• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.577-583
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• 2022

본 연구에서는 고로슬래그 미분말, 팽창재 및 무수석고로 이루어진 무기계 자기치유 소재를 사용하여 제조한 자기치유 모르타르의 특성을 조사하였다. 무기계 치유재료의 사용량이 다른 3종류의 자기치유 모르타르를 대상으로 압축강도를 측정하고 정수위 투수시험를 통하여 치유성능을 평가하였다. 치유성능 평가지표로 균열유도재령애 따른 치유율과 등가균열폭을 활용하였다. 자기치유 모르타르의 압축강도 발현, 치유재령에 따른 치유율 변화와 경제성을 고려하여 무기계 혼합재의 최적 사용량을 시멘트 질량 대비 20 %로 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.134-142
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• 2020

본 연구에서는 시멘트 복합체의 자기치유 성능평가를 위해 정수위투수시험, 염소이온 확산시험, 반복휨시험을 활용한 시험방법 및 분석방법을 제시하였고, 균열 유발방법과 균열폭 제어방법을 제안하였다. 정수위 투수시험은 시험체의 균열부를 통과하는 단위유출수량의 감소율을 이용하여 치유성능을 평가하는 시험방법으로 등가 균열폭을 활용하여 치유재령에 따른 치유효과를 직관적으로 규명할 수 있다. 염소이온 확산계수시험은 ASTM C 1202의 시험장치를 활용하여 구한 염소이온 확산계수의 감소율로 치유율을 평가하는 방법이다. 또한, 반복 휨 시험을 통하여 얻은 하중과 CMOD의 관계 그래프로부터 강도회복지수(ISR)과 손상복구지수(IDR)을 산정하여 역학적 치유성능을 평가할 수 있다. 마지막으로, 자기치유 소재의 혼입 유무에 따른 균열 시험체의 실험을 통해 본 연구에서 제시한 자기치유 평가방법의 적용성을 검토하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.375-382
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• 2021

자기치유 콘크리트는 직접적인 보수보강 없이도 스스로 구조물의 균열을 치유하여 효율적으로 콘크리트 구조물의 수명연장이 가능하다는 측면에서 각광받고 있다. 현재 자기치유 콘크리트는 전 세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있는 분야이지만 대부분의 연구는 치유 성능의 향상에 초점을 맞추고 있기 때문에 객관적으로 치유성능을 평가하는 방법은 부족한 실정이다. 자기치유 콘크리트의 성능평가에 활용하기 위해 기체확산실험 방법이 개발된 바가 있지만, 시편의 포화도 및 실험시의 온습도 등과 같은 환경조건의 통제가 필요하다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기체 확산 실험시에 필요한 환경조건을 대폭 완화하여 적용성을 향상시키고자 하였다. 아울러 실험시간을 단축시키고자 사전 안정화 과정을 도입하였고, 약 20분이내의 실험시간에서 3%이내의 오차 수준으로 균열폭의 추정이 가능하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.569-576
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• 2022

본 연구에서는 유·무기계 자기치유재료를 기반으로 박테리아 펠렛과 고상캡슐을 각각 혼입하여 사용한 하이브리드 자기치유 콘크리트의 치유성능을 조사하였다. 치유성능 평가방법으로 정수위 투수시험을 적용하였으며, 평가지표로 치유율과 등가균열폭에 의해 산출된 치유된 균열폭을 활용하였다. 정수위 투수시험 결과 초기 균열폭이 0.3 mm일 때 MC-BP와 MC-SC의 치유율은 MC와 비교하여 2.1~3.0 %pt 높았으며, 하이브리드 콘크리트의 치유된 균열폭은 0.017~0.018 mm 증가하였다. 결론적으로, 두 가지 치유소재를 함께 사용하더라도 자기치유 성능은 크게 향상되지 않은 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.143-151
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• 2020

최근 자기치유 콘크리트의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 구조물의 유지관리에 활용하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다. 하지만 자기치유 콘크리트의 기술적인 발전과는 달리, 성능을 평가하기 위한 방법은 불충분한 실정이다. 비록 표면관찰과 투수실험을 통해서 균열의 치유를 관찰하는 방법이 널리 실행되고 있지만, 현미경 관찰을 통한 표면관찰 방법은 국부적인 지점의 관찰은 전체적인 성능을 평가하기에는 불충분할 수 있으며, 투수실험의 경우에는 물질용출 및 점성으로 인한 손실을 고려해야 한다. 상기의 두 실험방법의 단점을 보완한 기체확산실험이 개발되었지만, 실제 치유가 발생한 시편을 대상으로의 검증은 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 치유가 발생한 모르타르 시편에 대해 기체확산실험을 진행하였고, 기체확산실험에 의한 자기치유 평가의 적정성을 검증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.383-388
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• 2021

