한이 지날수록 염분 및 습기, 염화물 등 외부환경에 의해 부식된다. 이러한 철근의 부식은 최종적으로 콘크리트 구조물의 성능 저하와 수명 단축을 유발시키는 주요 원인이 되기 때문에 최근 Fiber Reinforced Polymers(FRP)를 이용하여 철근을 대체할 수 있는 보강근을 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다. FRP 보강근 콘크리트 보의 전단강도에 대한 기존 연구에 따르면 FRP 보강근은 철근에 비해 탄성계수가 낮기 때문에 동일 하중 수준에서 철근 콘크리트보다 균열폭이 커지고 균열이 크게 진행하게 되어 전단강도도 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 FRP 보강근 콘크리트 보의 전단강도를 실험적으로 측정하고 기존에 제시 된 선행 규준의 예측식을 실험값과의 비교를 통해 검증해보고자 하였다. 본 연구에서 수행한 실험결과에서는 전단경간비가 증가할수록 전단강도는 감소하는 것으로 나타났다.

콘크리트충전 강관기둥(Concrete Filled steel Tube Column)과 RC 무량판 슬래브의 조합은 거푸집을 사용하지 않는다는 것만으로도 초고층 건물의 공기단축에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 뿐만 아니라 기둥의 내력 증진으로 인한 기둥 크기의 축소, 그로 인한 공간 활용도의 증가, 층간 소음문제 해결 등 많은 장점이 잠재되어 있다. 하지만 접합부의 성능을 정확히 밝혀내는 것이 우선 이루어져야 하며, 본 논문에서는 기존에 수행된 CFT 기둥-RC 무량판 슬래브의 내부접합부에 대한 중력 실험과 횡하중 실험을 바탕으로 외부접합부에 대한 실물대 실험을 수행하였다. 외부접합부 실험 결과, 내부접합부 실험체에 비하여 동일한 조건에서 설계된 외부접합부 실험체는 최대 모멘트강도가 $50%{\sim}65%$ 감소하였고, 내진밴드가 추가된 CFT-E2 실험체는 BME 실험체에 비하여 20%의 최대모멘트 증진과 탁월한 연성능력, 에너지 흡수능력을 보유한 것으로 나타났다. 또한 CFT-E2는 내진밴드의 사용으로 슬래브의 휨거동 영역이 확장되었으며 모든 실험체가 설계기준에서 요구하는 0.4V$_c$중력하중 하에서 1.5% 횡변 위비를 만족하였다.

구조실험에서 실험장치의 구성방법은 실험 결과에 결정적인 영향을 미치는 중요한 요소이다. 가력 장치와 치구를 어떻게 구성하느냐에 따라서 의도하는 실험조건이 구현될 수 있다. 특히, 실물구조물과 같은 대형 실험체를 이용하여 실험하는 경우에는 실험장치를 구성하는 경제적 비용을 감안하여 정확한 하중을 가력하기 위한 실험장치의 구성이 더욱 중요하다. 본 논문은 이와 같은 필요성에 의하여 구조실험시설에서 일반적으로 이용하고 있는 설비를 이용하여 경제적이고 효과적인 실험장치를 구성하여 대형 보형실험체의 실험을 수행하고 그 결과를 기술하기 위하여 작성되었다.

교량받침은 상부구조물의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 교량 받침으로 일반적인 탄성받침은 고무 자체의 전단변형 특성으로 상부구조물의 변위를 흡수한다. 공용 수명동안 받침 자체의 파괴 또는 받침의 기능 저하로 인하여 교량의 내구성을 저해하지 않기 위해서는 탄성받침의 피로내구성이 확보되어야 한다. 이에 이 논문에서는 온도변화에 의해 발생되는 상부구조물의 변위를 수용하는 탄성받침의 전단성능 내구성을 확인하기 위하여 전단피로실험을 실시하였다. 또한 탄성받침을 구성하는 한 층의 내부 고무층을 여러 겹의 고무로 겹쳐서 제작하는 제작 관행이 탄성받침의 전단성능에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. 전단피로실험 결과 전단피로반복 회수에 따라 강성변화에 대한 특정한 경향을 찾아보기 어려웠다. 하지만 두꺼운 내무 고무층을 갖는 받침을 제작하는 경우 일부 업체에서는 관행적으로 여러 층의 고무를 겹쳐서 한 층의 내부고무층이 되도록 제작하는데 이 경우에는 받침의 전단성능이 현저하게 저하되거나 받침이 조기에 파괴되는 결과를 가져왔다.

과거 지진피해 조사에 의하면 건물이 많은 피해를 입었으며, 현재 널리 보급되어진 저층 철근콘크리트(RC) 건물도 예외는 아니었다. 우리나라의 경우 과반수이상이 저층 RC 건물로서 대규모지진이 발생한다면 저층 RC 건물에 거대한 피해가 발생할 것으로 예상된다. 한편, 대다수의 저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 이것들은 각기 다른 변위에서 파괴될 것으로 판단된다. 그 가운데에서도 강성 및 강도는 높지만 소성영역에서 극취성적인 파괴성상(Extremely Brittle Failure)을 보이는 극단주(Extremely Short Column)(본 연구에서는 h/D<2 인 기둥을 극단주라 정의함, h: 순높이, D: 폭), 전단벽 등의 전단파괴형 부재 및 비교적 강성 및 강도는 낮지만 연성능력이 우수한 기둥 등의 휨파괴형 부재는 전형적인 수평저항시스템으로 다수의 피해지진에 의하여 그것들의 중요성이 대두되었다. 일반적으로, 극취성파괴형 부재를 포함한 전단파괴형 부재가 지진시 파괴되면, 건물의 수평저항능력은 급속히 저하되며, 전단파괴형 부재의 내력이 휨파괴형 부재의 내력에 비해 비교적 높다면, 전단파괴형 부재의 파괴가 건물 전체의 파괴를 야기할 것이다. 본 연구에서는 상기 전단 파괴형 부재의 지진시의 손상메커니즘을 파악할 목적으로 전단파괴를 하는 철근콘크리트 기둥(극단주) 실험체를 계획 제작하여 유사동적실험(Pseudo-dynamic Test)을 실시하였다.

본 연구에서는 현행 설계기준상의 강관말뚝머리 연결부의 결합방법이 갖고 있는 철근 배근 및 정착길이 확보, 전단키 용접 등의 문제점을 개선하기 위해 퍼포본드 전단연결재(Perforated Rib Shear Connector)를 활용한 강관말뚝머리 보강방법을 고안하고 이에 대한 압발저항성능을 실험적으로 검증하였다. 그 결과 퍼포본드를 활용한 보강방법은 연직하중에 대해 기존 방법을 대체할만한 동등 수준이상의 구조 안전성은 물론 시공성 및 경제성 측면에서도 우수한 성능을 갖는 구조 시스템인 것으로 나타남에 따라 상부구조의 작용하중을 강관말뚝으로 전달하기 위한 효율적인 강관말뚝머리 연결부 보강방법의 하나로 자리매김할 것으로 사료된다.

The purposes of this study are to verify a reasonable model of material characteristic and to propose a rational model of reinforcement characteristic considering monotonic and cyclic loading about manufactured reinforcing steel in Korea. Longitudinal reinforcements of the plastic hinge region were behaved tensile deformation and compressional deformation by direction of lateral loading. However Confinement steels were behaved only tensile deformation by lateral loading. Transverse steels were laid the state of tension in the lateral loading of time, and they were laid state that stress is zero when it was removed lateral load. The tests for cyclic tension loading were performed for test variable as yield strength and reinforcement bar sizes. It was estimated that the total strain energy per unit volume was 74 $MJ/m^3$. The modified ultimate concrete compression strain model was proposed based on experimental study of cyclic tension test for manufactured reinforcing steel in Korea.

이 연구의 목적은 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 지진거동을 파악하는데 있다. 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 이 연구에서는 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 지진거동의 파악을 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

최근 빈번하게 발생되는 지진으로 인해 내진규정이 강화된 바 있으며, 국내에서도 인접 국가들의 지진피해 발생으로 인해 지진에 대한 안전지대가 될 수 없다는 인식이 고조되어 건축구조설계기준에 서의 내진규정이 강화되었다. 그러나 기존 비내진상세를 갖는 건축물을 해체하여 요구성능을 얻고자 하는 경우 경제적, 환경적 손실이 크므로 비내진상세를 갖는 라멘구조물을 끼움벽을 통해 보강하는 것이 합리적일 것이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 변형경화형 시멘트 복합체인 SHCC를 끼움벽에 적용하였으며, 일반배근 및 대각보강근에 따른 내진성능을 정량적으로 평가함으로써 SHCC 적용에 따른 배근상세 감소 및 시공성 향상을 꾀하고자 한다. 실험체는 1/3 축소모형의 프리캐스트 끼움벽으로 제작되었으며, 실험결과 다수의 미세균열이 발생하여 기존 콘크리트에서 발생되는 명확한 전단균열 및 급격한 내력저하는 발생하지 않았다. 이는 SHCC 내 혼입된 PVA 및 PE 섬유의 가교작용에 의한 것으로 벽체에 전달되는 횡하중에 의한 응력을 재분배했기 때문인 것으로 사료된다.

근단층지반운동(NFGM)은 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동이다. 이들 근단층지반운동은 1994년 미국 Northridge 지진, 1995년 일본 Kobe 지진, 1999년 터키 Izmit 지진 등과 같은 강진 지역에서 관측되었으며 이들 지진의 진앙이 도시 주변에 위치하여 큰 피해를 초래한 바 있다. 강진 지역에서는 원역단층지반운동(FFGM)에 대해 폭넓은 연구가 수행되었으나 비내진 또는 중저진 지역에서는 NFGM에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구는 주철근 겹침이음이 없는 RC 교각을 근단층지반운동에 대해서 해석 연구하는 것이다. 2기의 RC교각은 진동대 실험으로 근단층지반운동을 가력하였다. 추가로 2기의 RC교각은 준정적 실험으로 나머지 2개의 RC교각은 유사동적 실험으로 수행하였다. 이 논문은 횡방향 철근비가 증가 할수록 더 큰 PGA에서 철근이 파괴된다는 것을 보여준다.

최근 들어 고강도 철근의 사용이 증가하고 있지만, 지진위험이 있는 지역의 내진구조물에 있어서는 고강도 철근의 취성적 성질로 인해 그 사용이 제한되어 왔다. 그러나, 철근의 연성의 변화가 기둥의 부재레벨의 연성도에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 없는 실정이다. 특히 고강도 철근을 사용하는 경우 철근의 연성의 변화로 인해 부재의 소성힌지 길이가 달라질 것으로 예상되지만, 기준의 소성힌지길이 산정식은 철근 등 재료의 특성을 고려하지 못하고 있다. 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 소성힌지길이는 실험을 통해서 측정하기는 어려움이 많다. 따라서, 본 논문에서는 해석적인 방법을 통하여 재료레벨의 연성, 특히 철근의 연성이 소성힌지의 생성에 미치는 영향을 평가하고, 그 영향을 고려한 소성힌지길이 산정식을 제안하고자 한다.

최근 지진에 따른 피해가 전 세계적으로 많이 보도되고 있다. 이러한 지진으로 인한 인명과 재산의 피해를 예측하기 위해서는 사회기반시설물의 지진에 대한 손상정도를 판단 할 수 있는 지표가 요구되고 있다. 이 연구는 사회기반시설물들 중 기존 고속철도 교량을 대상으로 하였다. 일반적으로 교량의 지진에 의한 손상은 교각하부의 소성힌지 영역에 발생한다. 소성힌지의 비선형 요소 모델에 있어서 지금까지 대부분 Bilinear 모델을 사용하여 왔으나, 콘크리트 재료의 특성을 잘 반영할 수 있는 Takeda 모델에 의한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 고속철도교량을 대상으로 Takeda 모델에 의한 지진 취약도와 Bilinear에 의한 지진 취약도를 확률적으로 산정하고 비교 분석하여 콘크리트 재료의 특성을 잘 반영할 수 있는 재료 모델을 제시하고자 하였다. 해석결과 Takeda 모델에 의한 손상확률이 Bilinear 모델에 의한 손상확률보다 상대적으로 크게 나타났으며, Takeda 모델에서는 교축방향과 교축직각 방향에 대상 손상확률도 상이한 값을 나타냈다. 이는 교량의 교각이 대부분 콘크리트인 재료적 특성을 잘 반영할 수 있는 모델에 대한 제시를 할 수 있을 것으로 기대된다.

교량의 내진설계에 적용되는 지진격리받침은 초창기 외국제품 수입에서 시작하여 현재는 국내업체의 자체 생산도 가능한 단계에 이르렀다고 할 수 있지만 지진격리받침의 극한적 조건에서의 특성에 대한 고찰은 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 다양한 지진격리받침 중에서도 많은 적용 사례가 있는 적층고무형태를 대상으로 하여 지진격리받침이 전단수평력을 받아 파괴에 이르는 전단파괴, 지진격리받침의 장기적 특성변화를 유발하는 노화, 크리프가 지진격리받침의 특성에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 실험을 통한 실제적인 고찰이 이루어질 수 있도록 적층고무형 지진격리받침을 실제로 제작하였고 설계수직하중을 재하한 상태에서 전단파괴에 이르도록 전단변위를 가하였다. 그리고 고무재료의 노화에 의한 특성과 영향을 분석하고자 노화촉진을 위한 고온 환경에 지진격리받침을 일정시간 노출시킨 뒤 노출 이전에 측정한 특성에 비해 얼마나 변화하였는지 비교 분석하였다. 아울러 고정된 수직하중을 받는 상태에서 고무재료의 크리프 발생으로 지진격리받침의 높이가 영구적으로 변화 할 수 있는데 받침의 수명을 고려하여 60년 후의 크리프량을 추정하였다.

프리캐스트 콘크리트 교각은 일반 철근콘크리트 교각에 비하여 내진성능과 지진후의 공용성능이 우수하고, 특히 급속시공이 가능하다. 본 연구에서는 비부착 프리캐스트 교각의 내진거동을 OpenSEES 프로그램을 사용하여 분석하였다. 특히, 교각의 콘크리트 강도, 강선의 초기 긴장비율, 강선의 량, 세그먼트의 크기의 변화에 대한 프래캐스트 콘크리트 교각의 내진거동에 대하여 해석적으로 연구하였다. 교각의 휨강도는 프리스트레스량 및 긴장비율에 따라 변화하였고, 콘크리트 강도 및 세그먼트 크기는 교각의 휨거동에 미치는 영향이 작았다. 그러나 긴장비율의 증가는 강선의 항복을 앞당기고 또한 세그먼트 크기는 교각의 시공에 영향을 미치므로 설계시 이러한 영향을 충분히 고려해야 할 것으로 사료된다. 또한 심부콘크리트 변형률이 극한변형률에 미치지 않으므로 일반 콘크리트교각에 비하여 심부구속 철근량을 감소할 수 있을것으로 사료된다.

중공단면 교각은 중실단면에 비하여 부재의 중량이 작고 단면 2차모멘트가 크기 때문에 부재를 효율적으로 사용할 수 있어 최근 건설이 증가하고 있는 추세이다. 지진시 중공사면에 대한 내진설계시 단면특성에 의한 거동특성을 파악하는 것이 중요하다. 그러나 대부분의 연구는 중실단면을 중심으로 수행되었고 중공단면에 대한 연구는 미미한 상태이다. 특히 전단거동에 대한 연구는 전무한 상태이다. 본 연구에서는 RC교각부재의 전단에 의한 거동 특성을 분석하고 중공비, 형상비, 하중재하패턴을 변수로 하여 7기의 축소모델에 대한 실험을 수행하였다. 이를 바탕으로 전단거동에 미치는 영향과 단면의 유효면적에 대한 적절성을 살펴보고 기존의 연구에서 제시된 평가식과 비교하여 중공단면에도 적용이 타당한지 검토하였다. 실험결과 유효면적은 전단면의 80%를 사용하여 평가하는 것이 적절하며 기존의 평가식중 UCB의 평가식이 가장 근접한 것으로 나타났다.

교량받침은 활하중, 크리프, 온도변화, 건조수축 등에 의한 상부구조의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 국내 탄성받침 설계기준인 KS F 4420은 전단변형을 탄성받침 총 고무 높이의 70% 이내로 제한하고 있는데, KS F 4420에 의해 설계된 탄성받침이 요구되는 전단성능을 발휘하기 위해서는 허용 전단변형률이 전단파괴에 대하여 충분한 안전성을 보유해야 한다. 더욱이 탄성받침이 지진격리장치와 함께 내진설계에 사용될 수 있는 상황을 고려할 경우, 탄성받침은 KS F 4420의 허용전단변형률보다 높은 수준의 전단성능을 확보해야 한다. 이 논문에서는 국내 탄성받침의 전단성능을 확인하기 위하여 극한전단실험을 실시하였다. 실험 결과 탄성받침은 200% 이상의 전단변형률에서 파괴가 발생하여 KSF 4420의 허용전단변형률 규정이 안전 측이라는 사실을 알 수 있었다. 하지만 일체화된 거동을 할 것이라 기대 되었던 탄성받침이 200% 전단변형률 내외에서 받침 분리현상을 보였다. 관측된 받침분리 현상은 탄성받침의 내진설계 적용성을 고려할 경우 교량 시스템에 예기치 못한 충격 또는 집중 응력을 발생 시킬 수 있기 때문에 이러한 현상이 방지될 수 있도록 관련 규정이 필요하다고 판단된다.

FRP를 적용하는 대표적인 보강공법으로는 외부부착공법으로서, FRP Plate 또는 fiber sheet를 사용하여 노후화된 보강면에 FRP 보강재를 부착하는 형식이다. 하지만, 이러한 외부부착공법은 FRP보강재의 인장특성을 충분히 발휘하지 못하는 단점이 있다. 따라서 외부부착공법의 단점을 보완하기 위해 표면매립공법, 즉, Near Surface Mounted(이하 NSM)공법이 제안되었다. 이는 FRP 보강재를 매립함으로써 부재와 보강재의 부착 성능을 증가시킴에 따라 효율적인 응력전달 및 조기 debonding을 사전에 방지할 수 있으며, 이로 인해 FRP 보강재의 인장특성이 효율적으로 발휘될 수 있다. 효율적인 NSM 보강을 위해서는, 구조물에 가해지는 하중, 구성재료, 구조물의 기하학적 형상 등이 갖는 불확실 특성을 반영하여, 보강 후 구조물의 신뢰도를 기준으로 한 보강성능 평가가 필요하다. 본 연구에서는 노후화된 철도교 실교량 모델을 선정하여 외부하중, 재료 및 기하학적 형상의 불확실성을 Monte Carlo Simulation확률기법을 적용하여 그 분포특성을 분석한 후, NSM 보강에 대한한계상태 함수를 통해 목표신뢰도에 부합할 수 있는 휨보강비를 도출하고자 하였다. 해석결과 LS-25하중을 상회하는 내하력 증진효과를 확률분포로써 확인할 수 있었다. 따라서 확률신뢰성기법을 적용한 보강설계의 유효성을 확인할 수 있었으며, 추후 다양한 보강공법으로의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

최근 국내교량구조물의 보수 보강에 있어 외부강선 보강공법이 널리 사용되고 있으며 그에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 외부강선 보강공법중 시공성과 보강효율성이 뛰어난 개선된 인양홀 이용 정착장치를 개발하는 것을 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 선행연구에서 수행한 기 사용중인 인양홀 이용 정착장치의 거동에 관한 실험결과를 바탕으로 2가지 Type의 인양홀 이용 정착장치를 제안하였고, 총 6개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 각 실험체의 보강효과를 분석하기 위해 처짐, 변형률 등을 측정하였고, 항복하중, 극한하중, 파괴양상 등을 비교 분석하였다.

All bearing device should be examined to determine that they are functioning properly. Small changes in other portions of the structure, such as pier or abutment settlement, may be reflected in the bearings. Bearings should be checked to see that they can move freely and are clear of all foreign material. Shoes should be in proper position relative to the temperature at the time of the inspection. Check anchor bolts for any damage and to see that nuts are secure. See that anchor bolt nuts are properly set on the expansion bearings to allow normal movement. In this paper, rehabilitation method for damaged bearings is proposed and damage example of the skewed bridge is illustrated

염해에 노출이 심한 구조물이나 교량의 상판의 보강철근 부식으로 인한 콘크리트 구조물의 구조성능 및 내구성능의 저하가 큰 문제로 대두되고 있다. 이에 최근 활발히 연구가 진행 중인 유리섬유 보강근(Glass Fiber Reinforced Polymer Bar, 이하 GFRP 보강근)은 높은 화학적 내구성, 고강도, 경량성 등에 의하여 철근을 대체할 콘크리트 보강재로 그 가치를 인정받아 미국, 유럽, 캐나다 등에서는 이미 GFRP 보강근의 설계지침서가 발표되었다. 하지만 아직 GFRP 보강근을 이형철근과 같이 높은 신뢰성을 가지는 보강재로 사용하기에는 파악해야할 구조적 문제가 많이 있는데 그 중 하나가 콘크리트와의 부착성능이다. GFRP 보강근의 부착성능은 콘크리트 압축강도에 크게 영향을 받는 이형철근과 달리 섬유종류, 외피 표면 상태 등 여러 가지 요소에 의한 복합적 영향을 받는 부착특성을 보인다. 이에 본 연구에서는 외피 표면 상태, 콘크리트 압축강도 등을 변수로 하는 GFRP 보강근으로 보강된 일 방향 인장-인발 시편의 부착실험을 통하여 GFRP 보강근의 부착특성을 관찰하였다. 또한 이를 통하여 단조하중을 받는 GFRP 보강근의 부착응력-미끄럼 관계를 제안하고자 한다.

FRP rebar와 콘크리트의 취성적인 재료특성때문에 FRP rebar를 사용한 콘크리트 휨 부재는 균형 보강비 이하의 저보강 설계시 극한상태에서 FRP rebar의 파단에 따른 급작스런 취성파괴가 발생한다. 따라서 일반철근콘크리트와 달리 균형보강비 이상으로 설계한다. 또한 부족한 연성을 보완하고 충분한 예비강도를 확보하기 위하여 철근콘크리트보다 안전한 휨 강도감소계수가 요구된다. ACI 440.1R-06에서는 FRP rebar의 사용한 콘크리트 휨 부재의 파괴형태에 따라 서로 다른 휨 강도감소계수를 제안하고 있으며, 또한 다양한 재료로 개발되어진 모든 FRP rebar에 동일한 휨 강도감소계수를 적용하고 있다. 이는 FRP rebar로 균형보강비 이상 보강된 콘크리트 휨부재의 휨 강성 증대효과를 고려하지 못하는 것이며, 다양한 FRP rebar 사용을 제한하는 것이라 할 수 있다. 따라서 다양한 FRP rebar의 종류와 보강비의 변화에 따라 다른 휨 강도감소계수를 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되며, 본 논문에서는 GFRP rebar로 보강된 콘크리트보의 휨 강도감소계수 보정식을 신뢰성해석을 통하여 제안하였다.

최근 철도는 운송수단으로써 그 역할이 증대되어 대량화, 고속화, 쾌적화를 지향하고 있다. 나아가 활용성의 극대화, 이용자 편의성 증대 등 다양한 목적을 위해 도심지 및 건물인접구간을 통과하는 철도 및 역사부설도 증가되고 있는 실정이다. 그러나 열차의 대량화, 고속화는 기존에 비해 증가된 소음 및 진동을 유발하며, 이러한 소음과 진동은 인접지역의 민원유발, 구조물의 사용성 저하, 소음진동관련 환경기준치 초과 등 다양한 문제를 야기할 수 있다. 따라서 철도의 소음 및 진동저감 관련기술개발은 철도건설에 있어 필수적이며, 향후 고속철도노선의 확대로 그 중요성은 더욱 증대될 것이다. 본 논문에서는 철도 및 선하역사의 소음 진동저감을 위해 플로팅 슬래브 궤도시스템(floating slab track system)을 소개하고자 하였으며, 이와 관련된 방진재의 개념도를 작성하고, 시스템의 기초해석 및 기본설계를 수행하였다.

현행 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침에서는 CFT 기둥의 탄성계수와 항복강도 산정 시구속효과에 의한 축 강성의 증가를 반영하고 있지 않고 있다. 또한 AISC-LRFD와 ACI 318의 제시된 탄성계수와 항복강도의 산정방법으로 계산된 값이 차이가 큰 문제점이 있다. 본 연구에서는 CFT(Rectangular) 기둥을 강관의 두께 및 충진 콘크리트의 강도에 따른 시험체를 9개 제작하여, 실험을 통하여 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침과 비교하였다. 본 연구에서의 실험결과 현행 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침의 CFT 기둥의 항복강도는 실제 CFT 기둥의 항복강도와는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다.

광섬유센서 계측시스템의 대표적인 방식인 광섬유격자센서(FBG센서)는 포인트 센서 개념의 센서로써 측정하고자 하는 지점에 설치되는 반영구적이며, 분해능이 우수한 센서이다. 광섬유센서는 유리섬유의 코어(Core)/클래딩(Cladding)부분과 유리섬유를 보호하기 위한 코팅(Coating)으로 구분된다. 이와 같이 구성된 광섬유에 외력이 작용할 경우 유리섬유부분과 코팅부분 사이에서 미끄러짐(Slip)현상이 쉽게 발생하는 단점이 있어 패키징을 한 후 데이터에 오류가 생기는 경우가 있었다. 두 재료 간에 발생하는 미끄러짐(Slip)현상을 방지하기 위해서 광섬유의 코팅을 부분적으로 박피한 후 유리섬유부분을 직접 특정한 고정구로 고정하는 방식을 적용하고 프리스트레인을 부가하여 외력에 의한 변형을 정밀하게 측정할 수 있게 하였다. 콘크리트의 변형률을 측정하기 위하여 1미터의 게이지길이를 갖는 광섬유격자센서를 고정하고 프리스트레인을 부가함으로서 광섬유센서의 장점을 더욱 높여 콘크리트구조물의 인장 및 압축 거동을 정밀하고도 장기간 지속적으로 측정할 수 있게 하였으며, 이를 이용하여 인근의 전력구 공사 기간 동안 지하철 콘크리트 라이닝구조물의 안전을 감시하였다.

The serviceability evaluation methods regarding floor vibration can be found in foreign building codes or design guides for vibration. AISC, AIJ, CEN, CSA and ISO are sucn examples. However, because the those guides are based on each country's experimental results, there will be different evaluation results for the same conditions. Meanwhile, in korea, we have little research results that suits for our condition, and we continue to use those foreing guides. In this paper, 20 flat plate slabs were carried out to investigate the accuracy of existing frequency formulas.

교량 바닥판은 차량하중과 제설염화물 등의 다양한 유해환경에 직접 노출되어 있어, 교면 포장의 손상과 더불어 내부 콘크리트 바닥판의 열화로 진전되는 경우가 자주 발생되고 있다. 고속도로상에 손상이 발생한 교량에 대한 조사결과, 교면포장이 건전한 것으로 보이는 부위에서도 포장하면에서는 콘크리트 바닥판 상면의 손상이 광범위하게 진행되는 사례가 있다. 따라서 고속도로상의 교량 32개소를 선정하여 노면측정차량에 의한 조사와 차량탑재형 레이더에 의한 조사를 실시하였다. 그 결과, 외관상 양호해 보이는 곳에서도 포장내부에서는 손상발생가능성이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 바닥판의 손상평가는 외관조사와 더불어 레이더 조사를 병행하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

본 연구에서는 국내 최대의 콘크리트댐인 충주댐의 실제 현장 계측치를 대상으로 거동해석 및 안정성 평가를 실시하였고, 현재까지 관리되었던 제3기 판정의 적합성을 판단하였다. 계측에 의한 거동해석결과로부터, 충주댐의 안전성 및 제3기 관리판정의 적합성을 평가하면 다음과 같다. (1) 누수량은 시간이 경과함에 따라 동시에 측정치의 값이 감소한다. (2) 양압력은 시간이 경과함에 따라 일정치를 유지하여 안정하고 있다. (3) 댐체의 변형은 상, 하류의 경우 시간과 동시에 거의 일정한 값이 유지하면서 그 변화의 비율이 시간과 동시에 감소하며, 좌, 우안의 경우 시간에 따라 감소하고 있다. 상기의 경향으로부터 충주댐은 매우 안정한 거동을 나타내어, 안전관리상태는 제3기에 적합한 상태라고 판단된다.

콘크리트 시험체 내의 다양한 공동형상을 상세히 검출하기 위해 초음파속도법을 이용하여, 공동형상에 따른 3차원 검사해석을 실시하였다. 내부공동은 무공극 시험체와 정사각형, 직사각형 등 2종의 형식을 3차원 스티로폼 공동형상으로 제작하여, $500{\times}500{\times}500mm$ 크기의 무근콘크리트 시험체 내에 삽입 하였다. 비파괴시험은 초음파속도법에 대한 토모그래피법을 이용하였다. 그 결과, 공동의 형상을 3차원으로 화상화 처리가 가능하여, 콘크리트 내부공동을 보다 상세하게 비파괴검사방법으로 해석할 수 있음을 알 수 있었다.

휨항복 이후 주기하중을 받는 철근콘크리트 부재(보와 전단벽)에서는 길이방향의 인장변형이 누적된다. 이러한 길이방향 인장변형은 철근 콘크리트 부재의 강도 및 변형능력을 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 비선형 트러스 모델해석을 통하여 철근콘크리트 부재에 발생되는 길이방향 인장변형의 메커니즘을 분석하였다. 그 결과, 길이방향 인장변형은 소성힌지의 길이방향 철근에 발생되는 잔류인장소성변형으로 인하여 발생되고, 대각 콘크리트 스트럿의 전단력 전달 메커니즘이 길이방향 인장변형의 크기에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 분석결과를 토대로 주기거동 동안 철근콘크리트 부재에 누적되는 길이방향 인장변형을 평가할 수 있는 간단한 평가식을 제안하고, 다양한 재하이력을 갖는 보 실험결과와 비교되었다.

본 연구는 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단거동 특성을 규명함에 그 목적이 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 실험변수로는 전단 스팬비(a/d), 보강재 종류, 보강 방향, 보강 방법 등을 고려하여 실험을 수행하였다. 보강방법은 전단성능이 취약한 철근콘크리트 보 측면에 홈을 형성하고 에폭시를 충전한 이후 다방향 채널형 FRP판을 삽입하여 부착시켰다. 실험결과 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 대부분은 보강되지 않은 보에 비해 최대 전단강도가 최대 42%까지 증진 되었다. 또한 다방향 채널형 FRP판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 휨파괴를 유도하는 연성구간의 증진 효과가 매우 좋은 것으로 나타났다.

최근에 철근콘크리트 구조물에서 철근의 부식문제를 해결하기 위하여 FRP bar를 철근의 대체제로 사용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP bar는 비부식성 뿐만 아니라 철근에 비하여 자중이 작으면서도 고강도를 갖는 특성을 갖고 있다. 따라서 FRP bar가 경량골재콘크리트와 함께 사용된다면 해양에 부유되는 구조물등에서 우수한 특성을 발휘할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 현재까지 경량콘크리트에 FRP bar를 휨보강근으로 사용하는 구조체에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 본 연구에서는 GFRP bar 경량콘크리트보에 대하여 콘크리트의 전단력 기여분을 조사하기 위하여 콘크리트 압축강도와 휨보강근비를 변수로 하는 일련의 실험을 행하였으며 이 결과를 분석하였다. 연구결과, 선행 연구에서 제안된 식에 0.75배를 곱하여 구한 콘크리트의 전단력은 실험결과와 잘 일치하였으며, ACI 440.1R-06에서 제시한 식에 의한 결과보다 더 우수한 값을 주는 것으로 나타났다.

