• Advances in concrete construction
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• 제6권2호
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• pp.123-143
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• 2018

Self compacting concrete (SCC) has good flowability, passability and segregation resistance because of voluminous cementitious material & high coarse aggregate to fine aggregate ratio, and high free water availability. But these factors make it highly susceptible to shrinkage. Fibers are known to reduce shrinkage in concrete mixes. Until now for conserving cement, only pozzolanic materials are admixed in concrete to yield a SCC. Hence, this study compares the use of wollastonite micro fiber (WMF), a cheap pozzolanic easily processed raw mineral fiber, and flyash in yielding economical SCC for rigid pavement. Microsilica was used as a complimentary material with both admixtures. Since WMF has large surface area ($827m^2/kg$), is acicular in nature; therefore its use in yielding SCC was dubious. Binary and ternary mixes were constituted for WMF and flyash, respectively. Paste mixes were tested for compatibility with superplasticizer and trials were performed on a normal concrete mix of flexural strength 4.5 MPa to yield SCC. Flexural strength test and restrained shrinkage test were performed on those mixes, which qualified self compacting criteria. Results revealed that WMF admixed pastes have high water demand, and comparable setting times to flyash mixes. Workability tests showed that 20% WMF with microsilica (5-7.5%) is efficient enough in achieving SCC and higher flexural strength than normal concrete at 90 days. Also, stress rate due to shrinkage was lesser and time duration for final strain was higher in WMF admixed SCC which encourages its use in yielding a SCC than pozzolanic materials.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.331-341
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• 2015

본 연구는 섬유보강 콘크리트의 실무 적용을 위한 성능 평가에 대해 재료 시험으로 낭비되던 시간과 노력을 최소화하고 적용에 있어서의 이론적인 배경을 확보하기 위해, 기존의 가이드라인 및 시험 기준에 따른 실험 결과의 수집과 통계적 분석을 통한, 콘크리트의 압축강도에 기반한 주요 특성들을 특정하기 위해 수행되었다. 섬유보강콘크리트는 다양한 변수에 영향을 받게 되므로 이론적인 접근이 어려운 측면이 있어 본 연구에서는 현재 실무에서 다방면으로 사용되고 있는 100MPa 이하의 압축강도를 가지는 콘크리트를 중심으로 0.25%에서 2% 사이의 강섬유 혼입량에 대한 압축강도와 인장강도 시험을 수행하였다. 인장강도 시험은 표준기관에서 정하고 있는 시험방법인 쪼갬인장강도와 휨인장강도에 대해 수행하였다. 섬유보강콘크리트의 재료시험 결과 쪼갬인장강도와 휨인장강도 모두 압축강도의 증가에 따라 증가하는 추세를 보였으며 강도의 증진률은 압축강도 증가와 함께 감소하는 추세를 보였다. 또한섬유의 혼입량 증가는 인장강도의 증가를 유발하는 것을 확인할 수 있었으며, 압축강도 증가에 따른 인장강도 증진률 감소를 막아 콘크리트 압축강도 증가에 선형적으로 인장강도가 증가하도록 해주는 것을 확인할 수 있었다. 기존 연구들로부터 구축한 데이터베이스를 통한 섬유보강콘크리트의 기계적 성질에 대한 검토를 수행하였다. 다양한 변수에 따른 인장강도의 추정을 위해 인공신경망을 적용하였다. 인공신경망은 multi layer perceptron으로 구성하였으며 전달함수로는 sigmoid 함수를 사용하였고 역전파 알고리즘을 통해 학습을 수행하였다. 인공신경망을 사용한 콘크리트 인장강도의 추정 결과 시험 결과와 추정결과가 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 인공신경망에서 결합력이 큰 변수들은 물-시멘트비와 섬유의 혼입량으로 나타났으며 섬유보강콘크리트의 인장강도는 물-시멘트비에 영향을 받는 압축강도와 혼입량을 통해 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.335-343
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• 2010

콘크리트 내부의 철근부식은 구조물의 안전성에 큰 영향을 주므로, 목표 내구수명동안 구 조물의 성능을 확보하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 연구는 대도시나 지하구조물에서 중요하게 평가되는 탄산화에 대하여, 유전자 알고리즘을 적용한 콘크리트 배합기법에 대한 연구이다. 이를 위해, 배합인자에 따른 이산화탄소 확산계수를 문헌조사를 통하여 분석하였으며, 습도를 고려한 최적 함수식을 회귀분석을 통하여 도출하였다. 최적 함수식은 12개의 실험자료에 대하여, 물-시멘트비, 단위 시멘트량, 잔골재율, 단위 굵은골재량, 그리고 상대습도를 포함하도록 고려하였으며, 유전자 알고리즘을 통하여, 주어진 이산화탄소 확산계수에 대한 콘크리트 배합을 도출하였다. 3개의 배합에 대하여 검증한 결과, 10% 미만의 상대오차를 보이며 주어진 배합을 잘 추정하였다. 최종적으로 서로 다른 환경과 설계 제원을 가지는 콘크리트 구조물을 가정하여, 목표 확산계수와 단위 시멘트량을 계산하였으며, 이를 이용하여 배합을 추정하였다. 제안된 기법은 주어진 확산계수와 배합을 잘 추정하였으며, 다양한 배합인자 및 혼화재료가 고려된 실험 자료를 이용한다면 더욱 합리적인 배합 기법으로 발전할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.54-59
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• 2017

