• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.661-671
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• 2018

강판 콘크리트구조에 대한 국내 연구는 대체적으로 강도가 큰 원전 구조물에 초점을 맞추고 있다. 현재 안전성과 시공성 측면에서 유리한 SC구조는 특수구조물에만 한정되어 적용되어 왔으며, 최근 구조적으로 장점이 명확한 SC구조에 대해 일반건축물에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 SC 구조를 일반 건축물에 적용하기 위한 기초 연구로서 특히 SC 구조에서 중요한 요소인 콘크리트의 시멘트를 고로슬래그로 대체하여 친환경성에 부합한 구조체를 계획하기 위해 무시멘트 콘크리트를 적용한 SC 구조의 기본 설계 정보를 제시하고자 한다. 이 논문에서는 압축 특성, 중심 압축 하중을 받는 유효좌굴길이계수에 대해 연구하였다. 유효좌굴길이계수를 산정하기 위해서 판 이론을 적용하지 않고 오일러 기둥 이론으로 계산하였다. 유효좌굴길이계수를 계산할 때 필요한 변형률을 측정하여 강판의 항복강도, 강판의 좌굴 및 콘크리트가 파단되는 시점에서의 유효좌굴길이계수를 계산하였다. 또한, 세장비(B/t)를 변수로 최대 압축강도가 국외 및 국내 기준식에 부합하는 지를 검토하였으며 기둥 이론을 적용하여 실험체의 좌굴을 분석하고 측정된 강판의 변형률을 선택하는 방법에 따라 유효좌굴길이계수를 분석하여 기준식에서 제시하는 값과 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.55-64
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• 2009

본 연구는 시멘트 종류에 따른 병용계 자기충전 콘크리트의 최적배합비를 도출하고, 최적배합비의 품질특성을 평가하여 현장시공의 자료로 제안하기 위한 것이다. 병용계 자기충전 콘크리트는 분체와 증점제를 함께 사용하기 때문에, 품질의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 예측된다. 분체로써 점성 증대 및 수화열 저감에 우수한 석회석 미분말을 사용하였다. 석회석 미분말의 치환율은 시멘트 종류에 따른 구속수비 실험을 통해 정하였으며, 배합변수는 잔골재용적비 ($S_r$), 굵은골재 용적비 ($G_v$) 및 물-시멘트비 (W/C)로 하여, 최적배합비를 도출하였으며, 이에 대한 응결시간, 블리딩량, 침하량 및 수화열 특성을 분석하였다. 실험결과, 고로슬래그 시멘트의 경우에는 석회석 미분말의 치환율 13.5%, 잔골재 용적비 47%, 물-시멘트비 41%이며, 저열포틀랜드시멘트의 경우에는 석회석 미분말의 치환율 42.7%, 잔골재 용적비 43%, 물-시멘트비 51%이며, 굵은골재 용적비는 시멘트의 종류에 관계없이 53%로 나타났다. 최적배합비에 대한 응결시간, 블리딩, 침하량 및 수화열에 대한 실험 결과, 저열포틀랜드시멘트를 사용한 자기충전 콘크리트가 가장 안정적인 것으로 나타났으며, 설계기준강도 40.0 MPa (배합강도 51.5 MPa)를 만족하는 저열포틀랜드시멘트를 사용한 병용계 자기충전 콘크리트를 지하식 LNG 저장탱크의 지하연속벽용 콘크리트로 제안하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.487-496
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• 2000

본 논문에서는, HCM 클러스러팅 방법과 유전자 알고리즘을 이용하여 다중 FNN 모델을 동정하고 최적화 한다. 제안된 다중 FNN은 Yamakawa의 FNN을 기본으로 하며, 퍼지 추론 방법으로 간략 추론을, 학습으로는 오류 역전파 알고리즘을 사용한다. 다중 FNN 모델의 구조와 파라미터를 동정하기 위해 HCM 클러스터링과 유전자 알고리즘을 사용한다. 여기서, 시스템 모델링을 위해 데이터 전처리 기능을 수행하는 HCM클러스터링 방법은 I/O 프로세서 공정 데이터를 이용하여 입출력 공간분할에 의한 다중 FNN 구조를 결정하기 위해 사용된다. 또한 유전자 알고리즘을 사용하여 멤버쉽함수의 정점, 학습율, 모멘텀 계수와 같은 다중 FNN 모델의 파라미터들을 동조한다. 모델의 근사화와 일반화 능력 사이에 합히적 균형을 얻기 위해 하중계수를 가진 합성 성능지수를 사용한다. 이 합성 성능지수는 근사화 및 예측 능력사이의 상호 균형과 의존성을 고려한 하중계수를 가진 합성 목적함수를 의미한다. 데이터 개수, 비선형성의 정도에 의존하는 이 합성 목적함수의 하중계수의 선택, 조절을 통하여 최적의 다중 FNN 모델을 설계하는 것이 유용하고 효과적임을 보인다. 제안된 모델의 성능 평가를 위하여 가스로 공정의 시계열 데이터와 비선형 함수의 수치 데이터를 사용한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.393-399
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• 2007

