• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.335-343
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• 2010

콘크리트 내부의 철근부식은 구조물의 안전성에 큰 영향을 주므로, 목표 내구수명동안 구 조물의 성능을 확보하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 연구는 대도시나 지하구조물에서 중요하게 평가되는 탄산화에 대하여, 유전자 알고리즘을 적용한 콘크리트 배합기법에 대한 연구이다. 이를 위해, 배합인자에 따른 이산화탄소 확산계수를 문헌조사를 통하여 분석하였으며, 습도를 고려한 최적 함수식을 회귀분석을 통하여 도출하였다. 최적 함수식은 12개의 실험자료에 대하여, 물-시멘트비, 단위 시멘트량, 잔골재율, 단위 굵은골재량, 그리고 상대습도를 포함하도록 고려하였으며, 유전자 알고리즘을 통하여, 주어진 이산화탄소 확산계수에 대한 콘크리트 배합을 도출하였다. 3개의 배합에 대하여 검증한 결과, 10% 미만의 상대오차를 보이며 주어진 배합을 잘 추정하였다. 최종적으로 서로 다른 환경과 설계 제원을 가지는 콘크리트 구조물을 가정하여, 목표 확산계수와 단위 시멘트량을 계산하였으며, 이를 이용하여 배합을 추정하였다. 제안된 기법은 주어진 확산계수와 배합을 잘 추정하였으며, 다양한 배합인자 및 혼화재료가 고려된 실험 자료를 이용한다면 더욱 합리적인 배합 기법으로 발전할 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.185-194
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• 2009

초속경 라텍스개질 콘크리트(VES-LMC)를 포함한 고성능 콘크리트는 낮은 물-시멘트비, 높은 결합재량 및 고성능감수제의 사용 등으로 인해 자기수축(Autogenous Shrinkage)이 1종 콘크리트(OPC)보다 크게 나타난다. 초속경 라텍스개질 콘크리트의 배합특성은 낮은 물-시멘트비(0.38), 높은 단위시멘트량($390kg/m^3$) 및 라텍스첨가(단위시멘트량 대비 15%)로 구성되므로, 자기수축이 크게 발생할 수 있고, 또한 콘크리트 타설 후 3시간 이내에 발생하는 급격한 수분소산(Water Dissipation)과 수분증발은 자기수축을 증가시킬 수 있다. 본 논문의 목적은 현장에서 작업시간 확보를 목적으로 사용되는 지연제 첨가량 변화에 따른 초기수축, 온도변형 및 자기수축을 평가하는 것이다. 실험결과 지연제의 첨가는 콘크리트의 최대 수화열에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 초속경 라텍스개질 콘크리트의 초기 팽창은 일부 자기팽창의 영향이 있기는 하지만 대부분이 열팽창에 기인하는 것으로 나타났다. 지연제 첨가량이 증가함에 따라 자기수축이 감소하는 것으로 나타났지만, 지연제의 과도한 사용은 과도한 초기 팽창을 일으킬 수 있으므로 현장조건을 고려하여 신중하게 결정되어야 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.751-757
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• 2004

화력 발전소에서 발생하는 석탄회(fly ash, bottom ash)를 안정적으로 재활용하기 위하여 알칼리 활성화된 석탄회 경화체 및 인공경량골재를 제조하였으며, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재의 콘크리트 적용을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 따라서, 알칼리 활성화된 석탄회 경화체의 최적 배합비, 알칼리 활성화 석탄회 경화체와 인공경량골재의 기본적 특성, 역학적 특성과 환경안전성, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 사용한 콘크리트의 역학적 특성과 동결음해저항성을 파악하였다 실험결과 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 제조하기 위한 경화체의 최적 배합비는 시멘트 $10\%$, Water glass $15\%$, NaOH $10\%$, $MnO_2\;5\%$였으며, 혼합물을 $50^{\circ}C$ 항온습윤양생 24k후 상온 공기중 양생을하여, 7일 압축강도 36.4MPa를 얻을 수 있었다. 제조된 골재의 폴리머 함침 결과 $10\%$ 파쇄강도를 $150\%$ 향상시킬 수 있었으며, 콘크리트용 굵은 골재로의 활용 가능성을 파악할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.469-483
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• 2018

