• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.577-583
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• 2022

본 연구에서는 고로슬래그 미분말, 팽창재 및 무수석고로 이루어진 무기계 자기치유 소재를 사용하여 제조한 자기치유 모르타르의 특성을 조사하였다. 무기계 치유재료의 사용량이 다른 3종류의 자기치유 모르타르를 대상으로 압축강도를 측정하고 정수위 투수시험를 통하여 치유성능을 평가하였다. 치유성능 평가지표로 균열유도재령애 따른 치유율과 등가균열폭을 활용하였다. 자기치유 모르타르의 압축강도 발현, 치유재령에 따른 치유율 변화와 경제성을 고려하여 무기계 혼합재의 최적 사용량을 시멘트 질량 대비 20 %로 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.404-412
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• 2020

본 연구는 무기질 재료인 Calcium sulfoaluminate(CSA), Crystalline admixture(CA) 그리고 Magnesium oxide(MgO)가 포함된 시멘트 모르타르의 물성 및 자기치유성능을 조사하였다. 자기치유성능을 분석하기 위해 모르타르 강도시험, 물투과성 실험을 실시하였으며, 다양한 균열폭 변화는 디지털 광학현미경을 사용하여 측정하였다. 자기치유를 통해 생성된 수화물에 대해서는 X-ray powder diffraction, Thermogravimetry를 통한 성분분석을 실시하였다. 분석결과 CA치환량이 증가 할수록 압축 및 휨 강도는 증가하였다. 하지만 MgO치환 시에는 오히려 CA치환량이 증가 할수록 압축 및 휨 강도는 감소하였다. 회복된 균열부에 생성된 치유물질은 Ca(OH)2, MgCO3, CaCO3으로 확인되었다. CaCO3은 균열부에 생성된 주요 치유 성분으로 나타났으며, Ca(OH)2, MgCO3보다 높은비율을 차지하고 있는 것으로 확인 되었다. 또한, 물 투과성과 균열폭 결과를 통한 최적의 배합은 CSA 8% + CA 1% + MgO 2.5%으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.581-589
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• 2020

본 논문에서는 수화반응이 가능한 결정성장형 무기재료를 사용하여 고상 캡슐을 제조하였으며, 고상 캡슐 혼합에 따른 자기치유 모르타르의 품질 및 역학적 치유 특성을 평가하였다. 고상 캡슐은 시멘트 질량에 대하여 5% 혼합하였다. 압축하중 재부하 실험결과 Plain의 자연 치유 효과에 대하여 평균적으로 약 20% 수준을 향상시키는 것으로 나타났으며, 탄성범위의 경우 치유재령 7일에 약 79% 및 치유재령 28일에 98%의 치유율이 나타났다. 휨하중 재부하 실험결과, 탄성범위의 경우 치유재령 7일에 약 79% 및 치유재령 28일에 98%의 치유율이 나타났다. 이러한 결과를 통하여, 고상 캡슐의 치유성능은 투수시험에 의한 내구적 특성 외에도 강도와 같은 역학적 치유 특성에도 영향이 있는 것으로 판단되며, 고상 캡슐의 혼합에 따라 강도가 감소하는 경향이 있으므로 이에 대한 보완이 필요하다고 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권2호
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• pp.157-171
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• 2019

This study investigated the effects of the geometric parameters of superelastic shape memory alloy (SE SMA) fibers on the pullout displacement recovering and self-healing capacity of reinforced cementitious composites. Three diameters of 0.5, 0.7 and 1.0 mm and two different crimped lengths of 5.0 and 10.0 mm were considered. To provide best anchoring action and high bond between fiber and cement mortar, the fibers were crimped at the end to create spear-head shape. The single fiber cement-based specimens were manufactured with the cement mortar of a compressive strength of 84 MPa with the square shape at the top and a dog-bone shape at the bottom. The embedded length of each fiber was 15 mm. The pullout test was performed with displacement control to obtain monotonic or hysteretic behaviors. The results showed that pullout displacements were recovered after fibers slipped and stuck in the specimen. The specimens with fiber of larger diameter showed better displacement recovering capacity. The flag-shaped behavior was observed for all specimens, and those with fiber of 1.0 mm diameter showed the clearest one. It was observed that the length of fiber anchorage did not have a significant effect on the displacement recovery, pullout resistance and self-healing capacity.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.600-608
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• 2022

이 연구는 전기영동확산시험을 이용하여 이중층수산화물(LDH)을 혼입한 균열이 있는 자기치유 시멘트 모르타르의 염화물 침투 저항성을 평가하여 LDH가 자기치유 콘크리트의 치유 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험결과에 따르면 자기치유물질만 혼입한 경우와 자기치유물질과 Ca-Al LDH를 함께 혼입한 경우 균열 발생 직후 영동확산계수는 대부분 OPC 배합에 비해 더 컸지만, 치유재령이 경과할수록 OPC 보다 더 큰 폭으로 영동확산계수가 감소하며, Ca-Al LDH를 함께 혼입한 경우가 자가치유 물질만 혼입한 경우보다 영동확산계수 감소가 더 크게 나타나 더 높은 자기치유 성능을 보였다. 이는 균열면에 자기치유 반응생성물이 증가하면서 균열 내부에서 LDH에 의한 염소이온의 구속작용이 더 커진다는 것을 시사한다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.255-256
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• 2022

As part of a study to alleviate problems caused by cracks in concrete structures, this study compares and analyzes the fluidity and strength characteristics of mortars used by adjusting the mixing ratio of two types of PCC(Powder Compacted Capsule) manufactured by different methods.

