• 콘크리트학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.791-797
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• 2011

이 논문은 인장증강효과에 대한 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 실시한 12개의 축하중을 받는 직접인장 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 피복두께와 철근 직경의 비를 주 변수로 선정하여 6개의 서로 다른 피복 두께를 갖는 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험 결과에 따르면 피복두께가 얇을수록 쪼갬균열의 영향이 크게 나타났으며, 인장증강효과와 균열간격이 감소하였다. 그리고 균열안정화 단계에서의 인장증강효과도 피복두께가 얇아질수록 감소하는 것을 확인하였다. 현행 설계기준의 인장증강효과 모델들은 피복두께의 변화에 따른 인장증강 거동의 차이를 반영할 수 없으며, 특히 피복두께가 얇을수록 인장증강효과가 감소하는 현상을 고려하지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서 수행한 실험 및 분석 결과를 근거로 하여 인장증강효과에 피복두께의 영향을 반영할 수 있는 인장증강 계수 수정식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.761-768
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• 2012

이 연구는 강섬유 혼입률에 따른 피복두께와 GFRP 보강근의 부착특성을 부착응력-미끌림 관계를 통하여 평가하였다. 실험변수로는 강섬유 혼입률을 0%, 1%, 2%로 하였고 피복두께는 보강근 직경($d_b$)의 $1.5d_b$와 $5.4d_b$로 하였다. GFRP 보강근의 직경은 D13과 D16 두 가지를 사용하였으며, 비교실험을 위하여 이형철근을 사용하였다. 실험 결과 피복두께에 따 상이한 파괴형태를 취했으며, 작은 피복두께를 갖는 $1.5d_b$의 경우 쪼갬파괴 형태를 취했고 충분한 피복두께인 $5.4d_b$를 갖는 경우 뽑힘파괴 형태를 취했다. 이에 강섬유 혼입률을 증가시켰음에도 파괴형태에는 영향이 없었다. 그러나 강섬유 혼입률의 증가에 따라 최대부착응력 도달 후 급작스런 부착응력 감소폭이 감소하였다. 또한, 작은 피복두께를 갖는 경우 최대부착응력에 도달 전에 파괴되면서 강섬유 혼입률에 따른 부착응력의 차이가 거의 없었지만, 충분한 피복두께를 갖는 경우에는 최대부착응력에 도달 하면서 강섬유 혼입률 증가에 따라 부착응력이 증가하였다. 이는 강섬유의 가교작용으로 인해 콘크리트 내부의 미소균열 및 쪼개짐 균열의 성장을 억제하였기 때문으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.15-23
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• 2021

본 연구에서는 탄산화에 노출된 하부 콘크리트 구조물을 대상으로, 실태조사 결과와 국내 시방서를 고려하여 결정론 및 확률론적 방법에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 변동계수의 변화에 따른 내구수명의 변화와 결정론적 해석 결과와 비슷한 결과를 제시하는 신뢰도 지수를 고찰하였다. 문헌조사 결과 도심지 하부 구조물의 피복두께의 평균은 70.0 ~ 90.0 mm였으며, 변동계수는 0.2 수준으로 조사되었다. 목표 내구수명 파괴확률을 10.0 %로 설정한 확률론적 내구수명 해석 방법의 경우 피복두께가 70 mm일 때 피복두께 변동계수 0.05, 0.1, 0.2에 해당하는 내구수명은 137년, 123년, 91년이 도출되었으며 피복두께가 80 mm인 경우 내구수명은 각각 179년, 161년, 120년으로 도출되었다. 결정론적 내구수명 평가와 동일한 수준의 신뢰도 지수를 평가하였는데 피복두께가 70 mm일 때 1.66 ~ 3.43 수준으로, 피복두께가 80 mm일 때 1.61 ~ 3.24 수준으로 평가되었다. 결정론적인 방법에서는 다양한 품질 및 국부적인 환경계수가 크게 고려되어 있는데, 이에 따라 내구수명이 크게 변화하므로 환경 및 설계인자의 변동성을 고려한 탄산화 설계변수의 정의가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.58-66
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• 2022

이 연구에서는 FRP 보강근과 콘크리트의 횡방향 열팽창 거동이 콘크리트 피복두께에 미치는 영향을 살펴보기 위해 온도 20℃를 기준으로 -70℃~80℃까지 변화시켜가며, 콘크리트의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 FRP 보강근의 지름과 피복 두께를 가지는 FRP 보강근 콘크리트를 대상으로 이론적 탄성해석과 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 음의 온도차이에서는 콘크리트가 압축을 받아 이론적 변형율 결과와 유한요소결과가 유사하였지만, 양의 온도차이에서는 콘크리트에 인장응력이 발생하고 더 나아가 균열이 발생하여 이론적 결과보다 1.2~1.4 배 큰 변형률을 나타내었다. 또한 FRP 보강근의 지름과 콘크리트의 피복두께 비(c/db)가 균열의 발생과 밀접한 연관이 있으며, 보강근의 지름에 비하여 피복두께가 부족할 경우 균열이 발생하여 구조물의 사용성이 저하되었다. FRP 보강근의 횡방향 열팽창계수는 콘크리트보다 3배 이상 크기 때문에, 설계 시 이에 대한 고려가 필요하다고 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.95-103
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• 2013

