• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-14
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• 2010

지금까지 Martin 등(1999)의 선형관계식에 의한 스폴링 깊이 평가법이 널리 이용되어 왔으나, 이 방법은 원형 공동에만 적용될 수 있으며 실제 스폴링 발생현장에 적용한 결과 과대평가하는 결과를 보였다. 한편, 스폴링 폭을 평가하는 방법은 아직까지 제시되어 있지 않아 적절하게 평가가 이루어지지 못했다. 그러나, 스폴링 영역에 대한 적절한 보강을 위해서는 스폴링 깊이와 스폴링 폭에 대한 정량적인 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 스폴링 관측사례와 스폴링 발생현장의 CWFS 수치해석 사례를 통해 3가지 스폴링 평가인자의 함수로 표현되는 정규화 스폴링 깊이와 정규화 스폴링 폭의 선형회귀식을 도출하였고, 통계추론에 의한 95% 신뢰구간을 통해 회귀식의 신뢰성을 검증하였다. 제안된 선형회귀식으로부터 예측된 스폴링 깊이와 스폴링 폭은 회귀관계의 분산도를 고려한 가중치를 적용함으로써 현장관측결과를 합리적으로 예측할 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제13권3호
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• pp.389-409
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• 2014

Precast hollow core slabs (HCS) are technically advanced products in the precast concrete industry, widely used in the last years due to their versatility, their multipurpose potential and their low cost. Using three dimensional FEM (Finite Element Method) elements, this study focuses on the stresses induced by the prestressing of steel. In particular the investigation of the spalling crack formation that takes place during prestressing is carried out, since it is important to assure the appropriate necessary margins concerning such stresses. In fact, spalling cracks may spread rapidly towards the web, leading to the detachment of the lower part of the slab. A parametric study takes place, capable of evaluating the influence of the tendon position and of the web width on the spalling stress. Consequently, after an extensive literature review on the topic of soft computing, an optimization of the HCS is performed by means of Genetic Algorithms coupled with 3-D FEM models.

• 한국주조공학회지
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• 제32권3호
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• pp.144-149
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• 2012

A series of refractory mold coatings were applied to cast iron specimens, and their resistances to wear and spalling were investigated. Tests were carried out with own made measures, and also a calculation was tried for the comparison of a part of results like spalling. Worn width by scrubbing the indenter on the coating layer increased significantly at high temperature. Temperature increasing rate across the specimen when the coating side was exposed to $1000^{\circ}C$ was in the range of $14.5{\sim}75.8^{\circ}C$/sec mm, and specimens with thicker coating layer showed lower temperature increase. Severe spalling of coated layer was observed after heating the specimen, and it was able to confirm by calculation using a commercial code.

• Computers and Concrete
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• 제12권1호
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• pp.91-107
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• 2013

Corrosion of RC bridge decks eventually leads to delamination, severe cracking and spalling of the concrete cover. This is a prevalent deterioration mechanism and demands for the most costly repair interventions during the service life of bridges worldwide. On the other hand, decisions for repairs are usually made whenever the extent of a limit crack width, reported in routine visual inspections, exceeds an acceptable threshold level. In this paper, while random fields are applied to account for spatial variation of governing parameters of the corrosion process, an analytical model is used to simulate the corrosion induced crack width. However when dealing with random fields, the Monte Carlo simulation is apparently an inefficient and time consuming method, hence the utility of neural networks as a surrogate in simulation is investigated and found very promising. The proposed method can be regarded as an invaluable tool in decision making concerning maintenance of bridges.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권4호
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• pp.377-385
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• 2012

In this study, the Impact resistance of steel fiber and organic fiber reinforced concrete and mortar was evaluated and the improvement in toughness resulting from an increase in compressive strength and mixing fiber for impact resistance on performance was examined. The types of fiber were steel fiber, PP and PVA, and these were mixed in at 0.1, 0.5 and 1.0 vol.%, respectively. Impact resistance is evaluated with an apparatus for testing impact resistance performance by high-speed projectile crash by gas-pressure. For the experimental conditions, Specimen size was $100{\times}100{\times}20$, 30mm ($width{\times}height{\times}thickness$). Projectile diameter was 7 and 10 mm and impact speed is 350m/s. After impact test, destruction grade, penetration depth, spalling thickness and crater area were evaluated. Through this evaluation, it was found that as compressive strength is increased, penetration is suppressed. In addition, as the mixing ratio of fiber is increased, the spalling thickness and crater area are suppressed. Organic fibers have lower density than the steel fiber, and population number per unit area is bigger. As a result, the improvement of impact resistance is more significant thanks to dispersion and degraded attachment performance.

• 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.

• Advances in concrete construction
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• 제14권5호
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• pp.299-307
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• 2022

Cement-based matrixes have low tensile strength and negligible ductility. Adding fibres to these matrixes will improve their mechanical properties and make these composites suitable for structural applications. Post-cracking tensile strength of steel fibers-reinforced cementitious composite materials is directly related to the number of transverse fibers passing through the crack width and the pulling-out behavior of each of the fibers. Therefore, the exact recognition of the pullout behavior of single fibers is necessary to understand the uniaxial tensile and bending behavior of steel fiber-reinforced concrete. In this paper, an experimental study has been carried out on the pullout behavior of 3D (steel fibers with totally two hooks at both ends), 4D (steel fibers with a total of four hooks at both ends), and 5D (steel fibers with totally six hooks at both ends) in which the fibers have been located either perpendicular to the crack width or in an inclined manner. The pullout behavior of the mentioned steel fibers at an inclination angle of 0, 15, 30, 45, and 60 degrees and with embedded lengths of 10, 15, 20, 25, and 30 millimetres is studied in order to explore the simultaneous effect of the inclination angle of the fibers relative to the alongside loading and the embedded length of fibers on the pullout response in each case, including the maximal pullout force, the slip of the maximum point of pullout force, pullout energy, fiber rupture, and concrete matrix spalling. The results showed that the maximum pullout energy in 3D, 4D, and 5D steel fibers with different embedded lengths occurs at 0 to 30° inclination angles. In 5D fibers, maximum pullout energy occurs at a 30° angle with a 25 mm embedded length.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.719-725
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• 2010