교량 바닥판은 공용 기간 동안 차량하중 및 다양한 환경 조건 (동결융해, 우수 및 융빙제)에 직접적으로 노출되어 있는 부재이다. 이로 인해, 교량 바닥판은 다른 주요부재에 비해서 다양한 결함 및 손상이 자주 발생하여 고속도로 상의 문제 교량은 대부분 바닥판에 결함을 지니고 있다. 따라서 교량 바닥판의 내구성을 확보하기 위한 방안으로 고성능콘크리트 (high performance concrete, HPC)가 대안으로 제시되었다. 교량 바닥판의 내구성을 향상하기 위해, 배합된 고성능콘크리트에 대한 내구성능 실험이 수행되었다. 본 연구에 사용된 배합 변수는 총 4가지로, 1) 보통시멘트 (OPC) 2) 시멘트 중량의 20%의 플라이애쉬 치환(FA), 3) 20%의 플라이애쉬와 4%의 실리카퓸 치환 (FS), 그리고 4) 40%의 고로슬래그미분말 치환 (BS)에 대해서 내구성 실험을 실시한 후 비교 평가를 실시하였으며, 사용된 설계 압축강도는 각각 27 MPa와 35 MPa이다. 고성능콘크리트를 시험 배합한 결과, 결합재의 양을 증가시켜 강도를 증진시키는 것보다는 혼화재를 사용하는 것이 내구 성능이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 특히 혼화재 중, 플라이애쉬와 실리카퓸을 함께 결합재로 사용하는 경우가 균열 저감 및 내구 성능 증진에 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.405-412
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• 2008

친환경 콘크리트 개발의 의미와 한계를 파악하기 위해 알칼리 활성 경량콘크리트 6배합이 실험되었다. 무시멘트 친환경 결합재를 생산하기 위해 고로슬래그와 분말형 규산나트륨이 각각 모재와 활성화제로 이용되었다. 최대직경 13 mm의 경량골재가 굵은골재로 이용되었으며, 최대직경 5 mm의 경량골재가 천연모래의 용적비로 0, 15, 30, 50, 75 및 100% 치환되었다. 굳지 않은 콘크리트에서는 시간경과에 따른 슬럼프 변화가 측정되었으며, 굳은 콘크리트에서는 재령에 따른 압축강도 발현속도, 할렬인장강도, 파괴계수, 탄성계수, 응력-변형률 관계, 부착강도 및 건조수축 변형률이 측정되었다. 실험된 알칼리 활성 경량콘크리트의 압축강도는 경량 잔골재 치환율이 30% 이상일 때 급격히 감소하였다. 특히 사용된 경량골재의 불연속 입도분포는 콘크리트의 역학적 특성들을 나쁘게 만들었다. 알칼리 활성 경량콘크리트의 역학적 특성들은 보통포틀랜드시멘트 경량콘크리트를 위해 제시된 ACI 318-05 및 EC 2 설계기준 또는 Slate 등의 제안모델들과 비교되었다. 또한 측정된 응력-변형률 관계는 보통포틀랜드시멘트 경량콘크리트의 실험 결과에 근거하여 제시된 Tasnimi의 모델과 비교되었다. 실험 결과와 각 제안 모델들과의 비교는 잘 일치하지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.217-223
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• 2017

이 연구는 포스트텐션 콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 평가기술을 개발하기 위하여, 고온에 노출된 포스트텐션 보와 슬래브 부재의 구조특성과 평가기법을 내화 실험을 통하여 연구하였다. 내화 실험 시 가열은 전기로를 사용하였으며 수열온도를 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 하였다. 이 연구로부터 고온을 받는 강연선은 응력 이완이 발생되고, 냉각되면서 긴장력의 일부 복원이 나타나는 것을 알 수 있었다. 포스트텐션 보와 슬래브 실험체가 각각 목표온도 도달 후 4시간 경과 시 포스트텐션 부재의 강연선의 잔존 긴장력을 살펴보면, 포스트텐션 보는 $400^{\circ}C$에서는 70%, $600^{\circ}C$에서는 10%, $800^{\circ}C$에서는 2%정도로 볼 수 있으며, 포스트텐션 슬래브는 $400^{\circ}C$에서는 94%, $600^{\circ}C$에서는 84.5%, $800^{\circ}C$에서는 62%정도로 나타났다. 상대적으로 포스트텐션 슬래브의 잔존 긴장력 손실이 작았던 이유는 슬래브가 고온에 일면 노출되었고, 강연선의 강도복원이 일어났기 때문으로 여겨졌다. 이 연구로부터 화재가 발생하는 경우 포스트텐션 부재는 강도 및 긴장력의 손실이 발생하고, 보강 시 손실된 내력만큼의 복원설계가 필요함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.567-573
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• 2015

