• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.220-227
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• 2015

초고성능 콘크리트(UHPC)는 낮은 물-결합재비를 바탕으로 다량의 강섬유, 실리카퓸, 충전재 및 고성능 감수제를 사용한다. UHPC는 높은 역학적 성능을 가지는 대신 실리카퓸을 사용함에 따라 점성이 증가되며 고가의 재료를 다량으로 사용하기 때문에 제조비용이 일반 콘크리트에 비하여 고가이다. 따라서 본 연구에서는 180MPa급 UHPC의 점성 저하를 위하여 실리카퓸 대신 지르코늄 실리카퓸(Zr)을 사용한 UHPC의 고성능 감수제(SP)의 사용량 및 종류, 충전재 크기에 따른 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과 W/B 20%, Zr 100% 사용, SP-L 사용량 2~3%, 강섬유 혼입율 1.5 vol.%이고 $4{\mu}m$의 충전재를 사용하는 Zr-UHPC의 경우 기존의 실리카퓸을 사용한 배합에 비하여 우수한 유동성을 발현하고 압축강도 180MPa이상 확보 하였다. 또한 기존 UHPC 대비 33%의 제조비용 절감이 가능한 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.627-636
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 폭렬 방지용 보강 섬유로서 폴리프로필렌 섬유를 대신하여 나일론 섬유의 사용이 증가됨에 따라 고온에 노출된 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 폭렬 및 역학적 특성에 관한 실험적 연구가 수행되고 있다. 그러나, 고온을 받은 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트에 관한 연구는 주로 폭렬 특성, 압축강도 및 탄성계수에 대한 평가만이 수행되고 있으며, 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 변형 및 과도 변형과 같은 거동은 평가된 바가 없다. 따라서 이 연구에서는 W/B 0.30~0.15에 따른 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대하여 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 및 과도 변형 등을 평가하였다. 실험 결과, 나일론 섬유는 고온을 받은 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 성능에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 보였으며, 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트는 섬유를 혼입하지 않은 고강도 콘크리트 또는 보통 강도 콘크리트보다 큰 과도 변형을 나타냈다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.317-320
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• 2008

본 연구는 최근 건축물의 대형화 다양화 되어감에 따라 초고강도 콘크리트에 대한 높은 관심과 연구가 활발하게 이루어지고 있는 상황에서 국내에서도 200MP급 이상의 초고강도 콘크리트가 개발 되었고, 150MPa의 초고강도 콘크리트의 실용화 연구가 진행되고 있는 상황이다. 하지만, 100MPa급 이상의 초고강도 콘크리트는 물-결합재비가 낮기 때문에 점성이 높아 기존의 슬럼프 실험만으로는 유동성을 평가하기에는 부족하기 때문에 레올로지(rheology)를 이용한 평가와 O-lot, V-funnel 실험 평가를 하여 상관 관계를 밝힘으로써 100MPa급 이상의 초고강도 콘크리트의 실용화를 위한 기본 정보를 제공하는데 그 목적을 두었다. 실험 결과, Yield stress과 slump flow, V-funnel는 높은 상관관계가 있음을 알 수 있었고, plastic viscosity도 O-lot시간과 V-funnel시간과 높은 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3602-3609
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• 2015

고성능 섬유보강 시멘트 복합체(HPFRCC)는 물-결합재비(W/B)가 상당히 낮기 때문에 재령초기에서 자기수축이 크게 나타나는 특성을 지니고 있다. 이러한 자기수축의 영향으로 거푸집 및 보강철근 등에 의해 HPFRCC가 구속될 경우 상당히 큰 잔류응력 발생과 수축균열 위험성이 나타나게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 초기재령에서의 수축거동에 따른 균열거동에 대한 평가와 수축을 억제하거나 감소시키기 위한 재료적 검토 등을 포함한 HPFRCC의 수축특성에 대한 폭넓은 연구가 반드시 수행되어야 한다. 따라서, 이 논문에서는 팽창재와 수축저감제의 조합사용 여부에 따른 HPFRCC의 역학적 특성 평가와 초기 재령에서의 열팽창계수 측정 및 이를 고려한 자기수축 실험을 수행하여 팽창재와 수축저감제가 HPFRCC의 자기수축 거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제31권2호
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• pp.111-121
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• 2023

