• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권5호
• /
• pp.135-143
• /
• 2007

본 논문은 장기 지속하중을 경험한 순환골재 콘크리트 보의 휨 거동특성 평가를 위하여 수행된 실험결과를 다룬 내용으로 이를 위하여 천연골재를 사용한 시험체, 순환굵은골재로 100% 대체된 시험체와 순환잔골재로 50% 대체된 시험체 등 총 3개의 보가 계획 및 제작되었다. 1년간 재하된 지속하중을 경험한 이후 파괴시까지 다시 재하된 철근콘크리트 보의 단기 휨거동에서 초기 강성 및 최대내력은 골재의 종류에 관계없이 유사하게 나타났으나 최대내력시의 강성이 순환골재를 사용한 경우 천연골재에 비해 28 및 23% 작게 나타났고 인장철근 및 압축측 콘크리트의 변형률도 순환골재를 사용한 시험체가 천연골재를 사용한 시험체보다 다소 크게 나타났다. 그러나 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보에 대한 실험값을 ACI규준 의한 계산값과 비교한 결과 크게 나타났으며 전반적으로 천연골재를 사용한 철근콘크리트 보와 대등한 휨 성능을 보였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제18권5호
• /
• pp.535-543
• /
• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.562-570
• /
• 2020

본 연구에서는 단위중량 2,000kg/㎥ 이하의 고강도 시멘트 복합체 제조기술 및 기초 물성을 탐구한다. 선행연구에서 제시한 초고성능콘크리트의 배합에서 잔골재를 경량 재료인 솔리드 버블과 경량잔골재로 치환하여 경량 고강도 시멘트 복합체를 제조기술을 제안한다. 솔리드 버블을 혼입한 시멘트 복합체는 밀도 2.0g/㎤ 이하에서 재령 28일 강도 116MPa~141MPa의 고강도 발현이 가능한 것으로 나타났다. 경량잔골재를 사용하는 경우 솔리드 버블을 혼입한 시멘트 복합체보다 역학적 성능이 떨어지는 것으로 나타났다. 배합표상에서 계산된 단위용적중량과 경화된 시멘트 복합체의 밀도가 큰 차이를 보이지 않았으며, 이는 배합표상에서 계산된 단위용적중량을 통해 경화된 시멘트 복합체의 밀도를 추정할 수 있는 것을 보여준다.

• Composite Materials and Engineering
• /
• 제3권3호
• /
• pp.201-220
• /
• 2021

In this study, potential of three machine learning techniques i.e., M5P, Support vector machines and Gaussian processes were evaluated to find the best algorithm for the prediction of flexural strength of concrete mix with steel fibre. The study comprises the comparison of results obtained from above-said techniques for given dataset. The dataset consists of 124 observations from past research studies and this dataset is randomly divided into two subsets namely training and testing datasets with (70-30)% proportion by weight. Cement, fine aggregates, coarse aggregates, water, super plasticizer/ high-range water reducer, steel fibre, fibre length and curing days were taken as input parameters whereas flexural strength of the concrete mix was taken as the output parameter. Performance of the techniques was checked by statistic evaluation parameters. Results show that the Gaussian process technique works better than other techniques with its minimum error bandwidth. Statistical analysis shows that the Gaussian process predicts better results with higher coefficient of correlation value (0.9138) and minimum mean absolute error (1.2954) and Root mean square error value (1.9672). Sensitivity analysis proves that steel fibre is the significant parameter among other parameters to predict the flexural strength of concrete mix. According to the shape of the fibre, the mixed type performs better for this data than the hooked shape of the steel fibre, which has a higher CC of 0.9649, which shows that the shape of fibers do effect the flexural strength of the concrete. However, the intricacy of the mixed fibres needs further investigations. For future mixes, the most favorable range for the increase in flexural strength of concrete mix found to be (1-3)%.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.607-618
• /
• 2022

본 연구는 황토와 무기질 결합재의 수화반응을 이용하여 빗물저류조용 황토투수블록을 개발한 연구로서 제조과정의 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 순환자원을 골재로 활용하고 황토투수블럭을 제작하여 물성분석을 하였다. 도심지 내 투수성 포장을 확대하고 공극이 막혀 투수기능 상실을 방지하여 우수유출저감용 빗물관리시설에 사용하기 위한 것으로써 도시지역에서 열섬현상과 도심 집중강우에 따른 도로침수 포장체 파손 등이 대한 방안으로 활용이 가능하다.

