• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.146-154
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• 2017

최근에 구조물의 유지관리 및 보수에 관한 사안이 중요시되면서 콘크리트의 자기치유에 관한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 진행되는 다수의 자기치유 콘크리트 연구는 콘크리트 유해이온의 침투경로인 내부 균열을 막는 방안에 초점을 맞추고 있다. 이와는 다르게 본 연구에서는 콘크리트 내부의 유해이온을 직접적이며 능동적으로 제어할 수 있는 소재인 이온교환수지의 적용 가능성을 보고자 한다. 이에 따라 이온교환수지를 시멘트 계 재료에 적용하기 이전에 이온교환수지의 성능평가는 배합설계 시 중요한 지표가 되기 때문에, NaCl 및 $Na_2SO_4$가 들어있는 포화 수산화칼슘 수용액 내에서 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거특성을 보았다. 본 연구에서는 음이온 교환수지를 사용하였고, 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거성능은 반응속도식과 등온흡착식을 적용하여 평가하였다. 결과적으로 포화 수산화칼슘 수용액에서 음이온 교환수지의 특성은 유사 1차 반응식과 Freundlich 등온흡착식보다 유사 2차 반응식과 Langmuir 등온흡착식에 상대적으로 더 적합하였다. 그리고 염소이온은 최대 약 1068 ppm, 황산이온은 최대 약 1314 ppm까지 제거할 수 있는 것으로 계산되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.144-152
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• 2010

콘크리트 구조물의 FRP를 이용한 보수보강 시 유기계 접착제인 에폭시 수지를 활용한 부착 공법이 일반적으로 사용되고 있으나 터널이나 하수박스 같은 습기가 많은 지역에서는 부착력이 발현되지 못하여 구조물의 보강 및 내구성에 문제가 있는 것으로 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 시멘트계 충진제를 사용하여 습윤 상태에서 콘크리트 구조물을 보강하고자 하였다. 먼저, 각각의 부착력을 알기 위하여 직접 부착실험을 실험을 통해 무기계 충진제가 습윤상태에서도 KS F 4716 규정에 만족함을 알 수 있었다. 반면, 에폭시 접착제는 포화율 100%에서 부착강도가 $0.73N/mm^2$, 14일 $0.84N/mm^2$로 습윤 상태에서의 부착성능에 문제점을 나타내었다. 또한 2차 실험으로 진행된 충진제 두께별 GFRP보강 보의 휨 강도측정에서는 충진제 두께가 10mm, 20mm, 30mmd일 때 각각 113%, 66%, 75%의 보강효과를 보였다. 이에 따라 충진제의 두께가 10mm일 때 안정적인 부착성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.820-828
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• 2003

최근의 연구를 통해서, ACI 전단 규준은 크기가 크고 인장철근비가 낮은 보에서 비보수적 예측을 보이는 반면 깊은 보에 대해서는 보수적 예측을 보임을 알 수 있다. 이러한 ACI 전단 규준이 가지고 있는 문제점을 수정하기 위해, 본 연구에서는 스터럽이 없는 고강도 철근 콘크리트 보의 전단강도 계산시 크기효과와 아치작용을 고려한 극한 전단강도 예측식을 제안하였다. ACI 전단 규준의 수정을 위해 포함될 항은 과학적 이론 및 분석에 근거한 $f_{sr}$ (dr), $f_{si}$ (${\rho}$)와 $f_{aa}$ (a/d)항이며, 선형 및 비선형 회귀분석을 통해 도출되었다. 기존의 실험 데이터 약 300여 개를 이용하여 각각의 변수에 대한 제안식의 검증 및 제안식과 ACI 318-99 code, CEB-FIP model code, Kim &Park 식 및 Zsutty 식과의 비교를 수행하였다. 제안식은 간단한 형태를 지니고 있지만, 경제적이면서도 합리적인 안전율을 확보할 수 있는 전단강도를 예측한다. 따라서 제안식은 실무에서 콘크리트 구조물의 전단설계에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.715-722
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• 2019

