본 논문은 주변에서 손쉽게 구할수 있는 빈깡통과 플라스틱재등의 폐기물을 토목 및 건축구조물의 시공재료로서의 재활용과 부착성이 뛰어난 발포경질유레탄을 복합하여 중$\cdot$소 span의 교량에 대한 경량화를 꾀하기 위한 하나의 실험적 연구이다. 또한 기존의 현장 시공 단순화를 위해 강 콘크리트 합성 상판의 이미지와는 별도로 새로운 구조적 합리성과 재활용이라는 관점에서 연구된 것이다. 연구결과, 경질우탄 층내에 깡통을 봉입한 경우 저탄성계수인 우레탄이 변형을 흡수하기 때문에 소요의 구조특성을 확보하는 것이 가능하였고, 또한 경질우레탄의 존재로 강판 및 내부의 깡통에 방청효과와 응력전달에 유효하다는 것이 판명되었다.

본 연구에서는 플라이 애쉬의 효과적인 활용을 위한 방안으로 평균입경이 각각 18.58, 8.95, 4.02{$mu}m$인 3종류의 플라이 애쉬를 시멘트 혼합제로 사용시 입자 크기에 따른 시멘트 경화체의 물성 변화를 검토하였다. 각 플라이 애쉬를 시멘트 페이스트에 직환 첨가하여 실험한 결과 입자 크기에 관계없이 플라이 애쉬의 첨가량이 많아질수록 유동성은 저하 되었으며 특히 구형 입자의 플라이 애쉬에 비하여 분쇄한 비구형 입자의 플라이 애쉬에서 유동성의 저하가 크게 나타났다. 또한 각각의 플라이 애쉬의 포졸란 반응성은 입자 크기가 작을수록 높은 값을 나타내었다. 평균입경 4.02{$mu}m$의 플라이 애쉬를 5, 10wt.% 직환 첨가한 시편의 압축강도는 재령 28일 이전부터 plain 시편에 비하여 높았으며 60일 양생시 800kg/$extrm{cm}^2$ 이상의 값을 나타내었다. 이상과 같은 압축강도의 증가는 미세한 플라이 애쉬입자에 의한 충전효과와 포졸란 반응성에 의한 것으로 판단되며 이러한 결과는 기자율측정에서도 확인할 수 있었다. 따라서 분급이나 분쇄를 통하여 플라이 애쉬의 입자 크리를 미세하게 한다면, 플라이 애쉬를 혼합제로 사용시 큰 단점인 초기강도 하락을 효과적으로 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

R/C 라멘골조에 있어서 수직부재(기둥, 벽등)에 수평부재(보, 슬라브등)의 콘크리트 강도보다 1.4배가 넘는 강도의 콘크리트를 분리타설할 경우 ACI 318R-89 R10.13.1은 수직부재에 타설한 콘크리트가 수평부재로 2ft(60cm)이상의 내민길이를 확보하도록 규정하고 있다. 이에 따라 본 연구는 이규정을 그대로 적용하기에 앞서 실험적인 검증을 통한 구조적인 안전성을 확보하기 위하여 고강도 콘크리트 내민길이, 콘크리트 압축강도 등을 주요변수로 하여 총 6개의 실험체를 제작하여 실험 및 분석하였다. 실험결과 압축강도 및 내민 길이의 증가에 따라 각 실험체의 연성능력은 증가하는 것으로 나타났으며 R/C 라멘골조에 고강도 콘크리트와 보통강도 콘크리트를 분리타설할 경우 균열발생상황, 접합부에서의 거동 등을 고려할 때 고강도 콘크리트의 내민길이는 2h(h=보의 전체춤) 정도를 확보하여야 할 것으로 보여진다.

보통 포틀랜드 시멘트와 수용성 고분자 물질인 hydroxy propyl methyl cellulose(HPMC), 미세골재 및 혼화재료를 사용하여 W/C=0.1이 되도록 물을 첨가하고 twin roll mill로 혼합 성형한 후 60일간 양생하여 고강도 시멘트 경화체를 제조하였다. 이 경화체에 대한 휨강도 및 파괴인성을 검토하였다. SiC 분말 및 백색시멘트를 첨가한 경우 휨강도는 약 100MPa정도, 탄성계수는 80-95GPa의 값을 나타내었다. 실리카흄을 첨가한 경우 휨강도는 80MPa, 탄성계수는 60GPa의 값을 나타내었다.

