• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1677-1685
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• 2014

섬유를 콘크리트의 보강재로 소량 혼입한 섬유 보강 콘크리트는 콘크리트의 인장저항 능력과 연성능력을 향상시킬 수 있다. 최근에는 강섬유의 적용성이 확대됨에 따라 강섬유 길이의 연장을 통해 보강의 효과를 증대시키고 있다. 섬유의 길이 연장은 동일한 시공성과 품질성을 위해 섬유 혼입률을 동시에 감소시킬 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 35mm, 60mm 길이의 강섬유와 화학적인 안정성과 내구성, 경제성 등이 우수한 보강 재료로 평가되어지고 있는 폴리프로필렌 섬유에 대해 섬유혼입률 1.0% 이하에서의 휨 성능을 평가하였다. 강섬유 혼입률이 0.25% 이상, 폴리프로필렌 섬유는 혼입률 0.5% 이상에서 균열강도 도달 후 취성 파괴되는 무보강보의 파괴거동을 개선하는 효과가 나타났다. 다만, 폴리프로필렌 섬유가 혼입된 보강 콘크리트는 균열 이후 deflection-softening 거동을 보였다. 그러나, 0.5%이상의 폴리프로필렌이 혼입된 보강보는 균열 이후 최대강도가 균열강도의 약 60~80%정도 강도회복을 보였으며, 강섬유에 비해 균열 이후 응력감소현상을 지연시키는 경향이 뛰어난 것으로 판단된다. 결론적으로 폴리프로필렌 보강콘크리트는 0.75% 혼입률 이상에서는 충분히 만족할 만한 구조적 휨 성능 향상을 보일 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 폴리프로필렌 1.0% 보강 콘크리트의 에너지 흡수 성능은 0.5%, 0.75%가 혼입된 강섬유 보강 콘크리트의 에너지 흡수성능과 거의 비슷한 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.377-384
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• 2011

화재에 취약한 고강도 콘크리트 구조물의 화재 피해를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 구조물의 설계 조건과 가열 조건 하에서 열적 특성을 고려하는 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 단면 크기, 피복 두께, 철근 배근을 다르게 한 고강도 콘크리트 기둥을 제작하여 다른 가열 조건하에서 가열하였을 때 발생하는 내부 온도 분포와 폭렬을 관찰하였다. 내부 온도 분포는 콘크리트 타설 전 설치한 열전대를 통해서 측정하였으며 가열 전후에 측정한 콘크리트 기둥 실험체의 무게 손실률과 단면 손실률을 통해서 폭렬을 수치화 하였다. 가열 실험은 비재하 상태에서 ISO 834 화재 곡선을 따라 가열하는 실험과 화재 시뮬레이션을 통해 측정한 온도-시간 곡선을 따라 가열하는 실험의 두 가지로 나누어 수행하였다. 고강도 콘크리트 기둥은 일반적으로 고온에서 폭렬이 발생하여 내부 온도의 급격한 증가와 단면 손실을 나타내었으며, 설계 변수에 따라서는 단면이 클수록, 피복 두께가 작을수록 내부 온도 분포와 단면 손실률이 높게 나타났다. 또한 철근비가 동일한 상태에서 철근 배근을 다르게 하였을 때, 단면이 작은 철근을 여러 개 배치하는 것이 단면이 큰 철근을 적게 배치하는 것 보다 높은 온도 분포와 단면 손실을 보였다. 이 연구를 통하여 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 열적 변화를 정확하게 파악함으로써, 내화 안전성을 평가하고 현재 적용되고 있는 내화 성능 관리 기준을 보다 효율적이고 안전하게 정립할 수 있도록 하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.193-202
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• 2008

