• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.127-136
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• 2011

본 연구에서는 형상을 개선한 강섬유를 개발하였으며, 개발 강섬유로 보강된 숏크리트의 강도특성에 대해 알아보기 위하여 실내실험을 실시하였다. 본 연구에서 사용한 시료는 무보강 숏크리트, 기존 후크형 강섬유보강 숏크리트와 형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트이며, 이들 시료를 이용해서 강도특성을 분석하기 위해 수행한 실험은 압축강도 및 휨인성시험이다. 실험결과를 통해 형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트의 강도특성이 기존 강섬유보강 숏크리트에 비해 향상됨을 확인했다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.59-68
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• 2013

본 연구에서는 새로운 형태의 강섬유로 보강된 숏크리트의 현장 적용성을 평가하기 위한 기초연구로 형상을 개선한 강섬유의 이론적 검토 및 역학적 특성실험을 실시하였다. 강섬유보강 숏크리트 강도에 영향을 주는 강섬유 부착계수 식을 이용하여 형상을 개선한 강섬유의 부착계수를 구하고 후크형 강섬유와 형상을 개선한 강섬유를 비교하였다. 역학적 특성실험에 사용한 시료는 기존의 후크형 강섬유보강 숏크리트 및 형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트이며, 이들 시료를 이용해서 역학적 특성을 분석하기 위해 리바운드 실험을 실시하였다. 실험결과를 통해 형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트가 기존 강섬유보강 숏크리트에 비해 강도특성이 향상됨을 확인했다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.119-124
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• 1992

최근들어 고속도로, 고속철도,지하철 등의 건설이 급격히 증가함에 따라 터널의 건설이 늘어나고 있다. 이러한 터널등의 건설에서 필수적으로 따르는 것이 숏크리트의 시공이며 이러한 숏크리트의 시공은 앞으로 더욱 증가할 추세에 있다. 그러나 숏크리트의 광범위한 시공에도 불구하고 현재 여러 가지 문제점을 내포하고 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 현행 숏크리트의 현황과 문제점을 도출하여 성능개선을 위한 최적 배합을 도출하고 고품질의 숏크리트 시공을 위하여 실리카퓸 숏크리트의 개발 및 적용과 인성(Toughness)과 연성(Ductility)을 대폭 증가시키고 시공속도를 빠르게 하여 안전성과 함께 경제성을 확보할 수 있는 강섬유보강 숏크리트의 개발 및 적용에 대한 연구를 집중적을 수행하였다. 본 연구로부터 숏크리트의 최적 배합을 도출하였고 강도와 내구성을 함께 증가시키고 리바운드율을 대폭 감소시킬 수 있는 실리카퓸 숏크리트를 개발하였다. 또한 wiremesh를 대체할 수 있는 강섬유보강 숏크리트를 개발하여 실내시험 및 현장 적용성 시험을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.19-28
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• 2014

최근 제한적인 국토 조건, 차량 주행 편의 및 고속화, 국토의 효율적인 이용을 위하여 장대터널 비율이 증가하고 있다. 국내 터널 지보설계 시 RMR 및 Q-System에 의한 경험적 방법을 주로 사용하고 있으나, 숏크리트 지보재가 NATM 터널의 핵심 지보재임에도 불구하고 현재 국내에서는 이와 관련된 연구가 미흡한 관계로 주로 국내외의 터널 적용사례를 바탕으로 충분한 검증없이 II등급 암반 조건에서부터 강섬유보강 숏크리트를 적용하고 있으며, 작용하는 하중에 관계없이 전단면에 일괄적으로 동일한 숏크리트 지보재를 적용하는 등 RMR 및 Q-System에서 제시하고 있는 기준보다 지보재를 다소 과다하게 적용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 적용사례에 근거한 지보패턴과는 달리, 연구지역의 지질조건인 대보화강암 기반인 산악터널 조건을 고려하여 일반 숏크리트와 강섬유보강 숏크리트 적용범위를 재평가하여 암반등급별 강섬유보강 숏크리트의 합리적 적용방안을 제시하고자 하였다. 또한 현장시험시공을 통해 계측 및 역해석을 이용한 수치해석을 수행하여 안정성을 검증하였다. 현장시험시공 및 수치해석결과 RMR 값이 동일 등급 내 상위에 분포하는 경우에는 지보패턴을 상위 등급에 준하는 설계가 가능한 것으로 나타났으며, 연구지역과 같이 암반상태가 대체로 양호한 상태인 대보화강암 기반 산악터널에서는 III등급까지 일반 숏크리트가 강섬유보강 숏크리트를 대체하여도 안정성에 문제가 없고, IV등급은 천단부에만 강섬유보강 숏크리트를 적용하여도 Key-block에 의한 낙반에 대한 안정성 확보가 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.78-83
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• 2012

