• 대한금속재료학회지
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• 제50권7호
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• pp.539-544
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• 2012

Thermal shock behavior of TiN-coated SUS 304 substrate was investigated using a laser ablation method. By short surface ablation with a pulse Nd-YAG laser, considerable surface crack and spalling were observed, whereas there were few oxidation phenomena, such as grain growth of TiN crystallites, nucleation and growth of $TiO_2$ crystallites, which were observed from the coatings quenched from $700^{\circ}C$ in a chamber. The oxygen concentration of the ablated coating surface with the pulse laser also had a lower value than that of the quenched coating surface by Auger electron spectroscopy and electron probe micro analysis. These results were attributed to the fact that the properties of the pulse laser method have a very short heating time and so the diffusion time for oxidation was insufficient. Consequently, it was verified that the laser thermal shock test provides a way to evaluate the influence of the thermal shock load reduced oxidation effect.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권3호
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• pp.273-282
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• 2023

Concrete construction, one of the oldest building practices, is commonly used in all parts of the world. Concrete is the primary building material for both residential and commercial constructions. The challenge of protecting the buildings, hence nation, against the attack of terrorism has raised the importance to explore the understanding of building materials against the explosion. In this research, a security check-post (reinforced concrete frame filled with plain cement concrete) has been chosen to study the behavior of structural elements under blast loading. Eight nitroglycerines-based dynamite blasts with varying amounts of explosive charge, up to 17 kg weight has been carried out at various scale distances. Pressure and acceleration time history records are measured using blast measuring instruments. Security check post after being exposed by explosive loading are photographed to view cracking/failure patterns on the structural elements. It is noted that with the increase of quantity of explosive, the dimensions of spalling and crack patterns increase on the front panels. Simple empirical analyses are conducted using ConWep and other design manuals such as UFC 3-340-02 (2008) and AASTP-1 (2010) for the purpose of comparison of blast parameters with the experimental records. The results of experimental workings are also compared with earlier researchers to check the compatibility of developed equations. It is believed that the current study presents the simple and preliminary procedure for calculating the air blast and ground shock parameters on the structures exposed to blast explosion.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권6호
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• pp.713-732
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• 2008

Serviceability and durability of the concrete members can be seriously affected by the corrosion of steel rebar. Carbonation front and or chloride ingress can destroy the passive film on rebar and may set the corrosion (oxidation process). Depending on the level of oxidation (expansive corrosion products/rust) damage to the cover concrete takes place in the form of expansion, cracking and spalling or delamination. This makes the concrete unable to develop forces through bond and also become unprotected against further degradation from corrosion; and thus marks the end of service life for corrosion-affected structures. This paper presents an analytical model that predicts the weight loss of steel rebar and the corresponding time from onset of corrosion for the known corrosion rate and thus can be used for the determination of time to cover cracking in corrosion affected RC member. This model uses fully the thick-walled cylinder approach. The gradual crack propagation in radial directions (from inside) is considered when the circumferential tensile stresses at the inner surface of intact concrete have reached the tensile strength of concrete. The analysis is done separately with and without considering the stiffness of reinforcing steel and rust combine along with the assumption of zero residual strength of cracked concrete. The model accounts for the time required for corrosion products to fill a porous zone before they start inducing expansive pressure on the concrete surrounding the steel rebar. The capability of the model to produce the experimental trends is demonstrated by comparing the model's predictions with the results of experimental data published in the literature. The effect of considering the corroded reinforcing steel bar stiffness is demonstrated. A sensitivity analysis has also been carried out to show the influence of the various parameters. It has been found that material properties and their inter-relations significantly influence weight loss of rebar. Time to cover cracking from onset of corrosion for the same weight loss is influenced by corrosion rate and state of oxidation of corrosion product formed. Time to cover cracking from onset of corrosion is useful in making certain decisions pertaining to inspection, repair, rehabilitation, replacement and demolition of RC member/structure in corrosive environment.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.933-936
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• 2008

모르타르에 2 %이내의 합성섬유를 혼입함으로써 콘크리트의 수십, 수백 배에 달하는 인장변형률 경화거동을 보이는 ECC가 기존 연구에 의해 개발되었으며, ECC를 구조부재에 사용할 경우, 구조물의 성능개선이 매우 커질 것으로 판단된다. 그러나 ECC를 사용한 구조물을 설계할 때 중요한 요인인 ECC의 인장거동 관계 예측에 대해서는 많은 연구가 이루어지지 않았으며, 특히 보다 실제적인 인장거동 관계를 예측하기 위해서는 섬유분산성 등 실제의 균열면응력-변위 곡선을 고려한 연구가 필요하다. 따라서, 이 연구에서는 ECC의 인장거동 관계를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다. ECC의 인장거동 예측방법은 초기균열강도, 인장강도, 인장변형률을 구하는 과정으로 구성되는데, 보다 합리적이고 실제적인 ECC의 인장거동 예측을 위하여 균열면응력에서 가교작용에 기여하는 유효섬유의 개수를 섬유의 기울어진 각도와 섬유사이의 간격에 따라 예측하였다. 또한 극한인장변형률 예측을 위하여 화상처리기법을 사용하였다. ECC의 인장실험결과와의 비교를 통하여 예측방법의 타당성을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.229-236
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• 2011

