• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.688-696
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• 2016

본 연구에서는 하절기 서중 온도조건이 80MPa 고강도콘크리트의 특성에 미치는 영향을 검토한 것으로 외기온도조건 $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, $40^{\circ}C$에서 슬럼프플로, 충전성, 응결시간, 수화열 및 압축강도 발현 등의 특성을 평가하였다. 실험결과 온도 조건별 고강도콘크리트의 슬럼프 플로와 500mm도달 속도 및 경시변화는 외기온도 $20^{\circ}C$기준으로 온도가 $10^{\circ}C$ 상승시마다 외기온도 상승의 영향으로 급격한 슬럼프로스발생 시점을 약 30분 정도 앞당기는 것으로 나타났다. 응결시간은 외기온도 $20^{\circ}C$의 경우 초결 7시간, 종결 12시간으로 나타났으며, $30^{\circ}C$에서는 초결 1시간, 종결 3시간, $40^{\circ}C$에서는 초결 2시간, 종결 5시간정도 단축시키는 것으로 나타났다. 또한 외기온도 조건에 따른 고강도콘크리트의 수화발열 특성은 외기온도 $20^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$에서는 최고온도 발현시간과 타설 깊이별 최고온도 등이 유사하게 나타났으나 외기온도 $40^{\circ}C$에서는 최고온도 발현시간이 약 4시간 빠르게 나타났으며, 타설 깊이별 최고온도는 평균 약 $12^{\circ}C$정도 높게 나타났다. 이와 같이 서중환경에서 제조, 시공되는 고강도콘크리트는 외기온도 조건에 따라 굳지 않은 콘크리트의 유동성, 충전성 및 경시변화 등의 특성이 상이하므로 외기온도의 영향을 고려한 작업성, 수화열에 의한 온도균열, 강도발현 특성 등의 검토를 통한 품질관리가 필요하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제9권4호
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• pp.55-61
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• 2009

현재 국내의 건설공사현장에서는 도심부에 대형 건설사를 중심으로 초고층 건축물의 시공이 진행 중에 있다. 그런데 이러한 초고층 건축물의 기초는 상부의 큰 하중을 지지하기 위해 매우 두꺼운 매트 콘크리트가 필수적이다. 그러나 이와 같은 매스 콘크리트는 현장여건상 다량의 콘크리트를 동시에 타설할 수 없기 때문에 일체성에 의문이 제기되는 것은 물론이고 수화발열시간의 서로 다름에 따른 내응력에 의한 균열발생 가능성이 증가한다. 따라서 본 연구에서는 상기의 문제점을 해소시키고자 국내 모처에 건설되고 있는 초고층 건축물을 대상으로 초지연제의 응결시간차를 활용한 수평분할타설 건축 매스 콘크리트의 수화열 조정공법을 실제 건축현장에 적용하고자 Mock-up test를 통하여 그 효율성을 확인하였다. 실험결과 초지연제 투입 전 후슬럼프 플로우는 목표 지연시간이 길어질수록 다소 증가하였고, 공기량은 큰 차이는 없는 것으로 나타났으며, 응결시간은 목표 지연시간이 길어질수록 지연되었다. 목표 지연시간이 길어질수록 초기재령에서는 압축강도가 작게 나타났으나, 재령이 경과할수록 강도증진 폭이 크게 되어 재령 28일에서는 보통 콘크리트보다 동등 혹은 그 이상을 나타내었다. 또한 2단 및 4단으로 초지연제에 의한 응결시간차공법을 활용한 경우 하부와 상부간 콘크리트의 일체화 및 온도차를 낮추고, 수화열 피크시점이 후기로 늦어짐에 따라 균열발생가능성을 저하시키는 효과를 확인할 수 있었는데, 특히 4단 타설에서 가장 양호한 효과가 나타남을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.769-776
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• 2006

