• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.56-68
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• 2019

설계안전성검토 제도 도입으로 현장공사수행 시 안전을 고려한 설계를 도입해야하나 실제 현장에서 설계안전성검토를 적용하여 수행하기에는 아직 미흡한 점이 많다. 본 연구에서는 설계안전성검토를 적용하지 않은 현장과 적용을 한 현장을 비교연구하였다. 적용공종은 건축물공사의 뼈대에 해당되는 골조공사 중 지하외벽공사에 대하여 연구하였다. 지하외벽 공사는 대부분 작업 조건이 외부 환경에 노출되어 작업조건이 열악하고 작업단계도 비계공사, 거푸집공사, 철근공사, 콘크리트타설공사 등을 거쳐야 완성되므로 안전사고 위험요소가 매우 높은 공종이다. 이에 각단계별 위험요소를 도출하고 위험성평가를 실시하여 이를 저감하기 위한 대안공법을 선정하였다. 대안으로 선정된 공법의 위험요소를 도출하고 위험성평가를 실시하여 설계안전성검토 미적용현장과 적용현장을 비교하여 위험성평가 가중치를 산출하고 저감효과를 연구하여 설계안전성검토가 필요한 사유를 설명하였다. 또한, 대안으로 수립된 공법을 실제 적용한 사례를 연구하여설계안전성검토 필요성을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.51-59
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• 2019

철근의 대체보강재로서 섬유보강근에 대한 적용연구가 증가하고 있으며, 단기거동에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 동결융해와 알칼리 환경하에서의 바살트와 유리섬유보강근의 미세구조와 인장거동 변화를 실험적으로 평가하였다. 100회까지의 동결융해에서 5% 내외의 강도와 탄성계수 저하가 발생하였다. 20일까지의 초기 미세구조변화의 경우 알칼리용액의 온도가 낮은 경우에는 손상이 거의 발생하지 않았으나, $60^{\circ}C$에서는 20일 경과시에도 수지 용해와 섬유 손상이 관찰되었으며, 수지계면의 섬유분리가 발견되었다. 알칼리 환경에서는 $20^{\circ}C$환경에서 100일까지는 10% 내외의 강도저하 현상이 발생하였으며, 500일 노출시 최대50%의 강도 저하가 발생하는 것으로 관찰되었다. $40^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$ 환경에서는 50일과 100일에서 급격한 강도저하가 관찰되었으며, 바살트섬유보강근의 경우에는 알칼리에서 섬유부풀음에 의한 손상으로 강도저하가 더 크게 나타났다. 따라서 블레이디드된 섬유보강근의 장기성능을 향상시키기 위해서는 내알칼리성 확보를 위한 표면처리가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.8-15
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• 2019

콘크리트 구조물이 극심한 열화 환경에 노출되는 경우 열화현상이 발생하게 되는데, 대표적인 열화 현상으로는 염해에 의한 철근부식이 있다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비(0.37, 0.42, 0.47) 및 2가지 수준의 플라이애시 치환율(0%, 30%)을 고려하여 재령 2년 콘크리트 시편을 대상으로 염해 저항 성능을 평가하였다. Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수를, ASTM C 1202에 준하여 통과 전하량을, KS F 2405에 준하여 압축강도를 평가하였다. 또한 기존의 제안식들과 촉진 염화물 확산계수 결과를 활용하여 각 배합의 시간의존성 확산 특성을 분석하였다. 플라이애시 혼입 배합은 OPC 배합 대비 뛰어난 내구성능을 나타내는데, 통과 전하량 평가기준에 따르면 재령 49일부터 "Moderate" 등급 이하에 포함되는 반면 OPC 배합은 재령 1년에서야 모든 물-결합재 비에서 "Moderate" 등급 이하에 포함되었다. 각 배합의 시간의존성지수를 도출한 결과 모든 배합에서 물-결합 재비가 증가함에 따라 시간의존성지수가 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 플라이애시 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 1.57배~2.74배의 시간의존성지수가 평가되었다. 이는 시간의존성지수가 확산계수가 감소하는 기울기를 나타내기 때문이며, 플라이애시의 포졸란 반응에 의해 FA 배합에서 OPC 배합 대비 높은 시간의존성지수를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.347-353
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• 2009

