• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권5호
• /
• pp.89-98
• /
• 2007

본 연구에서는 RC구조물의 접착 보수 보강 재료의 박리와 연관한 변형 거동에 대하여 검토하였다. 응력-변형곡선에서 최대응력 이후 항복을 일으킬 수 있는 변형량은 바탕재인 시멘트 모르터의 경우 $2.0{\times}10^{-3}$, 콘크리트는 $1.3{\times}10^{-3}$ 전후이고, 접착제인 에폭시수지 $0.8{\times}10^{-3}$, 폴리머 시멘트 모르터 $2.5{\times}10^{-3}$이며, 보강재인 강판과 탄소봉은 2.5와 $9.1{\times}10^{-3}$정도인 것으로 밝혀졌다. 온도변화에 따른 선팽창계수는 바탕재인 시멘트 모르터 및 콘크리트의 경우 $10{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$전후인데 비하여, 접착제인 에폭시 수지는 $41{\sim}54{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, 폴리머 시멘트 모르터는 $-0.5{\sim}0.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, 보강재인 강판은 바탕재료와 비슷하지만, 탄소섬유는 $-1.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$로 제일 작은 값이었다. 특히 바탕재료인 콘크리트와 에폭시수지 접착제간에는 온도변화에 따른 선팽창계수 차이가 크게 발생하였는데, 에폭시 수지 종류에 따라 약간의 차이는 있지만, $20{\sim}35{^{\circ}C}$이상의 온도차가 발생하는 조건이면 에폭시수지 접착제는 콘크리트 접착면에서 자연적으로 박리 할 수도 있는 것으로 밝혀졌다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.3-10
• /
• 2005

콘크리트 구조물은 다양한 요인으로 인하여 골재노출, 탈락, 표면박리, 균열발생, 철근노출 및 부식, 강도저하, 염소이온침투, 공극률 증가, 팽창 및 수축 등과 같은 여러가지 열화현상이 나타나는 문제점을 가지고 있다. 특히 상$\cdot$하수도 시설을 포함한 수처리 구조물의 경우에는 일반적인 콘크리트 구조물보다 더욱 가혹한 환경에 노출되어있기 때문에 콘크리트의 열화는 더욱 심하다고 볼 수 있다. 본 연구는 시멘트 혼입 폴리머와 에폭시수지를 복합한 내균열성 방수$\cdot$방식재를 이용한 콘크리트구조물용 방수$\cdot$방식공법을 개발하여 실용화하는데 목적이 있다. 콘크리트구조물용 방수$\cdot$방식공법의 평가를 위하여 흡수 및 투수성, 부착성, 인장강도, 내잔갈림성, 내충격성, 냉온반복성능, 내화학성능, 음용수 용출성 등 방수$\cdot$방식재에 요구되는 성능을 평가하였다. 그 결과 KS의 규격에서 규정하는 성능기준을 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 특히 부착성능이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 본 탄성층을 보완한 방수$\cdot$방식공법의 적용에 의해서 최대 1.49mm까지의 균열에 대하여 저항성이 있는 것으로 평가되어 내균열성 측면에서 높은 성능을 확보하고 있는 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.329-334
• /
• 2005

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구적 성능 등 여러면에 있어 우수하여 건설현장에서의 벽체용 패널, 통신용 맨흘, 기계설비의 기초, 지하연결박스 등 다양한 용도로 개발되고 사용되어지고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이고 있는 수지의 비용이 높아 경제적인 면에서 불리하여 기존 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 필요하다. 여기서, PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용한 것이므로 경제적인 건설 소재가 될 수 있으며, 친환경적인 효과를 가져올 수 있기 때문에 현재 연구가 활발하게 이루어지고, 사용 영역이 확대 될 것으로 전망된다. 하지만 아직까지 PET재활용 폴리머콘크리트의 응력-변형률 거동에 관해서는 기초적인 연구상태에 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐 PET를 합성한 불포화 폴리에스터 수지를 폴리머콘크리트의 결합재로 이용하여 콘크리트를 제조하였으며, 수지량, 골재의 최대치수, 양생방법에 변화를 주었다. 그리고 변위제어가 가능한 M.T.S 장비를 사용하여 응력-변형률 곡선을 관찰하였다. 그 결과 PET 재활용 폴리머콘크리트의 압축강도는 수지의 함량, 굵은골재의 크기변화, 양생방법에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다. 탄성계수의 변화는 수지의 함량이 크게 좌우하였으며, 굵은골재의 최대치수와 양생방법에서 크게 영향을 받지 않았다. 최대응력에서의 변형률은 수지의 함량과 굵은골재의 최대치수에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제57권4호
• /
• pp.11-19
• /
• 2015

