• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.149-157
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• 2017

건설 폐기물 양이 증가하면서, 순환재료의 재사용은 건설 분야 중에서도 학문적으로 활발하게 연구되고 있는 분야로 자리 매김하고 있다. 이에 따라 순환재료를 사용한 모르타르 및 콘크리트 품질의 개선과 역학적 특성을 규명하고자 하는 연구는 활발하게 진행되고 있지만, 순환재료를 사용한 섬유보강 시멘트 복합체에 대한 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 순환잔골재 및 플라이애시가 PVA 섬유보강 시멘트 복합체의 역학적 특성에 미치는 영향에 대해서 실험적으로 분석하고자 하였다. 순환잔골재 및 플라이애시 치환율은 25% 및 50%로 설정하였으며, 순환재료 치환율에 따른 10개의 PVA 섬유보강 시멘트 복합체의 휨, 압축 및 인장거동을 실험적으로 평가하였다. 실험결과 플라이애시 치환율이 증가함에 따라 휨, 압축, 직접인장강도가 감소하였다. 특히 순환잔골재 및 플라이애시를 각각 50% 치환하는 경우 강도가 가장 낮게 나타났다. 탄성계수는 재령 28일에서의 압축강도와 유사한 경향을 나타냈으며, 푸아송 비는 순환잔골재 및 플라이애시 치환율이 증가함에 따라 크게 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.54-68
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• 2004

본 연구에서는 경제성장기에 고층 구조물 시공에서 널리 사용된 철근콘크리트(RC, Reinforced Concrete) 구조물을 대상으로 발파해체 축소모형실험을 수행하고 전산실험결과와 이를 비교하였다. 발파해체 공법으로는 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법을 적용하였으며, 축소모형실험은Hobbs(1969)에 의한 축소율의 개념에 따라 차원해석을 실시하여 축소된 강도특성을 계산하였다. 사용재료로는 석고, 모래, 물의 혼합액을 콘크리트 대용으로 사용하였다. 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하였다. 또한 연성을 가지고 있으며 축소강도로 비교할 때 철근과 유사한 특성을 지니는 땜용 납선을 철근대용 재료로 사용하였다. 수치해석 프로그램으로는 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별 요소법(DEM Distinct Element Method)에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)을 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 이루어졌다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소 모형을 발파해체하여 그 거동을 촬영하였다. 이를 수치적인 해석과 비교하는 과정을 통해 2차원 해석이라는 한계성은 존재하지만 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 사전해석의 경험과 RC 보의 실내 굴곡 실험결과를 근거로 하여 RC 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 시차는 200㎳로 하여 점진적으로 붕괴되도록 설계하였다. 모형실험과는 달리 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900㎳까지 매우 유사한 거동을 보이며 붕괴되었다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.259-265
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• 2012

석탄 화력발전소에서 발생되는 석탄회 중에서 약 10~15%를 차지하는 바닥재는 산업폐기물로서 대부분 매립 처리되거나 콘크리트의 첨가제로 일부 활용되고 있다. 바닥재 골재는 발생 특성상 기존의 모래나 자갈보다 가볍고, 흡수율이 높아 강도 등 물리적 성질이 다소 떨어지는 문제점이 있다. 본 연구에서는 바닥재의 이러한 단점을 보완 할 수 있고 매립되는 바닥재의 활용율을 극대화하기 위한 연구의 일환으로 바닥재와 유황을 이용한 산업건설용 자재를 제작하기위한 기초 자료를 제시하고자 한다. 가온형 혼합기 사용에 따른 바닥재 잔골재 입도와 유황함량을 실험 변수로 국내 4개 발전사에서 발생되는 바닥재를 이용하여 고형화 성형물을 제작한 후 압축강도 테스트를 수행하였다. 그 결과 압축강도는 유황의 함량, 바닥재 입도에 동시에 영향을 받는 결과를 보였으며, 최대 약 92 MPa의 결과를 나타내었다. 압축강도는 세골재와 미립분이 혼합된 1.2 mm 이하의 입도와 높은 유황함량에서 높은 결과를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.5-13
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• 2008

