• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.277-280
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• 2008

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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.557-569
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• 2011

강섬유보강 콘크리트는 숏크리트와 쉴드터널 세그먼트 등에 널리 이용되는 건설재료이다. 강섬유와 이형철근이 동시에 보강된 콘크리트 구조물에서 강섬유와 철근의 부식은 장기적 내구성능에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 이러한 구조물의 부식 가능성과 침투성능에 대한 적정한 평가가 가능한 방법의 도출이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 강섬유와 철근이 동시에 보강된 콘크리트의 부식평가방안에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 강섬유의 혼입량, 이형철근의 부식유무 등을 변수로 실험체를 제작하였으며, 각 변수 등이 표면전기저항치에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과, 강섬유는 전류의 교란을 발생시켜 표면전기저항치를 크게 저하시키는 것으로 확인되었다. 또한 강섬유가 3% 이상 혼입이 되면, 내부 이형 철근의 부식상태 및 부식가능성에 대한 평가가 불가능한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.78-87
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• 2012

본 연구는 해수에 존재하는 다량의 칼슘 및 마그네슘 이온을 전기적으로 강판에 전착하는 전착시스템을 개발하는 것이다. 최종적인 목표는 해수를 이용하여 전착한 구조용 철근의 개발이며, 본 연구는 1단계 연구로서 고내구성 철근개발을 위한 전착시스템 개발에 목적을 두었다. 다양한 전극과 온도, 전류밀도, 코팅시간 등을 변수로 하고 실험을 수행하여 철근 코팅을 위한 최적의 조건을 도출하였다. 탄산칼슘($CaCO_3$)과 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)으로 구성된 코팅층은 SEM, EDS, XRD 등을 통하여 성분을 파악하였으며, 자연전위 및 전류밀도를 분석하여 기존의 철보다 부식에 대하여 매우 안전함을 확인하였다. 본 연구의 성과를 이용하여 고내구성 강재의 구조적, 내구적 실험에 대한 토의가 2차 연구에서 추가적으로 수행될 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.185-188
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• 2008

FRP 보강근은 철근부식의 근본적인 대책으로서 높은 인장강도와 내부식성이 우수한 재료이다. 그러나 낮은 탄성계수로 인해 부재의 처짐 및 균열이 철근콘크리트를 사용한 부재에 비하여 크게 발생하는 문제점이 있으며, 취성적인 성질로 인하여 파괴가 급격히 발생할 우려가 있다. 이러한 FRP 보강근을 구조부재에 사용하기 위해서는 기존의 철근콘크리트 부재설계와는 다른 개념이 필요하며, 이미 구조부재에 FRP 보강근을 사용하고 있는 외국의 경우 기존의 FRP 보강근을 사용한 구조부재의 설계를 위한 제안식들은 실험에 의한 계수의 추가 등으로 철근콘크리트 구조설계식을 수정하는 형태로서 제안되어지고 있다. 그러나 이러한 방법은 설계식을 복잡하게 하며, 철근콘크리트와 다른 FRP 보강근의 특성을 적절히 반영하고 있다고 할 수 없다. 또한, 기존의 설계식의 수정된 형태에서는 하중저감계수와 같은 안전계수(safety factor)를 제안하고 있으나, 정확한 신뢰성레벨은 알지 못하며, 실험에 의한 경험적 값의 성격이 강하다. 따라서 본 연구에서는 FRP bar를 사용한 보의 불확실성을 조사하고, FRP bar를 사용한 부재의 신뢰성지수를 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.505-508
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• 2008

콘크리트는 다공성 재료로써 타설 직후부터 사용년한 동한 각종 환경에 노출되어 물리적 혹은 화학적인 영향을 받게 된다. 특히, 외부에 존재하는 황산염, 염화물 이온, 이산화탄소 등과 같은 유해성분들은 장기간에 걸쳐 용액 혹은 기체 상태로 콘크리트 내부로 침투되어 콘크리트 구성물들과 물리적 혹은 화학적 상호작용을 일으켜 콘크리트내에 매설된 철근의 부식을 야기 시켜 콘크리트의 내구년한과 내력을 감소시키게 된다. 따라서 철근위치까지 유해한 열화인자가 임계부식량을 초과하는 경우 방청성분을 철근위치까지 확실하게 침투시키는 것이 매우 중요하나, 현재와 같이 콘크리트 표면에 방청제를 도포하여 침투 시키는 기술개발만으로는 철근위치에서의 방청성 확보가 곤란한 실정이다. 본 연구진은 철근위치까지 방청제를 침투시키기 위한 연구개발을 추진하고 있으며, 이를 공학적으로 규명하기 위하여 압력 하에서 콘크리트내로의 수분이동과 같이 방청제에 따른 방청제 침투깊이를 명확히 규명할 필요가 있다. 이를 규명하기 위하여 모르타르를 사용하여 수압에 따른 침투깊이 및 침투량을 측정하여 침투량과 침투 깊이와의 관계 및 가압 시간에 따른 침투 깊이와 침투량을 실험을 통하여 측정하여 침투계수 및 확산계수를 산정하고 가압시간과 수압에 따른 모르타르내에 침투깊이를 예측하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1065-1068
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• 2008

