• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.41-48
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• 2016

본 연구는 두 종류의 수축저감제를 혼입한 변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)의 압축, 인장 및 휨 특성을 평가하기 위하여 계획되었으며, 재령과 수축저감제의 종류 및 혼입률을 변수로 진행되었다. SHCC는 설계기준압축강도 50 MPa이며, 섬유는 PVA 섬유를 2.2% 혼입하였다. 배합에 혼입된 수축저감제는 상변이 물질로 수화현상으로 발생되는 열을 흡수 또는 방출하여 급격한 수축 및 팽창을 제어하는 물질이다. 수축저감제의 혼입에 대한 영향은 선변형 길이변화 실험과 압축, 인장 및 휨 성능의 측면에서 평가되었으며, 수축저감제를 혼입할 경우 초기 재령에서의 수축량이 감소되었다. 또한 수축저감제를 혼입함에 따라 균열 분산 성능과 인장 및 휨 성능이 개선되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.45-55
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• 2008

아스팔트 혼합물의 거동을 정확하게 예측하기 위하여 점탄소성 연속체 손상모형(이하 점탄소성 모형)을 개발하였다. 본 논문에서는 인장조건에서 점탄소성 모형의 개발과 4가지 혼합물(일반 밀입도, SBS, CR-TB, Terpolymer)을 이용한 모형의 검증과정을 다루고 있다. 모형 개발을 위해서 실내시험으로 측정한 아스팔트 혼합물의 전체 응답을 점탄성과 점소성 성분으로 구분하여 분석하였다. 점탄성 연속체 손상모형으로는 미세균열이 지배적인 상태에서 아스팔트 혼합물의 시간 의존적 거동을 해석하고, 고온 혹은 저속 하중 조건에서 발생한 영구변형(시간 종속과 비종속 성분을 모두 포함)은 점소성 모형으로 해석하였다. 변형률 분해 원리에 근거하여 각각의 모형을 통합하여 점탄소성 연속체 손상모형(VEPCD)을 개발하였다. 모형의 변수 결정을 위해서 직접인장시험을 수행하고 각각의 혼합물에 대한 선형 점탄성은 동탄성계수와 시간-온도 전이계수 그리고 위상각의 주곡선으로 정의하였다. 개발된 점탄소성 모형의 예측 성능을 평가하기 위하여 두 종류의 실내시험 실시하고 그 결과를 분석하였다 : 1) 단일 변형률 인장 시험, 2) 임의 하중조건을 모사한 피로 시험.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2006

이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.933-936
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• 2008

모르타르에 2 %이내의 합성섬유를 혼입함으로써 콘크리트의 수십, 수백 배에 달하는 인장변형률 경화거동을 보이는 ECC가 기존 연구에 의해 개발되었으며, ECC를 구조부재에 사용할 경우, 구조물의 성능개선이 매우 커질 것으로 판단된다. 그러나 ECC를 사용한 구조물을 설계할 때 중요한 요인인 ECC의 인장거동 관계 예측에 대해서는 많은 연구가 이루어지지 않았으며, 특히 보다 실제적인 인장거동 관계를 예측하기 위해서는 섬유분산성 등 실제의 균열면응력-변위 곡선을 고려한 연구가 필요하다. 따라서, 이 연구에서는 ECC의 인장거동 관계를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다. ECC의 인장거동 예측방법은 초기균열강도, 인장강도, 인장변형률을 구하는 과정으로 구성되는데, 보다 합리적이고 실제적인 ECC의 인장거동 예측을 위하여 균열면응력에서 가교작용에 기여하는 유효섬유의 개수를 섬유의 기울어진 각도와 섬유사이의 간격에 따라 예측하였다. 또한 극한인장변형률 예측을 위하여 화상처리기법을 사용하였다. ECC의 인장실험결과와의 비교를 통하여 예측방법의 타당성을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.55-63
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• 2012

이 연구에서는 타설 과정에서 낮은 점성이 요구되는 구조물에 적합한 낮은 점성을 가지면서 다중균열에 의한 변형률 경화거동을 보이는 고인성 섬유복합재료를 제조하기 위한 재료와 제조 방법을 제시하고자 한다. 섬유복합재료의 낮은 점성과 고인성을 얻기 위하여 미시역학과 파괴역학에 기반한 이론적 해석 방법과 제조 기법을 적용하였다. 2~3MPa 범위의 인장강도를 갖는 복합재료에 적합한 최적의 섬유 양과 길이, 그리고 섬유와 매트릭스의 계면 특성을 미시역학과 안정상태 균열 이론을 이용하여 해석적으로 구한 후 여섯 가지 배합을 결정하였다. 여섯 가지 배합으로 제조한 실험체는 실험을 통하여 점성과 일축인장 성능을 검증하였다. 실험 결과 굳기 전에는 그라우팅에 적합한 낮은 점성을 갖으면서 굳은 후에는 1.5% 이상의 고인성을 갖는 변형률 경화 섬유복합재료를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.455-462
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• 2016