고로슬래그 미분말은 공학적으로 우수한 건설산업 부산물이며, 최근들어 환경부하 저감 및 사용 활성화를 위해 대단위 슬래그 치환 콘크리트가 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 목표 강도를 50 MPa로 설정하고 고로슬래그미분말 치환률을 65%로 고려한 대단위 치환 슬래그 콘크리트를 제조하여 건조수축특성과 초지재령 특성을 평가하였다. 이를 위해 3 수준의 콘크리트를 제조하였으며, 슬럼프 플로우, 강도, 건조 및 자기수축에 대한 실험을 수행하였다. 실험결과, 보통 포틀랜트 시멘트를 100% 함유한 콘크리트(OPC 100)에 비하여 재령 7일전의 강도는 약간 감소하였으나, 슬래그 치환 배합은 수화에 필요한 충분한 자유수를 가졌으므로 28일 재령에서는 우수한 강도 발현을 나타내었다. 또한 재령 3일까지 큰 자기수축으로 인하여, OPC 100 배합에서는 건조수축이 크게 평가되었지만, 65% 고로슬래그 미분말을 치환한 배합에서는 초기재령의 자기수축 성능이 개선되어 우수한 건조수축거동을 나타내었다. 특히 단순 질량 치환배합(BS 65)보다 물-결합재비(0.27)와 단위수량($163kg/m^3$)을 낮춘 OPTBS 65에서 더욱 우수한 건조수축 및 자기수축 거동을 나타내었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.493-502
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• 2013

이 연구의 목적은 낙동강에 대규모로 부존되어 있는 세사를 콘크리트 잔골재로서 적극적으로 활용하기 위하여 이를 사용한 콘크리트의 건조수축 및 내구성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 낙동강 본류의 중 하류에서 하천세사를 채취한 후 강도수준에 따라 콘크리트 배합실험을 수행하였다. 그 결과로부터 압축강도와 시멘트-물비의 상관식을 도출한 후 하천세사 종류별로 설계기준강도 35MPa에 대해서 콘크리트 공시체를 제작하여 이들의 건조수축과 동결융해 및 탄산화 저항성과 같은 내구성을 평가하였다. 그 결과, 하천세사를 사용한 콘크리트의 내구성은 기준모래를 사용한 콘크리트의 경우와 유사한 것으로 나타났으나, 하천세사의 건조수축은 조립률이 작은 경우 기준모래를 사용한 콘크리트보다 비교적 큰 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.885-888
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• 2008

본 연구에서는 도로공사의 교량 구조물 적용에 적합한 고성능 콘크리트의 배합도출을 목적으로 고로슬래그미분말을 사용한 고성능 콘크리트의 기초 물성을 평가하였다. 굳지않은 콘크리트의 유동성은 W/B에 상관없이 고로슬래그 미분말의 혼입율이 증가할수록 목표 슬럼프플로우를 만족시키기 위한 고성능감수제의 첨가율은 저하되는 것으로 나타났으며, 목표 공기량을 만족시키기 위한 AE제의 첨가량의 변화는 Plain 콘크리트와 동등한 것으로 나타났다. 고로슬래그 미분말의 경우 높은 혼입율로 인하여 수화반응이 지연되기 때문에 최고온도가 약 10시간 후에 도달되는 것으로 나타났으며, 혼입율 증가에 따른 단열 상승온도는 혼입율 45%까지 수화열 저감효과가 작게 나타났으나 혼입율 60%에서는 수화열이 약 $8^{\circ}C$가량 저감되었다. 이는 수화열이 작은 고로슬래그 미분말의 분량이 많아진 것에 기인된 것으로 사료된다. 압축강도 특성은 W/B=26, 30%에서는 고로슬래그 미분말 혼입율이 증가할수록 압축강도가 Plain 콘크리트에 비하여 약 10MPa가량 크게 증가되는 것으로 나타났지만, W/B=34%에서는 압축강도가 Plain 콘크리트와 거의 같은 수준으로 나타남으로써, 낮은 물결합재비에서 고로슬래그 미분말을 사용할 경우 압축강도 증진에 효과가 있는 것으로 사료된다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권3호
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• pp.239-246
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• 2019

