• 한국BIM학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.8-18
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• 2019

Precast concrete manufacturing has proved economies of scale through the repetitive production by means of standardization, automation, and prefabrication. Advanced digital design and fabrication technologies can empower its benefits by enabling mass customization in the building design and construction. This study analyzed five case studies in terms of 1) design intent and background, 2) module development and facade construction, 3) integrated process among project stakeholder. This article has attempted to establish the following three points in conclusion: 1) Form generating digital design tools such as Rhino, CATIA, Generative Component, and Digital Project were implemented to produce parametric surface pattern and rationalization to maximize existing precast manufacturing benefits. Also, BIM program has been used to promote coordination and communication among engineering consultants and contractors, 2) In addition to traditional precast concrete materials, GFRC, RFP, brick cladding precast and 3D printed mould have been introduced to reduce the weight and cost and to comply the code from the zoning, seismic, and fireproof requirements, 3) Design-assist contract, design-assist financial support, and co-location measures have been introduced to facilitate collaboration between architect, fabricator, and contractor from the beginning of the project.

• Advances in concrete construction
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• 제13권4호
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• pp.281-289
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• 2022

3D printing cement-based materials (3DPCBM) is an innovative rapid prototyping technology for construction materials. This study is tested on the rheological behavior, printability and buildability of steel slag (SS) content based on the extrusion system of 3D printing. 0, 8 wt%, 16 wt%, 24 wt%, 32 wt% and 40 wt% SS was replaced cement, The test results revealed that the addition of SS would increase the fluidity of the printed paste, prolong the open time and setting time, reduce the plastic viscosity, dynamic yield stress and thixotropy, and is beneficial to improve the pumping and extrudability of 3DPCBM. With the increase of SS content, the static yield stress developed slowly with time which indicated that SS is harmful to the buildability of printing paste. The content of SS in 3DPCBM can reach up to 40% at most under the condition of satisfying rheological property and buildability, it provides a reference for the subsequent introduction of SS and other industrial solid waste into 3DPCBM by explored the influence law of SS on the rheological properties of 3DPCBM.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.243-244
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• 2022

In this paper, experiments were conducted on signal amplification of polymer capsules for application to Ground Penetrating Radar so as to enable real-time monitoring of polymer capsules inside concrete using the Morphology Dependent Resonance phenomenon. A TEM CELL and a vector network analyzer were used to analyze the difference in resonance frequency depending on the material of the sphere and the presence or absence of fracture. In order to manufacture a capsule of a size that can be measured using millimeter waves used in GPR, we manufactured a capsule with a 3D printer and analyzed the effects of the presence or absence of coating and the size of the capsule on the resonance frequency. Resonant frequency or signal amplification is more affected by diameter than coating. The capsule showing the highest amplification is the resin-coated 50 mm diameter capsule with a 316-fold increase and the lowest capsule is the uncoated 10 mm diameter capsule with a signal amplification of 11.9 times. These results demonstrate the potential of GPR to measure the position and state of self-healing capsules, which are small-sized polymers, in real time using millimeter waves.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.91-92
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• 2023

With the development of technology, interest in the implementation of free-form buildings is increasing, and research on producing free-form panels is being conducted accordingly. Since free-form buildings are curved and consist of geometric shapes, there are many problems with the production technology of free-form panels that implement them. Due to the inability to reuse molds, the cost of disposal of construction waste and waste of manpower for assembly increase the construction period and construction cost. To improve these limitations, a 3D printed concrete nozzle for FCP production was developed. However, this technology is not quantitatively extruded according to the shape of the panel, and there is a problem that residues are generated. Therefore, an free-form panel extrusion experiment was conducted to analyze the limitations of existing nozzles and to analyze the requirements for the development of new concrete extrusion nozzles. Existing nozzles were unable to be quantitatively extruded, resulting in errors. Due to the weak pressure of the screw and the inability to adjust the internal pressure, detailed extrusion speed control was impossible, and residue generation in the opening and closing device seemed to be the cause. Therefore, a pump capable of quantitative concrete pressure transfer and a pressure control device for easy extrusion of concrete are required. In addition, it is judged that it is necessary to develop an opening and closing device and an extrusion device that do not generate residues. The results of this study are expected to provide information for FCP production and production and to be a basic study of technologies necessary for the production of free-form building panels.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.73-80
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• 2022

