• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권6호
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• pp.713-732
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• 2008

Serviceability and durability of the concrete members can be seriously affected by the corrosion of steel rebar. Carbonation front and or chloride ingress can destroy the passive film on rebar and may set the corrosion (oxidation process). Depending on the level of oxidation (expansive corrosion products/rust) damage to the cover concrete takes place in the form of expansion, cracking and spalling or delamination. This makes the concrete unable to develop forces through bond and also become unprotected against further degradation from corrosion; and thus marks the end of service life for corrosion-affected structures. This paper presents an analytical model that predicts the weight loss of steel rebar and the corresponding time from onset of corrosion for the known corrosion rate and thus can be used for the determination of time to cover cracking in corrosion affected RC member. This model uses fully the thick-walled cylinder approach. The gradual crack propagation in radial directions (from inside) is considered when the circumferential tensile stresses at the inner surface of intact concrete have reached the tensile strength of concrete. The analysis is done separately with and without considering the stiffness of reinforcing steel and rust combine along with the assumption of zero residual strength of cracked concrete. The model accounts for the time required for corrosion products to fill a porous zone before they start inducing expansive pressure on the concrete surrounding the steel rebar. The capability of the model to produce the experimental trends is demonstrated by comparing the model's predictions with the results of experimental data published in the literature. The effect of considering the corroded reinforcing steel bar stiffness is demonstrated. A sensitivity analysis has also been carried out to show the influence of the various parameters. It has been found that material properties and their inter-relations significantly influence weight loss of rebar. Time to cover cracking from onset of corrosion for the same weight loss is influenced by corrosion rate and state of oxidation of corrosion product formed. Time to cover cracking from onset of corrosion is useful in making certain decisions pertaining to inspection, repair, rehabilitation, replacement and demolition of RC member/structure in corrosive environment.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권3호
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• pp.404-416
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• 2020

Bacteria that are resistant to high temperatures and alkaline environments are essential for the biological repair of damaged concrete. Alkaliphilic and halotolerant Bacillus sp. AK13 was isolated from the rhizosphere of Miscanthus sacchariflorus. Unlike other tested Bacillus species, the AK13 strain grows at pH 13 and withstands 11% (w/v) NaCl. Growth of the AK13 strain at elevated pH without urea promoted calcium carbonate (CaCO₃) formation. Irregular vaterite-like CaCO₃ minerals that were tightly attached to cells were observed using field-emission scanning electron microscopy. Energy-dispersive X-ray spectrometry, confocal laser scanning microscopy, and X-ray diffraction analyses confirmed the presence of CaCO₃ around the cell. Isotope ration mass spectrometry analysis confirmed that the majority of CO₃^2- ions in the CaCO₃ were produced by cellular respiration rather than being derived from atmospheric carbon dioxide. The minerals produced from calcium acetate-added growth medium formed smaller crystals than those formed in calcium lactate-added medium. Strain AK13 appears to heal cracks on mortar specimens when applied as a pelletized spore powder. Alkaliphilic Bacillus sp. AK13 is a promising candidate for self-healing agents in concrete.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.31-37
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• 2014

본 연구에서는 초속경 폴리머 모르타르의 역학적 특성이 평가되었다. 이를 위해 총 75개의 모르타르 시편에 대한 압축강도, 휨강도, 부착강도, 동결융해, 길이변화, 그리고 흡수율 시험이 실시되었다. 실험결과로부터 초속경 폴리머 모르타르의 부착강도는 일반 콘크리트보다 50 % 정도 우수하였으며, 동결융해에 대한 저항성은 보통콘크리트보다 뛰어났다. 또한 초속경 폴리머 모르타르의 길이변화와 흡수율은 20 % 정도 일반콘크리트보다 작았다. 그 결과 초속경 폴리머 모르타르는 콘크리트 구조물의 균열을 보수하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.603-610
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• 2017

