• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.5-11
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• 2010

동절기에 암반의 절리면 내의 지하수의 동결 시 부피팽창으로 인해 절리면내 응력이 증가할 것이며, 융해 시 부피감소로 인해 응력이 감소되어 원상태로 회복된다. 동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반사면 내의 피로현상이 누적되면서 암반사면 절리면 내 누적 변위가 증가할 뿐만 아니라 전단강도 역시 지속적으로 감소될 것이다. 동결융해로 인한 응력의 이력현상은 대기의 온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 동절기의 동결융해에 따른 암반사면의 거동을 해석하기 위하여, 계측깊이에 따라 얕은 절리면 깊이의 3지점과 깊은 절리면의 2지점으로, 총 5곳의 실측자료를 분석하였다. 얕은 절리면의 경우 많은 절리면을 가져, 다수의 Kelvin model이 연결된 상태이므로 거동이 복잡한 형태로 나타났다. 암반이 양호한 깊은 절리면의 경우 단순한 Kelvin model이 연결된 상태이므로, 절리면 거동이 단순한 형태로 나타남을 볼 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.51-56
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• 2010

최근 우리나라는 산업화 및 현대화로 국토의 유효면적이 인구에 비해 부족한 실정이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 국가적인 대단위 국토개발을 수행하여 용지 확보에 노력을 기울이고 있다. 하지만 이러한 대규모공사를 진행함에 있어 모래와 같은 성토재 및 매립재 등이 부족한 실정이다. 이에 대한 대체재로 모래와 비슷한 특성을 가진 매립회의 활용에 관한 많은 연구가 진행되어왔고, 계절동토지역인 우리나라는 동결융해로 인해 철도 노반, 도로포장체 등 토목구조물이 파손되거나 기능이 저하되는 문제가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 매립회를 사용한 저강도 고유동화재의 동결융해의 특징을 동결융해 cycle 반복 후 공시체와 습윤양생 공시체의 일축압축시험과 손실율시험을 통해 비교분석 하였다. 비교분석결과 매립회를 활용한 저강도 고유동화재에 8.2%의 시멘트를 첨가했을 때, 소정의 강도가 발현되었으며, 내구성 또한 PCA기준에 만족하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1499-1508
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• 2013

남극 암석의 동결-융해 풍화현상에 관한 연구를 위하여 테라노바 만 지역의 편마암을 대상으로 풍화등급에 따라 약한풍화(SW) 및 보통풍화(MW)로 분류하여 암석의 공학적인 특성 변화를 실험하였다. 동결-융해시험은 $-20{\pm}2^{\circ}C{\sim}20{\pm}2^{\circ}C$의 온도 조건에서 수행되었으며, 암석 시험편은 진공챔버에서 포화된 상태에서 5시간 동결과 5시간 융해 과정을 1 cycle의 동결-융해로 설정하였다. 본 논문에서는 전체 200 cycle의 동결-융해 과정을 진행하면서 20 cycle 마다 공극률, 흡수율, 초음파 속도 및 쇼어경도를 측정하였으며, 50 cycle 마다 일축압축시험을 수행하였다. SW 등급의 편마암은 동결-융해 1 cycle 마다 0.07 MPa 정도 일축압축강도가 감소하였으며, MW 등급의 암석은 0.2 MPa 정도 일축압축 강도가 감소하였다. 동결-융해가 200 cycle 진행되는 동안 SW 등급 암석의 흡수율은 0.23%에서 0.39%로 증가하였으며, P파 속도는 4,054 m/s에서 3,227 m/s로, S파 속도는 2,519 m/s에서 2,079 m/s로 감소하였다. 이와 유사하게 MW 등급 암석의 흡수율은 0.65%에서 1.6%로 증가하였으며, P파 속도는 3,207 m/s에서 2,133 m/s로, S파 속도는 2,028 m/s에서 1,357 m/s로 감소하였다. 동결-융해시험 결과, 남극 테라노바 만 지역의 SW 등급 편마암은 동결-융해가 200~300 cycle 반복될 경우 MW 등급 암석에 가깝게 풍화되는 것으로 밝혀졌다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.701-706
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• 2007

