• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.289-296
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• 2018

본 연구에서는 LCD 산업의 발전으로 인하여 제조 공정으로부터 발생되는 산업폐기물인 LCD 폐유리 미분말을 활용하여 시멘트 대체재로서 활용 가능성과 성능을 평가하였다. 실험은 OPC와 $5{\mu}m$의 입경을 가진 LCD 폐유리 $12{\mu}m$의 입경을 가진 LCD 폐유리를 각각 10%, 20% 시멘트와 치환하고 제작하여 실험을 통해 콘크리트의 기초 물성 및 역학적 특성 그리고 내구성 평가를 실시하였다. 실험결과 압축강도에서 20%에 비해 10%의 치환율에서 높은 강도가 나타났으며. 입경이 낮을수록 높은 강도를 보였다. 내구성 평가는 염소 이온 확산계수를 통하여 염화물 침투성능을 평가하였는데, 치환율이 높을수록 그리고 입경이 작을수록 낮은 염소 이온 확산계수가 나타내었고, 모든 치환율에서 OPC 보다 좋은 결과값을 나타내었다. 결국 낮은 조립율 및 적정 혼입율을 갖는 LCD 폐유리 콘크리트는 염해환경 하 내구성 확보에 유리한 재료라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.83-91
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• 2015

포러스 콘크리트는 시멘트, 물 그리고 굵은골재로 구성되어 있으며, 공기 및 물의 투과 그리고 흡음 등 지구 환경부하를 저감시키기 위해 사용되어 왔다. 그러나 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상은 시공시 이루어지는 다짐하중에 의해 변한다. 따라서 본 연구에서는 결합재 종류, 물-결합재비, 목표공극율에 따른 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상을 파악하였으며 특히, 다짐하중에 따른 포러스 콘크리트의 공극율, 강도, 투수계수의 물성변화를 파악하였다. 본 연구에서 사용한 골재는 부순자갈 생산과정에서 발생되는 부산물로서 최대크기는 13mm이다. 연구결과, 포러스 콘크리트의 목표 공극율, 투수계수, 압축강도는 공극율과 밀접한 상관성을 지니고 있으며, 공극율은 포러스 콘크리트의 배합설계로 제시할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되다. 포러스 콘크리트의 압축강도는 팽창재 치환율 5%에서 가장 높게 나타났으며, 실리카 흄 치환율 10%에서 치환하지 않은 콘크리트보다 32% 높게 나타났다. 그리고 다짐하중을 변화시킨 본 연구결과 압축강도는 하중 15kN부터 증가하였고, 공극율은 하중 0.8kN부터, 투수계수는 하중 35kN부터 각각 감소하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.439-446
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• 2013

이 연구의 목적은 국내생산이 가능한 자철석을 이용한 중량 콘크리트의 유동성 및 역학적 특성을 평가하고 설계기준의 안전성을 확인하는 것이다. 주요변수로는 물-시멘트 비와 보통중량 굵은골재(화강석)의 치환율이다. 배합된 콘크리트 기건 단위용적질량은 $2446{\sim}3426kg/m^3$ 범위에 있었다. 측정된 역학적 특성들은 압축강도, 응력-변형률관계, 탄성계수, 쪼갬인장강도, 파괴계수 그리고 철근과의 부착응력-미끄러짐 관계 등이다. 실험 결과, 자철석 중량 콘크리트의 초기 슬럼프는 보통중량 굵은골재 치환율이 증가할수록 향상하였다. 압축강도, 인장저항성 등의 역학적 특성은 굵은골재 치환율에 따른 영향이 미미하였으나, 응력-변형률 관계와 탄성계수는 콘크리트 단위용적질량에 중요한 영향을 받았다. ACI 349-06 및 CEB-FIP 제안모델들은 일반적으로 자철석 중량 콘크리트의 역학적 특성들에 대해 안전측에 있지만, 탄성계수 및 쪼갬인장강도에 대해서는 콘크리트 단위용적질량을 고려하여 보완될 필요가 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.63-74
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• 2017

쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.360-366
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• 2014

