• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권10호
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• pp.207-215
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• 2019

The aim of the research is analyzing the simple adiabatic temperature rising properties and the heat of hydration based on different placing timing of the mass concrete depending on various replacing ratios of blast furnace slag to comparative analyze the thermal cracking index and cracking possibility. As a result from the experiment, a suggested adiabatic temperature rising equation based on various blast furnace slag replacing ratios can be provide favorable correlation with over 0.99 of $R^2$ value by applying the initial induction period. With this relationship, more accurate prediction of the amount of the hydration heat rising and heating timing, and it is known that there is an approximately $13.1^{\circ}C$ of gap between plain concrete without blast furnace slag and concrete with 80 % of replacing blast furnace slag. To control the setting time and heat rising gap, the mix designs between top and bottom concrete casts were changed 15 cases, and D, E, H, I, and L models of controlling the heat of hydration showed 41.23 to $46.88^{\circ}C$ of core temperature and 0.98 to 1.27 of thermal cracking index. Therefore the cracking possibility was 15 to 52 % of favorable results of possibly controlling both the cracking due to the internal and external retainment and concrete temperature at early age.

• 한국안전학회지
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• 제36권1호
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• pp.18-25
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• 2021

In many developed countries, such as South Korea, efficiently maintaining the aging infrastructures is an important issue. Currently, inspectors visually inspect the infrastructure for maintenance needs, but this method is inefficient due to its high costs, long logistic times, and hazards to the inspectors. Thus, in this paper, a novel crack inspection approach for concrete bridges is proposed using integrated image processing techniques. The proposed approach consists of four steps: (1) training a deep learning model to automatically detect cracks on concrete bridges, (2) acquiring in-situ images using a drone, (3) generating orthomosaic images based on 3D modeling, and (4) detecting cracks on the orthmosaic image using the trained deep learning model. Cascade Mask R-CNN, a state-of-the-art instance segmentation deep learning model, was trained with 3235 crack images that included 2415 hard negative images. We selected the Tancheon overpass, located in Seoul, South Korea, as a testbed for the proposed approach, and we captured images of pier 34-37 and slab 34-36 using a commercial drone. Agisoft Metashape was utilized as a 3D model generation program to generate an orthomosaic of the captured images. We applied the proposed approach to four orthomosaic images that displayed the front, back, left, and right sides of pier 37. Using pixel-level precision referencing visual inspection of the captured images, we evaluated the trained Cascade Mask R-CNN's crack detection performance. At the coping of the front side of pier 37, the model obtained its best precision: 94.34%. It achieved an average precision of 72.93% for the orthomosaics of the four sides of the pier. The test results show that this proposed approach for crack detection can be a suitable alternative to the conventional visual inspection method.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.489-497
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• 2022

본 연구에서는 CNT를 적용한 시멘트 페이스트의 유동성, 역학적 성능 및 미세구조를 실험적으로 평가하였다. PCE:CNT 및 w/b를 달리한 6종류 시멘트 페이스트를 제조하였으며, 플로우, 압축강도, 흡수율 및 투수공극량을 측정하여 CNT 혼입 페이스트의 성능을 측정하였다. 또, XRD 및 SEM 분석을 통하여 시멘트 페이스트의 미세조직구조 변화를 평가하였다. 실험결과에 따르면, CNT는 시멘트 페이스트의 수화촉진효과 및 채움효과로 인하여 OPC 배합에 비하여 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 시멘트 페이스트 중 균열을 연결하는 CNT의 가교효과를 확인할 수 있었다. 결론적으로, CNT를 적절하게 혼입할 경우, CNT는 수화촉진 및 가교효과로 인하여 콘크리트의 성능을 향상시킬 수 있는 나노소재로써 적용가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.514-522
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• 2022

