• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.215-225
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• 2011

메타카올린은 고령토나 카올린으로 알려진 카올린 광물의 풍화물로, 도자기 산업에 주로 사용되는 원료로, 일반적으로 메타카올린의 입자 크기는 시멘트보다는 작지만, 마이크로 실리카퓸보다는 크다. 본 연구에서는 콘크리트용 혼화재로 메타카올린을 사용한 콘크리트의 압축강도와 염소이온 투과저항 특성에 관한 영향에 관해 조사하였다. 메타카올린과 실리카퓸의 혼입률이 압축강도와 염소이온 투과저항에 주는 영향을 비교하기 위해 물-결합재비를 30%로 고정하고 각각 0, 5, 10, 15, 20%인 배합수준을 설정하여 비교하였다. 연구결과 메타카올린을 혼입한 콘크리트는 실리카퓸을 혼입한 콘크리트와 유사한 강도특성을 보였지만, 염소이온 투과저항성은 다소 불리한 것으로 나타났다. 따라서, 강도와 염소이온 투과저항 성능을 동시에 만족하기 위한 메타카올린의 혼입률은 10% 정도인 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권1호
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• pp.65-76
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• 2019

This paper investigates the effect of recycled glass powder (RGP) on flowing properties of self-compacting mortars (SCMs) containing different ratios of fillers and superplasticizer dosages. Fly ash (FA), nano-silica (NS), micro-silica (MS), metakaolin (MK) and rice husk ash (RHA) are used as fillers and their synergistic effect with RFP is studied. The effects of fillers and high-range water reducer (HRWR) on flowing ability of mortars are primarily determined by slump flow and V-funnel flow time tests. The results showed that for composites with a higher RGP content, the mortar flowing ability increased but tended to decrease when the composites containing 10% MK or 5% RHA. However, the flowing ability of samples incorporating 5% RGP and 10% SF or 25% FA showed an opposite result that their slump flow spread decreased and then increased with increasing RGP content. For specimens with 3% NS, the influence of RGP content on flowing properties was not significant. Except RHA and MS, the fillers studied in this paper could reduce the dosage of HRWR required for achieving the same followability. Also, the mixture parameters were determined and indicated that the flowability of mixtures was also affected by the content of sand and specific surface area of cement materials. It is believed that excess fine particles provided ball-bearing effect, which could facilitate the movement of coarse particles and alleviate the interlocking action among particles. Also, it can be concluded that using fillers in conjunction with RGP as cementitious materials can reduce the material costs of SCM significantly.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권4호
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• pp.299-306
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• 2019

최근 구조물 보수보강 사례가 증가되고 있으나 보수용 모르타르의 속경성 부족에 의해 긴급공사의 어려움이 발생되고 있어 모르타르의 급결성을 증대시키고자 AL, AF, CA 급결제와 양생조건을 달리한 강도특성을 검토하였다. 그 결과 경화성상에 있어 CA 시험체가 가장 우수하였으며, 양생조건의 경우 재령 초기에서는 수중양생에서 압축강도가 다소 높아지는 경향을 보였으나 28일에서는 큰 차이가 없었다. 특히, CA 시험체에서 Ettringite생성물이 다량으로 관찰되고 있어, 광물계 급결제의 공극충진 효과에 의한 공극량 감소로 압축강도가 증가하는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.237-246
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• 2021

기후변화로 극한강우에 의해 발생하는 얕은 비탈면 붕괴와 침식으로 토석류 유발이 잦아지고 있다. 앵커나 네일링 공법으로 보강하기 보다는 원지반을 이용하여 식생이 되는 비탈면 보강이 경제적이면서 친환경적인 공법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 충분한 식생이 가능하도록 부엽토와 한약재 찌꺼기를 활용하여 토양개량제를 개발하였다. 그리고 표면침식을 방지하기 위해 첨가제로 마이크로 시멘트와 반수석고 등을 사용하여 전단강도를 증가시켰다. 이러한 주재료와 첨가제 결정은 실내시험을 통하여 강우로 인한 지반 표층의 침식 진행을 확인하여 전단강도의 증가를 확인할 수 있었다. 원지반을 활용하는 토양개량제의 보강은 식생이 가능하고 침식에 대해 저항력이 크게 증가한다. 이러한 보강은 사면 불안정성의 주요 원인인 인장균열 발생을 방지하고 침식에 의한 토석류 유발을 막을 수 있기 때문에 다른 공법들보다 장마철 폭우에 대한 대처방안으로 효율적인 방법이라고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권3호
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• pp.337-351
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• 2023

