• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.917-920
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• 2008

ECC는 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 통하여 균열의 폭을 제어함으로써 미세한 다중 균열(multiple cracking)을 발생시키면서 인장변형률 경화 거동을 보이는 섬유복합재료이다. 따라서 다중 균열과 인장변형률 경화 거동을 보일 수 있도록 마이크로역학에 기반하여 재료를 설계한다. 이 연구에서는 ECC의 다중 균열과 변형률 경화 거동을 모사할 수 있는 해석 방법을 제시하고자 한다. 이 과정에서 균열 면에서 이론적으로 유도된 가교응력-개구변위 관계에서 섬유의 방향과 유효 섬유의 개수를 고려하여 수정된 응력-변위 관계를 사용하였으며, 매트릭스 및 섬유-매트릭스 계면의 불확실성을 고려하기 위하여 각 요소의 매트릭스 균열 강도(${\sigma}_{fci}$) 및 탄성계수($E_{ci}$), 균열면 최대응력(${\sigma}_{Bi}$) 및 변위(${\delta}_{Bi}$), 계면의 화학적 부착에 의한 균열면의 초기응력(${\sigma}_{0i}$), 균열 간격(${\alpha}_cX_d$)이 일정 범위 내에서 무작위로 선택되도록 하였다. 해석결과 변형률 경화거동 및 최대 변형률을 충분히 모사할 수 있는 것으로 나타났으며, 균열 개수 및 균열면의 강성이 해석의 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.287-297
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• 2014

최근 증가 추세에 있는 화력발전소 건설에 있어서, 터빈 기초 구조물은 규모가 매우 큰 매스콘크리트이다. 매스콘크리트의 수화열은 구조물의 품질과 공기 등에 중대한 영향을 미치는 요인 중 하나이므로, 수화열 제어를 위한 적절한 방안은 필수적이다. 이 연구에서는 국내 복합화력발전소 터빈 기초 시공에 앞서 수화열 해석을 통하여 수화열 균열 발생 가능성을 예측하고, 수화열 제어 방안으로서 콘크리트 배합 및 양생방법 변경을 제안하였다. 콘크리트 배합은 기존 1종 보통시멘트 콘크리트 배합에서 슬래그시멘트 콘크리트 배합으로 변경을 제안하였고, 기존 양생포 및 살수양생방법을 개선하기 위하여 매스콘크리트 중심부와 표면부의 온도를 모니터링하여 온도차를 일정수준 이하로 일정하게 유지시켜주는 양생자동화시스템을 적용한 양생방법을 제안하였다. 실제 시공시에는 슬래그콘크리트 배합을 사용하고, 2기의 동일한 터빈 기초 구조물에 대하여 각각 보온양생공법과 양생자동화시스템을 적용하여 양생방법에 따른 온도균열 제어효과를 비교하였으며, 2기의 매스콘크리트에서 온도, 변형률 모니터링 및 균열 조사를 통하여 수화열 제어 효과를 평가하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권1호
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• pp.51-59
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• 2002

터널의 1차 숏크리트 라이닝의 설계선 외측 부분에 발파시 주변에 방사상으로 발생되는 균열들을 제어하기 위하여 Smooth-Blasting 공법 적용하여 외곽공에 정밀폭약(FINEX)을 사용한다. (주)한화에서는 Smooth-Blasting 공법의 중요사항인 폭약선정 사항에서 기존의 G/D 계열의 FINEX를 동일 발파조건에서 여굴 및 미굴의 발생을 최소화시키기 위해 에멀tus 계열의 New FINEX를 개발하여 약종 별로 동일 발파 패턴을 적용하여 터널에서 시험발파를 실시하여 천단 및 좌, 우 측벽의 여굴의 발생범위를 계측장비와, Half Casting을 측정하였다. 현장 시험발파를 통한 결과 흑운모 편마암(일축강도 $1500{\;}Kg/\textrm{cm}^2)$에서 여굴제어는 G/D계열의 FINEX 보다 EMX 계열의 New FINEX가 15~50% 정도 감소가 되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.233-239
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• 2007

