• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.138-145
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• 2023

연구목적: 건축물의 노후화에 따른 보수, 보강 건축물의 증가에 따라 기 보강된 건축물에 화재가 발생시 화재 후 구조물에 미치는 영향성을 분석하여 보수, 보강대책의 기준을 마련하고자 한다. 연구방법: 콘크리트 배합설계에 의한 공시체를 제작하여 28일 양생 후 압축기를 통해 압축강도 측정 및 파괴를 유도후 에폭시로 보수, 보강하여 3일 양생 후 일부공시체를 재 압축강도시험을 실시하여 강도 복원 정도를 파악하고 보수, 보강한 나머지와 보수, 보강하지 않은 공시체를 실험용 전기로에 넣고 시간, 온도별로 가열한 후 압축강도를 실험하여 화재의 영향성을 추정함. 연구결과: 항복된 공시체를 에폭시로 보강한 후 실험용전기로에 넣어 가열을 시간별로 온도의 차이를 주어 실험한 결과 높은 온도에서 열 영향을 받는 시간이 길면 길수록 강도의 저하가 발생함을 알 수 있었고 보수, 보강되지 않은 공시체보다 더 강도 저하가 있음을 알 수 있었다. 결론: 이를 토대로 볼 때 에폭시 수지로 보수, 보강된 건축물이 화해를 입을 때는 일반 보수되지 않은 건축물보다 더 위험함을 알 수 있었으므로 화재에 대한 안정성을 고려하였을 때 보수보강 표면에 내화피복재 등을 도포하는 등 화재 취약에 대비하여야하겠다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.149-158
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• 2010

현재 육상 노출 콘크리트 구조물의 보수 및 보강공법에는 많은 신기술이 개발되었고 연구도 많이 진행되고 있으나, 수중에 존치되어 있는 구조물, 즉 교각, 부두 잔교 및 강관파일과 같이 해수 및 수중에 잠겨 있으며, 지속적인 하중을 받는 콘크리트 및 강재의 보수보강 기술에 대한 연구는 많지 않다. 그러므로 이 연구에서는 해수나 수중에 있는 구조물의 보수 보강 공법에 사용할 수 있는 수중 에폭시를 개발하였고, 이 에폭시 재료와 보강섬유을 이용하여 수중용 FRP 복합재를 개발하였다. 개발된 재료의 성능을 검증하기 위하여 다양한 기초물성에 대한 시험을 수행하였다. 성능시험 결과, 개발된 에폭시는 수중에서도 풀림이 거의 없고 부유물질이 발생하지 않는다. 또한 수중이라는 제약 조건 속에서도 30,000 cps 이상의 높은 점성을 갖기 때문에 우수한 작업성을 보이며, 수중에서도 육상에서와 거의 유사한 2 MPa 이상의 부착성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 내화학성 시험 결과에서도 중량변화율은 약 0.5~1.0% 이내로 측정되어 우수한 내염 저항성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.89-98
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• 2007

본 연구에서는 RC구조물의 접착 보수 보강 재료의 박리와 연관한 변형 거동에 대하여 검토하였다. 응력-변형곡선에서 최대응력 이후 항복을 일으킬 수 있는 변형량은 바탕재인 시멘트 모르터의 경우 $2.0{\times}10^{-3}$, 콘크리트는 $1.3{\times}10^{-3}$ 전후이고, 접착제인 에폭시수지 $0.8{\times}10^{-3}$, 폴리머 시멘트 모르터 $2.5{\times}10^{-3}$이며, 보강재인 강판과 탄소봉은 2.5와 $9.1{\times}10^{-3}$정도인 것으로 밝혀졌다. 온도변화에 따른 선팽창계수는 바탕재인 시멘트 모르터 및 콘크리트의 경우 $10{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$전후인데 비하여, 접착제인 에폭시 수지는 $41{\sim}54{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, 폴리머 시멘트 모르터는 $-0.5{\sim}0.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, 보강재인 강판은 바탕재료와 비슷하지만, 탄소섬유는 $-1.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$로 제일 작은 값이었다. 특히 바탕재료인 콘크리트와 에폭시수지 접착제간에는 온도변화에 따른 선팽창계수 차이가 크게 발생하였는데, 에폭시 수지 종류에 따라 약간의 차이는 있지만, $20{\sim}35{^{\circ}C}$이상의 온도차가 발생하는 조건이면 에폭시수지 접착제는 콘크리트 접착면에서 자연적으로 박리 할 수도 있는 것으로 밝혀졌다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권2호
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• pp.45-50
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• 2002

