• 제목/요약/키워드: water to cement ratio

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CLSM의 플로우 및 일축압축강도 예측을 위한 인공신경망 적용 (Application of Artificial Neural Networks for Prediction of the Flow and Strength of Controlled Low Strength Material)

  • 임종구;김연중;천병식
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.17-24
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    • 2011
  • CLSM의 플로우 및 강도특성은 비회, 매립회, 시멘트, 수량 등과 같은 배합비에 크게 의존하므로, 각 구성요소들의 배합비와 플로우 및 강도값에 대한 역학적 관계를 정량적으로 도출하기가 현실적으로 매우 어렵다. 따라서 CLSM의 구성성분 비율에 대한 플로우 및 압축강도값을 도출할 수 있는 산정방법이 필요하다. 이에 본 연구에서는 인공신경망 학습을 통해 플로우 및 일축압축강도를 실험을 통하지 않고 인공신경망을 이용하여 CLSM의 플로우 및 일축압축강도를 예측하고자 한다. 본 연구에 사용한 인공신경망모델에는 BPNN 학습 알고리즘을 적용, 인공신경망 학습효율 및 예측능력에 영향을 미치는 은닉층, 모멘텀상수, 목표시스템 오차값, 은닉층의 노드 수와 학습률을 변화시키면서 학습하여 각각의 변화에 따른 인공신경망 모델의 학습효율 및 예측능력을 평가하고 인공신경망의 유효성 검증을 위해 모델 구축 시에 사용하지 않은 새로운 자료에 대해 예측을 실시하여 실내실험 결과와 비교하여 이를 기준으로 CLSM의 플로우 및 압축강도 산정에 적합한 최적인공신경망 모델을 제안하였다.

고결 지반 내에 형성된 공극이 강도에 미치는 영향 (Effect of Void Formation on Strength of Cemented Material)

  • 박성식;최현석;김창우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권2C호
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    • pp.109-117
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    • 2010
  • 해저지반 내에 매장된 가스하이드레이트가 해리될 경우 많은 양의 가스와 물이 발생한다. 이렇게 발생한 가스와 물이 장기간에 걸쳐 외부로 빠져나가거나 주변 지반으로 이동할 경우 토체 안에는 크고 작은 공극이 형성될 수 있다. 그리고 지속적인 강우나 폭우로 인하여 지반 내의 조립질 흙 사이의 세립분이 유실되거나 고결성 지반 내의 일부 고결이 끊어지면서 골격 내에 빈 공간이 형성될 수 있다. 본 연구에서는 가스하이드레이트의 해리로 형성되거나 또는 유수작용으로 인하여 지반 내의 일부 재료가 유실되거나 용해되어 형성된 비교적 큰 공극이 지반의 강도에 미치는 영향을 연구하였다. 가스하이드 레이트를 포함한 토체나 유실성 지반의 골격을 시뮬레이션하기 위하여 입도가 균등한 글라스비즈를 사용하였다. 글라스비즈를 2%의 시멘트비와 7%의 함수비로 혼합하여 몰드 안에 5층으로 나누어 다져 원기둥 모양의 공시체를 만들었다. 흙입자에 비하여 상대적으로 큰 공극은 의약품에 일반적으로 사용되는 빈 캡슐을 넣어 형성하였다. 캡슐을 각층 높이의 중앙부분에 넣고 다음 층을 쌓아 다지는 방식으로 완성하였으며, 캡슐의 개수와 방향, 그리고 캡슐의 길이를 달리하면서 다양한 공시체를 제작하여 2일 동안 양생시킨 다음 일축압축시험을 실시하였다. 공시체 내에 형성된 공극(캡슐)의 체적(개수)과 방향 그리고 공극의 길이에 따라 공시체의 일축압축강도는 차이를 보였으며, 공시체 내에서 공극이 차지하는 체적과 단면적이 강도에 중요한 영향을 미쳤다. 공시체 내에 형성된 큰 공극으로 일축압축강도는 공극이 없는 공시체 강도의 최대 35%까지 감소하였다. 이와 같은 연구 결과는 가스하이드레이트 해리 후 지반의 장기적인 강도 변화와 지반 내의 세립분의 유실로 인한 강도 감소를 예측하는데 사용될 수 있다.