본 연구에서는 정수위 투수시험을 통하여 무기계 치유소재를 사용한 자기치유 모르타르의 치유성능을 평가하였다. 자기치유 모르타르의 제조를 위해 무기계 소재로 고로슬래그 미분말, 황산나트륨, 무수석고를 사용하였으며, 시멘트 클링커 분말과 클링커 잔골재를 시멘트와 잔골재를 각각 대체하여 사용하였다. 정수위 투수시험을 수행하여 균열폭과 치유재령 경과에 따른 단위유출 수량을 측정하였다. 자기치유 모르타르의 치유성능평가 결과 Plain 모르타르와 비교하여 치유재령 28일에서 초기 균열폭이 0.3mm인 경우 치유율이 30%p 이상 증가하여 치유성능이 크게 증진된 것을 확인하였다. 또한, 투수시험결과로부터 얻은 상수(α)를 이용하여 치유재령 경과에 따른 등가균열폭을 산출하였으며, 등가균열폭과 치유율의 상관관계 분석을 통해 치유 목표균열폭을 만족하기 위한 초기 균열폭과 도달시기를 예측하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.84-89
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• 2018

최근 자기치유 재료에 대한 연구는 보수하기 힘들거나, 보수비용이 많이 소요되는 구조물에 대해 구조물 스스로 손상을 치유하여 사용수명을 증가시키기 위해 많이 수행되어오고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 자기치유 평가 방법으로는 투수시험이 있다. 하지만, 자기치유 평가 방법에서 자기치유 성능은 콘크리트의 초기 균열 폭에 큰 영향을 받지만 일관된 기준을 가지고 있지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 기존 연구에서 사용한 균열 폭과 투수량을 기반으로 균열 폭-투수량의 상관관계와 시간-투수량의 상관관계를 분석하였다. 또한, 광학현미경을 이용하여 측정한 초기 균열 폭은 신뢰성이 떨어지므로 Poiseuille flow에서 ${\alpha}$값을 도출하여 시간-균열 폭에 대한 상관관계를 분석하여 시간-투수량과 시간-균열 폭에 대한 경향을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.267-273
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• 2017

최근 콘크리트 구조물의 유지보수 문제가 대두되면서 구조물에 발생하는 균열을 스스로 치유하는 자기치유 기술이 활발히 연구되고 있다. 현재 자기치유 콘크리트의 치유 성능 평가에 투수시험이 널리 사용되지만, 이와 관련된 표준화된 방법이 없어 시험결과의 비교에 어려움이 있다. 또한 콘크리트의 자기치유 성능은 초기 균열폭에 큰 영향을 받는데, 콘크리트의 균열폭 측정을 위한 표준화된 방법도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 정수위 투수시험 장치를 이용하여 수두차와 균열폭이 유출수량에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 투수 실험 결과의 회귀 분석을 통해 유출수량과 초기 균열폭의 상관관계식을 제안하였으며, 제안된 식을 이용하여 예측한 모르타르 시편의 균열폭이 광학현미경을 이용하여 측정한 실제 균열폭과 잘 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.561-568
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• 2022

본 연구에서는 무기계 재료인 클링커 바인더, Calcium sulfoaluminate(CSA), 그리고 sodium sulfate(Na₂SO₄)가 포함된 시멘트 모르타르의 물리적 특성 및 자기치유성능을 평가하였다. 압축강도 및 휨강도 측정을 통해 시멘트 모르타르의 물리적 강도를 알아보고, 정수위 투수시험 및 기체확산시험을 통해 치유성능을 평가하였다. 또한 광학현미경과 주사전자현미경을 통해 균열부 내 침전된 치유생성물을 시각적으로 관찰하였다. 그 결과, 클링커 바인더 기반 무기계 혼합재의 혼입은 시멘트 모르타르의 초기 및 28일 재령 강도를 약 20 % 증진시켰다. 치유성능 평가방법에 따라 치유율의 편차가 존재하고 과소평과 되는 경향을 나타냈으나, 무기계 혼합재의 시멘트 모르타르 혼입 시 0.3 mm 균열 내부에서 CaCO₃가 주요 치유생성물로 침전되어 치유성능을 향상시켰다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.485-500
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• 2020

소규모 설비, 시공 용이성 등 다양한 장점으로 인하여 국내의 건설현장에서 광범위하게 사용되고 있는 그라우팅 관련 기술은 과거에 비해서 비약적으로 발전되었지만 품질의 균질성, 장기 내구성 및 환경공해 등의 문제점에 대한 개선 노력은 현재까지도 지속되고 있다. 최근 국내에서는 물유리계 그라우팅 재료가 갖는 낮은 강도와 내구성, 용탈현상 발생 등의 문제점을 개선하기 위하여 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법이 개발되었다. 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법은 주입재가 지반 내 물과 반응하여 생성한 결정 성장형 자기치유 물질에 의해서 주입재와 지반이 일체화되기 때문에 지반의 내구성 및 차수성 향상, 용탈방지 및 친환경성 등을 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 △△터널 및 주변지반을 대상으로 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법의 예비시험 및 현장적용(표준관입시험, 현장투수시험, 공내 전단시험, 공내재하시험, 지시약반응시험 등)을 실시하였고 시공 전·후에 대한 실규모 시공조건에서의 주입범위, 차수 및 지반개량 효과 등을 비교, 분석하였다. 예비시험 및 현장적용 결과를 바탕으로 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법의 현장적용성 및 개량효과는 양호한 것으로 파악되었다.