• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.130-136
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• 2017

본 연구에서는 UV 폭로 및 동결융해 환경이 FRP Hybrid Bar의 인장거동 및 표면 열화에 미치는 영향을 평가하기 위해 FRP Hybrid Bar를 대상으로 UV 폭로 및 동결융해 시험을 실시하였다. FRP Hybrid Bar의 경우 UV 폭로 및 동결융해 180cycle 시험 전/후 외관적인 열화가 거의 발생하지 않았다. 또한 FRP Hybrid Bar의 주요 장점 중 하나인 인장경화특성은 동결융해 시험을 거친 이후에도 유지되었는데, 이는 UV 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar에도 유효하게 평가되었다. UV 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar는 일반 FRP Hybrid Bar와 거의 비슷한 인장거동을 나타내었으며, 동결융해 180cycle의 진행에도 불구하고 일반철근, FRP Hybrid Bar, UV 폭로를 거친 FRP Hybrid Bar의 인장거동은 큰 변화를 나타내지 않았다. 본 연구에서는 UV 폭로 및 동결융해 환경이 FRP Hybrid Bar의 외관 및 인장 특성에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 판단되지만, 충격에 따른 규사코팅의 박락은 콘크리트와의 부착력에 영향을 미치므로 이에 대한 고려가 필요하다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.561-564
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• 2008

콘크리트의 동결융해 작용에 의한 내구성능 저하는 콘크리트 내부의 수분이 동결융해 작용을 반복적으로 받아 균열이 발생하거나 표층부가 박리함으로서 표면부분으로 부터 점차적으로 떨어져나가 콘크리트의 내구성능이 저하되는 현상을 말한다. 우리나라에의 경우 겨울철에 대부분 일평균기온이 0$^{\circ}C$이하로 되는 경우가 많으므로 거의 모든 지역이 매년 동결융해의 피해를 받고 있다고 볼 수 있으며, 다소 정도의 차이는 있으나 전국적으로 대부분의 콘크리트 구조물이 동결융해 및 제설제의 염해 피해 함께 받아 복합적인 열화를 받고 있다고 볼 수 있다. 그중 콘크리트포장 고속도로의 경우 기상작용 및 자동차에 의한 지속적인 피해를 받기 때문에 콘크리트구조물에 비해 더욱 많은 피해를 입고 있으며, 이로 인한 보수 및 보강에 대한 비용이 해마다 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 고속도로 구조물의 용도로 가장 많이 사용되고 있는 40, 27, 21 MPa, 포장용 콘크리트로 현행 표준 배합비를 바탕으로 포장콘크리트의 동결융해 특성을 평가하기 제설제에 따른 동결융해 시험을 통해 동결융해저항성 및 중량감소율을 비교 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.565-568
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• 2008

우리나라의 경우 매년 전국적으로 일평균기온이 0$^{\circ}C$이하로 되는 경우가 대부분이므로 거의 모든 지역의 콘크리트가 반복되는 동결융해의 피해를 입고 있다고 볼 수 있다. 이러한 동결융해의 반복에 대한 콘크리트의 내구성은 콘크리트의 공기량과 매우 관계가 깊다. 따라서, 현재 콘크리트의 동결융해에 대한 저항성을 향상시키기 위해 AE제 등을 사용하고 있으며 콘크리트의 기포간극계수를 $250{\mu}m$ 이하로 권장하고 있다. 외국의 경우도 마찬가지로 AE제 및 감수제에 관한 품질규격에서 기포간극계수를 캐나다의 경우 각각 $200{\mu}m$ 이하 및 $230{\mu}m$ 이하로 규정하고 있으며 일본학회에서도 기포간극계수 $250{\mu}m$ 이하가 적당하다고 보고되고 있다. 또한, 융설제와 동결융해의 복합작용에 의해 콘크리트의 스켈링 저항성을 향상시키는 데에도 일반 동해와 마찬가지로 공기량이 상당히 중요하다고 알려져 있다. 따라서, 반복되는 동결융해에 의한 동해를 동시에 받는 복합열화 환경하에 있는 일반콘크리트의 내구성에 크게 영향을 미치는 인자로 알려져 있는 공기량에 따른 동결융해 내구성을 알아보고자 Non AE(공기량 1.5%), AE(공기량 4.5%, 7.2%) 콘크리트를 통해 동결융해에 따른 상대동탄성계수와 중량감소율, 스켈링 저항성 및 공극특성을 비교검토 하였다.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.68-75
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• 2015