The influence of material composition such as aggregate types, addition of supplementary cementitious materials as well as exposed temperature levels have significant impacts on concrete residual mechanical strength properties when exposed to elevated temperature. This study is based on data obtained from literature for fly ash blended concrete produced with natural and recycled concrete aggregates to efficiently develop prediction models for estimating its residual compressive strength after exposure to high temperatures. To achieve this, an extensive database that contains different mix proportions of fly ash blended concrete was gathered from published articles. The specific design variables considered were percentage replacement level of Recycled Concrete Aggregate (RCA) in the mix, fly ash content (FA), Water to Binder Ratio (W/B), and exposed Temperature level. Thereafter, a simplified mathematical equation for the prediction of concrete's residual compressive strength using Gene Expression Programming (GEP) was developed. The relative importance of each variable on the model outputs was also determined through global sensitivity analysis. The GEP model performance was validated using different statistical fitness formulas including R², MSE, RMSE, RAE, and MAE in which high R² values above 0.9 are obtained in both the training and validation phase. The low measured errors (e.g., mean square error and mean absolute error are in the range of 0.0160 - 0.0327 and 0.0912 - 0.1281 MPa, respectively) in the developed model also indicate high efficiency and accuracy of the model in predicting the residual compressive strength of fly ash blended concrete exposed to elevated temperatures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.119-126
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• 2019

해안 지역에 시공된 철근 콘크리트 구조물은 해수 중의 염소 이온에 의해 내부 철근이 부식하게 된다. 특히 해안지역에서는 해수에 침지되는 경우뿐만 아니라 조수간만 및 비래염분의 영향을 받기 때문에 이에 대한 고려가 필수적이다. 본 연구에서는 3가지 수준의 노출 환경(침지대, 간만대, 비말대)과 노출기간 180일, 365일, 730일을 고려하여 해양환경노출실험을 실시하였다. 대상 배합은 3가지 수준의 물-결합재비 및 2가지 수준의 플라이애시 치환률(0 %, 30 %)을 고려하여 설정하였다. 모든 노출조건에서 플라이 애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 낮은 겉보기 염화물 확산계수를 나타내었으며, 이는 플라이애시의 포졸란 반응이 원인으로 사료된다. 플라이애시 배합은 노출 기간 180일에서는 플라이애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 최대 63 5 %의 감소율을, 노출 기간 730일 에서는 최대 55.8 %의 감소율을 나타내었다. 노출 조건에 따른 확산계수 거동을 평가한 결과, 플라이애시 치환 배합에서는 간만대, 침지대, 비말대 순으로 확산계수가 평가되었다. 간만대에서는 건습이 반복되어 염화물 이온의 침투가 빠르게 일어나는 것으로 보인다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.245-253
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• 2009

콘크리트 내 철근부식상에 있어 염화물이온의 중요성은 임계염화물농도 (CTL)로서 나타내어진다. CTL은 철근을 둘러싼 부동태피막의 파괴를 유지하게끔 하는데 필요한 염화물량으로 정의되며 염화물량이 CTL에 도달할 경우 철근의 부식은 시작된다. CTL의 중요성에도 불구하고 기존의 콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 위한 염화물량은 1 $m^3$의 단위체적당 1.2 kg 혹은 시멘트 중량당 0.4%로서 제시되고 있으며 이는 염해부식환경하의 다양한 환경 인자에 따른 한계치 설정에 대한 불확실성을 고려하지 않은 값이라 할 수 있다. 본 논문에서는 부식개시의 지표로서 결합재의 특성에 따른 부식저항성 및 부식진전에 따른 비율에 대하여 실험연구를 수행하였다. 실험시편으로는 직경 10 mm의 원형 철근을 모르타르 내 몰드에 삽입하여 OPC와 40%OPC+60%GGBS, 70%OPC+30%PFA 및 90%OPC+10%의 SF을 치환한 시편에 대하여 W/C=0.4의 조건으로서 실험을 수행하였다. 각 시편에는 다시 10단계 (0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder)의 내재염분 농도조건을 부여하여 부식전류를 측정하였다. 시편은 28일 양생을 하였으며 수분손실 및 염분손실을 방지하고자 폴리에틸렌 필름을 이용한 도포양생을 수행하였다. 선형분극저항 측정법에 의한 실험결과로서 각 결합재 치환률에 따른 부식임계치가 결정되었다. 또한 OPC, 60%GGBS, 30%PFA 및 10%SF의 혼입치환률을 적용한 시멘트 모르타르의 CTL 값은 시멘트 중량당 1.6%, 0.45%, 0.8% 및 2.15%의 총염화물 농도로 나타나고 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.134-142
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• 2003

