• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.213-220
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• 2008

시멘트로 고결된 사질토의 일축압축강도와 취성적인 거동을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 모래에 포틀랜드시멘트와 콘크리트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올 섬유를 무작위로 보강하였다. 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 다음 5층 다짐으로 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 적은 양의 시멘트를 혼합하여 시멘트의 고결효과보다는 섬유의 인장력으로 인한 보강효과에 중점을 두었다. 8% 이하의 시멘트비를 가진 약하게 고결된 혼합토에 섬유비를 다르게 공시체를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 섬유비와 시멘트비에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 일축압축강도는 시멘트비가 2%인 경우 섬유비의 증가에 따라 최대 6배까지 증가하였다. 섬유의 인장력으로 공시체의 연성이 증가하여 최대응력 시의 축변형률이 시멘트비가 2%인 경우 섬유비에 따라 최대 7% 정도 증가하였다. 시멘트비가 2%인 혼합토에 1%의 섬유 보강으로 인한 효과를 마찰각의 증가와 점착력의 증가로 분리하여 해석하였으며, 마찰각의 증가로 해석한 경우 섬유로 전달되는 응력은 수직응력의 8% 정도로 계산되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.737-746
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• 2008

최근 들어 비파괴기술이 발달함에 따라, 콘크리트 구조물의 건전성 평가에 전자기 특성을 이용한 평가기법이 적용되고 있다. 시멘트 건설재료와 같은 절연성 재료는 고유한 유전상수 또는 전도율을 가지므로 특성화될 수 있는데, 이러한 전자기 특성은 물-시멘트비, 단위 시멘트 량과 같은 배합조건에 따라 변화하게 된다. 실내조건에 노출된 시멘트 모르타르는 일반적으로 수분에 포화되지 않으므로, 공극률이 전자기특성에 큰 영향을 미치는데, 이러한 공극률은 주로 초기재령에서 결정되어지며, 양생조건에 따라 매우 민감하게 변화한다. 본 연구에서는 4가지 종류의 물-시멘트비를 가진 시멘트 모르타르를 대상으로, 전자기 특성(유전상수, 전도율)을 광범위 대역인 0.2 GHz~20 GHz 범위에서 측정하였다. 각 시편은 배합 후 0일에서 28일까지 총 5가지의 다른 수중양생기간을 가지도록 하였으며, 28일 이후, 실내노출상태에서 전자기 특성을 측정하였다. 한편 28일 재령시, 수은압입법을 통하여 공극률을 분석하였으며, 실내상태의 수분손실을 측정하여 포화도를 평가하였다. 양생초기부터 변화하는 공극률을 평가하기 위해, 초기재령 콘크리트의 거동 평가 프로그램을 이용하여 시멘트 모르타르의 공극률 변화를 분석하였으며, 측정된 전자기 특성의 변화를 분석하였다. 전자기 특성을 영향인자(재령, 물-시멘트비)와 쉽게 비교하기 위해서, 5 GHz~20 GHz 영역의 값을 하나의 평균값으로 도출하였다. 초기재령에서 평균화된 유전상수와 전도율은 물-시멘트비의 감소에 따라서 선형으로 증가하였으며, 4주의 양생기간동안 물-시멘트비에 관계없이 양생기간의 제곱근에 비례하여 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.53-59
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• 2010

