• 한국세라믹학회지
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• 제52권4호
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• pp.253-263
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• 2015

Ordinary Portland cement is a widely favored construction material because of its good strength and durability and its reasonable price; however, spalling behaviour during fire exposure can be a serious risk that can lead to strength degradation or collapse of a building. Geopolymers, which can be synthesized by mixing aluminosilicate source materials such as metakaolin and fly ash, and alkali activators, are resistant to fire. Because the chemical composition of geopolymers controls the properties of the geopolyers, geopolymers with various Si:Al ratios were synthesized and evaluated as fire resistant construction materials. Rejected fly ash generated from a power plant was quantitatively analyzed and mixed with alkali activators to produce geopolymers having Si:Al ratios of 1.5, 2.0, and 3.5. Compressive strength of the geopolymers was measured at 28 days before and after heating at $900^{\circ}C$. Geopolymers having an Si:Al ratio of 1.5 presented the best fire resistance, with a 44% increase of strength from 29 MPa to 41 MPa after heating. This material also showed the least expansion-shrinkage characteristics. Geopolymer mortar developed no spalling and presented more than a 2 h fire resistance rating at $1,050^{\circ}C$ during the fire testing, with a cold side temperature of $74^{\circ}C$. Geopolymers have high potential as a fire resistant construction material in terms of their increased strength after exposure to fire.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.189-198
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• 2006

서로 다른 공학적 특성을 가진 재료로 구성된 2상 복합체인 콘크리트의 본질적인 균열 발생 현상과 전파 양상을 관찰하기 위해서는 보다 비균질성이 명확해지는 크기 규모에 대한 관찰이 필요하다. 시멘트성 입상재료인 콘크리트의 경우 이러한 비균질성의 영향은 골재입자의 형상, 비등방성, 체적비, 공극률 그리고 골재-모르타르 간의 계면 특성 등으로 나타나며, 주로 중규모 크기에서 고려될 수 있다. 실제적으로 이러한 모든 영향요소를 전부 위상적으로 고려하기는 어려우므로 이러한 중규모 크기의 수치모델은 상대적으로 큰 혼입재인 골재와 그 골재들을 구속하고 있는 모르타르로 구분되는 2상 복합체로 간주하고 임의의 응력 상태에서 모르타르-모르타르 간 점착파괴와 골재-모르타르 간 부착파괴가 재료의 비균질성에 따라 달라지는 현상을 관찰하였다. 더불어 중규모의 균열과 거시규모의 균열 양상을 비교하는 데 수치 동질화 과정을 이용하여 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.54-61
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• 2001

천연자원 보존의 일환으로서 폐타이어, 폐플라스틱 재료 등에 대한 재활용 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 폐유리를 시멘트 대체재료로서 개발하기 위한 것이다. 이를 위하여, 먼저 보통강도 및 고강도 콘크리트 각각에 대해서 폐유리 분말의 혼입률을 변화시킨 콘크리트를 제조한 다음 그것의 압축강도 시험을 통하여 폐유리 분말의 최적 혼입률을 도출하였다. 또한, 최적 혼입률에 의하여 제작된 보통강도 및 고강도 콘크리트 각각에 대해서 압축, 인장 및 휨강도와 탄성적 성질 등 역학적 특성을 구명하였다. 한편, 시멘트 속의 알칼리와 폐유리 속에 다량 함유된 실리카 성분은 서로 반응하려는 경향이 있기 때문에, 현재 모프타르봉 시험 방법(KS F 2546)에 의한 알칼리.실리카 반응 시험을 진행하고 있다. 본 실험연구 결과로부터 폐유리 분말을 혼입한 콘크리트는 실리카흄 콘크리트보다 작업성은 다소 우수하며, 강도특성은 유사한 것으로 나타나, 폐유리 분말에 대해서 경제적이고 환경친화적인 콘크리트 혼화재로서의 가능성을 입증하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권3호
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• pp.279-288
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• 2016

