• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.30-40
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• 2012

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소 제강과정에서 용융상태로 배출되는 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제하여 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트포장 관련 보수재로 그 효과가 인정된 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트(polymer rapid set cement concrete : PRCC)용 잔골재로 사용하기 위한 기초물성을 검토하였다. 본 연구에서는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 잔골재를 100% 치환하였으며 기존 보수재 대비 단위시멘트 20%, 라텍스 혼입률 50%를 저감시킨 최적배합을 도출하였다. 도출된 최적 배합에 의한 콘크리트 성능 평가결과, 초기 압축강도 35 MPa 이상, 휨강도 7 MPa 이상 등 매우 고강도를 나타내었으며 내구성 평가에서 투수성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 모두 기준값 이상의 결과를 나타내는 전기로 산화슬래그 잔골재를 이용한 새로운 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트를 개발하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.319-345
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• 2011

한랭지에 건설된 터널의 경우 터널 주변지반 지하수의 동결은 동절기 터널 배수 장애의 원인이 되며 라이닝을 내공 측으로 압출시키는 원인으로 작용하기도 한다. 노르웨이 등 해외에서는 이미 한랭지에 건설되는 터널의 동해방지를 위한 단열기준을 가지고 있으나 국내에서는 아직까지 터널 라이닝 동해방지를 위한 단열설계가 도입되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 국내 도로터널의 동결 사례를 고찰하여 터널 라이닝 동해방지 대책이 필요함을 파악하였다. 또한 터널 주위의 온도분포를 파악하기 위해 화악터널에서 터널 종단길이에 따른 온도분포, 라이닝 내부의 온도, 포장면 하부지반의 온도 분포를 계측하였으며 이로부터 외기 온도변화에 따른 터널 내부 온도 분포 특성을 분석하였다. 화악터널의 온도분포 계측 결과를 바탕으로 단열재의 성능시험을 위해 인공기후실에서 단열재 설치 유무에 따른 암석시편의 열유동 실험을 수행하였다. 또한 터널 라이닝 동해를 방지할 수 있는 적정 단열재 두께를 제안하기 위해 3 차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과로부터 터널배면 지하수 동결기준으로 동결지수를 약 291$^{\circ}C{\cdot}$ Hr로 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.449-455
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• 2019

최근 도시화로 인한 불투수면의 증가는 지표 유출수를 집수하여 배수하는 기존의 배수시스템의 부담을 증가시킨다. 이러한 방식의 우수배수시스템은 표면유출수와 함께 이송되는 각종 쓰레기, 낙엽, 등의 부유물질에 의해 배수면적이 감소하는 구조적 한계를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 새로운 형태의 배수시스템이 개발 및 적용되고 있다. 본 연구는 3차원 전산 유체역학 프로그램 중 하나인 ANSYS CFX를 이용하여 투수성 포장 하부에 위치한 배수층의 체적 공극과 투수도 결정을 위한 모의를 각각 수행하였다. 모의결과 35% 체적공극을 가진 배수층의 배수구 유속이 20%, 50%에 해당하는 배수층보다 큰 값을 보여 체적공극과 배수성능 사이의 상관관계는 없는 것으로 파악되었다. 투수도는 구성물질의 입경에 따라 결정되며, 5가지 조건을 모의하여 배수구 유속을 분석한 결과 입경 2 mm의 사질토가 사용성과 시공성 측면에서 가장 적절하다고 분석되었다. 본 연구는 배수층의 적절한 체적 공극과 구성물질의 입경을 제시하였고 이러한 조건을 갖는 배수층이 침수피해를 저감 및 방지의 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.741-749
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• 2019

굴삭기에 부착되는 유압 브레이커는 건물의 파괴 및 분해, 도로 포장재의 파손, 채석장에서의 암석 파단 등에 사용되고 있는 부착작업기의 일종의 건설 장비이다. 따라서 유압브레이커의 성능은 주로 충격량 및 충격 효율에 의해 평가되며, 이는 제조사 및 사용자 모두에게 중요한 요소이다. 본 논문에서는 건설 현장에서 주로 사용되는 20톤급 유압브레이커를 대상으로 상용 프로그램인 SimulationX를 사용하여 유압밸브 및 피스톤의 수압 면적 또는 작동 조건에 따라 유압 브레이커의 충격량 예측을 위한 모델링 및 해석을 진행하였다. 또한, 모델링 및 해석의 신뢰성을 확인하기 위하여 기존 실험 연구의 결과를 통하여 비교 및 검증하였다. 본 연구 결과는 제작 이전의 설계 단계에서 유압 브레이커의 충격량을 예측하고 충격량 향상을 위한 파라미터 연구에 도움이 될 것으로 본다. 또한 제조사 측에서는 본 논문의 결과를 통하여 유압 브레이커의 충격량을 미리 예측함으로서, 시행 착오 방지를 통하여 개발 시간 및 비용을 절감할 수 있을 것으로 예측한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.103-110
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• 2019