본 연구에서는 각종 건축물의 해체 공사에서 발생하는 다량의 폐콘크리트를 이용한 재생골재의 활용방안으로 유해폐기물 고형화 방법에 있어 요구되는 재생골재의 공학적 특성을 파악하고 그 적합성을 평가하기 위하여 실험하였다. 시멘트 모르타르에 재생골재를 기존 모래와 혼합하여 재생골재 5-15%일때 28일 양생 모르타르의 강도는 1급 콘크리트 벽돌 C종의 강도기준인 $163kg/cm^2$을 모두 상회하였다. 안정성 평가를 위한 용출실험 결과 Cu, Cd, Pb, Cr, As의 경우 법적기준치 보다 낮았으나, Hg의 경우 기준치보다 용출농도가 높게 나타내었는데 이는 Hg이 단순히 물리적으로 고정되기 때문인 것으로 판단된다. 시멘트의 모르타르의 결정구조를 파악하기 위한 XRD 분석결과 $Ca(OH)_2$, ettringite, CSH 피크가 나타났으며, 양생시간이 길어짐에 따라 나타나는 비교적 안정된 수화물인 CSH의 피크가 높게 나타났다. 위의 실험 결과 재생골재 치환량 5-10%일 때 혼화재인 비산회, 하수슬러지 소각재를 첨가한 경우 유해폐기물고형화 재료로써 활용가능성이 충분하나 압축강도를 좀 더 증진시킬 수 있는 다른 혼화재 및 첨가제 등에 관한 연구가 진행된다면 효과적인 재활용 방안이 될 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제40권2호
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• pp.209-221
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• 2007

본 연구에서는 중금속으로 오염된 토양이나 자갈을 댐 축조 재료로 사용할 경우 주변 환경에 미치는 영향을 파악하기 위하여 댐 침투수와 오염물 거동에 대한 수치 모의를 실시하였다 두 가지 상용 프로그램(SEEP2D 와 FEMWATER)을 이용하여 침투수 분석을 수행하였으며, 결과를 상호 비교 분석함으로써 수치 모의의 신뢰성을 획득하였다. 특히 오염된 댐 축조재료로 인한 환경적 안정성을 검토하기 위하여 세 가지 시나리오, 즉 댐체에 균열이 없는 경우(시나리오 1), 댐의 차수벽 역할을 하는 표면 콘크리트 슬래브 상부에 균열이 발생하는 경우(시나리오 2), 댐체 하부 즉 프린스와 콘크리트 슬래브와 접촉부에 균열이 발생하는 경우(시나리오 3)에 대하여 각각 수치 모의를 실시하였다. 침투수 해석 결과, 슬래브 상부에 균열이 있는 경우, 즉 시나리오 2에서 계산된 단위폭당 침투수량은 $14.311\sim14.924m^3/day$으로 다른 경우에 비해 약 1,000배 큰 값을 보였다. 또한 FEMWATER프로그램을 사용하여 오염물 거동을 수치모의하였다. 오염물질이 지속적으로 침출되어 나오는 상황을 고려하여 주축조구역은 농도 13ppb가 지속적으로 유지되도록 초기조건을 설정하였다. 오염물 거동분석 결과 시나리오 1에서 2ppb 정도의 오염물이 댐체 하류 부분에 도달하는데 걸리는 시간은 최소 55,000년이었으며, 시나리오 2의 경우 약 50년 정도, 마지막으로 시나리오 3의 경우 27,000년이였다. 댐체 상부에 균열이 발생한 경우는 댐에 균열이 발생하지 않은 경우보다 약 500배 이상 빠른 유속이 나타나기 때문에 오염물도 균열이 발생하지 않은 경우에 비해 상당히 빠르게 퍼져나가는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 슬래브 상부에 균열이 발생한 경우 100년 이내에 댐체 하부천 2ppb 이상의 오염물이 전달될 가능성이 있음을 확인하였지만, 균열이 없거나 슬래브 하부에 균열이 발생한 경우에는 오염물이 외부로 이동될 가능성이 거의 없었다. 따라서 콘크리트 슬래브에 대한 지속적인 유지 관리로 균열 발생을 적절히 제어할 수 있다면, 본 연구에서 제안한 오염된 사력재의 CFRD 내부 축조재료로의 활용은 고려 가능한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제6권1호
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• pp.45-55
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• 1979