본 연구에서는 알칼리 자극제의 종류 및 치환율이 고로슬래그 미분말 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 알칼리 자극제의 종류는 NaOH, $Ca(OH)_2$, $Na_2SO_4$, KOH의 4수준이며, 치환율은 각각 7.5, 10, 12.5, 15%의 4수준으로 설정하였다. 실험결과, 재령 1일의 표준, 고온양생조건에서 NaOH, KOH가 $Ca(OH)_2$, $Na_2SO_4$에 비해 압축강도의 발현이 크게 나타났다. 알칼리 자극제의 종류에 관계없이 pH가 높을수록 압축강도도 높게 나타나는 경향을 나타냈으며 이는 슬래그가 물과 접하면 슬래그 입자표면에 불투수성 피막이 형성되는데 이러한 불투수성 피막을 알칼리 자극제가 파괴시켜 수화반응을 촉진시킨 것으로 판단된다. 또한 1일 재령의 경우에는 고온양생의 압축강도가 표준양생의 압축강도에 비해 다소 높게 나타났으며 재령 28일의 경우에는 고온양생의 압축강도가 표준양생의 압축강도와 비슷하거나 다소 낮은 결과를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.551-558
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• 2011

경량 골재 콘크리트의 역학적 특성에 대한 천연모래 치환율과 경량 굵은 골재 최대 크기의 영향을 평가하기위해 15배합의 실험이 진행되었다. 경화된 경량 골재 콘크리트의 공극률 및 기건 단위 질량, 재령에 따른 압축강도 발현, 인장저항성능, 탄성계수, 파괴계수 및 응력-변형률 관계를 측정하였다. 측정된 역학적 특성들은 ACI 318-08, EC2 및 CEB-FIP 기준 또는 Slate 등, Yang 등 및 Wang 등의 제안모델들과 비교하였다. 실험 결과 경량 골재 콘크리트의 압축강도는 굵은 골재 최대 크기가 클수록 그리고 경량 잔골재 양이 증가할수록 감소하였다. 경량 골재 콘크리트의 압축강도 발현에 대한 상수는 굵은 골재의 비중과 천연모래 치환율의 함수로서 제시될 수 있었다. 한편, 측정된 경량 콘크리트의 파괴계수 및 인장강도는 설계기준 및 제안모델들에 비해 일반적으로 낮았는데, 이는 경량 콘크리트의 인장저항성은 압축강도뿐만 아니라 기건 단위 질량에 의해서도 영향을 받기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.123-130
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• 2010

순환골재 콘크리트와 철근의 부착 거동 규명은 철근콘크리트 구조물에 순환골재를 적용하기 위해서 매우 중요한 요소이다. 이에 따라 이 연구에서는 콘크리트와 철근 상호간의 부착 거동을 평가하기 압축인발 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 변수는 설계압축강도(21, 27, 40 MPa), 순환 굵은골재 치환율(0, 30, 60, 100%) 및 철근의 배근방향 및 위치(상단근, 하단근)로 하였다. 이 연구를 통하여 얻어진 실험 결과를 종합해 보면, V형 시험체의 경우 순환골재 치환율에 관계없이 상호 유사한 값을 나타내고 있으며 H형 시험체의 경우는 철근의 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났으나 일부 HT형 시험체를 제외하고는 대부분 CEB-FIP 및 ACI 408 기준식에 의한 계산 값을 상회하는 것으로 나타나 재생골재 사용에 따른 성능 저하는 크지 않은 것으로 판단된다. HT형 시험체의 경우 순환골재 치환율 증가에 따라 골재 침하 현상이 크게 발생되며 불리딩 및 레이턴스에 의한 부착면적의 감소로 최대 부착응력이 다른 시험체에 비하여 낮게 나타났다. 전술한 바에 의하면 현행 규준에서 정하는 상부철근의 높이인 300 mm 이하(높이 225 mm)에서도 부착강도의 저하가 발생하며 이에 따라 현재 규준에서 제안하는 철근 위치 보정계수 1.3의 값의 수정과 신뢰성 확보가 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.157-164
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• 2012

