• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.569-576
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• 2022

본 연구에서는 유·무기계 자기치유재료를 기반으로 박테리아 펠렛과 고상캡슐을 각각 혼입하여 사용한 하이브리드 자기치유 콘크리트의 치유성능을 조사하였다. 치유성능 평가방법으로 정수위 투수시험을 적용하였으며, 평가지표로 치유율과 등가균열폭에 의해 산출된 치유된 균열폭을 활용하였다. 정수위 투수시험 결과 초기 균열폭이 0.3 mm일 때 MC-BP와 MC-SC의 치유율은 MC와 비교하여 2.1~3.0 %pt 높았으며, 하이브리드 콘크리트의 치유된 균열폭은 0.017~0.018 mm 증가하였다. 결론적으로, 두 가지 치유소재를 함께 사용하더라도 자기치유 성능은 크게 향상되지 않은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.122-129
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• 2019

콘크리트 구조물에서 균열은 수축, 수화열 및 외부하중 등에 의해 발생하는 불가피한 현상으로, 외부 유해인자를 콘크리트 내부로의 침투를 용이하게 하여 내구성을 크게 감소시킨다. 최근 스스로 균열을 치유하는 자기치유 콘크리트에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 또한 콘크리트에 발생하는 균열을 제어하여, 그 성능을 극대화하기 위한 자기치유 섬유 보강 콘크리트의 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 PVA 섬유를 혼입한 자기치유 모르타르를 제작하였다. PVA 섬유 혼입율에 따른 압축강도 및 휨 성능 평가를 수행하였다. 또한, 흡수율 실험을 통해 자기치유 성능평가를 수행하였으며, 시간에 따라 균열 폭의 감소로 흡수되는 수분의 양이 감소하는 것을 확인하였다. 자기치유 생성물 분석을 통해 PVA 섬유 혼입에 의해 탄산칼슘 침전이 더 유리한 것으로 확인되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.579-587
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• 2015

자기치유성능을 가지고 있는 자기치유제를 함유하고 있는 마이크로 캡슐을 콘크리트 표면의 고분자 매트릭스층에 적용하였다. 메타크릴레이트를 코어물질로 하고 폴리 우레아포름알데히드를 캡슐막 구성물질로 하는 미세캡슐을 고분자 매트릭스 안에 첨가하여 콘크리트 표면에 코팅하였다. 콘크리트 표면에 미세균열이 형성되고 전파될 때, 균열이 전파되는 위치에 있는 캡슐이 파괴되어 치유체가 균열면 사이로 흘러나오게 되고, 균열에 스며든 단량체가 햇빛에 의해 중합반응을 일으켜 균열이 자기치유 되는 현상을 고찰한다. 자기치유성능평가는 흡수성, 투수성 실험 및 광학현미경을 통한 관찰로 확인하였다. 결과적으로 제시된 자기치유시스템은 콘크리트 균열부의 부분적인 복원을 위해 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.24-29
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• 2018

콘크리트 자기치유를 목적으로 미생물 혼입 하이드로젤 지지체 첨가에 따른 콘크리트의 특성을 검토하였다. 자기치유 콘크리트의 슬럼프 측정결과, 모든 배합조건에서 목표슬럼프를 만족하였으나, 하이드로젤 지지체의 혼입량 증가에 따라 슬럼프 감소가 있었다. 하이드로젤 지지체 혼입에 따른 공극률의 변화는 미미하였다. 자기치유 콘크리트의 압축강도 평가결과, 하이드로젤 지지체의 혼입은 강도에 영향을 미치지 않았다. 하지만 동일 배합조건하에서 시험체간의 분산값이 하이드로젤 지지체 혼입량 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 하이드로젤 지지체의 혼입에 따른 자기치유 콘크리트의 투수시험 결과, HC-B1.5 배합의 경우 최대 45.6%의 투수계수 회복율을 나타내어 하이드로젤 지지체의 혼입이 투수계수 감소에 효과가 높은 것으로 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.375-382
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• 2021

자기치유 콘크리트는 직접적인 보수보강 없이도 스스로 구조물의 균열을 치유하여 효율적으로 콘크리트 구조물의 수명연장이 가능하다는 측면에서 각광받고 있다. 현재 자기치유 콘크리트는 전 세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있는 분야이지만 대부분의 연구는 치유 성능의 향상에 초점을 맞추고 있기 때문에 객관적으로 치유성능을 평가하는 방법은 부족한 실정이다. 자기치유 콘크리트의 성능평가에 활용하기 위해 기체확산실험 방법이 개발된 바가 있지만, 시편의 포화도 및 실험시의 온습도 등과 같은 환경조건의 통제가 필요하다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기체 확산 실험시에 필요한 환경조건을 대폭 완화하여 적용성을 향상시키고자 하였다. 아울러 실험시간을 단축시키고자 사전 안정화 과정을 도입하였고, 약 20분이내의 실험시간에서 3%이내의 오차 수준으로 균열폭의 추정이 가능하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.577-583
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• 2022