이암 성토지반의 안정화를 위한 최적주입률 산정에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Estimate of the Optimal Grout Injection Ratio for Stabilization of Mudstone fill)

  • 이정상;이승준;김연중;김태수;도종남;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권7호
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    • pp.31-38
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    • 2012
  • 현재 지반주입공법에 사용되는 약액으로는 물유리계가 주로 사용되고 있다. 최근 국내에서는 지반개량 재료로 무기질계 급결재와 초미립자 시멘트를 주원료로 하는 NDS(Natural and Durable Stabilizer)공법 등의 개발이 활발하게 연구되어 왔다. 그러나 일반적으로 주입공법의 경우, 주입 효과에 대한 확인이 어렵고 지반 및 지하수의 오염 등 환경 공해의 우려가 있는 문제점이 있다. 따라서, 이암으로 성토된 지반에 대한 주입공법 적용시 주입재료별(물유리계 및 무기질계) 주입률에 따른 강도 및 차수특성을 파악하여 적정주입량을 산정하기 위하여 일축압축강도시험, 어독성시험, 삼축투수시험을 실시하였다. SGR(Space Grouting Roket)과 NDS의 경우 재령 28일의 공시체를 기준으로 주입률 50%까지는 강도 및 차수성 증대가 현저하다가 50% 이상에서는 증대량이 미미한 바, 적정 주입률을 50%로 결정하였다.

알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 시간의존적 변형에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Time-Dependent Deformation of the Alkali Activated Slag Concrete)

  • 이영준;권은희;박동천
    • 한국건축시공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.457-464
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    • 2015
  • 지속적으로 증가하고 있는 이산화탄소 배출량을 저감시키기 위한 국제사회의 노력과 더불어 건설업계, 특히 시멘트 산업에서 알칼리 활성화제를 첨가한 알칼리 활성 슬래그를 활용하고자 하는 연구가 다수 수행되고 있다. 연구결과로 알칼리 활성 슬래그 모르타르의 고강도화 가능성이 밝혀지면서 초고층 구조물에 대한 적용가능성이 검토되고 있다. 그러나 초고층 구조물의 부재로 사용되기 위해서는 시간의 존 변형 거동에 관한 연구가 중요함에도 불구하고 굉장히 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 OPC와 AAS를 이용한 콘크리트 시험체를 제작하여 크리프와 건조수축을 측정하고 도출된 결과값을 ACI 209R-92, CEB-FIP(1990)의 예측모델을 이용한 비선형 회귀분석을 통해 시간의존 변형 특성을 분석하였다. 각각의 열분석 및 SEM촬영을 통해 변형 발생 메카니즘을 규명하고자 하였다.

잔골재 종류에 따른 고유동 콘크리트의 유동 특성 (Comparison of rheological properties containing natural and crushed sands in self-compacting concretes)

  • 이근수;최열;정웅;이재익
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.365-368
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    • 2008
  • 최근, 하천에서 얻을 수 있는 자연모래의 부족과 환경 보호에 대한 요구 등으로 인해 잔골재로써의 부순 모래가 콘크리트 산업에서 사용이 증가되고 있다. 골재는 자기충전 모르타르(SCM)를 포함한 자기 충전 콘크리트(SCC)의 특성에 큰 영향을 준다. 잔골재로 부순 모래를 사용한 SCC와 SCM의 유동적 특성을 자연 모래를 사용한 것과 두 가지를 섞은 모래를 사용한 SCC와 SCM과 비교 하였다. 실험결과는 50% 섞인 모래가 포함된 SCM의 yield stress가 SP 함유량에 따른 자연 모래와 부순 모래보다 높다는 것을 보여준다. 자연모래 SCC의 슬럼프 값은 부순 모래의 SCC보다 거의 5-15% 높다. 또한 같은 물/시 멘트비와 증점제에서 자연모래 SCC의 L-box test 값은 부순 모래 SCC보다 거의 20-30% 높다.

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A study on mechanical properties of concrete including activated recycled plastic waste

  • Ashok, M.;Jayabalan, P.;Saraswathy, V.;Muralidharan, S.
    • Advances in concrete construction
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    • 제9권2호
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    • pp.207-215
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    • 2020
  • This paper describes the experimental studies carried out to determine the properties of fresh and hardened concrete with Recycled Plastic Waste (RPW) as a partial replacement material for fine aggregates. In the experimental study, RPW was used for replacing river sand and manufactured sand (M sand) aggregates in concrete. The replacement level of fine aggregates was ranging from 5% to 20% by volume with an increment of 5%. M40 grade of concrete with water cement ratio of 0.40 was used in this study. Two different types of RPW were used, and they are (i) un-activated RPW and (ii) activated RPW. The activated RPW was obtained by alkali activation of un-activated RPW using NaOH solution. The hardened properties of the concrete determined were dry density, compressive strength, split tensile strength, flexural strength and ultrasonic pulse velocity (UPV). The properties of the concrete with river sand, M sand, activated RPW and un-activated RPW were compared and inferences were drawn. The effect of activation using NaOH solution was investigated using FT-IR study. The micro structural examination of hardened concrete was carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM). The test results show that the strength of concrete with activated RPW was more than that of un-activated RPW. From the results, it is evident that it is feasible to use 5% un-activated RPW and 15% activated RPW as fine aggregates for making concrete without affecting the strength properties.