본 논문은 저온과 고온 환경 하에서 카본/에폭시 복합재의 기계적 물성 변화를 평가하는데 목적을 두고 있다. 기계적 물성 변화 평가는 환경 챔버와 전기로를 이용하여 $-40^{\circ}C$에서 $220^{\circ}C$까지의 온도에 대해 섬유방향과 섬유 직각방향의 인장 물성, 면내 전단 물성 그리고 층간전단강도에 대해 평가를 수행하였다. $-40^{\circ}C$ 저온환경에서의 기계적 물성은 상온에서의 물성보다 증가하는 것을 확인하였다. 섬유방향 물성은 온도가 증가함에 따라 물성저하가 서서히 발생하였으나, 섬유직각방향 물성, 면내전단 물성 그리고 층간전단강도는 $140^{\circ}C$ 이상의 온도에서 수지의 유리전이로 인해 급격한 물성저하가 발생하는 것을 확인하였다. $100^{\circ}C$ 환경에서 섬유 직각방향 인장물성 증가의 직접적인 원인은 수지의 후경화로 인한 현상으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.631-640
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• 2018

에너지 공급 안정과 온실가스 저감이라는 목표를 달성하기 위해 저등급 석탄의 순산소 순환유동층 보일러의 적용이 새롭게 모색되고 있다. 아직까지 실증 단계의 개발이 진행되고 있기에 순산소 순환유동층 보일러에서의 저급탄 이용을 위해 주입 공기량, 조업 온도, 연료 공급량 등의 변화에 따른 연소 특성이 고찰되어야 상용 모델을 위한 설계 기준을 선정할 수 있다. 이에 본 연구에서는 공기 연소로 개발된 IEA-CFBC 모델을 순산소 연소를 전산모사하도록 개조하였고 새로운 순산소 순환유동층 모델을 이용하여 온도($800^{\circ}C{\sim}900^{\circ}C$), 산소 농도(21%~41%), 석탄 주입량, Ca/S 비율(1.5~4.0) 등의 다양한 조건에서 순산소 연소 특성을 고찰하였다. 공기 연소와 비교하여, 순산소 조건에서의 보일러 온도가 높았으나 산소 농도가 증가함에 따라 보일러의 온도구배는 감소하는 경향을 나타냈다. 더불어 Ca/S 비율, 산소농도가 높을수록 탈황 효율이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.54-59
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• 2017

고로슬래그 미분말은 공학적으로 우수한 건설산업 부산물이며, 최근들어 환경부하 저감 및 사용 활성화를 위해 대단위 슬래그 치환 콘크리트가 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 목표 강도를 50 MPa로 설정하고 고로슬래그미분말 치환률을 65%로 고려한 대단위 치환 슬래그 콘크리트를 제조하여 건조수축특성과 초지재령 특성을 평가하였다. 이를 위해 3 수준의 콘크리트를 제조하였으며, 슬럼프 플로우, 강도, 건조 및 자기수축에 대한 실험을 수행하였다. 실험결과, 보통 포틀랜트 시멘트를 100% 함유한 콘크리트(OPC 100)에 비하여 재령 7일전의 강도는 약간 감소하였으나, 슬래그 치환 배합은 수화에 필요한 충분한 자유수를 가졌으므로 28일 재령에서는 우수한 강도 발현을 나타내었다. 또한 재령 3일까지 큰 자기수축으로 인하여, OPC 100 배합에서는 건조수축이 크게 평가되었지만, 65% 고로슬래그 미분말을 치환한 배합에서는 초기재령의 자기수축 성능이 개선되어 우수한 건조수축거동을 나타내었다. 특히 단순 질량 치환배합(BS 65)보다 물-결합재비(0.27)와 단위수량($163kg/m^3$)을 낮춘 OPTBS 65에서 더욱 우수한 건조수축 및 자기수축 거동을 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권1호
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• pp.22-29
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• 2009

중유회를 효율적으로 소각 처리할 수 있는 이동상식 스토카로를 설계, 제작하기 위해 중유회가 노상을 이동하면서 겪는 조건들을 회분식 노에서 모사(模寫)하여 열중량분석법으로 중유회의 소각실험을 수행하였다. 이 결과로부터 이동상식 스토카로의 운전조건 및 노상면적 등을 구하였다. 중유회의 연소과정은 연소속도 차이에 의해 3단계로 구별되며, 각 단계별로 효과적인 연소가 이루어질 수 있도록 해야 한다. 비산방지 및 체적감소를 위하여 소각 전 첨가되는 수분 함량은 20 wt.%가 적절하였다. 중유회의 연소속도는 산소농도에 크게 의존하므로, 소각로는 연소공기의 조절 기능이 필요하다. 저융점 금속화합물의 용착 및 증발을 방지하고, 소각잔사의 불용화 및 유가금속 회수를 위해 소각온도는 $750^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$가 적절하고, 중유회의 균일한 연소반응과 연소속도의 향상을 위해 소각 중 중유회의 교반이 요구된다. 최적 조건에서 단위면적당 소각속도는 $12.53kg/m^{2}hr$이며 1일 18 ton의 중유회를 소각처리하기 위해서는 $60m^2$의 노상면적이 필요하다.