최근 콘크리트 구조물에 충격하중, 폭발하중 등 극한의 외력이 작용하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 이 연구에서는 강섬유보강 RC보와 carbon FRP 시트를 이용하여 보강한 RC보를 이용하여 충격실험을 진행하였다. 강섬유보강 RC보의 경우 0.75%부피비로 강섬유를 혼입하였으며 carbon FRP 시트의 경우 에폭시 레진을 이용하여 보강을 한후 보 부재를 완성하였다. FRP 시트 보강은 부재의 하단을 휨 보강하였으며 충격하중이 부재에 작용할 때 발생하는 shear-plug 균열을 제어하기 위하여 충격하중이 가해지는 국부에 CFRP 전단보강을 실시하였다. 실험진행은 drop-weight test 방식으로 직접 기기를 만들어 실행하였다. 각각의 부재에 단계별로 충격하중을 가하여 실험을 진행하였으며 균열과 균열폭을 측정하였다. 실험결과 강섬유보강 RC보가 일반 RC보에 비하여 균열폭 및 shear-plug 균열제어 그리고 스폴링파괴에 더 높은 성능을 나타내었다. FRP로 부재의 하단을 휨 보강한 부재의 경우 균열의 제어에 어느정도 효과를 나타내고 있으나 충격하중이 가해질 시 콘크리트와 FRP 시트의 부착면에서 박리파괴가 빠르게 진행되었다. FRP 시트로 부재의 하단과 측면을 CFRP로 휨, 전단보강한 부재의 경우 shear-plug 균열제어에 가장 높은 저항성능을 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 충격하중이 보강이 이루어지지 않은 부분에 작용할 경우 오히려 보강이 되지 않은 RC보에 비하여 콘크리트 스폴링 파괴에 더 취약함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.109-120
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• 2011

이 논문에서는 변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)로 보수된 휨항복형 철근콘크리트 보의 균열제어 성능에 관한 실험적 연구를 다루었다. 이 실험을 위하여 총 5개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였으며, 모든 실험체는 최종 파괴시 까지 균열제어 성능을 평가하였다. 실험체 계획시 보통 철근콘크리트 기준 실험체로 계획한 표준 실험체(CBN)와 섬유 혼입 조건에 따른 SHCC의 종류 및 SHCC 보수 방법(patching and layering)에 따라 각각 두 타입 씩 구분하여 제작하였다. 실험 결과 SHCC로 보수된 모든 실험체는 최종파괴시 끼지 취성파괴 및 폭렬현상 등이 발생하지 않았으며, 미세한 다수의 균열이 폭넓게 분포하는 경향을 보였으나, CBN 실험체의 경우는 콘크리트 표면 박리 및 취성적 파괴양상을 나타냈다. 이는 기존 철근콘크리트 보의 균열 손상 완화 및 휨성능 향상에 있어 SHCC의 우수한 모멘트 강도, 연성능력 및 최대하중 이후의 에너지소산능력 등이 원활하게 작용하였기 때문으로 판단된다. 또한 동일한 처짐에서의 균열폭을 비교한 결과 CBN 실험체에 비하여 SHCC로 보수된 모든 실험체가 실험체 전반에 걸쳐 미세한 균열이 다수 분포되는 양상을 나타냈다. 특히, PE섬유의 우수한 기계적 특성에 기인하여 PVA0.75+PE0.75의 혼입조건을 갖는 SHCC가 다소 높은 내구성 및 연성능력을 나타냈다. 이처럼 보의 사용성과 관련하여 균열폭의 진전은 매우 중요한 의미를 갖으며, SHCC를 기존 철근콘크리트 보의 보수보강재료로 활용하였을 때 구조물의 사용연한을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제4권3호
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• pp.100-107
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• 2005

Reinforcing steel bars in reinforced concrete structures are protected from corrosion by passive film on the steel surface inside concrete with high alkalinity. However, when the passive film breaks down due to chloride ion ingressed into the RC structures, a corrosion initiates at the surface of steel bars. Then, internal pressure by volume expansion of corrosion products in reinforcing bars induces cracking and spalling of cover concrete, which reduces not only durability performance but also structural performance in RC structures. In this paper, a service life prediction of RC structures is carried out by using a micro-mechanics based corrosion model. The corrosion model is composed of a chloride penetration model to evaluate the initiation of corrosion and an electric corrosion cell model and an oxygen diffusion model to evaluate the rate and the accumulated amounts of corrosion. Then, a corrosion cracking model is combined to the models to evaluate critical amount of corrosion product for initiation cracking in cover concrete. By implementing the models into a finite element analysis program, a time and space dependent corrosion analysis and a service life prediction of RC structures due to chloride attack are simulated and the results of the analysis are compared with test results. The effect of crack width on the corrosion and the service life of the RC structures are analyzed and discussed.