쉴드TBM 터널의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 라이닝의 보강재로 철근이 주로 사용되어 왔으나, 철근 보강량을 줄이기 위하여 섬유보강재를 적용하는 연구가 진행되어 오고 있다. 세계적으로 터널 시공성을 향상시키기 위하여 강섬유보강재를 적용한 연구와 시공이 진행되어 왔으나, 터널 라이닝 방수막에 대한 펀칭, 자체 부식에 의한 내구성 및 미관상의 문제로 인하여 이에 대한 적용이 국내에서는 미뤄지고 있는 실정이며, 이에 대한 대책으로 합성섬유가 강섬유의 대체제로 주목 받고 있다. 이 연구에서는 섬유(강섬유, 합성섬유) 보강재를 사용한 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 파괴시험을 통하여 성능을 분석하여 현장에서의 적용 가능성을 평가하였다. 그 결과 강섬유와 합성섬유의 조합이나 합성섬유의 혼입량에 따라 보조철근의 대체가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.837-840
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• 2008

본 논문에서는 압축강도가 $40{\sim}100MPa$인 3성분계 고강도콘크리트를 대상으로 혼화재의 대체율이 3성분계 고강도콘크리트의 유동성과 강도발현에 미치는 영향을 평가하기 위한 연구를 수행하고, 강도별 적정 혼화재 대체율을 제안하였다. 실험에 사용된 3성분계 고강도콘크리트의 배합 시 시멘트 대체재로써 고로슬래그가 0, 12, 25% 사용되었으며, 플라이 애시 대체율은 15%로 동일하게 계획하였다. 실험결과, 시멘트 대체재로써 고로슬래그를 플라이애시와 혼용하여 사용하는 경우 40MPa 시리즈에서 고로슬래그 대체율이 25%일때 슬럼프가 가장 우수하며, 압축강도 60, 80 MPa의 시리즈에서는 고로슬래그 대체율이 12%일때 슬럼프 플로우가 가장 우수한 것으로 나타났다. 반면 압축강도 100MPa의 경우 플라이 애시 15%만으로도 유동성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 그리고 압축강도 40MPa의 경우 고로슬래그 대체율이 25%로 증가할 때까지 강도발현에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 100MPa이상의 고강도콘크리트에서는 25% 이상의 고로슬래그 혼입률은 적합지 않은 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.33-40
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• 2024

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.191-208
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• 2024

본 연구에서는 방사성폐기물 처분구조물의 안전성 및 건전성 평가를 위해 손상연동 수리-역학 복합 거동 해석 모델을 개발하였다. 콘크리트나 암반과 같은 취성재료의 파괴 모사에 널리 사용되는 Mazars 손상 모델을 선정하여 수리-역학 해석에 연동하였고, 예제 및 정해를 기반으로 개발된 해석 모델을 검증하였다. 개발된 해석 모델의 손상 입력 인자를 도출하기 위해 처분구조물 콘크리트 배합비로 제작한 시료를 대상으로 건조/포화 양생 조건에서 일축압축강도 및 간접인장강도 시험을 수행하였다. 실내 시험을 통해 도출한 입력 인자는 경주 월성 원자력 환경관리센터의 동굴처분 콘크리트 사일로를 모사한 2차원 유한요소해석에 적용하여 손상 고려 유무, 해석 기법 및 폐기물 하중 재하 조건에 따른 영향을 분석하였다. 연구를 통해 개발된 수리-역학-손상 모델은 향후 고준위 방사성폐기물 처분을 위한 심층처분장의 장기 거동 및 안정성 해석에 적용할 계획이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.653-660
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• 2008

