• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.53-59
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• 2012

본 연구에서는 지오폴리머계 그라우트재(HIT)의 강도 및 내구성 특성을 분석하기 위하여 일축압축강도시험, SEM, 공시체 표면변화관찰 및 용탈시험을 실시하였다. 일축압축강도시험 결과, HIT의 경우 초기강도가 높고, 재령일이 경과할수록 강도가 증가하는 경향을 보였으나, SGR과 LW 경우 재령 28일 이후 강도가 감소하는 경향을 보였다. 이는 SEM 결과와 일치하였으며, HIT의 경우 지속적인 수화반응을 통하여 밀실한 형태의 C-S-H 수화물이 다수 분포함을 확인할 수 있어 물유리계 재료보다 강도 및 내구성이 우수한 칼슘실리케이트 수화물을 형성함을 알 수 있었다. 또한 공시체의 표면변화 및 용탈시험 결과에서도 양생 6개월이 지난 시점에서 HIT의 경우 양호한 표면을 유지했으며 중량감소율도 극히 미미했다. LW, SGR의 경우에는 표면의 수축정도가 심했으며, 중량감소율도 HIT보다 큰 것으로 나타나 내구성이 떨어지는 것으로 나타났다. 종합적으로 HIT가 물유리계 재료보다 강도, 내구성면에서 우수한 특성을 나타내는 것으로 나타나 해상구조물 그라우트재로 적합할 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.997-1000
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• 2008

동절기 공사시에는 낮은 외기온에 기인하여 콘크리트의 조기강도 발현이 취약하게 된다. 특히, 동절기 공사중, 외부의 절취면을 대상으로 Nail를 삽입함으로서 사면 전체를 일체화시키는 Soil Nailing 공법을 적용하는 경우에는 낮은 외기온에 기인한 Shotcrete의 강도발현에 많은 어려움이 있을 것으로 예상되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 상기의 어려움을 해결할 목적으로, 시멘트 생산공정 중 부수적으로 발생되는 초미립자 시멘트(이하 미립자 시멘트라 칭함)를 이용하여 동절기 Shotcrete공사의 조기강도 발현성능을 확보하고자 하였다. 실험결과, 외기온이 최저 $-9^{\circ}C$의 극저온 조건이라 할지라도 미립자 시멘트를 100% 사용하면서, 간단한 비닐보양 양생을 실시한다면 약 5일 정도의 단기재령만으로도 설계기준강도를 만족하는 우수한 품질의 Shotcrete를 경제적으로 제조 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2019

최근 국지성 호우 및 하천 제방의 노후화로 인한 제방 붕괴 피해가 빈번히 발생하면서 제방의 안정성 및 표면 보강을 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 제방 붕괴에 따른 피해 최소화 및 대책을 수립하기 위한 방법으로 시멘트와 같은 지구온난화를 야기시키는 물질이 아닌 친환경 신소재 바이오폴리머를 흙과 혼합한 재료를 활용하여 제방의 내구성을 강화하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 안동하천실증연구센터에서는 현장토를 사용하여 높이 1 m, 폭 3 m, 사면경사 1 : 2, 총 길이 5 m 의 중규모 제방모형을 제작하였으며, 공동연구기관인 카이스트에서 개발된 바이오폴리머와 흙을 적정 비율로 혼합한 바이오-소일을 제방 전면에 일정 두께로 피복하여 월류 발생에 따른 제방 안정성 평가 실험을 수행하였다. 1차 실험은 흙 제방 조건이며, 2 3차 실험은 제방 표면에 5 cm 두께로 신소재가 피복된 조건으로 안정된 결과 도출을 위해 반복 실험을 수행하였다. 제방 천단면 및 사면에서의 유속분포를 측정하기 위해 드론 및 비디오카메라를 활용한 LSPIV 기법을 적용하여 실험조건에 따른 표면유속과 월류 흐름이 제방 붕괴에 미치는 영향에 대해 비교분석하였다. 또한 그래픽 소프트웨어를 이용한 픽셀기반 영상분석 기법을 적용하여 시간에 따른 제방사면의 붕괴면적을 산정하여 신소재 피복에 따른 붕괴 지연효과 분석을 통한 신소재 활용 제방의 현장 적용가능성 및 안정성을 평가하였다. 본 연구결과, 흙 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식현상이 전개되어 유속분포가 집중되고 있었으며, 이후 발생하는 강한 수직흐름으로 인해 입자추적을 통한 분석이 더 이상 불가능하였다. 신소재 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식은 발생하지 않았으며 일정시간동안 유속분포가 유지되었다. 지속적인 월류 흐름으로 인해 제방 끝단에서 침식이 발생하였으며 이때 최대 유속은 3.3 m/s 로 나타났다. 또한 픽셀기반 분석을 통해 30초 단위로 표면손실률을 산정한 결과, 신소재 활용 제방(2, 3차)의 경우 같은 실험조건에도 불구하고 최종 붕괴시간은 약 3배의 차이를 보였으며, 양생 과정에서의 크랙 발생을 최소화한다면 월류 발생 시 상당한 붕괴지연효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.67-73
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• 2011

