• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.127-134
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• 2009

본 연구는 고강도 콘크리트의 복합유기섬유 혼입률 변화 및 ISO와 RABT의 가열온도곡선 변화에 따른 내화시험을 실시한 후 폭렬방지성상 및 잔존압축강도 특성 등을 분석한 것으로, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 복합유기섬유 혼입 콘크리트의 기초적 특성으로 유동성은 섬유혼입률이 증가할수록 직선적으로 저하하는 경향이었고, 공기량은 약간의 증가 또는 감소의 경향은 있었으나 큰 차이 없었으며, 28 일 압축강도는 완만한 감소경향을 나타내었다. 내화특성으로, RABT 가열온도곡선의 경우는 ISO 가열온도곡선에 비해 복합 유기섬유 혼입률이 많은 범위까지 폭렬양상을 나타내었으나, 주로 박리폭렬일뿐 내부까지 극심한 폭렬양상은 발생하지 않았다. 결국 W/B 25%인 고강도 콘크리트의 경우 ISO 가열온도곡선은 섬유의 혼입률 0.04%이상에서, RABT 가열온도곡선의 경우는 섬유의 혼입률 0.10%이상에서 폭렬이 방지되는 것으로 나타났다. 가열온도곡선 변화에 따른 질량감소율은 폭렬이 방지된 경우 ISO 가열온도곡선은 7%전후, RABT 가열온도 곡선은 9%전후로 나타났다. 가열온도곡선변화에 따른 잔존압축강도율은 폭렬이 방지된 경우 ISO 가열온도 곡선은 50%~60%, RABT 가열온도곡선은 30%~35%를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.317-328
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• 2016

이 연구의 목적은 내부양생을 위한 고흡수성 수지(SAP)의 혼입이 초고성능 콘크리트(UHPC)의 수화특성, 자기수축, 내구성 및 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 입도범위는 유사하지만 화학적 구조가 다른 2 종류의 SAP이 선택되었고, 이러한 SAP이 혼입된 UHPC의 성능이 실험을 통해 평가되었다. 평가결과는 SAP의 종류, 그리고 혼입 여부에 따라 비교되었다. 수화반응성과 수화생성물 확인을 위해 등온열량계 및 XRD를 이용한 실험이 각각 진행되었고, 이 실험을 통해 초기 재령일에서 수화반응성 및 장기 재령일에서의 수화생성물을 확인하였다. UHPC의 수축저감제로서 SAP의 적용 가능성을 확인하기 위해 자기수축 변형율, 압축강도 및 염분침투성을 측정하였다. 또한, SEM 이미지 촬영을 통해 SAP이 UHPC 내부에서 형성한 공극을 실제로 확인하고 분석하였다. 이러한 분석 및 평가결과를 통해, SAP을 이용한 내부양생은 역학적 성능과 내구성 저하 없이 UHPC의 자기수축을 저감시킬 수 있다는 결론을 내렸다. 실험에 사용된 두 종류의 SAP 중에서, UHPC 내부에서 흡수력이 더 우수한 SAP_AM이 SAP_AA 보다 수축저감성능 뿐만 아니라, 장기적인 수화반응성, 압축강도, 염분침투 저항력에서도 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.94-104
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• 2013

본 연구에서는 고유동성의 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 기초적 성능을 측정한 후 콘크리트의 보수용 재료에 매우 중요한 요구성능인 부착강도에 대한 피착체의 표면에 존재하는 표면수량의 영향을 검토하는 연구가 수행하였다. 시험체의 배합은 VA/VeoVA는 결합재인 시멘트에 대하여 고형분비 (폴리머시멘트비; P/C)에 의하여 10, 20, 30, 50, 75%, 잔골재는 시멘트의 중량에 대하여 각각 1:1, 1:3의 비율을 적용하였다. 고유동성 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 기초적인 성능을 토대로 부착강도, 잔갈림성, 재료분리 저항성이 좋은 시험체를 선택하였다. 시험체는 C:F=1:1인 경우 P/C=20%, 30%의 시험체 2개가 선택되었으며, C:F=1:3인 경우 P/C=50%의 시험체 1개, 총 3개가 선택되었으며 이 3개의 배합에 대하여 피착체의 표면수량에 따른 고유동성 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 특성을 파악하였다. 본 연구를 통해 콘크리트 피착체에 살포된 표면수는 부분적으로 고유동성 VA/VeoVA 개질 시멘트 모르타르의 부착강도를 증진하고, 유동성을 개선하는 효과가 있다는 결론을 얻었다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권5호
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• pp.431-441
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• 2020

