• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.92-103
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• 2015

Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제20권5호
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• pp.344-351
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• 2010

닫힌 균열을 따라 발생하는 전단거동을 Mode II 크랙의 시작과 진행으로 묘사할 수 있다. 파괴역학 이론에서는 순수 Mode II 재하에서 일반적으로 고유물성으로 인식되는 에너지 방출율(GII, Engergy Release Rate)이 한계점($G_{IIC}$)에 도달했을 때 전단거동이 시작된다고 예측한다. 지난 몇 년간 퍼듀대학의 암반공학그룹은 한계 에너지 방출률($G_{IIC}$)의 구속응력(normal stress)과 닫힌 균열의 거칠기에 대한 관계를 실험적으로 접근해왔다. 먼저 많은 실험들이 아크릴 재료를 대상으로 실행되었는데, 이는 광탄성(Photoelastic) 방법을 이용한 균열 끝(fracture tip)의 응력 집중 영역을 시각화하는 것을 가능케 해 주었다. 그 다음 실험 연구는 비교적 낮은 압축강도를 지닌 균질한 석고에 시행되었고, 최근에는 더 높은 압축강도를 지닌 재료를 대상으로 실험연구를 수행하였다. 그 예로 시멘트로 만든 시료 불록에 직접 전단 실험을 하였는데, 이전의 실험들과 마찬가지로 불연속면의 최대마찰각(Peak Friction Angle)이 잔류 마찰각(Residual Friction angle)과 비슷할 때만이 $G_{IIC}$가 재료의 고유물성으로 간주 될 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 그렇지 않은 경우에 한계 에너지 방출율($G_{IIC}$)은 구속응력과 함께 증가한다.

• 한국석유지질학회지
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• 제3권1호
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• pp.28-39
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• 1995

강원도 태백부근에 분포하는 조선누층군 풍촌층내에 나타나는 돌로마이트의 성인에 대해 연구하였다. 캠브리아기 풍촌층은 석회암, 돌로마이트질 석회암 그리고 돌로마이트로 이루어져 있으며, 이암(mudrock)과 판상석회질역암(Flat Pebble Conglmerate; FPC)이 협재되어 있다. 풍촌층의 돌로마이트는 조직적으로 4가지의 형태로 분류할 수 있는데, 이들은: 1) 괴상 돌로마이트내의 타형 돌로마이트, 2) 판상석회질역암내의 자형 돌로마이트, 3)우이드나 극피류를 치환하는 타형 돌로마이트, 4) 모틀구조를 보이는 돌로마이트이다. 특히 모틀구조를 보이는 돌로마이트는 다음과 같은 3가지로 세분되는데 이들은: a) 조립질의 타형 안장형 돌로마이트, b) 중립질의 자형 돌로마이트, c) 조립질의 자형 돌로마이트이다. 풍촌층 돌로마이트의 탄소동위원소성분은 $-2.8-1.4k\%_{\circ}$(PBD)이며, 이는 탄소동위원소가 퇴적당시 탄산염퇴적물의 값을 보존하고 있음을 나타낸다. 낮은 산소동위원소성분($\delta^{18}O -15.7-8.7\%_{\circ}, PBD$)은 풍촌층 돌로마이트가 매몰속성환경에서 형성되었음을 나타낸다. $^{87}Sr/^{86}Sr$의 초기비는 0.7101-0.7161 정도의 값을 보여주며, 이는 캠브리아기 해수의 성분보다 매우 높은_값이다. 이는 돌로마이트를 생성시킨 속성수가 대륙기원의 암석들과 반응하였던 것으로 생각된다. 돌로마이트의 Sr과 Na의 함량은 200ppm 이하의 낮은 값을 나타내는데, 이러한 낮은 미량원소 성분은 매몰속성환경에서 생성된 돌로마이트의 미량원소 성분과 잘 일치하며, 상대적으로 높은 Fe와 Mn의 함량은 풍촌층 돌로마이트가 환원환경 인 심부 매몰속성환경에서 형성되었음을 간접적으로 지시한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.99-107
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• 2003