• 융합정보논문지
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• 제9권10호
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• pp.87-93
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• 2019

치유 물질인 아마인유에 형광 물질을 소량 혼합한 혼합물을 코어 성분으로 하여 마이크로캡슐을 제조하였다. 이 마이크로캡슐을 코팅재 조성물에 균일하게 분산시켜 모르타르 표면에 도포함으로써 지기치유 보호코팅재를 제작하였다. 이 코팅재에 약 $100{\mu}m$ 폭의 스크래치 또는 균열 손상을 발생시킨 후 자외선을 조사하면서 관찰한 결과, 캡슐 함량이 증가할수록 형광 발광의 범위가 증가하였고, 20wt% 이상의 캡슐을 함유한 코팅재에서는 손상 부위가 치유물질로 거의 채워진 모습을 나타내었다. 물흡수도 시험 결과 20wt% 이상의 캡슐을 함유한 코팅재는 약 85%의 치유효율을 보였다. 손상 부위에서 나타나는 형광은 3m의 거리에서도 용이하게 식별되었다. 본 연구결과는 콘크리트 보호를 위한 마이크로캡슐형 자기치유 코팅재의 치유기능을 육안으로 용이하게 확인하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.143-151
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• 2020

최근 자기치유 콘크리트의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 구조물의 유지관리에 활용하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다. 하지만 자기치유 콘크리트의 기술적인 발전과는 달리, 성능을 평가하기 위한 방법은 불충분한 실정이다. 비록 표면관찰과 투수실험을 통해서 균열의 치유를 관찰하는 방법이 널리 실행되고 있지만, 현미경 관찰을 통한 표면관찰 방법은 국부적인 지점의 관찰은 전체적인 성능을 평가하기에는 불충분할 수 있으며, 투수실험의 경우에는 물질용출 및 점성으로 인한 손실을 고려해야 한다. 상기의 두 실험방법의 단점을 보완한 기체확산실험이 개발되었지만, 실제 치유가 발생한 시편을 대상으로의 검증은 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 치유가 발생한 모르타르 시편에 대해 기체확산실험을 진행하였고, 기체확산실험에 의한 자기치유 평가의 적정성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.122-129
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• 2019

콘크리트 구조물에서 균열은 수축, 수화열 및 외부하중 등에 의해 발생하는 불가피한 현상으로, 외부 유해인자를 콘크리트 내부로의 침투를 용이하게 하여 내구성을 크게 감소시킨다. 최근 스스로 균열을 치유하는 자기치유 콘크리트에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 또한 콘크리트에 발생하는 균열을 제어하여, 그 성능을 극대화하기 위한 자기치유 섬유 보강 콘크리트의 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 PVA 섬유를 혼입한 자기치유 모르타르를 제작하였다. PVA 섬유 혼입율에 따른 압축강도 및 휨 성능 평가를 수행하였다. 또한, 흡수율 실험을 통해 자기치유 성능평가를 수행하였으며, 시간에 따라 균열 폭의 감소로 흡수되는 수분의 양이 감소하는 것을 확인하였다. 자기치유 생성물 분석을 통해 PVA 섬유 혼입에 의해 탄산칼슘 침전이 더 유리한 것으로 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.134-142
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• 2020

본 연구에서는 시멘트 복합체의 자기치유 성능평가를 위해 정수위투수시험, 염소이온 확산시험, 반복휨시험을 활용한 시험방법 및 분석방법을 제시하였고, 균열 유발방법과 균열폭 제어방법을 제안하였다. 정수위 투수시험은 시험체의 균열부를 통과하는 단위유출수량의 감소율을 이용하여 치유성능을 평가하는 시험방법으로 등가 균열폭을 활용하여 치유재령에 따른 치유효과를 직관적으로 규명할 수 있다. 염소이온 확산계수시험은 ASTM C 1202의 시험장치를 활용하여 구한 염소이온 확산계수의 감소율로 치유율을 평가하는 방법이다. 또한, 반복 휨 시험을 통하여 얻은 하중과 CMOD의 관계 그래프로부터 강도회복지수(ISR)과 손상복구지수(IDR)을 산정하여 역학적 치유성능을 평가할 수 있다. 마지막으로, 자기치유 소재의 혼입 유무에 따른 균열 시험체의 실험을 통해 본 연구에서 제시한 자기치유 평가방법의 적용성을 검토하였다.