본 연구의 주요 목적은 시멘트 복합 재료의 소성 수축 균열 제어에 폐 PET병으로부터 만들어진 재생 PET 섬유의 효과를 평가하는 것이다. PET은 플라스틱 재료라 알려진 재료로 음료수 병 등에 다양하게 적용되어 왔다. 그렇지만 폐 PET 병은 사용 후에 환경적 측면에서 큰 문제점으로 부각되고 있다. 따라서 폐 PET 병을 재활용하는 방법에 대한 연구는 환경 및 경제적 측면에서 중요하게 되었다. 폐 PET 병을 재활용하는 방법 중 시멘트 복합 재료의 보강 섬유로 사용하는 방법은 효과적인 방법 중에 하나이다. 본 연구에서는 시멘트 복합 재료의 소성 수축 균열에 재생 PET 섬유의 형상 및 길이의 효과를 얇은 슬래브 실험을 통해서 조사하였다. 실험 계획은 섬유의 형상, 길이 및 혼입률의 영향을 이해하기 위하여 수행하였다. 재생 PET섬유의 형상은 straight, crimped및 embossed type의 3가지 형상을 포함하며, 각 3가지 섬유형상 마다 3가지 수준의 섬유 혼입률 및 2가지 종류의 섬유 길이에 대해서 조사하였다. 실험 결과 재생 PET섬유는 시멘트 복합 재료의 소성 수축 균열에 효과적이었다. 섬유의 길이의 관점에서 길이가 긴 섬유는 섬유의 형상이 동일할 때 섬유체적비가 적을 때 효과적이며, 섬유체적비가 증가하면 길이가 짧은 섬유가 더욱더 효과적이었다. 또한 embossed type의 섬유는 적은 섬유 혼입률에서 다른 형상의 섬유보다 소성 수축 균열 제어 효과가 우수하였으며, 높은 섬유 혼입률에서는 straight type의 섬유가 다른 형상의 섬유보다 시멘트 복합 재료의 소성 수축 균열 제어에 가장 효과적이었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.30-38
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• 2017

최근 거푸집 작업과 철근 배근 공정을 생략하여 공정의 단순화를 통한 공기단축 합성 슬래브 시스템의 개발 연구가 진행 중이다. 이 연구에서는 구조용 데크플레이트를 활용하여 거푸집 및 인장철근의 배근을 대체하고 강섬유보강 콘크리트를 사용하여 온도철근의 역할을 대체하는 단순슬래브 시스템의 장기거동을 평가하는 것이 목적이다. 구조용 데크플레이트를 활용하는 기존 합성슬래브 공법은 건조수축에 의한 균열 제어를 위해 용접 철망을 배근하는 것이 일반적이나, 이는 균열을 억제하는 데 효과적이지 못한 것으로 선행연구들에서 지적되었다. 본 연구에서는, 일반적인 건축물의 하중 조건으로 제작 된 연속 두 경간을 갖는 강섬유보강 데크플레이트 슬래브의 장기적인 균열 및 처짐 거동을 평가하도록 하였다. 실험 결과, 실험체의 비 내력부에서는 장기균열의 개수 및 폭이 현저하게 감소하는 것으로 나타나 강섬유보강 콘크리트의 건조수축과 균열 제어 성능이 우수한 것으로 평가되었으며, 처짐량도 강섬유보강 데크플레이트 슬래브가 우수한 것을 확인하였다. 다만, 부모멘트가 작용되는 슬래브 연속단부에서는 사용하중 단계에서 균열폭을 제어하고 하중 제거 시 처짐을 회복하기 위한 디테일의 적용이 필요한 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.273-280
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• 2011

이질 보강근의 조합 및 섬유의 혼입을 변수로 한 10개의 고강도 콘크리트 보를 제작하고 구조 실험을 수행하고 균열 후 강성, 처짐, 균열 양상, 연성에 대한 거동을 살펴보았다. 6개 부재는 철근, CFRP 보강근, GFRP 보강근의 조합으로 2단 휨 배근되었고, 4개 부재는 CFRP 보강근 혹은 GFRP 보강근으로만 2단 배근되고 강섬유 및 합성 섬유를 혼입하였다. FRP 보강근 내측에 철근을 처짐 및 균열 제어용으로 하이브리드 배근함으로써 FRP 보강근 보강 보의 낮은 강성, 큰 처짐, 낮은 연성, 깊은 균열 및 넓은 균열폭을 제어할 수 있었다. 또한, 섬유의 혼입을 통해 FRP 보강근 보강 보의 빠르고 깊은 균열이 제어되고 연성 및 내하력이 향상되었다. 섬유 혼입된 FRP 보강근 보강 콘크리트 부재 설계 시 섬유 혼입에 의해 증가된 콘크리트의 극한 압축 변형률에 대한 고려가 필요함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.19-29
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• 2015