다양한 원인에 의한 포장체에 손상이 발생하면 신속한 통행재개를 위한 급속보수가 필요하게 된다. 산화마그네슘인산염복합체의는 경화시간이 짧고, 조기 강도발현이 가능하여 급속보수재료로 적합한 특성을 갖고 있다. 연구에서는 경소마그네시아와 제1인산칼륨을 결합하여 보수재료로 개발하기 위하여 물-결합재(W/B)비, 마그네슘-인산염(M/P)비 등의 배합비를 조정하면서 경화와 강도특성을 평가하고자 하였다. 그리고 현장 적용시의 작업성을 확보하기 위하여 표준사와 일반모래에 따른 거동차이와 지연제별 특성을 평가하였다. 실험결과 물-결합재비는 35%내외와 마그네슘-인산염비는 1.0~1.2 내외가 강도측면에서 가장 적합한 것으로 분석되었다. W/B비 0.35, M/P비 1.2 변수에서 1일 강도 25.0MPa 이상 발현되어 조기 보수재료로서 활용가능성이 충분한 것으로 분석되었다. 작업시간 확보를 위해서는 붕산을 지연제로 사용하는 것이 적합한 것으로 나타났으며, 산화마그네슘의 순도는 90~95%내외가 경화시간 확보를 위해 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.69-76
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• 2020

지구온난화는 급격한 기후변화 및 자연재해를 발생시키고 있어 세계에서 가장 중요한 문제로 대두되고 있다. 이에 각국에서는 이산화탄소 배출 저감, 재생에너지 비중 확대 등의 정책을 대폭적으로 추진하면서 재생에너지에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 이중 태양광 발전은 기존의 도시 외곽의 유휴부지 뿐만 아니라 BIPV와 같이 도심지 내에 적용연구가 수행되고 있으며, 선진국에서는 도로에 태양광 발전을 적용하기 위한 실증시설 조성이 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 태양광 발전이 가능한 도로 건설을 위해, 태양광 패널과 프리캐스트 콘크리트 블록을 모듈화 하기 위한 구조요소 설계와 시험시공을 수행하였다. 시공 후 6개월간 현장 적용성 평가를 위하여 미끄럼 저항성 및 블록의 침하량과 단차를 측정하였다. 실험 결과 미끄럼 저항성은 국내 일반도로의 기준은 만족하였으나, 고속도로의 기준은 만족하지 못하는 것으로 나타났으며 시간이 경과함에 따라 미끄럼 저하성이 감소되는 경향을 나타내었다. 또한 블록의 침하량도 점차 미소하게 증가하는 경향을 보여 일부 단차가 발생하는 것으로 확인되었으나 도로의 허용 침하량을 고려하여 볼 때 매우 미소한 것으로 나타났다. 따라서 이후 일정기간 동안 추후 변화양상을 조사 분석함으로서 유지관리 기법의 확립이 요구된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.109-116
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• 2021

본 연구에서는 제철소에서 발생되는 전기로 산화슬래그로써 제철 슬래그 골재를 사용한 SMA 혼합물에 대한 역학적 특성을 평가하였다. 실험 변수는 일반골재와 제철 슬래그 골재 10mm 및 13mm이다. 슬래그 골재의 기본 물성과 품질(비중, 흡수율등)은 KS기준을 만족하였다. 아스팔트콘크리트 혼합물의 역학적 실험을 수행한 결과, 슬래그 골재 혼합물은 최적아스팔트 함량이 일반 골재 혼합물 대비 낮게 도출되었으나 다른 품질 기준은 모두 만족하였다. 제철 슬래그 골재 혼합물이 일반 골재 혼합물 대비 다소 높은 값으로 측정되었고, 모든 시편에서 동적안정도 시험은 2,000pass/mm 기준을 만족하였다. 또한, 제철 슬래그 골재 혼합물의 회복탄성계수는 일반 골재를 사용한 혼합물에 비해 개선된 값을 나타내었다. 이에, 하중 재하 이후 회복하는 속도가 향상되어 차량의 반복적 통행하중에 따른 공용성능 개선 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권9호
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• pp.17-23
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• 2022