본연구(本硏究)는 연탄재를 시멘트로 경화(硬化)시켰을때의 강도(强度)에 관(關)한 연구(硏究)를 위하여 시멘트:연탄재, [시멘트(90%)+소석회(消石灰)(10%)]:연탄재, [시멘트(80%)+프라이애쉬(20%)]:연탄재, 시멘트:표준사(標準砂)의 4종(種)을 각각(各各) 배합비(配合比) 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7, 1:9의 6종(種)으로 분류(分類)하고 압축(壓縮), 인장(引張), 휨강도시험(强度試驗)을 재령(材令) 7일(日) 및 28일(日)로 구분(區分)하여 시험(試驗)하였다. 본시험(本試驗) 이외(以外)에 경제성(經濟性)의 검토(檢討), 내구성시험(耐久性試驗)등 구명(究明)하여야 할 문제(問題)가 남겨져 있으나 본시험(本試驗)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 압축강도(壓縮强度)는 KS 규격치(規格値)에 대하여 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 84%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 90%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 75%의 강도(强度)를 나타냈고 재령(材令) 28일(日)에서 시멘트:연탄재는 84.9%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 73.5%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 69.8%의 강도(强度)가 나타났다. 2. 압축강도(壓縮强度)는 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 강도(强度)를 100%로 했을때 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 69.3%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 75.1%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 41.3%의 강도(强度)가 나타났으며 재령(材令) 28일(日)에서는 전자(前者)와 동일순(同一順)으로 56.4%, 49%, 46.5%의 강도(强度)를 나타냈다. 3. 인장강도(引張强度)는 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 인장강도(引張强度)를 100%로 했을때 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 64.4%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 47.1%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 35.4%의 강도(强度)를 나타냈으며 재령(材令) 28일(日)에서는 전자(前者)와 동일순(同一順)으로 69.6%, 64.8%, 57.3%의 강도(强度)를 나타냈다. 4. 휨강도(强度)는 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 강도(强度)를 100%로 했을때 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 46.3%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 65.9%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 39.1%의 강도(强度)를 나타냈으며 재령(材令) 28일(日)에서는 전자(前者)와 동일순(同一順)으로 89.9%, 96.7%, 85.1%의 강도(强度)를 나타냈다. 5. 연탄재를 시멘트로 경화(硬化)시켰을 때의 강도(强度)는 시멘트 모르터에 비(比)해서 저강도(低强度)이지만 시멘트 또는 콘크리트 2차제품(次製品)에 이용(利用)이 가능(可能)하다고 보며 연탄재를 경화(硬化)시켜 건설재료(建設材料)로 이용(利用)하므로서 각종(各種) 공해방지(公害防止)와 폐기물처리(廢棄物處理)의 노력절약(努力節約)과 폐기물(廢棄物)의 유효이용(有效利用)으로 골재자원(骨材資源)의 절약(節約)에 유익(有益)하다고 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.33-44
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• 2014

본 연구에서는 국내 서남해 해상지역 시범사업의 부유식 콘크리트 해상구조물 계류를 위한 기초시스템으로서 석션파일을 적용하기 위한 예비설계를 수행하였다. 설계에 앞서 시범사업 대상지역인 서남해안에 대한 지반 및 수리 조건, 재현주기 100년의 환경외력 등 현장 조건을 면밀히 검토하였다. 석션파일은 설계하중에 대한 수평방향 지지력을 만족해야하고, 뿐만 아니라 지반종류 및 강도정수, 유효응력, 침투압 등의 조건에 따른 관입성 검토가 수행되어야 한다. 본 설계에서는 석션파일 직경에 따라 설계외력에 대해 수평방향 안정성을 확보할 수 있는 목표 침설깊이를 설정하고, 침설단계별로 상한석션압 이내에서 관입력과 관입저항력 비교를 통해 설계석션압을 산정하였다. 검토결과 직경 3.0~5.0m 석션파일의 경우 목표 깊이까지 침설이 불가능하였고, 직경 6.0m와 7.0m 석션파일은 각각 침설깊이 8.5m와 8.0m에서 수평방향 안정성 및 설계석션압에 의한 침설을 모두 만족함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.127-136
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• 1985