현행 도로교설계기준의 내진설계기준은 완전연성 설계 개념을 채택함으로써, 과도하게 배근되는 횡구속철근으로 인하여 현장 시공에 어려움을 겪는 사례가 많이 있다. 이것은 한반도와 같은 중 약진직역에서 완전연성이 필요하지 않는 경우가 일반적임에도 불구하고 완전연성을 확보하기 위한 심부 구속철근량이 배근되기 때문이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 한정연성 설계개념을 도입한 연성도 내진설계법이 제안된 바 있다. 연성도 내진설계법에서는 재료강도와 함께 소요연성도와 형상비를 변수로 하여 횡구속철근량을 결정하는 산정식을 사용하고 있다. 본 논문은 횡구속철근 산정식을 중심으로 연성도 내진설계법의 안전성을 검증함을 목적으로 한다. 국내 외에서 수행된 89개의 원형단면 기둥 실험 결과를 대상으로 변위연성도 안전율을 검토한 결과 1.11$\sim$3.98 사이의 값을 보였으며, 평균 변위연성도 안전율은 1.90으로 충분한 안전율을 보였다. 이 논문에서는 또한 연성도 내진설계법의 구체적인 설계절차도 소개하였으며, 횡구속철근의 설계에 고려되는 주요 변수들이 변위연성도 안전율에 주는 영향도 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.271-278
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• 2019

철근 콘크리트 구조물에서 철근의 부식은 내구성 문제를 발생시키고 있으며, 이에 대한 대책의 하나로 에폭시 도막철근이 사용되고 있다. 그러나 에폭시 도막철근을 사용하는 경우 철근 부식에 대한 저항성능은 우수하나 철근에 에폭시 도막을 함으로써 콘크리트와의 부착력이 일반철근에 비하여 감소하는 단점이 있다. 따라서 부착성능에 대한 실험적인 확인이 필요하여 ACI 408R에서 제시하는 대표적인 실험 방법인 휨 부재를 통하여 부착거동을 연구할 수 있는 보-단부 test와 직접인발을 통해 부착 특성을 분석하는 Pullout test를 통하여 부착성능을 평가하였다. 에폭시 도막 철근의 부착실험은 휨 부재실험과 직접인발 실험 모두 지름 13, 19mm의 철근에 대한 콘크리트 도막두께를 철근 지름의 3배로 하여 수행되었다. 실험 결과 에폭시 도막철근의 부착강도는 철근의 지름이 증가할수록 에폭시 도막 철근과 일반철근의 부착강도차이가 증가하였고 파괴형상은 모두 뽑힘 파괴를 나타내었다. 또한, 직접인발시험으로 구한 부착-미끌림 관계에 근거하여 유한요소해석을 수행하고, 휨 실험결과와 비교하였다. 부착성능을 평가하는 방법으로 실제 구조물에 거동을 모사를 위해서 직접인발시험보다 휨 부재시험이 보다 유용한 것으로 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.141-155
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• 2018

최근 국내외적으로 지하공동과 더불어 지반함몰발생 빈도수가 높아지고 있다. 따라서 지하 공동 주변부 응력이완영역의 복구에 대한 관심도 높아지고 있다. 이완영역은 지반 내에서 빈공간이 발생함에 따라 빈 공간 주변부의 지반이 원지반의 강성 및 다짐도를 잃고 느슨해진 상태로 추가적인 공동 확장 및 붕괴를 유발 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동 주변부 지반 이완영역을 보강하기 위해 팽창성 재료를 활용한 지반함몰 복구공법을 적용하고 이를 검증하고자 한다. 우선적으로 팽창성 재료의 기본 물리적 특성 및 팽창 특성을 파악하였고, 이완영역 모사 실험 장비를 제작하여 팽창성 재료의 팽창 시 이완영역에 미치는 영향을 파악하였다. 이완영역은 수치해석상 스프링계수로 모사하였다. 수치해석 변수로는 공동 체적에 대한 투입된 팽창성 재료의 부피비, 이완영역의 이완정도, 공동의 형상을 설정하였고, 이에 따른 이완영역의 전반적인 거동을 수치해석적으로 분석하였다. 해석 결과 해석 변수들은 서로 영향을 주는 인자들이였으며, 팽창성 재료가 지하공동에 삽입되었을 경우 지하공동 채움 및 이완영역 복구 정도를 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.111-117
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• 2019