최근 급속한 산업의 발달과 더불어 토목 건축기술의 발달로 콘크리트 구조물의 초고층화 대형화가 이루어 지고 있으며, 이러한 대형 구조물의 시공에 있어서 콘크리트의 온도상승은 부재의 내 외부 온도차이로 인한 온도응력에 의하여 균열을 발생시켜 구조물의 내하력 및 내구성에 심각한 손상을 가져올 수 있다. 연구에서는 시멘트 및 혼화재의 종류 및 배합설계 조건에 따라 콘크리트의 수화발열 특성 및 콘크리트의 공학적 특성에 대해 실험을 진행하였다. 시멘트 종류는 1종 보통포틀랜드시멘트, 혼합시멘트인 고로슬래그시멘트 및 4종 포틀랜드시멘트(벨라이트시멘트)를 사용하였으며, 혼화재 종류로는 플라이애쉬와 고로슬래그미분말을 사용하였다. 혼화재의 사용방법은 일반적으로 사용되는 플라이애쉬 25% 대체한 경우와 비교용으로 고로슬래그미분말을 50% 대체한 경우(2성분계 배합)와 또는 플라이애쉬와 혼합 사용(3성분계 배합) 방법을 적용하였다. 본 연구 결과, 결합재 종류 및 설계 조건에 따른 수화발열특성에 있어서는 벨라이트시멘트를 사용하는 것이 가장 효과적이며, 플라이애쉬를 사용한 경우도 수화열 저감 효과는 우수한 것으로 나타났으며, 수화발열특성을 비롯한, 콘크리트의 품질 특성을 종합적으로 고려할 경우, 고로슬래그미분말의 사용이 효과적이며, 특히 고로슬래그미분말과 플라이애쉬를 혼합사용한 3성분계의 배합설계가 가장 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.617-625
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• 2009

본 연구에서는 MgO를 첨가하여 자기팽창을 유도하는 화학적 프리스트레싱 기법(chemically prestressing method)으로 균열을 제어하는 방법을 다루고자 한다. 수화열에 의한 온도변형 및 수축과 같은 콘크리트의 필연적인 체적변화는 시공 중 균열을 발생시키고, 이는 장기적인 콘크리트의 내구성 및 사용성을 저하시키는 주요 요인으로 작용한다. 시공 중 발생하는 균열을 제어하기 위하여 본 연구는 MgO 콘크리트의 팽창 특성을 모델링하고 콘크리트의 단면 내 온도분포로부터 온도응력 및 자기팽창 응력을 평가하는 3차원 유한요소해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램은 온도의존적 자기팽창량과 팽창응력을 검증하였고, 예제 해석을 통하여 MgO 팽창 여부에 따른 잔류응력(residual stress)의 변화 양상을 비교, 분석하였다. 저온에서 소성한 MgO를 혼입하여 제조한 장기팽창성 콘크리트는 온도의존적 특성을 보이고 수년에 걸쳐 발생하는 경향을 보이므로, 장기적으로 높은 온도가 유지되는 매스콘크리트 구조물의 온도균열을 제어하는데 가장 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.87-93
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• 2018

건설 구조물에서의 고강도 콘크리트 사용은 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 고강도 콘크리트는 상대적으로 낮은 물-바인더비를 가지고 있어 초기 재령에서 수화과정에 발생하는 수화열 및 수축 등으로 인해 균열 등과 같은 문제점이 발생으로 인해 그 대책이 시급한 실정이다. 최근에 수축을 저감할 수 있는 방법으로 내부양생에 대한 관심이 대두되고 있으며 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고강도 및 하이볼륨 모르타르에 대해 인공경량골재(LWA)를 이용하여 내부양생 효과를 검증하고 여러 현장조건을 고려하여 양생조건(기중, 습윤, 수중)에 따른 압축강도 영향에 대한 연구를 수행하였다. 자기수축 실험을 통해 고강도 및 플라이애시를 혼입한 하이볼륨 모르타르에서 인공경량골재 혼입률이 증가할수록 수축저감 효과가 커지는 것을 확인하였다. 양생조건에 따라 압축강도 영향은 조금씩 다른 경향을 보이고 있으며, 기중 및 습윤 조건에서는 일반적으로 강도를 증가시키고 수중조건에서는 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1205-1210
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• 2004