단순지지된 콘크리트 보 부재의 경우 전단 경간에서 내부 모멘트 팔길이가 변화하는 아치 현상이 발생하게 된다. 최근 이러한 점을 고려한 전단해석모델이 개발되었으나 집중 하중에 대해서만 적용할 수 있어 등분포 하중과 같은 보다 일반적인 하중에 대해서는 적용할 수 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 분포하중에 대해 내부 모멘트 팔길이의 변화에 대한 기본 식을 유도하고, 특히 등분포하중이 작용할 경우 아치 작용에 의한 전단력의 비율을 산정하는데 있어 이용되는 전단변형적합 조건을 도출하였다. 제안된 해석 모델을 이용하여 기존 연구자가 수행했던 RC보를 해석하여 그 경향을 분석한 결과, 등분포하중을 받는 RC보의 경간에 따른 전단변형률의 변화를 어느 정도 잘 묘사하는 것으로 나타났다. 하지만, 전단변형률이 작게 예측되는 것으로 보아 아치 작용에 의한 전단력의 영향을 추가적으로 고려해야 할 것으로 사료된다.

플랫 플레이트 시스템은 펀칭전단과 같은 구조적 취약점이 있다. 펀칭전단의 저항력은 기둥단면의 증가, 슬래브 유효춤의 증가, 콘크리트 강도의 증가, 휨철근의 증가로 증가시킬 수 있다. 그러나 전단보강체를 설치하는 방법이 경제적, 시공적, 안정적으로 가장 좋은 방법이다. 하지만 슬래브 두께가 250mm보다 작은 슬래브에서는 전단보강체의 충분한 정착길이를 확보할수 없기 때문에 충분한 정착효과를 발휘하기 힘들다. 이전 연구에서 제안된 전단보강체의 경우 상부철근과 하부철근의 사이에 설치되었기 때문에 전단철근의 항복강도에 도달하기 전에 미끄러짐 파괴가 발생하였다. 정착강도의 영향을 주는 요인으로는 유효정착길이, 콘크리트강도, 전단철근의 직경, 정착상세이다. 본 연구에서는 슬래브 두께와 콘크리트 강도를 고려하여 제안된 보강체의 강도산정시 K factor를 제안하였다. 정착길이와 콘크리트강도를 고려함으로써 두께가 얇은 플랫플레이트 슬래브내에서 전단철근에 의한 전단강도를 정확히 산정할수 있을 것으포 판단된다..

기존의 더블 티 슬래브 시스템은 단위 부재의 접합에 있어서 T형보 단면의 플랜지 부분이 접합되므로, 이 부분은 휨 및 전단에 취약하였다. 따라서 이러한 점을 보완하기 위하여, MTS(Multi-tee slab) 시스템을 개발하게 되었다. 여러 개의 T형 보를 합성한 MTS(Multi-tee slab) 시스템은, 단위 부재에 대하여 테두리 보를 적용하였다. 이러한 테두리 보의 적용은 단위 부재 접합 시, 기존의 더블 티 슬래브 시스템에서 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다. 부재 단부에 테두리 보는 횡방향으로 T형보 단면의 리브를 지지하고, 이것은 부재에 대하여 전단강도 및 하중 분포에 영향을 미친다. 이것은 하중이 작용할 때 테두리 보가 있는 MTS 시스템이, 테두리 보가 없는 부재에 비하여 더 높은 전단 강도를 나타낸다는 사실로부터 알 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이론식과 프로그램을 통하여 MTS시스템의 전단강도에 대하여 해석 하였다. 또한 이것을 통하여 테두리보가 전단 강도의 증가에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.

본 연구에서는 비보강 조적조 건물의 전단강도와 연성능력을 향상시킬 수 있는 철물을 사용하여 보강된 조적벽체의 성능향상 검증을 위한 실험의 기초자료를 제시 하고자 한다. 실험에 사용될 철물은 얇은 육각 기둥들이 패턴형태를 이룬 벌집 모양의 하니컴 스틸재로 세라켐(주)이 일반 구조용 압연강 재인 SS400으로 제작한 것으로서 선행 실험으로 부터 철근콘크리트 보의 전단 강도 및 강성 증가에 효과가 있음이 나타났다. 국내의 경우 비보강 조적조 건물에 대한 내진규정이 마련되어 있지 않기 때문에 미국 내진 보강 지침서인 FEMA 207 및 306 에서 제안하는 4가지 파괴모드(수평줄눈의 전단파괴, Rocking 파괴, 사인장 파괴, Toe 파괴)와 강도식을 사용하여 그 중 사인장 파괴를 제외한 3가지 파괴모드를 형상비를 변수로 유도하여 보강되지 않은 벽체와 1면 및 2면 보강된 벽체를 계획하였고 보강효과를 예측하였다. 강도식으로 부터 보강철물의 효과는 Rocking 및 Toe 파괴에서는 단부 구속력의 증가, 전단 파괴에서는 수평줄눈의 전단강도 증가가 예상되며 각각의 경우 연성증가도 예상된다

철근콘크리트 코벨은 전단지간대 유효깊이의 비가 1보다 작은 부재로서, 주로 보의 하중을 기둥으로 전달하기 위해 사용된다. 이러한 철근콘크리트 코벨의 극한강도 및 거동은 전단지간대 유효깊이의 비, 콘크리트의 압축강도, 철근의 배근형태와 배근량, 그리고 부재의 형상 등 다양한 변수들의 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 철근콘크리트 코벨의 강도 및 거동 특성을 모두 반영하여 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현행 설계기준의 스트럿-타이 모델방법을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 철근콘크리트 코벨의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 수평 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 제안한 하중분배율을 ACI 318-05 스트럿-타이 모델 설계규정에 적용하여 파괴실험이 수행된 30개 철근콘크리트 코벨에 대한 극한강도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 실험결과 및 ACI 318-05 설계기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교하였다.

FRP 합성재료로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 응답을 합리적으로 예측할 수 있는 해석모델이 제시되었다. 제안된 모델은 하중이 증가함에 따라 점진적으로 발생하는 미세균열에 의한 부피팽창이 미세재료구조의 손상을 나타내는 중요한 척도이며, 이에 손상정도에 따라 하중지지능력을 일관되게 산정할 수 있다는 기본개념에 근거한다. 이를 위하여 제안모델은 면적변형률 및 공극의 함수로 표시된 탄성계수, 팽창콘크리트와 구속매체의 상호작용을 나타내는 에너지 평형식, 변화하는 구속력 및 점증계산논리를 포함한다. 따라서 실험으로부터 유도된 팽창비 관계식으로부터 횡방향 혹은 부피팽창변형률을 산정하는 기존의 해석모델과는 달리 역학적 거동 및 에너지 평형식으로부터 연속적으로 변화하는 횡방향 변형률을 산정한다.

강재매입형 합성교각은 강재의 구속효과에 의하여 심부콘크리트의 내력상승을 유발하고, 또한 심부 콘크리트로 인한 강재의 좌굴 보강효과로 단면과 자중을 증가시키지 않고도 부재의 내력이 증가하게 만들 수 있어 내진 설계시 필요한 여러 조건들을 충족시키는 구조물이라 할 수 있다. 조립식 강재매입형 합성교각에서는 일체형으로 하는 경우에는 프리스트레스를 도입하지 않아도 되지만 세그먼트를 나눌 경우에는 이음부 균열제어를 위해 일정 수준의 프리스트레스를 도입해야 한다. 도입되는 프리스트레스에 의해 합성단면에 발생하는 초기 응력과 변형은 콘크리트의 장기거동에 의해서 변화하게 되고 설계시 이를 검토해야 한다. 이 논문에서는 세그먼트로 나누어진 프리캐스트 합성교각에 프리스트레스를 도입한 후 강연선에 부착된 로드셀과 철근, 콘크리트, 강관의 변형률 변화를 통해 프리스트레스 손실량을 검토하여 분석하였다.

I형강 접합 절곡 강합성 바닥판은 절곡 바닥판내에 I형강을 매입하여 기존의 현장타설 철근콘크리트바닥판보다 경량화되고 하중저항성능 및 시공성을 향상시킨 강합성 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법을 사용해 I형강 접합절곡강합성 바닥판의 유효휨강성을 계산하고 그에 대한 적합성을 평가하였다. 또한 전단연결재의 유 무, 단면의 변화, 부재연결 그리고 일반철근콘크리트보와의 비교등 4가지 실험변수를 두고 총 5개의 실험체를 제작 실험하였고 실험결과와 이론식으로 산정된 휨강성값을 비교,평가하여 실험변수에 따른 휨강성의 변화를 분석하였다. 실험결과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법이 ACI에서 제안하고 있는 방법보다 만족스러운 결과를 나타냈으며, 전단연결재가 있고 콘크리트와 바닥판의 부착면적이 많은 경우에 하중저항 성능과 휨강성이 높게 나타났다.

강관의 내부에 콘크리트를 충전한 구조인 콘크리트 충전 강관 구조(Concrete Filled Steel Tubular Structure, CFT 구조)는 강재와 콘크리트의 단점을 상호 보완하고 장점을 극대화 할 수 있다는 이점이 있다. 이와 같은 CFT 거더의 장점을 살리면서 CFT 거더보다 더 뛰어난 경제적, 구조적 효율성을 얻기 위해 기존의 CFT 구조에 아치 형식과 프리스트레스를 도입한 신형식 거더인 CFTA(Concrete-Filled and Tied Tubular Arch) 거더에 대한 연구가 현재 진행 중이다. CFTA 거더의 가장 큰 특징은 아치형상과 외부로 노출되어 있는 텐던인데 현재 연구과정에서 지적되고 있는 문제점 중의 하나는 외부로 노출된 텐던의 안전성에 관한 문제이다. 따라서 본 논문에서는 외부로 노출되어 있는 텐던에 대한 안전성 평가를 수행하였다. 또한, collision numerical simulation을 사용하여 동적 충돌에 대한 해석도 수행하였다. 모델의 해석을 위해 유한요소 해석 결과의 신뢰성이 높고, 타 연구에서도 많이 사용되고 있는 ABAQUS 6.5-1을 이용하였다.

FRP-콘크리트 합성 바닥판을 개선하여 사장교에 경제적으로 적용 가능한 바닥판을 개발하고, 이의 설계 및 경제성 등을 제시한다. 기존의 FRP-콘크리트 합성 바닥판은 탄성계수가 낮은 GFRP 패널의 채용으로 인하여 낮은 단면 강성을 갖게 되는데, 이는 바닥판의 처짐 등과 같은 사용성 문제를 야기할 수 있다. 그래서 기존 FRP-콘크리트 합성 바닥판의 양단을 콘크리트로 감싸서 순지간이 줄어드는 효과를 얻을 수 있는 프리캐스트 FRP-콘크리트 바닥판을 고안하였다. 이 바닥판은 기존 바닥판에 비해 바닥판 지간은 늘어나면서 자중은 크게 늘지 않는 장점을 가진다. 이러한 개선된 바닥판에 대해 거더와 합성하는 경우, 거더 위에서 단순지지하는 경우로 나누어 단면 최적화를 수행하였다. 최적화된 바닥판을 중앙지간 540m인 사장교에 적용한 결과, 상부구조 및 케이블 물량의 감소 효과를 얻을 수 있어 경제적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

할선강성을 이용하여 모멘트저항골조의 모멘트재분배를 수행하는 선형해석법을 연구하였다. 제안된 방법에서는 모멘트재분배가 요구되는 부재의 소성힌지에 회전스프링을 모델링한 후, 이 스프링의 할선 강성을 조정하여 비탄성변형으로 인해 저감된 부재의 휨강성을 반영한다. 회전스프링의 할선강성을 조정하여 선형해석한 결과, 해당 부재와 전체 구조물에서 힘의 평형이 만족될 때까지 계산을 반복한다. 할선강성해석을 통해, 소성힌지의 비탄성변형에 의한 하중의 재분배가 고려될 수 있으며, 해당 소성힌지에서의 요구회전변형이 변형능력을 초과하지 않는지 비교함으로써 안전성을 평가할 수 있다. 검증을 위해, 제안된 방법은 기존의 연속보에 대한 실험연구와 비교되었으며, 기존건물의 평가에 적용되었다.

철근콘크리트 구조물을 해석하는 경우, 하중조건 및 이들 하중의 증가에 따라 나타나게 되는 상이한 거동 특성들 즉, 인장균열, 압축파괴, 다축상태일 때의 강도의 증가, 전단파괴 시의 취성적 파괴특성 등을 반드시 고려해야만 한다. 유한요소법에 의한 해석적 평가 시, 최대하중 이후에는 요소크기에 따라 상이한 구조응답을 나타내는 요소의존적인 응답결과를 보인다. 본 연구에서는 이러한 요소의존성을 극복하기 위한 연구결과들 중 하나인 적분형 비국소화 모델을 이용하여 전력구 모형 실험체의 파괴거동을 해석하였다. 실험결과와 해석결과를 비교하여 적분형 비국소 모델의 신뢰성과 타당성을 검토하는 것을 목적으로 한다.

골조공기단축 시 양생이 충분하지 못한 RC 구조물에 시공하중이 가해질 수 있고 이러한 시공하중은 시공 중 구조물의 안전성과 사용성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 골조공사의 공기를 단축하기 위해서는 시공하중에 대한 구조물의 안전성 및 사용성에 대한 검토가 선행되어야 한다. 최근 연구에 따르면 기준에서 정의된 시공하중 뿐만 아니라 온도하중도 시공 중인 구조물의 거동에 큰 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났지만 기존의 시공단계해석에서는 이러한 온도하중을 합리적으로 고려하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 온도하중을 고려한 시공단계해석을 수행하여 동바리 하중 변화와 슬래브 하중 변화를 분석하여 온도하중에 따른 시공 중 구조물의 거동을 분석하였다. 외부 온도변화를 고려한 시공단계해석을 수행한 결과, 주변온도가 하강할 경우 동바리 하중은 감소하고 상승할 경우는 증가하는 경향을 나타냈다. 이러한 동바리 하중 변화는 구조물의 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 파악되었다. 따라서 시공계획 시 온도변화에 따른 동바리 하중 변화를 합리적으로 고려해야 한다. 또한 슬래브 하중 변화에서 온도 하강에 의해 슬래브의 모멘트가 커지는 경향을 나타냈다. 공기단축 시온도하중에 의해 증가된 모멘트는 균열모멘트를 초과할 수 있으므로 가설계획 시 온도하중을 추가적으로 고려해야 한다고 판단된다. 외부 온도변화를 고려하여 구조물의 거동을 분석한 본 연구 자료는 향후 RC 구조물의 공기단축 시, 시공 중 안전성과 건축물의 사용성 확보를 위한 가설계획에서 유용한 자료로 사용될 것으로 판단된다.

본 연구는 슬래브의 하부철근이 포스트 텐션(PT) 플랫 플레이트 골조의 내진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위하여 슬래브-기둥 접합부에 슬래브 하부철근이 있는 경우와 없는 경우의 3층, 9층 골조를 중력하중만 고려하여 설계하였다. 본 연구에서는 대상 건물을 비선형 정적 푸쉬 오버 해석하여 기둥을 관통하는 슬래브 하부철근 유무에 따른 전체 구조시스템 거동을 평가 하였다. 본 연구에서 사용한 접합부 모델은 뚫림 전단과 파괴메커니즘을 예측할 수 있도록 본 연구자들에 의하여 기존 연구에서 제안된 것이다. 본 연구결과에 따르면 기둥을 관통하는 슬래브 하부철근은 PT 플랫 플레이트 골조의 내진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 슬래브 하부 철근이 있는 PT 플랫 플레이트 골조는 슬래브 하부철근이 없는 골조에 비하여 최대 강도와 변형 능력이 크게 향상되었다.

1층에 필로티를 가지는 저층 RC 집합주택의 표준대상구조물을 선정하여 비선형 정적해석에 의해 우리나라 내진 기준에 정하는 최대 지진과 설계 지진에 대하여 내진성능을 평가하는 것이 본 연구의 목적이다. 이를 위하여 FEMA356 (혹은 ASCE/SEI-41) 보고서에 의해 목표 변위를 산정한 후 이 목표 변위에 대한 주요 부재(기둥, 벽체)의 상태를 검토하였다. 이 결과 (1) 기둥은 생명안전수준(LS)과 붕괴 방지 수준(CP)의 요구 조건을 전부 만족하고 있지만 (2) 벽체의 경우 단변 방향은 LS는 만족하였지만, CP는 만족하지 못하였고, 장변 방향의 경우 LS와 CP 공히 만족하지 못하는 것으로 나타났다.

본 연구의 필자는 우리나라 철근콘크리트(RC) 건물의 대다수를 차지하고 있는 중 저층 RC 건물, 특히 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 중.저층 RC 건물의 성능지정이 가능한 내진성능평가법을 제안하였다$^{1)}$. 문헌[1]에서는 중 저층 RC 건물의 전단 및 휨파괴형 부재 내력과 연성능력 사이의 상관관계를 파악함과 동시에, 전단 및 휨파괴형 부재의 각각의 피해 정도가 건물 전체의 피해 상황에 어떻게 영향을 미치는가를 검토 및 검증하여 내진성능 평가법을 제안하였으며, 또한 실제 지진에서 피해를 입은 중 저층 RC 건물에 적용하여 제안한 평가법의 신뢰성을 검증하였다. 문헌[1]에서 제안한 평가법은 기존의 내력 중심의 내진성능 평가법(일본 내진진단법)에 비하여 보다 효율적으로 내진성능이 우수한 건물을 선별 가능하다고 사료되며, 이에 제안한 평가법을 토대로 본 연구에서는 국내 현존 저층 RC 건물을 대상으로 그 내진안정성을 평가 및 검토하였다.

콘크리트 구조물은 콘크리트의 크리프와 건조수축 등의 영향으로 시간의존거동을 한다. 그리고 크리프와 건조수축의 불확실성은 매우 크다. 크리프의 불확실성을 줄이기 위해서 실험을 통하여 크리프 특성을 얻는 것이 필요하다. 연구실에서의 실험을 통한 결과를 얻더라도 환경 요인과 모델 자체의 불확실성 등에 의해서 실제 구조물에서는 크리프 특성이 다를 수 있다. 코드식이나 실험에 의해서 얻은 크리프 계수와 실제 구조물에서의 크리프 계수의 실제 물성 차이가 있다면, 구조물의 장기 거동을 적절히 예측하지 못하게 된다. 본 논문에서는 장기거동을 잘 예측하기 위해 시간에 따라 측정된 처짐으로부터 크리프 계수를 추정하였다. RC 빔 부재의 시간에 따른 처짐을 측정한 자료로부터 크리프 계수 민감도 해석을 이용하여 크리프 계수를 추정하고 ACI Committee 209와 CEB-FIP MC90에서 제시하는 크리프 모델에 따른 크리프 계수의 차이를 살펴보았다.

최근 대규모화된 건축 구조물에서 매스콘크리트 형식의 구조체가 많이 적용됨에 따라 수화열에 의한 온도균열의 발생이 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 매스콘크리트의 온도균열은 타설 후 시멘트의 수화열에 의한 온도상승 및 강하에 따라 생기는 체적변화가 내부 또는 외부적으로 구속을 받아 발생하는 것으로, 이를 제어하기 위한 수화열 저감대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저발열배합 및 수화발열량차를 이용하여 분할타설된 매스콘크리트를 대상으로 양생조건에 따른 열전달계수 변화를 고려한 수화열 해석을 수행한다. 이를 위한 해석모델은 분할타설을 고려하여 상부층은 일반콘크리트를 타설하고 하부층은 저발열배합 콘크리트를 타설한다. 분할타설된 매스콘크리트는 외기노출 부분과 거푸집 부분, 양생조건부분이 다르기 때문에 그에 따른 대류경계조건을 설정한다. 이에 따라 저발열배합 및 분할타설, 열전달계수 변화 등을 고려한 수화열 해석결과를 통해 온도분포 및 응력분포를 확인하고, 온도균열저감효과를 분석한다.

복합섬유(Fiber Reinforced Polymers)가 외부 부착된 철근콘크리트 보에 관한 연구는 국내 및 세계 여러나라에서 활발히 진행되고 있으나 장기 거동에 관한 연구는 많이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 많이 사용되고 있는 탄소섬유(Carbon Fiber Reinforced Polymers)와 유리섬유(Glass Fiber Reinforced Polymers)를 철근 콘크리트 보에 외부 부착시킨 후 300일간 지속하중하에서 철근의 변형률, FRP의 변형률을 측정함으로써 FRP 보강 실험체의 시간의존적 거동을 파악하였다. 또한, Adjusted Effective Modulus Method, (AEMM)과 Ghali and Farve의 방법을 사용하여 시간경과에 따른 크리프와 건조수축에 의한 응력과 변형률의 변화를 예측하였다. 실험결과, RC보의 휨 보강 측면으로 보았을 때, CFRP가 GFRP보다 장기거동에 있어 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났으며, 이론 식으로 산정된 값은 무보강 실험체의 철근 변형률의 경우 비교적 유사하게 예측하고 있으나 FRP로 보강된 실험체들의 인장철근은 다소 과대평가하는 결과를, 압축철근은 과소평가하는 결과를 나타냈다.

강재요소의 경우엔 고온에 노출될 경우 높은 열전도성으로 인해 화재 발생상황에서 단면의 급격한 온도 상승으로 인한 강도저하 현상이 유발된다. 특히 CFT기둥의 경우엔 구조체의 인장응력을 외부의 강재부분이 전담하기 때문에, 내화성능을 확보하기 위하여 이 부분에 대한 강도저하 및 응력변화에 대한 수치해석적 검토가 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 국내에서 수행한 콘크리트 및 강재의 고온재료물성 실험값을 토대로 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용하여 CFT기둥의 화재거동을 예측하였다. 해석적용 강재는 SS400을 대상으로 하였으며, 내부 충진된 콘크리트의 강도를 40MPA와 50MPA를 변화시켜 전열특성 및 거동현상을 예측하였다. 표준화재 180분 노출조건으로 CFT기둥 해석결과 40MPA모델의 경우123mm의 변위가 발생하였으며, 50MPa모델의 경우 91mm의 수축량이 발생하는 것으로 해석되었다.

국제화가 가속화됨에 따라 국가 단위가 아닌 도시 단위의 경쟁력 제고의 필요성이 대두되면서 도시재생에 대한 관심이 높아지고 있다. 도시재생의 위한 공간의 효율성 극대화와 고부가 가치를 갖는 공간의 창출을 위해서는 입체 복합 공간구조 시스템의 개발에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이론과 시공 사례를 바탕으로 하여 입체 복합 공간구조에 대한 개념을 정립하고 이를 위한 구조시스템에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 입체 복합 공간을 구성하기 위해서는 규모 및 용도에 탄력적으로 대응할 수 있는 Mega structure 시스템이 타당할 것으로 판단되었고, 이에 따라 Mega structure 모델의 구조해석을 수행하였다. 본 연구에서는 해석을 위해 기본 Mega structure 모델을 제안하였으며, 제안된 모델의 Mega column과 Mega beam의 형태 및 위치를 변화시켜가며 구조해석을 수행하였다. 본 연구에 따르면 Mega structure 시스템이 실제 입체 복합 공간을 실현시킬 수 있는 충분한 성능을 발휘한다고 판단되었다.

슬래브-기둥 접합부는 많은 구조물의 시공에 사용되고 있다. 그러나 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 파괴거동 및 극한강도를 예측하는 것이 매우 어렵기 때문에 현행 구조물 설계기준은 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 파괴 거동을 명확하게 설명하지 못하고 있다. 본 논문에서는 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 극한해석과 설계를 위하여 응력교란영역을 가지는 3차원 구조의 해석과 설계를 위하여 제안된 3차원 격자 스트럿-타이 모델 방법을 파괴실험이 수행된 43개의 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 극한강도 평가에 적용하고, ACI 318-05 기준과 FIB 1999 기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교함으로써 3차원 격자 스트럿-타이 모델 방법의 타당성을 검토하였다.

본 연구에서는 취성적인 시멘트 복합체에 2%이내의 단섬유를 보강하여 균열하중이 이후에도 급격한 강도저하 없이 강재와 같은 변형경화 특성을 부여한 신개념의 건설재료인 변형 경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 활용한 콘크리트 구조물의 균열제어성능 개선을 위한 방안을 모색하고자 한다. 본 연구에 활용된 SHCC는 물겹합재비 0.45의 시멘트 복합체에 1.3%의 PVA 섬유 및 0.2%의 PE 섬유를 보강하여 제조되었다. 단면 $100{\times}100mm$의 정사각형 단면을 갖는 무근 콘크리트 보와 인장측 하부면에서 30 및 50mm 두께의 콘크리트를 SHCC로 단면 대체한 보의 휨 및 균열진전 과정을 비교하여 본 연구에서 제조된 SHCC에 의한 균열제어성능을 평가하고자 하였다. 인장측 하부면을 SHCC로 대체한 콘크리트 보 실험체의 휨거동 특성 및 균열제어성능은 무근 콘크리트 보에 비하여 크게 개선되었다.

기존의 콘크리트 구조물은 콘크리트만으로는 부족한 인장력 강화를 위해 철근을 보강근으로 사용하여 구조물을 형성하였으며, 이러한 철근콘크리트 구조물 시스템 내에서 철근은 사용연한이 지날수록 염분 및 습기, 염화물 등 외부환경에 의해 부식된다. 이러한 철근의 부식은 최종적으로 콘크리트 구조물의 성능 저하와 수명 단축을 유발시키는 주요 원인이 된다. 이와 같은 이유로 최근 Fiber Reinforced Polymer(FRP)를 이용하여 철근을 대체할 수 있는 보강근을 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다. FRP 보강근은 철근에 비해 고강도를 발휘할 수 있을 뿐 아니라, 비부식성이기 때문에 기존 철근의 부식 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. 그러나 FRP 보강근은 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도로 인해 동일 하중 수준에서 철근 콘크리트보다 균열폭이 커지고 균열이 크게 진행하는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 FRP 보강근 콘크리트 보와 기존의 철근콘크리트 보에 대한 정적 재하 실험을 통해 보강근의 종류와 보강근의 배치, 보강비 등에 따른 균열 거동과 파괴 모드의 변화를 고찰하였으며, 설계기준식과 측정값과의 비교를 통해 FRP 보강근 콘크리트의 균열평가에 대한 설계기준식의 타당성을 검토하였다.

철근콘크리트구조는 적절한 시공 후 지속적인 유지관리가 이루어질 경우 우수한 내구성을 가졌다. 그러나 철근콘크리트 구조물은 항시 외부환경의 영향을 받고 있으며 이로 인하여 구조물의 성능저하 현상이 일어난다. 이러한 성능저하 현상중 콘크리트의 동결융해 작용은 콘크리트 내부의 수분이동결융해를 반복적으로 받아 균열이 발생하거나 표면부가 박리하여 표면부분부터 점차적으로 파괴되어 콘크리트 구조물의 내구성능이 저하되는 현상을 말한다. 성능저하 된 콘크리트구조물의 내구성회복을 위한 기술 개발에 대한 관심이 급격히 증가되고 있고 동결융해에 관한 연구가 이루어진다면 동결융해 따른 피해를 사전에 예방할 수 있고, 적절한 시공을 통해 경제적 효과를 얻을 수 있다. 이에 본 연구에서는 동결융해 이전의 손상유무 및 동결융해 사이클을 변수로 하여 동결융해를 경험한 철근콘크리트 보의 거동특성을 평가하고자 하였고 이러한 연구결과를 근거로 향후 철근콘크리트 보의 내구성 및 동결융해에 의한 거동특성을 평가함에 있어 기초적인 자료를 마련하고자 하였다.

최근 친환경 구조물에 대한 관심이 증대 되면서 친환경 재료인 황토에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구가 황토의 재료특성에 대하여 이루어지고 있으며, 구조 성능에 대한 연구는 미비한 실정이다. 또한, 활성 황토의 경우 활용 가능성이 어느 정도 규명되고 있으나, 경제성 측면에서 활용도가 낮은 것이 현실이다. 비활성 황토는 경제성 측면에서는 유리할 것으로 기대되나 재료 및 구조성능에 대해 규명되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 활성 황토와 비활성 황토가 황토 콘크리트 보의 휨 성능에 미치는 영향을 분석하였다.

철근콘크리트 휨 부재에서 현행 설계기준들의 처짐 계산 규정은 콘크리트의 균열 후 보의 휨강성이 감소하는 것을 반영한 유효 단면2차모멘트 $I_{\epsilon}$의 개념을 적용하여 부재의 최대 처짐을 계산하는 방법이 다. 그러나 균열 발생에 따른 부재의 강성 변화를 전 경간에 걸쳐 동일하게 $I_{\epsilon}$로만 적용하여 인장증강효과 등을 직접적으로 반영하지 못하고 있다. 단순보와 연속보에서의 단면2차모멘트를 기준식이 정확히 나태나고 있는지 검증하고 이를 수정하여 보다 정확한 단면2차모멘트 예측식을 제안하고자 한다. 따라서 이 연구에서는 철근콘크리트 단순보와 연속보에서의 유효 단면2차모멘트를 이론값, 실험값과 비교, 분석하고 인장증강효과가 유효 단면2차모멘트에 미치는 영향을 실험을 통하여 검증하였다. 단순보에서는 콘크리트 강도 및 피복두께에 따른 주근의 비부착을 변수로 하여 총 6 개의 시험체를 제작하였고, 연속보에서는 주근의 비부착 위치에 따라 총 4 개의 시험체를 제작하였다. 실험 결과 단순보와 연속보 모두 국내 콘크리트구조설계 기준식에 의한 유효단면 2차모멘트의 이론값과 실험값이 유사한 양상을 보이는 것으로 나타났으나, 연속보에서는 이론값과 실험값의 오차가 큰 것으로 나타났다. 단순보에서 는 피복두께가 두꺼운 시험체 및 고강도 시험체가 주근의 비부착에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 연속보에서는 중앙부의 비부착이 단순보의 유효 단면2차모멘트에 비해 큰 영향일 미치는 것으로 관찰되었다.

본 논문에서는 고장력 철근이 적용된 휨부재의 구조성능과 사용성능에 대하여 실험적으로 연구하였다. 고장력 철근에 관련된 기존 연구결과에 따르면, RC보의 인장철근을 고장력 철근으로 사용할 경우, SD400에 비해 철근의 물량을 경감시킬 수 있는 장점이 있으나, 균열 폭과 처짐이 증가되는 등 부정적인 영향이 있다고 알려졌다. 따라서 본 논문에서는 고장력 철근을 사용함으로써 휨부재의 성능에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이에 철근강도를 변수로 SD400, SD600, SD700의 3개 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과, 동일 철근비 사용 시 고장력 철근의 부재 강성이 감소되는 현상을 나타내었으나, 부재의 전체적인 휨내력은 배근된 철근의 강도 및 철근량에 비례하여 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고장력 철근 사용시 균열갯수 및 최대 균열폭에 큰 변화가 없으므로 사용성 면에서 큰 문제는 없는 것으로 분석되었다.

