• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.559-566
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• 2010

굳지 않은 경량골재 콘크리트의 다양한 특성에 대한 경량굵은골재 최대크기와 천연모래 치환율의 영향을 평가하기 위해 15배합의 경량골재 콘크리트가 배합되었다. 또한 굳지 않은 경량골재 콘크리트의 유동특성에 영향을 줄 수 있는 경량골재의 내부구조와 공극의 분포 및 시간에 따른 흡수 특성 등이 측정되었다. 실험 결과 경량골재 콘크리트의 초기 슬럼프는 천연 모래 치환율이 증가할수록 감소하였으며, 전경량 콘크리트의 슬럼프는 배합 후 30~60분 사이에 초기 슬럼프의 80%가 감소하였다. 경량골재 콘크리트의 공기량과 블리딩 량은 경량굵은골재 최대크기와 천연 모래 치환율에 중요한 영향을 받았다. 경험식인 ACI 211과 콘크리트표준시방서는 경량골재 콘크리트의 공기량을 과소평가 하였으며, 천연 모래 치환율의 감소할수록 그 과소평가 정도는 증가하였다. 이 연구에 의해 제안된 경량골재 콘크리트의 공기량과 블리딩율에 대한 예측모델은 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.551-558
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• 2011

경량 골재 콘크리트의 역학적 특성에 대한 천연모래 치환율과 경량 굵은 골재 최대 크기의 영향을 평가하기위해 15배합의 실험이 진행되었다. 경화된 경량 골재 콘크리트의 공극률 및 기건 단위 질량, 재령에 따른 압축강도 발현, 인장저항성능, 탄성계수, 파괴계수 및 응력-변형률 관계를 측정하였다. 측정된 역학적 특성들은 ACI 318-08, EC2 및 CEB-FIP 기준 또는 Slate 등, Yang 등 및 Wang 등의 제안모델들과 비교하였다. 실험 결과 경량 골재 콘크리트의 압축강도는 굵은 골재 최대 크기가 클수록 그리고 경량 잔골재 양이 증가할수록 감소하였다. 경량 골재 콘크리트의 압축강도 발현에 대한 상수는 굵은 골재의 비중과 천연모래 치환율의 함수로서 제시될 수 있었다. 한편, 측정된 경량 콘크리트의 파괴계수 및 인장강도는 설계기준 및 제안모델들에 비해 일반적으로 낮았는데, 이는 경량 콘크리트의 인장저항성은 압축강도뿐만 아니라 기건 단위 질량에 의해서도 영향을 받기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.229-236
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• 2015

콘크리트는 압축강도가 증가할수록 취성적인 성질이 두드러지는데, 이를 보완하기 위해 강섬유를 혼입하여 콘크리트에 연성을 부여하는 강섬유 보강 콘크리트에 대한 연구가 진행되고 있다. 강섬유 보강 콘크리트는 섬유 혼입률에 따라 역학적 특성이 달라지며, 일반적으로 1.5%의 혼입률이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 섬유 혼입률 2%를 초과하게 되면 섬유 뭉침현상이 발생하는데, 이로 인해 역학적 특성이 저하된다. 본 연구에서는 2% 이상의 높은 혼입률에서 섬유의 분산성을 향상시키기 위해 굵은 골재 크기를 변수로 재령에 따른 강섬유 보강 콘크리트의 압축거동에 대해 평가하였다. 굵은 골재 크기에 따른 굳지 않은 성상, 압축강도, 탄성계수 및 압축인성 등을 평가한 결과 섬유 혼입률이 증가할수록 공기량은 증가하였으며, 공기량이 증가함에 따라서 슬럼프는 감소하였다. 또한 골재 크기가 압축강도 및 탄성계수에 미치는 영향은 미소하였지만, 섬유의 분산성을 향상시켜 압축인성 및 최대하중 이후 거동에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 강섬유 보강 콘크리트의 압축인성은 재령이 지날수록 감소하게 되는데, 굵은 골재 크기가 감소할수록 압축인성의 감소율이 줄어들어 보다 안정적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 나타난 것과 같이 강섬유 보강 콘크리트의 굵은 골재 크기를 조절하여 높은 혼입률을 갖는 강섬유 보강 콘크리트의 섬유 분산성과 연성적인 거동을 부여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.1-10
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• 2014

본 연구에서는 표준실험체 (BSS), 순환굵은골재와 고로슬래그 미분말의 치환과 하이브리드섬유를 보강한 실험체 ($BSPRR_1$, $BSPRR_2$시리즈), 순환굵은골재와 고로슬래그 미분말의 치환과 PVA섬유를 보강한 실험체 (BSPG시리즈)로 총 13개의 실험체를 실물크기의 1/2로 축소 제작하여 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 하중-변위, 파괴형태, 최대내력 등을 규명함으로써 구조성능의 개선정도를 평가하였다. 실험결과 순환굵은골재와 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트에 하이브리드섬유를 보강한 실험체 ($BSPRR_1$, $BSPRR_2$시리즈)의 경우 표준실험체 (BSS)에 비하여 압축강도는 최대 13%, 최대내력은 4~21%, 연성능력은 각각 4~28% 증가하는 결과를 나타내었다. 그리고 또한, 충분한 연성적인 거동과 안정적인 휨인장 파괴를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.431-440
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• 2011