Cracks in the underground structures are mainly observed due to internal ununiformity of thermal stresses or restraint of structural movement in associate with rapid temperature gradient. Especially, thermal cracks are known to occur easily in a massive structure, but possibility of these depend on the amount of cement applied and ratio of span to height of the structure even though the thickness is less than specification‘s. Thus, this study aims at how to control thermal cracks in a massive subway structure and figures out an optimized construction method and procedure. As results of parametric study for length, height and outer temperature for concrete placement, it is found that hydration heats were not affected by both length and height of concrete placement but thermal stresses were greatly dependent. Most effective ways of controling thermal cracks were to fit a proper ratio of length to height of concrete placement and to decrease temperature of concrete placement as much as possible.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권10호
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• pp.21-29
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• 2021

국내외 대부분의 콘크리트 중력식 댐은 시공 시 발생하는 콘크리트 수화열로 인한 균열을 제어하기 위해 분할타설을 시행하고 있다. 이로 인해 댐 규모와 관계없이 수축이음부, 시공이음 부에서 담수 후 일정 수준의 침투가 발생하고 있다. 설계에서는 신죽 및 시공 이음부 누수를 고려하여 배수처리를 반영하고 있는 실정이다. 또한 온도에 따라 수축팽창하는 콘크리트 구조물의 특성상 동절기에는 수직이음부 확대가 불가피하다. 이에 대한 대비책으로 수직이음부 내에 2열 PVC 지수판과, 침투를 흘려보낼 수 있는 배수공을 일반적으로 설치하고 있다. PVC 지수판의 경우 댐 준공 초기에는 우수한 효과를 발휘한다. 그러나 콘크리트 댐체와의 열팽창 계수가 다르기 때문에 해를 거듭할수록 수축팽창에 따른 계면 탈락 현상이 발생하고 있다. 이로 인해 차수효과가 떨어져 댐체 하류면까지 흘러가는 침투가 발생할 가능성이 크다. 이 외 침투의 원인으로는 타설 시의 품질관리에 관한 문제, 콘크리트 수화열에 의한 균열발생, 방수 공법 및 재료의 문제점 등이 있을 수 있다. 따라서 콘크리트 댐에서의 침투를 방지하기 위해 수직이음부에서 수팽창성 차수재를 이용한 보강공법(D.S.I.M.)을 개발하였다. 수팽창성 차수재를 이용한 침투저감 공법에 대한 적용효과를 확인하기 위해 경북 영천시에 있는 보현산댐에서 현장 적용성을 검토하였다. 현장조사결과 갤러리 내 배수량을 체크 및 수중 약액 조사를 실시한 결과 수직이음부에 연결된 배수공에서 침투가 많이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 일부 지수판의 역할이 완벽히 이루어지고 있지 않음을 확인할 수 있었다. D.S.I.M.을 적용한 후 갤러리 내 배수량을 확인하였다. 침투가 많은 수직이음부 3개소에 먼저 시험시공을 한 결과 해당부위의 갤러리 내 배수량이 약 87% 저감된 것을 확인하였다. 나머지 13개소의 수직이음부에 적용한 결과 총 갤러리 내 총 배수량 기준으로 83%의 저감효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 콘크리트 댐의 하류면에서 보이는 물비침 및 침투수량을 저감하기 위해서는 상류면에서 수직이음부에서 침투를 방지하는 D.S.I.M.이 유효한 공법임을 확인할 수 있었다. 국내외 타 콘크리트 댐의 경우에도 D.S.I.M.을 적용한다면 하류면에서 육안으로도 보이는 수직이음부를 통한 침투에 대한 보수효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.797-807
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• 2008