일반적으로 코팅은 철근 콘크리트를 보호하기 위한 방법으로 사용되어 진다. 이러한 목적으로 사용되어지는 코팅에는 무기계 코팅뿐만 아니라 유기계 코팅이 있다. 무기계 코팅의 장점은 낮은 자외선 투과성과 불연성 등이다. 반면, 유기계 코팅의 장점은 이산화탄소, 이산화황 및 물 등의 낮은 투과성이며 무기계 코팅보다 더 우수한 철근 콘크리트 보호성능을 가지고 있다. 그러나 에폭시, 우레탄 및 아크릴과 같은 유기계 코팅은 여러 가지 원인에 의해 장기 접착강도가 감소되고 형성된 코팅 막의 들뜸이 발생된다. 또한 유기계 코팅이 콘크리트의 습한 표면에 적용될 경우 접착의 문제점을 갖고 있다. 따라서, 콘크리트 구조물을 보호하고 유기계 코팅의 문제점을 해결하기 위해 폴리머와 시멘트계 재료를 합성시킨 코팅재(WGS-Eco)를 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 코팅재와 이전에 사용되었던 코팅재의 물리 성능 및 내구 성능을 평가하였으며, 그 결과 개발된 코팅재는 유기계 코팅재에 비해 성능이 뒤떨어지지 않았다. 따라서 개발된 코팅재는 유기계와 무기계 코팅의 장점을 갖으면서 콘크리트를 보호하기 위한 적합한 코팅재라고 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2021

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.236-245
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• 2021

노출 환경 및 설계 변수의 변화에 따라 내구수명은 큰 범위를 가지고 변화하게 되므로 설계자 입장에서는 내구수명의 변동성을 이해하는 것은 중요하다. 최근 들어 탄소 중립을 위하여 플라스틱 혼소재가 클링커 생산 시 원료로 사용되고 있는데, 이러한 경우, 시멘트의 염화물 함유량은 증가하게 된다. 본 연구의 목적은 플라스틱 혼소재를 사용하여 초기 염화물량이 증가할 경우, 다양한 노출 환경과 설계 변수를 고려하여 내구수명이 어떤 수준으로 변화하는지에 대한 연구이다. 이를 위해 4 수준의 초기 염화물량을 설정하였으며, 3 수준의 표면 염화물량을 포함한 다양한 환경 조건에 따라 내구수명을 LIFE 365 프로그램을 이용하여 평가하였다. 해석 변수로서 임계 염화물량, 고로슬래그 미분말 치환 혼입율, 물-결합재 비, 피복두께, 단위 결합재량, 초기 염화물량을 설정하였다. 초기 염화물량이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 경향을 보이지만 이 값을 1,000ppm까지 허용해도 내구수명의 큰 감소는 나타나지 않았다. 또한 슬래그 치환율을 증가시킬 경우 더 높은 내구수명을 확보할 수 있는데, 이는 고로슬래그 미분말이 외부 염화물 이온의 확산 저감과 동시에 자유 염화물을 고정시키는 효과가 있기 때문이다. 초기 염화물량의 허용 농도를 유럽기준과 같이 증가시키는 것도 지속가능성 향상과 탄소량을 저감시키는 데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 표면 염화물량이 낮고 혼화재(슬래그)를 사용한 경우, 초기 염화물량의 영향은 상대적으로 낮았지만 표면염화물량이 높은 경우, 노출환경을 고려한 신중한 배합설계가 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권8호
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• pp.17-30
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• 2019

실제 시공된 말뚝들의 재하시험 자료 및 매입 PHC말뚝의 설계 자료로부터 전체지지력에 대한 주면마찰력의 분담율인 SRF를 분석하였다. 현장에서 시험 시공된 말뚝의 SRF는 말뚝의 종류, 상대근입길이, 지반의 종류, 재하시험의 종류에 상관없이 42~99%이었다. 매입 PHC말뚝에 대한 설계 자료에서 구한 SRF는 말뚝의 직경, 상대근입길이에 상관없이 풍화암에 소켓된 경우 20~53%의 범위에 분포하였다. 사용말뚝으로 실제 시공된 매입 PHC말뚝에서 재항타 동재하시험 자료로부터 구한 SRF는 말뚝의 직경, 상대근입길이, 지반의 종류에 상관없이 4~83%의 범위에 분산되어 분포하였다. 사용말뚝에서 SRF가 낮은 수준으로 나타나는 이유는 매입 PHC말뚝의 주면고정액의 충전이 제대로 이루어지지 않은 채 시공된 현황으로 볼 수 있었으며 따라서 주면고정액의 시공관리에서 시급하게 개선해야 할 현황이었다. 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝의 설계에서 사용하고 있는 극한지지력 산정공식으로 계산한 주면마찰력의 SRF는 실제 현장 시공 말뚝의 SRF보다 평균적으로 2.2배 정도로 낮은 수준으로 평가되었다. 이는 설계에서 사용하고 있는 산정공식에 의한 극한주면마찰력이 매우 낮은 수준으로 계산되기 때문이다. 따라서 SRF를 만족시킬 수 있는 새로운 주면마찰력 산정공식의 제안 필요성이 있는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.37-43
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• 2019

