• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.79-85
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• 2016

방사성폐기물 처분시설 공학적방벽을 구성하는 콘크리트는 주변 환경의 영향으로 내구 수명에 영향을 받게 된다. 현재까지 개발된 수치해석 모델 및 실험을 통하여 방사성폐기물 처분시설 공학적방벽 소재로 가장 널리 사용되는 콘크리트에 대해 주변환경을 고려하여 그 영향을 살펴보았다. 본 연구에 해당하는 철근 콘크리트 구조물은 지리적으로 해안과 인접한 지하수 포화대에 위치하고 있다. 일반적인 철근콘크리트 구조물의 가장 민감한 열화인자인 염해에 의한 철근부식에 대한 영향을 염화물 확산모델을 이용하여 평가한 결과 철근 부식 개시기간이 1,284년이며, 최종적으로 구조물이 내구수명을 상실하는데 도달하는 시간은 1,924년인 것으로 예측되었다. 또한, Mock-up 실험을 통해 공극분포, 공극률, 부식정도 등 물리화학적 특성을 평가한 결과 콘크리트 내 철근 부식정도는 미비한 것으로 나타나 500년 이상의 상당히 오랜 기간 건전성을 유지할 수 있는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.299-306
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• 2014

콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결하기 위하여 코팅철근이 사용된다. 에폭시 코팅 철근에 비해 아연코팅철근의 콘크리트 보의 휨 거동 영향에 대한 자료는 거의 없는 실정이다. 이 연구의 목적은 아연코팅철근이 콘크리트 보의 휨 거동에 미치는 영향을 파악하는 데 있다. 아연코팅철근을 사용한 부재와 일반철근을 사용한 부재의 구조실험을 통하여 휨 거동 특성을 비교하였다. 실험변수로써 철근의 아연코팅 유무, 사용 철근비와 피복 두께를 고려하였다. 아연코팅철근 콘크리트 보의 균열패턴, 균열폭, 처짐 및 변형률 특성을 파악하였다. 아연코팅철근 콘크리트 보의 휨강도는 일반철근 콘크리트 보의 휨강도와 거의 차이가 나지 않는다. 철근표면의 아연코팅은 처짐, 균열폭 비교 결과에도 뚜렷한 영향을 미치지 않는다. 또한, 아연코팅철근 보와 일반철근 보의 하중-변형률 곡선은 비슷한 결과를 나타낸다. 따라서, 전반적으로 아연코팅철근의 사용은 일반철근을 사용할 때에 비해 콘크리트 보의 휨 거동에 악영향을 미치지는 않는 것으로 나타난다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.681-687
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• 2008

이 연구는 적외선 열화상을 이용하여 철근의 부식을 정량적으로 파악하는 기법을 개발하는 것이다. 연구 진행 과정에서 전기적 가열방법이 실험 데이터에 지대한 영향을 끼치는 것을 발견했다. 가열접촉 방법에 대한 여러 실험적 연구를 통하여 실험 데이터의 신뢰성 확보와 효율적인 연구를 추구하였다. 사각어스클램프를 이용하여 철근을 가열하였을 때 철근의 온도변화를 통해 집게어스클램프보다 표면저항이 적다는 것을 입증하였다. 또한 접촉 방법의 표준화를 위해 토크렌치를 활용한 실험을 진행하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.43-44
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• 2012

Deterioration factors such as CO₂ and chloride ions cause steel corrosion in RC structures. The diffusion of these factors depends on the water content in concrete. To examine the moisture condition of concrete, this research considers the availability of the steel effect ratio, which is calculated by Resistivity Estimation Model (REM). It is concluded that the steel effect ratio is expected to be available as a quantitative evaluation method in the assessment of concrete layer resistivity.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.184-191
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• 2023

철근 콘크리트 구조물은 부식이 증가함에 따라 부식생성물로 인한 균열이 발생하고 하중저항 능력이 감소한다. 본 연구에서는 140시간 동안 촉진염해시험(ICM)을 적용하여 부식을 유도하였으며 부식 전후의 초음파속도 변화, 휨파괴 하중, 부식생성물량을 평가하였다. 피복두께를 3수준(20 mm, 30 mm. 40 mm)으로 고려하였는데, 피복두께가 증가할수록 균열발생시기 및 부식생성량이 증가하였다. 또한 초음파 속도는 피복두께의 감소 및 부식생성량의 증가에 따라 뚜렷한 선형관계를 가지고 감소하였다. 휨파괴 하중의 경우 부식에 따라 10 % 이상 휨하중이 감소하였으나, 명확한 상관성을 도출할 수 없었는데, 이는 부식률이 작으므로 철근단면적의 감소 영향보다 슬립에 의한 영향이 크기 때문이다. 피복두께가 증가함에 따라 부식생성량 및 초음파 속도는 뚜렷한 선형관계를 가지고 변화하였으며, 부식으로 인한 균열발생 시간은 평가된 전류의 기울기를 분석하여 추측할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2024

다공성인 콘크리트에서는 외부의 수분 및 염화물 유입이 발생하며, 이는 매립된 철근의 부식을 야기한다. 본 연구에서는 촉진부식실험(ICM: Impressed Current Method)를 이용하여 10 V의 전압을 인가하였으며, 이에 따라 10 % 수준까지 부식량을 조절하였다. 부식량은 부식전류량 누계와 선형적인 관계가 도출되었으며, 균열의 영향으로 부식 유도 시간에 따라 2차 함수의 형태로 증가하였다. 부착응력에 대해서는 OPC 콘크리트에 대해서는 부식량 3.0 % 이후 급격한 부착응력의 감소가 발생하였다. 또한 치환률 30 %의 슬래그 콘크리트에서는 일반 콘크리트에 비하여 51.4~71.6 %의 낮은 부식량을 나타내었으며 5일간의 촉진실험에도 일정 수준의 부착강도를 유지하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.685-688
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• 2008