철근콘크리트 구조물의 사용성을 검토할 때 처짐은 가장 중요한 사항 중 하나이며, 철근콘크리트 휨 부재의 처짐은 일반적으로 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하여 구해진다. 그러나 이미 사용중인 철근콘크리트 보에서 정확한 사용하중을 알기 어려운 경우에는 기존의 방법으로 처짐을 계산하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 이 연구에서는 철근콘크리트 보에서 균열과 처짐은 상호 밀접한 관련이 있다는 사실을 바탕으로 작용하는 하중의 크기에 무관하게 철근 콘크리트 보 부재의 균열 상태로부터 처짐을 쉽게 산정할 수 있는 방법을 제안하고자 하였다. 균열폭의 합, 평균변형률 및 곡률 등의 관계를 이용하여 처짐식을 제안하였으며, 수정계수를 적용하여 보다 정확한 처짐식을 제안하고자 하였다. 이 제안식을 사용할 경우, 철근콘크리트 보에 작용하는 하중 크기에 무관하게 균열을 측정함으로써 처짐 추정치를 얻을 수 있으며, 유효 단면 2차 모멘트 값을 산출하여 처짐을 산정하는 기존의 방법에 비해 비교적 간단하게 처짐을 산출 할 수 있다. 그러나, 하중에 관계없이 균열폭으로만 처짐을 추정하므로 기존의 처짐 예측식에 비해 정확도가 다소 낮을 수 있으며, 부재의 전 구간에 걸친 균열폭 측정이 수행되어야 하는 한계성이 있다.

PSC 구조물에 사용되는 긴장재의 마찰계수는 긴장작업시 긴장력 관리를 위한 기본적인 정보가 된다. 그러나, 마찰계수는 국내외 설계기준별로 큰 차이가 있어 실무자들에게 혼란을 주어 왔다. 이 연구에서는 먼저 국내외의 관련 설계기준을 비교분석하여 현재 통용되고 있는 마찰계수의 범위를 파악해보았다. 그리고 긴장시의 신장량과 긴장력과 같은 실측값과 마찰계수에 대한 이론식을 조합하여 파상 및 곡률 마찰계수값을 역으로 유추할 수 있는 절차를 제안하였다. 예제로서 국내 PSC 교량을 2개 선정하여 다양한 형상을 가진 텐던들에 제안된 절차를 적용하여 마찰계수값들을 계산하고 국내외 설계기준의 값들과 비교하였으며, 이를 바탕으로 합리적인 마찰계수값의 범위에 대해 논하였다. 파상 마찰계수의 경우 AASHTO 기준을 비롯한 해외의 몇몇 기준에서 국내에서 통용되는 값보다 매우 작은 값을 제시하고 있어 국내 기준이 파상 마찰계수를 과대평가하고 있다는 지적이 있어 왔지만, 분석 대상교량에서 도출한 값들은 국내 기준의 하한치에 가까운 정도였다. 한편, 곡률 마찰계수는 국내 기준의 상한치에 가깝거나 이를 다소 상회하는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 싱글 플레이트 전단접합에 앵글을 접합한 새로운 방식의 철골 커플링보를 개발하여 여러 가지 구조적 성능을 평가하고자 한다. 주요 변수는 앵글유무, 콘크리트 보강 유무, 매립길이, 결손단면이다. 실험은 커플링 보의 가운데 지점을 2,000kN Actuator를 이용하여 횡방향 반복가력을 가하여 구조물의 전체적인 거동을 알아본다. 실험결과 싱글 플레이트 전단 접합부로 이루어진 실험체보다 앵글을 접합한 실험체가 강도, 변형능력, 강성, 에너지 소산 능력 등 전반적인 구조적 성능이 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 매립된 철골보 주위에 전단철근을 보강하지 않은 경우 PC벽체의 조기 지압파괴로 인해 그 성능이 현저히 떨어지는 것으로 나타났다. 그러나 전단철근이 배근이 된 경우 철골 커플링 보의 전단 항복이 발생할 때까지 PC벽체의 파괴가 충분히 지연되는 것으로 나타났다. 앵글이 접합된 경우 매립길이가 작아도 그 성능이 떨어지지 않았다. 결손 단면이 있을 경우 강도는 작게 나타났으나 접합부 전단 강도보다 훨씬 작도록 설계된 관계로 PC벽체의 파괴가 발생하기 전에 충분히 전단 거동을 통해 우수한 성능을 발휘하였다. 이러한 결과는 시공성과 경제성 향상을 위해 앵글을 접합한 철골 커플링 보 방식이 매우 유용할 것으로 사료된다.

WAS(WAffle shape Slab system) 공법은 기존의 더블티(Double Tee Slab 이하 DTS)공법의 일부 문제점을 개선하는 것을 목적으로 개발된 와플(waffle) 형상의 프리캐스트 콘크리트 슬래브 공법이다. 그러므로 기존의 프리캐스트 공법의 장점인 건설현장의 공업화, 단순화, 시스템화, 고품질화가 가능하다. 또한 더블티 공법의 경우 발생되기 용이한 부재 또는 접합부 부분의 균열 발생을 줄여 이로 인한 유지 보수 관리 비용의 발생을 저감시킬 수 있다. 이미 선행연구를 통하여 WAS패널의 구조적인 특성과 안정성, 시공성에 대해 검증하였고 후속연구로 슬래브-슬래브 간의 접합부 구조적 특징을 파악하기 위하여 본 실험을 진행하였다. 실험결과 변수로 설정한 접합부분 너비와 충전재료는 접합성능에 큰 영향을 미치지 않으므로 조립 시 덧침콘크리트가 충분히 밀실하게 채워질 수 있는 접합너비로 설계하여 사용하면 될 것으로 판단된다.

철근콘크리트구조(RC)는 경제성이 뛰어나 가장 널리 사용되고 있지만, 인장응력에 취약하고 콘크리트의 자중이 커서 처짐 제어가 어렵다는 단점이 있다. 프리스트레스트콘크리트구조는 이를 극복할 수 있는 가장 효율적인 방법으로 이미 오래전부터 알려져 있지만 국내에서는 건축 현장 여건 때문에 적용사례가 매우 드물다. 특히, 대부분 부정정 구조물인 건축물에 적합하면서 일체성을 확보할 수 있는 포스트텐션(PT) 공법은 국내에서는 최근에서야 비로소 몇몇 건축 현장에 도입하기 시작하였다. 그러나 전구간 포스트텐션 공법을 적용하는 것에는 현장여건상 여전히 많은 엔지니어들이 부담을 가지고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 RC구조의 처짐억제 효율성을 높이면서도 현장 실무자들에게 부담을 최소화 할 수 있는 현실적 대안으로 부분 구간에만 PT공법을 적용시키는 방법을 제안하고 거동 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 부분 구간PT공법의 적용성을 높이기 위하여 상향긴장방식을 적용하였으며, 실제 현장적용을 통하여 얻은 계측값과 해석결과의 비교를 통하여 거동 특성을 분석하였다.

100층 이상의 초고층 건축물이 현실로 다가오면서 이에 수반되는 것이 구조체에 사용되는 재료의 고성능화 이며, 콘크리트 재료 또한 고성능 콘크리트의 사용이 불가피하게 되었다. 이러한 고성능 콘크리트에서 가장 중요한 것은 초고층 건축물에서 부재 단면 축소를 위해서 매우 높은 강도를 수반되어야 한다. 따라서 최근 몇 년 사이 초고강도 콘크리트의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 이러한 초고강도 콘크리트에 대한 연구가 강도 발현에만 주안점을 두고 있어 이에 대하여 수반되는 기타 물리적 역학적 특성에 대한 자료가 매우 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 초고강도 콘크리트의 물리적 역학적 특성에 대하여 실험을 통한 데이터를 확보하고 분석하여 초고층 건축물에 사용함에 있어 요구되는 성능을 파악하는데 기초적인 자료로 사용하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 연구는 최근 건축물의 대형화 다양화 되어감에 따라 초고강도 콘크리트에 대한 높은 관심과 연구가 활발하게 이루어지고 있는 상황에서 국내에서도 200MP급 이상의 초고강도 콘크리트가 개발 되었고, 150MPa의 초고강도 콘크리트의 실용화 연구가 진행되고 있는 상황이다. 하지만, 100MPa급 이상의 초고강도 콘크리트는 물-결합재비가 낮기 때문에 점성이 높아 기존의 슬럼프 실험만으로는 유동성을 평가하기에는 부족하기 때문에 레올로지(rheology)를 이용한 평가와 O-lot, V-funnel 실험 평가를 하여 상관 관계를 밝힘으로써 100MPa급 이상의 초고강도 콘크리트의 실용화를 위한 기본 정보를 제공하는데 그 목적을 두었다. 실험 결과, Yield stress과 slump flow, V-funnel는 높은 상관관계가 있음을 알 수 있었고, plastic viscosity도 O-lot시간과 V-funnel시간과 높은 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

현재 전 세계적으로 100층 이상의 초고층 구조물에 대한 관심이 증대로 인한 고강도, 고유동콘크리트의 사용이 증가하고 있는 추세이며 공사기간의 단축을 통한 생산성의 향상과 비용의 절감을 위해 콘크리트의 조기강도 발현성능을 향상시키고자 많은 노력을 기울이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 초 고층 빌딩 상부콘크리트에 요구되는 조기강도발현 성능 및 기초적 물성을 검토하여 이에 적합한 최적화된 배합을 도출하고자 한다. 실험 결과 W/B가 $30.0{\sim}32.5%$의 범위에서 조기강도 및 유동성능이 우수했으며, 단위수량은 $155㎏/m^3$의 경우 가장 적합한 것으로 판단되었으며, 혼화재 치환율의 경우에는 시멘트량에 대해 플라이애시 10%, 고로슬래그 미분말 10%를 치환하는 경우가 조기강도 발현성능에 가장 유리한 것으로 판단되었다.

현재 전 세계적으로 100층 이상의 초고층 구조물에 대한 관심의 증대로 인한 고강도, 고유동콘크리트의 사용이 증가하고 있는 추세이며 공사기간의 단축을 통한 생산성의 향상과 비용의 절감을 위해 콘크리트의 조기강도 발현성능을 향상시키고자 많은 노력을 기울이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 초고층 빌딩 상부콘크리트에 요구되는 조기강도발현 성능 및 기초적 물성을 검토하여 이에 적합한 최적화된 배합을 도출하고자 한다. 실험 결과 W/B가 낮을수록 압축강도가 증가하는 것으로 나타났고, 혼화재의 사용에 따른 콘크리트의 조기강도 발현 특성은 치환율이 높은 배합에서 조기강도 발현율이 낮은 결과를 나타내었다.

최근 들어 국내의 골재수급문제 때문에 육상모래를 많이 사용하게 되는데 이에 이 논문에서는 잔골재율(S/a) 변화를 통하여 콘크리트에 미치는 유동성과 압축강도에 미치는 영향을 파악하고 이에 플라이애쉬 사용에 따른 영향을 추가적으로 검토하여 70MPa급 고강도 콘크리트를 제조하고자 하였다. 검토결과, 잔골재율 $37{\sim}45%$ 범위에서 잔골재율이 감소할수록 유동성이 증가하였고 S/a=39%에서 최대 강도인 77MPa를 나타내 적정 잔골재율로 판단된다. 또한 플라이애쉬를 시멘트에 대해 20%까지 치환한 경우 사용량이 증가할수록 유동성이 증가하였으며 재령 28일에서 압축강도도 플라이애쉬를 사용하지 않은 경우에 대해 동등이상의 압축강도를 나타내어 시멘트에 대해 $10{\sim}15%$ 치환한 경우가 적정 치환율로 판단된다.

최근, 도시 집중화로 인한 초고층 건축물이 증대됨에 따라 콘크리트의 고품질 및 고성능화가 요구 되어 혼화재로 실리카흄과 같은 수준의 강도와 내구성을 확보하며, 경제적인 측면에서 유리한 메타카올린이 새로운 혼화재로 관심이 높아지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실리카흄 대체재로 활용 가능한 메타카올린의 치환율에 따른 고강도 콘크리트의 품질특성을 비교 분석하기 위하여 메타카올린은 국내산, 국외산 및 실리카흄의 3수준과 물-결합재비는 25%, 치환율은 0, 10, 20, 30(%)의 4수준으로 설정하였다. 실험을 실시한 결과, 목표 유동성 확보하기 위한 고성능감수제의 첨가량은 각 혼화재의 치환율이 높아질수록 증가하였으며, 메타카올린이 실리카흄의 높은 분말도로 인해 고성능감수제의 첨가량은 감소하는 경향을 나타내었다. 강도특성에서는 각 혼화재의 치환율이 높아질수록 강도가 증가하였으며, 메타카올린이 실리카흄에 비해 우수한 강도를 나타내었다. 한편, 압축강도와 탄성계수의 관계는 ACI363에서 제시한 식과 유사하게 나타났다.

As the Ready-mixed Shotcrete using Powdered Polymer Dispersion, Shotcrete Matrix as totally shotcrete gel that a part of second binder in Shotcrete materials is dense. Also, Ready-mixed Shotcrete is showed the decreasing Rebound and rising Durability. Therefore, it is possible that Ready-mixed Shotcrete for High-Strength and High-Waterproof can apply to the Powdered Polymer Dispersion.

경량콘크리트는 구조물의 자중을 줄일 수 있는 장점 때문에 부재단면의 축소 및 시공의 간편화를 이룰 수 있어 장경간 교량 및 초고층 건물 등에 적용하여 시공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 그러나 경량콘크리트는 재료 자체의 특수성으로 인하여 일반콘크리트와는 다른 배합설계 방법이 필요하다. 경량콘크리트를 일반콘크리트의 배합설계 방법으로 제조할 경우 골재의 경량화에 따른 재료분리 및 강도저하 현상이 우려된다. 경량콘크리트 제조시 발생하는 재료분리 및 강도저하 현상 등을 해결하기 위한 방안 중 하나로 본 연구에서는 자기충전콘크리트의 배합설계 방법을 이용하였다. 경량골재를 사용한 자기충전콘크리트의 역학적 특성인 압축강도, 기건 밀도 및 비강도를 계산하여 검토하였으며, 건조수축률예측은 ACI committee 209에서 제시된 식을 이용하였다.

초고성능 콘크리트(UHPC)의 재료구성에서 시멘트는 다른 재료에 비해 가장 많은 양을 차지하고 있는데 자기수축이나 수화열 등의 문제와 특히 재령초기에 실시하는 고온양생이 시멘트 수화에 미치는 영향을 고려한다면 UHPC의 특성에 미치는 시멘트의 영향을 정확히 파악하여 적절한 시멘트를 선정해야할 필요가 있다. 따라서 이 논문은 시멘트 종류가 UHPC에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험적 연구로서 국내에서 사용되는 포틀랜드 시멘트의 종류에 따른 초고성능 콘크리트의 유동성, 압축강도, 탄성계수의 특성을 검토하였다. 실험결과, 저열포틀랜드 시멘트 사용 시 보통포틀랜드 및 조강포틀랜드 시멘트 보다 유동성과 압축강도가 향상된 결과를 얻었다. 향후 보다 체계적인 연구를 통하여 시멘트 종류가 UHPC에 미치는 영향을 보다 체계적으로 검토할 예정이다.

본 연구는 보통강도(30MPa) 고유동 자기충전 콘크리트를 구조체에 적용하기 위하여 두개의 철근콘크리트 보(고유동 자기충전 콘크리트 실험체, 일반 콘크리트 실험체)를 제작하여 4점 재하실험을 수행하고, 고유동 자기충전 콘크리트와 일반 콘크리트의 휨 거동 특성을 비교 분석 하였다. 실험 결과 모든 실험체는 휨에 의해 연성적인 파괴양상을 보였다. 고유동 자기충전 콘크리트와 일반 콘크리트 실험체의 강성 및 연성은 유사한 거동을 보였으나, 고유동 자기충전 콘크리트가 일반 콘크리트에 비해 균열제어 효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 이상의 결과로 고유동 자기충전 콘크리트는 현장 적용이 가능할 것으로 판단된다.

초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete)는 압축강도 200MPa, 인장강도 15MPa 및 휨강도 35MPa 정도의 높은 강도 특성과 열화인자의 침투 및 확산 속도가 보통콘크리트에 비해 1/20에서 최대 1/10,000까지 낮은 고내구성을 나타내면서 동시에 슬럼프 플로우가 약 220mm 정도의 자기충전성 특성을 갖는 콘크리트이다. 또한 초고성능 콘크리트의 가장 큰 특징으로는 강섬유의 혼입함으로써 휨강도와 인성의 향상이다. 따라서 본 연구에서는 초고성능 콘크리트의 섬유 형상에 따라 휨거동특성에 미치는 효과를 평가하였다. 그 결과 섬유 형상에 따라 휨강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 초기균열강도에는 큰 영향을 미치지 않고 물결타입의 강섬유 사용으로 최대 휨강도가 높게 나타났다.

초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete)는 압축강도 200MPa, 인장강도 15MPa 및 휨강도 35MPa 정도의 높은 강도 특성과 열화인자의 침투 및 확산 속도가 보통콘크리트에 비해 1/20에서 최대 1/10,000까지 낮은 고내구성을 나타내면서 동시에 슬럼프 플로우가 약 220mm정도의 자기충전성 특성을 갖는 콘크리트이다. 또한 초고성능 콘크리트의 가장 큰 특징으로는 강섬유의 혼입함으로써 휨강도와 인성의 향상이다. 따라서 본 연구에서는 초고성능 콘크리트의 타설 방법에 따라 휨거동특성에 미치는 효과를 평가하였다. 그 결과 타설 방법에 따라 휨강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 초기균열강도에는 큰 영향을 미치지 않고 최대휨강도에는 2$\sim$3배 정도까지 차이를 발생시키는 것으로 나타났다.

UHPC를 이용한 구조물 설계가 이루어지기 위해서는 우선적으로 재료의 역학적 거동 특성을 명확히 규명하여야 하며, 일반 콘크리트와 비교할 때 가장 큰 특징은 구조적으로 유효한 인장강도 및 인장거동이다. 따라서 UHPC를 활용한 적절한 설계가 되기 위해서는 특히 UHPC의 인장거동의 특성을 나타내는 구성모델의 확립이 무엇보다 중요하다고 말할 수 있다. 본 연구에서는 UHPC의 인장거동을 실험 및 해석을 통해 규명하고자 하였다. 프랑스 SETRA/AFGC에서 제시한 설계기준(안)과 일본 JSCE에서 제시한 초고강도 섬유보강 콘크리트의 설계 s시공지침(안)과의 비교를 통해 UHPC의 인장 연화거동과 인장응력-변형률 관계에 대해 합리적인 거동모델을 제시하였다.

최근, 하천에서 얻을 수 있는 자연모래의 부족과 환경 보호에 대한 요구 등으로 인해 잔골재로써의 부순 모래가 콘크리트 산업에서 사용이 증가되고 있다. 골재는 자기충전 모르타르(SCM)를 포함한 자기 충전 콘크리트(SCC)의 특성에 큰 영향을 준다. 잔골재로 부순 모래를 사용한 SCC와 SCM의 유동적 특성을 자연 모래를 사용한 것과 두 가지를 섞은 모래를 사용한 SCC와 SCM과 비교 하였다. 실험결과는 50% 섞인 모래가 포함된 SCM의 yield stress가 SP 함유량에 따른 자연 모래와 부순 모래보다 높다는 것을 보여준다. 자연모래 SCC의 슬럼프 값은 부순 모래의 SCC보다 거의 5-15% 높다. 또한 같은 물/시 멘트비와 증점제에서 자연모래 SCC의 L-box test 값은 부순 모래 SCC보다 거의 20-30% 높다.

본 연구에서는 소요의 유동성능 및 공기량을 확보할 수 있는 병용계 보통강도 고유동 자기충전 콘크리트를 제조하기 위하여 증점제 및 소포제 첨가량를 변화시킨 병용계 고유동 자기충전 콘크리트의 유동 특성을 실험적으로 분석 고찰하였다. 실험결과 증점제를 첨가한 병용계 고유동 자기충전 콘크리트의 Slump flow는 증점제 첨가량이 0.2%(${\times}$W %)일 때 가장 증가하였으며 증점제 첨가량이 높아질 경우 JSCE 기준안(2등급)에서 제시한 V-funnel의 유하시간 규정값을 크게 벗어나는 결과가 나타났다. 또한 증점제, 소포제 및 AE제를 첨가한 배합을 제외한 모든 배합이 목표 공기량 $4.5{\pm}1.5%$를 만족하지 못하였으며, 소포제를 첨가한 병용계 고유동 자기충전 콘크리트 배합은 최초배합 후 시간의 경과에도 불구하고 공기량(A1=1.5%)이 다소 감소하는 결과가 나타났다. 이러한 결과를 통하여 병용계 고유동 자기충전 콘크리트 제조시 소요의 유동성능을 얻기 위한 최적의 혼화제량을 알 수 있었다.

The objective of this study is to investigate the properties of fresh concrete with recycled fine aggregates. Three different kinds of fine aggregate with natural, high and low quality recycled aggregates were prepared. The concrete mixtures were produced with test parameters of replacement ratio of recycled fine aggregate. The properties of the fresh concrete were measured by means of slump and air content according to elapsed time. Quality control method to maintain the constant total mixing water for recycled aggregate concrete was suggested. The all concrete mixtures were produced with approximately the same slump on the job site after an hour. Test results indicated that compressive strength of the concrete mixtures with constant slump is not affected by the replacement ratio of recycled fine aggregate. Therefore, the practical way for the quality control of recycled aggregate concrete is to maintain the constant total mixing water.

경량콘크리트는 자중을 경감할 수 있다는 특징을 활용하여 다양한 용도로 건축 및 토목 구조물에 적용할 수 있다. 그러나 경량콘크리트의 성능은 사용된 경량골재의 물리적 특성에 의해 크게 좌우되어진다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 콘크리트의 물결합재비부터 고강도 영역의 낮은 물결합재비까지의 콘크리트 배합범위를 대상으로 하여 국내외에서 제조 생산되고 있는 대표적인 구조용 인공경량골재 3종류의 품질 특성에 따른 경량콘크리트의 프레쉬 및 경화성상의 검토를 하였다. 그 결과 보통콘크리트에 비해 경량골재를 사용한 콘크리트의 경우가 슬럼프 로스가 다소 큰 것을 알 수 있었으며 재령별 강도발현은 보통콘크리트에 비해 경량콘크리트가 다소 낮은 것을 알 수 있으나 큰 차이를 나타내지는 않았다. 경량골재의 비조립형 및 조립형 골재에 따라서는 조립형 경량골재를 사용한 경우 비조립형 보다 양호한 콘크리트 성상을 나타냈으며 향후 철근부착 및 철근정착 등의 구조 부재성능 차원의 검토를 통해 판단될 필요가 있다.

부순골재 생산과정에서 발생하는 석분토와 화력발전소에서 발생하는 Bottom ash를 이용한 인공경량골재의 물리 화학적 특성을 분석하여 콘크리트용 인공경량골재의 사용여부를 검토하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 석분토(이하 SD)와 Bottom ash(이하 BA)의 혼입비율에 따른 인공경량골재의 특성으로는 BA의 혼입비율이 커질수록 미연탄소와 $Fe_2O_3$의 함량 증가로 인해 소성 시 가스 발생량이 증가하여 밀도는 낮아지고 흡수율은 증가하는 것으로 나타났는데, 화학조성상 적절한 혼합비율은 SD : BA = 5:5 내외일 것으로 판단된다. Flux제 첨가에 따른 인공경량골재의 특성으로는 $Na_2SO_4$ 첨가율이 증가할수록 밀도는 낮아졌다. 이에 본 연구범위내에서는 SD: BA = 5:5, $Na_2SO_4$ 2%, $Fe_2O_3$ 1%, 소성 온도 $1,150^{\circ}C$, 소성시간 15분에서 밀도 $1.52g/cm^3$, 흡수율 7.3%의 인공경량골재를 개발할 수 있었다.

현 국내에서 생산되고 있는 대다수의 순환잔골재는 골재표면에 부착되어 있는 구모르터 성분으로 인하여 낮은 밀도와 높은 흡수율의 물리적 특성을 나타내는 저품질 골재이다. 이러한 이유로 일반 콘크리트용 골재 또는 콘크리트 제품제조용 골재로 사용이 부적합하며 일반 성토, 매립재용으로 사용되고 있는 실정이다. 또한 골재 세척에 사용되는 공정수는 골제 세척 후 강알칼리성을 띠게 되어 추가적인 처리비용이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 파 분쇄 방법이 아닌 마쇄 방법을 사용하여 골재간의 마찰과 자유낙하에 의한 운동에너지로 골재표면에 구모르터 성분을 탈리시키고 황산수를 공정수로 사용함으로써 중화반응에 의해 중성 또는 약산성화 하는 방법으로 고품질 순환잔골재를 생산하였다. 상기의 방법으로 생산된 순환 잔골재는 구모르터 성분에 포함되어있는 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)과 공정수에 투입한 황산($H_2SO_4$)의 중화반응에 의해 반응생성물인 석고가 생성되고, 중화반응에 의해 생성된 석고는 재생골재를 건조하는 과정에서 반수석고로 변환된다. 일반적으로 시멘트에 포함된 석고는 응결을 완화 할 뿐 아니라 단기강도를 높이고 건조수축을 감소시키며, 화학적 저항성을 향상시키는 등의 효과가 알려져 있다. 이에 본 연구는 저품질의 순환잔골재를 황산수와 습식마쇄방법을 이용하여 고품질의 순환잔골재로 생산한 후 이를 콘크리트에 적용하였을 때 반응생성물질인 반수석고가 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 실험 결과, 반수석고가 포함된 순환잔골재를 사용한 콘크리트가 압축강도가 가장 높게 나타났고 휨강도는 석고를 제거한 순환 잔골재를 사용한 콘크리트가 가장 높게 나타났다.

철강 산업에서 발생되는 슬래그 부산물 중 전기로슬래그는 슬래그 자체의 팽창반응성으로 인해 콘크리트용 원자재로서 활용이 불가능하지만, 슬래그의 팽창반응성을 제거한 전기로산화슬래그는 콘크리트용 골재로서 활용이 가능하다. 본 연구에서는 산화 전기로슬래그 잔골재를 사용한 콘크리트의 기초품질 특성을 검토한 것으로서, 산화 전기로슬래그 잔골재는 입형이 둥근 풍쇄전기로슬래그 및 입형이 부순모래와 유사한 파쇄 전기로슬래그 잔골재가 있으며, 본 실험에서는 파쇄 전기로슬래그 잔골재를 사용하였다. 잔골재에 대해 용적 대체한 경우에서의 콘크리트의 품질 특성을 검토 결과, 전기로슬래그 잔골재는 골재 자체의 밀도가 일반 천연골재에 비해 매우 높고, 흡수율이 매우 낮기 때문에 전기로슬래그 잔골재 대체율이 증가할수록 동일 유동성을 확보하는 단위수량은 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 동일 단위수량 적용시에도 콘크리트의 강도 발현 특성은 증가하는 경향을 나타내고 있다.

콘크리트 중의 철근은 시간경과에 따라 콘크리트의 중성화 및 염해 등에 의해 부식이 진전된다. 이러한 철근부식은 콘크리트의 품질편차, 균열발생 등의 영향으로 동일한 부재에서도 부위에 따라 그 정도에 차이가 발생하며, 균일하게 부식이 진전되지 않는다. 따라서, 콘크리트중의 철근이 부식된 부재에 대하여 역학적 특성을 평가함에 있어서 공식이나 국부부식 등을 고려하지 않고 평균부식률에 의해 평가를 하는 것은 철근이 부식된 실제 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 평가하는 데에 있어서 한계가 있을 수밖에 없다.한편, 철근이 부식된 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 유한요소법 등에 의해 해석적으로 평가하기 위해서는 부식철근의 역학적 성능에 대한 모델화가 필수적이며, 이를 위해서는 콘크리트중에서의 철근의 부식을 상정한 부식패턴에 대해 정량화하고 이를 역학적 성능과의 관계로서 수식화하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 콘크리트내부의 철근부식에 따른 부식형태의 정량화 및 부식철근의 역학적 성능평가를 목적으로 하며, 이를 위해 다양한 패턴의 부식형상을 상정한 철근부식실험을 수행하고 표면형상분석장치에 의해 부식형태를 정량화하였으며, 역학적특성에 대한 평가를 통해 부식정도와 역학적 성능의 관계를 정식화하였다.

$850^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$ 정도의 저온에서 소성된 MgO 분말을 사용한 콘크리트는 장기적인 팽창성을 가지게 되며, 이러한 팽창의 특성은 지연팽창을 통하여 콘크리트의 수축을 보상하는 특성을 지니게 된다. 이를 통하여 매스 콘크리트의 균열저항성능의 개선 효과를 기대할 수 있다. 현재 사용되는 팽창성 콘크리트 혼화재료는 에트린자이트형(CSA), 산화칼슘(CaO)형, 산화마그네슘형(MgO)가 있다. 본 연구에서는 5%의 MgO를 사용한 콘크리트의 장기재령에서의 내구특성을 평가하기 위하여 56일 양생한 후 탄산화, 염화물 확산계수, 동결융해 저항성, 황산염 저항성 실험을 실시하여, MgO를 혼합 하지 않은 콘크리트와 비교하였다. 또한 10%의 MgO를 넣은 시멘트 페이스트를 대상으로 1일, 3일, 7일, 28일, 56일에 수화정도를 SEM, XRD, DSC 등을 통하여 분석하였다.

균열은 콘크리트에 염소이온과 같은 유해한 물질의 침투경로가 되어 내구성에 심각한 열화를 야기한다. 따라서 고내구성 재료를 사용한 콘크리트 휨부재에서의 균열 발생에 따른 염소이온 침투특성을 검토하고자 하였다. 이를 위해, 고내구성 재료를 적용한 보에 하중을 가하여 휨균열을 도입시키고, 촉진 염화물 침투실험(RCPT)과 장기 염화물 침투실험을 실시하여 염화물 침투 특성을 파악하였다. 실험결과에 따르면, 고내구성 재료를 적용한 부재는 균열이 발생하여도 일반 콘크리트 부재에 비해 높은 염화물 침투 저항성을 보였다. 특히 고로슬래그 미분말을 적용한 경우, 균열 부재의 장기 염화물 침투 실험에서 탁월한 염화물 침투 저항성을 보였다.

본 연구는 폴리론 화이버 공법의 현장 적용을 위한 Mock-up 실험으로, 폴리론 화이버 0.05% 혼입한 고강도 콘크리트의 기초적 특성 및 내화특성에 대해 분석하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 특성으로, 슬럼프플로우 및 공기량은 모두 목표 범위를 만족하는 것으로 나타났고, 경화 콘크리트의 특성으로 양생 조건에 따른 압축강도는 모두 설계기준강도 60 MPa 만족하는 것으로 나타났다. 내화특성으로, 시험체의 표면부에 일부 약간의 박리 폭렬 현상이 나타났지만, 전체적으로는 양호한 내화성능을 나타내었다. 온도이력 특성으로, 3시간 내화시험 후 주근부 최고온도 $531{\circ}C$, 평균온도 $405{\circ}C$로 국토해양부의 내화기준을 만족하였다.