터널현장의 숏크리트 시공에 사용되는 강섬유 보강 숏크리트는 강섬유의 강성이 크고 중량이 무거워 숏크리트 시공상 어려움이 있으며, 강섬유의 부식과 높은 반발률 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 강섬유 보강 숏크리트의 단점을 개선하기 위하여 폴리아미드섬유를 혼입한 숏크리트를 제안하고, 현장 적용성 평가를 위하여 시험시공 결과를 제시하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 폴리아미드섬유 보강 숏크리트의 역학적 성능은 국내의 터널관련 설계기준을 만족하며, 기존 강섬유 보강 숏크리트와 동등 수준의 역학적 성능을 나타내었다. 2) 폴리아미드섬유 보강 숏크리트는 강섬유 보강 숏크리트에 비해 시공시 반발률이 저감되어 시공성 뿐만 아니라 경제성, 품질, 친환경성 측면에서 우수한 숏크리트라 할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.83-96
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• 2011

현재 국내터널에 주로 사용되는 공법은 NATM(New Austrian Tunneling Method)으로 원지반의 강도를 유지하고 보강하는 수단으로 록볼트, 숏크리트, 지보재를 이용하여 암반굴착 직후 원지반의 지지능력을 최대로 활용하여 지반을 안정화시킴으로 터널의 안전성을 유지시키는 공법이다. 과거에는 철망(wire mesh)보강 숏크리트가 주로 사용되었으나 시공기술의 발전을 통한 공기향상을 목적으로 현재는 강섬유보강 숏크리트(steel fiber reinfored shotcrete)가 국내 대다수 터널현장에 사용되고 있다. 그러나 터널 현장의 강섬유보강 숏크리트가 시공된 벽면의 강섬유 혼입량을 조사한 결과, 대부분 예상보다 부족한 것으로 측정되어 이에 대한 시방기준의 수립과 강섬유 부족구간의 보강대책의 필요성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강섬유 혼입량 부족 대한 터널의 안정성 확보 및 문제점을 보완하기 위해 새로운 형태에 강섬유보강재를 개발하려고 한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.607-614
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• 2015

본 연구에서는 터널 및 지하공간에서 사용되는 섬유보강 숏크리트의 실제 응력상태를 고려할 수 있는 ASTM 규정의 원형패널 시험을 활용하여 섬유 혼입량에 따른 강섬유 및 PP섬유 보강 숏크리트의 휨성능을 평가하였다. 원형패널 시험에 의한 결과를 EFNARC 규정의 사각패널 시험 결과로 환산하고 인성등급을 분류하여 각 섬유보강 숏크리트의 에너지 흡수능력을 비교하였다. EFNARC 규정으로 환산된 에너지 흡수량의 비교 결과, 강섬유 보강 숏크리트와 PP섬유 보강 숏크리트는 모두 섬유의 혼입량이 증가할수록 에너지 흡수량이 증가하였으며, PP섬유 보강 숏크리트의 에너지 흡수능력은 강섬유를 혼입한 숏크리트과 비교하여 섬유의 혼입량에 따라 더욱 우수한 것으로 확인되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.43-50
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• 2011

