• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2023

최근 건설현장은 인건비 상승, 중대재해처벌법 등으로 인한 건설 현장 여건의 변화로 탈현장 여건으로 프리캐스트 부재 생산에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히, 프리캐스트 프리스트레스트 중공슬래브는 단면 내 중공형상을 두어, 중량감소 및 강연선을 통한 처짐 제어 등으로 구조성능은 확보하고 있으나, 현재 내화 성능 개선에 대한 미비한 연구 뿐만 아니라, 기업들의 근거 없는 당연내화구조 기준을 적용함에 내화성능 확보에 대한 시급성이 대두되고 있다. 이 연구에서는 기존 중공 슬래브와 비교하여 동등이상 구조성능, 경제성을 갖기 위하여 슬래브단면 내 중공 형상 최적화를 통해 단면 내 콘크리트 충진률 감소 및 상하부 플랜지 형상 개선으로 내화단면을 개발하였다. 이를 적용한 PC 중공 슬래브에 대하여 단면두께를 변수로 하여 2시간 내화시험을 진행하여, 실험결과 내화 성능(하중지지력, 차열성, 차염성)을 확보 하였다. 실험 결과 기반으로, 수치해석 시뮬레이션을 통해 내화모델링을 정립하여, 추후 단면형상 변경에 따라 내화 해석 예측이 가능한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.555-566
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• 2023

본 연구에서는 콘크리트 부재에 저온 적용을 위해 SOL-GEL 기법을 이용하여 제조된 열에너지 저장 복합상변화물질(CPCM)를 개발하였다. 코어는 테트라데칸, 지지재는 활성탄(AC)을 각각 사용하였다. 진공 함침법을 이용하여 AC의 다공성 구조에 테트라데칸 상변화 물질(PCM)을 함침시키고, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS)를 사용한 SOL-GEL 공정을 이용하여 제조된 복합체에 실리카 겔을 얇게 코팅하였다. CPCM의 열 성능은 시차주사열량계(DSC)과 열 중량분석(TGA)을 통해 분석했다. DSC 결과 테트라데칸 PCM은 용융 및 동결 온도가 각각 6.4℃ 및 1.3℃이고 해당 엔탈피는 각각 226J/g 및 223.8J/g인 것으로 나타났다. CPCM은 7.1℃ 및 2.4℃에서 용융 및 동결 과정에서 각각 32.98J/g 및 27.7J/g의 엔탈피를 나타내었다. TGA 시험 결과 AC는 500℃까지 열적으로 안정하며, 이는 120℃ 정도인 순수 테트라데칸의 분해 온도보다 훨씬 높은 것으로 나타났다. 또한, AC-PCM과 CPCM의 경우 각각 80℃와 100℃에서 열분해가 시작되었다. CPCM의 화학적 정성 분석을 위해 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광법을 이용하였으며, 그 결과 개발된 복합체가 화학적으로 안정함을 확인하였다. 마지막으로, SOL-GEL 공정 후 AC 표면에 실리카 겔의 얇은 층이 존재함을 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 AC와 CPCM의 표면 형태를 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.226-233
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• 2023

본 연구에서는 국내 레미콘 산업의 산업부산 CO₂ 활용기술 확보를 통한 CCUS 기술의 부상을 목적으로 기체 CO₂를 시멘트 모르타르, 콘크리트 등 시멘트계 재료에 직접 주입하여 사용하기 위해 총 2단계로 나누어 연구를 수행하였다. 1단계에서는 기체 CO₂ 사용에 따라 시멘트 모르타르의 물성에 미치는 영향인자를 도출하고, 영향인자에 대해 기준 배합과 동등한 물성발현을 위한 재료적 검토를 포함하였다. 1단계 검토결과, 물/시멘트비 조정 등이 일반적인 재료적 접근에 의한 물성확보는 한계가 있는 것을 확인하였으며, 이에 2단계에서는 CO₂ 사용방법, 시멘트 모르타르의 비빔방법 등 CO₂를 주입한 모르타르의 최적화에 대한 전반을 포함하였다. 기체 CO₂의 모르타르 주입 시 나타나는 물성변화에 대한 해결방안과 압축강도 성능증진을 위한 기체 CO₂의 최적 주입율 및 주입시간을 도출하였다. 그 결과, 일반 모르타르와 비교하여 최종 비빔 후 120초 이상의 추가비빔시간이 요구되는 것을 확인하였으며 유동성 및 압축강도 발현성능을 고려한 기체 CO₂의 적정 주입율은 시멘트량 중량 대비 0.1~0.2 %로 도출되었다. 기체 CO₂ 주입시간 증가에 따른 추가적인 강도증진효과는 나타나지 않았으며, CCUS 기술로써 활용되기 위해서는 CO₂ 고정화량 평가 등 미세분석을 통한 추가적인 검토가 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.169-178
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• 2024