근년, 철근 콘크리트조 구조부재의 열화 및 건축물의 용도변경에 따라 건축물의 보수 및 보강에 관한 공법의 개발 및 그 효과를 검증하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 보강공법으로서는 경제성ㆍ시공성 면에서 우수한 탄소섬유시트, 아라미드섬유 시트, 유리섬유시트 보강공법 및 FRP판 보강공법 등 합성수지 접착제를 사용하는 새로운 보강공법들이 폭넓게 연구되어 현장 실용화되어 사용 중에 있다. 그러나, 이들 보강공법에 관한 연구는 주로 구조적인 내력 보강효과 산정에 관한 것이 대부분이고 보강후의 내화성능 및 내구성능에 관한 연구는 매우 부족한 실정이다. 이들 보강공법은 주로 에폭시수지계 접착제에 의하여 콘크리트와 보강재의 접착력에 의하여 내력이 전달되는 메커니즘으로 되어있어 화재가 발생한 경우 내화피복이 없다면 접착제 자체의 연소에 의하여 유독가스의 발생 및 접착강도가 크게 저하되어 그 구조적인 보강성능은 급속히 저하할 것으로 판단된다. 또한, 현재 이들 보강공사는 내화성능의 검토 없이 실제 시공이 이루어지고 있으므로 화재시에는 대형참사를 일으킬 위험성이 있다.(중략)

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.109-115
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• 1998

철근콘크리트 구조물이 과소설계되어 있거나 과다 하중이 작용하게 되면 그 구조물의 구조성능을 파악하여 보수.보강을 시행하게 된다. 최근에 가장 맣이 사용되는 보수.보강 재료로는 특히 휨내력을 보강하는데 탄소섬유를 들 수 있다. 탄소섬유쉬트는 내열성과 내호염성에 있어서 회재가 발생할 경우 보강재료로서 충분한 성능을 가지고 있다. 그러나 이를 접착시키는데 사용되는 에폭시는 유기계 물질로서 화재시 유독가스가 발생하고 내열성능도 30$0^{\circ}C$정도에도 지탱하기 어려워 화재 발생이 가능한 구조물에 사용하기 어렵다. 이 연구에서는 무기계 폴리머 복합재료로 접착된 탄소섬유를 고온(약 800~100$0^{\circ}C$, 1시간)으로 가열한 후 가열된 섬유판의 인장, 휨 전단내력을 검토하여 내열성능을 파악하고 이 섬유쉬트로 보강한 철근콘크리트 부재의 휨 성능을 실험적으로 규명하여 화재의 위험이 있는 구조물에 구조적인 보강재료로 사용이 가능한가를 검토하였다. 연구 결과, 개발된 무기계 폴리머 복합체는 인장강도, 휨강도 및 접착강도가 유기계 접착제와 유사하게 나타났고 800~100$0^{\circ}C$ 정도로 1시간 가열한 이후에도 상온 시험체 휨내력과 전단내력의 63%, 33% 정도를 유지하여 화재의 위험이 있는 부위에도 사용이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.211-217
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• 2012

본 연구에서는 유리단섬유로 보강된 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동 평가를 위한 실험 및 해석연구를 수행하였다. 이를 위해 다양한 변형율속도(strain rate)에 따른 에폭시수지 및 분사식 섬유보강 복합재료의 인장강도 실험을 수행하였다. 본 연구에 사용된 분사식 섬유보강 복합재료는 15mm 길이로 절단된 유리단섬유가 25% 부피비율로 혼입된 보수 보강용 재료이다. 에폭시수지의 점탄성 특성을 고려하기 위해 역산모델링(inverse simulation)을 수행하여 변형율속도에 따른 점성변화를 함수식으로 제안하였다. 역산모델링을 통해 제안된 함수식을 미세역학 기반의 점탄성 손상모델(micromechanics-based viscoelastic damage model; Yang et al., 2012)에 적용하여 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동을 수치적으로 해석하였다. 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동 해석결과와 실험결과를 비교하여 미세역학 기반의 점탄성 손상모델의 정확성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.145-152
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• 2013