이 연구에서는 순환 굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 전단성능을 평가하였다. 순환 굵은골재의 치환율(0%, 50%, 100%)과 전단보강근의 유 무를 변수로 하여 총 6체의 실험체를 제작하였다. 실험체는 단순지지 형태로 4점 가력을 받도록 계획하였다. 천연 및 순환 굵은골재를 사용한 실험체의 거동을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석은 수정 압축장 이론(MCFT)을 확장한 응력교란구역 모델(DSFM)에 바탕을 둔 2차원 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용하여 수행하였다. 실험 결과, 순환 굵은골재 50%와 100%를 사용한 실험체와 천연골재를 사용한 실험체의 전단거동이 치환율과 전단보강근의 유무에 관계없이 서로 유사함을 알 수 있었다. 또한, 실험 결과와 해석 결과의 비교로부터 이 연구에서 제안된 수치해석 기법과 해석모델 DSFM이 순환 굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 거동을 잘 예측할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.116-122
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• 2019

본 연구는 석탄가스화 용융슬래그(이하 CGS)를 콘크리트용 잔골재로의 활용성을 검토하기 위한 기초 단계로 시멘트 모르타르 조건에서 CGS 치환율에 따른 특성을 평가하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로는 양호한 품질의 부순 잔골재(이하 CSa) 및 불량 입도의 부순 잔골재와 해사를 혼합한 잔골재(이하 CSb+SS) 공히 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으나, 공기량은 반대의 경향으로 감소하였다. 압축강도는 CGS 치환율이 증가할수록 포물선의 경향을 보였으며, 재령 28일을 기준으로 CSa를 사용한 경우는 CGS 50%, CSb+SS를 사용한 경우는 CGS 75%에서 가장 높은 강도값을 나타내었다. 휨강도는 CGS 25% 및 50%에서 최대치를 나타냈으나 전반적으로는 압축강도와 유사한 경향으로 나타났다. 상호비교로서 CSb+SS와 대비하여 CSa에서 압축강도 및 휨강도가 약 5% 정도 높게 나타났으며, CGS 사용 유무에 따라서는 CGS를 사용하였을 때 높은 강도일수록 크게 나타났다. CGS 치환율에 따른 모르타르의 품질을 종합적으로 검토한 결과, CGS를 잔골재에 50% 전후로 혼합하여 사용한다면 유동성 확보 및 강도증진에 긍정적으로 기여하여 자원 재활용 및 품질향상을 동시에 도모할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.145-152
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• 2020

고속도로는 많은 자동차 운행대수와 함께 높은 주행속도 및 급격한 주행속도 변화구간(휴게소, 영업소 등)으로 인하여 비점오염물질의 배출이 높은 지역에 해당한다. 국내 고속도로는 절토층 및 성토층에 조성됨으로써 적정 토양침투량 확보가 어려워 다양한 종류의 비점오염저감시설이 설치되지 못하고 있다. 본 연구는 토양치환 기법에 대한 연구를 통해 고속도로에 설치 가능한 시설의 종류를 확대하고 비용효율적 침투시설의 설계를 유도하기 위하여 수행되었다. 침투율이 낮은 원지반에 토양치환을 수행할 경우 시설 내 체류시간이 약 30% 지연되고, 시설 내 침투 및 저류율은 약 20% 증대하며, 비점오염물질 Total Suspend Soiled (TSS), Chemical Oxygen Demand (COD), Biological Oxygen Demand(BOD), Total Nitrogen(TN) 및 Total Phosphorus(TP) 제거효율이 약 20% 증가하는 것으로 나타났다. 원지반 내 침투율이 낮은 곳에 토양치환을 수행할 경우 저류량, 체류시간 및 침투면적이 증가하여 침투율이 향상되는 것으로 나타났다. 원지반 토양의 침투능이 낮은 토양에 침투시설을 적용하기 위해서는 물환경보전법 시행규칙 별표17(비점오염저감시설의 설치기준)의 개선이 필요하며, 이 경우 토양 침투율이 시간당 13 mm 이하일 때 토양치환을 통해 법적 처리용량을 확보하도록 요구할 수 있다.