반두께 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 적용이 증가함에 따라, 프리캐스트 구조물 간의 연결에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 이 논문에서는 루프이음 방식을 적용하여 교축방향 패널과 패널사이의 이음부에 구조적 연속성과 성능을 평가하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 휨강도 및 균열제어의 연속성을 확인하였다. 실험결과 루프이음 철근 간격을 좁게 한 경우의 휨강도가 1.52배 증진되는 효과를 보였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.771-781
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• 1994

매스콘크리트에서 시멘트의 수화반응에 의해 발생되는 열은 약재령 콘크리트(young concrete)에서 내부온도의 증가와 체적변화를 초래하므로 외적인 구속이 존재하면 구조물에는 인장응력이 발생하고 이는 구조물에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 매스콘크리트의 설계와 시공단계에서 균열을 제어하기 위해서는 온도응력을 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다. 또한 약재령 콘크리트에서는 크리이프 효과가 노재령 콘크리트(old concrete)의 경우에 비하여 현저하게 크므로 이를 반드시 고려하여야 할 것이다. 이 논문은 매스콘크리트에서의 온도에 관한 시간이력을 구하고 크리이프와 각 요소의 온도를 고려한 탄성계수를 적용하여 온도응력을 구하는 유한요소 프로그램을 개발하는데 그 목적이 있다. 개발된 프로그램의 해석결과를 문헌의 자료들과 비교해 볼 때 온도균열의 제어에 가장 중요한 내부에서의 온도이력과 응력이 실험결과와 잘 부합되고 있다. 따라서, 이 논문의 해석방법은 매스콘크리트 구조물의 설계와 시공단계에서 균열의 제어를 위해 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-509
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• 2011

ECC는 모르타르 매트릭스에 약 2% 이내 체적비의 합성 섬유를 보강하여 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동과 다수의 미세균열을 발현하도록 제조한 높은 연성의 시멘트 복합 재료이다. 최근 ECC를 적용하는 연구가 구조물 보수보강 공법, 현장 타설 및 프리캐스트화 공법 등 다양한 형태로 진행되고 있으며, 특히 연성이 요구되는 구조 부재에 적용하고 하는 시도가 끊임없이 이루어지고 있다. 이 연구에서는 성능 저하된 철근콘크리트(RC) 보의 구조 성능 및 균열 제어 성능을 개선하기 위하여 ECC와 고장력 철근을 함께 활용하는 보강 공법을 다루고 있다. 이를 위하여 RC 보실험체를 제작 실험하여 구조 성능과 파괴 형태 등을 연구하였다. 실험 결과, ECC와 고장력 철근으로 보강된 RC보는 우수한 균열 제어 성능과 더불어 휨 내하력 및 휨 강성이 크게 향상되는 것으로 평가되었다. 이 연구 결과는 ECC와 고장력 철근을 활용한 보강 공법의 설계 및 현장 적용을 위한 기초 자료로 활용될 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.52-59
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• 2003

동적 하중이 작용하는 콘크리트 CLWL-DCB 시험편에 대해 변위제어 파괴실험이 실시되었다. 381mm의 균열성장 동안 측정된 균열속도는 0.80mm/sec ~ 215m/sec이었다. 측정된 하중과 하중점-변위로부터 외부일 및 운동에너지와 변형에너지가 유도되었고, 에너지 균형에 필요한 파괴에너지가 각 균열속도의 균열성장에 대해 계산되었다. 실험의 결과에 요구되는 파괴에너지의 회귀식으로부터 연속적으로 성장하는 균열의 파괴저항이 계산되었다. 실험에 요구되는 파괴에너지에 대한 최대 표준오차는 3.2% 이하였다. 균열속도에 관계없이 약 28mm의 초기 균열성장 또는 미소균열의 성장에 대한 파괴저항의 증가율은 상대적으로 작았으며, 이후의 균열성장 또는 미소균열의 국부화에 대해 파괴저항의 기울기는 급격히 증가하여 균열속도에 따라 90∼145mm의 균열성장에서 최대 파괴저항이 되었다. 평균 185mm의 균열성장 동안 최대 파괴저항을 유지한 후 파괴저항은 균열속도가 빠를수록 급속히 감소하였다. 최대 파괴저항은 균열속도가 0.273m/sec보다 빠른 경우에 균열속도의 대수 값에 비례하여 142N/m에서 217N/m까지 증가하며, 균열속도가 빠를수록 관성력이 포함되지 않은 평균 파괴에너지율 215N/m와 유사한 값을 보였다. 콘크리트의 균열성장에 대한 파괴저항을 측정하기 위해서는 균열속도에 따라 최소한 90∼145mm의 안정 균열성장이 필요하다.