본 연구에서는 라텍스개질 콘크리트 내에서 보강철근의 부식개시시기를 평가하였다. 촉진시험은 LMC 배합의 확산계수와 시간의존적 확산계수를 결정하기 위하여 실시하였으며, 평균염화물확산계수를 평가하였다. 평균 염화물이온 확산계수로부터 보강철근의 깊이에서의 임계염화물량에 도달하는 시간을 계산하였다. 임계염화물량에 도달하는 시간을 통하여 부식개시시를 계산하였으며, 이를 통하여 보수시기를 계산하였다. 시험결과 LMC 내에서 염화물 이온확산, 보강철근의 부식개시시기는 라텍스첨가비 및 물-시멘트비에 의하여 영향을 받았다.

콘크리트 내 공극수의 알칼리성으로 인해 일반적인 상황에서는 철근의 부식이 억제된다. 그러나 해양환경에 있는 콘크리트 구조물은 해수에 존재하는 염분에 의해 극심한 염해 환경에 놓이게 되고, 이에 의해 철근은 부식하기 쉬운 상태가 된다. 해수의 풍부한 염소이온으로 인한 철근부식 가능성이 콘크리트 구조물의 내구수명 결정에 큰 영향요소이며, 특히 교각은 해양환경 콘크리트 구조물의 대표적인 부재이므로 교각의 내구수명 예측은 매우 중요하다고 할 수 있다. 이 논문에서는 염소이온의 확산에 의한 이동과 이송에 의한 이동을 고려하여, 해양 콘크리트 교각에 대한 염소이온 침투해석을 수행하였다. 콘크리트가 항상 수중부에 위치하는 경우보다 건습반복을 받는 경우에 염소이온이 더 빨리 침투함을 확인하였다. 이는 염소이온의 확산속도 보다 수분의 이동속도가 더 빠르기 때문인 것으로 판단된다.

최근 대형 구조물이 많이 건설되면서 콘크리트의 내구성 향상에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 고성능 콘크리트에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근, 실리카 흄과 같은 수준의 강도나 내구성을 확보하면서 경제적 측면에서 좀 더 유리한 메타카올린이 새로운 혼화재로 가치를 높게 평가되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 메타카올린과 실리카 흄 콘크리트의 스케일링, 건조수축 및 염화물 저항성, 공극 구조를 비교 평가하였다. 연구결과에 따르면, 메타카올린의 대체는 염화물 침투 저항성과 동결융해 저항성을 향상시켰다. 반면, 스케일링에서는 MK의 10% 대체까지는 OPC와 동등 수준 정도인 것으로 나타났다. 건조수축에서는 메타카올린만을 대체한 경우 OPC와 비슷한 수준을 보였으나, MS5는 약10%정도 건조수축을 감소시켰다. 내구성 측면에서 볼 때, 메타카올린의 10% 대체가 가장 적절한 것으로 판단된다.

본 연구에서는 산 및 황산염 저항성에 미치는 시멘트 종류의 영향을 평가하기 위하여 물-결합재 비 32% 및 43%에 대해서 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 2성분계 시멘트(BBC), 및 3성분계 시멘트(TBC)와 같은 3종류의 시멘트를 사용한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 제작된 콘크리트 공시체에 대해서 JSTM C 7401에 따라 5% 황산, 10% 황산나트륨 나트륨 및 10% 황산마그네슘 용액에 의한 침지실험을 통하여 재령에 따른 외관 변화 및 질량 감소율을 평가하였다. 재령 91동안의 침지실험 결과로부터, 콘크리트의 산 및 황산염에 대한 저항성은 물-결합재비가 감소할수록 증가하고, BBC와 TBC 콘크리트가 OPC 콘크리트보다 우수한 것으로 나타났다.

교량 바닥판은 공용기간 동안 차량하중 및 외부 열화환경(동결융해, 우수, 융빙제)에 직접적으로 노출되어 있어 교량의 주요 부재 중 가장 많은 결함이 발생되는 부위이다. 따라서, 콘크리트 교량 바닥판의 열화원인을 분석하고 향후 손상방지 및 품질향상 대책을 수립하고자, 고속도로 상에 공용 중인 교량 바닥판 중 19개소에 대해 콘크리트 코어를 채취하고, 콘크리트에 대한 공극특성 분석을 실시하였다. 실험결과, 손상이 발생된 교량 바닥판의 경우, 공기량이 기준치에 미달하거나, 기준치를 만족하는 경우에도 기포간격계수가 외국의 기준에 미치지 못하여 내구성이 저하된 것으로 나타났다.

전기방식 공법은 해양 강구조물의 방식공법으로 처음 소개되었고, 1970년 이후로는 전기방식 공법은 콘크리트 구조물에 적용되기 시작하였다. 1990년 이후에는 콘크리트 구조물의 철근 방식 공법으로서 전기방식 공법의 사용빈도수가 늘어나게 되었고, 그 유용성 또한 입증이 되었다. 하지만 이러한 전기방식 공법에는 시공성, 경제성 측면에서의 몇 가지 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 고내구성 금속용사를 이용한 양극재(Zn, Al) 형성방식을 개발하게 되었고, 이미 강구조물에 있어서는 그 효용성이 입증되어 적용 사례가 점차 늘어나고 있다. 이러한 금속용사 전기방식 공법의 콘크리트 구조물 내 전기방식적 효율을 증명하기 위해 부식촉진 실험을 실시하였으며, 해당 실험체의 촉진 단계별 부식전류밀도를 측정하였다. 그 결과 금속용사 전기방식 공법이 콘크리트 구조물의 기존 전기방식 공법과 비교하여 충분한 방식성능을 확보함을 확인하였다.

Silicate계 표면보호재는 Sodium silicate 혹은 Lithium 및 Potassium silicate를 주성분으로 하는 수용액이며 탄산화한 부분의 알칼리 부여와 성능저하가 예상되는 부위의 강화 등 콘크리트 성능회복에 주로 이용된다. Silicate계는 콘크리트에의 침투성을 향상시키기 위해 계면활성제나 콘크리트 중의 Calcium hydroxide와의 반응을 개선하기 위한 반응촉진제, 경화제 등이 첨가된다. Sodium silicate계는 습윤 바탕에 적용하며 Lithium silicate계는 건조바탕에 도포하여 양생을 실시하는 것이 일반적이다. 콘크리트 구조물 외관의 손상없이 비교적 간편하게 시공할 수 있으며 미세기공을 완전하게 메우지 않으므로 콘크리트 본래의 호흡성을 손상하지 않는다. 본 연구에서는 콘크리트 침투성 표면보호재로서 가격이나 시공성에서 우수한 Lithium 및 Potassium silicate를 이용하여 부유 오염원 제거를 위한 친수성 표면형성과 상온경화가 가능한 표면보호재를 제조하였으며, 제조된 표면보호재의 탄산화 저항성 및 Cl- 침투저항성, 동결융해 저항성 등의 내구성능에 대해 검토하고자 한다.

This paper discussed the relationship between existing flowability test method and rheology test, and rheological flowable behaviour of Non Shrinkage Grouting Mortar(NSGM) based on rheological aspect. Five different grouting products are chosen and W/P are conformed to recommendation proposed by product company to meet KS F 4044. For rheological properties of NSGM, flowable behaviour can be explained by the assumption of Binghan model. Also, relationship between flowability test and rheology index of NSGM is confirmed based on this test. Increase of funneling time and decrease of flow led to increase rheology index.

본 연구는 콘크리트 구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화(節力化)와 장기 수명화를 목적으로 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검이 가능해지도록 콘크리트 그 자체에 자기 수복 기능을 부여하는 것에 관한 연구이다. 현재 국외 전문 학술지를 통해 제안되고 있는 자기 수복 콘크리트를 조사해 각각의 특징이나 앞으로의 해결과제에 대해 고찰하였으며, 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 박테리아의 생화학 반응을 이용한 자기 수복 콘크리트 개발에 관한 기초연구로서, 생물이 자신의 몸 내외에 광물(Bio-mineral)을 만들어 내는 작용. 즉, 생체 광물 형성 작용(Bio-mineralization)을 이용하여 콘크리트의 개질(改質) 및 성능향상을 목적으로 한 새로운 가능성에 대한 내용이다. 여기에서는 Bacillus pasteurii등의 박테리아가 탄산칼슘을 석출시키는 Bio-mineralization을 이용한다고 하는 새로운 발상으로부터의 콘크리트 역학적 성능 및 내구성의 향상, 균열의 보수등의 가능성에 대한 검토를 소개하고, 기초적 실험을 통해 향후 행해져야 할 연구의 방향성이나 자기 수복 콘크리트의 발전 가능성에 대해 연구하였다.

철근콘크리트 구조물은 내구성 등이 우수한 건설재료로 사용되고 있지만 최근 시간의 경과에 따른 자연 노후화, 환경의 변화에 의한 부재 및 재료 자체의 성능 저하로 구조물의 기능이 저하된다. 따라서 철근콘크리트의 균열 발생은 불가피하며, 균열의 발생은 외부 물질의 침투로 구조물 노후화의 촉진을 발생시킨다. 따라서 콘크리트 구조물에 발생되는 노후화 및 균열의 발생은 구조물의 안정성에 위해를 가져올 수 있다. 이런 구조물의 안정성을 유지하기 위해서는 주기적인 점검 및 구조물의 성능을 원래 및 동등 이상의 상태로 회복시켜야하는 기술이 필요하다. 기존 하수관거 비굴착 전체 보수 공법에서는 라이너 함침 재료로서 경제성 및 내구성, 내화학성이 우수한 불포화폴리에스터수지(UP) 또는 에폭시수지(Epoxy)가 일반적으로 사용된다. 하지만 불포화폴리에스터 또는 에폭시수지를 함침재료로서 현장에 적용하기 위해서는 공장에서 생산된 수지함침 라이너를 냉각차($-5{\sim}5^{\circ}C$)로 현장까지 운반 해야하는 불편함이 있다. 또한 현장시공에 있어 경화시간을 단축하기 위하여 온수 및 고온의 증기로 경화를 촉진시켜야 하며, 이로 인해 별도의 가열장치를 필요로 한다. 그러므로 현장에서의 함침이 가능하며 저온환경에서도 작업성이 우수하며 가사시간 조절이 가능하다면 보다 유리하게 작업을 진행할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저온경화성, 내약폼성, 내마모성 등이 뛰어난 것으로 알려진 MMA 모노머에 EPS를 각각 10, 20, 30%를 혼입하여 제작한 수지의 점도변화 및 가사시간 및 경화시간 등의 변화를 검토하여 하수관거 보수용 수지로서 적합한지를 검토하였다. 연구결과, 개시제 및 촉진제의 첨가량에 따라 가사시간 및 경화시간을 조절할 수 있었으며 하수관거 보수용 수지로서의 이용가능성을 확인할 수 있었다.

철근 콘크리트 구조는 철근과 콘크리트의 상호보완적으로 구성된 우수한 구조체이다. 그러나 구조적 균열 및 비구조적 균열과 같은 여러 원인들로 균열의 발생은 피할 수 없다. 이렇게 발생된 균열은 내구성, 안전성, 기능 및 미관 등 손상을 초래하기 때문에 보수가 필요하다. 다양하게 개발된 균열보수공법은 균열의 형태에 따라 공법의 선택이 달라진다. 그 중 균열주입공법은 구조체의 변형을 극소화하는 공법으로 범용적으로 사용되고 있다. 그러나 주입공법에 사용되는 기존 주입보수액은 성능과 환경적 측면에서 만족할만한 성능을 가지지 못하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 친환경 재료로써 균열주입재로 사용되는 아크릴 겔의 신속한 성능 발휘를 검토하기위한 방법으로 실험을 실시하였다. 실험결과 촉매제의 첨가량이 증가할수록 아크릴 겔의 겔화시간이 줄어드는 결과가 나타났으며, 연구의 결과는 아크릴 겔을 사용하는 균열주입 보수공법의 기초적 자료로 사용될 것이다.

섬유보강재는 부식에 대한 저항성이 높고, 고강도이며, 또한 강도에 대한 중량비(섬유보강재의 중량은 보강철근의 약 1/4정도)가 매우 낮아서 구조물 및 내하력이 저하된 콘크리트구조물의 보강에 따른 추가적인 중량의 증가 없이 보강을 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 섬유보강재는 하중을 가하면, 최대 응력점까지 응력이 선형적으로 증가하다가 파괴되는 취성적 성질을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 여러 섬유를 혼합하여 하이브리드화된 섬유보강재를 개발하였다. 개발된 하이브리드 섬유보강재는 유리섬유와 탄소섬유를 혼합하여 바 형태로 제작했으며, 유리섬유에 대한 탄소섬유의 체적비는 약 9 : 1로 구성이 된다. 하이브리드 섬유보강재를 타격식 앵커를 사용하여 시험체를 보수한 다음 인발 및 휨 시험을 실시하여 정착앵커의 수에 대한 시험체의 거동을 분석하였다. 본 연구에서는 타격식 앵커를 이용한 하이브리드 섬유보강재로 보강된 구조물의 보강특성을 알아보는데 목적이 있다.

본 연구에서는 폴리프로필렌섬유와 강섬유 혼입에 따른 고강도 기둥 콘크리트의 내화특성을 평가하였으며 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 곡선을 적용하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과 섬유보강재를 혼입하지 않은 기둥 시험체의 경우 폭렬이 심하게 발생하였으며 높은 내부온도를 나타났다. 폴리프로필렌섬유를 혼입한 고강도 콘크리트 기둥 시험체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 내부온도 결과에 있어서도 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우보다 낮게 나타났다. 폴리프로필렌섬유와 강섬유를 혼입한 기둥 공시체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 가장 낮은 내부온도를 나타내 가장 우수한 내화성능을 나타냈다.

본 연구는 섬유보강 콘크리트를 사용한 APT 공용부 무근 콘크리트 균열저감공법의 적용을 위하여 국내에서 판매되는 섬유 종류별 표준사용량을 사용한 콘크리트의 역학적 특성을 분석한 것으로써, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 특성으로 슬럼프는 섬유 혼입 시 약간감소하는 것으로 나타났는데, 이는 섬유의 표면적 증가 및 섬유의 가교작용에 기인한 결과로 분석된다. 경화 콘크리트의 특성으로 섬유 혼합 시 압축강도는 섬유와 시멘트 페이스트와의 부착력 저하에 의해 약간 감소하는 것으로 나타났고, 인장강도는 섬유의 가교작용에 의해 약간 증가하는 것으로 나타났으며, 휨강도 및 건조수축 길이변화는 큰 차이가 없는 것으로 판단된다.

SHCCs는 섬유와 시멘트 메트릭스 계면의 부착작용으로 인해 높은 에너지 흡수능력을 보여준다. 서로 다른 종류의 섬유로 보강된 SHCCs는 혼입되는 섬유자체가 가지는 재료적 특성 및 물시멘트비에 따라 서로 다른 특성을 나타내기 때문에 SHCCs의 압축, 휨, 직접인장 등의 역학적 특성에 관한 평가가 필요할 것으로 판단된다. 이러한 목적으로 본 연구에서는 PP2.0%, PVA2.0%, PE2.0%의 세종류의 단독섬유를 혼입하여 물시멘트비 0.45, 0.60으로 실험을 실시하였다. 실험결과, PP섬유를 혼입한 시험체에 비해 PVA 및 PE섬유를 혼입한 시험체에서 휨 및 직접인장특성에서 전반적으로 뛰어난 성능을 나타내었다. 또한 동일한 섬유 및 혼입율에서 물시멘트비 0.45인 시험체에서 물시멘트비 0.60인 시험체에 비해 약 2배정도의 높은 압축강도를 나타내었으며, 휨 및 직접인장거동시 시험체 전반에 걸쳐 미세균열이 진전되는 특성을 나타내었다. 따라서 물시멘트비 0.60에서 SHCCs의 시공성능 및 분산성능 향상을 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

일반적으로 콘크리트는 높은 압축강도에 비해 매우 낮은 휨강도 및 인장강도를 가진 재료지만 고인성 콘크리트의 경우 다량의 섬유를 혼입함으로써 높은 인장강도를 가지는 한편, 균열 발생 후에도 변형경화 현상을 보이며 높은 인성을 가지게 된다. 따라서 이러한 고인성 콘크리트의 인장특성을 평가하기 위해서는 기존 콘크리트의 시험방법과 다른 일축인장시험이 필수적이라 할 수 있다. 그러나 콘크리트의 압축시험에 있어서도 치수, 형상, 단부조건 등의 요인이 변하면 얻어지는 결과가 상이한 상황에서, 시멘트계 재료의 인장시험에서는 재료의 특성상, 섬유의 배향 문제에서부터 섬유길이와 공시체 단면치수의 관계가 결과에 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 시험체 치수 및 시험방법에 따른 고인성 콘크리트의 인장특성을 검토하였고, 시험체 치수가 얇아질수록 섬유배열이 곧게 되어 더 높은 성능을 발휘함을 확인 할 수 있었다.

최근 건설분야에서 고기능화의 추구와 국제적 물가 상승에 기인하여 건설산업에 있어서 공기 단축과 건식공법에 의한 경제적 비용 절감을 추구함과 동시에 시멘트를 사용한 2차 제품의 적용이 점차 증대되고 있으나, 아직까지 건축 내 외장에서의 패널이나 기능적인 보수 보강 측면에서의 용도로만 사용하는데 국한되어 있어, 구조적인 성능이나 내구적인 성능의 개선을 위한 대책이 시급한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 건설분야에 있어서 구조적 성능과 내구적 성능이 우수한 영구 거푸집의 적용가능성을 검토하고, 제조성능과 품질에 있어서 최적의 배합을 도출하고자 한다. 따라서, 4조건의 배합에 따른 진공압출성형 고인성 시멘트 패널의 역학 및 내구적 특성을 비교 분석한 결과 소량의 충전재와 다량의 고로슬래그 미분말 및 분말내화재료를 사용한 ECC-DP3의 시험체가 우수한 상대경도와 휨응력변형을 나타내었으며, 내구적 성능에서도 공극률 감소 및 수밀성 향상에 의해 우수한 경향을 나타내었다.

터널의 경우 타구조물에 비해 화재빈도가 상대적으로 높지는 않으나, 밀폐된 공간이라는 특성상 5분이내 1000도 이상으로 급격한 온도상승이 발생할 수 있으므로, 화재발생시 대형인명피해 및 화재 후 막대한 보수/보강비용이 파생된다. 이에 본 연구에서는 선진외국의 터널화재 시나리오를 준용하여 화재강도(ISO, MHC, RWS)에 따른 콘크리트 PC패널라이닝의 내부 전열특성 규명하였으며, 열손상 범위를 도출하기 위해서 ITA 기준을 적용하여 평가하였다. 연구결과 ISO화재조건에서는 30mm, MHC에서는 50mm, RWS에서는 100mm의 화재손상범위가 도출되었으며, 폭렬깊이는 RWS에서 30mm가 발생하는 것으로 나타났다. PC패널이 지보재의 역할을 할 경우엔 최소100mm깊이의 콘크리트 화재손상범위에 대한 내화성능확보방안이 적용되어야 하며, 비 지보재일 경우 PC패널라이닝의 두께를 100mm이상 확보하여야 한다.

콘크리트 구조물의 온도균열은 타설 초기 시멘트의 수화열에 의한 온도상승 및 강하에 따라 생기는 체적변화가 내부 또는 외부적으로 구속을 받아 발생하는 것으로, 댐과 같은 매스콘크리트 구조물일수록 온도균열 발생가능성은 높아진다. 성덕 다목적댐은 경상북도 청송군에 건설 중인 중력식 다목적 댐으로, 분할 타설고 설정 및 수화열계측을 통한 균열유무 조사 등의 목적으로 가물막이댐 시험시공이 이루어졌다. 본 연구는 성덕 다목적댐 가물막이댐의 수화열 해석을 수행하여 분할 타설고에 따른 수화열 비교, 수화열에 의한 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.열 비교, 수화열에 의한 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.

터널 화재시 화재강도는 매우 높으며 터널 내부에서 화재 발생은 높은 화재강도에 의해 구조요소인 숏크리트 및 콘크리트 라이닝의 화재 노출표면에서 폭열 발생을 유발시키는 동시에 터널 안정에 있어 중요한 역할을 수행하는 앵커 등의 터널에 매입된 강재 또한 고온의 노출로 인한 열전달로 급격한 응력감소가 발생하게 된다. 따라서 본 실험에서는 화재강도(Modified Hydrocarbon Curve)와 매입된 강재의 내화 유무를 변수로 정하여 콘크리트 라이닝의 내부에 매입된 강재의 열전도를 알아보기 위한 화재시험을 수행하였다. 또한 최근 ITA(International Tunneling Association)에서 연구한 도로 터널내화구조 기준에 따라 강재의 열손상 임계 온도범위를 산정하여 열적 손상 정도를 평가하였다.

물/결합재비가 0.4이면서 5%의 실리카퓸이 혼입된 3가지 매스콘크리트 배합과 실리카퓸이 혼입되지 않은 1가지 매스콘크리트 배합에 대해 단열온도상승실험과 자기수축실험을 실시하여 실리카퓸이 매스콘크리트의 수화발열특성과 자기수축에 미치는 영향을 규명하고, 그 결과를 통해 실리카퓸의 매스콘크리트에 대한 적용 가능성을 검토하였다. 실험결과, 매스콘크리트 배합의 경우에는 실리카퓸을 혼입하여도 수화반응속도가 거의 증가하지 않으면서 최종단열온도상승량이 5$^{\circ}$C 정도 감소하는 것으로 나타났으며, 콘크리트의 극한자기수축량은 실리카퓸의 혼입여부에 상관없이 거의 동일한 것으로 나타났다. 따라서 실무에서 매스콘크리트 구조물의 시공에 실리카퓸을 적용하면 내구성뿐만 아니라 수화열 균열제어에도 이점이 있을 것으로 판단된다.

합성형교량의 바닥판 횡방향균열은 재료, 설계, 시공 등 다양한 요인에 의하여 영향을 받으며, 초기재령 콘크리트 바닥판 균열에 영향을 미치는 주요인자는 온도 및 수축변형에 기인한 것으로 알려져있다. 온도의 영향은 수화열과 복사열에 모두 영향을 받으며 일반적으로 보통강도콘크리트가 사용되는 바닥판은 건조수축, 고강도콘크리트 바닥판은 자기수축의 영향을 주로 받게 된다. 합성형교량을 범용 유한 요소 구조 해석 프로그램을 이용하여 수화열 및 복사열에 의한 온도응력, 자기 및 건조수축응력 해석을 수행하고, 이를 통하여 합성형교량 바닥판 콘크리트에서 발생한 균열의 원인을 규명하고자 한다. 균열 원인 분석으로 도출된 결과를 토대로 변수해석(parametric study)을 수행하여 향후 시공되는구조물의 균열제어대책을 제시하고자 한다.

본 연구에서는 보통강도 고유동 자기충전 콘크리트의 수화발열 특성을 알아보기 위하여 미소수화열 시험 및 간이 단열에 의한 콘크리트 온도 상승량 실험을 실시하였다. 미소수화열 시험을 실시한 결과 석회석미분말 및 플라이애시를 혼화재로 사용한 고유동 자기충전 콘크리트는 단위시멘트량 감소로 수화발열량이 감소하였다. 간이 단열에 의한 콘크리트 온도 상승량을 측정한 결과 분체량이 많은 고유동 자기충전 콘크리트가 혼화재의 영향으로 온도저감 성능이 우수 하며, 3성분계 고유동 자기충전 콘크리트의 경우 일반콘크리트와 유사한 온도상승속도를 나타내었다. 이러한 결과 고유동 자기충전 콘크리트가 일반콘크리트보다 상대적으로 높은 단위 분체량에 대한 온도저감 성능이 우수 하며, 설계기준강도 30MPa의 3성분계가 2성분계 고유동 자기충전 콘크리트보다 온도저감 및 초기 수화발현에 유리할 것으로 판단된다.

최근 들어 구조물의 노후화에 따른 콘크리트 구조물의 내구성에 대한 관심이 증대되고 있고, 특히 초기재령에서 발생하는 온도응력에 의한 균열은 구조물 전체의 내구성에도 큰 영향을 미친다. 콘크리트구조물의 온도응력에 의한 균열을 제어하는 방법으로는 크게 재료 및 배합상의 방법, 설계상의 방법, 시공상의 방법으로 나눌 수 있다. 이 중에서 시공상의 방법 중 하나로 콘크리트 단면내의 온도 상승량을 감소시킬 수 있는 파이프쿨링 공법에 의한 사후냉각효과에 대해 연구를 진행하고자 한다. 지금까지 파이프쿨링 공법은 주로 기초등의 매스콘크리트에 많이 적용되었지만 새로이 벽체에도 적용하였고, 파이프쿨링 요소를 묘사할 수 있는 범용구조해석 프로그램을 이용하여 파이프쿨링 공법이 적용된 벽체구조물에 대한 온도응력해석을 수행하였다. 벽체 구조물에 쿨링 파이프의 배치에 따른 해석 결과를 바탕으로 파이프쿨링 공법의 벽체구조물에 대한 냉각효과 및 균열제어 효과를 알아보았다.

본 연구에서는 댐 보조 여수로 낙차공의 매스콘크리트 시공을 위하여 저발열 콘크리트 배합과 1m${\times}$1m${\times}$1m box 시험을 통하여 수화열에 의한 온도 상승 정도 및 압축강도 발현 특성을 비교 분석 하였다. 이를 위하여 콘크리트 배합은 총 4개의 배합을 실시하였다. 각 배합에 사용된 콘크리트는 제 1종 시멘트 콘크리트, 플라이애쉬 시멘트 콘크리트 그리고 삼성분계 시멘트 콘크리트 2종류이다. 각 box의 지정위치에서 수화열이 계측되었고, 온도 측정 결과를 바탕으로 두께 2.0m인 댐보조 여수로 낙차공에 대한 수화열 해석을 실시하였다. 본 논문에서는 이러한 일련의 실험 결과와 분석결과를 제시하였다.

라이닝콘크리트란 터널의 영구적인 라이닝으로서 무근 또는 철근콘크리트로 구축되는 터널의 가장 내측에 시공되는 터널의 부재를 말하며. 라이닝의 목적은 터널주변 암반의 풍화방지 및 유수에 의한 지반열화 경감, 터널의 내구성 증대 등이다. 라이닝시 콘크리트는 시공불량, 내부응력, 건조수축 등에 따라 균열을 야기할 수 있으며, 콘크리트 구조물에서 발생하는 이러한 균열은 내구성의 저하와 외관의 손상을 초래하여 사용성을 저하시킬 뿐만 아니라, 균열로 인한보수비용을 증대시킨다. 본 연구는 직경이 15m 이상의 대단면 터널의 라이닝콘크리트의 실제 현장에서 발생한 균열에 대하여 발생하는 균열에 대한 구조, 재료에 대한 분석을 수행하였으며, 그 결과를 제시하므로서 합리적이고 효율적인 대단면 터널 라이닝콘크리트의 균열에 대한 대책을 제시하고자 한다.금번 검토 결과, 구조적 특성에 의한 것이 아님을 알 수 있었으며 다음과 같이 몇가지 원인에 대한대책을 통해 균열을 저감할 수 있을 것이다. 1) 하절기배합인 플라이애쉬 20% 배합으로 변경하면, 수화열 저감효과와 함께 초결시간 지연 효과도 가져올 수 있으므로 연직균열 및 수평균열에 유리한 조건을 만들어 줄 수 있을 것으로 사료된다. 2) 균열이 주로 발생된 S.L 부근의 다짐방법과 관련하여 다음과 같이 개선코자 한다. 즉, 3단과 4단투입구간(間)계면 방지를 위하여 4단 투입구를 통하여 일부 콘크리트를 타설 후 타설중지 상태에서 3단과 4단 투입 콘크리트를 같이 다짐을 실시한다. 이 때 주의할 점은 3단 타설 콘크리트의 초결 이전에 재다짐이 되어야 하므로 전체 시간을 6시간 이내에 완료해야 한다(플라이애쉬 20% 혼입 조건). 3) 일단 S.L 부근까지 콘크리트를 타설한 후, 하단부 콘크리트가 충분히 침강이 일어날 수 있도록 30분 내외 타설을 중지하였다가 후속 콘크리트를 타설토록 한다.

최근 건설경기의 침체 및 원자재가 상승 그리고 후분양제의 시행 등으로 인해 공사기간 단축에 의한 공사비 절감에 대한 요구가 증가하고 있다. 공사기간 단축을 위한 방안으로 조강 콘크리트를 사용하여 양생기간을 단축시키는 방법이 일반적으로 사용되어지나 기존의 조강시멘트나 조강혼화제를 사용할 경우 고가의 재료비용이 소요될 뿐 아니라, 콘크리트의 초기 수화열 증가 및 작업성 저하 등의여러 가지 문제가 발생되고 있다. 본 연구에서는 조강형 결합재와 혼화제를 사용한 콘크리트의 현장에 적용하여 거푸집 탈형 시기를 앞당김으로써 공기단축에 의한 공사비 절감을 달성하고자 한다. 조강형 결합재와 혼화제를 사용한 콘크리트의 현장 적용성을 확인하기 위하여 기존의 조강시멘트와 조강혼화제를 사용한 콘크리트와 함께 경시변화시험 및 응결시간 측정시험 그리고 압축강도시험 등의 비교 시험을 실시하였다.

중력식 콘크리트 댐은 댐의 자중에 의해 수압 등의 외력에 저항하여 역학적인 안정을 유지하는 댐으로 크게 내부콘크리트와 외부콘크리트로 분류되어 시공된다. 성덕 다목적댐은 경북내륙지역의 안정적 용수공급 및 보현천, 길안천유역의 홍수피해 경감을 위해 경상북도 청송군에 건설 중인 댐으로, 댐길이 274m 댐높이 58.5m 총 저수용량 27.9${\times}$10$^6$ m$^3$ 규모의 중력식 다목적 댐이다. 본 댐의 분할 타설고 설정 및 수화열에 의한 온도 균열 유무 조사 등의 목적으로 상류 가물막이댐에 대한 시험시공을 실시하였다.본 연구에서는 성덕 다목적댐의 내부 및 외부콘크리트의 배합, 강도 특성 및 단열온도 등의 역학적 특성과 발열 특성을 실내실험을 통하여 확인하고, 상류 가물막이댐의 시험시공시 온도 및 응력 계측을통한 현장에서의 수화열과 온도응력 특성을 검토하였다.

