Concrete is a material that will crack during its service life by its very nature. For bridge decks this is especially significant as these cracks allow accelerated ingress of chlorides and the subsequent corrosion of the reinforcing steel and deck deterioration. Very-early strength latex-modified concrete (below ; VES-LMC) was developed in order to realize early-opening-to-traffic bridge deck concrete. Although there has been little research to document the degree of cracking in VES-LMC overlay, there has been a general perception among highway agencies that overlay cracking of VES-LMC, particularly early-age cracking, is a one of problems which should be solved. The purpose of this study was to analyze the cause of map, transverse and longitudinal cracking in VES-LMC and to provide a control methods for minimizing the occurrence of cracks. The proposed prevention against map and transverse cracking was verified by field applications. VES cement was modified, the unit cement contents was reduced into $360kg/m^3$ from $390kg/m^3$, the maximum size of coarse aggregate was increase into 19mm from 13mm, wire mesh and steel fibers were incorporated in concrete mixture.
A composite model is used to represent the heterogeneity of plain concrete consisting of coarse aggregates, mortar matrix and the mortar-aggregate interface. The composite elements of plain concrete are modeled using triangular finite element units which have six interface nodes along the sides. Fracture is captured through a constitutive single branch softening-fracture law at the interface nodes, which bounds the elastic domain inside each triangular unit. The inelastic displacement at an interface node represents the crack opening or sliding displacement and is conjugate to the internodal force. The path-dependent softening behaviour is developed within a quasi-prescribed displacement control formulation. The crack profile is restricted to the interface boundaries of the defined mesh. No re-meshing is carried out. Solutions to the rate formulation are obtained using a mathematical programming procedure in the form of a linear complementary problem. An event by event solution strategy is adopted to eliminate solutions with simultaneous formation of softening zones in symmetric problems. The composite plain concrete model is compared to experimental results for the tensile crack growth in a Brazilian test and three-point bending tests on different sized specimens. The model is also used to simulate wedge-type shear-compression failure directly under the loading platen of a Brazilian test.
Roller Compacted Concrete (RCC) is a zero slump concrete consisting of a mixture of cementitious materials, sand, dense graded aggregates and water. In this study, an attempt has been made to investigate the effect of aggregate type on strength and abrasion resistance of RCC made by using granulated blast furnace slag (GGBS) as partial replacement of cement. Mix proportions of RCC were finalized based upon the optimum water content achieved in compaction test. Two different series of RCC mixes were prepared with two different aggregates: crushed gravel and limestone aggregates. In both series, cement was partially replaced with GGBS at a replacement level of 20%, 40% and 60%. Strength Properties and abrasion resistance of the resultant mixes was investigated. Abrasion resistance becomes an essential parameter for understanding the acceptability of RCC for rigid pavements. Experimental results show that limestone aggregates, with optimum percentage of GGBS, perform better in compressive strength and abrasion resistance as compared to the use of crushed gravel aggregates. Observed results are further supported by stoichiometric analysis of the mixes by using basic stoichiometric equations for hydration of major cement compounds.
Due to the construction difficulties of steel reinforced concrete (SRC), a new composite structure of steel and steel fiber reinforced concrete (SSFRC) is proposed for solving construction problems of SRC. This paper aims to investigate the bond properties and composition of interfacial bond stress between steel and steel fiber reinforced concrete. Considering the design parameters of section type, steel fiber ratio, interface embedded length and concrete cover thickness, a total of 36 specimens were fabricated. The bond properties of specimens were studied, and three different methods of calculating interfacial bond stress were analyzed. The results show: relative slip first occurs at the free end; Bearing capacity of specimens increases with the increase of interface embedded length. While the larger interface embedded length is, the smaller the average bond strength is. The average bond strength increases with the increase of concrete cover thickness and steel fiber ratio. And calculation method 3 proposed in this paper can not only reasonably explain the hardening stage after the loading end curve yielding, but also can be applied to steel reinforced high-strength concrete (SRHC) and steel reinforced recycled coarse aggregate concrete (SRRAC).
This paper proposes a numerical model to simulate the rotational behavior of steel fiber in fresh cement-based materials in the presence of a magnetic field. The results indicate that as the aspect ratio of fiber increases, the required minimum magnetic field intensity to make fiber rotate in viscous fluid increases. The optimal magnetic field intensity is 0.03 T for aligning steel fiber in fresh cement-based materials to ensure that the applying time of the magnetic field can be conducted concurrently with the vibrating process to increase the aligning efficiency. The orientation factor of steel fiber in cement mortar can exceed 0.85 after aligning by 0.03 T of the uniform magnetic field. When the initial angle of the fiber to the magnetic field direction is less than 10°, the magnetic field less than 0.03 T cannot make the fiber overcome the yield stress of fluid to rotate. The coarse aggregate in steel fiber-reinforced concrete is detrimental to the rotation and alignment of the steel fiber. But the orientation factor of ASFRC under the 0.03T of the magnetic field can also exceed 0.8, while the orientation factor of SFRC without magnetic field application is around 0.6.
