• 방사성폐기물학회지
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• 제14권2호
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• pp.169-178
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• 2016

플라즈마토치 용융로에 있어서 내화물의 보수를 최소화하고 용융물의 배출을 원활하게 하기 위해서는 처리대상 폐기물의 물성을 충분히 고려하여야 한다. 원전에서 발생되는 비가연성 방사성폐기물 중 많은 비중을 차지하고 있는 콘크리트 조각, 유리, 모래 등에 대한 화학적 조성비를 조사하여 보면 산성산화물이 염기성산화물에 비해 압도적으로 많은 비중을 차지하고 있으므로 용융 시 염기도가 매우 낮은 산성 슬래그가 된다. 이 용융슬래그는 유동도가 낮아서 용융물의 배출특성이 좋지 않으며 내화물에 침식을 유발시키는 주된 요인이 된다. 경사형 구조의 측면 출탕구를 가진 플라즈마토치 용융로의 경우, 구조상 출탕 후 일정량의 금속성 용융물이 항상 용융로 내부 바닥과 출탕구에 남게 된다. 비중차에 의해 비금속 용융슬래그는 금속성 용융물 상부에 위치하게 되며 혼합형 플라즈마토치를 이행형 운전모드로 가동하게 되면 금속성 용융물과 비금속 용융물이 동시에 용융되므로 비금속 용융슬래그의 온도는 금속 용융온도 이상으로 유지가 된다. 내화물의 수명 향상을 위해 용융로 내부의 온도와 용융물과 접촉하는 부위와 접촉되지 않는 부위를 구별하여 내화물의 특성을 주지하고 가장 적합한 내화물을 부위별로 선정하였다. 산성 내화물과 염기성 내화물이 인접하지 않도록 하고 용융슬래그에 대한 저항성을 높이도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.139-146
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• 2015

콘크리트의 화학적 침식은 콘크리트 구조물의 내구성 감소로 이어져 문제가 되고 있다. 현재 사용되고 있는 콘크리트 표면보호재의 내구수명이 짧아 유지보수에 많은 비용과 노력이 요구되고 있다. 한편 국내 산업시설에서 유황의 부산량이 늘어나고 있으나, 소비량이 한정되어 있어 잉여유황이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유황폴리머를 콘크리트의 표면보호재로 사용하기 위한 연구로써 채움재의 종류 및 양생조건에 따른 역학적 특성을 평가하였고, 유황폴리머에 대한 유해성을 평가하였다. 압축강도 평가 결과 채움재의 치환비율이 40%까지 증가할수록 압축강도 또한 증가하였으며, 채움재의 종류에 따라 양생온도 $40^{\circ}C$ (SS, FA)와 $60^{\circ}C$ (OPC)에서 높은 압축강도를 나타냈다. 기건양생과 수중양생의 압축강도 차는 미미한 것으로 나타나 양생 시 수분에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 부착강도 평가 결과 채움재의 종류와 무관하게 기건상태 $40^{\circ}C$에서 가장 높은 부착강도를 나타냈으며, 수중양생시 기건양생에 비하여 부착이 되지 않는 것으로 나타났다. 또한 $60^{\circ}C$에서 양생한 공시체의 경우 온도에 영향을 받아 변색 및 잔갈림 등이 나타냈으며, 채움재의 종류에 따라 치환 비율 20% (SS, FA) 30% (OPC)에서 가장 높은 부착강도를 나타냈다. 유해물질 용출시험 결과, 유해물질이 용출되지 않아 유황폴리머를 활용한 표면보호재의 유해성이 없는 것으로 판단된다. 본 연구범위에서 검토한 결과, 유황폴리머를 표면보호재로 활용하기 위해서는 규사를 20% 정도 치환하여 배합하고 $40^{\circ}C$의 기건상태에서 양생하는 것이 가장 적절한 것으로 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-60
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• 2021

최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를 통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동 현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는 한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.891-894
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• 2008