본 연구에서는 고속도로 교량 바닥판 747개소의 GPR 데이터를 분석하여 주요 열화인자를 도출하고, 이들을 활용하여 교량의 공용연수에 따른 교량의 손상률을 추정하였다. 바닥판의 손상률 데이터를 공용연수에 따른 영향을 최소화하기 위해 공용연수에 따른 손상률 데이터를 선형회귀분석 모형을 사용하여 보정하였다. 보정된 바닥판 손상률과 강설일수, 강설량, 동결융해일수, 동절기평균기온, 고도, 제설제살포량, 환상교통량의 상관관계를 분석하였으며, 동결융해일수와 제설제살포량이 바닥판의 손상률에 지배적인 영향이 있음을 도출하였다. 동결융해일수와 제설제살포량을 동시에 고려하여 복합열화 상황 하에서 바닥판의 손상률 차트를 도출하고, 이를 기반으로 평균적인 예상 바닥판 수명을 도출하였다. 본 연구의 결과는 고속도로 교량의 유지관리 시에 현 교량상황별로 바닥판의 열화진전 상태와 전단면 개량이 필요한 시점을 예상할 수 있는 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.359-365
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• 2007

암석의 동결과 융해 작용의 반복적인 과정은 암반의 기계적인 풍화작용의 중요한 인자 중에 하나이다. 이러한 자연 상태의 과정은 암반 물질의 파쇄에 의해서 풍화를 가속시키고 암반 사면의 표층부에 토양이나 풍화암을 생산한다. 또한 사면의 전단강도 감소를 일으키므로 사면 안정성 분석을 위하여 동결-융해에 의해 유발되는 열화 심도를 계산하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동결-융해에 의한 암반 사면의 열화 심도를 1차원 열전도방정식을 이용하여 계산하였다. 국내 주요 도시의 지난 5년간 기온 자료를 수집하여 기온 분포를 분석하였다. 기온 분포 분석은 국내 암종 분포를 고려하여 수행되었다. 아울러 연구 대상 지역에 분포하는 암석의 열전도율, 비열, 밀도 등에 대한 실내 시험을 수행하였다. 이들 암석의 열적 특성은 열화심도 계산을 위한 입력 인자로서 활용되었다. 본 논문은 암석의 열적 특성의 차이를 의미하는 암종, 외부 기온 등의 영향 인자들과 열화심도 간의 상관관계에 대하여 검토하였다. 최종적으로 계산에 의한 국내 주요 도시의 암반 사면 열화심도 추정 값을 소개하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.53-58
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• 2017

FRP Hybrid Bar는 내부에 강재를 유리섬유와 에폭시 수지가 코팅된 형태로 사용되는데, 인장경화 성능이 있으며, 경량이므로 효과적인 보강재료로 사용될 수 있다. 자외선 및 동결융해에 노출된 에폭시는 표면 열화가 발생하기 쉬우며, 이는 매립된 철근 및 표면의 콘크리트와의 부착력 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 일반철근, FRP Hybrid Bar 및 자외선(UV) 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar의 외관특성분석을 실시하였다. 또한 각 보강재를 사용하여 콘크리트 인발 공시체를 제조하였으며, 동결융해시험을 실시해 Cycle에 따른 부착성능을 분석하였다. FRP Hybrid Bar는 UV 폭로시험 후에도 표면 산화(Chalking)와 같은 에폭시계 재료의 열화가 나타나지 않았다. 동결융해시험은 120Cycle 및 180Cycle까지 진행하였는데, UV 폭로시험 후 FRP Hybrid Bar를 사용한 공시체는 $241{\pm}kN$ 부착력을 가지고 있었다. 이는 일반철근 대비 약 106.3%수준으로 개선된 부착강도인데, FRP Hybrid Bar 표면의 규사코팅에 따라 부착면적이 증가했기 때문이다. 3가지 조건(일반철근, FRP Hybrid Bar, UV 폭로시험 후의 FRP Hybrid Bar)에 대하여, 동결융해 Cycle이 증가함에 따라 부착력이 크게 감소하지는 않았으나, 코팅된 규사의 박락으로 인해 UV 시험 이후의 동결융해를 거친 조건에서는 실험 편차가 상대적으로 증가하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.458-466
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• 2023

