• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.57-65
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• 2007

지난 수년간 콘크리트의 염소이온 침투와 유관되어 실험 방법론 및 해석적 모델 기법의 개발에 많은 발전이 있어 왔다. 그러나 실제 콘크리트 구조물에는 다소의 균열이 존재하며 이는 장기 내구성에 큰 영향을 줄 수 있음에도 불구하고 대부분의 연구들은 비균열의 콘크리트를 대상으로 연구되어 온 문제점이 있었으며 균열이 존재하는 콘크리트의 염소이온 침투에 대한 연구는 매우 드문 실정이다. 염소이온 침투에 대한 균열폭의 임계치는 유지관리 차원에서 필요하지만, 대부분 콘크리트 코드는 사용성의 견지에서 허용 균열폭을 보편적인 값 0.3mm로 제안하고 있을 뿐, 염소이온 침투 및 내구성의 견지에서 임계 균열폭에 대한 규정도 부재한 실정이다. 이미 제안된 값도 연구자들마다 상이하여 논란의 여지가 있다. 본 연구는 임계 균열폭의 도출을 목적으로 균열이 콘크리트의 염소이온 침투에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험적 방법으로 다양한 균열폭과 균열 깊이를 실험 변수로 하여 급속 염소이온 침투 실험 (RCMT)를 행하였다. 한편, 임계 균열폭이 갖는 공학적 의미를 설명하고자, 균열폭에 따른 염소이온 침투의 현상학적 모델이 제안되었다. 즉, 균열된 콘크리트는 3 구간으로 나누어지며 내부 안쪽으로 들어갈수록 확산자유 영역, 확산경화 영역, 순수 확산 영역의 3가지 구간이 존재한다. 이는 균열폭에 따른 염소이온 확산계수를 산출하기 위한 해석적 방법론의 개발에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.707-715
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• 2007

다공질성 특성을 갖는 콘크리트는 충분한 다짐과 양생 조건에서 장수명을 갖으며, 유해 물질의 주요 경로는 공극이다. 그러나 균열이 발생한 콘크리트의 경우, 균열은 염소이온과 같은 유해 물질의 우선적인 침투 경로가 된다. 균열이 염소에 미치는 영향은 균열폭과 균열 깊이의 크기에 의존한다. 본 연구는 미세균열이 콘크리트의 염소이온 침투에 미치는 영향을 다룬 실험적 연구로서, 연구 목적은 균열폭과 균열 깊이 등의 균열 크기 효과가 염소이온에 미치는 영향을 고찰하는 것이다. 균열을 통한 염소이온의 침투를 시각화 하기 위하여, 급속 염소이온 침투 실험인 RCM (rapid chloride migration) 실험을 수행하였다. 균열폭과 균열 깊이는 전자 현미경으로 관찰하였고, 평균적인 균열폭을 산정하기 위하여 균열 개구 변위가 측정되었다. 다양한 균열 크기에 따른 염소이온의 침투 깊이 및 염소이온 확산계수의 변화율로부터 염소이온이 침투되지 않는 균열 깊이 및 이에 대응한 균열폭이 도출되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권2호
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• pp.237-255
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• 2015

From the related engineering principles, analytical solutions for horizontal crack initiation and propagation on a coal panel floor-underlying strata interface due to coal panel excavation are derived in this paper. Two important concepts, namely the critical panel width of horizontal crack initiation on the panel floor-underlying strata interface and the critical panel width of vertical fracture (crack) initiation in the panel floor, have been presented. The resulting analytical solution indicates that: (1) the first criterion can be used to express the condition under which horizontal plane cracks (on the panel floor-underlying strata interface or in the panel floor because of delamination) due to the mining induced vertical stress will initiate and propagate; (2) the second criterion can be used to express the condition under which vertical plane cracks (in the panel floor) due to the mining induced horizontal stress will initiate and propagate; (3) this orthogonal set of horizontal and vertical plane cracks, once formed, will provide the necessary weak network for the flow of gas to inrush into the panel. Two characteristic equations are given to quantitatively estimate both the critical panel width of vertical fracture initiation in the panel floor and the critical panel width of horizontal crack initiation on the interface between the panel floor and its underlying strata. The significance of this study is to provide not only some theoretical bases for understanding the fundamental mechanism of a longwall floor gas inrush problem but also a benchmark solution for verifying any numerical methods that are used to deal with this kind of gas inrush problem.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.945-948
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• 2006

Chloride penetration into concrete is a hot issue of concern all over the world, notwithstanding, very few attempts have been conducted to explore the effect of cracks on choride penetration. Cracks provoke to lose a main function of watertightness of concrete and lead to reduce the service life of concrete. For this reason, it is necessary to define a critical crack width to prevent a quick chloride penetration through crack. In this study, experiment is focused on establishing a critical crack width in terms of chloride penetration. Concrete specimens with different crack widths I crack lengths have been subjected to rapid chloride migration testing. In a side of analytical solution, a simple approach to quantify the chloride diffusion coefficient of only crack zone excluding sound concrete was proposed. The result clearly showed a critical crack width of 0.03 mm. Based on the experimental results, a phenomenological model was proposed to explain the meaning of critical crack width in practical engineering. In this model, cracked concrete zone was divided into three zones. These zones corresponded to a wide crack, a zone with micro-cracks and an uncracked zone.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.79-87
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• 2011