본 연구의 목적은 공기 단축과 초기 공사비를 절감하기 위해 PC 긴장재를 사용하지 않고, 슬리브와 일반 철근만으로 구성된 경제적이면서 시공성이 우수한 프리캐스트 교각 공법 개발에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 신형식 철근이음 장치인 그라우팅형(形) 슬리브(Splice sleeve, 이하 슬리브)를 제안하고 최적의 슬리브를 개발하기 위하여 슬리브 길이, 철근직경, 양생방법 등을 변수로 하여 유한요소해석 및 인장실험을 수행하였다. 슬리브의 유한요소해석을 통하여 최적의 형상을 도출하였으며, 인장 성능 검토 결과, 철근의 인발에 의한 파괴는 발생하지 않았으며, 철근의 인장 파괴 혹은 슬리브의 기계적 결함에 의한 볼트 파단만이 관찰되었다. 제안된 슬리브는 우수한 인장성능을 갖고 있음을 확인하였으며 프리캐스트 교각에 무리 없이 적용할 수 있음을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권12호
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• pp.35-41
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• 2020

도심지의 건축구조물 밀집 및 아파트 재건축 등으로 인하여 지하공간 개발이 다양하게 이루어지고 있으나, 차수 및 지반보강작업에 있어 부등침하와 같은 다양한 문제들이 발생하고 있다. 지반 보강에 있어 빈번히 사용되고 있는 그라우팅 공법에서는 시공단계에서 투입된 그라우트 재의 주입량 측정 또는 지반 보링 후 일축압축강도시험을 통해 품질관리를 수행하고 있으나, 시공단계에서 지반 보강이 제대로 이루어졌는지는 판단하기 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전도성 재료가 혼합된 그라우트 재를 사용하여 그라우팅을 수행한 후 전기비저항 측정을 통해 품질관리를 수행하기 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 이에 대한 기초연구로 전도성 재료인 탄소섬유가 혼합된 그라우트 재의 성능을 평가하기 위해 탄소섬유가 0%, 3%, 5%, 7%로 혼합된 시멘트 공시체를 제작하였으며. 제작한 공시체에 대하여 7일, 14일, 28일 수중양생 시킨 후 1%/min의 변형속도로 일축압축시험을 수행하였다. 일축압축시험 결과 탄소섬유의 배합비 증가에 따라 일축압축강도가 증가하는 경향을 보였으며, 혼합된 탄소섬유가 그라우트재의 조기강도 발현에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 2018

제철 공정에서 발생되는 부산물인 용선 슬래그를 재활용하여 활성제를 융합한 표층처리공법용 고화재를 개발하는 연구를 수행하였다. 연구 목적은 폐기 또는 매립되는 제철소의 용선 슬래그를 재활용하여 자원 순환 및 고화재의 기능성을 부여하고 토양의 유실, 침하, 싱크홀 등의 기초지반의 강도 및 내구성을 향상하여 표층토양의 문제점 해결하는데 있다. 이를 위하여 용선슬래그 및 활성재를 융합한 고화재를 가지고 압축강도, 유해물질용출시험, 투수계수 시험을 통해 용선슬래그의 고화재 원료로서의 사용 가능성을 평가하였다. 압축강도 시험 결과 고화재 혼합률이 12%인 고화토의 양생 28일 강도의 값이 각각 0.93, 0.96, 1.3MPa의 값으로 본 연구 개발 고화재의 소요강도 값인 1MPa에 만족하는 값을 나타내었으며, 투수계수의 경우에는 고화재 혼합률 12%에서 각각 $4.1{\times}10^{-8}$, $7.0{\times}10^{-7}$, $1.7{\times}10^{-7}cm/sec$로 최소값을 나타내었다. 또한 유해물질용출시험 결과 6가 크롬 항목에서 미소량 검출되었지만 함유기준을 만족하였으며, 나머지 항목에서는 중금속이 용출되지 않았다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.139-145
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• 2011

최근 10년간 전세계적으로 아스팔트 포장을 재활용하는 기술이 급속도로 확산되고 있으며 노후 아스팔트 포장을 폼드 아스팔트 또는 유화 아스팔트를 사용하여 현장에서 바로 100% 재활용하는 현장 상온 재생 아스팔트 포장기술이 다양하게 적용되고 있다. 특히, 아이오와 주에서는 교통량이 적은 지방도로에서 기존 포장의 수명을 연장 시켜주는 현장 상온 재생 아스팔트 공법을 많이 적용하고 있다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층은 수분의 침투나 교통하중으로부터 보호하거나 포장설계를 만족시키기 위해 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기를 한다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층 위에 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기 할 시기는 대부분에 감독자들은 일정한 양생기간 또는 최대 함수비에 근거하여 결정하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 감독자가 최적에 덧씌우기 아스팔트 포장 시기를 결정할 수 있도록 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 현장 함수비를 간단하게 측정하여 덧씌우기 시기를 결정할 수 있는 수분 감소계수를 개발하는 것이다. 먼저, 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 TDR 함수량계를 사용하여 측정하였고 현장 상온 재생 아스팔트 포장이 시공되는 기간 동안에 강우량, 대기온도, 습도, 바람속도 등 기상정보를 수집하였다. 마지막으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장의 초기 함수비, 대기온도, 습도, 바람속도를 변수로 하는 수분 감소계수를 개발하였다. 실제 현장 상온 재생 아스팔트 포장에서 측정한 값을 사용하여 개발한 수분 감소계수는 감독자가 연속적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 측정하지 않고 최적의 덧씌우기 포장 시점을 결정할 수 있다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.287-293
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• 2019