본 연구에서는 시멘트 복합체에 시멘트계 재료로 구성된 자기치유 캡슐을 적용하여 콘크리트 구조물의 자기치유 성능을 향상시키기 위한 연구의 일환으로 PCC(Powder Compacted Capsule) 크기 및 혼입율에 따른 모르타르의 공학적 특성을 비교ㆍ분석하였다. 이를 위해 PCC 크기 및 혼입율에 따른 모르타르의 유동성, 압축강도, 하중재부하 시험, 탄산화, 초음파속도, 투수 특성 등을 측정하였다. 측정 결과, PCC의 혼입율이 증가할수록 유동성과 압축강도가 증가하였으며, 치유특성 검토를 위해 진행한 하중재부하 시험의 경우 03PC 배합에서 PCC 혼입율이 증가할수록 치유율이 증가하였다. 정수위투수 시험의 경우 PCC를 사용할 경우 유출수량 감소율이 Plain 배합에 비해 최대 35 % 높은것으로 나타났으며, 크기 0.3~0.6 mm의 PCC를 15 % 혼입할 시 모르타르의 균열 치유율 향상에 효과적인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.567-576
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• 2023

일반적으로 RC 보 부재는 휨 부재로서 휨 하중에 대해서만 고려하여 설계된다. 하지만, 실제 건축물에서는 부재 간의 연속성으로 인해 축력과 휨 하중을 동시에 받게 된다. 이로 인해 RC 보 부재의 휨 강도는 증가하지만, 변위는 감소하며, 균열은 주로 보의 중앙부에 집중되게 된다. 따라서 본 연구에서는 축력과 휨 하중을 동시에 받는 RC 보 부재에 탄소섬유시트를 이용한 보강에 따른 휨 성능을 실험적으로 평가하였다. 탄소섬유시트는 부재의 중앙부에 감싸 보강을 하였으며, 축력과 휨 하중을 부재에 가력하였다. 축력의 크기와 탄소섬유시트 보강에 따른 철근콘크리트 부재의 파괴 형태, 휨 강도, 처짐 및 연성을 분석하였다. 그 결과, 축력의 증가에 따라 최대 휨 강도의 상승이 발생하였지만, 연성은 최대 64%까지 감소하였다. 탄소섬유시트 보강을 통해 휨 강도는 최대 27% 증가하였으며, 휨에 의한 보의 최대 처짐은 8% 감소하였으며 연성은 최대 43% 증가하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.95-103
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• 2023

With the increasing number of aging buildings across Korea, emerging maintenance technologies have surged. One such technology is the non-contact detection of concrete cracks via thermal images. This study aims to develop a technique that can accurately predict the depth of a crack by analyzing the temperature difference between the crack part and the normal part in the thermal image of the concrete. The research obtained temperature data through thermal imaging experiments and constructed a big data set including outdoor variables such as air temperature, illumination, and humidity that can influence temperature differences. Based on the collected data, the team designed an algorithm for learning and predicting the crack depth using machine learning. Initially, standardized crack specimens were used in experiments, and the big data was updated by specimens similar to actual cracks. Finally, a crack depth prediction technology was implemented using five regression analysis algorithms for approximately 24,000 data points. To confirm the practicality of the development technique, crack simulators with various shapes were added to the study.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권1호
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• pp.45-56
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• 2023

본 연구는 PC공법에 적용되는 실링재를 대상으로 수밀성 측면의 내구성 평가방안 마련의 타당성을 검토하기 위하여 진행하였다. 이를 위해 관련 KS표준의 품질기준에 동일하게 만족하는 실링재 5종을 선정하여 시험을 진행하였으며, 시험결과 5종의 실링재 중 3개 실링재가 바탕면과의 탈락 및 균열 등 수밀성 저하를 나타냈으며, 2종의 경우 육안관찰 상 큰 변화는 없었으나, 추가분석을 통해 소재의 응력 저하율의 차이가 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 상기 결과를 근거로 향후 실링재 간 수밀성 측면의 성능검토 필요성을 확인하였으며, 이를 기반하여 제품 선정 시 활용 가능한 수밀성 평가방안의 타당성을 정량적으로 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.383-390
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• 2008

