• 한국건축시공학회지
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• 제19권1호
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• pp.9-18
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• 2019

현대에 가장 널리 쓰이는 건축 재료인 콘크리트는 기술의 지속적인 발전에 따라 고강도화 뿐만 아니라 인성 및 연성의 증가, 경량화와 같은 구조적 성능의 향상이 되었다. 또한 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 감성을 충족시킬 수 있는 것에 대한 수요의 급증으로 건축용 외장패널 그리고 건축의 경계를 넘어 인테리어 소품으로까지 다양하게 쓰이는 추세이다. 국내에서는 플라스틱 봉을 삽입하여 빛과 콘크리트의 결합으로 사용자의 감성을 자극하는 빛 감성친화형콘크리트(LEFC)를 개발하였으나, 높은 단위중량으로 인한 현장에서의 시공성 한계를 보여주었다. 이에 본 연구에서는 LEFC에 기포제를 적용하여 단위중량을 감소시켜 경량화를 달성하고 휨 성능 향상을 위해 두 가지 유기섬유(Nylon Fiber, Polyvinyl Alcohol)를 혼입하여 비교분석하였다. 마지막으로 플라스틱 봉 삽입으로 인한 콘크리트 비표면적 손실 및 봉과의 부착력 감소로 인한 휨 강도 변화를 봉의 직경(5mm, 10mm)과 간격(10mm, 15mm, 20mm)에 따른 변수를 적용한 예측 모델을 제안하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.122-129
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• 2016

본 연구에서는 고압송용 고유동콘크리트 개발을 위한 기초적인 연구의 일환으로 펌프압송시 압송관내 콘크리트가 받는 압력을 재현할 수 있는 가압장치를 개발하였다. 이를 통하여 펌프압송할 경우 발생되는 품질변화의 원인 중 압력에 의한 단위수량 감소에 중점을 두어 가압에 따른 콘크리트용 굵은골재의 흡수 특성 및 고유동콘크리트 내부 굵은골재의 흡수 특성을 평가하였으며, 고유동콘크리트의 가압 전 후 압축강도를 평가하였다. 실험결과, 250 bar의 높은 압력이 작용할 경우 부순굵은골재 및 강자갈의 흡수율은 표건 흡수율 이상으로 증가되지 않는 것으로 나타났으며, 경량굵은골재의 흡수율은 표건 흡수율 이상으로 증가되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제13권5호
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• pp.77-81
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• 2001

부식 열화는 교량 기술자들에게 있어서 지속적인 도전을 요구하는 문제가 되어왔는데, 스텔스 항공기를 개발하게 한 새로운 재료 기술은 교량의 부식을 해결할 수 있게 하였다. 즉, 경량의 고강도 재료로 높은 피로 저항성을 갖고 있고, 부식에 강한 복합체는 교량의 재료로서 아주 바람직한 성질을 갖고 있다 섬유 보강 폴리머(FRP) 복합재료를 교량의 건설에 이용하려는 프로젝트는 1998년 현재 80 여 개가 넘게 진행되고 있는데, 이 중 미국 내에서 31개의 프로젝트가 수행되고 있다. 이 글은 미국 내에서 FRP복합체를 교량 공학 분야에 적용하려는 초기의 성공적인 시도들에 관한 내용으로 복합체의 장점, 특성, 교량 적용시 고려 사항, 그리고 향후 복합재료에 관한 기술을 토목 구조물에 적용하는데 필요한 소요 기술 등에 관하여 정리한 것이다. 이 새로운 재료는 신설 구조물의 건설과 기존 교량의 보수 및 보강에 모두 적용할 수 있으며, FRP복합체 기술을 토목 구조물과 기반 시설물 건설 분야에 적용하는 것은 지금까지 성공적인 결과를 보여 주고 있다 미국연방도로국(FHWA, Federal Highway Administration)은 이 기술을 미국 내 교통 기반 시설물인 신규 교량의 건설은 물론 기즌 교량의 보수 및 보강에 활용하는 방안에 대하여 관심을 갖고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.687-693
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• 2006

8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권5호
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• pp.158-170
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• 1994

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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.667-674
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• 2013

기존 강재 브레이싱 내진보강법은 정착부의 안정성 문제와 브레이싱의 국부좌굴이 발생할 문제가 있으며, 이를 방지하기 위한 추가보강으로 인해 불필요한 자중증가 등으로 경제적인 내진보강성능 확보에 어려움이 있다. 이 연구에서는 지진피해를 받은 건물에 지진피해로 인한 기존 기둥의 연성확보를 위해서 유리섬유시트(glass fiber sheet)로 래핑을 함과 동시에 기존 철골 X-브레이싱 내진보강법에 비교해서 경량의 고강도 재료로 보강 후 추가적인 중량증가가 거의 없으며, 브레이싱 압축 좌굴거동에 자유로운 탄소섬유 앵커 X-브레이싱공법(carbon fiber X-brace)을 조합한 경제적이며 효과적인 새로운 내진보강법(GFS-CFXB)을 제안하였다. 이 연구에서 제안한 GFS-CFXB공법의 유용성을 검증할 목적으로 지진피해를 받은 골조를 대상으로 반복가력에 의한 구조실험을 실시하여 내진성능 및 내진보강 효과를 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.154-163
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• 2006