최근 들어 적외선을 이용하여 콘크리트 구조물의 결함 또는 공동 등을 평가하려는 비파괴 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 유지관리기법의 중요한 부분을 이루고 있다. 적외선 화상분석(Infrared Thermography)을 콘크리트 표면에 적용할 경우, 콘크리트의 표면온도는 표면을 구성하는 재질과 열적특성(비열, 열전도율, 열전달율)에 따라 그 응답이 다르게 나타나게 된다. 서로 다른 배합을 가지는 시멘트 모르타르에서는 공극률이 다르게 구성되고, 표면에서 공극률의 차이는 열에 노출된 뒤, 냉각되는 과정에서 열적 거동이 다르게 평가된다. 한편 이러한 공극률은 강도 및 염화물 확산계수와 같은 역학적/내구적 특성에 영향을 주기도 한다. 본 연구에서는 외부에서 열을 가하여 측정하는 능동방식(active type)을 이용하여, 표면의 온도변화를 분석하였다. 물-시멘트비 55%와 65%인 시멘트 모르타르 시편을 제작하였으며, 공극률, 압축강도, 염화물 확산계수 등의 물리적 특성값들이 평가되었다. 이후 동일한 실내조건(온도 $20{\sim}22^{\circ}C$, 습도 55-60%)에서 적외선 화상분석 기법을 적용하였다. 시간의 경과에 따라 공극을 많이 포함하는 시편의 경우, 표면 온도가 상대적으로 증가하였으며, 온도가 일정해지는 시점(임계시점)이 단축되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 콘크리트와 같이 공극과 골재를 가지고 있는 복합재료의 품질 평가에 적용할 수 있음을 시사한다. 한편 공극률과 실험상수를 고려하여, 공극률에 따라 변화하는 임계시간에 대한 계산식을 제안하였다. 본 논문에서는 시멘트 모르타르의 공극량의 변화에 따른 물리적 변화와 이에 따른 열특성 변화가 논의될 것이다.

• Computers and Concrete
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• 제16권6호
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• pp.919-932
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• 2015

This paper presents a new method for assessing the three-point-bending (3PB) strength of mortar beams in a non-destructive manner, based on neural network (NN) models. The models are based on the radial basis function (RBF) architecture and the fuzzy means algorithm is employed for training, in order to boost the prediction accuracy. Data for training the models were collected based on a series of experiments, where the cement mortar beams were subjected to various bending mechanical loads and the resulting pressure stimulated currents (PSCs) were recorded. The input variables to the NN models were then calculated by describing the PSC relaxation process through a generalization of Boltzmannn-Gibbs statistical physics, known as non-extensive statistical physics (NESP). The NN predictions were evaluated using k-fold cross-validation and new data that were kept independent from training; it can be seen that the proposed method can successfully form the basis of a non-destructive tool for assessing the bending strength. A comparison with a different NN architecture confirms the superiority of the proposed approach.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.89-96
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• 1992

콘크리트의 내동해성은 일반적으로 공기량이나 기포조직 및 분포에 따라 크게 영향을 받으며 콘크리트의 강도와도 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고강도콘크리트의 동결융해 저항성에 미치는 공기량 및 기포조직 특히 간격계수의 영향에 관한 실험적 연구로서 우선 압축강도는 Non-AE콘크리트를 대상으로 400-500kg/$\textrm{cm}^2$를 목표로 하였고, 실험결과 내구성지수가 10~20%정도에 불과하므로 다음단계로 공기량 2~12%인 AE콘크리트로 하여 내구성 향상을 도모하였다. 이 때 단위시멘트량, 물\ulcorner시멘트비등을 변화시킨 20종류의 콘크리트 배합에 대해 500cycle까지 동결융해시험을 실시하였다. 결론적으로 동결융해의 저항성은 물\ulcorner시멘트비 보다는 공기량과 더 밀접한 관계가 있었고 임계내구성지수에 대응하는 간격계수는 물\ulcorner시멘트비에 따라 다르다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.521-528
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• 2021

진공 압출성형 방법에 의하여 생산되는 섬유 시멘트 복합체는 연속 생산이 가능하고 고밀도 무기질 재료의 구성이 가능한 제품이다. 보강섬유로 사용하고 있는 폴리프로필렌과 펄프의 연소에 따른 가스의 발생과 이로 인하여 불연성능 시험 중 중심부에 지속적으로 불꽃이 발생하여 성능을 충족하지 못하는 경우가 발생한다. 본 연구에서는 불연 특성 개선을 위하여 내알칼리 성능을 개선한 ARG(Alkali resistant glass)섬유를 보강섬유로 사용하여 시험체를 제조하고 성능 평가를 실시하였다. 섬유량은 부피비를 기준으로 하여 적용하였다. 측정결과 폴리프로필렌을 전량 유리섬유로 대체하고 펄프 사용량을 50% 감소하여 배합할 경우 불꽃은 발생하지 않거나 5초 이내 소화 되는 것을 확인하였다. 패널의 압출성과 생산성, 그리고 경화 후 적정한 인성 및 취성재료의 개선을 위하여 펄프 사용량은 기존 사용량의 50%를 유지하는 것이 바람직하며, 불연성능의 개선을 위하여 별도의 결합재 변경은 필요하지 않은 것으로 확인되었다.