최근 지하공간개발이 활발해지면서 이의 체계적인 활용에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본고에서는 지하공간 중 지하차도 및 지하통로를 대상으로 하여 국내건설 및 유지관리현황, 지하차도 및 지하통로 설계기준, 설계 검토내용 및 시공절차, 대상 지하구조물의 주요하자 원인 및 보수보강 방법, 이와 관련한 국내 신기술 신공법 현황, 그리고 장래 계획 등에 대해 조사 연구하였다. 현재 64${\sim}$94%는 건설된 지 10년이 지난 상태이며 전체의 50%가 서울, 경기도 및 수도권 일대에 위치하고 있으며 특정 관리대상 시설로 분류하여 안전점검 및 관리가 시행되고 있다. 설계 시에는 차도부, 보도부, 차로폭등으로 구분하여 시설한계기준을 적용하고 있으며 건설공법은 지반상태, 구조물심도, 지형조건 등을 감안하여 개착식과 터널식을 구분 적용하고 있다. 구조물 공법 선정 시에는 설치공법, 내부 중간(벽, 기둥)구조, 보도설치여부,부력방지공 설치여부, 방수공법, 내장 마감재, 갱구부형식 등을 감안하여 정하고 있다. 주요 하자원인분석 시 구조적 원인과 비구조적 원인으로 분류하여 균열, 박리, 탈락 및 백태 등에 의한 하자원인 및 대책을 검토하였고 수화열에 의한 균열발생 기준도 추가하였다. 지하차도 및 지하통로 관련 신기술 신공법은 2007년 말까지 등록된 것을 주로 조사 분석하였다. 대부분 지하철이나 통신과로등 다른 지하구조물에 공통적으로 적용할 수 있는 것들로 관련 요소핵심기술을 활발히 개발 중인 것으로 파악되었다. 지하차도및 지하통로 관련 지하구조물의 장래계획은 지역마다 자치구마다 다르지만 시 전체에 지하도로 건설을목표로 지하구조물 계획을 수립하고 있는 서울시를 위주로 장래관련 계획을 자료조사하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.227-232
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• 2006

본 연구는 콘크리트 구조물의 표면보수 및 코팅재를 개발할 목적으로 충전재 및 수축저감제가 MMA 개질 폴리머 페이스트의 경화수축 및 강도특성에 미치는 영향을 구명한 것이다. 그 결과 수축저감제를 30% 첨가하였을 경우 경화수축이 평균 $14.9{\times}10^{-4}$으로 수축저감제를 사용치 않았을 경우에 비해 약 82%의 수축저감효과를 나타냈으며, 충전재로서 탄산칼슘만 사용했을 경우보다 이를 수산화 알루미늄으로 완전히 대체하였을 때, 휨 및 압축강도는 각각 29%, 27% 증가하였다. 그리고 수축저감제를 30% 사용하면 수축저감제를 사용하지 않은것에 비해 휨 및 압축강도는 약 29% 감소하였다. 한편, 부착강도는 휨 및 압축강도와 마찬가지로 충전재로서 수산화 알루미늄의 비율이 클수록 증가하였으며, 수축저감제를 많이 사용할수록 감소 하였다. 그리고 건조한 바탕 콘크리트를 기준으로 할 때, 습윤한 바탕콘크리트에서의 부착강도는 약 $30{\sim}40%$ 높게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.431-438
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• 2006

화재 피해 콘크리트 건축물의 기존 손상도 평가 방법은 명확한 손상 깊이를 정량적으로 추정하기가 어렵고, 특히 코아 압축강도 테스트는 콘크리트 깊이별로 수열온도 따라 손상도의 변화를 반영하지 못하고 손상 공시체의 압축강도를 구조체 압축강도 저하의 대표 값으로 사용하게 되어 손상 깊이의 판단이 어려운 불합리한 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 화재 피해를 입은 철근콘크리트 슬래브나 벽체 부재의 손상 깊이를 정량적으로 평가하기 위해서, 공시체를 대상으로 전기로에서 일면 가열한 후, 2cm 두께로 절편화시켜 색조분석, 흡수율 및 할렬인장강도실험에 의한 압축강도를 분석함으로써 공시체 깊이별 손상 깊이를 정량적으로 평가하는 실험기법을 제안하고 고온에 노출된 콘크리트의 특성변화를 고찰함으로써 그 적용성을 검증하였다. 실험결과, 본 연구에서 제안한 손상도 평가기법은 가열조건 및 강도별로 공시체 깊이에 따른 잔존강도의 정량적 평가가 가능하였으며, 이 결과를 이용하여 화재를 경험한 슬래브나 벽체의 보수보강 범위를 선정하는 판단 기준으로 활용할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.581-588
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• 2014