본 연구는 장기간 숏크리트의 강도를 유지할 수 있는 영구지보재로서 알칼리 프리계 및 시멘트 광물계 급결제를 사용한 적정 배합비의 고성능 숏크리트의 내구성을 평가하였다. 내구성 실험은 염소이온 투과 시험, 동결융해 반복 시험, 촉진 중성화 시험 및 숏크리트에 염해의 영향 실험을 실시하였다. 실험 결과 실리카퓸을 사용한 모든 배합이 낮은 투과성을 나타내었다. 실험 결과 실리카퓸을 사용한 모든 배합이 모두 낮은 투과성을 나타내었다. 또한 동결융해 300회 반복 후에 상대동탄성계수가 85% 이상을 초과하는 우수한 동결융해 저항성을 보였다. 촉진 중성화 시험 결과 급결제에 따른 영향은 나타나지 않았으며 실리카퓸을 사용한 배합에서 중성화 깊이가 약간 깊게 나타났다. 염해 환경에서는 어떠한 영향도 없었다. 따라서 본 연구에서의 고성능 숏크리트 배합은 우수한 내구 성능을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.161-168
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• 2008

해양콘크리트의 대표적인 내구성 열화요인이라 할 수 있는 동결융해나 염해의 경우는 콘크리트내의 공극특성에 따라 침투 및 확산특성이 크게 상이하게 되는데, 이는 동결융해저항성 확보를 목적으로 사용되고 있는 AE제의 종류나 사용량 그리고 그의 경시변화 특성 등과 매우 밀접한 관계가 있다. 따라서 본 연구에서는 굳지않은 콘크리트의 목표 공기량을 각각 4~6%와 8~10%로 계획하여 실내시험을 실시한 후, 모의부재에서는 4~6%를 대상으로 평가하였다. 실험결과, 경화콘크리트의 공기량은 재령 7일에서 각각 2.5~5.2%, 재령 28일에서는 각각 2.4~5.1%정도로서 비빔직후 목표공기량의 절반수준인 것으로 나타났고, 동결융해 반복에 따른 스케일량은 목표공기량 8~10%의 경우가 4~6%에 비해 미미한 수준에서 다소 유리한 것으로 평가되었다. 한편, 모의부재에서 채취한 코어공시체의 동결융해 및 염화물 확산특성에서는 동일배합조건의 실내시험 결과에 비해 다소 불리한 것으로 나타났는데, 실내실험 결과에 비해 동결융해는 106%, 염화물 확산계수는 160% 수준인 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.190-191
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• 2014

The building insulation materials shall keep their thermal conductivity constant even when the freezing and thawing repeats for over a long time. But, in this condition of repeated freezing and thawing, the organic building insulation material may suffer the degradation in the thermal performance as the gas put into the insulation materials gets out slowly over a long time. Accordingly, in this study, the change in the thermal performance has been tested and evaluated when the repeated freezing and thawing cycles happen.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.589-592
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• 2008

이 연구는 겨울철 동결융해 작용으로 인한 차염성 저발열시멘트(CLC)의 내구성을 알아보고자 수행하였다. 내구성 문제는 현장여건에 따라 다소 차이는 있으나, 계절변화에 따른 반복적인 동결융해작용에 의한 콘크리트의 동해는 내구성 저하의 대표적 현상이라 할 수 있으며, 겨울철 동결융해를 받는 콘크리트는 내부에서 큰 팽창력이 발생되어 콘크리트 균열, 표면 박리, 골재 이탈 등의 파손현상을 보이게 된다. 따라서 이 연구에서는 개발된 차염성 저발열시멘트(CLC)의 동결융해 저항성에 따른 내구성 지수를 알아보기 위해 차염성 저발열시멘트(CLC)와 현재 많이 사용되고 있는 고로슬래그시멘트(BFS), 보통 포틀랜드시멘트(OPC)을 각각 물/시멘트비 35%, 40%, 45% 을 변수로 하여 배합을 실시 하여 공시체를 제작하였다. 제작된 공시체를 KS F 2456(급속동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험방법)방법에 따라 동결융해 시험을 실시하여 상대 동탄성 계수를 측정하였으며, 측정된 상대동탄성 계수를 가지고 내구성지수를 도출하였다. 내구성 지수를 비교 분석한 결과 차염성 저발열시멘트(CLC), 고로슬래그 시멘트(BFS), 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 모두 우수한 내구성 지수를 나타내는 것으로 확인 되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.46-55
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• 2021