본 연구는 골재 생산과정에서 화감암 파쇄시 풍화정도가 골재의 입도분포 및 미석분 발생량에 미치는 영향을 평가하였다. 경북 거창의 골재 채석장에서 슈미스 햄머 측정값으로 강도 차가 있는 3개 지역에서 암석 시료를 채취하였다. 실내에서 동일 조건에서 죠크러셔로 파쇄를 한 후 입도분석, 광물 분석, 화학분석과 풍화지수를 산출했다. 슈미트 햄머 측정값은 56, 28, <10로 나타났고 풍화지수인 CIA 및 CIW 값도 차이가 나타나 시료들을 풍화도에 따라서 경암, 연암 및 풍화암으로 구분했다. 경하에서 풍화암으로 갈수록 작은 입도분포를 보이며, 변질광물로 견운모와 같은 점토광물의 비율이 높아졌다. 경암은 장석 및 석영 비율이 높았고 백운모 및 고령석(kaolinite)의 비가 작았다. 죠크러셔 파쇄 결과 경암은 굵은 파쇄물(13.2mm)을 많이 생산한 반면 풍화가 진행된 연암 및 풍화암은 가는 파쇄물(4.75mm)을 생산했다. 전자는 베타분포 곡선 특징을 보였고 후자는 쌍봉 분포 곡선을 보였다. 미석분(0.71mm 체 이하; 중량 %) 발생은 경암, 연암, 풍화암에서 13%<21%<22%로 증가하여 풍화도가 클수록 미석분이 많이 발생했다. 미석분은 습식 골재 생산 공정에서 샌드 유닛(모래탈수장치)의 운전으로 회수된다. 따라서 골재생산 공정에서 슬러지 발생량을 최소화하기 위해 사이클론의 최적 운전에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
논에서 전환된 포도원(전환포도원)의 전환 후 년수 및 토양특성별 물리적 특성변화 양상을 구명하여 전환지 생산성 향상을 위한 합리적 토양 관리대책을 제시코자 전환지가 많은 경북 김천, 영천지역을 중심으로 포도원과 인근 벼 재배지 50개 지점을 조사 분석한 결과 전환포도원의 이랑 높이는 토성이 세립질이고 배수가 불량할수록 높았고, 토양단면 내 반문의 출현깊이(Ap층 두께)는 조립질 토양에서 깊은 경향이었음. 전환지는 인근 유사토양 벼 재배지 작토층 토색의 경우 색상이 밝아지는 경향을 보여 회색도가 벼 재배지의 경우 20인데 비해 전환지는 5로 감소했고, 이 경향은 토양 배수조건이 양호한 토양에서 현저하였음. 전환여부에 따른 투기도 차이는 토심10cm 이하에서 현저했고 토심 30cm 이하에서는 뚜렷한 차이가 없었고 전환지에서 투기도에 미치는 토양특성의 영향은 세립질의 경우 이랑의 높이가, 조립질은 배수등급이었다. 전환포도원의 물리성은 전환 후 년수가 경과함에 따라 공극율과 내수성입단이 증가하는 경향이었고, 원추관입저항의 경우 휴립한 부위는 $5kg/cm^2$ 이하인 반면, 그 이하의 부위는 $10kg/cm^2$ 이상을 보였음. 이상의 결과로 볼 때 전환포도원의 토양특성은 세립질보다 조립질이 쉽게 변하는 경향이었고, 배수불량인 세립질토양에서는 고휴재배 등 적절한 표토관리가 요구되었다.
포러스 콘크리트는 시멘트, 물 그리고 굵은골재로 구성되어 있으며, 공기 및 물의 투과 그리고 흡음 등 지구 환경부하를 저감시키기 위해 사용되어 왔다. 그러나 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상은 시공시 이루어지는 다짐하중에 의해 변한다. 따라서 본 연구에서는 결합재 종류, 물-결합재비, 목표공극율에 따른 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상을 파악하였으며 특히, 다짐하중에 따른 포러스 콘크리트의 공극율, 강도, 투수계수의 물성변화를 파악하였다. 본 연구에서 사용한 골재는 부순자갈 생산과정에서 발생되는 부산물로서 최대크기는 13mm이다. 연구결과, 포러스 콘크리트의 목표 공극율, 투수계수, 압축강도는 공극율과 밀접한 상관성을 지니고 있으며, 공극율은 포러스 콘크리트의 배합설계로 제시할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되다. 포러스 콘크리트의 압축강도는 팽창재 치환율 5%에서 가장 높게 나타났으며, 실리카 흄 치환율 10%에서 치환하지 않은 콘크리트보다 32% 높게 나타났다. 그리고 다짐하중을 변화시킨 본 연구결과 압축강도는 하중 15kN부터 증가하였고, 공극율은 하중 0.8kN부터, 투수계수는 하중 35kN부터 각각 감소하는 것으로 나타났다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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