최근 집중호우, 잦은 강설, 급격한 기온차이 등 환경변화의 가속화에 따라 균열, 단차, 포트홀 등 다양한 형태의 도로 파손이 급증하고 있다. 이중 포트홀 관련 사고는 파손 특징상 대형사고를 유발하며 08년 기준 5년간 약 5배 이상 증가하였다. 매년 포트홀로 인한 인명피해, 차량파손 등 직 간접적인 피해가 증가함에 따라 보다 신속하고 효율적인 관리 대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 포트홀 규모, 면적과의 상관관계를 통해 체적 보정계수와 보수재료 물량산출 알고리즘을 제시하였다. 제시된 물량산출 알고리즘의 검증을 위해 수도권 지역 15개소의 포트홀을 측정한 결과 통상적으로 개소당 약 5~7 kg까지 발생하던 재료 잔량이 1~2 kg까지 감소하는 것으로 나타났다. 작업자의 주관적인 판단에 의존하여 시공하고 있는 실정에서 포트홀 체적 감지 자동화 통합시스템은 재료/자원 절감뿐 아니라 적정한 보수물량 산정을 통해 다짐상태 등 포장 품질향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 보존과학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 1999

석굴암은 해체, 복원 및 수차례에 걸친 보수과정을 거쳐 지금에 이르렀다. 현재와 같은 비교적 안정된 환경이 이루어지기 전 까지 오랜 시간에 걸친 자연적인 풍화와 사람에 의한 영향 등에 의해 많은 변화를 겪어 왔다. 석굴암을 이루는 암석은 중립 내지 조립질의 화강섬록암으로 대체로 갈색에서 암갈색에 이르는 풍화면을 보이는데 이는 이 암석의 주구성광물인 장석류의 화학적 풍화에 기인한다. 또한 콘크리트돔이나 균열된 곳에 사용된 시멘트의 풍화물에 의한 표백 및 백화 현상 등에 의해 부분적으로 우백색을 띠거나 때로는 매우 검게 변색되어 있기도 한다. 여러 곳에 크고 작은 균열들이 발달되어 있으며 이는 주로 오랜 풍화작용에 의한 영향과 해체-복원 및 보수 과정중의 충격등에 기인하는 것으로 생각된다. 이러한 일반적인 현상들은 대부분이 현재와 같은 비교적 안정된 환경이 갖추어지기 전에 이루어진 것으로 생각된다. 그러나 앞으로의 더 나은 보전을 위해서는 내부 공기의 온도와 습도, 특히 위치에 따른 상대습도의 지속적인 평형유지, 구조적 균형유지, 그리고 진동 등에 의한 영향을 체계적이고 계속적으로 측정하여 대책을 수립하여야 할 것으로 생각된다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.74-83
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• 2020

A number of so-called 'Type IV' cracking was reported to occur at the welded joints of the P91 steel or P92 steel reheat steam piping systems in Korean supercritical thermal power plants. The reheat steam piping systems are subjected to severe thermal and pressure loading conditions of coolant higher than 570℃ and 4MPa, respectively. In this study, piping analyses and design evaluations were conducted for the piping system of a specific thermal plant in Korea and suggestions were made how structural integrity could be improved so that type IV cracks at the welded joints could be prevented. Integrity evaluations were conducted as per ASME B31.1 code with implicit consideration of creep effects which was used in original design of the piping system and as per nuclear-grade RCC-MRx code with explicit consideration of creep effects. Comparisons were made between the evaluation results from the two design rules. Another approach with modification or reduction of the redundant supports in the piping systems was investigated as a tool to mitigate thermal stresses which should essentially contribute to prevention of Type IV cracking without major modification of the existing piping systems. In addition, a post weld heat treatment method and repair weld method which could improve integrity of the welded joint of P91 steel were investigated.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.269-272
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• 2008