In this paper, the shear behavior of soft filling in rectangular-hollow concrete specimens was simulated using the 2D particle flow code (PFC2D). The laboratory-measured properties were used to calibrate some PFC2D micro-properties for modeling the behavior of geo-materials. The dimensions of prepared and modeled samples were 100 mm×100 mm. Some disc type narrow bands were removed from the central part of the model and different lengths of bridge areas (i.e., the distance between internal tips of two joints) with lengths of 30 mm, 50 mm, and 70 mm were produced. Then, the middle of the rectangular hollow was filled with cement material. Three filling sizes with dimensions of 5 mm×5 mm, 10 mm×5 mm, and 15 mm×5 mm were provided for different modeled samples. The parallel bond model was used to calibrate and re-produce these modeled specimens. Therefore, totally, 9 different types of samples were designed for the shear tests in PFC2D. The shear load was gradually applied to the model under a constant loading condition of 3 MPa (σc/3). The loading was continued till shear failure occur in the modeled concrete specimens. It has been shown that both tensile and shear cracks may occur in the fillings. The shear cracks mainly initiated from the crack (joint) tips and coalesced with another one. The shear displacements and shear strengths were both increased as the filling dimensions increased (for the case of a bridge area with a particular fixed length).

• Computers and Concrete
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• 제29권 6호
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• pp.407-418
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• 2022

This paper numerically investigates the effect of changes in the mechanical properties (displacement, strain, and stress) of the ultra-high-performance concrete (UHPC) without rebar and the reinforced concrete (RC) using steel re-bars. This reinforced concrete is mostly used in the concrete bridge decks. A mixture of sand, gravel, cement, water, steel fiber, superplasticizer, and micro silica was used to fabricate UHPC specimens. The extended finite element method as used in the ABAQUS software is applied for considering the mechanical properties of UHPC, RC, and ordinary concrete specimens. To calibrate the ABAQUS, some experimental tests have been carried out in the laboratory to measure the direct tensile strength of UHPC by the compressive-to-tensile load converting (CTLC) device. This device contains a concrete specimen and is mounted on a universal tensile testing apparatus. In the experiments, three types of mixed concrete were used for UHPC specimens. The tensile strength of these specimens ranges from 9.24 to 11.4 MPa, which is relatively high compared with ordinary concrete specimens, which have a tensile strength ranging from 2 to 5 MPa. In the experimental tests, the UHPC specimen of size 150×60×190 mm with a central hole of 75 mm (in diameter)×60 mm (in thickness) was specially made in the laboratory, and its direct tensile strength was measured by the CTLC device. However, the numerical simulation results for the tensile strength and failure mechanism of the UHPC were very close to those measured experimentally. From comparing the numerical and experimental results obtained in this study, it has been concluded that UHPC can be effectively used for bridge decks.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제6권2호
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• pp.73-82
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• 2012