The fundamental performance of any construction material should cover at least two phases: safety and serviceability. Safety commonly represents adequate strength, while serviceability encompasses the control of cracking and deflections at service loads. With respect to rapid hydraulic binders as a construction material, the above two phases should also be considered. Recent research on rapid cooling ladle furnace slag (RC-LFS) has drawn much attention, particularly given that it shows remarkable rapid hydraulic ability to pulverize to a fineness of $6,300cm^2/g$. This industrial byproduct could contribute to developing the sustainability of the rapidly hardening cementitious material system. This paper aims to expand upon the applicability of an RC-LFS-based binder that is composed of two parts. It also seeks to illustrate the engineering performance of an RC-LFS-based hybrid fiber-reinforced composite and to increase the strength of the RC-LFS-based composite. Each step of this experiment followed ASTM standards. The engineering performance, in both fresh state and hardening state, was tested and discussed in this paper. According to the experimental results for fresh concrete, the air content increased following the addition of polypropylene fiber. For hardened concrete, the toughness and strength improved following the addition of a hybrid fiber. The hybrid fiber mixture, which contains 0.75% of steel fiber and 0.25% of polypropylene fiber, shows even better engineering performance than other mixtures.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.87-98
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• 2010

소입경 골재노출 콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 2~3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은 골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 소입경 골재노출 콘크리트포장의 타이어-노면 소음은 일반 콘크리트포장보다 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 성공적인 소입경 골재노출 콘크리트포장의 건설을 위해서는 굵은골재의 최대입경이 적정하여야 하며 적정량의 굵은골재를 포장표면에 균일하게 노출하도록 해야 하기 때문에 이를 위한 적절한 배합과 노출기법의 도출이 요구된다. 본 연구에서는 소입경 골재노출 콘크리트포장의 시험시공을 실시하여 초기 공용성을 평가하였으며, 이를 통하여 적정 강도, 저소음 및 적정 미끄럼저항을 확보함을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권2호
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• pp.721-728
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• 2018

The surrounding rock mass contains cracks and joints which are distributed randomly around tunnels, and in the process of tunnel blasting excavation, radial cracks could also be induced in the surrounding rock mass. In order to clearly understand the impact of radial cracks on tunnel stability, tunnel model tests and finite element numerical analysis were implemented in this paper. Two kinds of materials: cement mortar and sandstone, were used to make tunnel models, which were loaded vertically and confined horizontally. The tunnel failure pattern was simulated by using RFPA2D code, and the Tresca stresses and the stress intensity factors were calculated by using ABAQUS code, which were applied to the analysis of tunnel model test results. The numerical results generally agree with the model test results, and the mode II stress intensity factors calculated by ABAQUS code can well explain the model test results. It can be seen that for tunnels with a radial crack emanating from three points on tunnel edge, i.e., the middle point between tunnel spandrel and its top with a dip angle $45^{\circ}$, the tunnel foot with a dip angle $127^{\circ}$, and the tunnel spandrel with $135^{\circ}$ with tunnel wall, the tunnel model strength is about a half of the regular tunnel model strength, and the corresponding tunnel stability decreases largely.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.365-368
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• 2008

최근, 하천에서 얻을 수 있는 자연모래의 부족과 환경 보호에 대한 요구 등으로 인해 잔골재로써의 부순 모래가 콘크리트 산업에서 사용이 증가되고 있다. 골재는 자기충전 모르타르(SCM)를 포함한 자기 충전 콘크리트(SCC)의 특성에 큰 영향을 준다. 잔골재로 부순 모래를 사용한 SCC와 SCM의 유동적 특성을 자연 모래를 사용한 것과 두 가지를 섞은 모래를 사용한 SCC와 SCM과 비교 하였다. 실험결과는 50% 섞인 모래가 포함된 SCM의 yield stress가 SP 함유량에 따른 자연 모래와 부순 모래보다 높다는 것을 보여준다. 자연모래 SCC의 슬럼프 값은 부순 모래의 SCC보다 거의 5-15% 높다. 또한 같은 물/시 멘트비와 증점제에서 자연모래 SCC의 L-box test 값은 부순 모래 SCC보다 거의 20-30% 높다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권1호
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• pp.25-34
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• 2016

