• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.559-567
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• 2005

본 연구는 혼화재료(실리카퓸, 플라이애쉬, 고로슬래그)를 사용하여 교면 포장에 적용할 고성능 콘크리트의 최적배합비를 도출하기 위하여 실시되었다. 최적배합비를 도출하기 위하여 실리카퓸, 플라이애쉬, 고로슬래그의 세가지 혼화재료를 고려하여 통계학의 최적화 기법인 Box Behnken 설계 방법을 사용하였다. 압축강도와 염소이온투과저항성 시험을 실시하였으며 시험 결과를 기초로 최적의 배합비를 도출하였다. 도출된 최적배합은 기술적으로 분석하였으며 시험 결과는 교면포장을 위한 고성능 콘크리트 성능 기준과 비교하였다. 최적배합은 만족할 만한 성능을 보여주었다. 또한 최적배합으로 도출된 고성능 교면포장 콘크리트는 재료의 가격뿐만 아니라 모빌믹서를 사용하지 않고 일반 믹서를 사용하기 때문에 시공비용도 감소시킬 수 있다.

• 레미콘
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• 7호통권68호
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• pp.41-51
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• 2001

• 한국도로학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.13-24
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• 2004

국내의 각종 시방서 및 지침에 수록되어 있는 기존 마샬 배합설계 방법은 일본 도로공단의 규격을 도입하여 사용한 것이다. 이러한 배합설계 방법은 최근의 도로 포장의 공용성에 많은 문제점을 야기시키는 원인 중의 하나로 인식되어지고 있다 따라서 현재 외국의 배합설계 과정에서 가장 많이 이용되고 있는 용적 개념의 도입을 통해 개선된 마샬 배합설계 방법을 제시하고자 한다. 본 연구를 통해 개선된 배합설계 방법은 공극률 4%에 해당하는 아스팔트 함량을 예비 최적 아스팔트 함량으로 결정한 후 포화도, VMA(골재 간극률), 안정도, 흐름값의 마샬 물성치를 만족하면 이를 최적 아스팔트 함량으로 정하는 방법이다. 이러한 배합설계 방법은 기존 방법에서는 고려하지 않는 VMA 값을 도입하였으며, 현장에서 오차가 많이 발생되는 마샬 안정도 시험을 설계 요소가 아닌 검토 요소로 정함으로써 배합설계의 오류를 줄이는 방법이다. 실내 실험을 통한 기존 방법과 개선 방법의 비교 결과. 공극률을 제외한 최적 아스팔트 함량, 밀도, 안정도, 그리고 흐름값의 마샬 물성치에서는 비슷한 결과값을 나타내었다. 이는 개선 방법을 적용할 때 다른 마샬 물성치들은 큰 변동이 없이 일정한 공극률을 가지는 혼합물 생산이 가능하다는 것을 나타낸다. 따라서 개선된 마샬 배합설계 방법은 현장에서 일정한 공극률(4%)을 가지는 혼합물의 생산을 가능하게 하고, 이는 아스팔트 혼합물의 품질 향상에 큰 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4832-4836
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• 2012

일반적으로 아스팔트 혼합물 배합설계는 많은 시간과 실험이 필요하다. 또한, 정밀한 배합설계 결과는 실험하는 사람의 숙련도와 밀접한 상관관계가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Bailey는 아스팔트 혼합물용 골재입도에 대한 연구를 통해 골재입도곡선에서 특정한 크기의 골재의 입도 및 통과중량비가 중요함을 제시하였다. 본 연구에서는 Bailey가 제안한 방법을 이용하여 19mm 밀입도 아스팔트 혼합물 및 미연방도로국의 배수성포장(PA 20mm) 혼합물에 대한 배합설계를 시행하였다. Bailey 방법을 이용한 아스팔트 혼합물용 골재입도 결정방법은 기존에 시행착오를 통합 배합설계방법에 비해 좀더 짧은 시간에 최적배합설계를 수행할 수 있음을 확인하였다. 19mm 밀입도 아스팔트 혼합물의 CA, $FA_c$, $FA_f$는 0.724, 0.440 및 0.455로 기준값을 만족하였다. PA 20mm 아스팔트 혼합물의 계산된 CA, $FA_c$, $FA_f$는 0.646, 0.476 및 0.450으로 기준값을 만족하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.377-383
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• 2007