최근 급격히 늘어나는 수소 에너지 수요를 감당하기 위해 안정적인 중·대규모의 지하 수소 저장 인프라가 필요한 가운데, 지하수소저장소에서의 가스 폭발에 따른 인접 건축물의 폭발 진동 안전성 평가가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 저심도 지하수소저장소의 수소가스 폭발 재난 시나리오를 가정하여 인근 건축구조물에 미치는 진동 안전성에 대한 수치해석을 수행하였다. 메타모델을 활용한 매개변수연구를 수행하여 지반물성 조합 별 지반 동적 거동 변화를 예측하고, 지반공학적 영향인자에 대한 민감도를 분석하였다. 수소 저장소 직상부에서는 지반의 단위중량이 폭발에 의한 지반 진동치 변화에 가장 큰 영향을 미치는 반면 저장소로부터 멀리 떨어질수록 지반의 동적 물성의 민감도가 높게 나타났다. 또한, 도출된 지반 진동치와 국내 발파진동 허용치 자료를 기반으로 지상 건축구조물들의 진동 안정성을 평가한 결과, 대형 철근 콘크리트 구조물의 경우 약 10-30m 수준의 이격거리 확보 시 지반진동 안전성이 보장되는 것으로 평가되었다.

• 한국농공학회지
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• 제11권4호
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• pp.1798-1802
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• 1969

이 실험(實驗)은 시멘트모르타트를 0.1N-NaOH의 알카리용액(溶液)에 침지(浸漬)시켜 alkali작용(作用)에 의한 모르타르의 부식(腐蝕)이 모르타르의 물리적(物理的) 성질(性質)에 미치는 영향을 구명(究明)하여 내고기성 모르타르 또는 콘크리트의 배합설계(配合設計)에 기초자료를 제시(提示)하고저 기도(企圖)하였던 바 이를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 공시체(供試體)는 5cm입방체(立方體)의 모르타르로서 그 배합비(配合比)(중량(重量))는 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:10의 5종(種)을 만들어 사용(使用)하였다. 나. 공시체(供試體)의 물리시험(物理試驗)은 재령(材令) 7일(日), 28일(日), 3개월(個月) 6개월(個月)의 압축강도시험(壓縮强度試驗)과 5시간(時間) 자비(煮沸)의 흡수율시험(吸水率試驗)을 하였다. 다. 알카리시험(試驗)에서는 0.1N-NaOh 용액(溶液)을 사용(使用)하고 7일간격(日間隔)으로 감량(減量)을 7주간(週間) 계속(繼續) 측정(測定)하였다. 라. 알카리작용(作用)에 의(依)한 모르타르의 부식(腐蝕)은 배합비(配合比) 1:1, 1:3에서는 전연(全然) 생기지 않았고 1:5와 1:7에서 7주후(週后) 각각(各各) 3.5%와 6.26%로서 미량(微量)이였으나 1:10에서는 36.6%의 상당(相當)한 감량율(減量率)이였다. 그러나 같은 농도(濃度)의 고산용액에서는 같은 침액기간(浸液期間)(7주간(週間))을 통(通)해서 감량율(減量率)을 보면 배합비(配合比) 1:1에서 20.4% 1:3에서 25.1%, 1:5에서 56.8%, 1:7에서 72.2% 그리고 1:10에서 92.0%이므로 알카리의 작용(作用)에 의한 모르타르의 부식(腐蝕)은 산(酸)의 작용(作用)에 의한 부식(腐蝕)에 비(比)해서 극(極)히 적다는 것을 알 수 있다. 마. 보다 내고기성 모르타르를 만들기 위하여 배합비(配合比)를 1:7 또는 더 부배합(富配合)이고 흡수율(吸水率)은 5시간(時間) 자비(煮沸)하였을 때 20% 이하(以下) 밀도(密度)는 $1600kg/m^3$이상(以上) 그리고 사용수량(使用水量)은 시공연도(施工軟度)을 감안하여 수밀성(水密性)을 높이기 위하여 될 수록 소량(少量)으로서 더욱 장기양생(長期養生)이 요망(要望)되었다. 한편 내산성(耐酸性) 모르타르의 품질(品質)은 내고기성 모로타르가 되므로 콘크리트의 배합설계(配合設計)에서는 내산성(耐酸性)의 품질(品質)을 유지(維持) 또는 향상(向上)시킴으로써 알카리의 작용(作用)에 의(依)한 피해(被害)를 면(免)할 수 있다고 본다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권1호
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• pp.21-29
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• 2014

