• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.51-56
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• 2010

최근 우리나라는 산업화 및 현대화로 국토의 유효면적이 인구에 비해 부족한 실정이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 국가적인 대단위 국토개발을 수행하여 용지 확보에 노력을 기울이고 있다. 하지만 이러한 대규모공사를 진행함에 있어 모래와 같은 성토재 및 매립재 등이 부족한 실정이다. 이에 대한 대체재로 모래와 비슷한 특성을 가진 매립회의 활용에 관한 많은 연구가 진행되어왔고, 계절동토지역인 우리나라는 동결융해로 인해 철도 노반, 도로포장체 등 토목구조물이 파손되거나 기능이 저하되는 문제가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 매립회를 사용한 저강도 고유동화재의 동결융해의 특징을 동결융해 cycle 반복 후 공시체와 습윤양생 공시체의 일축압축시험과 손실율시험을 통해 비교분석 하였다. 비교분석결과 매립회를 활용한 저강도 고유동화재에 8.2%의 시멘트를 첨가했을 때, 소정의 강도가 발현되었으며, 내구성 또한 PCA기준에 만족하는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제27권5호
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• pp.417-435
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• 2021

The optimal distribution of steel fibers over different layers of concrete can be considered as an appropriate method in improving the structural performance and reducing the cost of fiber-reinforced concrete members. In addition, the use of waste tire rubber in concrete mixes, as one of the practical ways to address environmental problems, is highly significant. Thus, this study aimed to evaluate the flexural behavior of functionally graded steel fiber-reinforced concrete containing recycled tire crumb rubber, as a volume replacement of sand, after exposure to elevated temperatures. Little information is available in the literature regarding this subject. To achieve this goal, a set of 54 one-, two-, and three-layer concrete beam specimens with different fiber volume fractions (0, 0.25, 0.5, 1, and 1.25%), but the same overall fiber content, and different volume percentages of the waste tire rubber (0, 5, and 10%) were exposed to different temperatures (23, 300, and 600℃). Afterward, the parameters affecting the post-heating flexural performance of concrete, including flexural strength and stiffness, toughness, fracture energy, and load-deflection diagrams, along with the compressive strength and weight loss of concrete specimens, were evaluated. The results indicated that the flexural strength and stiffness of the three-layer concrete beams respectively increased by 10 and 7%, compared to the one-layer beam specimens with the same fiber content. However, the flexural performance of the two-layer beams was reduced relative to those with one layer and equal fiber content. Besides, the flexural strength, toughness, fracture energy, and stiffness were reduced by approximately 10% when a 10% of natural sand was replaced with tire rubber in the three-layer specimens compared to the corresponding beams without crumb rubber. Although the flexural properties of concrete specimens increased with increasing the temperature up to 300℃, these properties degraded significantly with elevating the temperature up to 600℃, leading to a sharp increase in the deflection at peak load.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권6호
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• pp.585-599
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• 2023

Geopolymer concrete (GC) can be competently utilized as a practical replacement for cement to prevent a high carbon footprint and to give a direction toward sustainable concrete construction. Moreover, previous studies mostly focused on the axial response of glass fiber reinforced polymer (glass-FRP) concrete compressive elements without determining the effectiveness of repairing them after their partial damage. The goal of this study is to assess the structural effectiveness of partially damaged GC columns that have been restored using carbon fiber reinforced polymer (carbon-FRP). Bars made of glass-FRP and helix made of glass-FRP are used to reinforce these columns. For comparative study, six of the twelve circular specimens-each measuring 300 mm×1200 mm-are reinforced with steel bars, while the other four are axially strengthened using glass-FRP bars (referred to as GSG columns). The broken columns are repaired and strengthened using carbon-FRP sheets after the specimens have been subjected to concentric and eccentric compression until a 30% loss in axial strength is attained in the post-peak phase. The study investigates the effects of various variables on important response metrics like axial strength, axial deflection, load-deflection response, stiffness index, strength index, ductility index, and damage response. These variables include concentric and eccentric compression, helix pitch, steel bars, carbon-FRP wrapping, and glass-FRP bars. Both before and after the quick repair process, these metrics are evaluated. The results of the investigation show that the axial strengths of the reconstructed SSG and GSG columns are, respectively, 15.3% and 20.9% higher than those of their original counterparts. In addition, compared to their SSG counterparts, the repaired GSG samples exhibit an improvement in average ductility indices of 2.92% and a drop in average stiffness indices of 3.2%.

