• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.50-56
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• 2017

고층건물에서 횡력 저항의 주된 역할을 하는 외주골조는 기둥과 보를 직교시켜 구성하는 것이 일반적이었으나 최근 다양한 그리드형태의 부재배치가 이루어지고 있다. 선행연구에서는 아이소트러스 그리드를 고층건물의 외주골조로 적용한 구조적 적합성이 검토되었다. 본 연구에서는 $IsoTruss^{(R)}$ 그리드(ITG) 구조의 예비단계 설계시 외주골조 부재의 소요단면적 산정방법을 제안하였다. 모듈의 변형과 하중과의 평형조건, 허용 횡변위, 그리고 건물의 휨변형 대 전단변형의 비를 변수로 하여 소요단면적을 유도하였다. ITG 구조에서 외주골조의 부재는 횡하중에 직각인 평면(PPR), 평행한 평면(PPL), 경사진 평면(POQ)에 배치되는데 POQ에 배치된 부재는 PPR 또는 PPL에 투영시켜 부재의 강성을 반영하였다. 소요단면적은 모듈에 작용하는 전단력과 모멘트에 의해 영향을 받는데 부재사이즈 조닝을 달리하여 3가지 모델을 비교하였다. 본 연구의 효용성을 검증하기 위해 64층 건물을 설계하여 해석하였다. 최대 횡변위, 철골량, 기둥의 축력강도비를 비교분석하여 부재사이즈 조닝의 효과를 알아보았다. 제안식을 이용한 횡변위가 제한치의 약 97.3%로 나와 제안식을 설계 초기단계에서 부재사이즈의 선정에 유용하게 적용할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.94-102
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• 2020

프리캐스트 콘크리트의 장점과 및 석조 아치의 거동을 접목한 콘크리트 패널 분절 아치 시스템은 가설재가 불필요한 시공성을 확보할 수 있는 경제적 시공법이다. 분절된 프리캐스트 콘크리트 패널의 연속 배치로 구성된 아치는 인양 및 시공을 위한 V형-스트립 연결부의 선설치 앵커 설치가 필수적이다. 그러나 좁은 폭과 얇은 두께의 콘크리트 패널은 선설치 앵커의 충분한 묻힘 깊이 확보를 보장할 수 없고 앵커 인발 거동 시 패널의 휨변형을 동반하는 등 앵커 저항성능 확보를 위한 콘크리트 패널의 기하학적 영향이 고려되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 패널과 강재 아웃리거로 구성된 아치구조의 제작시 설치되는 선설치 앵커의 인발 강도 평가를 위한 실험 연구를 수행하였다. 이를 위해 실제 아치 시스템과 동일한 크기의 프리캐스트 콘크리트 패널을 제작하였으며, 선설 앵커의 직경, 앵커 묻힘 깊이, 와이어 매쉬 사용 등의 영향에 따라 총 24개 실험체의 선설치 앵커 인발 강도를 측정하였다. 또한 측정 변수에 따른 설계기준강도 확보 및 파괴 모드 평가를 통해 프리캐스트 콘크리트 패널 분절 아치 구조에 적용 가능한 선설치 앵커의 형태를 결정하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권6호
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• pp.691-699
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• 2014

용융점이 $138^{\circ}C$인 Bi-Sn 혼합합금 주입방법을 이용한 용융합금주입목재복합체의 제조를 통해 목재의 단점인 치수 안정성과 내구성의 개선을 하고자 3가지 주요 침 활엽수 수종의 수종별 최적주입조건을 구명하고, 주입에 따른 금속주입목재복합체의 중량증가율, 열전도도, 전기저항 등의 물리적 성질과 기계적 성질을 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 금속주입목재의 최적처리 조건은 $185^{\circ}C$, 진공시간 10분 조건하에서 radiata pine의 경우 $10kgf/cm^2$ 가압시간 2분 30초, red oak는 $30kgf/cm^2$, 가압시간 10분, white oak는 $50kgf/cm^2$, 가압시간 10분에서 최적의 주입조건을 나타냈다. 2. 금속주입목재복합체의 외관적 특징은 전체적으로 재색은 회백색을 나타냈으며, 목재의 무늬를 그대로 유지하고 있다. 3. 침엽수 수종인 radiata pine은 저온용융합금주입처리로 인해 중량증가율은 12배, 밀도는 $6.13g/cm^3$으로 15배나 증가하였으나, 인테리어용으로 주로 사용되는 red oak와 white oak 등의 활엽수의 경우 목재해부학적 특성으로 의해 radiata pine보다는 낮은 5~6배의 밀도증가율을 나타냈다. 4. 주입된 목재는 침 활엽수 모두 금속주입으로 인해 수분흡수율과 두께팽윤율이 현저히 감소하였고, 매우 높은 치수 안정성을 나타냈으며, 금속주입목재복합체의 휨강도, 휨영계수, 경도 및 전기전도도와 열전도도 등도 무처리목재보다 매우 크게 향상되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.23-32
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• 2009