본(本) 연구(硏究)에서는 접지압분포(接地壓分布)를 포물선(抛物線)으로 가정(假定)한 기계기초(機械基礎)에 수직(垂直) 정규진동(正規振動) 하중(荷重)이 가(加)해질 경우의 진동(振動) 거동(擧動)을 해석(解析)할 수 있는 질량(質量)-스프링-감쇠(感衰)의 일자유도(一自由度)인 단순화 된 애널로그는(analog)를 제안(提案)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)된 애널로그는 탄성(彈性) 반무한체(半無限體) 이론(理論)과 잘 일치(一致)하였다. 또한 본(本) 애널로그는 모형(模型) 콘크리트 기초(基礎)의 수직(垂直) 진동(振動) 실험(實驗)을 통(通)하여 실험치(實驗値)와 비교(比較)하였다. 진동(振動) 실험(實驗)에서 모형(模型) 기초(基礎)는 질량비(質量比)가 각각(各各) 다른 11 개(個)의 원형(圓形) 기초(基礎)를 사용(使用)하였으며 실험(實驗) 지반(地盤)은 모래로 성토(盛土)하여 사용(使用)하였다. 본(本) 실험(實驗)에서 진동(振動) 하중(荷重)은 일정(一定) 진폭(振幅)의 진동(振動) 재하(載荷) 장치(裝置)를 사용(使用)하였으며 진동(振動) 실험(實驗)의 주파수(周波數) 범위는 30~100 Hz 이었다. 실험(實驗) 결과(結果) 공진주파수(共振周波數)는 이론치(理論値)와 잘 부합하였으나 이론(理論) 공진변위(共振變位)와 실측(實測) 공진변위(共振變位)의 비(比)는 0.5~1.7 사이에서 변화(變化)됨을 알 수 있었다. 또한 하중(荷重)이 증가(增加)됨에 따라 공진주파수(共振周波數)는 약간 감소(減小)하며 공진변위(共振變位)는 약간 증가(增加)함을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.35-43
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• 2016

시공기술의 발전과 더불어 댐 제방 건설과 환경문제가 크게 대두되고 있는 실정이다. 최근 여러 국가에서 댐 제방 건설시 골재, 시공성, 기초지반에 대한 요구가 상대적으로 높지 않은 CSG(Cemented Sand and Gravel)재료를 활발히 연구, 적용하고 있다. CSG 재료는 시공현장 하상골재, 현장에서 발생하는 암버럭 등을 인위적으로 입도조정하지 않고 최대골재 치수만을 선별하여 소량의 시멘트와 혼합하여 강도증가 및 급속시공이 가능하다. CSG 재료는 인위적인 석산개발 등에 의한 환경파괴를 최소화함으로써 환경부하저감 및 공사비 등의 측면에서 비교적 경제적이며 친환경적이다. CSG 재료의 외부환경은 일반콘크리트가 접하는 수화열환경과는 달리 건습반복, 동결융해 등의 환경에 노출되게 된다. 그러므로 댐 제방구조물의 중요성을 감안하여 CSG 재료의 내구성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 CSG 재료의 내구성에 대하여 고찰하고자 현장채취 CSG 코어재료에 대하여 동결융해 시험을 실시하였다. 시험결과, CSG 재료의 내구성 지수는 시멘트함량 $0.4{\sim}0.6kN/m^3$의 경우 30~40, $0.8{\sim}1.0kN/m^3$의 경우 40 이상으로 나타났다. 일축압축강도는 $0.4{\sim}0.6kN/m^3$에서 동결융해 전의 30~50%, $0.8~1.0kN/m^3$에서 동결융해 전의 40~70%로 감소하는 것으로 나타났다. 결과적으로 시멘트함량 $0.8kN/m^3$이상의 경우 강도 및 내구성 측면에서 비교적 타당한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권7호
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• pp.17-33
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• 2011

천연 골재자원의 고갈로 인해 송배전관로 되메움재의 대체골재로서 재생 순환골재 이용에 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나 순환골재를 송매전관로 메움재로 적용하기 위해서는 물리적, 열적 특성 규명이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 송배전관보 되메움재로 활용하기 위한 폐콘크리트 순환골재의 적용성을 평가하였다. 각 지역에서 채취한 순환골재와 대조군인 일반 강모래를 대상으로 실내다짐시험을 수행한 후, 비정상 열선법과 비정상 탐침법을 이용하여 열저항을 측정하였다. 저함수비 구간에서 비정상 탐침법을 이용한 열저항 측정값은 탐침관입에 따른 시료교란 효과로 인해 비정상 열선법보다 상대적으로 크게 측정되었다. 전체 순환골재의 열저항 측정 결과, 대조군인 강모래와 유사하게 함수비 증가에 따른 열저항의 감소를 보였다. 또한, 기존 열전도도(열저항) 예측 모델에 의한 열저항 예측값과 순환골재의 측정 결과를 비교하였으며, 순환골재에 열저항 예측에 적합한 예측식을 제안하였다. 본 연구결과를 바탕으로 재생 순환골재를 송배전판로 되메움재로 활용 가능함을 알 수 있다.