The important properties of EVA (ethylene vinyl acetate) redispersible polymer was waterproof, densification of internal pore space of concrete and ball bearing and micro filler. Also, the significant role of polypropylene(PP) fiber was crack control and blockade of movement for deterioration factors. The most studies for EVA were limited in the field of mortar and PP fiber reinforced concrete had been studied in the state of being restricted unit water content, rich mix and mixing much of the fiber without considering construction site. Therefore, the control mix design were applied in ready mixed concrete using 10 % fly ash of total cement weight used in batch plant. On the basis of control mix design, EVA contents ranging from 0 % to 10 % of total cement weight and PP fiber contents ranging from 0 % to 0.5 % of EVA concrete volume were used in the mix designs. The results showed the maximum compressive strength value was measured at EVA 5.0 % and PP fiber 0.1 %, the minimum water absorption ratio was at EVA 10 % and PP fiber 0 %, the durability factor for freezing and thawing resistance was at EVA 5.0 % and PP fiber 0.3 % and the minimum weight reduction ratio of resistance to sulfuric acid attack was at EVA 10 % and PP fiber 0.5 % after curing age 42days. Meanwhile, From these results, PP fiber reinforced EVA concrete would be very benefit, if each optimal mix types were used in hydraulic structures, underground utilities and agricultural structures.

• Advances in concrete construction
• /
• 제6권4호
• /
• pp.345-362
• /
• 2018

In this paper, mechanical and short-term durability properties of fly ash and slag based geopolymer concretes (FAGPC-SGPC) were investigated. The alkaline solution was prepared with a mixture of sodium silicate solution ($Na_2SiO_3$) and sodium hydroxide solution (NaOH) for geopolymer concretes. Ordinary Portland Cement (OPC) concrete was also produced for comparison. Main objective of the study was to examine the usability of geopolymer concretes instead of the ordinary Portland cement concrete for structural use. In addition to this, this study was aimed to make a contribution to standardization process of the geopolymer concretes in the construction industry. For this purpose; SGPC, FAGPC and OPC specimens were exposed to sulfuric acid ($H_2SO_4$), magnesium sulfate ($MgSO_4$) and sea water (NaCl) solutions with concentrations of 5%, 5% and 3.5%, respectively. Visual inspection and weight change of the specimens were evaluated in terms of durability aspects. For the mechanical aspects; compression, splitting tensile and flexural strength tests were conducted before and after the chemical attacks to investigate the residual mechanical strengths of geopolymer concretes under chemical attacks. Results indicated that SGPC (100% slag) is stronger and durable than the FAGPC due to more stable and strong cross-linked alumina-silicate polymer structure. In addition, FAGPC specimens (100% fly ash) showed better durability resistance than the OPC specimens. However, FAGPC specimens (100% fly ash) demonstrated lower mechanical performance as compared to OPC specimens due to low reactivity of fly ash particles, low amount of calcium and more porous structure. Among the chemical environments, sulfuric acid ($H_2SO_4$) was most dangerous environment for all concrete types.

• 자원리싸이클링
• /
• 제26권6호
• /
• pp.20-28
• /
• 2017

피치계 탄소섬유를 함유한 모르타르의 직접인장강도는 평균압축강도의 1/27~1/22에 해당하였다. 동일 양의 PAN계 탄소섬유를 함유한 모르타르의 직접인장강도가 1/15임에 비하여, 낮은 수준으로 나타났다. 이 때, 무보강 기준시편의 직접인장강도는 1/29 수준이었다. 피치계 탄소섬유를 함유한 모르타르의 휨인장강도는 평균압축강도에 비해, 약 1/12 수준으로 나타났고, PAN계 탄소섬유를 함유한 모르타르와 무보강 모르타르는 각각 1/10, 1/13.5의 수준으로 나타났다. 피치계 탄소섬유를 혼입한 모르타르의 인장성능은 무보강 모르타르와 PAN계 탄소섬유를 혼입한 모르타르의 중간 수준으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.185-197
• /
• 2001

본 연구는 온도에 따라 특성이 변하는 아스팔트 콘크리트의 파괴인성을 규명하기 위하여 기존의 유효균열 모델을 수정하는 연구를 다루고 있다. 본래의 ECM모델은 콘크리트와 같은 고체에 적용되도록 개발되어 재료의 포아슨 비를 고려하지 않는다. 하지만 아스팔트 콘크리트는 온도변화에 민감하여 온도에 따라 포아슨 비가 변화하므로 다양한 온도하에서 정확한 파괴 특성을 알기 위해서는 포아슨 비가 고려되어져야 한다. 3개의 개질아스팔트 결합재를 포함한 4가지 결합재를 사용하여 밀입도 아스팔트 혼합물을 제조하여 초기균열 보에 대한 3점 휨 시험을 $-5^{\circ}C$부터 $-35^{\circ}C$까지에서 수행하였다. 탄성계수, 휨강도 및 파괴인성을 시험을 통하여 구하였다. 시험결과 포아슨비가 고려되는 수정 ECM 공식을 사용하므로서 보다 정확한 값들을 얻을 수 있었다. 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반아스팔트 혼합물에 비하여 더 낮은 저온하에서 더 높은 강성과 파괴인성을 유지함을 알 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제60권2호
• /
• pp.85-93
• /
• 2018