본 실험적 연구는 고속 비상체 충돌 시 UHPC 외장재의 내충격성을 파악하는데 그 목적이 있다. 이 연구에서는 두께를 주요 변수로 UHPC과 화강암 패널 실험체에 고속충격을 가하여 실험체의 성능을 비교하였으며, 배면의 변형률을 기록하였다. UHPC는 외관이 우수하였으며, 내충격성도 화강암에 비해 우수하여 외장재로 사용하기에 적당하다고 판단된다. 비상체가 시험체에 충돌한 후 압축파가 배면에 도달하고 그 후 자유단 지점을 중심으로 인장파가 발생하여서 배면파괴를 일으킨 것으로 사료된다. 이러한 배면파괴 발생 메커니즘은 변형률 기록이 압축파구간, 보합구간, 인장구간으로 나누어지는 것을 통해 알 수 있다. 관통파괴 형태를 살펴보면 고속 충돌 시 전단력이 배면에 작용하여 파괴가 발생되는 shear plug 현상이 나타난 것으로 판단된다. 즉 충격하중에 대하여 배면의 파괴는 전단력과 인장응력에 의해 동시에 영향을 끼쳐 발생한 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.50-58
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• 2018

콘크리트 구조물의 사용성능을 검증하기 위하여 콘크리트와 철근의 상호 합성 작용에 대한 많은 정보가 필요한데, 균열폭 및 균열간격의 평가는 두 재료의 상호작용인 인장강화효과에 근거하여 이루어진다. 이 논문에서는 압축강도 80MPa 및 100MPa의 고강도 콘크리트에 D13 철근을 사용한 인장부재를 제작하여 직접인장실험을 진행하였다. 이를 통해 고강도 콘크리트의 인장강화 효과를 파악하였고 보통강도 콘크리트의 실험결과에 근거한 현행설계기준의 인장강화효과 평가가 부적절함을 확인하였다. 실험결과에 근거하여 고강도 콘크리트 콘크리트의 특성을 적절하게 반영할 수 있는 실험계수를 산정하였다. 또한 균열거동을 통해서 균열간격을 파악하고 이를 통해 고강도 콘크리트의 인장강화효과에 따른 철근변형률과 콘크리트 변형률 차이에 따른 균열폭을 확인하였다. 이 연구의 결과는 향후 고강도 콘크리트 부재의 인장강화 효과를 연구하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.31-37
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• 2017

최근에는 공사기간을 단축하기 위해서 데크플레이트 외에 half PC 슬래브의 사용도 점차적으로 증가하고 있는 실정이다. PC 슬래브 위에 후타설되는 topping concrete 의 건조수축 변형이 PC 슬래브에 의해 구속을 받게 되므로 topping concrete 에 건조수축에 의한 균열이 발생할 수 있다. 따라서 half PC 슬래브의 품질을 향상시키고 내구성능을 증가시키기 위해서 건조수축에 의한 half PC 슬래브의 거동을 사전에 정확히 예측하는 것이 중요하다. 하지만 아직까지 half PC 슬래브의 수축거동 예측에 관한 연구결과가 없는 실정이므로 본 연구에서는 half PC 슬래브를 대상으로 건조수축거동을 관찰하였으며, 크리프특성을 고려한 증분법에 의한 수축거동을 예측한 후 실측값과 비교하여 그 타당성을 검토하였다. 그 결과 건조수축의 구속작용에 의해 half PC 슬래브에 발생하는 인장변형률은 구속률 개념과 증분법을 적용하여 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.158-165
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• 2019

이 연구의 목적은 알칼리활성 슬래그 기반 섬유보강 복합재료를 보 부재의 재료로 활용하였을 때 휨거동을 해석적으로 분석하는 것이다. 7% 이상의 초고연성이 나타날 수 있는 알칼리활성 슬래그 기반 섬유보강 복합재료를 제조하기 위하여 재료 및 배합을 선정하였고, 재료의 압축강도와 인장성능을 평가하였다. 복합재료는 압축강도 32.7MPa, 인장강도 8.43MPa, 인장변형성능 7.52%를 나타내었다. 초고연성 복합재료로 구성된 보의 휨거동을 분석하기 위하여 4가지 단면에 대하여 비선형 단면 층상화 방법을 사용하여 해석을 수행하였다. 해석결과 초고연성 복합재료로 부분적으로 보강된 경우 8.0%, 콘크리트가 복합재료로 전부 치환되어 전체 보강된 경우 24.7%의 휨강도 증진효과가 있는 것으로 나타났다. 휨강도 증진 효과가 크지 않은 이유는 인장 연단의 변형률이 최대 1.38%로 초고연성 복합재료의 인장변형성능의 18.4%밖에 되지 않기 때문인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.223-234
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• 2016

이 연구에서는 노치 도입 인장시편을 사용하여 직접인장강도 실험을 통해 UHPC의 파괴거동을 살펴보고, 강섬유 혼입률에 따른 UHPC의 초기균열강도와 인장강도를 제안하였다. 실험결과 UHPC와 초기균열강도와 인장강도, 그리고 파괴에너지 등은 강섬유 혼입률이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 균열선단에서의 응집응력은 Barenblatt의 가정을 사용하여 결정되었으며, 이를 토대로 변형경화 현상이 발생하는 강섬유 혼입률이 1% 이상인 UHPC의 최대응집응력을 예측할 수 있는 간편식을 제안하였다. 인장강도는 강섬유 혼입률과 압축강도의 함수로 제안되었으며, 파괴에너지는 인장강도의 함수로 제안되었다. 제안된 간편식들은 실험값과 비교적 잘 일치하였으며, 향후 압축강도가 140~170 MPa이고, 강섬유 혼입률이 2% 이하인 UHPC에 적용가능 할 것으로 판단된다.