For the purpose of improving the properties of UHPC as well as the economic efficiency in production of the material, Availability of river sands as fine aggregate instead of micro silica sand were investigated. Four different sizes of river sands were considered. Using river sand instead of micro silica sand increased the flowability, and decreased the yield stress and plastic viscosity in rheological properties, and the effect was higher with larger particle size of river sand. It was demonstrated by analyses based on the packing density. In the results of compressive strength and elastic modulus, even though river sand was not as good as micro silica sand, it could provide high strength of over 170 MPa and elastic modulus greater than 40 GPa. The difference in compressive strength depending on the size of river sand was explained with the concept of maximum paste thickness based on the packing density of aggregate. The flexural performance with river sand also presented relatively lower resistance than micro silica sand, and the reduction was greater with larger particle size of river sand. The flexural performance was proven to be also influenced by the difference in the fiber orientation distribution due to the size of river sand.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.623-630
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• 2007

주로 교량 슈 (shoe)나 기계 기초 등과 하부 콘크리트 구조체간의 공극을 충전시켜 상부 구조물과 하부 구조물을 일체화하는데 사용되는 그라우트재는 구조물의 특성상 주로 큰 하중을 받는 부위에 시공되기 때문에 높은 압축강도를 갖는 제품 위주로 개발 사용되어 왔다. 그러나 고강성 위주로 제품이 개발되어 한계응력 이상에서는 구조체가 갑자기 파괴되는 취성체라는 구조적 문제점을 안고 있고, 연속 및 반복하중 등의 응력에 의한 누적 피로에 의해 균열 등의 성능 저하 현상이 발생할 수 있다 또한, 초기 고강도를 유지하기 위해 발열 특성이 높은 속경성 재료를 과다하게 사용함으로써 대형 부재인 경우 수화열 등에 의한 균열발생 우려의 문제 등도 안고 있다. 본 연구는 이와 같은 문제들을 개선하기 위해, 탄성재료인 분말 폐타이어 및 분말 수지를 이용하여 기존의 고유동, 무수축, 고강도 특성 이외에 고인성과 고내구성을 부여하여 보다 안정적으로 시공될 수 있으며, 모체와의 일체성을 향상시키기 위한 그라우트재의 분체 조성물을 개발하였다 또한, 부수적으로 분말 폐타이어 및 플라이애쉬와 같은 산업폐기물을 재활용할 수 있도록 하여 환경친화적인 건설 재료를 제공하는 데에도 기여하였다. 이를 위해 총 7가지 배합 조건별 실험이 진행되었고, 이를 통해 최적 배합 조건을 선정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.33-40
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• 2024

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제15권5호
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• pp.333-348
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• 2023

Fast infrastructure development boosts the demand for shotcrete. Despite sand and stone being the most common coarse and fine aggregates for shotcrete, excessive exploration of these materials challenges the ecological environment. This study utilized an industrial solid waste, high-titanium heavy slag, blended with steel fibers to form Wet Shotcrete of Steel Fiber-reinforced High-Titanium Heavy Slag (WSSFHTHS). It investigated its workability, shotcrete performance and mechanical properties under different water-to-cement ratios, fly ash content, superplasticizer dosage, and steel fiber content. The tunnel excavation and support were investigated by conducting finite element numerical simulation analysis and was used in 3 tunnel lining pipes in Zhonggouwan tailing pond. The major findings are as follows: (1) The water-to-cement ratio (w/c ratio) significantly impacted the compressive strength of WSSFHTHS. The highest 28-day compressive strength of 60 MPa was achieved when the w/c ratio was 0.38; (2) Adding fly ash improved the workability and shotcrete performance and strength development of WSSFHTHS. The best anti-permeability performance was achieved when the fly ash constituted 15%, with the lowest permeability coefficient of 4.596 × 10-11 cm/s; (3) The optimum superplasticizer dosage for WSSFHTHS is 0.8%. It provided the best workability and shotcrete performance. Excessive dosage resulted in water bleeding and poor aggregate encapsulation, while insufficient dosage decreased flowability and adversely affected shotcrete performance; (4) The dosage of steel fibers significantly impacted the flexural and tensile strength of WSSFHTHS. When the steel fiber dosage was 45 kg/m³, the 28-day flexural and tensile strengths were 8.95 MPa and 6.15 MPa, respectively; (5) By integrating existing shotcrete techniques, the optimal lining thickness was 80 mm for WSSFHTHS per simulation. The results revealed that after using WSSFHTHS, the displacement of the tunnel surrounding the rock significantly improved, with no cracks or hollows, similar to the simulation results.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.275-281
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• 2017