우리 주변의 구조물들은 시간이 지남에 따라 환경적, 화학적 요인에 의해 열화 현상이 발생하며 구조물의 성능저하 현상이 나타난다. 콘크리트 구조물의 가장 큰 열화 현상 원인으로 탄산화, 염해, 동결융해 현상이 있다. 이러한 열화현상에 대하여 다양한 보수공법이 있다. 그러나 기존의 보수 공법에 대한 연구 및 기술개발은 꾸준히 진행되어 왔으나 보수재료와 기술의 정확성 및 실효성 검증은 크게 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 다양한 제조사의 보수재료에 관하여 재료 성능 평가를 수행하였고, 이를 바탕으로 균열과 가장 밀접한 공법에 사용되는 함침제와 에폭시를 적용 하여 탄산화, 염해, 동결융해에 대하여 내구성능 평가를 수행한다. 이 결과 탄산화와 염해는 대략 2배의 성능 개선과 동결융해의 경우 5 %의 보수 성능 향상을 나타낸다. 이처럼 추구 구조물 보수 시 환경적, 화학적 요인에 따라 적절한 보수를 실시한다면 철근 부식을 방지하는데 효과적일 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.325-335
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• 2005

일차원 열전도 방정식을 이용하여 동결융해 작용에 의하여 발생하는 국내 암반사면의 열화심도를 산정하였다. 계산에 적용된 기온분포는 국내의 주요5개 도시의 최근 2년간의 기온분포를 분석하여 사용하였으며, 국내에 많이 분포하는 암종인 사암. 화강암, 편마암을 대상으로 하였다. 본 연구에서 고려 한 5개 지역 중 2년간의 최고기온과 최저 기온의 편차가 큰 지역인 서울, 대전, 포항은 열전도계수(Coefficient of thermal conductivity)가 클수록 암반 열화심도(deterioration depth)가 깊어지는 경향을 보이는 것으로 계산되었다. 암종별로 분석한 결과 열전도계수가 $55,200\;cal/m\timesday\times^{\circ}C$인 화강암이 분포할 때는 5개 지역 중 기온편차가 작은 광주와 강릉 지역의 영향심도가 기온편차가 큰지 역들보다 높게 예측되었다. 이 암석을 제외하면 기온 편차가 큰 지역에 분포하는 암석일수록 암반의 열화심 도가 크다. 국내의 동결융해에 의한 열화심도는 약 $8.4\sim10.7m$내외 인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.128-135
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• 2016

현재 고속도로의 콘크리트 구조물에서 대부분 지속되고 있는 가장 큰 문제는 동결 융해와 제설염에 의해 발생하는 콘크리트 열화이고, 이는 완전하게 해결되지 않은 쟁점사항이다. 특히, 동결융해만이 작용할 때와는 달리 동결 융해와 제설염의 복합열화 환경에서 콘크리트의 내구성능은 급격하게 저하되고 공용수명이 단축된다. 본 연구에서는 지역별 고속도로 구간의 노출환경등급을 수립하고 콘크리트 손상정도와 염화물량을 조사하였다. 또한 기계타설 소구조물 콘크리트의 내구성 향상을 위해 배합조건을 개선한 콘크리트의 염화물 이온 투과성, 박리저항성, 동결 융해 저항성 시험을 수행하였다. 연구결과에 따르면, 특수환경에 노출된 콘크리트 표면의 손상범위가 광범위하게 나타났으며 내부 염화물량 또한 높게 나타났다. 한편, 물-결합재(W/B) 비 및 단위수량을 적게 하고, 플라이애시를 혼합하여 내구성을 개선한 콘크리트는 기존의 배합비 보다 내구성이 크게 향상되었다. 또한 도출한 최적 배합비는 콘크리트 관련 시방서에서 제시하고 있는 강도 및 공기량, 물-결합재 비 등의 기준에 부합하였고, 내구성 기준에 만족할 뿐 아니라 공용수명이 크게 향상될 것으로 판단된다.