잔골재 대체재로서 바텀애쉬를 이용한 초속경 그라우트재의 수밀성 및 내구특성 (Watertightness and Durability Properties of Ultra Rapid Hardening Grout using Bottom-ash)

  • 이건철;오동욱;조병영;김영근;조정기
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.102-109
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    • 2011
  • 본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 수밀성 및 내구특성에 대하여 검토하였다. 수밀성으로 투수량 및 물흡수계수는 석탄회를 이용하는 시리즈 II의 경우가 증가하는 것으로 나타났으며, 온도조건별로는 $20^{\circ}C$ 양생조건이 $5^{\circ}C$ 양생조건 보다 투수량이 적은 것으로 나타났다. 또한, 본 연구범위 모든 시료는 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르) 투수량 기준인 20g 이내를 만족하는 것으로 나타났다. 내구성으로 중성화 저항성은 고로슬래그 미분말로 치환 사용에 따른 단위시멘트량 감소로 약간 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 내알칼리성 및 내산성 결과는 시리즈 I의 경우 수산화칼슘용액에 침지후의 압축강도가 침지전의 압축강도에 비해 저하하는 것으로 나타났다. 반면, 시리즈 II의 경우 강도저하가 미비한 것으로 나타났으며, $5^{\circ}C$ 양생조건의 경우 C 타입의 시멘트를 제외하고는 28일 재령의 압축강도와 동등한 값을 나타내어 고로슬래그 미분말 및 버텀애쉬를 치환 사용한 경우 내알칼리성 및 내산성이 큰 것 알 수 있었다.

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분극저항 측정기법을 이용한 혼합 시멘트 모르타르의 임계 염화물 농도에 대한 연구 (A Study on Chloride Threshold Level of Blended Cement Mortar Using Polarization Resistance Method)

  • 송하원;이창홍;이근주;안기용
    • 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.

과도전자탐사법에 의한 모르타르 중의 코팅 철근의 부식 측정 방법 개발 (The Development of Measuring Method of Coated Steel Corrosion in Mortar by Transient Electro-Magnetic(TEM) Method)

  • 이상호;한정섭
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권2호통권32호
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    • pp.108-115
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    • 1999
  • To study measurement of coated steel corrosion in mortar, a transient electro-magnetic(TEM) method was adapted. The sensors were made of enamelled wire with diameter of 0.25mm(transmitter), 0.1mm(receiver) and the secondary electro motive force(EMF) was measured with SIROTEMIII. The sensors configuration was used as in loop configuration. After coated steels were corroded by the salt spray during 3, 7, 15, 25days, they were embedded in mortar which were made from sand : cement : water ratio of 2 : 1 :0.5. To investigate coated steel corrosion in mortar, the sensors were used. ( sensorl - $T_x$ : $4{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $3{times}3cm$, sensor2 - $T_x$ : $8{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $3{times}3cm$, sensor3 - $T_x$ : $4{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $6{times}6cm$, sensor4 - $T_x$ : $8{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $6{times}6cm$). The obtained results showed that the secondary EMF was decreased with specimens of 3, 7days corroded coationg steel in mortar and then increased with specccimens of 15, 25days corroded one. And it was confirmed that measurement of coated steel corrosion in mortar by a transient electro-magnetic(TEM) method is possible.

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순환골재(循環骨材)를 혼입(混入)한 모르타르 경화체(硬化體)의 내구(耐久) 특성(特性) (Durability of Mortar Matrix Replaced with Recycled Fine Aggregates)

  • 김종필;이승태;정호섭;박광필;김성수
    • 자원리싸이클링
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    • 제16권6호
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    • pp.20-27
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    • 2007
  • 순환골재를 콘크리트용 골재로 활용하기 위한 연구의 일환으로 2종류의 순환골재를 천연골재 중량의 0, 25, 50, 75 및 100%의 5단계로 혼입한 시멘트 경화체를 제조한 후 시멘트 경화체의 내구 특성을 평가한 결과, 골재의 특성에 따라서 시멘트 경화체의 성능이 상이하게 나타나는 것으로 확인되었다. RAB의 경우 RAA에 비하여 부착 모르타르 및 흡수율이 작아서 혼입율 50%까지는 모든 시험 항목에서 천연골재와 거의 유사하거나 약간 작은 값을 나타내었으며, 향후 순환골재를 콘크리트 구조용 골재로 사용하기 위해서는 순환골재에 부착된 모르타르량을 최대한 제거하고, 천연골재에 25%까지 혼입하여 사용해도 무관할 것으로 판단된다.