본 연구는 펄라이트를 이용한 흡음재료의 흡음성능을 개선시키기 위한 최적배합에 대한 분석을 실시하였다. 결합재로서 폴리머 시멘트 슬러리와 무기질 결합재를 사용하여 흡음재료를 각종 배합조건에 따라 제작하여, 강도, 동결 융해 저항성, 그리고 흡음성능에 대하여 실험을 실시하였다. 실험 결과, 관내법에 의한 흠음재의 흠음계수는 배합에 따라 약간의 차이가 있으나 폴리머 디스퍼션을 결합재로 사용한 경우 흡음재의 감음계수 (NRC)는 $0.48{\sim}0.51$로 시멘트만 결합재로 사용한 경우에 비해 약간 크게 나타났으나, 방음벽의 환경부 고시 기준에서의 흡음재로서 감음계수 0.70에 비하면 낮은 수치이다. 그러나 잔향실법에 의한 흡음용 패널의 저주파수 영역($250\;Hz{\sim}500\;Hz$)에서 흡음계수가 $0.84{\sim}1.00$로 매우 높게 나타났으며, 고주파 영역에서도 $0.57{\sim}0.77$ 정도로 비교적 높은 흡음률을 나타내 감음계수가 0.77로 높게 나타났다. 폴리머 디스퍼션을 결합재로 사용한 흡음재는 압축강도, 휨강도 및 동결융해 저항성 등에서 방음벽 재료로서 적당한 성능을 발휘하였으며, 성능과 가격면에서 밸런스를 확보할 수 있는 배합을 도출할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.677-685
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• 2006

수화열 균열 저감 기법 중 내부구속이 지배적인 구조물에서 단면의 내외부 온도차를 관리하는 방식은 그 활용도가 매우 높다. 그러나 현 국내 기준의 내외부 온도차와 온도균열지수 관계식은 균열 발생 가능성을 과대평가하는 경향이 있다. 본 연구에서는 그러한 평가식이 유도된 배경을 단계별로 추적하여 타당성을 검증해 보았으며, 그 결과 재령에 따른 탄성계수의 변동성이 고려되지 않은 단순한 재료모델을 사용한 경우에 해당됨을 밝혔다. 개선된 재료모델로 증분형태 구성방정식인 hypoelastic 모델을 사용한 결과 온도균열지수가 기존 식보다 증가되었으며, 그 증가량은 다양한 조건들에 의존하는 것으로 나타났다. 본 연구의 분석 결과와 해외사례를 참조하여 평가식의 개선된 형태를 고찰하였으며 또한 평가시 필요한 내외부 온도차를 시공 조건들의 영향을 고려하여 용이하게 추정할 수 있는 식도 제안하였다. 추후 해석 및 실험 자료가 축적되면 구조물과 배합의 주요 특징들을 반영하여 평가식을 세분화하는 것도 바람직하다고 생각된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.90-96
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• 2009

최근 도심부의 건축구조물이 점차 고층화함에 따라 고강도 콘크리트에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히 100 MPa 이상의 초고강도 콘크리트에는 산업부산물로서 강도증진 등의 목적에 사용되는 SF와 공사비 절감 및 장기강도증진 등의 목적에 사용되는 FA 및 BS 등 광물질 혼화재의 분상성과 관련한 유동성 검토가 매우 중요하다. 즉, 각각의 혼화재들이 가진 고결현상으로 인하여 분산성이 크게 저하되어 유동성을 저감시키는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 이를 개선시키기 위해 프리믹스 시멘트의 효과를 분석하기 위하여 시멘트 페이스트의 유동성 실험을 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저 결합재 종류에 따라서는 OFS의 경우보다 OBS의 경우가 유동성이 증가하였는데, 이는 OBS의 경우는 BS의 유리질 표면에 의해 유동성이 증가하고, OFS의 경우는 FA의 혼화제 흡착작용에 의한 점성이 증가하여 유동성이 감소하였다. 혼합방법에 따라서는 개별혼합의 경우보다 프리믹스의 경우가 유동성이 증가하였는데, 이는 개별혼합의 경우는 페이스트 혼합 시 각각의 결합재가 균일하게 분산되기 어렵기 때문에 유동성이 나쁘게 나타난 반면, 프리믹스의 경우는 분산성이 증가하여 상대적으로 유동성이 양호하게 나타났다. 또한 믹싱시간은 30, 60, 180초로 길어질수록 결합재의 분산성이 좋아지고, SP제가 페이스트 입자 사이에 균등하게 분포되어 유동성이 증가하였다.