해상교량은 바다에 노출되기 때문에 많은 경우 본래의 설계수명을 다하지 못하고 조기에 열화된다. 이러한 콘크리트 열화는 다공성인 콘크리트 내부에 염분이 침투함으로써 철근부식을 야기하고, 부식된 철근은 보통 $6{\sim}10$배까지 부피가 팽창하면서 콘크리트에 균열을 일으키고 결국 탈락(박리)으로 이어진다. 이와 같은 철근부식과 균열발생의 가속화는 구조물의 심각한 손상과 궁극적으로 붕괴까지 이어질 수 있다. 따라서 이러한 피해를 막기 위해서는 콘크리트 내 철근부식의 정확한 이해가 필요하며, 부식발생의 정량화에 의한 예측은 물론 적절한 방식법을 적용해야한다. 음극방식법은 비교적 최근에 개발된 철근콘크리트 구조물의 방식법 중 하나이며 요즈음도 해외 여러 나라에서 이에 대한 방식시스템 연구가 활발하다. 본 연구에서는 해상교량이나 항만부두 구조물의 상판부에 대한 예비실험 성격으로 슬랩 시험편(40cm ${\ast}$ 30cm ${\ast}$ 18cm)을 채택하였다. 시험환경은 15% 염분과 온도 $40^{\circ}C$의 가속화된 해양환경이었으며, 시험 기간 동안 주기적인 건습 반복을 실시하였다. 방식시험편은 음극방식 기술의 하나인 Zn-mesh에 의한 희생양극식을 채택하였다. 연구내용으로는 음극방식에 의한 방식성능을 관찰하였으며 신설구조물과 보수구조물에 대한 방식 효과를 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.213-220
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• 2005

탄소섬유쉬트를 이용한 철근콘크리트 교량의 보강은 재료의 높은 중량-강도비, 중량-강성비, 내부식성 및 시공의 편리성 등과 같은 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 휨보강된 철근콘크리트보의 보강성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하기 위함이다. 철근비 및 보강비에 따른 철근콘크리트보의 보강성능을 검토하기 위하여 3m 경간의 단순보에 대한 실험을 수행하였으며, 파괴모드, 최대하중 및 단면 내에서의 변형률분포에 비중을 두고 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보강된 보는 단면 내에서의 변형률이 선형으로 분포하지 않는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 보강설계식을 제안하고 국내외 여러 실험결과들과의 비교를 통해 제안된 보강설계식이 타당함을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.355-363
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• 2009

고온으로 인하여 콘크리트 내부의 수분이 증발할 경우 주변의 온도를 흡수하는 기화열이 발생하게 된다. 이에 따라 콘크리트의 내부온도는 외부의 온도가 지속적으로 증가함에도 불구하고 증가율이 둔화되는 현상이 나타나게 된다. 본 논문은 콘크리트 부재의 고온 하에서의 기화열을 고려한 내부의 온도변화를 예측하고자 하는 것으로 부재 내부의 임의의 위치에서의 온도를 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 또한 콘크리트의 고온에서의 열적 특성치에 대해서도 모델식을 제시하였다. 이러한 해석기법의 정확성을 검증하기 위하여 여러 다른 연구자들에 의한 실험 데이터와 비교하였으며, 그 결과 기화열로 인하여 온도가 소실되는 현상을 포함한 전반적인 부재 내부의 온도분포 거동이 실제 실험데이터와 거의 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제19권1호
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• pp.19-30
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• 2009

비파괴 물리탐사 방법의 일종인 충격반향법 조사는 터널 구조물의 시공 중 품질관리 및 시공 후 구조물의 건전성을 파악하기 위한 안전진단 분야에 널리 사용되고 있다. 충격반향법은 특히 철근콘크리트로 시공된 라이닝에 대하여 라이닝의 두께나 터널 배면 공동 등 내부 상태를 파악하는데 가장 효과적인 비 파괴탐사 방법이다. 본 연구는 현장적용 사례 연구의 일환으로 철근 콘크리트 라이닝의 도로터널, NATM공법으로 시공된 지하철 터널, 재래식 공법으로 시공된 도로터널 등 구조 및 형식이 다른 여러 가지 터널에 대하여 충격반향법 조사를 실시하였다. 충격반향법 탐사 결과를 기존 설계도서, 코어링 자료 및 다른 탐사자료와 대비하였을 때 서로 잘 일치하였고 충격반향법 탐사결과의 신뢰도를 확인할 수 있었으며, 시간-주파수 분석은 구조물 내부 특성에 대한 추정을 보다 용이하게 하였다. 1차원적인 한 지점에서의 수직하부 정보를 구하는 통상적인 주파수 영역에서의 충격반향법 자료해석과 더불어 2차원적인 심도단면도를 구하는 탐사법 적용은 구조물을 보다 정확하게 영상화할 수 있기 때문에 구조물 내부에 대한 신뢰도 높은 정보 파악이 가능하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.152-159
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• 2017

해양환경에서 콘크리트의 내구성과 철근의 부식은 콘크리트 내부로 침투하는 염소이온에 의해 악화된다. 본 연구에서는 염소이온에 의해 야기되는 콘크리트의 염해부식에 대한 저항성을 향상시키기 위해 전도성 광촉매를 사용하였다. 시험체로는 전도성 활성탄소와 광촉매($TiO_2$)분말을 혼합하여 모르타르와 콘크리트를 제작하였다. 전도성 탄소의 함량이 증가할수록 압축강도는 감소하였다. 전도성 광촉매가 첨가된 시험체가 일반 시험체보다 월등히 우수한 내염해부식성을 나타내었으며 이것은 XRF 시험에 의한 분석 결과 모르타르 또는 콘크리트 내부로의 염소이온 확산이 광촉매 작용에 의해 억제되었기 때문인 것으로 판단되었다. 모르타르 및 콘크리트 내부로의 염소이온 확산계수를 구함으로써 광촉매에 의한 염소이온 확산에 대한 억제반응이 분석되었다.