최근 콘크리트의 품질과 구조물의 신뢰성을 향상시키기 위해서 고성능콘크리트의 현장 적용이 늘고 있다. 이러한 고성능콘크리트의 배합 설계 방법으로는 모르타르-굵은골재 2상계 배합 이론과 페이스트-골재 2상계 배합 이론이 있다. 이 중 모르타르-굵은골재 2상계 배합이론은 모르타르의 레올로지 특성을 부여함에 있어 반복적인 실험을 통해서 그 값을 결정해야 하는 문제점을 가지고 있다. 페이스트-골재 2상계 배합 이론은 최적 잔골재율과 단위결합재량과의 관계 및 콘크리트의 충전성을 확보할 수 있는 한계 골재 용적비 등이 고려되어 있지 않아 고성능콘크리트에의 적용 예가 없는 실정이다. 또한 이들 고성능콘크리트의 배합 설계 이론은 일반콘크리트와는 달리 유동성 및 충전성에 중점을 두고 있어 배합 설계에서 강도 특성을 고려하지 않고 있으며, 사용 재료의 단위량은 일반콘크리트와 같이 시행착오법으로 결정하고 있다. 이에 본 연구에서는 고성능콘크리트의 배합 설계에 최대 밀도 이론을 도입하여 사용 골재의 공극이 최소가 되는 최적 잔골재율 산정으로 배합 설계 시 시행착오를 줄이고, 강도를 고려한 최소 단위 결합재량의 결정으로 강도와 유동성을 동시에 만족할 수 있는 합리적이며 간편한 고성능콘크리트의 배합 설계법을 제안하고자 하였다. 연구 결과 본 연구에서 제안된 배합 설계법은 최소 공극을 갖는 최적 잔골재율 사용과 최소 단위 결합재량 이상의 결합재를 사용함으로써 시행착오를 줄일 수 있어 자기충전성을 갖는 고성능콘크리트를 간편하게 제조할 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.65-73
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• 2004

마샬배합설계에서 얻어지는 안정도나 흐름은 혼합물의 역학적 특성을 제대로 반영하지 못하며 소성변형과의 상관성이 낮다. 그러므로 안정도나 흐름의 기준을 통과하는 배합으로 제조한 혼합물에서도 소성변형이 많이 발생된다. 따라서 본 연구의 목적은 국내에서 이용되는 마샬 방법과 미국의 수퍼페이브 방법으로 배합설계를 수행하여 각 방법의 혼합물 특성치의 차이점과 문제점을 확인하는데 있다. 이를 위하여 골재 세 종류, 한 종류의 아스팔트(AC 60-80), 두 종류의 골재 입도(19mm, 13mm)를 각각의 배합설계방법에 사용하여 총 12종류의 혼합물을 배합설계를 수행하여 최적아스팔트함량을 결정하였다. 이 결정된 최적아스팔트 함량으로 혼합물을 제조하여 특성치를 비교 분석하였다. 그 결과, 마샬 방법을 통해 결정된 아스팔트 함량이 수퍼페이브 방법에 의 한 함량보다 0.1$\sim$0.3% 포인트 정도 높게 나타났다. 이것은 마샬 방법이 수퍼페이브 방법보다 아스팔트 함량을 높게 결정되도록 골재입도가 주어졌기 때문인데 이것이 소성변형에 상대적으로 취약한 직접적인 원인이 되는지는 더 많은 연구가 필요할 것이다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.468-474
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• 2010