콘크리트 구조물은 외부로부터 콘크리트 내부로 침투 및 확산하는 유해 이온(CO₃^2-, Cl^-, SO₄^2- 등)에 의하여 철근의 부식 및 콘크리트 열화가 발생하여 내구성이 저하된다. 따라서 콘크리트의 열화를 방지 또는 지연시키기 위하여 콘크리트 표면 보호용 마감 모르타르의 사용은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 실리카 졸과 칼슘 이온으로 개질한 천연 라텍스 성분을 열화 콘크리트의 보수용 모르타르 또는 콘크리트 표면 보호용 마감 모르타르에 사용할 수 있는 시멘트 모르타르에 사용함으로써 콘크리트의 열화 방지 또는 열화 지연의 가능성에 대해 검토하였다. 연구 결과, 개질 라텍스 성분 중에 함유된 칼슘 이온과 실리카 졸의 성분에 의해 미세한 칼슘 실리케이트 수화물이 시멘트 재료의 공극에 생성되어 시멘트 모르타르의 공극 분포를 감소시켜 유해 이온(CO₃^2-, Cl^-, SO₄^2- 등)의 침투 및 확산을 저감 시키고, 라텍스 성분이 시멘트 경화체의 공극 내부에 존재함으로 내알칼리성 및 중성화 저항성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.669-683
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• 2017

본 연구의 목적은 지하 콘크리트 구조물에서 부분적으로 발생하는 누수를 처리하기 위하여 기존에 제안된 전단면 유도배수시스템을 수정하여 제안하는 것이다. 누수된 부분에만 유도배수시스템을 적용하기 위하여 누수된 지하수를 유도배수시스템내에서 집수 지점으로 유도하는 기술과 집수된 지하수를 지하 콘크리트 구조물의 배수 시설로 이동시키기 위한 기술을 추가 제안하였다. 유도배수시스템내로 누수된 지하수를 집수 지점으로 유도하기 위한 4가지 방수 재료들, 즉, 다공질의 고무 재료인 Durkflex, 초강력 접착력을 가진 KE-45 실리콘 접착제, 폴리머 계열 재료인 Hotty-gel 및 일반 실리콘 접착제에 대한 성능 평가를 수행하였다. 방수 재료 Hotty-gel만 완벽한 방수 성능을 보였고 나머지 3가지 방수 재료들에서는 누수가 발생하였다. 선정된 방수 재료 Hotty-gel과 집수 지점에서 배수시설로 누수된 지하수를 이동시키기 위한 배수관 및 고정 새들(saddle)을 추가한 유도배수시스템을 콘크리트 옹벽에서 시험 시공하였다. 재령 7일, 14일, 21일, 28일, 2개월, 및 3개월에 수정된 유도배수시스템 배면에 1,000 ml의 물을 주입하여 방수 성능과 유도배수 성능을 평가하였다. 재령 3개월까지 방수 성능 및 유도배수 성능에는 전혀 이상이 없는 것으로 확인되었다. 수정된 유도배수시스템의 총 공사 기간 및 공사비에 대한 평가를 위하여 표면 정리 단계, 누수 처리 단계 및 단면 복구 단계별로 기존 누수 보수 공법과 비교하였다. 작업 내용, 보수 재료, 시공 장비, 작업 시간, 작업 인원 등을 고려한 개략적인 총 공사 시간 및 공사비에 대하여 비교하였다. 각 시공 단계별로 비교 분석한 결과 수정된 유도배수시스템은 기존의 누수 처리 공법보다 총 공사 기간 및 공사비를 절감할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.196-205
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• 2017

프리캐스트 바닥판 공법은 바닥판간 이음부가 존재하며, 이음부의 연결성능에 따라 전체 교량 구조물의 성능이 좌우되므로 이음부의 연결성능 확보가 중요한 요소이다. 본 연구에서는 고강도 강섬유보강콘크리트(High Strength Fiber Reinforced Concrete, HSFRC)가 적용된 비대칭 요철형 이음단면을 갖는 연결형식을 제안하였으며, 이음부의 단면형태, 철근 겹침이음길이 및 겹침이음 형식에 따른 구조실험을 수행하여 제안된 연결형식의 휨 성능을 평가하였다. 실험결과, 이음부 상세에 관계없이 이음철근은 항복변형률 수준의 인장변형을 나타내었으며, 제안된 연결형식은 충분한 휨 저항성능을 확보하는 것으로 나타났다. 이러한 실험결과는, 현행 도로교설계기준의 최소 겹침이음길이에 대한 규정은 이음부 채움재로 HSFRC를 적용한 프리캐스트 바닥판 이음부에서는 보수적인 규정임을 알 수 있다. 따라서 이음부 채움재로 HSFRC를 사용함에 의해 철근 겹침이음 상세의 단순화 및 이음부 폭의 감소가 가능하며, 제안된 연결형식은 프리캐스트 바닥판 이음부에 효과적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.195-202
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• 2006