확대머리 SD600 고강도 인장철근으로 단부 정착된 SFRC 깊은보의 전단성능을 평가하기 위해 전단 실험을 수행하였다. 실험 변수는 주인장 철근의 단부 정착방법(확대머리 철근, 일자형 철근), 단부 정착길이, 전단보강근 유무 등이다. 전단경간비는 1을 가지는 실험체에 대한 전단실험결과, 모든 실험체는 초기 휨 균열이 발생한 후 경사균열이 진행되면서 최종적으로 압축전단파괴되었다. 확대머리 철근으로 기계적 정착된 실험체들이 일자형 철근 정착에 비하여 5.6~22.4% 더 큰 전단강도를 나타내었다. 확대머리 철근으로 기계적 정착된 실험체들에 대하여 최대하중의 75%까지는 지압응력이 전체 정착응력의 0.9~17.2%에 도달하였으나, 최대하중 시점에서 지압응력이 전체 정착응력의 22.4%~46%에 도달하여 큰 응력 부담률을 나타내었다. 이를 통하여 확대머리 지압응력에 의한 정착응력 증가가 전단강도에 큰 영향을 미침을 알 수 있다. 실험 전단강도가 실용식에 의한 전단강도의 2.68~4.65 배로 평가되어, 실용식이 전단내력을 안전측으로 평가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.67-77
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• 2019

그라우팅 공법은 연약지반의 보강과 방수 및 지하수위저하 또는 상승과 진동으로 인한 침하 및 부등침하로 손상된 구조물의 지지력을 높이고 차수를 목적으로 하는데 사용된다. 본 연구는 아라미드 섬유를 이용하여 그라우트재료의 압축강도를 향상시키고, 고로슬래그 미분말을 이용하여 높은 강도의 지반개량공법을 개발하는데 있다. 따라서 본 연구에서는 시멘트와 고로슬래그미 분말의 비는 100:0, 70:30, 40:60%로 고치환(50%이상)까지 확인하고, 아라미드 혼입률은 시멘트와 고로슬래그 중량의 0, 0.5, 1.0%로 증가시켜 첨가하였으며, 표면의 유제처리 비율을 0.7과 1.2%로 샌드겔을 성형하여 일축압축시험을 수행하였다. 환경성 평가는 중금속용출시험과 pH 측정을 수행하였다. 실험결과 아라미드 섬유 1%첨가 시 일축압축강도는 약 1.3배 정도 강도가 증가하였고, 6가크롬은 고로슬래그 미분말이 30% 증가할수록 중금속 용출은 약 50% 감소하였으나, pH용출시험결과, 고로슬래그 미분말이 30% 증가할수록 pH는 약 0.5 증가하는 경향을 나타났다. 향후 pH에 대한 부분은 보완이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.772-781
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• 2020

