• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권1호
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• pp.113-124
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• 2016

This paper presents the effect of silica fume and nano silica, used individually and in combination with the set accelerator and/or hydrated lime, on the properties of class F high volume ultra fine fly ash (HV-UFFA) cement composites, replacing 80 % of cement (OPC). Compressive strength test along with thermogravimetric analysis, X-ray diffraction and scanning electron microscopy were undertaken to study the effect of various elements on the physico-chemical behaviour of the blended composites. The results show that silica fume when used in combination with the set accelerator and hydrated lime in HV-UFFA cement mortar, improves its 7 and 28 day strength by 273 and 413 %, respectively, compared to the binary blended cement fly ash mortar. On the contrary, when nano silica is used in combination with set accelerator and hydrated lime in HV-UFFA cement mortar, the disjoining pressure in conjunction with the self-desiccation effect induces high early age micro cracking, resulting in hindering the development of compressive strength. However, when nano silica is used without the additives, it improves the 7 and 28 day strengths of HV-UFFA cement mortar by 918 and 567 %, respectively and the compressive strengths are comparable to that of OPC.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권3호
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• pp.229-238
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• 2014

Typical high-performance concrete (HPC) mixtures are characterized by low water-cementitious material ratios, high cement contents, and the incorporation of admixtures. In spite of its superior properties in the hardened state, HPC suffers from many practical difficulties such as its sensitivity to early-age cracking (which is associated with self-desiccation and autogenous shrinkage). In this context, conventional curing procedures are not sufficiently effective to address these limitations. In order to overcome this issue, two strategies,which are based on the use of internal reservoirs of water, have been recently developed.One of these strategies is based on the use of lightweight aggregates (LWA), while the other is based on the use of superabsorbent polymers (SAP). This paper studies and compares the efficiency of the LWA and SAP approaches.Moreover, some of the theoretical aspects that should be taken into account to optimize their application for internal curing of HPC are also discussed. Two fine LWA's and one SAP are studied in terms of autogenous deformation and compressive strength. Increasing the amounts of LWAor SAP can lead to a reduction of the autogenous deformation and compressive strength (especially when adding large amounts). By selecting appropriate materials and controlling their amount, size, and porosity, highly efficient internal water curing can be ensured.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.497-503
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• 2003

Supplementary cementitious materials (SCM) such as fly ash, ground granulated blast furnace slag and silica fume are now being extensively used in concrete to control expansion due to alkali-silica reactivity (ASR). However, the replacement level of a single SCM needed to deleterious ASR expansion and cracking may create other problem and concerns. For example, incorporating silica fume at levels greater than 10％ by mass of cement may lead to dispersion and workability concerns, while fly ash can lead to poor strength development at early age, The combination of silica fume and fly ash in ternary cementitious system may alleviate this and other concerns, and result in a number of synergistic effects. The aim of the study was to enable evaluation of more realistic suitability of a silica fume-fly ash combination system for ASR resistance based on an in-house modification of ASTM C 1260 test method. The modification can be more closely identified with actual field conditions. In this study three different strengths of NaOH test solution(1N, 0.5N, and 0.25N) were used to measure the expansion characteristics of mortar bar made with a reactive aggregate. The other variable included longer testing period of 28 days instead of a conventional 14 days.

• Computers and Concrete
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• 제18권5호
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• pp.1041-1051
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• 2016

In this study, the construction of a reinforced concrete bridge pier was analyzed from durability point of view. The goal of the study is to analyze the crack iniation condition due to construction and present some recommendations for construction conditions of the reinforced concrete bridge pier. The bridge is located at the western port area of Shenzhen, where the climate is high temperature and humidity. To control the cracking of concrete, a construction simulation was carried out for a heat transfer problem as well as a thermal stress problem. A shrinkage model for heat produced due to cement hydration and a Burger constitutive model to simulate the creep effect are used. The modelling based on Femmasse(C) is verified by comparing with the testing results of a real underground abutment. For the bridge pier, the temperature and stress distribution, as well as their evolution with time are shown. To simulate the construction condition, four initial concrete temperatures ($5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, $20^{\circ}C$) and three demoulding time tips (48h, 72h, 96h) are investigated. From the results, it is concluded that a high initial concrete temperature could result in a high extreme internal temperature, which causes the early peak temperature and the larger principle stresses. The demoulding time seems to be less important for the chosen study cases. Currently used 72 hours in the construction practice may be a reasonable choice.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.83-90
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• 2017

원전콘크리트는 두꺼운 벽체를 가진 매스콘크리트 구조이며 시공초기에 건조수축 및 수화열에 따른 균열이 발생하기 쉽다. 또한 냉각수를 항상 필요로 하므로 해안가에 위치하는데, 균열이 발생한 콘크리트에서는 염화물 이온의 유입으로 인해 철근 부식이 빠르게 발생한다. 본 연구에서는 6000 psi 급 고강도 원전콘크리트 배합을 이용하여 재령 및 균열에 따른 확산계수의 변화를 분석하였다. 이를 위해 재령 56일, 180일, 365일 동안 양생된 콘크리트에 균열폭을 0.0~1.4 mm까지 유도하였으며 정상상태의 촉진 확산실험을 수행하였다. 균열폭의 증가에 따라 확산계수는 최대 2.7~3.1배로 증가하였으며, 재령의 증가에 따른 확산계수의 저감성이 크게 평가되었다. 또한 180일 동안 비말대에 노출된 균열부 콘크리트에 대하여 겉보기 확산계수 및 표면염화물량을 평가하였으며, 촉진 실험결과와 비교를 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.295-301
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• 2011