삼축분광장치는 물질을 이루고 있는 자성 원소들의 거동, 즉 스핀 동역학을 측정하는데 적합한 장치로, 연구용 원자로 '하나로'에는 국내 유일의 냉중성자 삼축분광장치가 최근 설치되었다. 삼축분광장치는 중성자 빔을 제어하는 중성자광학 부품과 중성자 빔으로 인해 발생하는 방사선에 대한 차폐체로 이루어지며 이러한 부품은 수십 톤 중량의 기계구조물을 이룬다. 방사선 차폐는 중성자 빔 경로 이외의 방향으로 진행하는 중성자와 감마선을 효과적으로 막아 신호대 잡음비를 향상시키는 역할을 하며 구조물 내부의 방사화된 부품으로부터 발생하는 감마선을 차폐하여 장치 이용자의 피폭선량을 최소화한다. 그런데 설치된 냉중성자 삼축분광장치의 차폐체 중 전면부의 고하중으로 인해 장치 운영상 여러 가지 문제점이 발생, 전면 세그먼트 차폐체의 하중을 줄이는 구조개선이 불가피하였다. 이에 MCNPX 모의계산을 통해 냉중성자 삼축분광장치의 차폐체 최적화에 필요한 개선방향을 검토하였다. 상부 차폐체의 폴리에틸렌과 납의 추가 설치를 통해 전면 블록 차폐체 하중을 줄일 수 있는 최적 길이를 확인하였다. 그 결과, 전면 블록 차폐체의 높이 20%가 제거된 경우, 구조변경 전 대비 차폐체 상부에서 70% 수준의 감마선속이 나타남을 확인하였다. 하지만 높이를 줄일수록 전면 블록 차폐체의 하중을 줄일 수 있기 때문에, 차폐블록을 추가 제거하고 이에 대한 차폐능을 보상해 줄 방안으로 상부 납 차폐체의 위치 변화에 따른 중성자속과 감마선속을 예측해 보았다. 전면 블록 차폐체 높이의 35% 제거하고 상부 납 차폐체를 최하단부에서 10 cm에 설치한 경우, 전면 블록 차폐체 상부에서 감마선속이 각각 25%, 18% 증가하였다. 증가한 감마선속의 영향을 파악하기 위해 MCNPX 모의계산을 통해 공간의 감마선속 분포를 가시화하였다. 증가한 감마선속은 상부로 향하는 방향성을 띄며 이동하면서 소멸하여 검출기에 이르기 전에 낮아져 검출기와 실험자의 위치에 영향을 끼칠 수 없다고 판단하였다. 그래서 중성자속 및 감마선속과 고하중 문제를 동시에 해결할 수 있는 최적화 조건으로 차폐체 높이가 35% 제거되고 상부 납 차폐체가 10 cm 위치에 있는 경우를 선정하였다. 이 결과를 바탕으로 구조개선 작업을 실시하였으며 열형광선량계를 이용하여 콘크리트 차폐블록 외부에서 중성자와 감마선량을 측정하였다. 측정된 중성자 선량은 0.21 ${\mu}Svhr^{-1}$, 감마선량은 3.69 ${\mu}Svhr^{-1}$로 설계기준을 만족하였으며 피폭으로부터 실험자의 안전성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.19-30
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• 2012