부도체로 알려져 있는 기존의 콘크리트에 전기 전도성 재료를 혼입하여 발열 콘크리트로서 개발하려는 연구가 90년대 이후 진행되어 왔다. 하지만 콘크리트 시험체의 발열 재현성 확보가 어려워 활발한 연구가 이루어지지 못했다. 이에 따라 본 연구에서는 융설용 재료로써 활용 가능한 발열 콘크리트 개발을 목적으로, 흑연, 금속분말, 혼화제를 혼입한 시멘트 페이스트 및 모르타르를 제작하여 $-2^{\circ}C$의 저온환경에서의 발열특성과 재현성을 평가하였다. 또한 미세화학분석을 통해 발현 재현성의 원인을 규명하고자 하였다. 실험 결과, 흑연과 고성능 AE감수제를 혼입한 시험체가 가장 우수한 발열 성능 및 재현 가능성을 보였다. 이에 따른 미세화학분석 결과, 고성능 AE 감수제 내의 폴리머 혹은 메타크릴산 성분이 흑연과 전기화학적 반응을 일으켜 발열 재현성능을 부여한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권6호
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• pp.485-498
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• 2019

Pre-tensioned rock bolts can be classified into fully anchored, lengthening anchored and point anchored bolts based on the bond length of the resin or cement mortar inside the borehole. Bolts in varying anchoring methods may significantly affect the supporting effect of surrounding rock around a tunnel. However, thus far, the theoretical basis of selecting a proper anchoring method has not been thoroughly investigated. Based on this problem, 16 schemes were designed while incorporating the effects of anchoring length, pretension, bolt length, and spacing, and a systematic numerical experiment was performed in this paper. The distribution characteristics of the stress field in the surrounding rock, which corresponded to various anchoring scenarios, were obtained. Furthermore, an analytical approach for computing the active and passive strengthening index of the anchored surrounding rock is presented. A new fully anchoring method with pretension and matching technology are also provided. Then, an isolated loading model of the anchored surrounding rock was constructed. The physical simulation test for the bearing capacity of the model was performed with three schemes. Finally, the strengthening mechanism of varying anchoring methods was validated. The research findings in this paper may provide theoretical guidelines for the design and construction of bolting support in tunnels.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.47-54
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• 2005

본 연구에서는 $PFC^{3D}$를 사용하여 시멘트 모르타르와 굵은 골재로 이루어진 콘크리트 기둥의 발파과정에서 나타나는 폭발과 파괴현상을 모사하여 보았다. 폭원모델링 과정에서는 공내입자들의 반경을 팽창/수축시키는 기법을 통해 공벽입자들에 접촉력의 형태로 폭발압력을 부여하는 방법을 사용하였다. 현장 발파실험에서는 철근콘크리트 기둥을 대상으로 초안폭약을 사용하여 발파하고 그 파괴거동을 고속카메라를 이용하여 관찰하였다. 모사과정에서는 철근의 규격과 입자요소의 크기에 따른 해석시간을 고려하여 모르타르와 굵은 골재로 이루어진 콘크리트 기둥을 대상으로 제안된 폭원모델링 기법을 적용하여 해석을 실시하였다. 해석결과 나타난 저항선의 이동속도는 $17\~24\;m/s$로서 실험치 $14\~18\; m/s$를 약간 상회하고 있으나 제안된 폭원모델링 기법을 사용한다면 암석이나 기타 재료들에 대한 발파과정에서 나타는 파괴거동을 수치적으로 보다 유사하게 모사할 수 있을 것으로 판단된다.