이 연구는 3D 프린팅 복합재료에 대하여 굳지 않은 상태에서는 시간에 따른 경시변화와 레올로지 특성을 평가하였으며, 굳은 상태에서는 적층된 시험체와 몰드 시험체에 대하여 압축강도와 쪼갬 인장강도 특성을 평가하였다. 3D 프린팅용 복합재료는 압출 30분 후부터 급격한 물성변화가 시작되고 90분까지 재료의 점도가 유지되는 경향을 나타나지만, 이송성능과 적층성능의 품질을 확보하기 위해서는 배합 후 60분 이내의 시공이 효과적임을 확인하였다. 적층 시험체의 압축강도는 몰드 시험체 대비 전 재령에서 동등이상의 성능을 나타내었다. 적층 시험체의 응력-변형률 곡선에서 초기 기울기는 몰드 시험체와 유사하게 나타났지만, 최대 응력 이후의 하강 기울기는 몰드 시험체 대비 평균적으로 1.9배 높게 나타나 상대적으로 취성적인 거동을 하였다. 적층 패턴으로 수직으로 측정한 쪼갬인장강도는 몰드 시험체 대비 약 6% 낮게 나타났으며, 적층 패턴을 수평으로 측정할때는 몰드 시험체와 거의 동일한 쪼갬 인장강도를 나타내었다. 이는 적층 시험체의 패턴 방향에 따라 수직하중에 대한 계면간의 부착력이 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.67-72
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• 2022

콘크리트는 강알칼리성으로 인해 철근의 부식을 방지하는 장점이 있으나, 해중에 침지되면 해수의 평균 pH 8~9 보다 높은 pH 12~13의 강알칼리 성분을 용출하여 주변의 미생물 및 해양생물의 생태환경 및 성장에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린터로 제작되는 인공어초용 저알칼리 모르타르 배합을 도출하기 위하여 저알칼리 모르타르의 역학적 특성 및 내구성능을 평가하였다. 강도 특성 평가결과 결합재로 실리카퓸, 플라이애시, 알파형반수석고 모두 혼입한 α-35배합에서 Plain 을 제외하고 가장 우수한 특성을 나타내었으며, 인공어초 품질기준인 27MPa를 확보할 수 있는 것으로 나타났다. pH는 알파형반수석고 혼입시 수산화칼슘 생성 억제와 황산칼슘 생성으로 인해 pH저감 효과가 우수한 것으로 나타났다. 염소이온침투저항성 실험결과, 실리카퓸 및 플라이애시 혼입시 일부 내염성이 개선되었으며, 알파형반수석고 와 혼합사용한 α-35 배합에서 3844C의 가장 우수한 염소이온침투저항성을 확인하였다. 길이변화율 측정결과, 알파형반수석고 35%대체시 OPC배합조건보다 33.5% 개선된 수축저항성을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.193-198
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• 2021

이 연구에서는 3D 프린팅 복합재료의 레올로지 특성과 출력 패턴에 따른 적층 시험체의 압축강도 특성을 평가하였다. 레올로지 측정결과, 압출 후 60분 후부터 급격한 재료 변화가 나타났으며, 배합직후 대비 1.4배 높은 항복응력과 14.94~25.62% 낮은 소성점도를 나타내었다. 실린더 몰드에 제작한 시험체와 적층 시험체의 압축강도를 비교하였으며, 적층 시험체의 출력패턴은 0°, 45°, 90°를 변수로 하였다. 재령 1~28일까지의 몰드 타설 시험체와 적층 시험체의 압축강도는 출력 패턴과 관계없이 유사한 성능을 나타내었다. 특히, 재령 28일에서는 모든 시험체의 초기 접선탄성계수와 최고 압축강도 및 최대 응력 시 변형률은 거의 동일하게 나타났다. X-ray CT분석을 통한 적층 시험체의 계면 분석결과, 압축강도 측정 후의 시험체의 적층 계면에서의 균열이 발생하지 않은 것을 확인하였으며, 이는 적층 시험체 내의 각각의 계면이 일체화 거동을 한 것으로 판단할 수 있다.