• 농업과학연구
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• 제31권2호
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• pp.105-114
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• 2004

이 연구는 흙, 천연조골재, 고화재 및 폴리프로필렌섬유를 혼입한 에코콘크리트를 개발하여 그 물리역학적 특성을 구명한 것으로서, 이 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중량 감소율은 조골재와 고화재의 혼입량이 증가할수록 작게 나타났고, 고화재가 조골재보다 중량감소에 더 크게 영향을 미쳤으며, 재령 7일, 28일, 91일 다같이 흙 59.8%, 자갈 20%, 고화재 20%, 섬유 0.2% 배합에서 중량감소율이 가장 작게 나타났다. 2. 압축강도와 휨강도는 모든 배합에서 조골재, 고화재, 섬유의 혼입량이 증가할수록 증가하였으며, 고화재의 영향이 강도에 가장 크게 나타났다. 3. 재령 28일의 초음파진동속도는 2,319~3,527 m/s, 동탄성계수는 $203{\times}10^2{\sim}281{\times}10^2MPa$의 범위로 나타났으며, 골재와 고화재의 혼입량이 증가할수록 증가하였고, 압축강도와 휨강도의 결과와 유사한 경향을 나타내었으며, 고화재의 영향이 골재의 영향보다 더 크게 나타났다. 4. 투수계수는 골재와 고화재의 혼입량이 증가할수록 감소하였고, 섬유의 혼입량이 증가할수록 증가하였으며, SG10에서 $5.066{\times}10^{-9}cm/s$로 다른 에코콘크리트에 비해 투수계 수가 가장 작게 나타났다. 5. 자갈과 고화재 혼입량의 증가는 강도증진 효과를 얻을 수 있으나, 섬유는 배합시 뭉침현상으로 인하여 제성능을 저하시킬 수 있기때문에 현장배합시 세심한 주의가 요망된다. 따라서 SG10의 배합을 경작로 포장재료로 사용하면 주변환경과 조화를 이루는 환경친화형 경작로를 만들 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권3호
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• pp.193-197
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• 2005

폐유리와 점토를 이용하여 일축 가압 성형법으로 타익을 제조하였다. 유리함량, 소성온도 및 소성시간에 따른 타일의 흡수율, 밀도, 겉보기 기공률, 압축강도, 마모감량 등을 고찰하였다. 소성온도 및 유리함량이 증가함에 따라 타일의 특성은 향상되었다. 폐유리를 $70wt.\%$ 사용하고 $1,050^{circ}C$에서 소성한 타일이 가장 우수한 특성을 나타내었으며, 이 때의 흡수율, 밀도, 겉보기 기공률, 압축강도, 마모감량은 각각 $0.9\%,\;2.3g/cm^3,\;2.1\%$, 210 MPa, 0.022g이었다. 이는 유리상의 혈성에 의잔 결과로서 타일의 기공 감소 및 치밀화에 기여하기 때문이다. 제조된 타일의 특성은 상용화되고 있는 일반 자기질 타일과 비교하여 우수한 특성을 나타내고 있으며, 바닥 및 내$\cdot$외벽용 무유타일로 적용 가능할 것이다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권2호
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• pp.171-183
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• 2020

The main objective of this study is the assessment of the ability of limestone mortars to resist to different chemical attacks. The ability of polypropylene (PP) fibres waste used as reinforcement of these concrete materials to enhance their durability is also studied. Crushed sand 0/2 mm which is a fine limestone residue obtained by the crushing of natural rocks in aggregates industry is used for the fabrication of the mortar. The fibres used, which are obtained from the waste of domestic plastic sweeps' fabrication, have a length of 20 mm and a diameter ranging between 0.38 and 0.51 mm. Two weight fibres contents are used, 0.5 and 1%. The durability tests carried out in this investigation included the water absorption by capillarity, the mass variation, the flexural and the compressive strengths of the mortar specimens immersed for 366 days in 5% sodium chloride, 5% magnesium sulphate and 5% sulphuric acid solutions. A mineralogical analysis by X-ray diffraction (XRD) and a visual inspection are used for a better examination of the quality of tested mortars and for better interpretation of their behaviour in different solutions. The results indicate that the reinforcement of limestone mortar by PP fibres waste is an excellent solution to improve its chemical resistance and durability. Moreover, the presence of PP fibres waste does not affect significantly the water absorption by capillarity of mortar nether its mass variation, when exposed to chloride and sulphate solutions. While in sulphuric acid, the mass loss is higher with the presence of PP fibres waste, especially after an exposure of 180 days. The results reveal that these fibres have a considerable effect of the flexural and the compressive behaviour of mortar especially in acid solution, where a reduction of strength loss is observed. The mineralogical analysis confirms the good behaviour of mortar immersed in sulphate and chloride solutions; and shows that more gypsum is formed in mortar exposed to acid environment causing its rapid degradation. The visual observation reveals that only samples exposed to acid attack during 366 days have showed a surface damage extending over a depth of approximately 300 ㎛.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.31-42
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• 2005