본 연구에서는 국내 시멘트내 크로뮴의 존재 상태를 파악하여 시멘트 내 수용성 6가 크로뮴의 저감 방안연구의 발판을 마련하기 위한 기초실험으로써, 시멘트내의 크로뮴의 상태파악을 위하여 입자 크기별 함유량과 광물별 크로뮴의 분포를 알아보았고, 시멘트중의 크로뮴과 가용성 성분을 분석하고 고찰하였다. 마지막으로 국내 시멘트중의 크로뮴 현황에 대하여 알아보았다. 그 결과, 시멘트 입도별 수용성 6가 크로뮴은 분말도가 높은 20${\mu}$m이하에서 가장 높은 함유량을 나타냈고, 국내 클링커를 광물 분리하여 크로뮴을 측정 시, belite와 간극상에서 alite에 비하여 매우 높은 크로뮴의 고용량이 측정되었다. 최근 10개월간 측정한 국내 시멘트의 총 크로뮴의 양과 수용성 6가 크로뮴을 측정한 결과 초기에 비하여 기간이 지남에 따라 수용성 6가 크로뮴의 양이 전체적으로 감소하면서 안정적인 농도값을 나타내었고, 현재 가이드라인 설정치인 30ppm이하를 만족하고 있으며 대부분이 20ppm 이하로 나타났다. 국내 시멘트는 외국의 다른 자료들과 비교 시 총 크로뮴의 양은 적은 반면에 전환율이 높아 비교적 높은 수용성 6가 크로뮴 함유량을 나타내는 것으로 나타났다. 전환율은 10-40% 정도로 큰 범위로 나타났다.

고에너지 소비형인 시멘트의 대체 재료로써 고로슬래그의 활용성을 높이기 위해 분쇄 방법과 입자의 분말도 그리고 알칼리 자극제의 종류에 따른 50wt.%의 고로슬래그를 치환한 고로 슬래그 시멘트의 수화 및 물리적 특성을 조사하였다. 알칼리 자극제로써 Ca(OH)$_2$, NaOH, Na$_2$SO$_4$,사용하였고 이런 특성들을 비교하기 위해 자극제를 넣지 않은 무첨가 슬래그 시멘트를 함께 실험하였다. 압축강도 실험에서의 분쇄방법에 차이로는 알칼리 자극제에 관계없이 롤러밀로 분쇄한 슬래그가 대체적으로 높은 강도를 나타내었으며 자극제에 따라서는 재령 7일 이내의 초기강도에서는 분말도와 분쇄방법에 관계없이 Na$_2$SO$_4$>Ca(OH)$_2$>None>NaOH 순으로 나왔으며 28일의 장기강도에선 Ca(OH)$_2$가 가장 높게 나타났다.

콘크리트의 내구성능은 시멘트 재료의 수밀성능과 밀접한 관계가 있다고 할 수 있다. 콘크리트의 내구성능 향상을 목표로 매우 다양한 수밀성능 개선 재료가 단독 혹은 복합적으로 사용되고 있다. 시멘트 재료의 수밀성능 향상을 위해 사용되는 재료로서는 천연 mineral계, 유기 지방산계, 지방산 염계 등이대표적이라 할 수 있는데 각각의 수밀성 mechanism은 차이가 있으며 또한 시멘트 재료의 수화특성에 다른 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 유기 지방산 염계 수밀성 재료로서 stearic salts를 사용하여 지방산염이 시멘트 재료의 수밀성능 향상에 기여하는 mechanism 및 시멘트 재료의수화특성에 대하여 연구하였으며 유기 지방산염의 첨가에 따른 시멘트 수화특성에 대하여 응결시간,flow, 단열식 수화발열 특성, 압축강도 등에 대해 측정하고, 수화물의 생성 및 변화를 확인하기 위하여 powder X-ray 회절분석 및 주사형 전자현미경 분석을 하였으며, 수밀특성에 대해서는 KS F 2609(건축재료의 물 흡수계수)에 의한 흡수계수와 시멘트 재료의 pore 특성으로 분석하였다.

최근 농촌의 생활환경 개선 및 소득기반 조성을 위한 문화마을, 밭 기반 정비사업의 도로포장사업에서는 토양 고형화를 이용한 기계화 경작로 시공이 이루어지고 있다. 기계화 경작로 포장은 도로로서의 기능을 장기적으로 유지할 수 있는 소요강도 및 내구성을 확보할 수 있어야 하며, 금후 추진될 사업량에 대비하여 경제성, 내구성, 유지관리의 용이성, 환경 친화성 등을 만족시킬 수 있는 공법의 개발이필요하다. 본 연구는 이러한 농어촌 기계화 경작로를 대상으로 속경성이며, 수화 특성이 우수한 인산염 마그네시아 시멘트의 토양 고화재로서의 적용여부에 대해 연구하였다. 연구 결과 인산염 마그네시 시멘트 배합은 인산염 마그네시아(MAP:MgO)의 배합이 4 : 6에서 W/B = 50 wt%일 때 14MPa로 가장 큰 압축강도와 높은 수화열 특성을 나타냈으며, 대상토-고화재 동결융해 저항성 실험 결과, 인산염마그네시아 시멘트(MAP:MgO=4:6), W/B=50wt%를 기준으로 치환시료(점성토:표준사=4:6, 3:7) 배합이가장 우수하였으며, 인산염 마그네시아 시멘트(MAP:MgO=4:6):대상토의 비율이 4:6과 5:5 배합이 동결융해 후의 압축강도 값이 7.0 MPa 이상으로써 가장 우수한 것으로 나타났다.

터널이 장대화됨에 따라 국내외 대규모 터널 화재 발생 빈도가 점차 증가하고 있다. 최근 터널 내유조차의 폭발로 터널 내부의 최고 온도가 1,350$^{\circ}$C까지 상승한 것이 보고된 바 있고 이로 인해 인명피해 뿐 아니라 심각한 구조적 손상을 입기도 하였다. 이에 내화콘크리트 및 내화모르타르를 사용하여 터널의 대규모 화재 시 콘크리트 구조물의 내화성능을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 본연구는 내화모르타르를 사용함으로써 터널의 내화성능 향상을 도모하고 이를 현장에서 적용하기 위한 기초연구로서, 현 연구단계에서는 내화시험에 앞서 강도 시험 및 작업성 시험 등 기본적 물성시험을 실시하여 내화모르타르의 기초적인 역학 특성을 고찰하였다. 시험결과를 통하여 내화모르타르의 기본적인 역학 특성을 파악하였으며 또한 굳지 않은 모르타르의 Flow시험을 실시함으로써 현장 적용성및 양호한 작업성을 확인하였다.

본 연구는 콘크리트의 조기강도 발현을 위한 배합적 설계조건 및 온도조건에 대한 강도특성을 분석하는데 목적이 있다. 혼화제, 혼화재, 양생온도, 결합재 사용량 등의 시험인자들을 변수로 하여 실내 시험을 통해 확보한 Data를 토대로 레미콘 배치플랜트 생산시험 및 모의부재 제작을 통해 현장적용성을 검토해 보았다. 혼화제는 감수율이 우수한 PC계 혼화제의 조기강도 발현이 양호하였으며, 제조사별 품질특성에 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 플라이애시, 고로슬래그미분말 등의 혼화재를 사용할 경우 물성개선의 효과는 있을 수 있으나 조기강도 발현에는 불리함을 확인할 수 있었다. 여러 가지 시험인자 중 콘크리트의 조기강도에 가장 큰 영향을 미치는 것이 양생온도이며, 12$^{\circ}C$이하의 온도에서는 강도발현이 급격하게 저하됨을 확인할 수 있었다. 계절별 평균기온을 감안해 볼 때 10월 하순${\sim}$4월말까지는 보온양생을 통한 온도관리가 필요할 것으로 예상되었다. 모의부재 시험을 통한 수화열 측정결과 부재치수의 증가에 따른 수화발열의 촉진으로 조기강도 발현이 상대적으로 우수하였으며, 적산온도를 이용한 조기강도 예측결과 상관성이 높게 나타나고 있어 현장에서 거푸집 제거시기를 결정할 경우 유용하게 활용될 것으로 판단되었다.

본 연구는 시멘트산업에서 발생되는 $CO_2$ 가스 발생량을 저감시키기 위한 최적 방법 중의 하나로 슬래그 시멘트의 사용량 증대를 들 수 있으나, 국내에서는 슬래그 함량이 30${\sim}$40% 수준으로, 초기 슬래그 시멘트 공장 설립 후와 큰 차이가 없는 실정이다. 이는 슬래그 함량 증대에 따라 초기 강도가 감소하고, 응결 및 경화시간이 길어진다는 단점 때문이다. 이에 따라 본 연구에서는 슬래그 시멘트의 초기 강도를 증진하고, 응결 및 경화를 제어할 수 있는 활성화제를 개발하고자 하였다.슬래그 시멘트의 수화는 혼합수의 주수 후부터 곧바로 시작되며, C-S-H를 주로 하여, 알루미네이트수화물(C$_4$AHn, 에트링자이트), 규산알루미네이트 수화물(C$_2$ASH$_8$) 등이 생성된다. 활성화제로는 NaOH, Ca(OH)$_2$, 석고, 포틀랜드시멘트 등이 있지만, 석고의 경우에는 알카리성 분위기를 필수적으로 만족시켜야 한다. 슬래그 시멘트의 반응생성물은 포틀랜드 시멘트의 경우와 동일하게 C-S-H가 주체이지만, 수화물의 C/S비뿐만 아니라 자극제의 종류에 의해 알루미네이트 및 규산알루미네이트를 함유한 수화물의 형태는 달라지게 된다. 포틀랜드시멘트로부터 생성되는 Ca(OH)$_2$는 슬래그의 수화 자극작용도 병행하여, 슬래그 시멘트의 Ca(OH)$_2$ 함량은 수화 시간의 경과에 따라 감소하기도 한다. 본 연구에서는 시멘트 활성화제 개발을 위하여 분말도 4,550cm$^2$/g의 슬래그 미분말과 분말도 3,450cm$^2$/g의1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 또한 슬래그 시멘트의 활성화를 위해 황산알루미늄(Sodium sulfate), 소석회(Ca(OH)$_2$), 폐콘크리트 미분말, K-R슬래그 및 망초(Na$_2$SO$_4$)등의 슬래그 활성화제를 검토하였다.

시멘트는 CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, 등을 주요 성분으로 이루어져 있으며, 시멘트는 천연의 원료인 석회석, 규석, 점토, 철질 원료를 분쇄 및 혼합하여 고온의 킬른에서 소성 공정을 거쳐 제조된다.산화분위기의 소성과정을 거치면서 원료에 포함되어진 크롬 중 일부는 6가 크롬으로 용출된다. 또한 클링커의 원료 중 일부는 슬래그, 슬러지 등으로 대체되어 사용되고 있어 소성 공정중 원료에 포함되어져 있는 크롬은 6가 크롬으로 전환되어져 최종의 제품인 시멘트에도 6가 크롬은 포함되어진다. 원료에 함유된 중금속중 수용성 6가 크롬은 접촉시 알레르기를 발생시키는 원인으로 보고되고있다. 따라서 시멘트 중 6가 크롬의 저감 방법으로는 시멘트 공장에서 사용되어지는 대체원료의 사용량을 줄이고, 크롬 함량이 낮은 원료를 사용해야 하며, 클링커가 제조되는 분위기를 제어하여 크롬의 전환율을 낮추는 방법이 있을 수 있다. 따라서 클링커 원료의 종류 및 함량을 변화시켜 제조된 클링커의 6가 크롬의 용출특성을 검토하였으며, 대체원료의 사용이 증가함에 따라 6가 크롬의 용출량은 증가하였으며, 클링커의 소성온도가 낮아짐에 따라 6가 크롬의 용출도 증가함을 확인할 수 있었다.

본 연구는 보통포틀랜드 시멘트(이하 OPC)의 제조공정 중 입도 분급에 의해 포집된 조립시멘트(역송분, 이하 RCC)와 저발열 혼화재료인 플라이애시(이하 FA)를 조합 치환하여 사용한 콘크리트의 기초적 특성에 대해 검토하고자 하였다. 실험은 W/B 50% 1수준에 대하여 OPC를 100% 사용한 것을Plain으로 하고, RCC를 0, 10, 20, 30%의 4수준, 혼화재로 FA를 0, 10, 20, 30%의 4수준으로 치환하여총 16배치를 계획 하였다. 실험결과로 유동성의 경우는 RCC를 치환하였을 때 증가하였으며, FA의 치환율이 증가 함에 따라 저하하는 경향을 나타냈다. 간이 단열에 의한 온도 상승량은 RCC 및 FA의치환율이 증가할수록 낮아졌고, FA를 조합하여 사용한 경우는 온도 상승을 저하시키는데 보다 효과적인 것을 알 수 있었으며, RCC30, FA30의 경우는 온도저감효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났다. 초기강도는 RCC 및 FA의 치환율이 증가 할수록 저하하였고, 28일에서의 Plain에 대한 강도 발현율은RCC 치환율 별 FA10%에서 Plain에 비해 약 88%${\sim}$98%정도로 비교적 우수한 성능을 나타냈다.

샌드위치 패널은 전세계적으로 건축공사 전반에 걸쳐 매우 다양한 용도로 활용되고 있다. 우리나라의 경우 유기재료를 심재로 사용한 폴리스틸렌 패널 등을 사용함에 따라 화재에 의한 심재의 용융이나 강판의 변형 등 화재에 매우 취약하고, 유독가스 발생 등에 따른 문제점이 부각되면서 난연또는 불연성능의 확보가 반드시 필요하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트의 최적배합을 도출하여 샌드위치 패널 심재에 적용하고자 한다.본 연구에서는 기포콘크리트를 샌드위치 패널 심재로 활용하기 위하여 기존의 기포방식인 기포제를 첨가하여 경량화 시키는 방식과는 전혀 다른 방식으로 콘크리트 초경량화를 위해 여러 가지 화학반응에 의한 기포 발생 유도 메커니즘을 규명하였다. 그 중 과산화수소($H_2O_2$)를 첨가하여 반응시 발열(發熱)을 유도하고, 콘크리트 기포발생 유도를 극대화시켜 초경량화를 이루기 위한 최적배합 도출 및 폐자재를 활용한 샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트 충전성 검토, 소요강도 확보가능 여부 등의 다양한 실험을 통해 물리적 역학적 특성을 알아보고자 하였다.

콘크리트는 방사선 차폐용 구조물에 광범위하게 사용되고 있는 재료 중의 하나이다. 특히, 중량콘크리트는 중장비 또는 엘리베이터의 무게중심 등으로도 일부 사용되지만, 일반적으로 방사선 차폐 구조물에 주로 사용된다. 중량콘크리트는 일반 콘크리트 대비 높은 밀도뿐만 아니라, 콘크리트 배합적으로도 특별한 조성을 갖는다. 중량콘크리트를 구성하는 재료 중, 특히 중요한 것이 골재의 선정이다. 목표로 하는 콘크리트 밀도를 얻기 위해서는 실험 등에 의해 적절한 골재의 선정이 무엇보다도 중요하다. 그러나, 국내 실정에 적합한 중량골재원 및 이에 대한 참고자료가 많지 않은 상황으로, 지속적인 연구개발 및 관심이 필요한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 국내 실정에 적합한 방사선 차폐용 고밀도 중량콘크리트의 실용화를 목적으로, 골재 및 기타 재료의 적합성 시험, 콘크리트 기초 물성시험 등을 통하여 고밀도 중량콘크리트의적용 가능성을 검토하였다.

플라이애쉬는 상대적으로 낮은 초기 강도 발현율에 의해서 고로슬래그 미분말에 비하여 사용이제한적이다. 따라서 플라이애쉬는 우수한 경제성과 많은 발생량에도 불구하고 많은 양이 활용되지 못하고 매립되고 있다.본 연구에서는 자극제가 플라이애쉬를 사용한 콘크리트의 성능에 미치는 영향을 확인하고 플라이애쉬의 활용 증대 가능성을 검토하였다. 연구 결과 자극제를 사용한 플라이애쉬 콘크리트가 동일 슬럼프, 공기량 및 로스를 가지면서 일반적인 혼화제를 사용한 콘크리트보다 압축강도가 높게 나타났으며 다양한 요인에서의 자극제의 성능 발현을 검증할 경우 자극제를 사용한 플라이애쉬 콘크리트의 현장 적용 확대가 가능할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 시멘트와 광물질 혼화재인 고로슬래그미분말과 플라이애시를 미리 혼합한 프리믹스 혼합시멘트와 이들 재료를 각각 투입하여 제작한 콘크리트에 대하여 보통강도 및 고강도 영역에서의 압축강도와 염화물 확산계수를 측정하고 각각에 대한 품질편차를 검토하였다. 검토 결과 프리믹스 혼합시멘트를 사용한 콘크리트가 재료를 각각 투입하여 제조한 콘크리트에 비하여 보통강도 및 고강도 영역 모두에서 압축강도 평균값은 증가하고 표준편차는 감소하는 것으로 나타났으며, 염화물 확산계수의 경우 평균값과 표준편차가 모두 감소하는 경향을 나타냈다. 향후 고강도 영역에서의 압축강도 변동폭 및 보통강도 영역에서의 내구성 변동폭을 감소시키기 위해 프리믹스 혼합시멘트를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

최근 구조물의 보수 보강 및 해체시 발생하는 건설폐기물이 많은 문제점을 갖고 있다는 건 국내 외적으로 잘 알려진 기정사실이다. 본 연구에서는 건설폐기물, 특히 건설폐기물 중에서도 폐콘크리트에서 발생하는 재생잔골재의 품질을 확보하여, 고부가가치재(천연골재 대체재) 및 구조용 재료로써 사용 가능한지를 검토 하였다. 또한, 근래에는 콘크리트 구조물의 구조적 성능을 개선시키기 위해 철근을 과밀 배근하게 함으로써 거푸집내의 채움 정도를 확보하기 위한 고성능 콘크리트의 필요성이 대두되기 시작하였는데 즉, 별도의 다짐 없이 과밀 배근된 거푸집 구석까지 쉽게 채울 수 있는 자기충전 콘크리트(Self-Consolidating Concrete)의 특성을 활용하여 재생잔골재의 혼합범위에 따른 물리적 및역학적 거동 특성을 함께 검토하였으며, 실험 결과 적당한 범위 내에서 만족할 만한 결과를 얻었고,이를 실제 구조물에 적용 하기위한 내구 특성에 대한 연구가 필요하게 되었다.

국내 실정에 적합한 방사선 차폐용 고밀도 중량콘크리트의 실용화를 목적으로 실시한 일련의 콘크리트 기초 특성평가 결과를 토대로, 레미콘 B/P 이용 시험생산 및 Mock-up Test를 실시하였다.중량콘크리트의 경우, 보통 콘크리트에 비하여 재료들 간의 비중 차이에 의한 재료분리 현상이 발생할 가능성이 높기 때문에 생산, 운반, 타설, 다짐 등에 각별한 주의를 기울여야 한다. 현장타설의 경우에는 재료분리가 발생할 가능성이 크고, 재료분리는 강도뿐만 아니라 이보다 더 중요하다고 할 수 있는 콘크리트 비중 및 차폐성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 또한, 중량콘크리트 및 콘크리트 재료는 적절한 규정에 의거하여 시험을 실시하여야 한다. 본 연구에서는 레미콘 생산 직후 및 펌프압송 전, 후로 구분하여 품질평가를 실시하였으며, 시험생산 및 Mock-up Test(시험시공) 실시 결과, 목표성능(슬럼프, 공기량, 단위용적질량, 압축강도 등)을 만족하였으며, 양호한 펌핑성능 및 시공성을 확보할 수 있었다.

본 연구에서는 판상-링형 구속시험방법의 유효성 평가를 위하여 그 특성을 국내.외에서 제안된 콘크리트 구속수축시험방법과 비교하여 간편하고 정량적인 수축균열 평가방법의 개발을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 판상-링형 구속시험방법의 적정 시험체 치수를 검토하기 위하여 시험체 내부링 직경 100, 150 및 200mm, 시험체 높이 30 및 50mm에 대하여 온도 20${\pm}$3$^{\circ}$C, 습도 60${\pm}$5%의 항온항습조건에서 양생 후 마이다스 프로그램을 이용한 3D Solid 요소의 수치 해석, 건조수축변형, 구속수축응력, 균열면적 및 균열 포인트 측정 등 콘크리트의 구속수축균열 특성을 평가하였으며, 그 결과 콘크리트 링 시험체 내부 링 직경 최소 150mm이상, 높이 50mm에서 변별력 있는 평가가 가능한 것으로나타났다. 본 연구를 바탕으로 향후, 판상-링형 구속시험방법에 있어서 온도, 풍속 등의 환경조건 및 배합조건에 따른 콘크리트의 구속수축균열특성에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

This study investigated fundamental properties of the colored concrete Corresponding to the various temperatures for plasticity and additive volume of the redmud. the results were summarized as following. There was no difference on the air contents and slumpflow at each temperatures for plasticity. The color tone was high in accordance with increase of temperatures for plasticity, but the drying shrinkage length change was shown in the opposite tendency. The slumpflow was gradually declined, but the air content, compressive strength, color ton and drying shrinkage length change were overall increased when the additive volume of the redmud was increased.

최근 구조물 품질관리 중요성이 높아짐에 따라 구조물의 피해 없이 품질평가가 가능한 비파괴시험의 사용이 증가하고 있다. 하지만, 다양한 현장조건에 대한 경험 및 이해가 충분치 않아 아직 실내 연구개발에 중점을 두고 있는 경우가 많다. 본 연구는 초음파 탐사법의 현장 적용성을 평가하기 위하여 현장 제작 후 증기양생 된 PC보에 본 기법을 적용하여 보았다. 현장 조건과 동일한 조건에서 양생된18개의 실린더를 제작하여 재령 60일까지 재료특성 변화를 관찰한 후, 이를 제작 후 인장작업 전의 34개의 PC보에서 측정한 초음파속도와 비교하였다. 측정 결과 현장 타설된 PC보의 압축강도 및 탄성계수를 합리적 범위 내에서 초음파탐사법을 사용하여 추정할 수 있었다. 하지만, 초음파 탐사법의 신뢰도를 높이기 위해서는 현장 조건에 대한 고려가 선행되어야 할 것이다.

콘크리트의 블리딩은 재료분리의 일종으로서 콘크리트 품질뿐만 아니라 내구성을 저하시키는 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 콘크리트 블리딩에 영향을 미칠 것으로 예상되는 시멘트 및 믹싱시간의 두 요인의 변화에 따른 특성을 파악하여 블리딩 제어기술 확보를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.연구결과에 의하면, 믹싱시간이 증가할수록 블리딩율도 증가하는 추세를 나타내고 있었다. 블리딩양(믹싱시간 90초)은 시멘트 특성에 의한 차이가 뚜렷하게 나타나고 있었으며, 콘크리트 특성값(블리딩율, 슬럼프 및 재령 3일 압축강도)은 믹싱시간과 비례적인 관계가 있었다. 또한, 슬럼프 손실율과 믹싱시간은 반비례적인 관계가 존재하였고, 압축강도값은 초기재령에서만 믹싱시간에 의한 영향을받고 있었다.향후, 최적 믹싱시간 도출을 위한 다양한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 순환잔골재를 사용하므로써 세척사 사용으로 인한 염화물량 증가에 대응하고 아울러 한정적으로 사용되고 있는 순환골재 사용의 활성화를 위해 기초적 물성을 검토하였다. 또한, 고로슬래그 미분말이 가지고 있는 단점인 초기강도 저하 및 변색의 문제점을 예방하기 위해 석회석 미분말을 Filler역할로써 초기강도에 기여할 목적으로 특성을 검토하였다. 실험방법으로는 예비실험을 통하여 세척사의 염화물량의 현수준 파악 및 LSP의 기초물성 실험을실시하여 치환율 범위를 설정하였으며. 본 실험에서는 배합인자를 16Factor로 나누어 슬럼프, 공기량,압축강도, 염화물 함유량을 측정하였다. 실험결과, 압축강도는 배합인자 B-b인 순환잔골재 10%, 석회석 미분말 20% 치환시 가장 높은 압축강도 값을 나타냈으며, 순환잔골재 치환율 증가에 따라 염화물량은 0.127㎏/m$^3$(치환율0%), 0.119㎏/m$^3$(치환율10%), 0.112㎏/m$^3$(치환율20%), 0.097㎏/m$^3$(치환율30%)로 저감되었다.

본 연구에서는 FA의 치환율을 20 % 까지 증가시킨 콘크리트의 초기강도 증진 등 품질향상을 목적으로 새롭게 개발한 혼화제(이하 개발혼화제: 기호 G), 조강제, 수산화칼슘｛Ca(OH)$_2$｝및 미분시멘트 등을 사용하여 그 다량활용 가능성을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 혼합재료 종류별 슬럼프 로스는 Plain보다 조강제및 Ca(OH)2가 감소폭이 작게 나타나 개선된 결과치를 나타내었고, 미분시멘트와 G 혼화제는 슬럼프 로스가 크게나타났다. 공기량은 모든 혼합재료에서 모두 목표공기량을 만족하는 것으로 나타났다. 혼합재료 종류별 콘크리트의 압축강도는 조기 강도에서 G 혼화제가 재령 3일, 7일, 28일 모두 가장 크게 나타났고, 미분시멘트 및 조강제는 재령 3일 강도가 Plain보다 높은 강도증가율을 보였지만 재령이 증가하면 강도증가는 점차 둔화되는 것으로 나타났으며, Ca(OH)$_2$는 거의 효과가 없었다.

본 연구는 고강도 혼합재 사용에 따른 고강도 콘크리트의 기초물성 및 내화특성을 검토한 것으로, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 유동특성으로 고강도 혼합재를 사용할 경우, 실리카흄을 사용한 경우보다 목표 슬럼프플로우를 만족키 위한 고성능 감수제의 사용량이 감소하는 것으로 나타나, 유동성 확보 차원에서 고강도 혼합재를 사용할 때 실리카흄과 비교할시 우수한 것으로 나타났다. 강도특성으로는 고강도 혼합재 사용 시 재령 7일 초기압축강도가 실리카흄을 사용한 경우보다 증가하는 것으로 나타나, 초기 강도 확보에서 유리함을 확인할 수 있었고, 재령 28일에서는 모두 비슷하게 압축강도를 발현하는 것으로 나타났다. 섬유 혼입율 변화에 따른 압축강도는 미소한 차이만 있을 뿐 큰 차이는 없는 것으로 나타났다. 섬유 무혼입에서 고강도 혼합재 및 실리카흄 모두 폭열이 발생하였지만, 섬유 혼입량 0.05% 이상에서는 폭열이 방지되는 것으로 나타났다.

본 연구는 콘크리트의 강도특성에서 잔골재 품질의 영향을 평가하고자 한다. 순환골재 콘크리트의 강도특성에 관한 몇몇 연구가 진행되었으나 대부분의 실험이 실험실 내에서의 소규모 실험이기 때문에 현장적용시 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에 사용된 콘크리트는 레미콘 배합에 의해 생산되었으며, 잔골재의 품질[고품질(순환잔골재) : 흡수율 5%이하, 절건밀도 2.2g/cm$^3$이상, 저품질(저품질순환잔골재) : 흡수율 8.0${\sim}$10.0%, 절건밀도 2.2g/cm$^3$이하]과 치환율[0, 30, 60, 100%(고품질), 35, 70%(저품질)]을 변수로 설정하였다. 실험결과 순환잔골재를 사용한 콘크리트의 공기량 경시변화는 천연골재에 비해 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 순환 및 저품질 순환잔골재 콘크리트에서 잔골재 치환율과압축강도 및 파괴계수와의 상관성은 높지 않은 것으로 나타났다.

최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시와 고로슬래그등을 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 CO$_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 감수제, 알칼리 활성화제 및 양생조건이 모르타르의 시공성 및 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 유동성은 저하되나, 9M까지는 유동성 저하가 크지 않고, 대부분의 감수제는 유동성 향상에 기여하지 못하는 것으로 나타났다. 그리고 압축강도는 NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 향상되나, 9M이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 양생온도 및 양생조건은 고로슬래그 알칼리 활성 모르타르의 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

최근 대규모 건축물의 등장으로 말미암아 연중 시공이 이루어지고 있으며, 한중 콘크리트 시공시동결에 의한 콘크리트 품질저하의 문제점이 부각되어지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 한중콘크리트의 품질 확보 방안중의 하나로서 포름산-아세테이트산염을 주성분으로 한 무염화형 방동제를 적용한 콘크리트의 품질 및 특성에 대하여 성능 검토를 실시하였다. 포름산-아세테이트산염계 방동제의 적용시험을 수행한 결과, 영하권 외기 양생 조건에서 경화콘크리트 특성은 방동제를 첨가하지 않는 시료에 비하여 모든 재령에서 우수한 강도 발현 특성을 나타내고 있었으며, 장기재령에서도 강도 저하 현상이 발생하지 않았다. 또한 굳지않은 콘크리트의 유동특성 및 경화 콘크리트의 특성을 고려한 결과 결합재의 3.0%내외의 방동제 적용량이 가장 우수한 결과를 나타내었다.

This study deal with the effects of ground granulated blast furnace slag (SG) and silica fume (SF) on the mechanical characteristics of pavement concrete made with ordinary portland cement and regulated set cement. Compressive and flexural strengths as well as unit weight of concretes were monitored. From a result of the study, it was found that the SG was effective for development of flexural strength of concretes, but not for development of compressive strength. However, it must be noted that the present study is limited only to the data by the age of 28 days. More data at long-term age should be accumulated for reliability.

도로공사에서 포장 콘크리트의 품질관리에 사용되고 있는 휨인장강도 시험체의 크기를 줄여 용이한 취급과 양생조의 활용도를 높이기 위해 시험체별 크기효과를 확인하고 이에 대한 보정계수를 도출하였다. 32mm 조골재가 사용된 본 실험에서는 별다른 크기효과를 관찰할 수 없었고, Bazant 등이 제안한 예측식에 실험결과를 적용하여 이를 확인할 수 있었다. 또한, 보정계수의 적용을 위해 도출된 예측식을무차원화하고 w/c와 압축강도의 관계를 도식화한 크기효과 보정 도표도 제안하였다.

콘크리트는 온도에 따른 품질변동이 큰 재료로서, 타설 후 소요의 품질을 확보하기 위해 계절특성파악 및 콘크리트 주위의 온 습도를 적절한 범위로 유지시켜 유해한 작용을 받지 않도록 주의해야 한다. 특히 하절기의 경우 높은 대기온도의 영향으로 초기재령에서 시멘트의 급속한 수화반응으로 유발하여 시멘트경화체 내부가 자기건조상태가 되어 결과적으로 자기수축에 의한 콘크리트의 강도저하를 발생시킬 수 있다. 그러므로 단위수량 및 단위시멘트량의 최소화 및 혼화재 사용 등 서중콘크리트의 수화열 저감을 통한 강도저하방지대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 배합 및 양생온도조건이 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향을 확인하고자 혼화재 치환율 변화, 콘크리트의 초기양생온도변화 및 양생조건변화에 따른 압축강도 특성을 비교 검토하였다.