최근에 널리 사용되고 있는 PSC 교량은 콘크리트의 처짐과 균열 등의 취약점을 긴장재와 강봉을 사용하여 보완하고 성능을 향상시킨 구조물이다. 따라서 PSC 교량에서 긴장재에 작용하는 하중을 적절하게 산정하는 것은 구조물의 안전하고 효율적인 유지, 보수를 위하여 중요하다. 이 논문은 텐던에 작용하는 하중과 앵커헤드 변형과의 관계를 확인하기 위하여 멀티 텐던 앵커헤드의 변형률에 대한 수치해석을 수행하고 분석한 것이다. 정확한 해석을 위하여 재료의 물성, 접촉 문제의 비선형성 등을 모두 고려하였으며 해석은 범용 유한요소 프로그램인 Abaqus를 사용하여 수행되었다. 수치해석 결과로부터 텐던에 작용하는 하중을 추정하는 데에는 hoop 방향 변형률이 가장 유용하며, 마찰 계수, 경계조건, 그리고 배치 등에 따라 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.165-171
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• 2013

영도대교는 부산 최초의 연륙교로서 1934년 준공된 이후, 수차례의 보수보강 공사를 거쳤으며 2011년 이후 현재까지 확장 복원을 위하여 철거공사를 실시하고 있다. 본 조사연구의 목적은 영도대교 건설 당시의 교량 기술 및 재료적 특성 분석 함으로써 근대 구조에 사용된 콘크리트의 당시 재료적 특성을 파악하고 근대 교량문화유산의 보존 및 활용을 위한 기초적 자료를 구축하는 데 있다. 일련의 실험을 통하여 콘크리트 구성재료는 시멘트 : 세골재 : 굵은골재 비율이 부위에 따라 1 : 2 : 4 또는 1 : 3 : 6 인 것으로 밝혀졌고, 압축강도는 50~55MPa, 탄성계수는 25~35GPa의 범위로 나타났다. 역학적 물성의 편차가 10%이하인 점을 미뤄봐서 당시의 품질관리가 비교적 우수했던 것을 알 수 있었다. 중성화 깊이는 높은 상대습도로 상당히 낮은 값을 나타내었고, 염소이온 확산계수는 1.052e-12($m^2/s$)로서 현대 콘크리트와 비교하면 물시멘트비 35%에 상응하는 것으로 밝혀졌다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.313-324
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• 2010

FRP 보강근은 현장 가공이 용이하지 않고 만곡부에서 강도가 저하되는 등 전단보강근으로 사용하기에는 해결해야 할 문제점이 많다. 전단보강을 필요로 하지 않는 구조요소에 FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 것은 별 어려움 없이 적용할 수 있다. 교량 바닥판이나 복개시설의 슬래브 등은 대부분 판상 구조로 전단보강이 없는 부재들이며, FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 경우에는 RC구조에 비하여 전단강도가 높지 않은 특성이 있다. 그러나 이러한 형식의 구조물에 대한 신뢰성 있는 전단강도 산정 기준이 확립되지 않은 상태이다. 이 연구에서는 FRP RC의 전단거동을 관찰한 선행연구 결과와 함께 문헌 조사를 통하여 관련 자료 211개를 축적하고, 각국의 전단강도 산정 기준과 비교 검토하였다. 분석 결과 AIJ, ISE 기준이 가장 우수하였으며, ACI 440.1R-06의 기준은 보수적인 설계를 제공하지만 분산 정도는 ISE와 유사하여 항상 일관성 있는 예측 값을 주는 장점이 있었다. 합리적인 새로운 전단강도식을 개발하기 위하여 표본자료의 전단강도를 가장 잘 설명할 수 있는 회귀모형을 구축하였으며 기존 설계식과 비교 검토하였다. 구축된 회귀모형을 기반으로 정확도가 높고 분산도가 작은 새로운 전단강도식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.509-517
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• 2016

교량의 슬래브에 파손이 발생할 경우 슬래브의 보수보강을 위한 공사로 인해 차량 통행이 제한된다. 모듈러 교량의 경우 이러한 시간적 비용을 줄일 수 있는 방법으로서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 연결부에 높은 응력이 발생하는 모듈러 도로 슬래브를 온도하중과 차량하중을 적용하여 구조해석을 실시하였으며 수직연결부 부근에 나선철근을 매입하여 그 성능을 확인하였다. 또한 인양 시의 모듈러 도로 슬래브의 거동 및 취약부분을 확인하기 위하여 인양하중을 적용한 구조해석을 실시하여 유리한 조건의 인양방법을 살펴보았다. 그 결과 온도하중에 의해 수직연결부가 항복하는 것이 확인되었으며, 나선철근을 수직연결부 부분에 매립할 경우 인양 시에 구조물의 손상이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 6개 수직연결부를 이용하여 인양할 시 3개 수직연결부 사용대비 50%의 응력을 감소시킬 수 있는 것으로 확인되었다.