본 연구에서는 온도균열 저감이 기대되는 3성분계 시멘트를 사용한 페이스트 및 콘크리트의 간이단열온도 상승실험을 실시하여 3성분계 시멘트의 활성화를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 페이스트 실험은 3가지 결합재를 단독사용 및 혼합사용 하였으며, 콘크리트 실험은 3가지 결합재를 동시에 혼입하여 실시하였다. 페이스트실험 결과 BFS보다 FA의 사용이 온도저감 효과가 좋았으며, 3성분계 시멘트페이스트에서는 BFS의 혼입률이 작고 FA의 혼입률이 클수록 온도가 낮게 나타났다. 온도상승속도 및 하강속도 또한 BFS의 혼입률이 작고 FA의 혼입률이 클수록 늦어졌다. 한편, 물결합재비가 높을수록 최고온도가 낮게 나타났다. 최고온도 도달시간은 OPC100, 2성분계 시멘트, 3성분계 시멘트 순으로 짧게 나타나 3성분계 시멘트 사용은 온도상승지연효과가 있었다. 콘크리트 실험 결과 3성분계 시멘트를 사용한 콘크리트는 OPC사용 콘크리트에 비해 최고온도가 약 $8{\sim}11^{\circ}C$ 정도 낮게 나타났고, 온도상승속도는 $47{\sim}51%$ 수준이며, 온도하강속도는 $37{\sim}42%$ 수준으로 나타났다. 콘크리트 시험체는 페이스트 시험체에 비해 현저히 낮은 온도와 느린 온도상승속도 및 하강속도를 보였는데, 이는 콘크리트 중의 골재에 의한 영향으로 페이스트 시험체보다 열손실량이 컸기 때문이다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.491-501
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• 2022

벤토나이트는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 완충재 및 뒷채움재의 주재료로 고려되고 있다. 처분환경에서 벤토나이트는 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 연구는 제작된 수화거동 실험용 셀을 사용하여 수화 조건에서 벤토나이트의 거동 특성을 X선 단층촬영 기술을 이용하여 평가하고자 하였다. 플라스틱재료로 만들어진 원통형 셀은 상부의 탈착식 캡을 이용하여 시료 상부에 수직응력을 가하거나 팽윤압을 측정할 수 있도록 제작하였다. 수화실험은 건조밀도 1.4 g/cm³, 함수율 20%의 조건으로 제작된 경주 벤토나이트 블록시료로 수행되었다. 샘플의 직경은 27.5 mm, 높이는 34 mm 이며, 수화 실험 중 0.207 MPa의 일정한 압력으로 물을 주입하였으며, 7일 동안 수화실험을 지속하였다. 하루 동안 수화 과정을 거치면서 벤토나이트가 팽창하여 셀 내부의 공간을 채우는 것을 확인하였다. 또한, 샘플의 X선 CT값의 히스토그램 분석을 통해 수화 과정 초기의 샘플 밀도 증가와 이후 점진적인 밀도 감소가 발생함을 평가할 수 있었다. 평균 CT 값, CT값의 표준 편차, CT값 변화량에 대한 분석을 통해 샘플의 수화 과정에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있었다. 즉, 수화 시작 후 2일 동안 시료 하부 및 상부 영역은 밀도가 감소하고 중간 영역은 밀도가 증가하였다. 그 후 수화가 진행되면서 샘플의 각 위치에서의 밀도 변화는 초기 샘플의 밀도와 비교할 때 그 차이가 점차 감소함을 확인하였다. 샘플 내 균열의 형성과정과 이후 감소되는 현상도 X선 단층촬영에 의해 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.119-127
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• 2011

본 연구의 목적은 폐도자기 분말도 변화에 따른 순환골재 강도 증진에 관한 연구로 유동성은 폐도자기 분말 치환율이 증가할수록 유동성이 감소하는 경향으로 나타났으며, 공기량은 KS 한도범위를 만족하는 것으로 나타났다. 압축강도는 순환골재 및 폐도자기 분말 치환율이 증가할수록 증가경향이고, 내구성으로 건조수축에 의한 길이변화는 폐도자기 미분말이 커질수록 다소 완만한 건조수축율을 나타내었고, 또한 단열온도상승은 순환골재 대체율 및 폐도자기 미분말이 증가할수록 최고온도에서 약 $6{\sim}10^{\circ}C$정도 낮게 나타내어 수화열에 의한 균열저감 효과를 발휘하였다. 순환골재 사용량을 30%정도 권장 하고 있지만 점토인 폐도자기의 분말도를 조절하여 사용할 경우 순환골재의 다량 사용시에는 콘크리트의 제반성상에 문제가 없을 것으로 판단되었다.