인류의 발전과 국토의 효율적인 사용목적으로 지하공간의 활용에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 우리나라와 같이 산악지형이 많은 경우 교통의 원활한 흐름을 위해 터널의 시공이 급격히 증가하고 있는 실정이다. 국내 터널의 경우 NATM공법이 주로 사용되고 있으며, NATM공법에 대한 연구는 많이 이루어지고 있으나 재료적인 측면에서는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 NATM에 적용하는 숏크리트의 성능개선을 위하여 광물질 혼화재의 종류및 혼입률의 변화에 따른 건조수축, 탄산화 및 염소이온 침투저항성을 평가하였다. 실험결과 염소이온 침투저항성에서는 실리카퓸을 혼입한 숏크리트가 염소이온 침투 저항성이 높게 나타났으며, 고로슬래그 미분말 또한 좋은 결과를 나타내었으나, 길이변화 및 탄산화에서는 광물질 혼화재 혼입률이 높아질수록 다소 떨어지는 결과를 보였다. 향후 경제성과 내구성 확보를 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 플라이애쉬가 다량 치환된 콘크리트 강도 발현과 수화열 특성에 대하여 연구를 수행하였다. 3수준의 W/B와 4수준의 플라이애쉬 치환률 및 2수준의 실리카흄 치환율을 실험 변수로 선택하였다. 콘크리트 배합에서 단위수량은 125kg/m$^3$으로 고정하였다. 결과로서 초기 재령에서는플라이애쉬 치환율이 증가하면서 재령 91일까지 압축강도가 점진적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 그런데 강도를 고려하면, 적절한 플라이애쉬 치환율은 20%인 것으로 나타났는데, 이는 제 1종시멘트의 경우에 비하여 낮은 값이다. 콘크리트의 인장강도는 압축강도의 0.72승에 비례하는 것으로 나타났다. 그리고 콘크리트 표준 시방서에 제시되어 있는 인장 강도 식은 압축강도가 낮은 경우에과대평가하고, 압축강도가 높은 경우에 과소평가하는 것으로 나타났다.

본 고에서는 부산 제2롯데월드 현장에 공급이 가능한 부산지역의 레미콘사를 선정하여 플랜트 및 원재료의 현황에 대하여 조사한 것으로 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사한 레미콘 공장은 대부분 횡치형으로, 210m$^3$/hr용량의 Twin shaft 믹서를 주로 사용하고 있고, 결합재 및 혼화제 사일로보유대수는 각각의 공장마다 차이를 보이나, 원재료 종류별로 구분하여 사용하고 있었다. 결합재는 1종 보통 포틀랜드 시멘트, 플라이 애쉬 2종, 고로슬래그 미분말 3종을 주로 사용하고 있는데, 양호한 레미콘 품질관리를 위해 각각의 재료별 동일 공급사를 지정하여 사용하고, 품질 모니터링 기준을 마련하여 관리해야 할 것으로 판단된다. 굵은 골재는 다양한 산지의 부순 골재를 사용하고 있는데, 산지에 따른 품질차를 해결하기 위해 Y산지 골재를 사용하도록 하였고, 잔골재는 부순 잔골재, 세척사, 강사를 주로 사용하고 있는데, 혼합방법에 따라 실험을 실시하여 안정한 품질로 지속적인 공급이 가능한 잔골재를 선택하는 것으로 하였다. 혼화제는 배합 및 현장별로 별도 관리하고 있는데, 본연구에서는 2시간 유지성능 및 15시간 10MPa를 발현을 만족시킬 수 있는 폴리카르본산계 고성능감수제를 개발하여 사용하는 것으로 하였다.

교량 신축이음장치의 파손 유형을 보면, 그 원인이 주로 후타재와 관련된 부재에서 많이 발생하는것을 알 수 있다. 중차량 통과에 따른 충격과 진동하중으로 인해서 후타재의 파손이 심하게 일어나고, 신축이음장치를 후타재에 고정하기 위해서 사용하는 앵커에서 풀림 현상이 많이 발생하고 있다. 후타재의 파손은 모든 신축이음장치에서 발생하는 현상으로 기존의 후타재로는 신축이음장치의 종류와 관계없이 차량의 충격하중을 충분히 흡수할 수 없으므로, 차량이 교량의 신축이음장치를 통과 할 때에 가해지는 충격하중으로부터 하자 발생원인을 제거하기 위해서는 충격하중을 흡수 할 수 있는 새로운 후타재의 개발이 절실하게 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 에폭시변성 폴리우레탄 바인더와 필러(filler), 골재를 사용하여 우수한 성능을 갖는 고내충격성 모르타르를 개발하는데 목적을 두었다.

유리는 흔히 재활용되어 사용되는 것이 일반적이나 유리를 재활용하기 위하여 파쇄 및 분쇄하는 과정에서 유리 미분말이 발생하게 된다. 이러한 폐유리 미분말은 대부분 매립에 의존하고 있으며, 구성성분은 SiO$_2$가 73%, Al$_2$O$_3$가 16%로 중합반응에 필요한 성분이 다량으로 포함되어 있어 플라이애시보다 중합반응에 필요한 원소를 다량 포함하고 있다. 본 연구에서는 플라이애시 100% 사용 모르타르에 폐유리 미분말을 5$\sim$15% 혼합한 시멘트 ZERO 모르타르의 유동성 및 압축강도를 검토하였다. 플로우실험결과 폐유리 미분말의 혼합률은 작업성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 압축강도 실험결과 폐유리 미분말을 5% 혼합한 경우 재령 28일 압축강도가 약 6%정도 상승하였으나 폐유리 미분말을 10% 혼합한 경우에는 기준배합과 동일하고, 15%를 혼합한 경우 약 6% 정도의 압축강도가 감소하였다. 이상의 결과를 요약하면, 폐유리 미분말을 사용할 경우 5$\sim$10%를 혼합 사용하는 것이 가장 적절할 것으로 사료된다.

초고강도 콘크리트는 결합재의 다량 사용에 따라 건조수축보다 큰 자기수축 변형이 나타나며 이는 구조물의 품질을 저해하는 요인으로 작용하여 초고강도 콘크리트의 수축변형을 최소화시키기 위한 기술이 필요하다. 이에 본 연구에서는 설계기준강도 100MPa 이상을 갖는 초고강도 콘크리트를 제조하고 팽창제를 혼입한 초고강도 콘크리트에 대하여 자유수축시험체로 매립형게이지를 통한 수축변형을 측정하였다. 그 결과 팽창제의 혼입으로 초기상태의 콘크리트는 팽창율이 증가하나 장기적 측면에서의 수축율이 둔화되는 것으로 나타났으며, 이를 통한 팽창제를 통하여 수축저감에 관한 효과가 기대된다. 아울러팽창제의 혼입에 따른 압축강도에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.

철근콘크리트 구조물의 설계 및 해석에 있어 구성 재료의 역학적 특성은 기본적인 자료로서 그 불확실성 및 변동성을 합리적으로 고려하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 기존의 문헌자료 및 추가적인 실험 자료를 바탕으로 콘크리트의 품질 기준으로 가장 널리 쓰이고 있는 콘크리트 압축강도의 통계적 모델을 확립하고, 압축강도와 쪼갬 인장강도의 관계식을 정리하였으며 콘크리트 구조설계기준에 제시된 콘크리트의 탄성계수를 결정하는 방법을 검증하였다. 각 결과는 우리나라 설계기준을 포함한 각국의 설계기준 상의 규정과 비교하여 그 적합성을 확인하였다. 향후 추가적인 실험 연구 및 자료조사가 이루어지면 우리나라 실정을 반영하는 보다 합리적인 콘크리트 역학적 성질의 통계적 특성에대한 모델을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

해양환경과 같이 특수한 환경에 위치한 구조물은 해수 및 염해 등에 의해 물리적 화학적 침식을받아 철근부식과 그 팽창압으로 인해 콘크리트 구조물의 성능저하가 가속화되고 있으며, 이러한 성능저하로 인해 콘크리트 구조물은 균열 박리되어 내구성이 현저히 저하된다. 이러한 염해대책으로는 염해침투를 억제하는 혼합시멘트를 사용하거나, 수화과정에서 염화물을 화학적으로 고정화 시키는 등의연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 혼합재가 첨가된 해양콘크리트의 특성을 검토하기 위하여 저발열 혼합시멘트에 고강도 혼합재(오메가2000)를 0, 5, 10, 15% 치환 첨가하여 해양콘크리트를 제조하였다. 제조한 해양콘크리트의 재령별 압축강도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 재령에 따른 염소이온 침투저항성은 향상되는 것으로 나타났다.

포틀랜드 시멘트는 전 세계적으로 매년 15억 톤을 생산하고 있으며, 이로 인해 전체의 배출량에 7% 이상의 CO$_2$ 가스 배출로 많은 지구환경을 지속적으로 오염을 시키고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 플라이애시 기반 모르타르의 양생 온도(30, 60, 90$^{\circ}$C)가 강도에 미치는 영향을 검토하였으며, 각각의 양생온도별 중량변화와 pH 변화를 검토하였다. 실험결과 재령초기에 고강도가 요구되는 콘크리트의 경우 90$^{\circ}$C의 양생이 적절하며, 재령 28일에서 높은 강도가 요구되는 경우 60$^{\circ}$C가 효율적인 것으로 판단된다. 또한 pH 변화와 압축강도 결과는 관계가 있는 것으로 판단되나 중량변화는 관계가 없는 것으로 나타났다.

바텀애시는 미연소탄소 함량이 높고 활성도가 낮아 활용에 있어 어려움이 있다. 이에 본 실험에서는 바텀애시의 활용도를 높이고자 미연소탄소분을 제어함으로써 바텀애시의 성능을 높이고자 하였다. 분급을 통하여 바텀애시의 강열감량은 4.5%로 조절하였다. OPC에 바텀애시를 10%, 20%, 30%로 혼입할 경우 혼입율의 증가에 따라 강도는 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 미연탄소분을 제어한 바텀애시 배합의 경우 원시료상태의 바텀애시보다 6%가량 증진되는 효과를 나타내었다.

최근 미관에 대한 새로운 요구가 증대되고, 건축가들의 의도에 따라 각종 색상, 질감, 형태 등의 디자인요소를 콘크리트 구조물에 반영하여 아름다움을 추구하는 경향이 증가하고 있다. 특히 안료를 혼입하여 착색한 컬러콘크리트는 콘크리트가 가지는 본래의 구조적 기능뿐만 아니라 그 자체를 마감재로 활용함으로써 고유한 질감과 색감을 적극적으로 외관에 활용한 것으로 그 수요가 증가하고 있는 추세이다. 그러나 이러한컬러 콘크리트는 소요의 색상발현을 위하여 무기계 콘크리트용 안료의 사용이 필수적이며, 이러한 안료의 혼입으로 인하여 컬러콘크리트는 물성이 변하게 된다. 이에 본 연구는 일반 OPC(Ordinary Portland Cement, 이하 OPC), 백색시멘트(White Cement, 이하 WC), 산업부산물을 활용한 백시멘트(Non-White Cement, 이하 NWC)를 바인더로 색상의 가장 기본이 되는 검정 모르타르 시험체를 제조하여 안료의혼입에 따른 모르타르의 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 플로우 시험과 모르타르 관입저항 시험을 통한 응결 시간 시험을 진행하여 안료를 혼입한 검정 모르타르의 기초 물성을 평가하였다. 연구 결과 안료의 혼입량의 증가에 따라 슬럼프 플로우 값은 저하하는 경향을 보였으며, 특히 사용하는 안료의 종류에 따라 큰 차이를 보였다. 또한 색상 발현을 위해 안료의 혼입량이 증가할수록 비표면적과 응집력 등 사용된 안료의 특성에 따라 초결, 종결 시간이 변화함을 확인 하였다.

최근 초고강도와 고유동성을 가진 고성능 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 사용 실적도 점차 증가하는 추세에 있다. 그러나 고성능 콘크리트의 경우에는 수화열 이외에 자기수축으로 인해 균열이 발생하는 경우가 있어 고성능 콘크리트의 균열제어 및 설계에서 자기수축 변형을 반드시 고려해야 한다. 이에 따라, 본 연구에서는 셀룰로스 칩 화이바 및 팽창재를 혼입한 고성능 콘크리트의 자기수축 특성에 대한 실험 연구를 통해 자기수축 예측모델을 제안하고자 한다. 주요 실험변수는 팽창재 및 셀룰로스 칩 혼입률로 설정하였으며 물-시멘트 비는 13%로 고정하였다. 콘크리트의 유동성, 압축강도 및 자기수축 실험을 수행하였으며 팽창재 및 셀룰로스 칩 화이바의 혼입량이 클수록 고성능콘크리트의 자기수축 길이변화율이 감소하는 경향을 보였다.

순환잔골재는 천연잔골재에 비해 밀도 및 흡수율 등이 열악하여 저부가가치용으로 활용되고 있고, 사용이 한정되어 있으며, 순환잔골재를 순환골재 콘크리트는 압축강도, 인장강도 등의 강도특성이 저하하고 특히, 높은 흡수율로 인하여 수축특성이 매우 저하하는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고속회전충격식 비중분리장치 및 원심력 미분말 집진장치 등으로 구성된 건식생산시스템을 개발하고 이를 통해 생산된 순환잔골재를 사용한 순환골재 콘크리트의 수축특성을 평가함으로서 향후 순환잔골재의 활용을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

콘크리트는 압축에 강한 특성을 지닌 재료이지만, 인장 및 휨강도가 낮고 균열에 대한 저항성이 약한취성재료라는 단점을 가지고 있어 이에 대한 보완책으로서 철근이 사용되어 왔다. 하지만, 포러스콘크리트는 내부에 존재하는 다량의 연속공극으로 인하여 철근보강시 철근이 공기에 노출되어 부식되는 문제점을 보이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 강섬유를 혼입과 목표공극률에 따른 공극률, 압축강도,휨강도 및 휨인성 특성을 검토하였다. 실험결과, 강섬유의 혼입에 따른 실측공극률은 증가하는 것으로 나타났으며, 강도특성에서는 강섬유의 혼입률이 증가 함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나 일정량 이상의 섬유가 혼입되었을 경우에는 강도가 오히려 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 휨인성평가에서는 강섬유를 혼입하지 않은 포러스콘 크리트에 비하여 처짐변형 성능이 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 강섬유를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도 및 휨저항성능 향상재료로 사용가능성을 확인하였다.

고강도콘크리트의 화재시의 내화성능 확보와 관련한 대책 및 이에 관한 다수의 연구가 진행되고 있는데 이 중, 고강도콘크리트 자체의 온도상승을 저감하기 위한 방편으로 내화성 마감재의 적용이 검토되고 있다. 일반적으로 시멘트계 재료는 C-S-H, 및 CH가 단계적으로 열 분해되며 압축강도는 저하하게 된다. 내화성능을 발휘하기 위해 고온에서 강도감소가 작고 안정적인 고온특성을 보인다면 보다 효과적으로 성능 발현이 가능하다. 본 연구는 효과적인 내화성능의 발현을 위한 내화성 마감재 개발을 위한 기초연구로 내화성능이 우수하다고 알려진 알루미노 실리케이트계 재료를 내화성 마감에 적용하기 위해 고온특성에 대해 검토하였다.

실제 FCM 교량에 적용되는 고강도 콘크리트의 시간의 다양한 양생 환경에서의 시간 의존적 거동을 평가하기 위해, 기건 및 도포, 습윤 환경에서의 100${\times}$100${\times}$400mm 각주형 공시체의 수축량을 측정하였다. 또한 상수와 10% CaCl$_2$ 수용액에 노출된 콘크리트의 3일 및 28일 재령에서의 압축크리프를 측정하였고, 일반적인 기건 및 도포 공시체의 실험 결과와 비교하였다. 도포와 습윤 양생 환경에 노출된 콘크리트의 시간 의존적 거동은 건조수축과 크리프 모두 상당한 차이를 보였다. 따라서 기존의 크리프 실험 방법으로 실제 콘크리트 구조물의 크리프와 건조수축을 측정하는 것에 대한 재고가 필요하다고 판단된다.

본 연구에서는 고로슬래그 혼합시멘트와 3성분계 저발열 혼합시멘트를 대상으로 하고, 여기에 CSA계 팽창재를 혼입함으로서 이에 따른 수축보상 효과와 함께 염해저항 특성에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 검토결과, 배합조건이 OPC이고, 팽창재 혼입율이 8%인 경우는 팽창재를 혼입하지 않은 경우에 비해 최대 43.7배까지팽창하는 것으로 평가되었고, 굵은골재 최대치수가 콘크리트의 길이변화특성에 미치는 영향은 적은 것으로 나타났다. 염해저항성은 굵은골재 최대치수가 클수록, 그리고 팽창재 혼입율이 증가할수록 개선되는 것으로 평가되었는데, 본 연구범위에서는 팽창재를 8% 혼입한 콘크리트의 염해저항성이 팽창재를 혼입하지 않은 경우에 비해 약 16% 정도 유리한 것으로 평가되었다.

산업의 발전과 더불어 전력의 사용량은 점차 늘어가고 있으며 전력 생산의 대부분은 석탄의 화력을 이용한 화력발전이 그 주를 이루고 있다. 석탄의 연소 후 석탄재가 발생하는데 크게 플라이애시와바텀애시로 구분되어진다. 플라이애시는 현재 주요 건설재료로써 그 활용도가 높으나 바텀애시의 경우전량을 폐기처분하므로 인한 2차 환경오염에 대한 문제를 갖고 있다. 바텀애시에 대한 콘크리트용 재료로써 연구가 간헐적으로 이루어지고 있으나 이에 대한 성과는 크게 나타나지 못했으며 이에 본 연구에서는 천연 잔골재보다 가벼운 바텀애시의 특성을 이용하여 경량콘크리트에 사용 가능성을 검토하고 경량콘크리트의 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 바텀애시의 잔골재 치환율에 따른 굳지 않은콘크리트의 특성 및 굳은 콘크리트의 강도, 탄성계수 및 단위질량 등의 특성에 대한 실험적 연구를 실시하였다. 본 연구의 결과 바텀애시가 갖고 있는 미연탄소분에 따른 공기량의 저하가 발생하였으며 바텀애시 자체의 강도가 천연잔골재에 비하여 낮은 원인으로 발생하는 강도 저하문제가 발생하였으나 약 50% 이하의 사용에 따른 문제는 크게 없으며 단위질량을 감소시키는 장점을 발휘할 수 있을 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 규조토, 벤토나이트, 제올라이트를 사용하여 건축내장용 조습패널을 제조하였으며,패널 제조에 사용된 원료의 특성에 따른 조습 성능 등을 평가해 보고자 하였다. 철원 규조토는 형태와 구조가 와해 변질된 상태로 존재하였으며, 포항 벤토나이트는 입자 표면이만곡 현상(彎曲 現狀)과 많은 기공을 관찰할 수 있었다. 제올라이트는 타원형 또는 구형의 형태를 가지고 있으며, 다수의 판상 입자들이 한개의 거대 입자(15$\mu$m 전후)를 형성하는 특징이 있었다. 또한 대부분의 원료들은 판상이거나 침상으로 다공질의 미세구조를 관찰할 수 있었다. 각 원료를 사용해 제조한 조습패널은 다공성 원료의 첨가로 인해 다공성 원료를 혼합하지 않은 패널 보다 수분의 흡방습 특성은 크게 개선되어, 포항 제올라이트 10% 패널의 경우에는 흡습량 180g/m$^2$, 방습량 105g/m$^2$ 수준이었다. 또한 패널의 비표면적 및 기공 부피와 수분 흡방습량과의 높은 상관성이 있음을 확인하였다. 또한 다공성 원료의 종류에 따라서도 패널의 수분 흡방습량은 차이가 있었으며, 이는 다공성 원료의 영향으로 판단되었다. 이때 철원 규조토를 10% 첨가한 패널의 수분 흡습량은 170g/m$^2$ 정도 였으며, 포항 제올라이트를 10% 첨가한 패널의 수분 흡습량은 180g/m$^2$, 방습량은 105g/m$^2$ 로 다공성 원료를 혼합하지 않은 패널(흡/방습량:80/40g/m$^2$) 보다 매우 우수한 흡방습능을 나타내었다.

최근 국내에서는 철근콘크리트 초고층 건물이 계획 또는 시공 중에 있다. 콘크리트가 가지는 시간의존적인 재료특성인 크리프 및 건조수축 특성파악이 초고층 건물 시공에서 이슈화 되고 있는 부등축소량 해결의 출발점이 되고 있다. 본 연구는 잠실 제2롯데월드의 부등축소량 해결을 위한 사전단계인 재료연구를 포함하고 있으며 당사 프로젝트 코어부 콘크리트 배합 50, 60, 70MPa에 대한 재료연구의 첫 번째 단계로 진행 중인 콘크리트 테스트 프로그램의 결과 값과 예측 모델식에 의한 결과 값을 전체 건조수축 변형과 단위 응력당전체 크리프 변형(Compliance)에 근거한 분석이 이루어졌으며 사용된 예측 모델식은 ACI209R Model,Ba${\check{z}}$ant-Baweja B3 Model, CEB MC99 Model, 및 GL2000 Model등과 같다. 그리고 사전설계 단계에서 재료실험 없이 콘크리트의 크리프 및 건조수축 특성을 간단히 파악하는 데 도움이 될 수 있도록고성능 고강도 콘크리트에 대한 적절한 예측 모델식을 제안하고자 하였다.

본 연구는 잔골재 부분 대체 Bottom-Ash 활용에 관한 기초 물성치 연구로서 Bottom-Ash의 잔골재 대체 콘크리트의 압축강도 테스트와 이들 실험을 통한 내구성능(노후화) 영향지수를 분석하였다. 잔골재 대체 Bottom-Ash 콘크리트 압축강도 실험의 경우 잔골재로 대체 시 발생하는 콘크리트의 초기경화시간의 단축 및 Ash 내 유해물질 방지를 위하여 고화제(GRG-21)를 활용, 40, 50, 60%의 W/C 비율별로 콘크리트를 배합 압축강도 실험을 실시하였다. 각각의 실험체에 대한 강도-내구공극 상관관계 조사를 위하여 압축강도 실험 후 활용되어진 공시체는 내부공극 측정을 위한 적절한 사이즈로 샘플링, 분석되었다. 분석요소로는 각종 내부 공극의 크기, 모양 직경별 함유량의 분포상태 등이 고려되었으며 이들 조사를 통하여 압축강도-내부공극 간 상호관계를 예측하였다. 부가적으로 콘크리트 재료변화는 콘크리트 내구성 자체의 변화를 가져 올 것으로 판단하여 상용프로그램(ATENA)을 활용, 콘크리트 압축실험에 따른 구조물의 균열패턴을 예측,조사하였다.

본 연구는 BS 및 FA를 복합치환한 고성능 콘크리트의 기초적 특성, 건조수축 및 크리프 특성을 분석하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 재령경과에 따른 압축강도는 초기재령에서 OPC의 경우 B2F1보다 크게 나타났으나, 재령 28일에서는 B2F1의 경우 OPC에 비해 크게 나타났다. 재령경과에 따른 건조수축변화율은 OPC B2F1 모두 재령이 경과됨에 재령 60일에서는 B2F1가 -21${\times}$10$^{-6}$및 -51${\times}$10$^{-6}$로서 OPC보다 약 42 % 정도 크게 증가하는 것으로 나타났다. 크리프 변형율은 초기재령 에서는 크게 증가하다가 재령이 경과함에 따라 비교적 완만하게 증가하는 것으로 나타났는데, 60일경과 후의 크리프 변형율은 B2F1의 경우 OPC보다 약 13 % 정도 크게 증가하는 것으로 나타났다.

국내 초고층 프로젝트의 증가에 따라 필연적으로 고강도 콘크리트의 사용이 증가되고 있다. 콘크리트의 강도가 증가됨에 따라 화재시 단면결손을 유발하는 폭렬의 경향성이 커지고, 콘크리트부재 내부의 온도를 현저하게 증가시키며 심각한 구조적 손상을 유발할 수 있다는 문제점이 대두되었고, 정부에서도 2008년 7월부터 고강도 콘크리트의 내화성능 관리기준을 시행하고 있다. 이에 국내 각 건설사들은 50MPa 이상의 고강도 콘크리트에 대하여 폭렬방지 대책을 수립 중에 있다. 본 연구소에서는 신축공사 및 리모델링공사에도 적용이 가능한 고강도 콘크리트 폭렬방지 공법인 PFB (Posco E&C Fire Board) 공법을 개발하여 지속적인 공법 개선에 노력하고 있다. 본 연구는 고강도 콘크리트 폭렬방지 대책으로 개발한 PFB 공법을 기존의 습식공법에서 현장적용성 및 경제성이 우수한 건식화 공법개발을 위한 기초 연구로 PF보드의 기초물성 평가, 3시간 내화시험 및 현장 적용위한 실시 상세 설계를 실시하여 당사 초고층 현장에 적용하기 위한 기본 자료로 활용 하고자 하였다.

UHSFRC의 수축은 대부분 자기수축에 의해 발생한다. UHSFRC는 물결합재비가 0.2정도로 매우 작고, 단위 결합재량이 상당히 많고 초기 수화진행 속도가 매우 빨리 진행되어 자기수축(autogenous shrinkage)이 매우 크게 발생한다. 초기재령에 자기수축이 크게 발생할 경우, 구조물의 변형 또는 균열이 발생하여 본래의 성능을 발휘하지 못할 수도 있다. 따라서 자기수축을 고려한 설계가 이루어져야하며 따라서 자기수축에 대한 정확한 예측이 매우 중요하다. 본 논문에서는 UHSFRC의 자기수축에 대한 연구를 수행하고 JSCE 설계 시공지침(안)에서 제시하고 있는 UHSFRC의 연구결과와 비교 분석하였으며, 그 결과 JSCE의 UHSFRC에 비해 상대적으로 큰 자기수축을 보임을 알 수 있었다. 그리고 기존의 자기수축 모델을 이용하여 UHSFRC에 대한 적합성 여부를 분석하였으며, 그 결과 Miyazawa의 모델식이 가장 잘 재령에 따른 자기수축을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

나프탈렌계 유동화제는 오랫동안 콘크리트 혼화제중 AE감수제의 주요성분으로 우수한 효과 때문에 널리 사용되어 왔으나 포름알데히드의 혼용으로 인해 유해성이 지적되어 왔다.따라서 본 연구에서는 AE 감수제에 사용되는 나프탈렌계 고성능감수제(PNS)에서 합성과정에서 포르말린을 적용하지 않은 PNS 치환용 혼화제를 제조하고, 이를 콘크리트에 적용하여 PNS를 사용한 기존 AE감수제와 콘크리트의 기초물성에 미치는 효과 및 친환경 특성을 평가하였다.

본 연구에서는 콘크리트의 염해저항성 및 수축을 저감하는 액상형태의 유무기 화합물로 구성된 내구성개선제(HD)를 개발하고, 이를 슬래그를 사용하는 기존 해안 콘크리트 배합에 적용(결합재 중량의 0.6%, 1.2%)하여 콘크리트의 수축 및 염해저항성을 평가하였다. 내구성개선제를 적용한 결과 염해 및 수축저항성은 이를 적용하지 않은 콘크리트(Plain)에 비해 각각 50%, 33% 개선되는 것으로 나타났으며, 이러한 효과는 HD를 0.6% 적용한 해안가 RCD 구조물에 적용한 현장배합을 통해서도 확인할 수 있었다.

UHSFRC(Ultra High Strength Steel-Fiber Reinforced Cementitious Composites)를 구조부재에 적용할 경우, 시공성능 및 내하성능에 있어서 탁월한 효과가 있을 것으로 예상된다. 하지만 부배합의 특성 상 수축 및 크리프와 같은 장기거동 특성에 대해서는 구조부재 적용에 있어 장해요인으로 인식되고한다. 따라서 UHSFRC를 구조부재에 적용할 경우 건조수축 및 크리프 변형 등 장기거동에 대한 검토가 반드시 필요할 것이다. 본 연구에서는 UHSFRC의 건조수축 특성에 대한 분석결과를 나타내었다. 초기 노출재령에서 상대적으로 빠르게 발생하는 UHSFRC의 건조수축 특성과 재료의 치밀한 조직 구성으로 인해 수분의 이동이 훨씬 느리게 발생하는 점 등으로 인해 국내 설계기준에서 제시하고 있는 건조수축모델을 UHSFRC에 적용할 경우, 수축거동 특성을 정확하게 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 따라서 일반 콘크리트와는 다른 UHSFRC의 수축특성을 반영한 건조수축 모델을 제안하였다.

콘크리트 구조물의 품질관리를 위해 양생초기 내부 수화열 분석 및 습도 거동에 대한 정확한 측정 및 분석은 구조물의 내구성 및 장기공용성의 향상을 위하여 필수적이라 할 수 있다. 특히 최근에는 대형 콘크리트 구조물 및 고성능 콘크리트 시공사례가 증가함에 따라 이러한 초기 온습도 거동에 대한 중요성이 증가하고 있는 실정이다. (2005 정진훈) 일반적으로 콘크리트 초기 재령시 수화반응에 의한 수화열은 내적 및 외적 구속을 받고 있는 콘크리트 구조체에 대하여 온도응력을 발생시켜 양생 초기 균열 및 지속적인 인장응력 영향을 가지게 한다. 또한 대기 온도 및 습도 그리고 콘크리트 양생환경에 의한 급속한 표면 및 내부습도 변화는 콘크리트 건조수축을 유발하며 온도응력과 더불어 초기 콘크리트 구조물에 피해를 좋지 않은 영향을 미쳐 내구성 및 장기공용성을 저하시킨다.최근 이러한 초기 거동의 분석의 중요성 인식되면서 초기 거동에 대한 많은 연구가 이루어져왔다. 하지만 수화열 분석에 비하여 수분분포 및 거동 분석에 대한 연구는 계측의 어려움으로 인하여 매우 미비한 실정이다. 또한 내부 습도를 직접적이며 정확하게 측정하기보다는 대기 습도 및 표면습도에 의한 내부습도 변화를 예측하는 연구가 진행되었었다. 본 연구에서는 콘크리트 초기 재령시 내부의 수화열에 의한 온도 분포 거동과 수화반응 및 건조에 의한 수분 분포 거동을 동시에 직접적으로 측정할 수 있는 편리하고 신뢰성 있는 측정 기법을 제시하고 그에 따른 콘크리트 구조물의 온습도 거동을 측정 분석하는데 있다.

과거 건설 구조물은 사용 하중을 견딜만한 성능과 사용성, 부식에 대한 저항성 정도만이 요구되었다. 그러나 9.11 사건 이후 이러한 관점은 바뀌어, 폭발에 의한 충격 하중 및 그와 동시에 발생할 수있는 화재로 인한 열에 견딜 수 있는 구조물의 저항 성능이 기본적인 요구 조건으로써 중요시되고있다. 전 세계가 연일 테러의 위협 아래 놓여있는 현 시점에서 구조물의 내폭 성능은 매우 중요한 부분이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 건설 재료로써 폭넓게 사용되고 있는 시멘트 복합체 혹은 콘크리트에인장 강도 및 연성이 뛰어난 FRP composite을 결합시켜 내폭 성능이 우수하고 기존 구조물 및 신설구조물에 모두 시공이 가능한 최적화된 분절 복합체(Segmented Composite) 및 층 구조(Layered Structure)를 개발하고, 그 성능을 평가하고자 한다. 이러한 내폭 성능의 향상을 통해, 열과 충격 하중, 동하중 및 high strain에 의한 구조물의 붕괴를 줄이고 붕괴 시점을 보다 늦출 수 있다면, 이로인해 발생되는 인명 피해 및 경제적 손실을 최소화시킬 수 있을 것이다.