This study investigated the structural behavior and field applicability of sandwich type GFRP arches with polymer mortar in core. As a result, in case of crack loading and failure loading, total strains at crown were the highest; the fracture strain at crown was 0.01690, which is 4.2 times greater than the fracture strain (0.004) of cement concrete. The 3 % deflection load was 17.42 kN, the flexural strength was $163.98{\times}10^{-3}GPa$, and the flexural elastic modulus was 11.884 GPa. From load-deflection relationship up to 3.5 % deflection, 3D analysis results and experimental values were observed to be almost identical. It was considered reasonable to set a deflection rate limit to be 3 % for structural safety purpose. The standard external flexural strength of semicircular arch used in this study was approximately 2.64 times higher than that of hume pipe (2 type standard) and tripled composite pipe. The external pressure strength at fracture was approximately 1.57 times higher than that of hume pipe. It was confirmed that the implementing semicircular arch had mechanically more advantage than the circular pipe. Optimum member thickness was 8~53 mm according to arch radius of 450~1,800 mm and cover depth of 2~10 m. It was found that the larger strength could be obtained even if the thickness of member was smaller than that of concrete structure. In field application study, figures and equations were derived for obtaining applicable cover depth and optimum member thickness according to loading conditions. These would be useful data for design and manufacture of sandwich type semicircular arch.

• Advances in concrete construction
• /
• 제6권6호
• /
• pp.645-658
• /
• 2018

Despite being one of the most abundantly used construction materials because of its exceptional properties, concrete is susceptible to deterioration and damage due to various factors particularly corrosion, improper loading, poor workmanship and design discrepancies, and as a result concrete structures require retrofitting and strengthening. In recent times, Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites have substituted the conventional techniques of retrofitting and strengthening of damaged concrete. Most of the research studies related to concrete strengthening using FRP have been performed on undamaged test specimens. This contribution presents the results of an experimental study in which concrete specimens were damaged by mechanical loading and elevated temperature in laboratory prior to application of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) sheets for strengthening. The test specimens prepared using concrete of target compressive strength of 28 MPa at 28 days were subjected to compressive and splitting tensile testing up to failure and the intact pieces of the failed specimens were collected for the purpose of repair. In order to induce damage as a result of elevated temperature, the concrete cylinders were subjected to $400^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ temperature for two hours duration. Concrete cylinders damaged under compressive and split tensile loads were re-cast using concrete and rich cement-sand mortar, respectively and then strengthened using CFRP wrap. Concrete cylinders damaged due to elevated temperature were also strengthened using CFRP wrap. Re-cast and strengthened concrete cylinders were tested in compression and splitting tension. The obtained results revealed that re-casting of specimens damaged by mechanical loadings using concrete & mortar, and then strengthened by single layer CFRP wrap exhibited strength even higher than their original values. In case of specimens damaged by elevated temperature, the results indicated that concrete strength is significantly dropped and strengthening using CFRP wrap made it possible to not only recover the lost strength but also resulted in concrete strength greater than the original value.

• 터널과지하공간
• /
• 제31권6호
• /
• pp.428-439
• /
• 2021

뿜칠 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로서 지보 또는 차수 목적으로 기존 방수포와 같은 재료를 대체 할 수 있을 것으로 기대되는 뿜어 붙이는 방식의 재료이다. 이전의 해외 연구에서 기존 시멘트계 지보 재료들에 추가로 뿜칠 멤브레인을 시공할 경우 숏크리트와 같은 지보재의 시공 두께를 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있으나 국내에서는 아직까지 실험이나 분석 결과가 많이 보고되고 있지 못하다. 본 연구에서는 고성능 숏크리트에 뿜칠 멤브레인을 바깥면에 타설하여 3점 휨시험을 수행하고 고성능 숏크리트와 뿜칠 멤브레인이 시공된 경우를 비교하여 분석하였다. 실내 표준 시험과 실대형 휨시험을 통해 산정된 값을 서로 비교한 결과 휨강도 측면에서는 큰 차이를 보이지 않았으나 휨인성 부분에서 차이를 보이는 것으로 나타났다.