콘크리트는 대표적인 건설재료로서 지난 19세기 후반 이후 각종 구조물의 축조에 활용되고 있다. 콘크리트는 일반적으로 적절한 설계 및 시공 규정을 준수한다면 내구성을 확보하는 것으로 인식되었으나, 구조물의 사용 과정 중에 겪게 되는 각 종 외적 작용으로 인해 수명단축 및 성능저하 현상이 빈번히 나타나고 있으며 더욱이 노후화에 따른 콘크리트 구조물의 성능 저하는 억제할 수 없으며 결국 콘크리트 구조물의 유지관리 측면에서 보수 및 보강은 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존의 보수 및 보강공법의 성능을 개선하고자 콘크리트 표면의 강화 및 특히 내화학 성능의 향상을 위하여 개발되어진 내화학성적층보강공법 (Chemical Resistance of Laminating Reinforcement Method : CRM)을 적용하였다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 시험체에 대한 다양한 내구성 시험을 통하여 일반적인 보수 및 보강공법을 적용한 시험체 와의 비교분석을 통하여 결과를 도출하였으며 시험결과, 기존 보수 및 보강공법보다 CRM을 적용한 콘크리트 시험체의 내구성능이 향상되었는데 이는 에폭시계의 내산섬유보강 및 2중의 섬유계의 보강시트로 인한 적층효과로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.29-30
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• 2010

FRP를 이용한 콘크이트 보의 보수보강에서, 습윤 상태 시 에폭시의 접착 성늘 저하를 개선하기 위하여 무기계 충진제를 이용하여 부착성능을 개선하였다. 또한 무기계 충진제와 GFRP 사이의 보강 심지, 콘크리트와 GFRP를 결합시켜 주는 앵커로 2차 보강을하여, 콘크리트 보의 휨 성능을 연구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.131-136
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 콘크리트 표면에 매립하는 표면매립(NSM) 공법을 적용하여 콘크리트 구조물 보강을 수행하고, 콘크리트 내구성 증진 뿐 아니라 구조물 수명을 향상 시킬 수 있는 노후구조물 보수 보강 체계를 구축하고자 하였다. 이를 위하여, 표면매립 탄소섬유판 및 고성능 단면복구 모르터로 보강된 철근 콘크리트 부재를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 에폭시로 탄소섬유판을 매립 부착한 철근콘크리트 부재는 보강되지 않은 부재보다 초기 강성 및 휨강도가 현저하게 증가하는 것으로 나타났다. 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재는 탄소섬유판의 인장 파괴로 인하여 시작되며, 탄소섬유판의 저항능력은 매우 우수하며, 보강 효율이 우수한 것으로 나타났다. 탄소섬유판을 매립하고 표면부에 고성능 모르터로 단면을 복구하는 보강 방식은 보의 강성 및 내구성을 향상시킬 뿐 아니라 미관이 우수하여 보수와 보강이 혼합된 적절한 보강 방식으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.421-431
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• 2007

본 연구의 주 목적은 유리 및 탄소단섬유 (chopped fiber)와 에폭시 및 비닐에스터수지 (resin)를 외기에서 혼합하여 요철이 많은 콘크리트 표면에 고속의 압찰 공기로 랜덤하게 분사하여 기존 콘크리트 구조물을 보강하는 새로운 공법, 즉 sprayed FRP 보수보강 공법을 개발하는 것으로서, 본 연구에서는 sprayed FRP 보강을 위한 치적의 재료 물성치를 제시하고자 유리 및 탄소단섬유의 길이, 단섬유와 에폭시 및 비닐에스터수지의 배합 비율 등을 주요변수로 설정하여 재료 인장시험을 실시하였다. 또한 상기 재료 시험 결과를 바탕으로 sprayed FRP 공법을 이용하여 보강된 철근콘크리트 휨 보, 전단 보 및 손상 보의 보강 성능을 실험적 연구를 토대로 평가하였다. 그 결과, 유리 및 탄소단섬유의 길이 38 mm, 섬유와 수지의 배합 비율 1 : 2가 최적 물성치로 제안되었으며, sprayed FRP의 휨 및 전단 보의 보강 효과는 기존 FRP sheet와 유사한 보강 효과를 나타냈으며, 손상 보의 경우 최대 강도의 결과를 비교해보면 보강 보와 동등한 보강 효과가 나타났다. 기존 FRP 설계식의 적용 가능성을 분석해본 결과, sprayed FRP 휨실험체의 경우 기존설계식의 적용이 가능한 것으로 드러났으며, 전단실험체의 경우는 전단강도 저감계수 ${\alpha}=0.18$이 실험값과 근접한 범위 내에서 안전 측으로 설계가 되는 것으로 사료된다.