콘크리트 구조물은 화재에 노출시 고온에 의해 내부 구조가 변화하며 보유하고 있는 강도와 변형 성능이 저하되어 최종적으로 수명이 단축하게 된다. 그 성능 저하 수준은 도달된 온도, 고온에 노출된 시간, 콘크리트의 배합, 골재의 특성 및 콘크리트 자체의 특성 등에 의해 결정된다. 이 연구는 물시멘트비, 잔골재율 및 굵은 골재의 최대 크기등의 변수에 대한 초고강도 콘크리트의 열적 거동을 평가하기 위해 실시되었다. 상온 및 $500^{\circ}C$의 온도에 대하여 초음파 속도, 동탄성 계수, 정탄성 계수 및 압축강도 시험은 ${\varnothing}100{\times}200\;mm$ 원주형 콘크리트 시험체를 사용하여 실시되었다. 결과로서 $500^{\circ}C$의 온도에서 가열된 초고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성은 물결합재비, 잔골재율 및 굵은 골재 최대 치수의 변화에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.329-334
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• 2005

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구적 성능 등 여러면에 있어 우수하여 건설현장에서의 벽체용 패널, 통신용 맨흘, 기계설비의 기초, 지하연결박스 등 다양한 용도로 개발되고 사용되어지고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이고 있는 수지의 비용이 높아 경제적인 면에서 불리하여 기존 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 필요하다. 여기서, PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용한 것이므로 경제적인 건설 소재가 될 수 있으며, 친환경적인 효과를 가져올 수 있기 때문에 현재 연구가 활발하게 이루어지고, 사용 영역이 확대 될 것으로 전망된다. 하지만 아직까지 PET재활용 폴리머콘크리트의 응력-변형률 거동에 관해서는 기초적인 연구상태에 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐 PET를 합성한 불포화 폴리에스터 수지를 폴리머콘크리트의 결합재로 이용하여 콘크리트를 제조하였으며, 수지량, 골재의 최대치수, 양생방법에 변화를 주었다. 그리고 변위제어가 가능한 M.T.S 장비를 사용하여 응력-변형률 곡선을 관찰하였다. 그 결과 PET 재활용 폴리머콘크리트의 압축강도는 수지의 함량, 굵은골재의 크기변화, 양생방법에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다. 탄성계수의 변화는 수지의 함량이 크게 좌우하였으며, 굵은골재의 최대치수와 양생방법에서 크게 영향을 받지 않았다. 최대응력에서의 변형률은 수지의 함량과 굵은골재의 최대치수에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.185-196
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• 2006

파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.95-102
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• 2020

이 연구에서는 입경이 큰 골재를 사용하면서 2% 이상의 인장변형률 성능을 나타내는 고연성 PE 섬유보강 시멘트 복합체 개발을 목적으로 골재의 크기와 입도분포에 따른 고연성 섬유보강 시멘트 복합체의 인장거동 특성을 살펴보고자 하였다. 0.6 mm 이하의 입경들로 구성된 규사를 사용한 배합을 기준으로 최대입경 2.36 mm, 4.75 mm, 5.6 mm, 6.7 mm의 강모래 및 강자갈을 사용한 배합을 비교하여 성능평가를 실시하였다. 골재의 입도분포는 수정 A&A 모델에 기반한 최적입도분포곡선에 가깝도록 세분화된 입경별 혼합비율을 조절하였다. 직접인장실험을 통해 구한 인장거동은 모든 배합에서 뚜렷한 인장변형률 경화 거동을 보였다. 골재 입경별 혼합비율을 조절하여 입도분포가 최적곡선에 가깝도록 한 경우에는 모든 배합에서 규사를 사용한 경우보다 높은 인장변형률 성능을 나타내었다. 또한 골재의 최대입경이 커서 입도분포가 넓을수록 높은 인장변형률 성능을 보였으며, 최대입경 5.6 mm, 6.7 mm의 굵은 골재를 포함하는 경우 각각 4.83%와 5.89%의 매우 높은 인장변형률 성능을 나타내었다. 이 연구를 통해 적절한 입도분포 조절을 통해 굵은 골재를 사용하면서도 고연성 섬유보강 시멘트 복합체의 제조가 가능함을 보였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.178-178
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• 2011