• Computers and Concrete
• /
• 제32권2호
• /
• pp.149-163
• /
• 2023

One of the main design parameters traditionally utilized in projects of geotechnical engineering is the uniaxial compressive strength. The present paper employed three artificial intelligence methods, i.e., the stochastic fractal search (SFS), the multi-verse optimization (MVO), and the vortex search algorithm (VSA), in order to determine the compressive strength of concrete (CSC). For the same reason, 1030 concrete specimens were subjected to compressive strength tests. According to the obtained laboratory results, the fly ash, cement, water, slag, coarse aggregates, fine aggregates, and SP were subjected to tests as the input parameters of the model in order to decide the optimum input configuration for the estimation of the compressive strength. The performance was evaluated by employing three criteria, i.e., the root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), and the determination coefficient (R²). The evaluation of the error criteria and the determination coefficient obtained from the above three techniques indicates that the SFS-MLP technique outperformed the MVO-MLP and VSA-MLP methods. The developed artificial neural network models exhibit higher amounts of errors and lower correlation coefficients in comparison with other models. Nonetheless, the use of the stochastic fractal search algorithm has resulted in considerable enhancement in precision and accuracy of the evaluations conducted through the artificial neural network and has enhanced its performance. According to the results, the utilized SFS-MLP technique showed a better performance in the estimation of the compressive strength of concrete (R²=0.99932 and 0.99942, and RMSE=0.32611 and 0.24922). The novelty of our study is the use of a large dataset composed of 1030 entries and optimization of the learning scheme of the neural prediction model via a data distribution of a 20:80 testing-to-training ratio.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.341-348
• /
• 2023

본 연구는 산업의 급성장으로 각종 산업부산물의 발생량이 크게 증대되고 천연골재 자원의 고갈 현상이 심화되는 것을 최소화 하기 위해 순환골재와 제강슬래그를 이용 재료시험 및 재생 콘크리트 적정 혼합 배합비를 도출하고자 하였다. 본 연구에서는 먼저 현장에서 사용되고 있는 재료의 품질기준 적합도를 확인 단독 및 혼합 사용할 경우 작업성, 성형에 맞는 결과를 나타내었다. 따라서 시멘트의 종류 및 혼화재, 굵은골재, 잔골재를 구분 총 4-TYPE 배합을 통해 콘크리트용 골재로 활용 가능성을 평가하였다. 실험 결과 치환율에 따른 굳지않은 콘크리트 슬럼프와 공기량, 염화물과 경화된 콘크리트 압축강도를 실험 결과는 일반적인 콘크리트 품질특성 측정값과 차이가 있음을 확인할 수 있었고, 또한 콘크리트용 순환골재 및 제강슬래그를 굵은골재 치환율에 따라 표준 설계기준 품질특성을 만족함을 확인할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제90권5호
• /
• pp.467-480
• /
• 2024

The mechanical properties and durability of concrete pavements may be degraded in extreme situations, resulting in the need for partial repair or total replacement. During the past few decades, there has been a growing body of research on substituting a portion of Portland cement with alternative cementitious materials for improving concrete properties. In this study, two different configurations of powdered and granulated blast furnace slag were implemented, replacing fine aggregates (by 12 wt.%) and Portland cement (by 0, 20, 40, and 60 wt.%) in the making of roller-compacted concrete (RCC) mixes. The specimens were fabricated to investigate the mechanical properties and durability specifications, involving freeze-thaw, salt-scaling, and water absorption resistance. The experimental results indicated that the optimum mechanical properties of RCC mixes could be achieved when 20-40 wt.% of powdered slag was added to concrete mixes containing slag aggregates. Accordingly, the increases in compressive, tensile, and flexural strengths were 45, 50, and 28%, in comparison to the control specimen at the age of 90 days. Also, incorporating 60 wt.% of powdered slag gave rise to the optimum mix plan in terms of freeze-thaw resistance such that a negligible strength degradation was experienced after 300 cycles. In addition, the optimal moisture content of the proposed RCC mixtures was measured to be in the range of 5 to 6.56%. Furthermore, the partial addition of granulated slag was found to be more advantageous than using entirely natural sand in the improvement of the mechanical and durability characteristics of all mixture plans.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권9호
• /
• pp.39-45
• /
• 2010