콘크리트 내의 염소이온 침투에 영향을 미치는 정성적인 주요 인자로는 물-결합재비, 시멘트 종류, 재령, 주위 환경의 염소이온 농도 및 건습조건 등이 있다. 이에 따라 이 연구에서는 염소이온 확산실험을 통해 시멘트 종류 및 환경조건이 염소이온 확산특성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 물-결합재비 32%, 38% 및 43%에 대해서 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 2성분계 시멘트(BBC) 및 3성분계 시멘트(TBC) 각각을 사용한 콘크리트의 확산계수를 측정하였으며, 또한 물-결합재비 43%에 대해서 표준양생 및 해양환경에 폭로된 콘크리트의 확산계수를 측정하였다. 그 결과, 염소이온 침투 저항성은 물-결합재비가 감소함에 따라 증가하고, 2성분계 및 3성분계 시멘트를 사용한 콘크리트의 침투 저항성이 OPC 콘크리트에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 염해환경에 노출된 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 증진시키기 위하여 광물질 혼화재를 혼입한 2성분계 혹은 3성분계 시멘트의 사용이 요구된다. 한편, 현장 폭로 시편의 염소이온 침투 저항성은 일정하지 않은 대기온도 하에서 염소이온의 침투, 파랑 및 건습반복의 영향으로 표준양생 시편의 경우보다 다소 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.618-625
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• 2018

외부환경에 노출된 콘크리트 구조물은 사용기간 동안 시간의 경과함에 따라 여러 가지 환경적, 화학적, 물리적 요인들이 콘크리트 내부로 서서히 침투 및 확산되면서 콘크리트 초기의 우수한 내구성능을 저하시켜, 열화발생으로 인한 성능저하의 규명과 유지관리에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 특히, 해안에 근접한 콘크리트 구조물이 동결융해 작용을 받는 경우, 동결융해의 과정에서 콘크리트 조직이 팽창 수축을 반복하면서 콘크리트의 조직이 이완되고 이때, 해수에 존재하는 염화물이온이 콘크리트 내부에 침입하게 되면, 콘크리트 구조물의 철근부식으로 인한 열화를 가속화시키기 때문에 내륙 콘크리트 건축물에 비해 내구성능의 저하가 급속히 진행됨으로 특별한 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수에 접한 콘크리트 구조물의 내구성 확보를 위해 광물성 혼화재료를 혼입한 코팅용 고성능 모르타르의 개발을 목적으로 하고 있으며, 모르타르의 강도 및 내구 특성에 대한 실험적 연구가 진행 되었다. 모르타르에 광물성 혼화재료인 실리카퓸, 메타카올린, 초고분말 플라이애시를 혼입하였다. 혼입률은 실리카퓸과 메타카올린은 각각 3, 7, 10%로 혼입하였으며, 초고분말 플라이애시는 5, 10, 15, 20%로 혼입하여 실험을 진행하였다. 혼화재료 혼입을 통해 제작된 모르타르 시험편을 재령 1일과 28일에 정적 강도시험을 진행하였으며, 재령 28일에 염소이온 침투저항성 시험, 황산 저항성 시험, 염해 저항성 시험 등의 열화 촉진실험을 실시하여 내구 특성을 분석하였다. 촉진 염화물이온 확산 침투 시험 결과를 이용해 국내 콘크리트학회에서 제안하는 방법과 미국, 유럽의 방법으로 내구수명을 평가해 보았다. 메타카올린 혼입 시 모든 규정에서 우수한 내구 수명으로 평가 되었으며, 메타카올린 10%혼입 시 KCI를 기준으로 약 470년의 내구수명이 예측되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.245-253
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• 2021