최근 고성능 감수제, 실리카 퓸과 강섬유 등을 사용하여 제조한 초고성능 콘크리트(UHPC)의 사용이 전 세계적으로 증가하고 있다. UHPC는 강도가 높을 뿐만 아니라 조직이 치밀하여 내구성 측면에서도 우수한 성능을 갖고 있지만 W/B가 낮고 단위 시멘트량이 많기 때문에 초기 수화열과 자기수축이 많이 발생하여 재령 초기에 균열 발생 위험성이 높아지게 된다. UHPC의 초기 수축균열은 수축 저감제 및 팽창재의 자기수축 보상 효과에 의하여 제어할 수 있다. 이 연구에서는 수축 저감제 및 팽창재를 혼입한 UHPC의 초음파 속도를 측정하여 재령 초기 강성 변화를 추정하였고, 수축 실험을 통하여 수축 저감제 및 팽창재가 UHPC의 자기수축에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 UHPC의 자기 수축 실험 결과로부터 자기수축 예측 모델의 재료 상수를 결정하였다. 결론적으로 수축 저감제 및 팽창재를 혼입함에 따라 UHPC 강성이 신속하게 발현되며, 자기수축 저감에 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.650-661
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• 2003

시공 중에는 시공 하중의 영향으로 인하여 슬래브에 재하되는 하중이 슬래브 자중의 두배 이상에 달하며, 또한 콘크리트 재령이 충분치 않으므로 구조 안전성의 문제와 장기 처짐, 균열 등 사용성의 문제를 일으킬 수 있다. 현행 설계 기준에서 제시하고 있는 플랫 플레이트에 대한 최소 두께의 규정은 이러한 시공 하중의 영향을 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 기존 연구를 토대로 슬래브의 기하하적 형상, 경계 조건, 콘크리트 강도, 시공 하중 등의 영향을 고려할 수 있는 플랫 플레이트의 처짐 계산 방법을 개발하였으며, 이 방법을 기초로 하여 플랫 플레이트에 대한 최소 두께식을 제안하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.31-38
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• 2005

콘크리트의 타설 직후, 상대적으로 콘크리트는 높은 증기압을 갖게 되며, 주위의 대기는 낮은 증기압을 갖게 된다. 콘크리트와 대기 간의 증기압의 평형을 유지하려는 작용 때문에 콘크리트의 표면에서 대기로 수분이 이동하는 증발이 발생한다. 표면에서 일어나는 증발로 인하여 콘크리트의 내부에서도 증기압의 차이가 발생하며, 이로 인하여 콘크리트 내부의 수분이 서서히 표면으로 이동하는 수분확산이 일어난다 이 수분확산의 속도는 콘크리트의 소성 균열, 수화도, 강도와 같은 요인으로 작용하여 콘크리트의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 논문에서는 콘크리트 수분확산의 지배방정식과 실내에서 측정된 콘크리트의 온도와 상대습도를 이용하여 초기재령의 콘크리트의 수분확산도를 역계산하였다. 역계산된 콘크리트의 수분확산도를 이용하여 콘크리트의 수분확산도 모형을 개발하였으며, 이를 입력값으로 사용하여 유한요소법에 의해 콘크리트의 상대습도를 계산하였다. 그 결과로서 계산된 상대습도는 측정된 상대습도와 대체로 일치하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.10-18
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• 2016

대도시의 콘크리트 구조물은 탄산화에 노출되며 사용기간의 증가로 인해 내구성 저하를 나타내며 콘크리트에 발생하는 균열은 국부적인 탄산화 증가를 야기한다. 본 연구에서는 실태조사를 통하여 균열부의 탄산화속도를 분석하였으며, 이를 시간의존성균열과 초기재령균열로 구분하여 탄산화에 노출된 RC교각의 내구수명을 분석하였다. 실태조사 결과를 기본으로 균열이 최대 0.3mm까지 진전하고 여기에 최대 균열폭에 이르는 시간을 변수로 하여 내구성 파괴확률, 신뢰성 지수, 내구수명 등이 평가되었다. 시간의존성균열 패턴은 초기재령부터 발생한 균열보다 낮은 내구성파괴확률과 높은 내구수명을 나타내었는데, 이는 지나치게 보수적인 해석기법보다 합리적이다. 또한 피복두께가 100mm보다 클 경우, 균열에 대한 시간효과는 내구성 파괴확률 및 내구수명에 큰 영향을 미치지 못하였다. 고정 균열이 아닌 시간의존적균열을 고려한 확률론적 내구수명 해석기법은 운용 중 발생하여 균열이 발생한 구조물에 효과적으로 사용될 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.76-83
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• 2022

이 연구는 적층 시공 시 타설 초기부터 외기에 직접 노출되는 조건을 모사하여 밀봉조건과 노출조건에 따른 수축거동을 100일 이상 실험적으로 분석하였다. 결합재 치환에 따른 수축거동 분석을 위해 1종 시멘트, 플라이애시, 실리카흄을 사용하여 동일한 조건에서 길이변화율을 측정하였다. 혼화제 사용이 수축거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 적층 시공 시 사용되는 셀룰로오스계 점도조절제와 유지계 수축저감제를 사용하였다. 표면노출양생 시 초기 수축 발생시점이 단축됐으며, 플라이애시와 실리카흄을 사용 시 수축량은 양생조건에 따라 OPC100 배합 대비 60 - 110% 증가했다. 점도조절제와 수축저감제 적용은 양생조건에 따라 최소 18%에서 최대 70% 수축량을 저감시켰다. 시험체의 온도는 양생초기 15 ℃까지 일시적으로 저하됐으며, 수축거동과 상관성을 이 연구를 통해 확인했다.