본 연구는 섬유혼입 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도 특성에 미치는 섬유 혼입량 의 영향을 검토한 것이다. 그 결과, 섬유혼입 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축 및 휨강도는 섬유 혼입량이 증가함에 따라 증가하였다. 특히 폴리머-시멘트비 20%, 섬유 혼입량 0.12%인 콘크리트의 휨강도는 폴리머 미혼입 시멘트 콘크리트보다 2배 이상의 강도발현을 나타냈다. 이와 같은 강도발현은 폴리머 및 섬유의 높은 인장강도와 폴리머 및 섬유의 혼입에 의한 시멘트 수화물과 골재간의 접착성이 개선되었기 때문이라 판단된다.

일반 콘크리트에 비해 상대적으로 높은 인성과 연성의 특징을 갖는 HPFRCC는 과도한 하중을 받는 구조 부재 혹은, 내구적으로 취약한 부재 등에 사용될 수 있으며, 기존의 연구에 의하면 PVA섬유를 이용한 HPFRCC의 경우 혼입률 2%에서 가장 높은 휨 성능이 나타난다고 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 길이가 다른 두 종류의 PVA 섬유를 사용하여 상대적으로 짧은 섬유는 작은 균열(microcrack)을, 상대적으로 긴 섬유는 큰 균열(macrocrack)을 보다 효과적으로 제어하는 최적혼입비를 찾기 위하여 전체 PVA 혼입률을 2%로 고정시킨 채 두 섬유의 혼입률을 달리하여 각 혼입비에 따른 압축 및 휨 강도 테스트를 실시하였다. 또한 강섬유와 PVA 섬유를 동시에 하이브리드 보강한 콘크리트 부재에 대해서도 같은 실험을 실시하여 비교 분석하여 가장 높은 휨 성능을 나타낼 수 있는 최적배합을 찾고자 한다. 실험 결과 1.6%의 단섬유(12mm)와 0.4%의 장섬유(30mm)로 이루어진 시편에서 가장 높은 휨 성능을 보였으며, 2%의 PVA 섬유가 혼입된 부재에 대하여 소량의 강섬유 혼입 시 휨 성능이 다소 향상 되지만 많은 혼입량은 오히려 휨 성능의 저하를 초래하였다.

대표적 진동구조물인 도로교량 바닥판에는 진동구조물의 특성에 따른 문제점을 해결하기 위해2000년 이후부터 LMC(Latex Modified Concrete)가 널리 적용되고 있다. 그러나 철도교량 바닥판은 날로 증대되는 철도교통수요를 해결하기 위해 건설물량은 늘어나고 있지만 철도교량 특성상 시공 후 설계변경 및 유지보수 관리가 어렵기 때문에 콘크리트 내구수명과 같은 내구성을 확보할 수 있는 관점에서 적용가능한 보호공법을 검토할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 LMC의 특성 및 장점을 이용하여 철도교량 바닥판의 PCL층을 대신할 수 있으면서 교면방수 기능을 동시에 발휘할 수 있는 콘크리트 바닥판 일체형 불투수성 PCL층을 적용하고자 하며, 재료의 성능 및 방수 적합성에 대한 시험평가를 통해 그 적정성 여부를 평가하고자 한다. 6가지 항목에 대한 성능평가 결과, LMC가 철도교량 바닥판의 PCL층을 대체하여 교면방수로서 성능발현 및 적용에 이상이 없는 것으로 확인되었다.

최근 폐기물 적정처리 및 유효활용문제 등의 해결에 대하여 국가적차원에서 활성화됨에 따라 레미콘공장에 있어서도 회수콘크리트나 레미콘차, 믹서 등의 세척 후 발생한 시멘트슬러지, 회수수를 재이용하려는 연구가 진행되고 있다. 그러나 대부분의 레미콘공장에서는 종래의 처리방법으로는 비용 및 환경적 부담을 많이 느끼고 있음에도 불구하고 인식부족으로 인해 재이용에 난색을 표하는 경우가 많다. 이러한 상황에서 지연제를 첨가하여 시멘트의 수화를 억제한 회수수를 새로운 콘크리트에 일부분 재이용하여도 콘크리트 성상에 악영향을 끼치지 않는다는 것이 많은 연구를 통해 밝혀지고 있다. 그러나 일정시간 초기수화가 진행된 회수수중의 일부 수화한 시멘트에 대한 지연메카니즘 연구는 매우 부족한 것이 사실이다. 이에 본 연구는 먼저 일부 수화한 시멘트에 대한 지연제의 지연메카니즘을 확립하고 수화반응 제어기술을 확립할 목적으로 연구를 행한 결과, 회수수 중의 지연제의 잔존농도을 제어하는 것으로서 일부 수화한 시멘트의 수화반응에 대한 제어가 가능한 것을 알게 되었다.

우리나라에서 시멘트 콘크리트 포장에서 알칼리-골재 반응에 의한 파손이 보고된 후, 알칼리-골재반응에 대한 대책 방안 수립이 연구되고 있다. 국내 외에서 콘크리트 포장에 알칼리-골재 반응에 의한 피해가 발생하는 경우 유지관리 단계에서는 대응할 수 있는 방안이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 시멘트 콘크리트 포장에서 알칼리-골재 반응을 억제하기 위한 방법으로 프리믹스 방식으로 플라이 애시를 전체 바인더 중량(시멘트 + 플라이애시)의 20%를 치환하는 방법을 적용하였다. 시멘트 콘크리트 포장의 알칼리-골재 반응을 억제하기 위해 건설 단계에서 프리믹스된 플라이애시 콘크리트 포장을 시험시공하여 시공 특성을 분석하였다. 또한, 프리믹스된 플라이애시 물리적인 특성과 동결-융해 특성을 분석하였다. 프리믹스된 플라이애시 시멘트 콘크리트 포장은 시험시공을 통하여 우수한 현장 적용성을 확인하였고, 실내 동결-융해 실험을 통하여 내구성이 우수한 것으로 나타났다.

공극은 열화인자의 이동경로가 되어 콘크리트의 성능을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있으며 수분은 콘크리트 내부의 공극을 충전시킬 수 있기에 수분에 의한 투기성이 시멘트경화체의 공극구조에 미치는 영향을 평가하는 것은 중요하다. 이에, 본 연구에서는 공극구조와 투기성에 대하여 0%, 40%, 60%, 80%, 90%의 습도를 유지시킨 시험체와 화학조성물인 리튬실리케이트를 도포시켰을 경우의 공극구조 변화를 평가하였다. 그 결과, 함수율이 증가할수록 투기성은 저하되고 공극구조의 밀실성이 향상되어 수분에 의한 응축현상을 확인할 수 있었다. 그리고 수용액 상태의 리튬실리케이트는 수분을 함유하고 있는 상태에서 1$\mu$m 전, 후의 공극을 충전시켜 밀실성을 향상시키나함수조건에 따라 침투성에 의한 성능향상 범위가 제한적일 것으로 판단된다.

해양환경에서 철근 콘크리트의 부식은 매우 심하며, 염해는 콘크리트 교량과 항만 구조물의 부식을 일으키는 주요 요인 중 하나이다. 특히 비말대 및 간만대의 수면 부분은 구조물의 안전과 수명의 관점에서 볼 때 매우 중요하다. 지난 수십 년간 토목, 건축분야에서 콘크리트구조물 부식을 억제하기 위한 방식법 중 음극방식(cathodic protection, CP)은 많은 발전을 이룩하였으며 이제 보편화되는 추세에 있다. 최근 해양환경에서 콘크리트구조물의 음극방식을 위해 아연 메쉬 희생양극법이 개발 소개되었으나 아직까지도 이에 대한 구체적 내용이 잘 알려지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 아연 메쉬 음극방식이 환경인자에 따라 콘크리트교각에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 조사하였다. 아연 메쉬와 철근의 거리에 따라 음극방식 효과를 측정하기 위하여 약 100cm의 파일 시험편에 10cm 세그먼트 철근 8개를 설치하였으며, 아연 메쉬 희생양극에 의한 음극방식의 설계에 관련된 정보를 얻고자 파일 시험편의 높이에 따른 음극방식 전위의 변화와 전류의 감소치를 측정하였다.

최근 도심지에는 건축물이 점차 초고층화하는 경향에 따라 매우 두꺼운 매스콘크리트가 건축물의 기초로 채택되어 진다. 그런데, 이와 같은 매스콘크리트는 현장여건상 다량의 콘크리트를 동시에 타설할 수 없기 때문에 상 하층 타설 콘크리트간의 일체성에 의문이 제기되는 것은 물론이고 수화발열시 간의 상위에 따른 내응력에 의한 균열이 발생하여 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 매트콘크리트의 상 하층 수화발열시간의 상위에 따른 내응력에 의한 균열에 대한 안전성을 확보하기 위한 목적으로 초지연제의 응결시간차를 활용한 수평분할타설 건축 매스콘크리트의 수화열 조정공법을 건축현장에 적용하고자 Mock-up test를 통하여 그 효율성을 확인하였다. 실험결과 2단 및 4단으로 초지연제에 의한 응결시간차공법을 활용한 경우 하부와 상부간의 온도차를 낮추고, 수화열 피크시점이 후기로 늦어짐에 따라 균열발생가능성을 저하시키는 효과를 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 저온 환경에서 단열양생시트 변화에 따른 콘크리트의 온도이력 및 강도특성을 검토하였다. 실험결과 -5$^{\circ}$C에서 노출과 air cap포장지의 경우 초기 24시간 이내로 콘크리트의 온도가 영하의 온도로 저하되어 초기동해가 발생되었다. 반면, 비닐+부직포의 경우 초기 24시간이내의 최저온도가 약 3$^{\circ}$C로 영상의 온도를 유지하였고 이중버블시트의 경우 약 7$^{\circ}$C로 나타나 양호한 단열 보온성능을 나타내었다. 코어압축강도를 측정한 결과 비닐+부직포와 이중버블시트로 양생한 시험체의 압축강도가 양생초기의 우수한 단열효과로 인해 다른 시험체의 압축강도보다 높게 나타났다.

선박의 안전성을 유지하기 위하여 사용하는 밸러스트는 그 용적에 의해 적재 능력이 감소되는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 선박의 밸러스트에 고중량 콘크리트를 적용하여 연구를 진행하였다. 고중량 콘크리트 제조에는 자철광, 갈철광 등 밀도가 큰 골재를 사용하는 것이 일반적이나 이러한 골재는 수급이 어렵고 고가인 단점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 고중량이며 수급이 용이한 폐분철을 이용하여 고중량 밸러스트 콘크리트의 품질특성 및 주의사항을 검토하여 현장적용 타당성을 검증하고자 하였다. 고중량 밸러스트 콘크리트는 현장 특성상 압축강도의 요구치는 없으나, 밸러스트 탱크의 밀실한 채움을 위해 고유동 및 2700kg/m$^3$이상의 단위용적질량이 요구된다. 예비 실험을 통해 설계된 현장배합의 온도균열지수는 균열을 제한할 수 있는 수준으로 나타났으며, 복합부식실험 결과 염화물에 대한 저항성 측면에서 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과로 폐분철을 이용한 고중량 콘크리트를 밸러스트의 제조 및 시공이 가능한 것으로 나타났으며, 적재 능력이 증가함으로 선박운송에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

RC 교량의 손상발생 중 많은 부분을 차지하고 있는 바닥판은 동절기에 제설제 사용에 따라 콘크리트의 동결융해에 대한 내력저하와 표면열화, 심한 스켈링(Scaling)발생으로 상부 아스콘 포장층을 손상시키고 내부의 철근 부식을 가속화시켜 교량의 공용성을 저하시키는 주 요인으로 작용하고 있다. 이에따라 교량 바닥판은 우수나 제설제로 부터 콘크리트 표면의 보호를 위해 침투식 또는 도막식 방수재를 시공하여왔다. 본 연구에서는 교량 상부 포장층의 열화가 발생된 고속도로 교량을 대상으로 바닥판에서 채취한 코어를 통해 아스콘 포장층과 하부 콘크리트 바닥판의 상태를 조사한 결과 콘크리트 바닥판에 시공된 교면방수층에서 도막의 손상이나 발수성저하로 인해 우수나 제설제의 침투를 일차적으로 방지하지 못해 열화가 일어나는 것으로 나타나고 있어 교면방수를 위해 사용되는 재료의 성능평가와 시공에 대해 보다 많은 연구와 검증이 필요한 것으로 나타났다.

교량 신축이음장치의 파손 유형은 주로 후타재(무수축 모르타르)와 관련된 부분에서 많이 발생된다. 또 다른 문제는 중차량 통과에 따른 충격과 진동하중으로 인해서 신축이음장치를 후타재에 고정하기 위해서 사용하는 앵커 풀림 현상이다. 본 연구에서는 무수축 모르타르의 파괴에 따른 신축이음 장치의 파손을 방지하기 위해 탄성콘크리트를 개발하였다. 개발된 탄성콘크리트와 현재 주로 사용하고 있는 무수축 모르타르의 인발성능을 비교하였다. 또한, 후타재와 신축이음장치를 일체화하여 후타재의 파손을 방지하고 신축이음장치를 쉽게 교체할 수 있는 앵커 시스템을 개발하였다.

프리믹스 콘크리트 숏크리트는 숏크리트 관련 재료를 미리 포장배송하므로써 시공성, 품질관리 및 경제성을 크게 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 경사구조물에 대한 보수보강 시 열화부를 Hydro-demolition에 의해 제거한 후 인력타설 및 장비 접근이 어려운 경사구조물에 대하여 숏크리트를 적용함으로써 경사구조물의 내구성능 회복과 기존구조물의 지속적인 공용성을 확보하고자 한다. 본 연구에서는 개발된 건식 프리믹스 숏크리트를 사용하여 실제 현장에서 적용함으로써 공법의 적용가능성 및 성능을 종합적으로 평가하는데 그 목적이 있다.

FRP는 중량이 가볍고, 녹이 슬지 않으며 높은 인장 강도를 가진다. 철근에 비해 월등한 재료적 특성을 가지고 있는 FRP는 콘크리트 구조물에 철근이나 긴장재 대용으로 휨 보강재로써 널리 대체되어지고 있다. 현재 FRP 콘크리트 보의 전단강도를 산정함에 있어 설계지침들이 기존의 설계방식을 따르고 있지만 이들 설계 방식에서 제시한 식들은 매우 상이한 형태를 나타낸다. 이 연구에서는 FRP 콘크리트 보의 전단 강도를 예측하는 방법의 대안으로 인공신경망(이하 ANN) 기법을 채택하였다. 전단 강도에 미치는 영향 요소는 문헌조사에 의하여 선정된 후 ANN에 입력되었고, ANN은 데이터베이스를 통해 얻은 극한 전단 강도를 목표 값으로 하여 학습되었다. ANN을 이용하여 얻은 결과 값과 현존하는 이론식의 값을 비교한 결과 이 연구에서 개발한 ANN은 현재 사용하고 있는 예측 이론식에 비하여 더욱 정확하게 예측하였다.

피복이 없는 FBG센서는 내구성이 약하기 때문에, 실제 토목구조물에서는 적용이 어렵다. 따라서 packaged FBG센서는 피복이 없는 FBG센서의 단점을 보안하고, 실제 구조물에 적용이 가능하도록 발전된 형태이다. 이런 packaged FBG센서를 이용하여 변형률과 온도를 동시에 측정할 때, 온도보정은 없어서는 안 될, 필수적 기술이다. 이 논문에서는 steel sleeve packaged FBG센서의 온도보정 기술을 도출하고, 콘크리트 보부재를 이용한 실험을 통해 온도보정 기술의 현장적용 가능성을 제시하였다. 따라서 이 논문에서 사용된 온도보정 기술은 실제 여러 토목구조물의 모니터링에 확대 사용할 수 있다.

지난 수년간 콘크리트의 염소이온 침투와 유관되어 실험방법론 및 해석적 모델 기법의 개발에 많은 발전이 있어왔다. 그러나 실제 콘크리트 구조물에는 다소의 균열이 존재하며 이는 장기 내구성에 큰 영향을 줄 수 있음에도 불구하고, 대부분의 연구들은 비균열의 콘크리트를 대상으로 연구되어 온 문제점이 있었으며 균열이 존재하는 콘크리트의 염소이온 침투에 대한 연구는 매우 드문 실정이다. 본 연구의 저자는 단기 촉진실험에 의하여 균열이 염소이온에 미치는 영향을 살펴보았다. 그러나 신뢰성있는 결과를 얻기 위해서는 장기 실험을 통한 고찰이 필요하다. 본 연구의 목적은 장기 및 단기 실험결과를 비교하였는데, 자기치료 효과에 의하여 균열이 시간이 경과함에 따라 감소하는 뚜렷한 경향을 확인할 수 있었다.이러한 경향은 균열 폭이 클수록 자기치료에 의한 균열감소 효과가 더욱 뚜렷하였다.

본 연구에서는 시멘트페이스트의 유동성 및 수화반응속도에 미치는 폴리카르본산계 고성능AE감수제의 영향에 대해서 첨가율, 분자구조 등의 관점에서 검토를 하였다. 시멘트페이스트의 유동성은 폴리카르본산계 고성능AE감수제를 첨가하는 것에 따라 증가하였다. 또한 그래프트가 짧은 폴리카르본산계 고성능AE감수제를 사용한 경우가 그래프트가 긴 것에 비해 저첨가율에서의 유동성은 향상되었다. 시멘트페이스트의 최고수화발열속도까지의 도달시간에 미치는 폴리카르본산계 고성능AE감수제의 영향은 첨가율이 증가함에 따라 증가하였다. 더욱이 시멘트페이스트의 유동성이 동일할 정도의 첨가량에 있어서도 그래프트가 긴 폴리카르본산계 고성능AE감수제의 경우가 그래프트의 길이가 짧은것의 경우보다 최고수화발열속도까지의 도달시간에 미치는 영향은 작다는 것을 알 수 있었다.

이 논문은 초고강도 섬유보강 I형 보의 거동을 Diana를 사용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 보통 또는 고강도 콘크리트의 구성방정식과 달리 초고강도 섬유보강 콘크리트의 재료적 특성 즉, 인장 변형률 강화를 고려한 탄-소성 파괴 역학적 모델을 제안하여 해석에 반영하였다. 인장영역에서는 인장 변형률 강화를 고려한 다차원 고정 균열 규준을 사용하였고, 압축영역에서는 associated flow rule을 고려한 Drucker-Prager Criterion을 채택하였다. UHPFRC(Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete) I형 보의 하중변형관계, 최초 균열, 최초 대각 균열, 극한상태 등의 결과를 실험결과와 비교하여 해석법의 유용성을 입증하였다.

This paper presents a systematic approach for estimating material performance of concrete mixture design based on satisfaction curves developed from statistical evaluation of existing or newly obtained material property related data. In performance based material design (PBMD) method, concrete material used for construction of a structure is designed considering a structure's specified performance requirements based on its usage and characteristics such as environmental conditions, structure types, expected design life, etc.Satisfaction curves express the probabilities that one component of substrates (i.e., aggregate size, cement content, etc) of concrete mixture will sustain different criterion value for a given concrete mixture design. This study presents a statistical analysis method for setting up concrete material parameter versus concrete criterion relationships in the form of satisfaction curves and for estimating confidence bounds on these satisfaction curves. This paper also presents an analysis method to combine multiple satisfaction curves to form one unique satisfaction curve that can relate the performance of concrete to a single evaluating value. Based on several evaluated mixture design examples for various material properties, the validity of the proposed method is discussed in detail.

The safety, serviceability, and design code of the infrastructures such as highway, railroad, bridges, etc. have been analyzed. It is identified that the safety and function of infrastructures in North Korea could have some problems compared with current design codes. After analyzing the results, the multi-step road map for integrating infrastructures in Korea Peninsula is proposed.

이 연구에서는 FRP(fiber reinforced polymer)로 전단보강된 철근콘크리트(RC) 보의 전단거동을 예측하기 위하여 비선형 유한요소해석을 수행한다. FRP로 전단보강된 RC 보의 유한요소해석을 위하여 이 논문에서는 FRP에 대한 모델링 개념을 소개하며, RC 보와 FRP, 그리고 콘크리트와 FRP 사이의부착 특성을 나타낼 수 있는 수치해석기법을 사용한다. 제안된 모델링 기법에 따라, DSFM에 바탕을둔 2차원 비선형 유한요소해석 프로그램인 VecTor2를 이용하여 유한요소해석을 수행한다. 또한 FRP 로 전단보강된 RC 보의 거동에 대한 DSFM의 적용성을 검증하기 위하여 수치해석결과와 실험결과를 상세히 비교한다.

현행 기준식에서는 철근콘크리트 보의 취성적 전단 파괴를 방지하기 위하여 전단보강철근이 항복한 이후에 복부 콘크리트가 압축파괴하도록 최대전단철근비에 대한 제한을 두고 있다. 최대전단철근비에 대한 제한은 각 기준식마다 매우 상이하다. ACI 318-05, CSA-04 와 EC2-02기준에서는 최대전단철근비가 콘크리트의 압축강도에 따라서 변화하지만, 일본기준식은 압축강도와 무관하게 일정한 값이다. 고강도콘크리트가 사용될 경우에 CSA-04와 EC2-02기준에서 요구하는 최대전단철근비는 ACI 318-05의 두 배 이상으로 기준식마다 상이하게 최대전단철근비를 제한하고 있다. 이 연구에서는 10개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 최대철근비가 미치는 보의 거동 및 내력을 평가하였다. 실험 결과에 의하면 ACI 318-05에서 요구하는 철근비보다 많은 전단보강철근이 배근된 보에서도 전단보강철근이 항복한 이후에 콘크리트가 압축파괴하였다.

Rationality of strength models for structural concrete depends on how to treat loads on boundaries and load paths within members. Differentiation between strut-and-tie models and stress fields approaches for shear strength models is discussed in this paper for salient use of current design formula in design code provisions. How to model configuration of loads and stress states along the boundary for the regions under provides a key to realistic construction of stress fields together with STM.

집중하중을 받는 콘크리트 보 부재의 경우 전단 경간에서 내부 모멘트 팔길이가 변화하는 아치 현상이 발생하게 된다. 최근 이러한 점을 고려한 전단해석모델이 개발되었으나, 복부 요소의 전단 거동해석에 있어서 그 해석 과정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 철근의 재료 성질을 항복 후 완전 소성거동을 보이는 것으로 간주하여 해석할 수밖에 없는 단점을 지니고 있다. 또한, 아치 작용에 의한 전단력의 비율을 산정하는데 있어 이용되는 전단변형적합조건에서 내부 모멘트 팔길이의 변화가 고려되어 있지 않아 전단경간에 따른 전단변형률의 분포가 실험으로부터 측정되는 분포 경향과 일치하지 않는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 아치 효과를 고려한 콘크리트 보 부재의 전단해석모델에서 복부 요소의 전단 해석을 좀 더 간편화하여 일반적인 철근의 재료 모델을 적용할 수 있도록 하였다. 또한, 내부 모멘트 팔길이의 변화를 고려한 전단변형적합조건을 유도하여 실제 보 부재의 전단 경간에서의 변형률의 경향을 보다 잘 묘사할 수 있는 전단해석모델을 제시하였다. 제시된 전단해석모델은 집중하중을 받는 콘크리트 보 부재의 전단 거동 예측에 유용할 것으로 사료된다.

순환골재의 사용은 매립을 줄이고 고갈되어 가는 천연골재의 대체자원으로 사용할 수 있어 친환경적인 방법이다. 그러나 기존연구에서는 낮은 품질의 순환골재를 사용하거나 작은 크기의 부재만을 연구하였다. 본 연구에서는 순환굵은골재의 치환율(0, 30, 60, 100%)과 전단보강근에 따른 철근콘크리트 보의 전단거동을 파악하기 위하여 총 6개의 보를 실험하였다. 실험결과 순환골재를 사용한 실험체는 전단보강근의 사용 유무에 관계없이 천연골재를 사용한 실험체와 대등한 전단강도를 나타내었다. 또한 본 연구와 기존 연구의 실험값을 전단경간비, 압축강도, 단면크기, 유효깊이에 따른 전단강도특성을 비교한 결과 순환골재 콘크리트는 천연골재 콘크리트와 유사한 전단강도특성을 나타내었다. 순환골재를 사용한 구조물의 순환골재를 사용한 구조물의 적용성을 검토하기 위하여 현행 KCI2007 규준식 및 Zsutty의 전단강도 계산 값을 실험결과와 비교한 결과 현행규준식은 전단강도를 안전측으로 평가하고 있어 순환골재를 사용한 실험체에도 적용 가능 할 수있는 것으로 판단된다.

초고강도 콘크리트의 개발에 따라 철근 압축이음에 대한 연구 필요성이 높아지고 있다. 인장이음과 마찬가지로 압축이음에서도 이음길이와 콘크리트 강도가 가장 큰 영향인자가 되며, 다음으로 압축이음에 영향을 주는 요인으로는 횡방향 보강근과 철근 지름이다. 횡방향 보강근은 이음부에서 발생된 인장응력에 저항하며, 인장이음에서는 철근 순간격 또는 피복두께와 동일한 역할을 수행하는 것으로 평가된다. 휨부재의 인장측에 주로 적용되는 인장이음은 슬래브처럼 횡보강근이 없는 경우도 있다. 그러나 압축이음이 적용되는 부재는 높은 축력이 작용되는 수직부재로, 압축 주근의 좌굴방지, 코어 콘크리트의 구속, 그리고 전단강도의 발현을 위해 횡보강근이 배근된다. 이를 활용함으로써 보다 경제적인 설계가 가능해진다. 본 연구에서는 실제 구조물에서 필연적으로 발생되는 횡방향 보강근에 대한 압축이음의 거동과 강도 특성을 실험을 통해 규명하고자 한다.

본 연구는 GFRP 보강근의 정착길이 산정식을 제안하는 것이다. 정착길이 산정식을 제안하기 위해 인발실험을 실시하였다. 실험변수는 묻힘길이, 피복두께, 보강근 직경, 보강근 종류이다. 묻힘길이는 15d$_b$, 30d$_b$, 45d$_b$로 하고, 순 피복두께는 0.5d$_b$, 1.0d$_b$, 1.5d$_b$, 및 2.0d$_b$로 계획하였다. 사용된 보강근은 모두 3종류(국내 2종, 국외 1종)이고 보강근 크기는 D10, D13, D16이다. 실험은 겹침이음된 GFRP 보강근 양 단부를 동시에 인발하여 최종파괴에 도달될 때까지 GFRP 보강근에 하중을 가력하였다. 인발실험을 통해 얻은 결과를 토대로 각 변수에 따른 GFRP 보강근의 부착특성 및 평균부착응력을 산정하였으며, 실험체중 쪼갬파괴된 실험체만을 선택하여 회귀분석을 통해 정착길이 산정식은 제안하였고 ACI 440.1R-06에 제안하고 있는 식과 비교하였다. 본 연구를 통해 제안된 회귀분석에 의한 제안식을 근거로 겹침이음된 GFRP 보강근을 이용한 휨 설계가 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 철근의 배근방향(수직, 수평) 및 위치(상부근, 하부근)를 주요 변수로 하여 이형철근과 순환굵은골재와의 부착거동을 단계별로 평가하기 위한 실험을 실시하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 실험결과를 종합해 보면, 수평 시험체의 상부철근 시험체의 경우 하부철근 시험체 보다 부착 강도가 저하되는 것으로 나타났으며, 이는 굵은골재의 편중현상 및 상부철근 하부에서 부유물(Laitance) 발생에 따른 것으로 판단된다. 또한, 수직 시험체 및 수평철근 시험체의 부착에너지를 비교한 결과 수평 상부철근 시험체의 경우 수직 및 수평 하부철근 시험체에 비하여 부착에너지가 감소한 것으로 나타났다.

플렛 플레이트 구조시스템은 층고절감, 공기단축, 공간의 가변성 등 많은 장점들을 가지고 있다. 하지만 건물이 고층화 되어감에 따라 일반 RC 기둥을 사용할 경우 기둥의 크기가 과도하게 커지는 단점이 있다. 이러한 이유로 CFT 기둥의 사용이 증가하고 있지만 CFT 기둥-RC 무량판 접합부의 이력거동을 명확하게 규명하기 위한 기존 실험 연구는 국내외적으로 매우 부족한 실정이고 실험연구를 통해서는 한계가 있다. 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 실시하여 접합부의 이력거동을 분석하였다. 해석결과 유효폭 내에 배근되는 철근비가 증가하면 접합부의 모멘트 강도는 증가하지만 연성능력을떨어졌고 중력하중비가 증가할 경우 접합부의 모멘트강도와 연성능력이 모두 감소하였다. 전단머리의 길이가 0.27m 이상인 경우에는 길이가 증가할 때 다른 변수에 비해 접합부의 모멘트 강도와 연성능력에 주는 영향이 상대적으로 작았다. 슬래브두께가 증가할수록 초기강성 및 모멘트 강도가 증가하였다.

KBC 2005를 처음 적용할 때 많은 구조엔지니어들이 무량판 구조에 대한 횡력저항시스템 선정과이에 따른 상세적용에 많은 어려움이 있었다. 현재 KBC 2005에 대한 개정작업이 진행중에 있다. 이러한 시점에서 최근 개정 중인 건축구조기준의 개정안을 토대로 향후 개정안에 적용가능한 구조시스템을 미리 살펴볼 필요가 있다. KBC 2008(안)의 경우 내진설계범주에 따른 시스템의 높이제한, 특수전단벽과 같은 특수상세, 전단벽-골조 상호작용시스템과 같은 새로운 시스템의 도입으로 구조설계자가 현행 기준보다 시스템에 대하여 휠씬 더 다양한 선택이 가능할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 국내외 관련학회 논문집에 발표된 논문을 근거로 철근콘크리트 벽체의 연구동향을 소개하고자 한다. 분석대상은 철근콘크리트 벽체 및 기존 골조에 내진보강을 위하여 설치된 끼움벽체에 대한 연구이며 1990년도 이후 국내 2개 학회 논문집 및 해외의 2개 논문집에 발표된 총 102편의 논문을 대상으로 분석하였다. 분석내용은 철근콘크리트 벽체의 년도 별 연구추이, 연구주제 및 각 연구의 흐름 등으로 나누어 최근 철근콘크리트 벽체의 연구 동향을 분석하였다. 본 분석결과 국외의 연구동향과 국내의 연구동향은 큰 차이를 보이고 있지 않으나 국내의 연구논문에서는 상대적으로 국내에서 주로 아파트에 활용되는 벽식구조 즉 장방형 벽체에 대한 연구가 많이 발표되는 특징을 보였다. 초기 연구주제는 주로 벽체의 보강상세에 따른 벽체의 구조성능 평가였으며 이후 새로운 설계법을 개발하고자 하는 연구가 주로 이루어졌다. 최근 특수한 하중조건(폭발 및 화재)하에서 벽체의 거동 특성에 대한 연구가 진행되었고 비내진 상세를 갖는 골조의 내진보강을 위한 끼움벽으로 활용된 벽체의 구조성능 평가에 대한 연구가 진행되었다.