사회적 생활 환경이 향상되고 도시개발이 안정화됨에 따라 신규 주택건설공사에 대한 요구는 점진적으로 감소하고 있다. 이에, 신축 보다는 정비를 통해 구조물의 사용수명을 연장시키는 리모델링의 중요성이 강조되고 있으며, 이와 관련된 많은 연구들이 진행중에 있다. 그러나 국내의 경우 리모델링 해체공사를 위한 구조해석 관련 기준이 미흡한 실정이다. 국내 보고된 리모델링 해체 공사도중에 발생한 사고중 슬래브 붕괴사고는 다수를 차지하고 있으며, 대형사고로 발전할 수 있는 위험성을 내포하고 있어 리모델링 해체공사에 적용할 수 있는 구조해석 관련 기준의 개발은 중요하면서도 시급하다. 슬래브의 경우 하중을 직접적으로 저항하기 때문에 균열에 취약해 질수 있고 균열이 발생할 경우 리모델링의 근본취지에 어긋남과 동시에 붕괴사고의 원인이 될 수 있으므로, 초기균열을 억제함은 상당히 중요하다고 볼 수 있다. 따라서 이 연구는 슬래브 구조물의 초기균열을 억제하기 위한 기준을 마련하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 슬래브 구조물의 구조적 거동과 관련된 주요 요소로는 구조물의 형상과 구조물에 작용하는 하중이 있다. 슬래브 구조물의 형상과 작용하중과의 상호관계를 파악하기 위해 국내 아파트 평면도를 분석하였으며, 해체잔해물의 단위중량, 콘크리트 강도 등과 관련된 자료를 분석하였다. 분석결과를 활용하여 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과 주요 하중요소인 해체잔해물의 적재제한높이 및 적재방법에 대해 검토할 수 있었다. 또한, 소형해체장비의 이동에 따른 슬래브의 구조적 거동을 파악하기 위해 동적, 정적 재하실험을 실시하였으며, 실험결과 이동하중에 따른 충격의 영향을 반영할 수 있는 충격계수를 결정할 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제11권1호
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• pp.1604-1615
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• 1969

본(本) 실험(實驗)은 cement mortar를 고산용액에 침지(浸漬)시켜 산(酸)의 작용(作用)에 의(依)한 모르타르의 부식(腐蝕)이 모르타르의 물리적성질(物理的性質)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하여 보다 내산성(耐酸性) 모르타르 또는 콘크리트의 배합설계(配合設計)에 기초자료(基礎資料)를 제시(提示)하고저 시도(試圖)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 공시체(供試體)는 5cm 입방체(立方體)의 모르타르로서 그 배합비(配合比)(중량(重量))는 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:10의 5종(種)을 제작(製作) 사용(使用)하였다. 나. 물리시험(物理試驗)에서는 재령(材令) 7일(日), 28일(日), 3개월(個月), 6개월(個月)의 압축강도시험(壓縮强度試驗)과 5시간(時間) 자비(煮沸)의 흡수율시험(吸水率試驗)을 하였다. 다. 산성시험(酸性試驗)에서는 0.1N-Hcl 용액(溶液)을 사용(使用)하고 7일간격(日間隔)으로 감량(減量)을 7주간(週間) 계속측정(繼續測定)하였다. 라. 물리적(物理的) 제성질(諸性質)인 배합비(配合比), w/c/비(比), 흡수율(吸水率), 압축강도(壓縮强度) 및 밀도간(密度間)의 상호관계(相互關係)는 다음식(式)으로 표시(表示)되었다. 1. 배합비(配合比)와 흡수율(吸水率)과의 관계(關係) Y=1.036X+13.53 여기서 Y : 흡수율(吸水率)(%), X: 배합비(配合比) 2. 배합비(配合比)와 w/c 비(比)와의 관계(關係) Y=0.214+0.204X 여기서 Y:w/c 비(比), X: 배합비(配合比) 3. w/c 비(比)와 흡수율(吸水率)과의 관계(關係) Y=5.01X+12.53 여기서 Y: 흡수율(吸水率)(%) X: w/c비(比) 4. 밀도(密度)와 흡수율(吸水率)과의 관계(關係) Y=50.6-0.0176X 여기서 Y: 흡수율(吸水率)(%) X: 밀도(密度)($kg/m^3$) 5. 밀도(密度)와 w/c 비(比)와의 관계(關係) Y=5.46-0.0024X 여기서 Y: w/c비(比) X: 밀도(密度)($kg/m^3$) 마. 7주간(週間) 0.1N-HCl 용액(溶液)에 침지후(浸漬後) 감량(減量)의 범위(範圍)는 배합비(配合比) 1:1에서 20.4%(最小), 1:10에서 9%(最大)이였다. 바. 감량(減量)과 물리적(物理的) 제성질(諸性質)과의 관계(關係)는 다음식(式)으로 표시(表示)되었다. 1. 감량(減量)과 배합비(配合比)와의 관계(關係) Y=8.59X+8.63 여기서 Y: 감량(減量)(%) X: 배합비(配合比)