우리나라 노후화 교량 중 많은 부분을 차지하는 RC 슬래브 교량은 대부분이 교량 안전 관리 및 유지관리의 대상인 1, 2종 교량에 포함되지 않는다. 또한 고속도로 교량에서 가장 높은 손상율을 차지하는 부속시설은 신축이음과 교량 받침부이다. 특히, 신축이음부를 통한 누수는 콘크리트 교량의 열화를 유발하고 균열 및 철근부 노출 등의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 RC 슬래브교의 신축이음부 유간 밀착 손상이 바닥판 응답에 미치는 영향을 분석하였다. 양단 신축이음의 유간이 밀착된 경우 바닥판의 교축방향 변위가 발생되지 못해, 양쪽 단부 콘크리트에서 균열이 발생하였다. 또한, 응답 결과를 바탕으로 손상시나리오 별 신축이음부의 교축방향 변위와 바닥판 양단 콘크리트 응력과의 상관관계를 분석하고, 손상발생이 교량 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 신축이음 장치 양면손상이 발생한 경우 변위와 응력과의 상관관계는 차량이 모든 차선을 지날 때 0.18로 낮은 상관성을 보였다. 무손상 상태와 비교했을 때도 바닥판 처짐은 차량이 지나는 동안 0.34~0.53, 차량이 지나간 후 0.17~0.43으로 낮은 상관성을 보였다. 이는 단부 콘크리트의 균열 발생으로 바닥판 전체 거동에 변화가 생긴 것을 의미한다. 따라서 바닥판 응답 데이터 기반 상관관계 분석과 이를 활용한 데이터 기반의 손상탐지가 가능하며, 이를 통해 바닥판 손상 및 열화의 원인이 되는 신축이음부의 조기 보수 및 보강, 사전관리에 기여하여 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.45-63
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• 2019

본 국내 건설업 사업자수는 매년 증가하고 있으며 산업의 고도화, 건설공사의 고층화 대형화로 건설업 근로자의 재해 노출 위험이 커지고 있다. 특히 문화와 언어가 다른 외국인 근로자 수의 증가, 다수의 중장년층 근로자, 옥외생산, 고소작업, 중장비 작업 등의 건설업 특성으로 타 산업에 비해 재해자가 많고 중대재해 위험 또한 높은 실정이다. 건설업의 경우 정해진 기간 안에 이루어져야하는 노동집약적 산업이고, 야간작업 등의 특수한 작업환경이 많으며 적정 공사비 확보가 안될 경우 안전관리에 대한 투자 또한 소홀하여 건설재해 요인에 대한 관리가 취약할 수밖에 없다. 건설업이 타 산업에 비해 재해율 및 사망률이 높고, 위험/특수한 작업환경, 다양한 국적 및 중장년층 근로자가 많다는 특성을 보았을 때, 위험요인 탐색을 통한 선제적인 건설 업종 현장 안전관리는 필수적이다. 본 연구에서는 건설 업종별 체계적인 위험관리를 위한 통찰력(Insight) 확보를 위해 지난 10여 년간 발생한 약 8500여 건의 건설재해사례를 분석하고 업종별 위험요인을 도출하였다. 분석결과 사고 다발 업종과 분석변수인 발생형태, 작업내용, 기인물, 가해물 간의 상호연관성을 살펴본 결과 각 분석변수와 사고 다발 업종은 서로 상호연관성이 있는 것으로 나타났으며, 특히 작업내용의 경우 각 업종과의 상호연관성 크기가 가장 큰 것으로 나타났다. 특히 사고 다발 업종 중 철근코크리트공사업과 토공사업은 재해발생빈도가 높을 뿐만 아니라 발생형태, 작업내용, 기인물, 가해물 내 대부분의 위험요인 카테고리에서 위험성이 높은 업종으로 나타났다.