콘크리트는 압축에 강한 특성을 지닌 재료이지만, 인장 및 휨강도가 낮고 균열에 대한 저항성이 약한취성재료라는 단점을 가지고 있어 이에 대한 보완책으로서 철근이 사용되어 왔다. 하지만, 포러스콘크리트는 내부에 존재하는 다량의 연속공극으로 인하여 철근보강시 철근이 공기에 노출되어 부식되는 문제점을 보이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 강섬유를 혼입과 목표공극률에 따른 공극률, 압축강도,휨강도 및 휨인성 특성을 검토하였다. 실험결과, 강섬유의 혼입에 따른 실측공극률은 증가하는 것으로 나타났으며, 강도특성에서는 강섬유의 혼입률이 증가 함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나 일정량 이상의 섬유가 혼입되었을 경우에는 강도가 오히려 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 휨인성평가에서는 강섬유를 혼입하지 않은 포러스콘 크리트에 비하여 처짐변형 성능이 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 강섬유를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도 및 휨저항성능 향상재료로 사용가능성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.161-169
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• 2011

본 연구에서는, 철근 밀집 감소, 노무비 및 보수 보강비 절약, 향상된 부식 저항성, 공기 단축 등의 장점을 가지고 있는 고성능 철근으로 휨 보강된 이방향 슬래브를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 상부 휨철근비, 기둥 인접부 휨철근의 집중배근, 강섬유 보강 콘크리트의 타설을 변수로 하여 실험하였고, 펀칭 전단강도 및 균열후 강성을 일반 철근 및 GFRP bar로 휨 보강된 슬래브의 펀칭 전단실험 결과와 비교하였다. 또한, 휨철근의 변형률 분포 및 균열제어 효과 등을 비교, 분석하였고, 휨철근비 계산을 위한 유효폭 산정 방법을 검토하였다. 고성능 철근의 사용으로 펀칭 전단강도가 향상되었고, 휨 철근량을 감소시킬 수 있었다. 기둥 인접부 휨철근의 집중배근을 통해 철근비의 감소 때문에 작아진 강성을 회복시킬 수 있었고, 훌륭한 변형률 분포 및 균열제어 효과를 나타내었다. 또한, 기둥 인접부에 대한 강섬유 보강 콘크리트의 타설은 펀칭 전단강도의 증가와 균열 제어에 탁월한 효과를 보였다. 휨철근비 산정을 위한 유효폭은 기둥면으로부터 슬래브 두께의 2배 이상으로 확대하는 것이 합리적이라 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.245-253
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• 2009

콘크리트 내 철근부식상에 있어 염화물이온의 중요성은 임계염화물농도 (CTL)로서 나타내어진다. CTL은 철근을 둘러싼 부동태피막의 파괴를 유지하게끔 하는데 필요한 염화물량으로 정의되며 염화물량이 CTL에 도달할 경우 철근의 부식은 시작된다. CTL의 중요성에도 불구하고 기존의 콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 위한 염화물량은 1 $m^3$의 단위체적당 1.2 kg 혹은 시멘트 중량당 0.4%로서 제시되고 있으며 이는 염해부식환경하의 다양한 환경 인자에 따른 한계치 설정에 대한 불확실성을 고려하지 않은 값이라 할 수 있다. 본 논문에서는 부식개시의 지표로서 결합재의 특성에 따른 부식저항성 및 부식진전에 따른 비율에 대하여 실험연구를 수행하였다. 실험시편으로는 직경 10 mm의 원형 철근을 모르타르 내 몰드에 삽입하여 OPC와 40%OPC+60%GGBS, 70%OPC+30%PFA 및 90%OPC+10%의 SF을 치환한 시편에 대하여 W/C=0.4의 조건으로서 실험을 수행하였다. 각 시편에는 다시 10단계 (0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder)의 내재염분 농도조건을 부여하여 부식전류를 측정하였다. 시편은 28일 양생을 하였으며 수분손실 및 염분손실을 방지하고자 폴리에틸렌 필름을 이용한 도포양생을 수행하였다. 선형분극저항 측정법에 의한 실험결과로서 각 결합재 치환률에 따른 부식임계치가 결정되었다. 또한 OPC, 60%GGBS, 30%PFA 및 10%SF의 혼입치환률을 적용한 시멘트 모르타르의 CTL 값은 시멘트 중량당 1.6%, 0.45%, 0.8% 및 2.15%의 총염화물 농도로 나타나고 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.843-854
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• 2013

이 논문에는 PS강연선이 부식된 PSC보부재의 극한휨거동을 평가하기 위해 수행한 실험연구를 수록하였다. 프리스트레스 감소와 PS강연선의 단면적 감소가 PSC보의 휨강도에 미치는 영향을 평가하기 위해 5개의 PSC보부재를 이용하여 정적하중 재하실험을 수행하였다. 두 개의 PSC보부재는 드릴을 이용해 덕트 내부에 있는 PS강연선 표면을 노출시킨 후 부식촉진장치를 이용해 인위적으로 PS강선들을 부식시켰다. 실험부재의 파괴시까지 정적하중을 재하하면서 철근과 콘크리트의 변형률, 그리고 중앙부의 처짐량 변화를 측정하였으며 또한 음향센서를 콘크리트표면에 부착하여 부식된 PS강선의 파단을 모니터링하였다. 실험결과를 토대로 PS강선이 부식된 PSC보부재의 휨강도 평가방법을 분석하였다. 또한, 사용하중 작용시 후긴장된 PSC보부재 내부의 PS강연선의 부식 여부를 조기 예측할 수 있는 방법을 고찰하였다.