한국의 포스트텐션 시장은 2000년 이후부터 급성장하고 있으며 많은 엔지니어와 시공사들이 관심을 가지고 있다. 본 논문에서는 최근 한국 포스트텐션 시장의 동향과 초고층 포스트텐션 건물의 구조시스템과 시공에 대해 소개하고자 한다. 그리고 초고층 포스트텐션 건축물 설계시 고려해야할 사항에 대해서도 살펴본다. 울산에 위치한 파크폴리스는 39층 타워 2개동으로 구성되어있으며 건물 높이는 지상144m로 현재 공사가 진행중이다. 이 건물은 비부착방식 포스트텐션 시스템으로 설계되었으며 완공시 한국내 최고층 포스트텐션 건물이 될 것이다. 구조시스템은 플랫 슬랩, 외주 기둥, 코어월로 이루어져있다. 처음에는 테두리보를 가지는 일반 철근 콘크리트 구조로 설계되었지만 시공성 향상을 위해 포스트텐션 플랫슬래브로 재설계되었다.

"지하구조물 위원회(KCI 107)"는 교량 및 각종 구조물 기초, 지하차도, 지하철 및 공동구 등 지하구조물, 지하에 설치되는 건물의 지하실 또는 지하주차장 등의 해석 및 설계에 관한 학문적, 기술적 연구를 위해 결성된 위원회이다.위원회는 첫 번째 연구과제로 "BOX형 지하구조물의 해석 및 설계표준화 연구"를 선정하고 콘크리트 구조설계기준(2003)에 따라 실무에서 수행되고 있는 해석 및 설계의 표준화를 위한 연구를 수행하여 2005년 1차 연구를 완료하였다. 이 연구는 Box형 지하구조물의 해석 및 설계에 대한 문제점 분석과 새로운 설계 및 시공기술의 반영 위한 연구를 통해, 보다 개선된 설계방안을 강구하고 이를 반영한 표준 설계 절차 및 상세 가이드를 제시하여, Box형 지하구조물을 경제적이고, 시공 및 유지관리에 유리하며, 적정한 안전율과 내하능력을 확보할 수 있도록 일관성 있게 설계되도록 하는데 목적을 두고 있다.

신도림역사는 서울시 지하철 2호선과 경부선,호남선 및 경인선 등 국유철도가 환승하는 정거장으로서 우리나라 최대의 도시철도 환승 승객과 최대의 열차 운행이 이루어지는 매우 중요한 교통의 요충지 이다. 혼잡도가 극심하여 이를 해소하고자 2호선 신도림 역사 확장계획을 수립하였는 바, 본공사 시행에 있어서 가장 어려운 과제인 국유철도 하부통과계획에 대하여 안전하고, 효과적인 방안을 모색하였다. 역사 확장 공사를 시행함에 있어서 국유철도 노반 하부를 비개착 공법에 의하여 안전하게 통과하는 방안에 대하여 국내에 적용되고 있는 공법 중 적용 가능한 공법에 대하여 검토하여 최적의 방안을 도출하고자 하였다. Front-Jacking 공법, NTR 공법, TRcM 공법을 주요 공법으로 검토하였으며 설계단계에서는 Front-Jacking 공법에 지반강성보강을 위한 PRS 공법이 복합된 방안을 적용하였다.

최근 지하공간개발이 활발해지면서 이의 체계적인 활용에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본고에서는 지하공간 중 지하차도 및 지하통로를 대상으로 하여 국내건설 및 유지관리현황, 지하차도 및 지하통로 설계기준, 설계 검토내용 및 시공절차, 대상 지하구조물의 주요하자 원인 및 보수보강 방법, 이와 관련한 국내 신기술 신공법 현황, 그리고 장래 계획 등에 대해 조사 연구하였다. 현재 64${\sim}$94%는 건설된 지 10년이 지난 상태이며 전체의 50%가 서울, 경기도 및 수도권 일대에 위치하고 있으며 특정 관리대상 시설로 분류하여 안전점검 및 관리가 시행되고 있다. 설계 시에는 차도부, 보도부, 차로폭등으로 구분하여 시설한계기준을 적용하고 있으며 건설공법은 지반상태, 구조물심도, 지형조건 등을 감안하여 개착식과 터널식을 구분 적용하고 있다. 구조물 공법 선정 시에는 설치공법, 내부 중간(벽, 기둥)구조, 보도설치여부,부력방지공 설치여부, 방수공법, 내장 마감재, 갱구부형식 등을 감안하여 정하고 있다. 주요 하자원인분석 시 구조적 원인과 비구조적 원인으로 분류하여 균열, 박리, 탈락 및 백태 등에 의한 하자원인 및 대책을 검토하였고 수화열에 의한 균열발생 기준도 추가하였다. 지하차도 및 지하통로 관련 신기술 신공법은 2007년 말까지 등록된 것을 주로 조사 분석하였다. 대부분 지하철이나 통신과로등 다른 지하구조물에 공통적으로 적용할 수 있는 것들로 관련 요소핵심기술을 활발히 개발 중인 것으로 파악되었다. 지하차도및 지하통로 관련 지하구조물의 장래계획은 지역마다 자치구마다 다르지만 시 전체에 지하도로 건설을목표로 지하구조물 계획을 수립하고 있는 서울시를 위주로 장래관련 계획을 자료조사하였다.

본 연구는 최근 국내의 옹벽 및 교대의 신기술 특허 등록 동향을 조사하여 파악하며, 이들 신기술특허를 적절히 실제 옹벽 및 교대 공사에 적용하려는데 목적을 두고 있다. 본 연구에서 조사된 신기술옹벽으로는 PS강봉에 프리스트레스를 도입한 단면력 저감형 조립식 PC옹벽공법, Coupler-Tension 조립식 옹벽, 도로용 블록식 보강토옹벽, 균등침하를 유도할 수 있는 블록식 보강토옹벽이 있으며, 신기술 교대로는 시트파일을 이용한 교대의 시공공법, 일체식 복합교대 교량, 반 일체식 교대교량의 시공방법, 보강토 교대구조를 기술하였다.

GFRP 보강근은 최근 철근 대체 보강근으로서의 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 장기내구성 콘크리트 구조물을 구성하는데 있어 핵심재료로 각광받고 있다. 그러나 GFRP 보강근은 기존철근 보강근과는 달리 제작방식 및 기계적 특성이 상이하여 실제 건설현장에서 사용하기 위해서는 설계 이론, 코드 및 지침등이 GFRP 보강근의 특성에 맞게 개발되고 제안되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 ACI318, ACI440.IR, CSA S806 및 ISIS Canada design manual을 분석하여 국내 적용 가능한GFRP 보강근의 설계지침을 제안하고자 한다. 분석결과, GFRP 보강근의 불확실성을 충분히 반영할수 있기 위해서는 한계상태설계법이 적합한 설계방법으로 분석되었으며, 따라서 본 연구에서는 ISIS Canada design manual을 준용하여 GFRP 보강근의 설계지침을 제안하였으며, 이를 ACI 설계식들과장단점을 비교분석하였다.

본 연구에서는 황산화세균의 생장과 이에 따른 콘크리트의 생화학적 부식을 실증적으로 분석하기위해 생화학적 부식 시뮬레이션 시험 및 장치를 구축한 후, 세균의 이식방법과 황화수소농도 조건에 따라 크게 2종류의 시험을 진행하였으며, 이에 따른 Thiobacillus novellus의 생장특성과 항균금속의 첨가에 따른 항균성능을 검증할 수 있었다. 우선 황화수소 120ppm의 조건하에서 시험체를 세균배양액에 침지시켜 Thiobacillus novellus을 간접적으로 이식한 시뮬레이션 시험의 경우, 사슬형태의 대단위 군집을 형성하는 Thiobacillus novellus의 급속한 생장과 높은 황원소의 검출을 관찰할 수 있었으나 장기적으로 Thiobacillus novellus의 생을 유도하기는 곤란하였다. 반면 황화수소 50ppm의 조건하에서 황산화세균인 Thiobacillus novellus를 직접 이식한 시뮬레이션 시험의 경우, Thiobacillus novellus의 비교적 장기적인 개별생장이 관찰되었으며, 항균금속을 첨가한 시험체에서 세포막과 내부 조직이 파괴된 Thiobacillus novellus의 개체가 관찰되어 항균금속 성분에 의한 Thiobacillus novellus의 생장억제 성능을 실증적으로 검증하는 것이가능하였다.

최근 콘크리트로 대부분 시공되는 정화조 및 하수구조물은 황산화세균에 의한 생화학적 부식반응에 의해 심각하게 열화되고 있는 실정이다. 이러한 생화학적 부식방지를 위해서는 하수환경에 서식하는 황산화세균의 생장을 서식하는 생화학적 부식을 억제하는 항균제를 적용한 항균 콘크리트 적용기술이 필수적으로 개발되고 적용되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 항균 콘크리트의 항균특성에 의해 하수환경에 노출된 하수구조물의 생화학적부식을 효과적으로 억제할 수 있는 기술을 소개하고자 한다.

해수, 지하수 등과 같이 황산염이온이 포함된 환경에 콘크리트 구조물이 증가함에 콘크리트의 황산염침식 및 관련 메카니즘에 대한 관심이 증가하는 추세이다. 콘크리트의 황산염침식을 방지하기 위한 연구가 전세계적으로 여러 연구자들에 의하여 수행되었지만 침식 메카니즘의 복잡성 등으로 인하여 아직도 만족할 만한 성과가 가시적으로 나타나고 있지 않다. 따라서, 본 원고에서는 콘크리트의 황산염침식을 유발하는 반응생성물의 생성과정 및 평가방법 등에 대한 고찰을 실시하였으며, 황산염환경하에 노출된 콘크리트 구조물의 합리적 내구성설계를 위한 참고자료를 제공하고자 한다.

수화열 및 자기수축은 동일한 수화반응에 의해 필연적으로 발생되는 현상으로서 여러 연구자들에의해 수화온도와 자기수축의 깊은 상관성은 언급되어 왔으나, 아직까지 수화온도와 자기수축의 구체적인 관계에 대한 연구보고는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 시험체의 단면크기를 달리하여 초기 수화발열 및 자기수축의 특성을 구체적으로 분석한 후, 내부 수화온도와 자기수축의 상관성을 검토하였다. 그 결과, 시험체 단면이 증가할수록 전체적인 내부온도와 자기수축은 증가하였으며, 수화발열상승구간 및 자기수축증가구간에서 발생하는 수화온도 상승량 및 상승률, 자기수축 증가량 및 증가율은 증가하였다. 수화발열상승속도 및 자기수축증가속도가 증가할수록 구간에서 발생하는 수화온도상승량과 자기수축증가량은 증가한 반면, 수화온도상승률과 자기수축증가율은 유사하게 나타났으며, 수화발열상승 속도가 증가할수록 자기수축증가구간의 자기수축증가량과 자기수축증가속도는 증가하였다.

본 연구는 최근 국내 공동주택 지하주차장 등에 설치하는 지연 조인트에 적용할 콘크리트의 수축저감을 위한 연구로서, 팽창재와 3가지의 수축저감제를 단독 또는 병용하여 혼입할 경우 콘크리트의 물리적 특성 및 수축 특성에 대해 검토하기 위해 수행되었다. 실험 결과, 팽창재는 굳지않은 콘크리트의 유동성에 큰 영향을 미치지 않으나, 수축저감제의 경우콘크리트의 유동성을 증진시켜 고성능 감수제의 혼입량을 0.05$\sim$0.1% 정도 감소시킬 수 있다. 또한 팽창재를 혼입할 경우 경화 콘크리트의 압축, 인장 및 휨강도는 다소 증가하는 경향을 보였지만, 수축저감제를 단독 또는 팽창재와 병용 혼입한 경우에는 압축, 인장 및 휨강도가 다소 감소하는 경향을 보였다. 건조수축에 의한 길이변화율 측정결과, 수축저감제 중 SRA3을 2.0% 혼입한 경우 길이변화율 감소 효과가 가장 우수하였으며, 팽창재를 단독으로 사용하거나 팽창재와 SRA1, 2, 3을 병용 혼입한 경우에는 비슷한 감소 효과를 보였다.

국내 외에서는 건축물들이 고유동 및 고성능 콘크리트의 사용량이 증가되고 있는 추세이다. 그러나 고유동 고성능 콘크리트는 유동성 향상을 위해 고성능 감수제를 다량으로 사용할 경우 유동성은 향상되었을 망정 재료분리가 발생하여 콘크리트 구조물에 악영향을 미치게 된다. 이러한 콘크리트의 재료분리 저항성을 판정하기 위한 방법으로 육안관찰, 굵은골재 씻기 시험, L Flow 철근사이의 통과성 시험, 점성측정에 의한 방법 등이 있는데, 이 같은 방법들은 매우 복잡하고 번거로우므로 실무적용에는 어려움이 있다. 그러므로 콘크리트의 재료분리 저항성을 보다 손쉬운 방법으로 평가하기 위한 방법으로 슬럼프플로우치를 슬럼프치로 나눈 EIS를 제안하기 위하여 기존 참고자료를 바탕으로 분석하였다. 그 결과 고유동 콘크리트의 경우 시방적 규정으로 재료분리 여부를 관리할 경우에는 EIS 값을 2.5 이하로 규정하면 타당할 것으로 사료되고, 성능적으로 EIS를 규정할 경우에는 1등급 2,2 이하, 2등급 2.2$\sim$2.4, 3등급 2.4$\sim$2.6, 2.6 이상은 재료분리로 관리하면 합리적일 것으로 사료된다.

Recently, the scale and form of the construction promoting in government and private organization have large scaled town. The underground area of whole town are used for every facilities, and most of concrete area are used for greening part for friendly environment construction. This greening part for concrete area have good point such as being amendment and various economical effect and improvement for environmental problem, moreover, the amount of greening part become great increased. For this factor, we have to newly consider to keep durable safety for concrete structure, therefore, we suggest that how to keep structural safety of greening area on the concrete.

폴리우레탄은 방수재로 널리 사용되며 구조물에 발생되는 균열 및 거동에 의해 항상 외력을 받고있을 뿐만 아니라 사용 환경에 따라 각종 환경열화 인자에 노출되어 있다. 환경 열화인자로서는 자외선, 오존, 열, 수분 등이 잘 알려져 있다. 그 중에서 모든 열화의 기본이 되는 열의 영향, 특히 고온에서의 영향이 중요하다. 따라서, 노출형인 우레탄 고무계 1류 도막 방수재의 경우는 80$^{\circ}C$에서, 비노출형의 경우는 70$^{\circ}$C에서 촉진 열열화 시험을 3주간 실시하였다. 결과는 방수재의 기본물성과 인장 강도 및 신장율 모두 저하되는 경향을 보였으며, 특히 온도 60$^{\circ}$C에서 측정할 경우 급격히 물성 저하가 발생되었다.

지금까지 콘크리트는 내화재료로서 일정한 두께만 확보하면 내화구조로 인정됨으로서, 콘크리트는 화재에 대하여 매우 우수한 소재로 알려져 왔다. 그러나 콘크리트가 고강도화 됨에 따라 부재의 내부 조직이 치밀화되어 화재 시에 발생되는 열응력 및 수증기압 등의 이유로 인하여 일정 이상의 고온에서 피복콘크리트가 심한 폭음과 함께 박리 박락되는 폭렬(Explosive Spalling) 현상이 발생되며, 이러한 폭렬현상은 철근콘크리트 부재 파편의 비산되는 1차 폭렬현상으로 인하여 피난자들의 인명안전성을 위협 할 뿐만 아니라 철근의 노출 및 부재단면의 감소되는 2차 폭렬현상이 발생됨에 따라 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다는 것이 2005년 스페인 마드리드시의 윈저타워화재사례에서 경험한바있다. 이러한 사실은 2004년${\sim}$2008년도의 각종 매스컴 및 중앙일간지 등의 보도자료로 이슈화됨으로써 고강도, 초고강도 및 고성능 콘크리트의 내화성능에 대한 근본적인 재확인 작업이 요구되었으며, 2008년 5월에는 "고강도콘크리트 기둥 보의 내화성능 관리기준"이 국토해양부의 "건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙"으로 고강도콘크리트에 대한 내화 성능확보 방안으로 개정되었고, 이에 따라 국내의 각 주요 건설사에서는 고강도콘크리트의 폭렬을 고려한 내화공법의 개발에 박차를 가하고 있다. 한편, 본 관리규정의 적절성에 대한 검증과 이미 축조된 구조물에 대한 대책 및 현재 선진 각국에서 시행되고있는 성능적 구조내화설계기법에 대한 대책 등이 향후 본 학회의 주요 과제로 됨으로써, 본 위원회에서는 폭렬메커니즘을 중심으로 한 제1차 전문위원회 연구발표를 2006년도에 시행하였고, 그 후 2년간의 각 건설업체의 내화공법개발현황에 대한 발표회를 통하여 현재의 국내 기술수준 및 현황을 파악하고 향후 진전방향등에 대한 토론을통하여 구체적인 추진방향을 모색하고자 한다.

본 연구는 화재피해를 입은 고강도 철근 콘크리트 구조부재의 폭렬발생시 구조성능을 파악하기 위한 연구로 압축강도 55MPa의 휨 부재와 압축부재를 화재피해를 입은 시간을 주요변수로 30분, 60분 및 90분간 화재 실험을 실시하였다. 휨 부재의 경우 피복두께에 따라 폭렬의 정도와 구조성능의 감소에서 차이를 보였으며, 피복 두께가 두꺼운 경우에 폭렬 면적 및 잔존강도의 감소폭이 크게 나타났다. 압축부재의 경우 폭렬로 인해 손실된 면적의 양은 화재피해를 입은 시간에 영향을 크게 받지 않았으나, 잔존강도의 경우 콘크리트가 고온에 오래 노출될수록 큰 감소폭을 보였고, 부재강성의 감소폭은 더욱 크게 나타났다. 따라서 고강도 콘크리트구조물에 화재가 발생하였을 경우 폭렬의 양상과 화재피해를 입은 시간에 따라 구조물의 잔존강도를 예측 할 수 있으며, 이를 이용하여 구조물의 재사용 여부의 판단 및 보수 보강에 필요한 자료를 제시할 수 있다.

내화 성능은 화재에 견디는 부재의 능력을 나타내는 하나의 척도이다. 콘크리트 기둥에서 내화성능은 많은 요인에 영향을 받는데, 주요 인자로는 강도, 밀도, 수분 상태, 화재 강도, 기둥의 크기 및 형상, 철근 상세, 하중 상태 및 골재 형태 등이 있다. 그런데, 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비하여 폭렬이 쉽게 발생하는 것으로 알려져 있다. 그리고 화재 시 고강도 콘크리트 기둥의거동은 이러한 폭렬에 큰 영향을 받는다. 따라서 폭렬제어를 위하여 PP섬유를 혼입하는 방법이 연구되고 있고 건설현장에서 성공적으로 적용되고 있다. 그런데 이러한 고강도 콘크리트의 내화 특성 향상뿐만 아니라 고강도 콘크리트 기둥의 내화 성능 평가 방법의 정립 또한 중요한 문제라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폭렬이 제어된 고강도 콘크리트 기둥에 대하여 내화 성능 평가 방법에 따라 그 성능의 변화 양상에 대하여 연구를 수행하였다.

화재안전 신뢰성이 확보된 고강도 콘크리트 구조물의 시장 공급을 위하여 GS건설에서는 2005년 부터 고강도 콘크리트 구조물의 강도 영역별 폭렬 저감 및 거동 안전성 평가와 수치해석 방법을 통한 경제적인 설계방법를 최종 연구목표로 하여 현재까지 콘크리트 재료의 열적 특성 확보와 구조부재 화재 특성 연구를 수행해 왔다. 강도발현, 시공성, 내화성능과 경제성에 대한 분석을 해외연구 기관에 의뢰하여 섬유혼입공법을 선정한 후 이에 대한 재료의 물리적 특성과 역학적 특성 실험결과를 바탕으로 고강도 콘크리트 구조부재의 내화성능을 예측 분석할 수 있도록 비열 모델, 열전도율모델, 압축강도 모델, 탄성계수 모델을 구축하였다. 또한 기둥과 보에 대한 내화실험을 실시하여 내화성능을 평가하였으며, 이에 대한 열적 해석을 병행하여 진행하였다.

국내 초고층 프로젝트의 증가에 따라 필연적으로 고강도 콘크리트의 사용이 증가되고 있다. 콘크리트의 강도가 증가됨에 따라 화재시 단면결손을 유발하는 폭렬의 경향성이 커지고, 콘크리트부재 내부의 온도를 현저하게 증가시키며 심각한 구조적 손상을 유발할 수 있다는 문제점이 대두되었고, 정부에서도 2008년 7월부터 고강도 콘크리트의 내화성능 관리기준을 시행하고 있다. 이에 국내 각 건설사들은50MPa 이상의 고강도 콘크리트에 대하여 폭렬방지 대책을 수립 중에 있다. 본 연구소에서는 신축공사 및 리모델링공사에도 적용이 가능한 고강도 콘크리트 폭렬방지 공법인 PFB (Posco E&C Fire Board) 공법을 개발하여 지속적인 공법 개선에 노력하고 있다. 본 연구는 고강도 콘크리트 폭렬방지 대책으로 개발한 PFB 공법 개발에 대한 일반사항, 현재 건식화 공법 개발 및 당사 PJT적용 현황에 대한 내용을 기술하고자 한다.

최근 초고층 건축물 등에 적용되는 고강도콘크리트의 내화성능에 대한 문제점이 제기됨에 따라 국토해양부에서는 고강도콘크리트 내화성능 관리 기준을 고시한 바 있으며, 건설업계에서도 이에 대응하기 위해 다양한 기술 검토가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고강도콘크리트의 취약점으로 제기되고 있는 화재시의 폭렬문제에 대한 대응방안으로서 기존 연구를 통해 내화성능이 우수한 것으로 보고되고 있는 ECC 를 영구거푸집으로 활용한 고강도콘크리트의 내화성능을 검토하였다.ECC 영구거푸집을 활용한 고강도콘크리트 기둥부재의 내화성능 검토 결과, 영구거푸집과 고강도콘크리트 계면으로의 열 침투를 제어할 수 있도록 부재 생산 및 구축 방안을 검토하고, ECC의 적정 배합 및 두께를 확보한다면 고강도콘크리트의 내화성능 확보기술로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 내화성 영구거푸집으로서의 단순 활용 방안 이외에 ECC의 우수한 물리적 성능을 활용하여구조성능을 분담할 수 있는 방안으로의 지속적 검토가 필요할 것으로 판단된다.

화재에 대한 안전성 확보는 ECC 등과 같은 신소재를 실제 구조물에 적용 또는 실용화하기 위해필요한 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문은 콘크리트 구조물에 있어서 내화층을 ECC로 사용하는 공법에 대하여, 이러한 ECC가 규준에서 요구하는 내화성능을 만족하는지 여부를 실험적으로 검토하기 위한 것이다. 이를 위하여 구조물의 화재 온도조건인 HC 및 RABT 화재온도이력곡선을 적용하여 실험을 수행하였다. 실험결과 ECC는 폭렬 및 화재상태에서의 모체콘크리트에 열화가 발생하지 않았다. 또한 기존 콘크리트 및 내화소재와의 상대 비교에 있어서도 ECC가 가장 우수한 내화성능을 보이고있음을 알 수 있었다.

현재 국내현장에서 공사기간 중 구조물의 압축강도를 확인하는 방법으로는 KS F 2403에 의한 시험용 공시체의 압축강도를 구조체 콘크리트의 압축강도로 정하고 있으며, 이 규정의 내용에는 시험용 공시체의 양생방법으로 표준수중양생(20$\pm$2$^{\circ}$C)을 하도록 규정되어 있다. 그러나 현장 타설된 콘크리트의 경우 일반 대기환경에 노출되어 사계절 온도변화의 환경하에서 양생되고 있어 실 구조물의 콘크리트 압축강도와는 큰 차이를 나타내게 된다. 따라서 본 논문에서는 현재 KS에 규정되어 있는 압축강도용 시험체의 양생방법과 현장에서 구조체의 강도 및 거푸집 탈형시기 판정 등의 품질관리를 위해 사용하는 기중양생, 봉함양생, 구조체의 코어강도, 그리고 본 연구에서 제안하는 구조체의 내부환경 조건을 양생조건으로 적용한 양생방법을 적용하여 고강도 콘크리트의 강도발현특성을 파악하여 구조체 콘크리트의 강도에 가장 근접하는 공시체 양생방법을 제안하고자 한다.

본 연구는 철근콘크리트 구조물의 사용을 증진하기 위한 성능중심형 고내구성 콘크리트의 배합설계를 위해 환경 조건 및 사용목적에 따른 설계요소를 알아보고 대표적인 성능검증 방법에 관하여 언급하고자 한다. 일반적인 콘크리트의 성능은 주로 강도, 내구성, 유동성의 3요소를 의미하지만 성능중심형 콘크리트는 연구자의 소견과 환경에 따라서 많은 차이를 보일 수 있다. 따라서 콘크리트 배합설계시 사용 기간 내에는 구조체 및 부재에 대하여 요구 성능을 만족하여야 하며, 콘크리트 배합설계자는 구조물의 용도, 기능 및 사회적 중요도를 바탕으로 설계 년수를 결정하여야 한다. 성능중심형 콘크리트는 반드시 배합시험을 통하여 결정하는 것을 원칙으로 하며, 사용자로부터 요구되는 내용연수 및 요구성능과 법적, 사회적 제약조건을 만족하는 설계내용년수를 설정해야 한다. 또한 현장조사를 통하여 구조물이 위치하는 환경적 요인을 충분히 고려하고 부재의 설계 강도, 타설시기,타설물량등 제반조사 및 시험이 완료되어야 할 시점을 결정하여 전체실험 계획을 수립하여야 한다.본 연구에서는 다양한 열화 환경요소 중 콘크리트의 내구성에 관한 기본적인 요소로써 기온, 온도, 일사열, 중성화, 동해 및 염해 등 일반적인 구조물에 작용한다고 판단되는 요인만을 산정하였다. 또한 대표적인 성능중심형 고내구성 콘크리트의 성능 검증방법으로 탄산화, 동해, 염해 및 화학약품에 대한 성능검증 방법에 대해 언급하였다. 아직까지 국내에서는 콘크리트 구조물의 성능중심형 고내구설계 시공지침으로서 표준적인 시방이 정해지지 않았으나 향후 양질의 사회자본을 축척하고 이를 계승발전하기 위해서는 국내의 콘크리트 구조물에 대한 고내구성 콘크리트의 배합설계를 위한 연구는 필수적이라고 판단된다.

국내 건설시장의 기술경쟁력 강화의 일환으로 현행 콘크리트구조 설계기준을 시방설계(Prescriptive Design) 방식에서 성능기반설계(Performance Based Design) 방식으로의 전환과 관련된 연구가 활발히 수행되고 있다. 이와 관련하여 성능기반설계 방식에 기초적으로 필요하고 국내 레디믹스트콘크리트 제품에 최적화된 콘크리트 재료모델을 개발, 구축하기 위하여 기존 외국 성능기반설계기준상의 재료모델과의 비교검증과 국내에서 생산 및 사용되고 있는 레디믹스트콘크리트 제품의 품질현황 파악 및 성능평가 등을 수행하고 있다. 이에 현재까지 진행된 연구추진 현황 중 압축강도 및 탄성계수 예측모델 부분에 대하여 정리하였다.

본 연구는 실용적인 적용을 위한 기본적인 스트럿-타이 모델의 사용방법에 대해 논의한다. 스트럿- 타이 모델의 구성은 평형 조건식에 기초한 하중 경로를 그리는 것으로 시작한다. active sytems, vector active systems, 그리고 section active systems를 포함한 구조 시스템의 이해는 가능한 스트럿 -타이 모델을 위한 적절한 시스템을 선택할 수 있도록 한다. 간단한 원형 fan은 집중하중에서부터 분포하중까지 하중 경로를 표시할 수 있다. 스트럿의 강도는 인장 타이와 유효 압축 강도가 만나는 절점영역의 형태에 따라 결정된다. 스트럿의 유효 압축강도는 주로 transevers 변형률에 의해 영향을 끼치는 것으로 가정한다.

철근콘크리트 구조물의 비탄성 내진설계를 위하여 할선강성을 사용한 선형해석법을 연구하였다. 제안된 방법에서는 기존의 탄성해석과 동일한 보-기둥 요소 및 면요소를 사용하여 구조물을 모델링하며, 비탄성거동의 영향을 반영하기 위하여, 비탄성변형이 예상되는 부재에 탄성강성 대신 할선강성을 사용한다. 할선강성을 사용하는 부재의 분포와 할선강성의 크기는 설계자가 의도하는 구조물의 소성메커니즘과 설계목표연성도에 의하여 결정된다. 이 구조해석모델에 대한 선형해석을 통하여 부재의 비탄성 설계강도를 직접 결정하고, 할선강성해석으로부터 구한 절점변위를 이용하여 할선강성보의 변형을 소성힌지에 발생된회전변형으로 변환한 후 소성변형에 대한 안전성을 평가한다. 제안된 방법을 이용하여 2차원 모멘트골조및 이중골조에 대한 내진설계를 수행하였으며, 3차원 골조에도 적용하였다.

최근 교량 구조물의 장지간화와 건물의 초고층화에 따라 고강도 콘크리트가 많이 적용되고 있다. 철근 콘크리트 구조물의 처짐은 균열의 발생으로 그 거동이 불확실하여 많은 연구자들은 실험을 통하여 처짐을 예측하는 식을 제안하였다. 현재 국내 콘크리트구조설계기준에서는 Branson이 제시한 유효휨강성을 이용한 처짐 산정식을 제안하고 있다. 하지만 이 식은 보통강도 콘크리트를 대상으로 등분포하중상태에서 실시한 실험결과를 토대로 도출한 처짐 산정식이므로 다른 하중상태나 고강도 콘크리트 부재에서는 잘 맞지 않는다. 유효 휨강성을 이용하여 처짐을 구하는 방법과는 달리 Eurocode 2에서는 곡률을 적분하여 처짐을 산정하는 방법을 제안하고 있다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트 보의 실험데이터를 이용하여 콘크리트구조설계기준과 Eurocode 2의 처짐산정식에 의하여 계산된 처짐값과 비교 분석하고자 한다.

콘크리트 구조물 설계에 사용되는 콘크리트 압축 응력블럭은 실제 응력분포를 등가의 삼각형, 직사각형, 사다리꼴 또는 포물선-직선 등 여러 형태로 나타낸 것이다. 이러한 콘크리트의 압축 응력블럭은 주요 선진국의 설계기준마다 그 형태가 조금씩 다르며, 각 나라 콘크리트의 재료적 특성을 반영하여 적용하고 있다. 현재, 우리나라 콘크리트 설계기준에 적용하고 있는 직사각형 압축 응력블럭은 ACI 설계기준과 동일한 형태이고, 이는 고강도 콘크리트의 재료적 특성을 반영하지 못하여 비합리적 이라는 여러 연구결과가 발표되어왔다. 본 연구는 주요 선진국의 설계기준에 적용되는 콘크리트 압축 응력블럭에 대해 검토하였으며, 우리나라 콘크리트의 재료적 특성을 알기 위해 콘크리트 압축 응력블럭 실험을 실시하였다. 실험을 통해 하중 및 변형률을 얻었으며, 실험 결과에 의한 응력블럭계수를 도출하였다. 실험에 의한 응력블럭계수와 주요 선진국의 설계기준에 적용하는 응력블럭계수 값들을 비교.분석하였다. 또한, 주요 설계기준의 응력블럭에 따른 공칭 축력-모멘트 상관도를 비교 분석하였다.