This study was aimed to thoroughly estimate the characteristics of indoor particulate matter (PM) collected on subway platforms by the cooperative approach of semi-bulk and single particle analyses. The size-resolved PM and its number concentration were measured on the platform in a heavily traveled subway station in Fukuoka, Japan. Particle Induced X-ray Emission (PIXE) and micro-PIXE techniques were applied to the chemical analyses of semi-bulk and single particle, respectively. There was the close resemblance of timely fluctuation between PM number concentration and train service on the third basement floor (B3F) platform compared to the second basement floor (B2F) and its maximum level was marked in rush hour. Higher number counts in large particles ($>1{\mu}m$) and lower number counts in fine particles ($<1{\mu}m$) were shown on the platform compared to an above ground. PM2.5 accounted for 58.2% and 38.2 % of TSP on B3F and on B2F, respectively. The elements that were ranked at high concentration in size-resolved semi-bulk PM were Fe, Si, Ca, S, and Na. The major elements tending to have more elevated levels on B3F than B2F were Fe (4.4 times), Ca (17.3 times), and Si (46.4 times). Although concentrations were very low, Cr ($11.9ng\;m^{-3}$ on B3F, $2.4ng\;m^{-3}$ on B2F), Mn ($3.4ng\;m^{-3}$ on B3F, $0.9ng\;m^{-3}$ on B2F), and Pb ($0.6ng\;m^{-3}$ on B3F, $1.6ng\;m^{-3}$ on B2F) were detected from PM2.5. Individual PM was nearly all enriched in Fe with Si and Ca. Classifying and source profiling of the individual particles by elemental maps and particle morphology were tried and particles were presumably divided into four groups (i.e., train/rail friction, train-rail sparking, ballast/abrasive, and cement).

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.21-29
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• 2017

시공지연 등으로 발생한 콜드조인트는 전단력에 취약하며 염화물 침투 및 확산을 촉진시킨다. 본 연구는 압축 및 인장하중과 콜드조인트 조건을 고려한 1년 양생된 콘크리트의 염화물 확산계수를 분석하였으며 선행연구인 91일 재령의 결과와 비교하였다. 91일 재령결과와 비교할 때, 하중을 재하하지 않은 일반적인 경우에는 건전부에서는 10.7%, 콜드조인트에서는 10.5%로 낮게 평가 되었다. 건전부와 콜드조인트의 감소율의 차이는 비슷하지만 염화물 확산계수는 콜드조인트에서 크게 발생하였다. 압축력 30%의 경우 건전부는 하중재하시 발생된 공극압밀로 인하여 확산계수가 감소하였다. 콜드조인트 콘크리트의 경우 365일 재령은 91일 재령보다 압축력 30%일 경우 10.9%, 압축력 60%일 경우 5.8% 확산계수가 낮게 평가되었는데, 이는 장기간 수중양생에 따른 지속적인 수화반응에 의해 확산계수가 낮게 평가되었기 때문이다. 인장력의 경우 압축부와는 다르게 동일 수준의 인장하중과 재령, 콜드조인트 유 무에 따른 확산계수의 차이가 비교적 크지 않았다. 이는 콘크리트가 1년 재령임에도 불구하고 인장력에 취약한 재료적 특성인 미세균열이 지배적인 영향으로 작용하였기 때문이다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.224-232
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• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.185-194
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• 2004

근년에 와서 우리나라 건설업체의 해외진출이 빈번해 지고 있는 시점에서 특히 동남아 지역에서 대형 해양콘크리트구조물 등의 수주물량이 크게 증가하고 있는 추세를 감안하여 콘크리트 품질향상의 일환으로 광물질혼화재를 혼합한 고강도콘크리트에 착안하게 되었다. 그래서 광물질혼화재의 혼합률을 각각 달리하여 현장의 기후조건을 고려한 양생온도 $23^{\circ}C$ 및 $35^{\circ}C$의 2 종류와 양생조건을 3 종류로 변화시킨 4 배합, 16종류의 고강도콘크리트를 제조하였다. 본 연구 결과, 광물질혼화재를 혼합한 고강도콘크리트를 $35^{\circ}C$로 양생한 경우 초기재령에서 압축강도가 $23^{\circ}C$로 양생한 경우보다 컸으나 재령 28일 이후에는 반전되었다. 특히 고로슬래그미분말, 실리카흄과 팽창재 혼합 및 고로슬래그미분말과 실리카흄을 혼합한 고강도콘크리트의 총통과전하량은 각각 Negligible 및 Very low에 해당되는 매우 좋은 결과를 나타내었다. 따라서 고로슬래그미분말, 실리카흄 및 팽창재를 각각 적정량 혼합함에 따라 밀실한 고강도콘크리트의 제조가 가능하게 됨으로써 염화물이온 침투저항성이 크게 향상되었다.