직접전단 부재의 전단강도는 전단마찰 유사론에 근거하여 콘크리트 계면에 수직 또는 경사로 배치된 철근의 전단전달에 의해 외력에 저항하며, 철근 단면적의 크기에 비례한다. 현행 콘크리트구조기준에서도 전단마찰 유사론에 근거한 경험식을 사용하고 있으며, 콘크리트 합성보의 수평전단 영역에도 동일한 전단강도 산출방법을 적용한다. 그러나 전단철근량이 많은 부재의 경우에는 이러한 경험식을 통해 구해진 전단강도는 시험체의 실측값과 비교하여 낮은 값을 나타낸다. 이 논문에서는 응력장 이론을 이용하여 기존 철근콘크리트 거더 위에 새로 타설된 합성보의 극한한계상태를 정의하고, 콘크리트의 인장증강효과 및 2축 응력 상태의 최대 압축강도의 변화를 고려할 수 있는 재료구성식을 적용한 전단강도 산정방법을 제안하였다. 또한 설계기준의 전단마찰 강도식과 유사하게 콘크리트 스트럿 유효압축강도를 고려할 수 있는 단순화된 수평전단강도 평가식을 제안하였다. 기존 문헌에 수록된 수평전단파괴를 유발하도록 제작된 합성보의 실험결과 및 설계기준 규정과 비교를 통하여 강도 산출방법의 타당성 및 제안식의 적용성을 검증하였다. 검증 결과, 전단철근비에 따라 전단강도 예측값에 차이가 발생하는 설계기준의 규정들과 다르게, 전단철근의 항복을 수반하는 경우에는 대체적으로 실험결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.33-39
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• 2022

오염물질이나 지하수의 흐름 및 유출의 차단, 해수 침투 방지 및 노후화된 제체의 보수·보강 등을 목적으로 활용되는 Cement-Bentonite 차수벽에 혼합되는 시멘트 일부를 GGBS로 치환하여 사용하는 Slag-Cement-Bentonite 차수벽은 높은 강도와 낮은 투수계수, 우수한 내구성 및 내화학성 등의 여러 장점으로 지하수 제어가 필요한 여러분야에서 다양하게 활용되고 있다. 그러나 이와같은 장점에도 불구하고 국내에서는 Slag-CB 차수벽에 대한 다양한 연구가 이루어지지 않아 적용사례가 많지 않으며, 특히, 시멘트를 대체하여 혼합되는 GGBS는 생산되는 국가에 따라 성질이 상이하여 국내 Slag-CB 차수벽의 활용성을 높이기 위해서는 국내에서 생산되는 GGBS를 활용한 Slag-CB 차수벽에 대한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Slag-CB 차수벽의 활용성을 향상시키기 위해 국내에서 생산되는 GGBS를 혼합한 Slag-CB 차수벽의 GGBS 치환율에 따른 블리딩율, 응결시간, 강도 및 차수성 등을 평가하였다. 그 결과, 국내에서 생산된 GGBS를 혼합한 Slag-CB 차수벽은 CB 차수벽에 비해 낮은 블리딩율과 우수한 강도 및 차수성을 보였으며, 이러한 성능향상은 GGBS 치환율이 높을수록 더욱 효과적인 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.191-199
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• 2021

본 연구에서는 3가지 수준의 물-시멘트 비, 상부 주입 염수 농도, 피복두께를 고려하여 반전위값과 영향인자들 간의 상관성을 분석하였다. 피복두께가 증가할수록 반전위값이 증가(+ 방향 : 부식 억제)하여 부식 저항성이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며 평가 기준에 따르면 피복두께 60mm를 갖는 시편의 경우 비교적 부식이 적게 일어난 것으로 판단된다. 이는 피복두께가 외부 열화인자에 대한 효과적인 방어기구로서 작용한 것이 원인으로 사료된다. 상부 주입 염수 농도가 0%인 경우 모든 경우에서 부식이 발생하지 않는 것으로 판단되지만, 염수 농도 3.5% 및 7.0%의 경우 부식이 진전된 것으로 판단된다. 비교적 높은 단위 결합재량이 확보된 배합에서 부식 저감에 유리한 모니터링 결과가 도출되었으며, 부식 영향인자와 반전위값 간의 상관성을 평가하고자 다중 회귀분석을 수행하였다. 해당 예측식의 결정계수는 0.97로 매우 높은 수준으로 나타났지만 사용한 표본의 수가 제한적이고 특정 시점의 결과만이 이용된 한계점이 존재하였다. 추가적인 모니터링 수행 및 시편 해체 후 관련 데이터와의 상관성 분석을 통해 더욱 합리적인 예측식의 도출이 가능해 질 것으로 사료된다.