CLSM은 다짐이 필요없고 유동성이 큰 물질로 일반적으로 시멘트, 잔골재, 물, 혼화재 등을 혼합하여 만들어진다. 기존의 저강도고유동화재는 잔골재로 모래를 사용하고 있으나 모래를 구하기 점점 어려워지는 현 시점에서 저강도고유동화재를 대량으로 활용하기 위해서는 모래를 대신할 대체재의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 석탄회의 공학적 성질은 모래와 유사하여 모래의 대체재로써의 CLSM에 적용 가능하며 친환경재료로써의 검증이 필요하게 되었다. 이중 식생에 관한 연구는 자연과 화합할 수 있는 중요한 연구분야로써 식생이 가능한 적정 pH를 만족시킬 경우 적용의 확대가 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구의 목적은 석탄회의 대량유효활용의 일환으로 석탄회를 활용한 CLSM을 pH가 식생이 가능하도록 저감하기 위한 방안으로, 양생방법과 중성화처리에 따른 pH의 저감효과를 확인하여 식생에 관한 기초 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 공시체의 제작은 일축압축강도 0.5~1.0MPa을 만족하며 매립회와 비회의 비율이 70:30인 것을 기준으로 하여 총 5가지 Case로 배합하였으며, CLSM의 알칼리 용출을 억제하기 위해 이인산암모늄 용액에 공시체를 침지하는 방법으로 중성화처리를 실시하였다. 연구결과 중성화처리와 양생에 의한 방법을 적용하기 이전의 CLSM는 pH 11이상의 알칼리성이었으나, 중성화처리와 양생방법을 적용한 이후의 pH는 9.5 이하로 저감시켜 식생이 가능한 조건을 만족하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.445-454
• /
• 2016

노후 시설물의 증가에 따라 건설폐기물은 일정 수준까지 증가한 이후, 현재는 어느 정도 안정화 된 추세에 있지만, 전체폐기물 중에서 건설폐기물은 아직까지도 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 또한, 천연 골재 채취 금지에 의한 골재 난 심화 및 골재 공급원 개발에 의한 국토훼손과 자연환경 파괴 등에 따라 환경복원에 막대한 국가예산 소요가 불가피한 상황이다. 이에 대한 대책 방안으로 국토교통부는 순환 골재 품질기준을 공포하여 순환 골재 품질에 따른 용도와 관리를 할 수 있도록 추진하고 있으나, 경제적 부가가치가 높은 용도로의 활용은 아직 저조한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 저자의 선행연구에서 제시한 탄산화 개질 조건인 $20^{\circ}C$, RH 60%, $CO_2$ 20%에서 순환 잔골재 4일, 순환 굵은 골재 14일간 탄산화를 실시한 순환 골재의 품질개선효과 및 이를 이용한 순환 골재 콘크리트의 성능 평가를 통하여 구조용 콘크리트로의 적용 가능성에 대한 실마리를 찾고자 한다. 그 결과, 탄산화 개질을 통하여 순환 잔골재의 흡수율이 0.91%, 순환 굵은 골재의 흡수율이 0.7% 저감되어 품질개선에 기여하였다. 또한, 탄산화 개질 골재를 이용한 순환 골재 콘크리트의 물리적 특성 및 내구성능이 일반 콘크리트와 유사한 결과를 나타내어 구조용 콘크리트로의 적용 가능성을 확인하였다.