국내 화력발전소의 석탄회 발생량은 매년 증가하고 있는 상황이다. 특히 Fly Ash보다 상대적으로 생산량이 15 % 정도로 적은 저회의 경우 적은 생산량에도 불구하고 재활용률이 낮아 발전소에 단순 매립되어 있는 실정이다. 하지만, 발전소 마다 매립장이 포화상태에 있고, 새로운 매립장 건설이 어려운 상황이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 매립석탄회를 토목 공사에의 대규모 적용을 촉진하는 방안이 가장 합리적인 방안이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산업폐기물인 석탄재와 항만 준설을 하면서 대량으로 매립되고 있는 준설토를 혼합한 혼합토의 표층고화처리공법에 대한 적용성을 검토하기 위해서 유동성 및 일축압축시험을 통한 역학적 거동 특성을 연구하였다. 시험결과, 유동성은 준설토와 석탄회 혼합토의 경우 함수비 91-92%에서 유동성 200 mm를 확보하여 우수했고, 준설토 100 %와 모래와 석탄회의 혼합토는 상대적으로 낮은 유동성을 나타냈다. 일축압축강도 역시 준설토와 석탄회의 혼합토는 28일 강도에서 요구 강도 159 kN/㎡을 만족하면서 우수한 결과를 나타냈으나, 그 외 시료들은 요구 강도를 만족하지 못하는 결과를 나타냈다. 본 연구에서는 시멘트와 양생 기간에 따른 압축강도 거동 예측식을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.53-62
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• 2013

NATM공법을 이용한 터널 시공에서 초기에 원지반을 구속시키고 암반과의 일체화를 통해 터널의 안정성을 확보하기 위해 통상 5-20cm 두께의 숏크리트를 시공하며 여기에는 강섬유가 $40kg/m^3$ 정도 포함되도록 설계하고 있다. 숏크리트 내에 혼합된 강섬유는 숏크리트를 뿜어 내는 장비 특성, 혼합비 그리고 현장 암반 상태에 따라 숏크리트 내 강섬유가 골고루 분산될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 연구에서는 단면이 $15cm{\times}15cm$이고 길이 55cm인 사각기둥 모양의 시멘트 혼합비가 5% 또는 20%인 공시체를 3cm씩 다섯 층으로 나누어 강섬유를 혼합하지 않거나, 중간층만 혼합하거나, 1, 3, 5층만 혼합하거나, 전층을 혼합한 네 종류의 숏크리트를 모사한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 7일 동안 공시체를 대기중 양생한 다음 휨강도시험을 실시하여 층별로 강섬유가 분산되거나 집중될 경우 휨강도와 인성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 시멘트 혼합비가 20%인 경우 강섬유 혼합층이 증가할수록 휨강도는 증가하였으며, 동일한 양의 강섬유가 골고루 분산되지 않고 한 곳으로 집중될 경우 휨강도가 20% 정도 감소하였다. 한편 시멘트 혼합비가 5%로 낮은 경우에는 강섬유 혼합층이 증가할수록 오히려 휨강도는 감소하였다. 시멘트 혼합비에 관계없이 강섬유 혼합층이 증가할수록 인성지수는 점점 증가하는 경향을 보였으며, 강섬유가 중간층으로 집중된 경우보다 골고루 분산된 경우 인성지수는 2-3배 정도 증가하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권4호
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• pp.333-344
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• 2011

최근 주택 건설은 양적으로 팽창하면서 신공법, 신소재의 개발로 품질에 많은 발전을 하고 있으나 공동주택 공사 중 방바닥 미장은 인력난과 공기단축을 해결하기 위해 기계화 시공을 함으로서 방바닥 미장의 크랙발생 및 들뜸 현상으로 인한 하자 발생으로 경제적, 시간적 낭비가 많다. 공동주택 바닥미장의 균열은 재료적인 측면에서 볼 때 사용재료의 구성과 시공정도, 양생, 보양방법에 따른 각 요인이 복합적으로 작용하여 발생된다. 그러나 재료적인 측면에서 위 요인들을 제어하여 균열을 부분적으로 억제할 수 있으나 근본적인 균열방지는 불가능하다. 균열의 발생을 억제하기 위해서는 바닥미장 균열의 발생원인과 균열 저감기술에 대한 논리적인 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 바닥미장 균열의 원인과 근본적인 억제를 위한 균열차단막의 메커니즘을 분석하고자 한다.