본 연구에서는 콘크리트포장의 단면보수용 복합재료 8개(초속경시멘트계열 : RCC 3종, 폴리머시멘트계열 : PCC 2종, 폴리머계열 : PC 3종)에 대해 역학적인 특성 및 내구성 실험을 수행하였다. 역학적 특성으로서 응결시간, 압축강도, 휨강도, 탄성계수, 경화수축에 대해 실험하였고, 내구성으로서 동탄성계수 및 동결융해 후 부착강도, 흡수율, 내화학성, 자외선 노출 실험을 수행하였다. 탄성계수는 RCC>PCC>PC계열의 순으로 나타나서 폴리머가 사용되면서 연성의 특성을 보였다. 초기 재령에서의 폴리머 콘크리트의 경화수축이 상대적으로 큰 것으로 관찰되었지만 재령 28일에서는 다소 안정된 결과를 보였다. 상대동탄성계수, 흡수율, 10% $CaCl_2$와 10% $Na_2SO_4$의 화학용액을 사용한 내화학성 실험결과 PC계열, PCC계열, RCC계열 순으로 저항성이 우수한 것으로 나타났다. 200~300회 동결융해 이후의 부착강도 실험결과 PC-2를 제외하고는 모두 1.3MPa 이상을 확보하였고, PC 및 PCC 제품의 부착강도가 RCC 제품보다 전체적인 면에서 우수한 것으로 나타났다. 또한 시편을 500시간동안 자외선 노출시험 결과 모든 패치재료 시편에서 균열 및 표면 결함 등이 발견되지 않아 PC 및 PCC 제품의 자외선에 대한 내구성이 확보됨을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.323-334
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• 2014

본 연구에서는 표준화재에 노출된 무피복 콘크리트충전강관(CFT)기둥의 내화성능 및 거동 특성을 파악하고자 화재실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 실험변수로는 기둥높이, 하중비, 단면크기를 고려하였고, 이들이 CFT 기둥의 내화성능에 미치는 영향을 알아보고자 단면내 온도변화 및 축변형을 분석하였다. 실험결과 모든 실험체의 강관에서 국부좌굴이 발생, 콘크리트로 하중전이가 일어났고, 이후 콘크리트 압괴로 이어졌다. 이는 CFT 기둥의 전체 휨좌굴과 함께 국부좌굴이 내화설계의 주요 변수로 고려되어야 함을 시사한다. 하중비가 증가할수록 콘크리트저항구간이 줄어들면서 전체적인 내화시간이 감소하였다. 강재한계온도에 근거한 합성부재의 내화성능평가는 실제 하중지지력에 의한 내화시간에 비해 다소 보수적임을 확인하였고, 기존 연구자들의 제안식에 의한 성능예측결과도 실제 내화성능과 비교해볼때 개선의 여지가 있었다. 화재시 CFT 기둥의 내화성능을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 실험결과와 비교할 때 신뢰성 있는 예측값을 나타냄을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.485-488
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• 2008

현 국내에서 생산되고 있는 대다수의 순환잔골재는 골재표면에 부착되어 있는 폐모르터 성분으로 인하여 낮은 밀도와 높은 흡수율의 물리적 특성을 나타내는 저품질 골재이다. 이러한 이유로 일반 콘크리트용 골재 또는 콘크리트 제품제조용 골재로 사용이 부적합하며 일반 성토, 매립재용으로 사용되고 있는 실정이다. 또한 골재 세척에 사용되는 공정수는 골제 세척 후 강알칼리성을 띠게 되어 추가적인 처리비용이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 파 분쇄 방법이 아닌 마쇄 방법을 사용하여 골재간의 마찰과 자유낙하에 의한 운동동에너지로 골재표면에 폐모르터 성분을 탈리시키고 황산수를 공정수로 사용함으로써 중화반응에 의해 중성 또는 약산성화 하는 방법으로 고품질 순환잔골재를 생산하였다. 상기의 방법으로 생산된 순환 잔골재는 폐모르터 성분에 포함되어있는 $Ca(OH)_2$와 공정수에 투입한 $H_2SO_4$의 중화반응에 의해 반응생성물인 석고가 생성되고, 중화반응에 의해 생성된 석고는 재생골재를 건조하는 과정에서 반수석고로 변환된다. 일반적으로 시멘트에 포함된 석고는 응결을 완화 할 뿐 아니라 단기강도를 높이고 건조수축을 감소시키며, 화학적 저항성을 향상시키는 등의 효과가 알려져 있다. 이에 본 연구는 황산수와 습식마쇄를 이용하여 생산된 순환골재에 포함되어 있는 반수석고가 모르터의 압축강도에 미치는 영향을 검토하였다. 실험 결과, 반수석고가 포함된 고품질 순환잔골재의 경우 석고를 제거한 고품질 순환 잔골재에 비해 과도한 에트링자이트 생성으로 인하여 수화생성물의 치밀한 구조를 와해시켜 압축강도 및 휨 강도가 저하되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.53-64
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• 2017