본 연구에서는 플라이애시(FA)의 정제가 시멘트 모르타르의 제반 품질에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 플라이애시는 원분플라이애시, 정제플라이애시, 리젝트애시 및 이들의 조합으로 5수준으로 선정하였고, 모르타르 배합비는 1: 1, 1 : 3 및 1 : 5의 3수준으로 계획하였다. 본 연구의 실험결과로 먼저 플로는 모든 배합비에서 원분인 Ra 사용시 Rf 보다 낮은 유동성을 나타내었다. 또한 Rj의 경우는 낮은 유동성을 보일 것으로 예상하였으나, Rf와 동등하거나 그 이상의 유동성을 나타내었다. 공기량의 경우 Rf와 Rj를 제외한 모든 배합이 목표 범위에 만족하지 못하였다. Ra를 사용한 배합의 경우 정제과정을 거친 Rf보다 약 41% 낮은 공기량을 나타내었으며, Rj의 경우 모르타르 내부 다공질의 이물질 등으로 인해 Rf 보다 약 19% 높은 공기량을 나타내었다. 압축강도의 경우 초기 3, 7일에서는 Plain인 OPC에 비해 낮은 압축강도를 나타내었으나, 28일 이후에는 양호한 품질인 Rf의 포졸란 반응으로 인해 여타의 FA 보다 높은 강도를 발휘하였으며, 배합비 1 : 1 및 1 : 3에서는 OPC보다 높은 강도를 확보할 수 있음을 확인하였다. 내동해성으로 정제되지 않은 FA를 사용한 경우 공기량 감소로 인해 내동해성에 취약한 것으로 분석되었다. 따라서 정제과정을 거친 양질의 FA 사용은 콘크리트의 경제적인 배합과 구조물의 안정성에도 긍정적인 기여를 할 것으로 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.78-83
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• 2010

본 연구에서는 SBFC의 기본 성능을 분석하고, 페이스트 및 모르터에서의 공학적 특성을 검토하여, 향후 경제적인 조강콘크리트 개발을 위한 방안으로 활용하고자 하였다. 실험결과 SBFC의 우수한 조기강도 발현 성능을 확인 할 수 있었고, 유동성을 고려했을 때 OPC와 SBFC와의 적정 혼입율을 도출하여 사용하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.127-136
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• 2015

본 연구는 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 특성에 미치는 석회석 미분말과 실리카퓸의 영향을 검토하기 위해 50%에서 최대 80%까지 고로슬래그를 다량 혼합하고, 석회석 미분말을 최대 20%, 실리카퓸을 최대 10%까지 혼합한 물-결합재비 20%의 고강도 시멘트 모르터의 유동성, 강도발현, 수화 및 포졸란 반응 특성, 공극율 및 공극 크기 분포 등을 분석하였다. 실험결과에 따르면 고함량 고로슬래그 배합은 포틀랜드 시멘트 배합에 비해 고로슬래그의 낮은 표면 마찰로 유동성이 크게 향상되고, 시멘트 수화에 필요한 자유수가 많아져 수화반응이 촉진되면서 초기강도가 증가하나, 너무 낮은 물-결합재비와 단위시멘트량으로 인해 수산화칼슘의 생성량이 부족하여 포졸란 반응이 충분히 활성화되지 못함에 따라 장기강도 발현이 억제된다. 석회석 미분말은 유동성에는 큰 영향을 주지 않고, 역시 시멘트의 초기 수화를 촉진하는 것으로 나타났으나, 수화를 가속하는 효과는 고로슬래그보다 높지 않고, 고로슬래그와 달리 수경성이 없기 때문에 오히려 석회석 미분말의 치환율이 높아질수록 압축강도가 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 고분말의 고로슬래그를 사용하거나, 또는 실리카퓸으로 고로슬래그를 치환하는 경우 시멘트 수화에 필요한 자유수를 더 많이 흡착함으로써 유동성과 강도를 저하시키는 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그를 사용한 배합의 공극율이 보통 포틀랜드 시멘트 배합보다 낮게 나타났으나, 석회석 미분말은 공극율에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았고 실리카퓸은 낮은 시멘트 수화도로 인해 공극율을 오히려 증가시키는 것으로 나타났다. 반면 공극 크기 분포에 있어서는 고로슬래그와 실리카퓸를 혼합한 경우 미세공극이 증가하는 것으로 나타났다.