• Advances in nano research
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• 제16권3호
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• pp.217-229
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• 2024

This paper presents results of visual analysis of cracks formation and propagation of concretes made of quaternary binders (QBC). A composition of the two most commonly used mineral additives, i.e. fly ash (FA) and silica fume (SF) in combination with nanosilica (nS), has been proposed as a partial replacement of the cement. The principal objective of the present study is to achieve information about the effect of simultaneous incorporation of three pozzolans as partial replacement to the OPC on the fracture processes in concretes made from quaternary binders (QBC). The modern and precise non-contact measurement method (NCMM) via digital image correlation (DIC) technique was used, during the studies. In the course of experiments it was established that the substitution of OPC with three pozzolans including the nanoadditive in FA+SF+nS FA+SF+nS combination causes a clear change of brittleness and behavior during fractures in QBCs. It was found that the shape of cracks in unmodified concrete was quasi-linear. Substitution of the binder by SCMs resulted in a slight heterogeneity of the structure of the QBC, including only SF and nS, and clear heterogeneity for concretes with the FA additive. In addition, as content of FA rises throughout each of QBC series, material becomes more ductile and shows less brittle failure. It means that an increase in the FA content in the concrete mix causes a significant change in fracture process in this composite in comparison to concrete with the addition of silica modifiers only.

• 한국농공학회지
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• 제45권1호
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• pp.45-54
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• 2003

The effects of binder content and silica sand content on the durability characteristics of lightweight polymer concretes are examined. As a result, the flame lingering times using unsaturated polyester resin and non-combustible polyester resin were 60∼120 and 0∼4 seconds respectively, and the combustion lengths were 9∼11 mm and 0∼3 mm, respectively. Thus it is believed that the lightweight polymer concrete was incombustible and the light weight polymer concrete in which non-combustible material was added was perfectly non-combustible. The percent of original mass of lightweight polymer concrete, according to the freezing-thawing experiment, was below 0.3 %, which was much less than that of cement concrete. The pluse velocity, for the case of the binder content 28 %, showed the minimum decreasing rate for the lightweight polymer concrete with silica sand content of 50 %. The higher the binder content, the greater the durability. That is much higher than other material and believed that the freezing-thawing was suppressed by a low absorption.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권4호
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• pp.401-413
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• 2019

The concept of base isolation for equipment is well known. Its application in buildings and structures is rather challenging. Introduction of horizontal flexibility at the base helps in proper energy dissipation at the base level thus reducing the seismic demand of the super structure to be considered during design. The present study shows the results of a series of numerical simulation studies on seismic responses of secondary system (SS) housed in non-isolated and base-isolated primary structures (PS) including equipment-structure interactions. For this study the primary structure consists of two similar single bay three-store reinforced cement concrete (RCC) Frame building, one non-isolated with conventional foundation and another base isolated with Lead plug bearings (LPB) constructed at IIT Guwahati, while the secondary system is modeled as a steel frame. Time period of the base isolated building is higher than the fixed building. Due to the presence of isolator, Acceleration response is significantly reduced in both (X and Y) direction of Building. It have been found that when compared to fixed base building, the base isolated building gives better performance in high seismic prone areas.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.90-96
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• 2018

본 연구에서는 탄소 포집 물질인 ${\gamma}-C_2S$를 함유하고 있는 Stainless Steel Slag AOD를 포함한 시멘트 페이스트의 역학적 및 미세구조 변화를 연구하였다. ${\gamma}-C_2S$는 비수경성이며 그러므로 물과 반응하지 않는다. 그러나 ${\gamma}-C_2S$는 물에 의한 탄산화 양생조건에서 반응성을 가지고 있다. 그 반응은 페이스트 안의 공극을 치밀하게 형성하기 때문에 STS-A를 사용한 시멘트 페이스트의 공극구조는 탄산화 ($CO_2$ 농도는 약 5%)후에 수은압입시험에 의해 측정될 수 있다. 또한 Fractal 특성은 시멘트 페이스트의 미세구조변화는 탄산화 영향에 대하여 연구하였다. 그 결과로부터 STS-A를 포함하는 탄산화 시멘트 페이스트는 강도가 증가하였고 공극구조는 더 치밀해졌다.