최근 국내에서 연약지반개량을 위하여 적극 도입되기 시작한 차세대 지반처리기술인 경량혼합토공법의 배합설계에 대한 고찰을 하였다. 경량혼합토는 건설잔토나 준설토 및 현장에서 발생하는 점토나 실트질 흙을 사토처리 하지 않고 현장에서 유용할 수 있는 매우 경제적이고 환경적인 공법으로서 일본에서는 지난 10여년에 연간 수백만톤의 경량혼합토를 생산하여 건설현장에 적용한 실적을 보유하고 있다. 특히 폐자원(폐타이어가루, 왕겨)을 경량혼합토에 첨가하여 건설재료 재활용을 위한 역학적 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 경량혼합토를 제작하기 위해 필요한 배합설계변수인 원료토의 중량, 함수비 및 기포재와 첨가할 물의 양, 그리고 강도를 발현하기 위하여 필요한 고화재로서 시멘트첨가량에 대한 최적의 배합설계에 대한 분석을 하였다. 지금까지 제안된 시멘트함유량은 초기의 경량혼합토 목표강도가 주어지면 원료토의 조건에 따라 원하는 비중과 강도를 토대로 적절하게 현장에 적합하게 결정하는 단계에 있으나 일부 현장에서 지나친 목표강도 설정으로 과대한 시멘트를 사용하는 사례가 많아 국가적으로 막대한 손실을 초래하고 있다. 본 논문에서는 경량혼합토의 목표강도을 분석하고 그에 따른 최적의 시멘트함유량을 제시하고자 한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.204-212
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• 2012

경량혼합토는 건설잔토나 준설토 및 현장에서 발생하는 점토나 실트질 흙을 사토처리 하지않고 현장에서 유용할 수 있는 매우 경제적이고 환경친화적인 재료이다. 최근에는 페자원(폐타이어가루, 왕겨)을 경량혼합토에 첨가하는 건설재료 재활용에 관한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구에서는 경량혼합토를 제작하기 위해 필요한 배합설계변수인 원료토의 중량, 함수비 및 기포재와 첨가할 물의 양, 그리고 강도를 발현하기 위하여 필요한 고화재로서 시멘트첨가량에 대한 최적의 배합설계에 대한 분석을 하였다. 이를 위하여 일축압축시험에 의한 응력-변형 거동과 양생기간 및 성분비에 따른 강도분석, 폐기물 성분비에 대한 실험강도 비교분석을 수행하였다. 마지막으로, 합리적이고 경제적인 배합비 산출을 위하여 경량혼합토의 목표강도를 결정하고 최적의 배합설계 변수를 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.708-711
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• 2010

본 연구에서는 경량혼합토 배합설계변수인 원료토의 중량, 함수비 및 기포재와 첨가할 물의 양, 그리고 강도를 발현하기 위하여 필요한 고화재로서 시멘트첨가량에 대한 최적의 배합설계에 대한 분석을 하였다. 분석을 위해 폐타이어가루와 왕겨를 각각 혼합한 경량혼합토의 압축강도를 비교 분석하였다. 왕겨혼합토는 함유량 3%에서 최대강도가 발현되는 반면 폐타이어혼합토의 경우 함유량 6%에서 최대강도를 보여주었다. 현장에서 설계기준을 만족하기 위한 시멘트비와 폐성분을 적절히 혼합하면 합리적이고 경제적인 배합비를 산출할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.26-38
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• 2020

자기 충전형 콘크리트의 배합물 설계는 전형적인 다기준의사결정의 과정이다. 본 연구에서는 실험설계법과 반응표면법을 이용하여 SCC 배합물 전산 설계가 가능하도록 재료성능 및 비용모델을 생성하고, 요구조건을 반영한 여러 성능 사이의 상대적 중요도를 산정하여 가중 다목적 설계문제로 정식화하여 수치최적해를 계산함으로써 비용효율을 고려한 SCC최적설계를 수행하였다. 실험비용과 시간을 고려하여 SCC의 수많은 요구성능 중 압축강도, 철근충전성, 재료분리저항성, 비용정보 등을 다목적 최적화의 목적함수로 설정하였다. 재료경제성을 최적재료설계프로세스에 합리적으로 반영함으로써 경제적 콘크리트배합설계를 수행할 수 있었으며, 본 연구 결과 실험점 계획에서부터 최적해 산출에 이르는 과정을 객관적인 프로세스로 구성함으로써 콘크리트 범용 최적재료설계기술 및 전산화를 기대할 수 있다.