강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPFRC)는 높은 압축강도 뿐 아니라 강섬유 보강에 의한 뛰어난 응력분산효과로 인해 높은 인장강도를 가지며, 미세균열의 확장을 통해 균열 후에도 경화거동을 하여 구조부재가 안정적으로 외력에 저항하도록 한다. 본 연구에서는 UHPFRC 재료 인장강도를 정의함에 있어 노치가 있는 휨실험과 직접인장실험을 비교하여 실험법 및 결과 분석의 장단점을 알아보았다. I-형 보의 전단부재실험은 복부의 면내전단거동을 알아보기 위하여 전단 경간비, 유효높이, 재료인장강도를 변수로 계획하였다. 실험결과를 통해 전단보강근이 없는 UHPFRC I형 보의 균열발생 이후 전단거동의 응력 재분배효과를 정량적으로 판단하고, 균열 후 거동을 기존 전단 강도식이 잘 반영하고 있는지 검토하였다. 전단철근 보강이 없는 UHPFRC 전단부재의 경우 파괴모드는 사인장 파괴로 동일하였고, 이러한 파괴모드를 가지는 부재는 전단 경간비와 유효높이에 크게 영향을 받게 되어 부재 설계 시 이러한 변수에 대한 고려가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권3호
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• pp.207-215
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• 2014

변성에폭시 모르터 보강은 철근콘크리트 단면내력 보강방법으로 구조적, 재료적 안정성이 우수하여 단면내력 증대뿐만 아니라 구조물 내진성능도 향상되는 것으로 보고되고 있으나 고가의 재료비로 내진보강 자재로서 실험 및 분석을 한 사례는 거의 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 철근콘크리트 골조의 내진성능 보강을 위하여 변성에폭시 모르터를 활용하여 보강한 대안 별로 내진성능과 경제성을 분석하여 적절한 내진성능 보강방안을 제시하고자 한다. 이를 위해, 첫째, 본 연구에서는 변성에폭시 모르터로 보강한 부재의 재료 수직응력-변형율관계를 활용하여 단면 휨모멘트-곡률관계를 확인하고 단면의 유연도가 부재에 선형으로 변화한다고 가정하여 실험체 하중-처짐곡선에 대하여 검증한다. 둘째, 수직하중만을 고려하여 철근콘크리트 구조물을 설계하고 보강대안을 제시한다. 셋째, 부재 비탄성 거동을 고려한 구조해석을 실시한 후 보강대안 별 설계계수와 구조물 거동을 파악하여 내진성능을 확인한다. 넷째, 보강대안 별 물량을 산출하여 공사원가를 비교 및 분석한 후 요구되는 내진성능을 만족하면서 경제성이 우수한 보강방안을 제시한다. 본 연구의 결과는 향후 여러 건설현장에서 변성에폭시 모르터 보강공법으로 내진보강을 실시할 경우 기초자료로서 활용될 것이라 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.30-40
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• 2012

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소 제강과정에서 용융상태로 배출되는 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제하여 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트포장 관련 보수재로 그 효과가 인정된 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트(polymer rapid set cement concrete : PRCC)용 잔골재로 사용하기 위한 기초물성을 검토하였다. 본 연구에서는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 잔골재를 100% 치환하였으며 기존 보수재 대비 단위시멘트 20%, 라텍스 혼입률 50%를 저감시킨 최적배합을 도출하였다. 도출된 최적 배합에 의한 콘크리트 성능 평가결과, 초기 압축강도 35 MPa 이상, 휨강도 7 MPa 이상 등 매우 고강도를 나타내었으며 내구성 평가에서 투수성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 모두 기준값 이상의 결과를 나타내는 전기로 산화슬래그 잔골재를 이용한 새로운 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트를 개발하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.80-87
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• 2020

본 연구는 고성능 폴리머 시멘트계 프리캐스트 제품의 개발 및 미세균열 발생 시 자기치유기능을 확보할 목적으로 경화제 무첨가 EMM의 물리적 성질을 검토하고, 그 물성에 영향을 끼치는 시멘트 매트릭스 내의 에폭시수지 경화도와 현미경을 통한 조직구조의 관찰과 함께 자기치유효과를 검토하였다. 그 결과, 경화제 무첨가 EMM의 폴리머 혼입에 의한 강도 개선 효과는 인장강도, 휨강도, 압축강도의 순으로 나타났다. 접착성은 콘크리트 피착체의 모세관 공극에 폴리머 필름의 형성에 기인한 투묘효과에 기인하여 크게 향상되었다. 투수저항성은 폴리머 결합재비 20% 및 고로슬래그 미분말 치환율 30%를 병용한 EMM에서 보통시멘트 모르타르 대비 97%의 감소율을 나타내 매우 우수하였다. 고로슬래그미분말, 팽창재 및 황산나트륨을 병용한 EMM의 균열 폭은 고로슬래그 치환율이 증가함에 따라 미미하게 감소하였으나, 고로슬래그미분말 치환율 20%에서 수중침지기간의 증가와 함께 서서히 균열부 자기폐색 효과를 관찰할 수 있었다.