본 연구는 도로용 포장재로서 포러스콘크리트의 실질적인 현장적용을 위한 자료제시와 성능향상 방안을 도출하기 위하여 실리카퓸과 강섬유 혼입률에 따른 포장용 포러스콘크리트의 물리 역학적 특성, 내구성 및 흡음특성을 평가하였다. 시험결과, 모든 시험조건에서 포장용 포러스콘크리트의 공극률과 투수계수는 국내외 기준치 및 제안값을 만족시키는 것으로 나타났고, 강도특성의 경우 압축강도는 대한주택공사 도로기준의 기준치를 모든 배합요인에서 만족시키는 것으로 나타났으나 휨강도의 경우에는 강섬유 혼입률 0.6vol% 이상에서 일본콘크리트공학협회 제안값을 만족시키는 것으로 나타났으며, 실리카퓸과 강섬유를 동시에 혼입한 경우가 우수한 강도특성을 나타냈다. 또한 내구성은 역학적 특성과 유사한 경향성을 나타내 실리카퓸과 강섬유를 동시에 사용한 경우가 가장 우수한 내구성능을 나타냈으며, 실리카퓸 10wt.%와 각섬유 0.6vol.%를 함께 사용한 경우 Plain의 경우에 비해 골재비산저항성은 27%정도, 동결응해저항성은 약 60%정도 개선되는 것으로 나타났다. 또한 포장용 포러스콘크리트의 흡음특성은 소음저감계수가 0.48로 나타나 50%에 가까운 흡음성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.

• Advances in nano research
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• 제16권4호
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• pp.375-394
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• 2024

The extensive utilization of concrete has given rise to environmental concerns, specifically concerning the depletion of river sand. To address this issue, waste deposits can provide manufactured-sand (MS) as a substitute for river sand. The objective of this study is to explore the application of machine learning techniques to facilitate the production of manufactured-sand concrete (MSC) containing stone nano-powder through estimating the splitting tensile strength (STS) containing compressive strength of cement (CSC), tensile strength of cement (TSC), curing age (CA), maximum size of the crushed stone (Dmax), stone nano-powder content (SNC), fineness modulus of sand (FMS), water to cement ratio (W/C), sand ratio (SR), and slump (S). To achieve this goal, a total of 310 data points, encompassing nine influential factors affecting the mechanical properties of MSC, are collected through laboratory tests. Subsequently, the gathered dataset is divided into two subsets, one for training and the other for testing; comprising 90% (280 samples) and 10% (30 samples) of the total data, respectively. By employing the generated dataset, novel models were developed for evaluating the STS of MSC in relation to the nine input features. The analysis results revealed significant correlations between the CSC and the curing age CA with STS. Moreover, when delving into sensitivity analysis using an empirical model, it becomes apparent that parameters such as the FMS and the W/C exert minimal influence on the STS. We employed various loss functions to gauge the effectiveness and precision of our methodologies. Impressively, the outcomes of our devised models exhibited commendable accuracy and reliability, with all models displaying an R-squared value surpassing 0.75 and loss function values approaching insignificance. To further refine the estimation of STS for engineering endeavors, we also developed a user-friendly graphical interface for our machine learning models. These proposed models present a practical alternative to laborious, expensive, and complex laboratory techniques, thereby simplifying the production of mortar specimens.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.649-656
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• 2006

본 연구에서는 재생 골재 콘크리트의 현장적용성을 높이기 위해 보통 콘크리트에 비해 큰 슬럼프 손실을 개선할 수 있는 분말형 감수제(PSP제)를 개발하였다. 이 PSP제가 혼입된 콘크리트의 유동성 및 역학적 성질들을 평가하기 위하여 재생 굵은골재와 재생 잔골재 혼입조건에 24배합이 실험되었다. 액상형 고성능 감수제를 투입한 콘크리트의 슬럼프는 시간경과와 함께 급격히 감소하며 120분 후에는 초기 슬럼프의 50% 이하로 떨어졌다. 하지만 PSP 제를 혼입한 콘크리트의 슬럼프는 배합 후 30분 까지는 거의 변화가 없으며 1시간 경과 후에도 초기 슬럼프의 85% 이상을 유지하였다. 뿐만 아니라 PSP제는 콘크리트의 압축강도, 할렬인장강도, 휨강도 및 탄성계수들도 향상시켰으며 건조수축 변형률을 감소시켰다. 콘크리트의 성능향상을 고려하였을 때 PSP제의 최적 혼입률은 시멘트 양 대비 5%이었다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.189-199
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• 1995

나프탈렌술폰산 축합물( NSF) 은 시멘트 콘크리트용 고유동화제로 널리 사용되어 왔으나 경시에 따른 슬럼프 손실이 크다는 단점을 가지고 있다. NSF의 단독사용에 따른 이러한 단점을 보완하고자 유동성 유지의 서방성 기능을 지닌 무수말레인산-아크릴산의 폴리카르본산계 공중합체( MA)를 합성하였다. 합성한 MA를 NSF와 일정비율로 혼합하고 시멘트 페이스트에 적용하여 유동성 및 경시에 다른 유동성 유지성능과 유변학적 거동, 재령별 몰탈의 압축강도를 측정하여 물성에 미치는 영향을 살펴보았다. NSF에 MA를 각각 10,20 wt%씩 첨가한 NM-2가 우수한 유동성 및 유지성능을 보였으며, 유변학적 특성에서도 경과시간에 따른 전단응력 및 점도의 증가현상이 NSF단독 첨가에 비하여 지연됨으로써 시멘트 페이스트의 급격한 슬럼프 손실이 억제됨을 보여주었다. 또한 이러한 특성들은 혼화제의 투입량 및 물-시멘트비( W/C) 의 증감에 의해서도 영향을 받고 있다.