숏크리트의 보강재료로 사용되고 있는 강섬유는 강성이 크고 중량이 무거워 압송호스의 마모손상 및 파열 등 안전관리의 어려움이 있으며, 강섬유의 부식으로 인한 내구성 저하 및 높은 반발률 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이와 같이 2009년 개정된 규정에 의해 강섬유 외의 재료보강이 가능해짐에 따라 숏크리트 보강 재료로서 강섬유 이외의 다양한 섬유의 적용성 검토가 필요한 실정이다. 강섬유는 기타섬유에 비해 강성이 크고, 섬유의 형상에 따라 부착성능이 개선되지만, 유기섬유의 경우 강섬유에 비해 일반적으로 탄성계수 및 인장강도가 낮고 섬유의 뭉침 현상이 발생하여 숏크리트에서 재료보강으로 시용하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 직경 $20{\mu}m$의 미세섬유를 다발형 단일 개체로서 공기압출성형을 통해 부착 비표면적을 크게 하여 역학적 성능을 고려하고, 섬유의 표면을 계면 활성제로 개질하여 분상성을 향상시킨 폴리아미드섬유와 강섬유, PP섬유를 혼입한 콘크리트를 비교하여 현장 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.433-452
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• 2019

본 연구는 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 숏크리트 보강성능과 적정한 평가방법에 관한 것으로, 강섬유($37.0kg/m^3$)와 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량을 매개변수($5.0kg/m^3$, $7.0kg/m^3$, $9.0kg/m^3$)로 설정하여 숏크리트 압축강도, 휨강도 및 휨인성 시험을 수행하였다. 특히, 판상의 숏크리트 에너지 흡수능력을 평가하기 위하여 원형 패널 휨인성 시험(Road and Traffic Authority, RTA)을 수행하였다. 검토결과, 압축강도 및 휨강도는 강섬유 보강 숏크리트가 다소크나, 실질적인 숏크리트 보강성능를 나타내는 휨인성은 구조용 합성섬유(PP섬유) 보강 숏크리트가 큰 것으로 분석됨에 따라, 강섬유 보강 숏크리트 대비 동등 이상의 보강효과를 발휘하는 것으로 검토되었다. 또한, 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 휨인성 및 에너지 흡수능력 상관관계에 의하면, 보시편 휨인성 시험(KS F 2566)의 허용기준 3.0 MPa이하조건에서 에너지 흡수능력이 발휘(A등급: 2.55 MPa = 202J, B등급: 2.72 MPa = 282J, C등급: 3.07 MPa = 403J)되는 것으로 검토되었다. 국내 터널현장에서 보수적으로 측정되는 강도개념의 숏크리트 휨인성(>3.0 MPa)을 본 연구의 숏크리트 에너지 흡수능력 상관관계로 지보성능을 평가할 경우, 보다 실질적이고 신뢰도 높은 숏크리트 지보성능 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.45-55
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• 2002

1980년 초 서울지하철 건설공사를 계기로 국내의 터널공사에 NATM(New Austrian Tunnelling Method)공법이 적용되고 있다. 하지만, 주지보재의 하나인 숏크리트 기술은 NATM공법이 국내에 들어온 초기의 기술력을 아직 답습하고 있는 상태로 다량의 리바운드가 발생하고, 노즐맨의 경험이나 기량등에 의존하는 경우가 많아 비용절감 및 시공능률 향상을 위한 개선이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 숏크리트 품질확보에 중요한 위치를 차지하고 있는 급결제(Accelerator)를 주변수로 강섬유보강 숏크리트(SFRS)에 대한 모형시험을 실시하여 고품질 숏크리트에의 적용 가능성을 검토하였다. 모형시험(압축강도, 휨강도, 휨인성)결과, Alkali-free 액상급결제를 사용한 숏크리트를 통해 고강도 발현을 위한 고가의 혼화재를 사용하지 않고서도 고품질의 고강도 숏크리트 개발 가능성을 확인할 수 있었으며, Single-Shell Lining 터널 등 Permanent Shotcrete Lining이라는 새로운 개념의 터널 지보시스템 구축을 위한 요소기술로 그 적용이 확대될 것으로 판단된다.