하수시설 콘크리트의 열화현상은 하수시설의 특수한 환경조건상 황산화세균 등의 서식에 의해 발생된 황화수소($H_2S$)에 기인하는 생화학적 부식이 대표적인 것으로 알려져 있으나, 국내의 경우 근본적으로 방지대책이 전혀 고려되지 않은 채 정비사업이 수행되고 있어 근본적으로 황산화세균을 억제할 수 있는 보수재료 공법의 개발이 시급히 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 항균금속을 포함한 도포형 항균제를 개발한 후, 개발된 항균제의 황산화세균에 대한 항균성능과 항균제를 도포한 단면복구재의 부착강도, 흡수 및 투기저항성, 중성화 깊이, 염화물이온 침투깊이 및 화학저항성 등의 기초물성을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.75-82
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• 2010

본 논문에서는 리모델링 공사에 있어 요구되는 노후화된 부재의 내력평가 및 보강설계를 위한 기본 자료를 구축하기 위하여 기존 공동주택의 해체공사시 채취한 철근콘크리트 보 부재에 대한 구조실험을 통하여 노후화된 부재의 내력특성을 분석하고자 한다. 이를 위하여 기존 재건축 아파트 현장에서 총 10개의 보 부재를 채취하고, 각각의 기하학적 특성에 따라 정적 휨 또는 전단내력 실험을 실시하였다. 본 실험결과에 의하면 모든 부재에서 계산치 이상의 실험 내력값을 얻을 수 있었으나, 콘크리트 타설불량 및 심각한 균열이 관측된 일부 실험체에서는 취성적인 파괴와 더불어 낮은 내력값을 나타내었다. 따라서 이러한 심각한 균열/손상 등은 리모델링 공사에 앞서 적절히 보수 보강되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.1-10
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• 2022

지중구조물에 많이 사용되는 파형강판 콘크리트 합성단면은 단면의 어려움으로 인하여 아직까지 보수적인 설계방법을 적용하고 있다. 본 연구에서는 LRFD와 LSD의 두가지 한계상태 설계방법을 사용하여 합성단면의 휨과 압축에 대한 소성해석을 실시하고자 하였다. 실험결과에 대한 분석결과 압축강도는 LRFD 해석값이 보다 안전측으로 해석되었으며, 강판의 강재비 보다는 콘크리트 압축강도의 영향이 큰 것으로 분석되었다. 휨강도는 LSD에 의한 해석치가 실험결과와 잘 일치하는 것으로 분석되었으며, 강판 인장강도의 영향을 받는 Hogging moment는 연결부 등의 영향에 의해 강도증가율이 감소하였으나, Sagging moment는 강재비에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.430-437
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• 2001

최근 교량상 통과하중의 증대 및 교통량증대로 공용중의 교량의 바닥판은 가혹한 하중하에서 펀칭등의 파괴가 발생하여 사용상에 중대한 영향을 미치고 있는 실정이다. 이로 인한 바닥의 보수나 교체공사등이 급격히 증가되어 신속 간편하며, 보수시 교통통제를 최소화 할 수 있고 또한 신뢰성이 있는 바닥판 시공법이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 교량구조물 바닥판의 신설/교체공사에 있어서 신속한 시공과 신뢰성 있는 품질관리, 교통통제의 최소화를 위해 공장 또는 제작장에서 바닥판 구조물의 주부재로서 I형강을 배치하고 거푸집(저판)을 조립하여 패널을 제작한 후 현장에서는 패널의 설치 및 연결부에 콘크리트를 타설하여 바닥판을 시공하는 공법을 개발하는데 그 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 I형강 합성바닥판 개발에 필요한 I형강 자체의 역학적, 구조적 특성에 대하여 기초적인 물성 실험인 정적. 피로성능 실험을 수행하였으며, I형강 합성바닥판 및 유사한 성능의 바닥판 시험체를 제작하여 정적실험을 수행 비교하였다. 그리고 본 실험 연구 결과 I형강 합성바닥판의 우수성을 확인하였다.