고강도 콘크리트의 초기 균열 제어를 위해서는 균열 발생의 주요 원인인 자기수축에 대한 실험과 예측, 그리고 감소 방안에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재비가 0.50~0.27이고 플라이 애쉬 대체율이 0, 10, 20, 30%인 콘크리트의 자기수축을 측정하였으며, 실험결과를 토대로 예측 모델을 제안하였다. 실험 결과, 물-결합재비가 낮아짐에 따라 자기수축이 증가하였으며, 재령 초기에서 자기수축 발현률이 크게 증가하였다. 또한, 플라이 애쉬 대체율이 증가할수록 자기수축이 감소하는 결과를 얻었다. 비록 재령 초기에 큰 자기수축이 발생했다 하더라도 콘크리트의 강성(탄성계수)이 낮은 동안에는 응력은 발생하지 않게 된다. 따라서, 본 연구에서는 콘크리트 강성의 변화를 고려하기 위해 초음파 속도 발현 특성으로부터 콘크리트 강성의 발현 시점을 간접적으로 조사하여 이를 자기수축 모델링에 사용하였다. 실용적인 측면에서, 본 연구에서 제안된 모델은 자기수축과 이로 인해 발생한 응력을 예측하는 데에 유효하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2013

최근 시멘트 생산 시에 발생하는 다량의 $CO_2$로 인한 환경문제가 심각한 실정이며, 이러한 환경문제를 해결하기 위해 고로슬래그 미분말과 같은 산업부산물을 시멘트 대체 재료로 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. AAS 콘크리트는 상온에서 고강도 발현이 가능하지만 알칼리 반응으로 인한 빠른 응결시간과 유동성 손실로 인해 작업시간 확보에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료 확보를 위해 AAS 모르타르의 압축강도 및 유동 특성에 시멘트용 유동화제가 미치는 영향을 분석하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.35로 고정하고 알칼리 활성화제로 수산화나트륨과 물유리를 사용하여 AAS 모르타르를 제조하였으며, 유동성 확보를 위해 4종의 유동화제인 나프탈렌(N), 리그닌(L), 멜라민(M), PC(P) 계를 각각 슬래그 질량대비 최대 2%까지 첨가하여 압축강도, 플로우, 초음파 속도를 측정하였다. 실험결과, 멜라민계 유동화제를 첨가한 경우 AAS 모르타르의 압축 강도 저하 현상 없이 유동성이 증진되는 것으로 나타났으며, 나프탈렌계와 PC계의 경우에는 유동성 개선효과가 미미한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.536-544
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• 2016

최근 초고층 구조물이 증가함에 따라 구조내력 확보를 위해 80~100 MPa 수준의 초고강도 콘크리트 사용이 증가하고 있는데, 이들 구성 재료 중 사용량이 가장 많은 골재는 종류나 특성에 따라 초고강도 콘크리트의 성능 및 경제성에 미치는 영향이 크므로 이에 대한 고찰이 요구된다. 이에 본 연구에서는 100 MPa 급 초고강도 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 잔골재 영향을 고찰하고자, 석회암잔골재(LFA), 전기로 산화 슬래그 잔골재(EFA), 세척사(SFA) 및 화강암 부순 잔골재(GFA)의 4종과 이들을 상호 혼합한 4종의 혼합골재를 선정하여 초고강도 콘크리트의 공학적 특성을 고찰하고자 한다. W/B 20%에서 보통포틀랜드시멘트:플라이애시:실리카흄의 비율을 7:2:1로 조합한 콘크리트를 제조하였다. 연구결과에 따르면 LFA 사용 배합이 양호한 잔골재의 입형 및 입도 등 입자특성에 기인하여 동일 고성능 감수제 사용량에서 가장 높은 슬럼프 플로 및 높은 충전성을 확보하며, 혼합골재 사용 배합에 비해 전반적인 유동성이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 압축강도 및 자기 수축 저감 성능은 EFA 및 LFA 사용 배합이 여타 골재 종류 및 혼합조합에 비해 골재 자체의 양호한 탄성계수 및 강도 그리고 EFA의 free-CaO에 기인하여 보다 양호한 성능을 갖고 있음을 확인하였다.