도로소음은 다양한 소음원에 의해 발생하며, 도로를 이용하는 사람과 도로 주변사람에게 큰 불편을 초래한다. 보다 쾌적한 환경을 원하는 현대인에게 있어 도로 소음의 경감은 중요한 환경 공해로 작용한다. 도로 소음을 줄이기 위해서는 여러 가지 방법이 있을 수 있으며, 이 중 도로 포장의 개선을 통해 도로 소음을 경감할 수 있으며, 이와 같은 포장을 저소음 포장이라고 한다. 저소음 포장은 주행하는 차량의 타이어와 노면이 마찰하면서 발생하는 소음을 최소화하기 위한 것으로 소음 발생의 메커니즘을 바탕으로 하고 있다. 저소음 포장중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 공극을 늘리는 것이다. 약 20%의 공극은 타이어와 노면 사이의 에어펌핑음을 최소화 하며, 소리를 흡수하는 역할로 약 3dB의 소음 가소 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 소음을 감소시키는 또 하나의 방법은 노면의 표면 조직을 매끈하게 하여 타이어와 노면의 충격음을 줄이는 방법이다. 노면의 평탄성을 개선하기 위해 포장에 사용되는 골재의 최대크기를 줄이는 소입경 포장을 소음 가소의 목적으로 유럽 등지에서 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 저소음 기능을 위해 공극률을 크게 하고 소입경 골재를 사용하는 소입경 저소음 포장의 현장 적용을 위한 배합 설계를 수행하였다. 소입경 저소음 포장의 최대 골재 크기는 현장 적용성과 경제성을 고려하여 10mm 골재를 사용하였으며, 수도권에서 입수한 4곳의 산지 골재를 분석하여 골재 합성 입도를 산정하였다. 10mm 저소음 포장의 골재 입도 범위는 공극률 15~18%를 목표로 하며, 이를 만족하기 위하여 배합 설계를 수행한 결과 5mm 통과 중량 백분율이 약 30%로 하는 개립도가 적당한 것으로 나타났다. 공극이 증가함에 따라 포장의 내구성 향상을 위해 사용된 고점도 바인더는 아스팔트 혼합물의 생산 및 시공온도를 증가시키게 된다. 또한 굵은골재의 비율이 높은 개립도 아스팔트 혼합물의 경우 운반과정과 포설 과정에서 온도가 빨리 떨어지는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 중온 첨가제의 사용을 통해 생산 및 다짐온도를 낮추고자 하였다. 소입경 저소음 포장의 배합설계 과정은 배수성 포장의 배합설계 과정과 유사하나, 칸타브로 손실률과 흐름실험의 변곡점을 기준으로 할 경우, 칸타브로 손실률과 흐름 손실률이 매우 작아 변곡점을 판단하기 어렵기 때문에 칸타브로 손실률과 흐름 손실률의 기준 만족 여부로 판별하고, 최적 아스팔트 함량은 공극률을 기준으로 산정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 중온 첨가제를 사용할 경우는 중온 첨가제로 인한 점도의 변화를 감안하여 혼합 및 다짐 온도를 결정하고 배합 설계를 수행하며, 중온 첨가제의 특성과 양에 따라 최적 아스팔트 함량이 변화하게 된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.357-365
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• 2016

일반골재인 자갈, 모래와 중량골재인 산화 슬래그 및 자철광을 이용하여 5 종류의 콘크리트를 제작하여 감마선 차폐특성과 압축강도를 살펴보았다. 골재는 평균적인 크기에 따라 비교적 작은 크기의 잔 골재와 큰 크기의 굵은 골재로 구분하여 사용하였다. 실험 결과 산화 슬래그 잔 골재와 굵은 골재를 사용한 콘크리트가 일반 골재만을 이용하여 배합한 콘크리트 시편보다 $^{137}Cs$ 감마선에 대해 2% 향상된 감쇠계수인 $0.37cm^{-1}$을 기록하였다. 각 시편들의 단위중량을 측정한 결과 자철광 잔 골재와 산화 슬래그 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량이 가장 높은 $3,175kg{\cdot}m^{-3}$이었다. 산화슬래그를 잔 골재와 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량은 $3,052kg{\cdot}m^{-3}$으로 최대 단위중량 조건보다 $123kg{\cdot}m^{-3}$ 낮았지만 감쇠계수는 오히려 $0.012cm^{-1}$ 향상되었다. 골재들의 화학성분 분석결과 산화 슬래그는 자철광에 비해 마그네슘의 비율은 낮고 칼슘의 비율은 높아 구성에 있어서 차이를 보였다. 따라서 산화슬래그 만을 골재로 사용한 경우 자철광을 잔 골재로 사용한 경우보다 단위중량은 낮았지만 마그네슘과 비교하여 원자번호가 큰 칼슘의 비율이 높아서 감마선 차폐성능이 향상된 것으로 생각된다. 중량골재가 배합된 모든 시편들은 일반 골재를 이용한 콘크리트보다 압축강도가 높았고, 산화슬래그와 자철광의 잔 골재만을 사용한 경우 4주 양생 후 압축강도가 일반 콘크리트에 비해 45% 향상된 50.2 MPa을 기록하였다.