본 연구는 산업부산물의 플라이애쉬 및 실리카흄을 이용한 고성능$\cdot$고품질의 건재의 제조 및 응용을 위하여 보강재로서 PAN계 및 Pitch계 탄소섬유를 사용하여 건재용 탄소섬유보강 실리카흄$\cdot$시멘트 복합체 및 플라이애쉬$\cdot$시멘트 복합체를 제조하여 배합조건별 동복합체의 물리적 역학적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 시험결과, 탄소섬유보강 실리카흄$\cdot$시멘트 복합체의 휨강도, 휨인성 및 휨변형 특성은 탄소섬유 혼입율증대에 수반하여 현저히 증가하는 경향을 나타내었고, 또 이들 값은 PAN계 CF를 사용한 경유가 Pitch계 CH를 사용한 경우에 비하여 높게 나타났다. 한편, 플라이애쉬$\cdot$시멘트 복합체는 플라이애쉬 대체율의 증가에 따라 물(플라이애쉬+시멘트)비는 증가하였으나, 압축$\cdot$휨강도 및 겉보기 비중은 저하하였으며 촉진양생은 경우가 습윤양생한 경우에 비하여 우수한 압축강도 및 휨강도를 나타내었다. 또한, 기존ALC의 대체를 위한 경량 플라이애쉬\ulcorner시멘트 복합체를 개발하였고, 그 최적배합조건을 제시하였다.

프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 박스거다 교량의 정착부에 프리스트레스 힘이 도입되면, 과다한 국부집중 하중으로 인하여 균열이 발생할 수 있으며, 최근 이러한 교량의 건설시 텐던을 따라가며 심각한 균열이 발생한 경우가 있다. 본 논문은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 발생하는 국부집중응력의 분포 특성을 규명하고, 프리스트레스 정착부의 파괴거동에 가장 중요한 인자로 생각되는 텐던의 경사각, 텐던의 편심 및 콘크리트의 연단두께 등이 정착부 파괴에 미치는 효과등을 규명하고, 이들 변수를 포함하는 정착부 균열하중 및 극한하중 예측식을 제안함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 정착부 파괴에 직접적인 영향을 미치는 단면의 형상, 텐던의 배치상태등을 변수로 하는 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 단면의 기하학적 형상 및 배근방식에 따른 초기균열하중 및 극한하중 예측식이 제안되었다.

지진하중을 받는 철근콘크리트 구조물의 안전성은 확정적 이론에 의한 평가보다 지진하중이 가지는 불확실성과 철근콘크리트의 이력특성을 고려하여 평가하는 것이 합리적이다. 확정적 이론에 의한 내진 구조물의 안전성 평가는 확률변수의 영향 등을 충분히 고려하기가 쉽지 않은데, 이러한 것들을 고려하기 위해서는 신뢰성이론 및 랜덤진동이론을 도입할 필요가 있으며 이에 의해 합리적으로 안전성을 검토하거나 확보할 수 있다. 본 연구에서는 철근콘크리트 뼈대구조물의 이력거동을 고려한 추계적 지진응답을 이용하여 지진손상정도와 위험성을 평가하고자 하였으며, 지진하중을 받는 뼈대구조물의 파괴확률을 계산하는 과정을 제시하였다.

본 연구에서는 전단스팬비가 작은 철근콘크리트부재를 대상으로, 기존에 주로 실험치에만 의존하여 제안되었던 전단내력식에서 탈피하여 극한해석법중의 하계정리를 이용하여 이론적으로 제안하였다. 본연구에서 제안한 모델에서는 아치기구와 트러스기구를 동시에 고려할 수가 있고 각각의 기구에서 분담하은 힘의 크기를 알 수 있다. 또한, 외부에서 가해진 힘이 어떻게 지검에 전달되고 있는가 시각적으로 이해할 수가 있으며, 전단스팬비(a/b), 전단보강근비, 인장철근비 등의 영향을 정량적으로 고려할 수가 있다. 본 연구에서 유도한 전단내력식을 기존의 실험치와 비교한 결과, 본 연구에서 제안한 식은 실험치와 대체로 일치하며, 다른 연구자에 의해 제안된 전단내력평가식에 손색이 없음을 알았다.

콘크리트는 경화도중 시멘트의 수화발열로 인한 비선형 온도분포가 발생한다. 이는 초기재령시 콘크리트의 인장강도를 초과하는 인장응력을 유발시키고, 결국에는 균열을 발생시킨다. 본 연구에서는 온도분포에 주요한 영향을 주는 매스콘크리트의 발열특성을 평가하기 위해서 주요변수에 따른 단열온도 상승시험을 수행하였으며, 실험결과를 바탕으로 단위시멘트량과 플라이애쉬 혼입량에 따른 콘크리트의 발열특성을 평가하였다. 이에 의해서 현장실험을 실시한 모의시험체에 대해서 유한요소 열전도해석(ADINA-T)을 수행하여 현장실험에서 결정된 실측결과와 비교분석을 수행하였다. 해석결과와 실험결과는 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구결과는 향후 콘크리트 반죽 온도 변화가 콘크리트의 발열특성에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 수행되면 보다 광범위하게 현장에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.