시멘트를 활용한 도로 기층은 경제적이며, 수정 및 보완이 용이하여 도로 포장 품질 관리가 우수하다. 또한, 시멘트는 점착력이 없는 사질토에 점착력을 부여하고 점성토에서는 점착력을 영구적으로 유지하는 역할을 하여, 강도 증가 및 압축률 감소 등의 내구성 향상의 장점으로 많이 활용되고 있다. 그러나 시멘트는 강도면에서 우수하나 건조수축에 의한 균열이나 파손이 발생하면 유지보수가 어렵고, 시멘트에서 용출되는 6가 크롬으로 인해 지반의 pH가 상승하여 지하수 오염과 같은 환경 문제가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 발생하는 현장토와 시멘트계 고화재를 활용하여 환경성과 내구성을 고려한 도로 기층 대제재의 활용성을 평가하고자 한다. 도로 기층의 현장 적용성을 평가하기 위해 환경안정성실험 및 시멘트계 고화재를 일정 비율로 혼합하여 동결융해실험 및 습윤건조실험을 수행하였다. 실험범위는 시멘트계 고화재 10%, 20%, 30%의 배합비와 재령 기간 7일, 28일로 적용하여 시멘트계 고화재 혼합비율에 따른 조기 강도 및 기준 강도를 평가하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권2호
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• pp.153-164
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• 2023

이 연구의 목적은 황산화물(SO_x) 및 질소산화물(NO_x)을 제거할 수 있는 소재를 코팅한 제올라이트 비드를 이용하여 제조된 콘크리트 투수블록의 대기전구물질의 제거율을 평가하는데에 있다. 대기전구물질인 SO_x와 NO_x를 제거하기 위해서 사용된 소재는 이산화티타늄(TiO₂) 분말과 야자각 분말이며, 이 두 소재를 제올라이트 비드에 코팅하였다. 시편은 실제 공장생산라인을 이용하여 제올라이트 비드가 임베디드된 콘크리트 투수블록을 제작하였다. 실험결과 표층에서 야자각 분말로 코팅된 제올라이트 비드가 첨가된 콘크리트 투수블록의 SO_x와 NO_x 제거율은 각각 12.5% 및 99%로서 다른 블록보다도 우수한 성능을 발휘하였다. 또한, 휨 강도 및 미끄럼저항성은 각각 5.3MPa 및 65BPN 이상으로 KS F 4419 및 KS F 4561에서 제시된 값을 만족하였다. 반면, 투수계수는 서울특별시의 투수블록 포장 설계, 시공 및 유지관리 기준으로 협잡물 오염 전후에 각각 3 및 4등급으로 낮은 투수성을 보였다. 결과적으로 표층에서 야자각 분말로 코팅된 제올라이트 비드의 첨가는 충분한 휨강도 및 미끄럼저항성을 확보하면서 자외선에 관계없이 SO_x와 NO_x를 동시에 제거할 수 있지만, 투수성이 낮으므로 이에 대한 보완이 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6D호
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• pp.719-726
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• 2009

본 연구에서는 슬래브와 보조기층 간의 마찰 특성을 조사하기 위하여 국내 콘크리트 포장에 주로 사용되는 린 콘크리트, 쇄석, 아스팔트 보조기층에 대하여 마찰력 실험을 실시하였다. 이 외에도 분리막 사용 여부와 보조기층의 습윤 상태를 실험변수로 사용하였다. 슬래브에 40mm/hour의 속도로 수평하중을 가한 1차 하중 재하 시와 안정화 상태(2차 및 3차) 및 습윤상태(4차)에서의 슬래브의 수평변위와 마찰계수를 측정하였다. 1차 하중재하 시 린 콘크리트, 아스팔트, 쇄석, 그리고 분리막을 사용한 보조기층 순으로 최대 마찰계수가 컸으며, 안정화 상태에서는 아스팔트, 쇄석, 린 콘크리트 그리고 분리막을 사용한 보조기층 순으로 크게 측정되었다. 분리막을 사용한 보조기층은 습윤 상태에 의한 영향이 거의 없었으나 분리막을 사용하지 않은 쇄석 및 아스팔트 보조기층은 습윤 상태로 인하여 마찰계수가 감소하였다. 향후 슬래브의 두께와 아스팔트의 온도 민감성이 미치는 영향에 대한 추가 마찰력 실험이 수행될 것이다. 그리고, 실험 결과를 이용한 구조해석을 통하여 슬래브와 보조기층 간의 마찰특성이 콘크리트 포장의 거동 및 공용성에 미치는 영향을 조사할 계획이다.