본 연구에서는 초기 균열을 도입한 철근콘크리트 부재에 대한 침지 염화물 침투 실험을 수행하였다. 염화물 확산 특성과 임계 균열폭을 비교하였으며, 콘크리트 자기복원 특성을 검토하였다. 실험결과에 따르면, 표면 균열폭이 증가할수록 염화물 침투저항성이 크게 감소하였으며, 광물질 혼화재를 사용할 경우, 비균열 부재의 염화물 침투저항성은 크게 개선되었지만, 고로슬래그 및 플라이애쉬 혼화재를 사용할 경우에 균열이 발생하게 되면 도리어 염화물 침투저항성은 보통 콘크리트에 비해 크게 저하하였다. 임계 균열폭은 침지 염화물 침투 실험 결과 평균 $29{\mu}m$으로 측정되었다. 자기복원 현상에 의해 $4{\sim}15{\mu}m$ 범위의 균열이 복원되었다. 그러나 콘크리트 자기복원 현상에 의해 시각적으로 복원된 부분의 염화물 침투 저항성은 완전히 회복되지 않았다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권2호
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• pp.159-180
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• 2003

In this paper spacing and width of flexural cracks in reinforced concrete beams are determined using two-dimensional finite element analysis. At early loading stages on the beam the primary crack spacing is based on the slip length, which is the development length required to resist the steel stress increment that occurs at a cracked section on the formation of the first flexural crack. A semi-empirical formula is presented in this paper for the determination of the slip length for a given beam. At higher load levels, the crack spacing is based on critical crack spacing, which is defined as the particular crack spacing that would produce a concrete tensile stress equal to the flexural strength of concrete. The resulting crack width is calculated as the relative difference in extensions of steel reinforcement and adjacent concrete evaluated at the cracked section. Finally a comparative study is undertaken, which indicates that the spacing and width of cracks calculated by this method agree well with values measured by other investigators.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1285-1293
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• 1992

본 연구에서는 glass/epoxy 직조된 복합재료에 있어서 원공 및 판폭의 크기가 노치강도에 미치는 영향을 명확히 하고, 또한 노치강도 및 파괴조건과 위에서 언급한 특성길이와의 관계를 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.69-80
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• 1999

The strengthening of reinforced concrete structures by externally bonded GFRP has become increasingly common in resent years. However the analysis and design method for GFRP plate strengthening of RC beams is not well established yet. The purpose of present paper is, therefore, to define the failure mechanism and failure behavior of strengthened RC beam using GFRP and then to propose a resonable method for the calculation of interface debonding load for those beams. From the experimental results of beams strengthened by GFRP, the influence of length and thickness, width of plate on the interfacial debonding failure behavior of beam is studied and, on the basis of test results, the semi-empirical equation to predict debonding load is developed. The proposed theory based on nonlinear analysis and critical flexural crack width, predicts relatively well the debonding failure load of test beams and may be efficiently used in the analysis and design of strengthened RC beams using GFRP.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.407-424
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• 2016

This study tests ten full-size simple-supported beam specimens with the high-strength reinforcing steel bars (SD685 and SD785) using the four-point loading. The measured compressive strength of the concrete is in the range of 70-100 MPa. The main variable considered in the study is the shear-span to depth ratio. Based on the experimental data that include maximum shear crack width, residual shear crack width, angle of the main crack and shear drift ratio, a simplified equation are proposed to predict the shear deformation of the high-strength reinforced concrete (HSRC) beam member. Besides the post-earthquake damage assessment, these results can also be used to build the performance-based design for HSRC structures. And using the allowable shear stress at the peak maximum shear crack width of 0.4 and 1.0 mm to suggest the design formulas that can ensure service-ability (long-term loading) and reparability (short-term loading) for shear-critical HSRC beam members.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.81-90
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• 2022

이 연구에서는 일방향 콘크리트 슬래브를 대상으로 하여, 철근을 사용한 경우와 CFRP 보강근을 사용한 경우에 대해 보강근 사용량에 따른 휨강도와 처짐 및 균열폭을 비교하여 평가하였으며, CFRP 보강근 콘크리트 슬래브의 휨설계의 지배적인 성능과 효율적인 휨설계 방안에 대해 검토하였다. CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브는 철근을 사용한 경우에 비해 동일한 보강근량에서 더 큰 설계휨강도를 얻을 수 있는 반면, 처짐 및 균열폭은 상대적으로 훨씬 크게 발생한다. CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브에서는 최대균열폭이 설계의 지배적인 요인으로 작용하는 것으로 확인하였으며, 효율적 휨설계를 위해서는 허용균열폭을 0.7 mm로 완화하여 적용할 필요가 있으며, 작은 직경의 보강근 적용을 검토할 필요가 있음을 제시하였다.