비파괴 기법중 반전위 측정법은 부식가능성을 정량적으로 판별할 수 있으므로 꾸준하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 피복두께를 10, 30, 60mm, 물-시멘트비를 0.35, 0.55, 0.70으로 변화시킨 RC 시편을 대상으로 비말대 지역을 모사한 촉진염해분무실험을 수행하였다. 45일간의 촉진 염해 분무시험을 수행한 뒤, RC 시편에 대하여 반전위값을 측정하였다. w/c 0.55 조건에서 피복두께가 10mm인 RC 시편은 부식이 발생하였으며, w/c 0.7인 경우 피복두께 30mm인 시편에서도 부식이 발생하였다. 실험결과를 이용하여 물-시멘트비와 피복두께를 변수로 하는 반전위 평가식을 제안하였으며, 비말대지역에서 부식을 억제할 수 있는 조건을 도출하였다. 또한 Life 365 프로그램을 이용하여 비부식 조건의 w/c와 피복두께를 분석하였으며, 본 연구의 결과인 반전위 측정값과 비교하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.115-118
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• 2011

본 연구에서는 현재 법정내화구조로 규정되어 있는 철근콘크리트(RC: Reinforced concrete)조 및 철골철망모르타르(SWM: Steel & Wire Mortar)조 슬래브에 대하여 재하조건에서 구조별 내화성능을 검토하고, 철골철망모르타르조 슬래브에 대해서는 피복두께별 내화성능을 검토하고자 표준화재조건에서 내화실험을 실시하였다. 실험결과 동일피복 두께일 경우 철근콘크리트조 슬래브가 내화성능이 우수한 것으로 나타났으며, 철골철망 모르타르조 슬래브의 경우 피복두께가 10mm 증가 시 7%의 내화성능이 향상되는 것으로 나타났다. 가열 이면온도는 슬래브의 두께가 늘어날수록 낮은 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.297-301
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• 2010

일반콘크리트 기둥을 대상으로 콘크리트 피복두께와 단면크기를 변수로 하여 내화성능을 평가하였다. 피복두께가 늘어남에 따라 내화성능시간도 다소 늘어 피복두께와 내화성능은 비례적 관계에 있는 것으로 나타났다. 단면크기가 커짐에 따라 실험체의 열용량이 증가하여 내화성능이 좋아질 것으로 예상하였으나 폭렬의 영향으로 인하여 단면크기에 따른 내화성능의 변화는 큰 의미가 없는 것으로 나타났다. 따라서 콘크리트 기둥의 내화성능은 폭렬 여부에 의해 크게 지배되는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.19-26
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• 2017

콘크리트는 다공성 건설재료이며, 매립된 철근의 부식은 내구성 및 안전성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 비파괴 검사인 반전위측정값과 생성된 부식량과의 상관성을 피복두께, 물-시멘트비를 고려하여 도출하는 것이다. 이를 위해, 3가지 수준의 물-시멘트비와 4가지 수준의 피복두께를 가진 시멘트 모르타르 시편이 제조되었으며, 3가지 수준의 촉진부식기간을 고려하여 부식량 및 반전위를 측정하였다. 습윤상태에서는 반전위가 크게 증가하였으며, 부식량과 촉진기간은 선형적인 관계를 가지고 있었다. 부식량이 증가할수록, 피복두께가 감소할수록, 물-시멘트비가 증가할수록 반전위는 증가하였다. 전체의 반전위 측정값을 부식량과 비교할 경우 0.67의 낮은 결정계수를 가지고 있었으나 부식량(촉진기간)을 고려하여 3가지 수준을 고려할 경우 0.90이상의 높은 결정계수를 가지고 있었다. 실내조건과 같이 온도가 일정하고 포화상태일 경우, 측정된 반전위는 부식량과 선형적인 상관성을 가지고 있었으며, 피복두께, 물-시멘트비, 철근직경, HCP의 측정범위를 알 수 있다면, 매립된 철근의 부식량을 예측할 수 있다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.28-36
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• 2021

콘크리트 구조물의 내부의 매립된 철근은 부동태 피막으로 인해 부식으로부터 보호된다고 알려져 있다. 구조물의 경제적인 내구수명 산정을 위해 부식 발생 시기를 지연시키거나 초기 부식 시점을 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 3 가지 수준의 피복두께(60 mm, 45 mm, 30 mm), 물-시멘트 비(40.0%, 50.0%, 60.0%), 염화물 농도(0.0%, 3.5%, 7.0%)를 고려한 콘크리트 시편을 대상으로 부식 모니터링을 수행하였는데, 한천(Agar) 기반 소켓 형식 센서를 활용하여 OCP를 측정하였다. OCP 측정 시 습윤 조건에서는 전위가 감소하고 건조 조건에서는 감소된 전위가 일부 회복하는 거동을 확인하였다. 모든 물-시멘트 비에서 피복두께가 30 mm의 경우 가장 낮은 OCP값이 측정되었으며, 피복두께가 30 mm에서 45 mm로 증가할 때 빠르게 OCP가 회복하였다. 이는 피복두께가 염화물 이온의 침투에 효과적인 방어기구로 작용하기 때문이다. 염화물 농도가 증가함에 따라 물-시멘트 비의 영향보다 피복두께에 대한 영향이 더 지배적인 경향을 보이는 것으로 도출되었다. 시편의 해체 후 추가적인 모니터링과 염화물량의 평가를 수행하면 제안된 부식 모니터링 기법의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.