본 연구는 폭두께비(W/T)에 따른 중심압축하중을 받는 SC(Steel Plate-Concrete)구조의 압축거동 특성을 파악하는 것이 주목적이다. SC구조는 전단 연결재를 갖는 샌드위치 강판 사이에 콘크리트를 타설하여 시공하는 구조이다. SC구조의 실험체는 폭두께비(W/T)가 1.60와 3.56인 실험체로 구분하였다. 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. SC구조 실험체의 파괴양상은 최대압축강도에 도달하기 전에 스터드와 스터드 사이 강판이 국부좌굴하고 콘크리트는 일부 균열 및 박리현상이 나타났다. 또한 SC구조 실험체의 최대압축강도는 기존 설계기준식(AISC 2005, ACI318-05 및 KBC 2005)에 의한 압축강도보다 거의 크게 나타났다. SC구조 실험체의 폭두께비(W/T)가 증가할수록 강판에 의한 SC구조 실험체의 콘크리트 구속효과는 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.873-880
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• 2008

구조물의 열화 또는 손상상태 점검 시 정기적인 외관조사는 매우 중요한 역할을 담당한다. 이때 실시되는 외관조사는 주로 조사자의 스케치나 일반 카메라를 이용한 사진촬영에 의해 이루어지고 있다. 이럴 경우, 조사에 많은 노력과 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 보다 효율적이고 효과적인 조사를 위하여, 터널 외관상의 결함을 자동인식 할 수 있는 시스템을 개발하고자 한다. 이 과정에서 결함 손상인식을 위한 화상처리기술과 데이터 관리 및 분석 시스템이 중점적으로 개발 응용되었다. 이를 통해 콘크리트의 균열, 누수, 백화, 박리, 박락, 손상 등의 결함을 인식하여 데이터를 획득하고, 지속적이고 체계적인 데이터 관리시스템을 구축하여, 터널의 안전성 확보, 기능성 유지, 수명연장 등의 효과를 얻고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.355-360
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• 2006

알칼리-실리카 반응은 시멘트 콘크리트 포장 및 구조물에 매우 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 국내의 경우 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 거의 보고되지 않아 연구는 적게 수행되고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 고속도로 일부 노선의 시멘트 콘크리트포장에서 발생한 불규칙균열과 스폴링의 발생 원인을 분석하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 현장조사, 화학적인 방법 및 전자현미경(SEM)의 에너지 분석기(EDX)를 사용하여 파손 원인을 분석하였다. 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장의 파손 유형은 불규칙 균열과 스폴링이다. 코어 시편의 균열 절단면에서 편암과 편마암 골재 주위로 백색으로 변색된 반응환이 관찰되었고, 반응 생성물에서는 $Si^{4+}>K^+$성분이 주로 분석되었다. 254nm 파장의 자외선 광선을 비추게 되면 알칼리-실리카 반응부에 화학반응에 의하여 노란색 형광 빛을 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장에 발생한 불규칙 균열 및 스폴링은 주로 알칼리-실리카 반응에 의해 유발된 것으로 판정하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.109-128
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• 2022

시설물안전법에 의한 터널의 정밀안전진단은 세부지침에 의거하여 수행되나, 현재의 TBM터널 세그먼트라이닝 평가체계에는 유압잭 사용의 장비특성, 세그먼트를 고려한 외관조사, 건전도를 위한 비파괴 시험방법 등의 결함특성을 반영하지 못하는 한계를 지닌다. 시설물정보관리시스템에 등재된 TBM터널은 1% 미만이지만 다중이용시설 및 국가 중요시설의 사용을 감안하여 많은 유지관리가 필요하다. 발파로 굴착하며 터널 축을 따라 6~12 m의 라이닝을 연속하여 현장 타설하는 NATM터널과 비교하여 TBM터널은 디스크커터와 커터비트가 달린 원형의 회전판을 회전하여 굴진하며 공장 제작된 폭 1.2~1.4 m 세그먼트를 조립하여 구조체를 형성한다. TBM터널에 대한 정확한 평가를 위해서는 설계, 시공, 운용단계의 특징이 고려되어야 한다. 11개 구간에서 운용중인 국내 지하철 TBM터널의 결함특성을 유형별로 분석하였으며 TBM터널 세그먼트라이닝의 공통된 결함 특성 이외에 특수한 결함에 대해서는 해외 논문 연구내용을 발췌하여 이해를 돕고자 하였다. 균열과 누수는 위치 및 형상에 따라 7가지 유형으로 구분하였으며, 박락 및 파손과 부식에 대해서는 3가지 유형으로 구분하여 분석하였다. 향후 설계, 시공의 피드백과 유지관리에 도움이 되고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.431-437
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• 2008

한국에서는 그동안 콘크리트구조물에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고된 바가 거의 없는 상태이다. 최근 일부 고속도로 콘크리트 포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 균열과 스펄링 발생하였다. 본 연구에서는 최근 몇몇 국가에서 콘크리트용 골재의 알칼리-실리카 반응성을 조기에 판정하는데 효과가 있는 ASTM C 1260 촉진 모르타르 봉 방법으로 한국산 암석에 대하여 재령별 팽창 특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 한국산 골재 중 화성암 골재 10종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재는 복운모 화강암, 규장암이 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 퇴적암 골재 5종 중에서는 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 장석사암, 적색사암, 셰일로서 잠재적인 알칼리-실리카 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 변성암 골재 11종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 충남 보령 점판암으로서 0.303%의 팽창이 발생하여 반응성이 매우 큰 골재임을 알 수 있었다. 이와 같이 한국산 골재에서도 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 현상이 크게 발생함을 알 수 있었다.