이 연구는 고성능 섬유보강 복합체(HPFRCC)의 전자파 차폐성능을 향상시키기 위한 목적으로 전기전도도, 전자파 차폐능, 역학적 강도를 조사하였다. 강섬유, 제강슬래그 미분말, 카본블랙이 전도성재료소 HPFRCC 배합에 첨가되었다. 또한, MWCNT를 수 분산 시켜 제조된 2% wt. CNT 용액을 사용하였다. 실험 결과, HPFRCC의 전기전도도는 1% 카본블랙이 첨가된 시편을 제외하고는 매우 낮은 특성을 보였다. 시멘트 매트릭스의 미세구조는 시간에 따라 변하였고, 그로 인해 HPFRCC의 전기전도성 네트워크에 부정적인 영향을 끼쳤다. 0.083 S/cm의 전도도를 갖는 HC1 시편의 경우, 수분에 의한 효과를 배제하기 위하여 72시간 60도에서 건조 양생한 후에 측정한 전기전도도가 0.0003 S/cm로 상당히 감소하였다. 전자파 차폐 성능에 가장 중요한 인자는 강섬유인 것으로 나타났으며, 반면 카본블랙과 제강슬래그 미분말의 효과는 미미하였다. 전기전도도와 전자파 차폐능의 상관관계는 이 연구에서는 뚜렸한 경향성을 나타내지는 않았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.61-70
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• 2019

Geopolymer는 시멘트와 비교하여 $CO_2$ 배출량의 감소, 내화성, 낮은 열전도성 등 다양한 장점을 보유하고 있는 eco-friendly 건설재료이다. 그러나 표면에 화염을 가할 경우 geopolymer panel 표면의 열적거동에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 내열성 건축자재로서 화염노출시 geopolymer 경화체의 표면특성을 조사하기 위하여 alumina 골재가 사용된 geopolymer 경화체 표면의 화염노출 특성에 대하여 조사하였다. 화염노출시 panel의 외형변형 및 열충격에 의한 크랙은 없었으며, calcite의 잔존량과 aluminosilicate gel의 halo 패턴으로 보아 화염에 의한 탈탄산 및 탈수는 표면에 국한되어 발생했으며, geopolymer 경화체의 내구성은 화염조사 후에도 유지되고 있는 것으로 판단된다. Quartz와 calcite가 감소함에 따라 gehlenite와 calcium silicate가 증가하는 경향을 나타내고 있으며, BFS의 치환량이 많을수록 현저하게 나타난다. 화염노출에 따른 미세구조의 변화는 탈탄산, 결정수의 탈수 등으로 기공의 형성과 발전되는 과정을 거쳐 calcium silicate, gehlenite 등과 같은 새로운 결정상의 형성에 의해 geopolymer panel 표면의 치밀화와 강화기구로 작용하여 내구성이 향상된 것으로 생각된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.33-44
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• 2019

클링커층은 제주도와 같은 화산지대에 분포하는 독특한 지층구조로 용암이 분출하며 고결되는 과정에서 생긴 클링커가 암반층 하부에 퇴적된 지층을 의미한다. 클링커층은 용암 가스의 분출과정에서 동반되는 다량의 공극을 포함하고 있기 때문에 지층 내 존재할 시 지반의 전체적인 안정성을 저해할 가능성이 존재하며 이에 대한 대처가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 클링커층이 존재하는 00교의 시점 및 종점 부근에서 각 2공의 지반조사(총 4공)를 수행하였고, 지반조사결과를 토대로 얕은 기초 시공 시 거동을 수치해석적으로 검토하였다. 또한 클링커층의 약액주입공법을 통한 그라우팅 치환 시 개선된 얕은 기초 거동을 원지반에서의 얕은 기초 거동과 비교하고, 지층별 그라우팅 치환 효율을 분석하였다. 분석 결과, 클링커층보다는 기존 지반에 존재하는 퇴적층의 유무에 따라 지지력 및 치환 효율, 탄성 침하량에 차이가 발생하였으며, 이는 퇴적층이 상대적으로 클링커층보다 낮은 강성과 밀도를 가지고 있기 때문으로 판단된다.