• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.31-37
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• 2012

콘크리트는 대표적인 다상 재료로서, 재료를 구성하는 각 성분의 공간적 분포는 콘크리트의 특성에 큰 영향을 미친다. 콘크리트에 존재하는 공극(void)은 콘크리트의 강도 및 투수성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트의 재료 물성의 파악을 위해 내부 공극의 분포를 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 투수 콘크리트의 공극 분포 분석을 위해서 CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 중첩하여 3차원 콘크리트 디지털 시편을 생성, 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 공극 분포 상태를 확률적으로 묘사하기 위하여 확률 분포 함수들(two-point correlation function, lineal-path function과 two-point cluster function)을 사용하여 투수 콘크리트 디지털 시편의 공극 분포를 분석하였다. 그 결과, CT와 확률 분포 함수를 이용한 3차원 이미지 분석 방법을 통하여 투수 콘크리트 내부에 존재하는 공극의 공간적 분포에 대한 연속성, 투수성 및 이방성을 효과적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.124-133
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• 2012

콘크리트의 강도는 시간에 따라 증가하며, 많은 연구에서 시간에 대한 회귀 분석식을 사용하고 있다. 본 연구는 수화물량을 수화도 및 공극률의 함수로 가정하였으며, 재령의 증가에 따라 감소하는 공극률을 이용하여 고성능 콘크리트의 압축강도 모델링을 수행하였다. 본 연구에서는 기존의 시간에 대한 회귀분석없이 공극률의 감소만을 이용하여 압축강도를 예측하였다. 총 21개의 고성능 콘크리트 배합에 대해 초기재령 콘크리트의 거동 해석프로그램인 DUCOM을 이용하여 각각의 공극률을 도출하였으며, 강도 모델링을 수행하였다. OPC 콘크리트에 대해서 수화도, 단위시멘트량, 공극률의 함수로 강도 예측식을 제안하였으며, GGBFS 및 FA를 혼입한 콘크리트에 대해서는 장기강도 영향을 구현하기 위해 공극률을 고려한 장기강도변수를 도입하였다. 기존의 실험결과와의 비교를 통하여 제안된 강도예측식의 타당성을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.67-74
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• 2015

본 연구에서는 슬래그를 다량 치환한 콘크리트의 동결융해 저항성능에 미치는 미세공극의 영향을 검토하였다. 콘크리트는 용선예비처리 슬래그가 포함된 고로슬래그 미분말을 0, 40, 70 % 치환하여 제조하였으며 압축강도 특성 및 동결융해 저항성능과 미세공극을 검토하였다. 또한 설계기준강도와 목표공기량을 설정하고, 동결융해 작용에 따른 열화를 확인하기 위하여 재령 14일의 낮은 압축강도로 인한 내력저하를 유도하였다. 실험결과, 설계기준강도를 유사하게 설정하고 목표공기량을 확보하였음에도 불구하고 콘크리트의 미세공극 분포가 상이한 결과를 나타내었다. GGBS70 시험체는 동결융해를 받지 않은 초기 0사이클에서 10~100 nm 크기의 공극량이 가장 적어 공극 내 동결할 수 있는 물의 양이 적을 것으로 판단된다. 이러한 이유로 다른 시험체에 비해 동결팽창압력이 상대적으로 작기 때문에 동결융해 저항성능이 우수한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.181-191
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• 2016

이산화탄소 지중저장 시 암석 내부의 공극구조는 지층 내 이산화탄소의 거동에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 포항분지 영일만 지역에서 채취한 시추코어를 대상으로 X선 단층촬영 기법을 이용해 3차원 영상을 취득하고, 그 내부에 대한 정량적인 분석을 실시하였다. 세 가지 목표지층인 심도 740 m, 780 m, 810 m 부근에서 채취한 사암 시료(T1, T2, T3)의 공극률은 각각 25.22%, 23.97%, 6.28%로 분석되었다. 등가직경, 공극 부피, 공극 표면적, 국부두께 분석을 수행하였으며, 그 결과 T1, T2 시료가 T3 시료에 비해 이산화탄소 지중저장에 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구의 분석 결과는 이산화탄소 주입 조건 결정, 지층 내 이산화탄소 유동 해석 등에 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.79-88
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• 2023

본 연구에서는 철근 부식에 의한 콘크리트 단면의 구조적 거동을 정량화하기 위해 철근 표면에 형성되는 녹을 모델링했으며, 변수로는 철근과 콘크리트 사이의 계면 공극, 피복두께, 철근 직경을 취했다. 철근 부식시 구조적 한계에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 계면의 공극크기였으며, 철근 직경, 피복두께 순으로 나타났다. 피복두께 75 mm, 철근직경 20 mm의 콘크리트 단면에서 계면의 공극이 1 ㎛에서 10 ㎛로 증가되면, 균열을 유발시키는 철근 부식량은 16.95 ㎛에서 27.69 ㎛로 크게 증가 되었다. 또한 철근 표면에 형성된 녹이 계면의 공극을 다 채우기 전까지 콘크리트 단면에는 손상이 발생되지 않았으며, 계면공극 범위를 넘어서는 양의 녹이 철근 표면에 형성된 후 콘크리트 단면은 항복, 균열 및 파단 상태에 이르렀다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.703-711
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• 2016