본 연구에서는 취성적인 시멘트 복합체에 2%이내의 단섬유를 보강하여 균열하중이 이후에도 급격한 강도저하 없이 강재와 같은 변형경화 특성을 부여한 신개념의 건설재료인 변형 경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 활용한 콘크리트 구조물의 균열제어성능 개선을 위한 방안을 모색하고자 한다. 본 연구에 활용된 SHCC는 물겹합재비 0.45의 시멘트 복합체에 1.3%의 PVA 섬유 및 0.2%의 PE 섬유를 보강하여 제조되었다. 단면 $100{\times}100mm$의 정사각형 단면을 갖는 무근 콘크리트 보와 인장측 하부면에서 30 및 50mm 두께의 콘크리트를 SHCC로 단면 대체한 보의 휨 및 균열진전 과정을 비교하여 본 연구에서 제조된 SHCC에 의한 균열제어성능을 평가하고자 하였다. 인장측 하부면을 SHCC로 대체한 콘크리트 보 실험체의 휨거동 특성 및 균열제어성능은 무근 콘크리트 보에 비하여 크게 개선되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.935-941
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• 2010

하나로는 한국에 설치되어 있는 열출력 30MW의 개방 수조형 연구로 이다. 이는 발전로와 달리 원자로에서 발생하는 열을 이용하여 전기를 생산하는 것 대신에 원자로의 노심 온도를 유지하기 위하여 냉각탑을 통해 대기로 이 열을 냉각한다. 냉각탑 월간 점검 중에 냉각탑 4번의 냉각팬 감속기가 기준을 상회하는 고진동을 기록하였다. 본 연구의 목적은 고진동의 원인을 찾아 정상적으로 수리하기 위함이다. 연구 방법은 FFT 스펙트럼 기법을 적용하여 고진동의 원인을 분석하였다. 그 결과 고진동 주파수는 피니언 기어의 고유 진동수의 두 배인 354Hz이었다. 피니언 기어를 점검한 결과 이빨 표면이 깨져 있었다. 깨진 피니언 기어를 제거하고 새것으로 교체한 후에는 감속기는 정상적으로 작동하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2008

국내에서 대부분 시공되어지고 있는 현장타설 콘크리트 라이닝은 여러 가지가 문제점을 나타내고 있다. 그 중에 특히 라이닝의 균열 발생은 사회적 및 경제적인 문제로까지 제기되고 있으며 라이닝의 미관뿐만 아니라 안정성에도 영향을 미치게 되므로 막대한 보수보강 공사비의 지출을 유발해 국가 예산을 소모시키고 있다. 국내 콘크리트 2차 제품 생산업체의 생산기술은 아직 선진국 수준에 미치지 못하며, 고품질 제품 생산에 있어 가장 중요한 증기양생 방법 또한 규정되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 터널용 PC 패널의 증기양생조건 중 전양생시간, 온도상승구배를 달리하여 물리적 특성을 검토하였다. 시험결과, 고강도 PC패널의 전양생시간은 최소 1시간 이상이 바람직하였으며 온도상승구배는 최대 $20^{\circ}C$가 물리 역학적으로 가장 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.3-23
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• 1997

The growth in fast-track construction and repair has prompted major efforts to develop high-early-strength concrete mix compositions. Such mixtures rely on the use of relatively high cement contents and accelerator dosages to increase the rate of strength development. The measures, however, seem to compromise the long-term performance of concrete in applications such as full-depth patches as evidenced by occasional premature deterioration of such patches. The hypothesis successfully validated in this research was that traditional methods of increasing the early-age strength of concrete, involving the use of high cement and accelerator contents, increase the moisture and thermal movements of concrete. Restraint of such movements in actual field conditions, by external or internal restraining factors, generates tensile stresses which introduced microcracks and thus increase the permeability of concrete. This increase in permeability accelerates various processes of concrete deterioration, including freeze-thaw attack. Fiver reinforcement of concrete is an effective approach to the control of microcrack and crack development under tensile stresses. Fibers, however, have not been known of accelerating the process of strength gain in concrete. The recently developed specialty cellulose fibers, however, were found in this research to be highly effective in increasing the early-age strength of concrete. This provides a unique opportunity to increase the rate of strength gain in concrete without increasing moisture an thermal movements, which actually controlling the processes of microcracking and racking in concrete. Laboratory test results confirmed the desirable resistance of specialty cellulose fiber reinforced High-early-strength concrete to restrained shrinkage microcracking an cracking, and to different processes of deterioration under weathering effects.