본 논문에서는 철근 콘크리트보의 인장면에 고강도이며 경량인 섬유시트를 외부 부착한 보강보의 휨 실험결과를 바탕으로 섬유시트로 보강된 RC 휨부재의 비선형 해석 기법을 제시한다. 섬유시트의 인장성능을 측정하기 위하여 총 120개의 섬유시트 인장시험편을 제작하여 시험하였으며, 섬유시트 보강 RC보의 여러 가지 보강특성 및 섬유시트의 적절한 파단변형률을 평가하기 위한 실험적 연구를 위해 75개의 비교적 큰 규모의 보를 시험하였다. 콘크리트의 비선형 압축 분포 및 인장성능을 고려한 비선형 단면 해석과정을 전개하였으며, 이러한 비선형 해석기법이 섬유시트 보강 RC보의 하중-변위 응답 및 휨거동 특성을 정확하게 예측함을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.233-242
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• 2002

This study is to investigate experimentally the shear capacity of high-strength lightweight-aggregate reinforced concrete beams subjected to monotonic loading. Ten beams made of fly-ash artificial lightweight high-strength concrete were tested to determine their diagonal cracking and ultimate shear capacities. The variables in the test program were longitudinal reinforcement ratio; which variabled (between 0.83 and 1.66 percent), shear span-to-depth ratio (a/d=1.5, 2.5 and 3.5), and web reinforcement(0, 0.137, 0.275 and 0.554 percent). Six of the test beams had no web reinforcement and the other six had web reinforcement along the entire length of the beam. Most of beams failed brittly by distinct diagonal shear crack, and have reserved shear strength due to the lack of additional resisting effect by aggregate interlocking action after diagonal cracking. Test results indicate that the ACI Building Code predictions of Eq. (11-3) and (11-5) for lightweight concretes are unconservative for beams with tensile steel ratio of 1.66, a/d ratios greater than 2.5 without web reinforcement. Through a more rational approach to compute the contribution of concrete to the shear capacity, a postcracking shear strength in concrete is observed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1-8
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• 2018

국내외에서는 $CO_2$ 저감 및 에너지 효율 증대에 관심의 초점이 되고 있으며 건설 분야 에서도 저탄소 녹색 성장을 위한 노력이 급증하고 있는 실정이다. 특히 FRP는 경량, 고강도, 고내구성 특성을 보유한 신소재로서 최근 국내외에서 제3의 건설소재로 대두되고 있다. 그러나 아직까지 터널이나 아치형 교량 등에 활용가능한 곡면형 FRP 건설자재에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있으며 현재까지 곡면 구조재에 대한 연구는 프리캐스트 콘크리트에 대한 연구가 주를 이루고 있는 실정이다. 복합소재 패널 축소실험체는 실대형 실험체에 비하여 크기가 작기 때문에 다양한 실험을 수행 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 FRP 부재로만 구성된 중공형, FRP 부재에 콘크리트를 채운 단일 중실형과, 길이방향 연결부를 가지는 연결부 중실형, 그리고 FRP 부재와 콘크리트간의 부착력을 향상시킨 규사코팅 중실형에 대하여 실험을 수행하였다. 실험결과 길이 방향 연결부를 이용하여 복합소재 곡면패널을 결합할 경우에도 단일 부재와 거의 동등한 성능을 보인다고 판단된다. 하지만 실험체의 파괴시 가장 취약한 연결부에서 우선 파괴가 발생하기 때문에 향후 연결부 보강이 필요하다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.78-85
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• 2023

이 연구는 하이브리드 섬유시트를 이용하여 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조성능평가에 관한 연구이다. 내진보강 공법은 보강이 필요한 노후 콘크리트 구조물에 아라미드섬유와 PET섬유를 일축으로 배열하여 직조한 하이브리드 섬유시트를 에폭시로 함침하고, 이를 구조물에 부착시켜 보강 구조물의 내하력을 증진시키는데 그 목적이 있다. 특히, 강재보다 가벼운 섬유를 사용함으로써 얻어지는 재료의 경량화뿐만 아니라, 사용된 섬유 중 저강도 고인성의 섬유요소가 고강도 저인성 섬유요소의 취성적 파괴를 지연시켜 기존의 섬유보강 공법과 비교해 안전성 측면에서 우수하다. 연구는 구조실험과 그 결과에 대한 구조성능평가로 진행되었다. 총 4개의 실험체는 하이브리드 보강방법 및 파괴모드를 주요변수로 계획하였으며, 실험체 크기 및 가력조건 등은 기존연구에서 수행한 실험결과와 비교가 가능하도록 계획하였다. 실험체의 구조성능은 에너지소산능력, 연성평가등을 사용하여 평가하였다. 다음과 같은 분석을 통하여 하이브리드 섬유시트의 보강하였을 때 우수한 성능 결과를 보일 수 있다는 결론은 얻었다.