Substitution of natural fine aggregates with industrial by-products like precious slag balls (PS Balls) offers various advantages like technical, economic and environmental which are very important in the present era of sustainability in construction industry. PS balls are manufactured by subjecting steel slag to slag atomizing Technology (SAT) which imparts them the desirable characteristics of fine aggregates. The main objective of this research paper is to assess the feasibility of producing good quality concrete by using PS balls, to identify the potential benefits by their incorporation and to provide solution for increasing their utilization in concrete applications. The study investigates the effect of PS balls as partial replacement of fine aggregates in various percentages (20%, 40%, 60%, 80% and 100%) on mechanical properties of concrete such as compressive strength, splitting tensile strength, and flexural strength. The optimum mix was found to be at 40% replacement of PS balls with maximum strength of 62.89 MPa at 28 days curing. Permeability of concrete was performed and it resulted in a more durable concrete with replacement of PS balls at 40% and 100% as fine aggregates. These two specific values were considered as optimum replacement is 40% and also the maximum possible replacement is 100%. Scanning electron microscope (SEM) analysis was done and it was found that the PS balls in concrete were unaffected and with optimum percentage of PS balls as fine aggregates in concrete resulted in good strength and less cracks. Hence, it is possible to produce good workable concrete with low water to cement ratio and higher strength concrete by incorporating PS balls.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.246-253
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• 2024

혼화재(슬래그 미분말 또는 플라이애시)를 혼입한 콘크리트가 재령 초기에 촉진 탄산화 실험에 노출될 경우, 수화반응과 포졸란 반응, 그리고 탄산화 반응이 동시에 발생하므로 매우 복합한 탄산화 거동이 발생한다. 특히 골재의 품질이 좋지 못한 경우에는 강도 특성과 탄산화 거동 특성이 명확하지 않다. 본 연구에서는 정보가 명확하지 않은 3개 산지 골재(A, B, C)를 대상으로 3 수준의 배합강도 등급 (24 MPa, 27 MPa, 30 MPa)의 콘크리트 시편을 제조하였다. 재령 7일과 28일 압축강도 실험을 수행하였으며, 촉진 탄산화 실험을 8주간 수행하여 탄산화 속도계수를 도출하였다. 도출된 압축강도, 탄산화 속도계수를 각 배합특성 및 골재특성을 고려하여 상관성을 분석하였다. 또한 국내 탄산화 설계식을 이용하여 목표 내구수명에 따른 최소 피복두께를 도출하였으며, 탄산화 설계의 변수(방향계수 및 유효 물-결합재 상수)의 보완 필요성을 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.103-114
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• 2011

전 세계적으로 에너지 절약과 $CO_2$ 발생량의 절감을 위해 자전거의 이용을 장려하고 있으며 국내에서도 이러한 세계적 흐름에 발맞추어 자전거 이용을 활성화하기 위해 긴 연장의 신설 자전거도로 건설 계획이 진행되고 있다. 최근 신설 자전거도로의 효과적인 건설을 위해 시멘트 수화 반응뿐만 아니라 골재 맞물림에 의해 높은 구조적 성능을 발현하고 간단한 시공절차와 적은 건설비용을 지닌 롤러 전압 콘크리트 포장을 도입하기 위해 적정 배합에 대한 강도 및 내구성 연구가 수행되었다. 하지만 실내 연구를 통해 도출된 배합은 현장다짐에 따라 발현되는 강도에 차이가 있을 수 있다. 또한 얇은 단면, 낮은 강도 등 일반 도로 포장과 요구되는 성능이 상이한 자전거도로의 적정 성능 및 공용성을 확보하기 위한 시공 방안이 정립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 실내 연구 결과를 토대로 다양한 배합 및 다짐 조건에 대한 시험시공을 실시하여 코어 물성 검토, 육안관찰, 혼합물의 함수비, 다짐률, 전압률, 미끄럼저항성 및 평탄성을 측정하였다. 이를 통하여 자전거도로 적용을 위한 롤러 전압 콘크리트 포장의 시공방안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.31-38
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• 2019

최근 도심지에서 지반함몰의 발생이 증가하고 있으며, 이러한 경우 신속한 복구를 통해 안전사고 및 통행에 대한 불편을 최소화하는 것이 중요하다. 현재의 지반함몰 복구 방법으로는 함몰지반을 개착한 후에 되메우기를 하거나 그라우팅 주입재를 사용하여 지반을 복구하는 방법이 주로 적용되고 있으나. 지반 함몰복구 시 사용되는 재료에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 함몰지반에 사용되는 되메움재료의 특성을 규명하기 위하여 준설점토를 친환경 고화재를 이용하여 개량한 후 고화재의 혼합비율 및 화강풍화토의 혼합비율을 변화시켜 3, 7, 14, 28일 양생시킨 후 일축압축 강도특성을 분석하였으며, 기존에 사용되던 고화재인 시멘트의 일축압축강도와 비교하였다. 되메움재료의 강도특성을 평가하기 C.B.R 시험을 수행하였고, 되메움 재료가 상하수도관 등의 부식에 영향을 주는지에 대한 검토를 위하여 토양비저항시험을 수행하였다. 시험결과 긴급을 요하는 함몰지반 복구공사의 경우 12%의 고화재를 혼합하여 3일 이상 양생하는 것이 좋다고 판단되며, 가스관이나 상하수도관의 부식에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 화강풍화토를 30% 이상 혼합할 것을 제안한다.