본 연구는 포러스콘크리트 제조시 사용되는 부순돌 대신 부석을 치환하여 수계환경에 적용이 가능한 적정 공극의 확보와 구조체로서의 소요강도를 만족시키기 위한 것이 주목적 이다. 이에 수계환경에 적용이 가능한 최적배합조건을 도출하기 위하여 설계공극률 및 부석의 배합요인에 따른 포러스콘크리트의 공극률 및 투수계수, 압축강도를 평가하고자 하였다. 공극률 및 투수계수의 시험결과, 부석을 혼입하지 않은 경우 골재입도와 관계없이 설계공극률에 비하여 실측공극률 및 투수계수가 비슷한 감소율을 나타내었다. 또한 골재입도 5~3 mm, 설계공극률 5%에서는 0.05 cm/sec이하의 낮은 투수계수를 나타내어 연속공극이 제대로 형성되지 않는 것으로 판단된다. 압축강도의 시험결과, 하천설계기준 및 하천설계실무요령, 한국콘크리트공업협동조합연합회의 수계환경에 적용이 가능한 콘크리트 기준으로 본 연구에서 적용이 가능한 배합은 PC I-5-0, PC I-5-5, PC I-5-10, PC I-5-15, PC I-10-0, PC I-10-5, PC I-10-10로 나타내었다. 이와 같이 설계공극률 및 부석의 배합요인에 따른 포러스콘크리트의 공극률 및 투수계수, 압축강도의 물리적 특성에 대한 검토를 통하여 수계환경에 적용시 적정 공극의 확보와 구조체로서의 소요강도를 동시에 만족시키는 최적 배합은 PC I-10-0, PC I-10-5, PC I-10-10로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.253-254
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• 2009

본 논문은 노후화된 줄눈콘크리트 포장의 열화 원인을 평가하기 위하여 수행되었다. 콘크리트 코어 시편을 사용하여 ASTM C 457 에 의거한 화상분석(Image Analysis)실험을 실시하였다. 정화시편의 공기량, 공극구조분포 및 간격계수(Spacing Factor) 정보를 수집하고 공극구조와 관계한 내구성지수(Durability Factor)를 평가하였다. 평가결과 대부분 시험편의 간격계수가 250$\mu$m 이상으로 평가되어 동결융해에 취약한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.128-138
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• 2015

탄산화는 지하구조물과 같이 이산화탄소의 농도가 높고 강우로부터 보호되는 콘크리트 구조물에 매우 심각한 열화현상이다. 탄산화 깊이 및 수화물의 변화를 평가하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으나 해석모델의 복잡성, 이산화탄소 확산계수 모델링 등의 어려움으로 인해 실제 탄산화 거동을 제한적으로 모사하고 있다. 본 연구에서는 기존의 탄산화 모델링 (Ducom)에 대하여 확산계수 모델링, 공극률 감소 모델, 이산화탄소의 장기반응률 등을 개선하여 개선된 탄산화 모델을 제시하였다. 검증을 위하여 온도변화를 고려한 촉진탄산화 시험. 공극률 평가 시험 (수은압입법)을 수행하였으며, 탄산화 깊이를 개선되기 전/후의 모델과 비교하였다. 또한 수산화칼슘의 중량변화와 실태조사결과를 이용하여 낮은 이산화탄소에 노출된 콘크리트 구조물의 탄산화 깊이를 제안된 모델과 비교하였다. 제안된 모델은 확산계수 감소성, 공극률 감소성을 적절하게 반영하여 기존의 모델에 비해 합리적인 결과 (수산화칼슘 소모량, 탄산화 깊이)를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.160-168
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• 2010

최근 고유동 콘크리트(High Fluidity Concrete 이하 HFC)에 대한 연구는 많은 시공사례와 함께 진행되고 있지만, 콘크리트의 내구성능을 평가하는 항목 중 하나인 염소이온 침투에 대한 연구는 미비하며, 기존의 내구성관련 연구는 고강도 이상(40MPa)연구됨에 따라 보통강도 고유동 콘크리트의 염소이온 침투에 관한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 석회석 미분말을 혼합한 보통강도 HFC를 제조하여 콘크리트의 공극구조 및 염소이온 침투특성을 분석 고찰하였다. 실험결과 석회석 미분말을 혼합한 2성분계 및 3성분계 고유동 콘크리트의 경우 콘크리트의 공극 크기는 0.005~0.05 ${\mu}m$ 사이에서 가장 많이 분포하고 있으며, 석회석 미분말의 혼합률이 증가할수록 평균 공극 직경은 커지는 것으로 나타났다. 또한 석회석 미분말의 혼합률이 증가할수록 염소이온 침투깊이 및 확산계수는 증가하는 경향이 나타나며, 확산계수는 압축강도 및 평균공극직경 사이의 상관관계에서 결정계수 0.90 이상의 양호한 상관성이 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.927-934
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• 2006

콘크리트 구조물의 고성능화가 요구됨에 따라 고성능 콘크리트에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 고강도 콘크리트에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 고강도 콘크리트를 제조하기 위해서는 혼화재료의 첨가가 필수적이라 할 수 있으며, 지금까지는 실리카 퓸을 주로 사용하여 왔으나, 최근에는 실리카 퓸과 대등한 성능을 가지면서 실리카 퓸보다 저가인 메타카올린을 사용한 고강도 콘크리트에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 메타카올린을 사용한 고강도 콘크리트의 특성을 규명하기 위하여 시멘트 페이스트 시험체의 XRD 및 SEM 분석을 통하여 메타카올린의 포졸란 반응을 고찰하였고, 콘크리트 시험체를 제작하여 수은압입법으로 공극구조를 분석하여 압축강도와의 상관성을 도출하였다. 그 결과, 메타카올린의 대체율이 증가할수록 평균 공극직경은 작아지고 압축강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 $10nm{\sim}10{\mu}m$의 모세관 공극량과 압축강도와의 회귀분석 결과 이들 사이의 결정계수는 약 0.93 정도의 높은 상관성이 있었고, 메타카올린의 적정 대체율은 10~15%로 판단된다.