콘크리트 구조물은 외부 극한기후환경에 노출 될 경우 공용년수가 증가할수록 다양한 문제점들이 발생할 수 있다. 이러한 문제들 중 최근 가장 문제가 되고 있는 폭우, 폭설과 같은 극한 기후요소의 작용으로 동결융해 현상이 발생한다. 본 연구에서는 서울의 경우, 동결융해가 발생하는 기간 동안에 매우 건조한 날씨를 나타내기 때문에 KS F 2456 를 참고하여 콘크리트의 기중 급속 동결 융해 시험법을 제시하였다. 콘크리트 공시체 및 철근콘크리트 휨 부재를 제작하여 0, 100, 200, 300 사이클의 기중 급속 동결 융해를 수행하였으며 성능 평가를 통해 각 실험체의 재료 및 부재 단위에서의 성능 저하를 확인하였다. 300사이클까지 기중 급속 동결 융해를 수행한 설계 강도 24 MPa의 콘크리트 압축 강도는 5.24 MPa(21%) 만큼 감소하며, 기중 급속 동결 융해가 진행될수록 콘크리트의 재료적 강도 감소에 의해 철근콘크리트 휨 부재의 철근의 응력 부담이 증가되어 지진과 같은 외력 발생에 따른 구조물의 에너지 흡수(소산) 능력이 감소한다.

• 터널과지하공간
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• 제22권4호
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• pp.276-283
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• 2012

화강암(풍화), 석회암, 사암, 응회암, 셰일, 현무암 등 6가지 국내 암석을 대상으로 동결-융해에 의한 암석의 풍화과정을 실험하였다. 동결-융해 시 온도범위는 $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$로 최대 40회까지 동결-융해를 반복하면서 비중, 공극률, 탄성파 속도, 쇼어경도를 측정하였다. 동결-융해 횟수가 증가함에 따라 공극률이 큰 화강암(w), 셰일, 현무암의 경우 기존의 균열이 성장하는 것이 뚜렷이 관찰되었고 시험편이 상하부로 분리되기도 하였다. 비중의 변화는 뚜렷이 관찰되지 않았다. 화강암(w), 셰일, 현무암의 탄성파 속도와 쇼어경도 값은 동결-융해에 의해 크게 감소하였고 석회암, 사암, 응회암의 경우 그 변화폭이 작았다. 공극률의 경우 인장강도가 작은 화강암(w), 셰일, 현무암이 크게 증가하였고 나머지 암종은 거의 변화하지 않았다. 실험 결과를 이용하여 선형 회귀식을 도출하였고, 각 회귀식의 계수와 동결-융해 풍화 민감도(=초기 공극률/초기 인장강도)와의 상관관계를 살펴보았다. 이를 이용하여 암석의 초기 물성 값만으로도 동결-융해에 의한 풍화를 예측 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지형학회지
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• 제18권3호
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• pp.21-36
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• 2011

암석의 풍화작용은 지형발달에 있어 물질의 준비과정으로서 역할을 한다. 이 중 동결-융해작용은 한대지역이나 주빙하 지역뿐만 아니라 심지어 온대지역에서도 암석을 파괴시키는데 효과적인 프로세스로 여겨져 왔다. 화강암(생암, 반풍화층), 편마암, 석회암, 돌로마이트의 슬랩시편 각각 10개를 -25℃~+30℃의 조건으로 동결-융해를 180회 반복하고 이들의 풍화양상과 물리적 특성변화를 검토한 결과, 파쇄는 대기와 토양조건보다는 침수조건에서 좀 더 활발히 진전되었으며 공극률이 높은 석회암과 돌로마이트가 가장 심하게 파쇄되었다. 편마암은 표면에 crack, joint, fissure들이 발달해 있고 암석강도(SHV)가 가장 낮았음에도, 어떠한 물리적 변화나 풍화산물들이 생성되지 않아 풍화에 저항력이 매우 높은 암석으로 나타나고 있다.