교량의 하부구조에 프리캐스트 공법을 적용하기 위해 제안된 조립식 교각은 강관과 강봉을 연결구조로 활용하였으며, 강봉에 긴장력을 도입하여 교각의 일체화를 도모하였다. 제안된 조립식 교각 시스템을 적용하여 교각 실험체를 제작하였으며, 준정적 실험을 수행하였다. 실험결과, 교각 실험체의 파괴모드는 휨파괴로 나타났으며, 이음부에서의 손상은 발생하지 않았다. 또한 강봉에 도입된 긴장력으로 변형에 대한 복원능력이 우수하며, 교각의 연성능력이 내진설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 실험체를 대상으로 비선형 유한요소해석을 수행하였으며, 해석기법의 타당성을 검증하였다. 조립식 교각의 하중-변위 관계와 균열발생 위치에 대한 해석결과가 실험결과와 일치함을 확인함으로서 해석방법의 타당성을 확인하였다. 조립식 교각의 강재비, 강봉에 도입되는 긴장력, 콘크리트의 강도를 변수로 하여 비선형유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 통하여 제안된 조립식 교각 시스템의 적절한 수준의 강재비와 강봉에 도입되는 긴장력 등을 정성적으로 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2006

이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.235-249
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• 2011

I형 PSC 거더에 새로운 설계 개념을 도입하여 낮은 형고의 장경간 거더를 설계하고, 실험을 통해서 적용성을 점검하였다. 본 연구에서 제안하는 거더는 복부에 개구부를 도입한 분절형 중공 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더(HWPC거더, Holed Web Prestressed Concrete girders)이다. 이 거더의 설계에는 세 가지 설계 개념이 종합적으로 적용되었다. 먼저 장경간의 거더를 공장에서 프리캐스트로 타설하여 양생을 마친 후에 현장으로 운반하는 방법을 채택하여 현장에서 거더를 제작하는 경우보다 콘크리트의 품질 관리가 용이하게 하여 고강도 및 고성능 콘크리트를 적용하는 것이 가능하게 하였다. 또한 거더를 분절화하여 제작하여 국내의 도로 여건에서도 장경간 거더를 공장에서 현장으로 이동시킬 수 있게 하였다. 이로써 현장에서의 작업 기간도 단축시킬 수 있다. 두 번째로 거더의 복부에 원형의 개구부를 도입하여, 단부 정착장치의 반을 이 개구부 내에 이동하여 분산 배치하여, 분절 거더의 조립에 사용하였다. 개구부에 정착부를 분산 배치하면 단부에 설치되는 정착장치가 줄어들게 되므로 단부에 작용하는 응력이 줄어들게 된다. 아울러 자연스레 단부에 도입되는 휨모멘트는 줄어들고, 중앙부에 큰 휨모멘트가 도입되므로 외력으로 인한 휨모멘트 분포에 더 가까운 형상의 부모멘트를 거더에 도입할 수 있다. 거더에 개구부를 도입하면 거더 자중도 줄어든다. 그리고, 세째로 단부에 설치되는 정착구의 수가 줄기 때문에 단부에서는 다이아프램을 제거하고도 정착이 가능하다. 이렇게 거더의 전 단면에 걸쳐서 같은 폭의 복부폭을 사용하면 거더 제작을 자동화 하는데도 도움이 될 것이다. HWPC거더의 설계 기법을 검증하고, 다단계 긴장의 효과 및 실제교량에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 고찰하기 위하여 실물 실험을 수행하였다. 길이 50 m, 높이 2 m인 거더 실험체를 분절형과 일체형으로 각각 1개씩 제작하여 휨실험을 수행하고, 결과를 비교하여 분석하였다. 분절형 거더와 일체형 거더는 처짐 및 균열생성 형상에서 근본적으로 유사하였다. 휨 강도, 처짐, 활하중 처짐제한 규정 등이 특정 설계기준을 만족하도록 설계하는 것이 가능하였다.