본 연구에서는 고로슬래그 미분말, 팽창재 및 무수석고로 이루어진 무기계 자기치유 소재를 사용하여 제조한 자기치유 모르타르의 특성을 조사하였다. 무기계 치유재료의 사용량이 다른 3종류의 자기치유 모르타르를 대상으로 압축강도를 측정하고 정수위 투수시험를 통하여 치유성능을 평가하였다. 치유성능 평가지표로 균열유도재령애 따른 치유율과 등가균열폭을 활용하였다. 자기치유 모르타르의 압축강도 발현, 치유재령에 따른 치유율 변화와 경제성을 고려하여 무기계 혼합재의 최적 사용량을 시멘트 질량 대비 20 %로 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.267-273
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• 2017

최근 콘크리트 구조물의 유지보수 문제가 대두되면서 구조물에 발생하는 균열을 스스로 치유하는 자기치유 기술이 활발히 연구되고 있다. 현재 자기치유 콘크리트의 치유 성능 평가에 투수시험이 널리 사용되지만, 이와 관련된 표준화된 방법이 없어 시험결과의 비교에 어려움이 있다. 또한 콘크리트의 자기치유 성능은 초기 균열폭에 큰 영향을 받는데, 콘크리트의 균열폭 측정을 위한 표준화된 방법도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 정수위 투수시험 장치를 이용하여 수두차와 균열폭이 유출수량에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 투수 실험 결과의 회귀 분석을 통해 유출수량과 초기 균열폭의 상관관계식을 제안하였으며, 제안된 식을 이용하여 예측한 모르타르 시편의 균열폭이 광학현미경을 이용하여 측정한 실제 균열폭과 잘 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.568-575
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• 2023

본 논문은 스마트 시티 구축을 위한 핵심 기술로서 자기치유 기술을 적용한 프리캐스트 콘크리트의 품질 특성과 치유 성능을 평가하는 것을 목표로 하였다. 연구 결과는 하이브리드 캡슐을 혼합한 프리캐스트 콘크리트가 슬럼프와 공기량에서 감소하는 경향을 보이며, 이는 품질 특성에 일정한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 슬럼프는 최대 14 %, 공기량은 최대 9 % 감소하였다. 또한, 하이브리드 캡슐을 혼합한 콘크리트는 압축강도와 휨강도에서 각각 최대 16 %와 18 % 감소하는 결과를 보였다. 그러나 하이브리드 캡슐을 혼합함으로써 균열 치유 성능이 증진되는 결과를 얻었다. 정수위 투수 시험을 통한 평가에서, 치유기간 28일 후 0.3 mm 균열 폭의 치유율은 혼합률이 증가함에 따라 향상되었으며, 하이브리드 캡슐의 혼합률 1 %, 3 %, 5 %에서 각각 약 16 %, 25 %, 32 %의 치유율 향상이 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.501-511
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• 2009

이 연구는 콘크리트구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화와 콘크리트구조물의 장기 수명화를 목적으로 번잡한 검사나 보수작업을 필요로 하지 않고, 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검 등이 필요 없이 미생 물의 생체광물형성작용을 이용하여 콘크리트 그 자체에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 내용이다. 이 논문은 콘 크리트에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 연구 중 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 미생물의 생체광물형성작 용(biomineralization)을 이용한 자기치유 콘크리트 개발에 관한 기초적 연구로서, Sporosarcina pasteurii가 탄산칼슘을 석 출시키는 biomineralization을 이용하여 미생물이 신진대사 작용을 할 때의 탄산칼슘 석출 반응에 의한 세포 외에 다른 화합물의 생성, 탄산염광물의 석출 및 모래표면을 고화시켜 모래의 입자를 접착하는 바인더로서의 이용을 검토 하였다. 그 결과 새로운 광물 형성 및 모래표면의 고화가 어느 정도 가능한 것이 확인되었으며, 또한 유기(미생물)·무기(CaC$O_3$) 복합 구조를 가진 calcite에 의해 균열의 보수도 어느 정도 가능한 것이 기초실험을 통해 확인할 수 있었다. 따라서 콘 크리트구조물에 이러한 미생물의 신진대사 작용에 따른 생체광물형성작용의 이용은 미생물과 같이 완성된 진정한 의미 의 자기치유 콘크리트가 될 것으로 사료되며, 이러한 미생물의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.143-151
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• 2020

최근 자기치유 콘크리트의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 구조물의 유지관리에 활용하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다. 하지만 자기치유 콘크리트의 기술적인 발전과는 달리, 성능을 평가하기 위한 방법은 불충분한 실정이다. 비록 표면관찰과 투수실험을 통해서 균열의 치유를 관찰하는 방법이 널리 실행되고 있지만, 현미경 관찰을 통한 표면관찰 방법은 국부적인 지점의 관찰은 전체적인 성능을 평가하기에는 불충분할 수 있으며, 투수실험의 경우에는 물질용출 및 점성으로 인한 손실을 고려해야 한다. 상기의 두 실험방법의 단점을 보완한 기체확산실험이 개발되었지만, 실제 치유가 발생한 시편을 대상으로의 검증은 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 치유가 발생한 모르타르 시편에 대해 기체확산실험을 진행하였고, 기체확산실험에 의한 자기치유 평가의 적정성을 검증하였다.