• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.726-733
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• 2002

수축대는 큰 부재를 공사기간 중 일정기각 동안 몇 개의 부분으로 나누어 부재내의 인장 응력을 유발시키지 않으면서 상당량의 건조수축이 발생하도록 하여 건조수축으로 인한 응력을 감소시키는 역할을 하는 일시적인 조인트이다. 본 연구에서는 시공단계와 크리프에 의한 응력완화 효과를 고려한 건조수축응력해석 방법을 바탕으로 수축대의 효과를 해석할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 해석방법을 10층 규모의 예제 구조물에 적용하여 얻은 결과는 다음과 같다. 수축대의 응력감소효과는 수축대가 설치된 층에만 적용되며 다른 층 슬래브에는 오히려 건조수축응력을 다소 증가시키게 된다. 수축대의 메움시기 변화에 따른 건조수축응력 감소효과는 콘크리트모델의 건조수축변형량의 시간에 따른 변화와 유사한 양상을 보이고 있으며 수축대를 메우기 전에 발생한 건조수축변형량이 많을수록 수축대의 응력감소효과가 증가한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.457-465
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• 2001

고층건물 콘크리트 슬래브에 발생하는 건조수축변형은 기둥이나 벽체 등의 구조부재에 의해 변형발생이 제한되고 이로 인한 인장응력이 부재의 인장강도를 초과하게 되면 균열이 발생한다. 이 논문에서는 건조수축과 크리프, 철근효과 등 콘크리트의 재료특성과 시공단계에 따른 건조수축을 고려하여 슬래브에 발생하는 응력을 산정하는 실용적인 해석방법을 제안하였다. 건조수축으로 인해 부재에 작용하는 인장응력은 건조수축변형을 등가온도하중으로 치환하여 계산할 수 있으며, 건조수축과는 달리 응력을 이완시켜 주는 크리프의 영향은 콘크리트의 탄성계수 Ec 대신에 크리프를 고려한 콘크리트의 유효탄성계수 E eff를 사용하고, 배근된 철근은 등가의 보요소로 모델링하여 해석에 반영할 수 있다. 또한 고층건물 슬래브에서 발생하는 건조수축응력은 그 층에서 발생한 건조수축량과 하부 층의 건조수축량의 차이인 유효건조수축에 의한 응력임을 고려하여 각 시공단계마다 발생하는 응력을 단계별 해석을 수행하여 구하고 이를 합산함으로서 슬래브에 최종적으로 발생하는 응력을 산정한다. 10층 규모에 예제건물을 대상으로 해석한 결과, 상부 층으로 갈수록 점차 건조수축응력이 줄어들며 전체 구조물에 발생한 응력은 저층부(1~2층)에서는 기준강도를 초과하나 3층 이상의 고층부에서는 기준강도의 27.9~92.8% 수준으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제26권3호
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• pp.182-188
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• 2013

본 연구의 목적은 silorane 기질의 치아 수복용 복합레진의 중합수축과 수축응력의 동력학을 평가하고 전통적인 methacrylate 기질의 복합레진과 비교하기 위함이다. 두 종의 methacrylate 기질의 복합레진(Z250, Z350 flowable)과 silorane 기질 복합레진(P90)이 사용되었다. 아르키메데스 원리를 응용해 자체 제작한 중합수축 측정 장치를 사용하여 광중합 중 일어나는 복합레진의 체적 중합수축을 측정하였고 스트레인게이지로 중합수축응력을 측정하였다. Silorane 기질 복합레진인 P90의 중합수축과 최대 중합수축률이 가장 낮았고 methacrylate 기질 복합레진인 Z350 flowable이 가장 높았다. Methacrylate 기질의 복합레진과 비교하여 silorane 기질의 복합레진 P90이 최대 수축률에 이른 시간은 더 길었고 중합수축응력은 낮았다.

• 대한소아치과학회지
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• 제32권3호
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• pp.481-490
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• 2005

본 연구는 복합레진 중합 시 발생되는 중합수축이 C-factor에 의해 어떻게 영향 받는지 그리고 적층충전이 중합수축에 어떻게 영향을 미치는지 알아보고자 시행되었다. 세 가지 다른 깊이의 시편을 비교하였으며, 충전방법에 따른 비교를 위해 5가지 다른 충전방법에 따른 수축응력을 스트레인 게이지(Strain guage)를 사용하여 측정하였다. 이상의 실험을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 와동깊이에 따른 수축응력을 측정한 결과 2mm와 3mm 시편에서는 800초 후 수축응력이 $2.18{\pm}0.23MPa$과 $2.38{\pm}0.07MPa$로 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 2. 4mm 시편에서 800초 후 수축응력은 $1.99{\pm}0.24MPa$로 가장 낮은 수축응력을 보였다 (P<0.05). 3. 중합정도를 확인하기 위한 미세경도 실험결과 2mm와 3mm 시편에서는 상면과 하면의 미세경도 차이가 20% 내외로 양호한 중합상태를 보여주었으나, 4mm 시편에서는 상면과 하면의 미세경도가 현저한 차이를 보여 불완전한 중합이 이루어졌음을 알 수 있었다(P<0.05). 4. 충전방식에 따른 수축력의 차이를 비교한 결과 flowable resin을 이장하고 bulk로 충전한 제 5군에서 가장 낮은 수축응력을 보였으며, 제 1군(bulk충전)과 4군(oblique 적층충전)이 유사한 정도의 수축응력을 보였고, horizontal과 vertical하게 적층충전한 제 2군과 3군에서 가장 큰 수축응력이 관찰되었다(P<0.05).

• Composites Research
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• 제28권1호
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• pp.6-14
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• 2015

치아의 수복에 사용되는 재료인 Methacrylate 기질 복합레진(Clearfil AP-X)과 Silorane 기질 복합레진(Filtek P90)을 대상으로 스트레인게이지법과 FEM 분석법으로 중합수축응력거동을 분석하였다. 또한 복합레진의 탄성계수와 수축변형률을 중합수축응력과 관계시켜 이론식을 제시하고 이 식의 계산결과와 FEM 분석법의 결과를 비교하였다. 스트레인 게이지법으로 측정한 결과, 중합수축응력의 최대값은 Clearfil AP-X가 Filtek P90 보다 약 2.8배 높게 나타났다. FEM 분석 결과, Von-Mises 응력은 복합레진 수복재와 PMMA 링사이의 계면부에서 최대로 되었으며 시편표면의 계면부가 내부보다 응력집중이 더 컸음을 알았다. 예측식을 통한 반경 방향의 수축응력은 평면응력상태의 FEM 분석법을 통한 값과 비교하여 오차 5% 이내로 정확했음을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권4호
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• pp.197-205
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• 1997

폴리머 콘크리트를 오버레이 콘크리트로서 기존 시멘트 콘크리트 위에 타설할 경우 폴리머 콘크리트의 경화수축으로 말미암아 전단응력, 수직응력 및 축응력이 발생되며 이러한 응력은 폴리머 콘크리트와 기존 시멘트 콘크리트 사이의 접착성능에 영향을 미쳐 결국 역학적 성질 및 내구성이 저하될 수 있다. 오버레이 콘크리트의 수축응력은 본 실험에서 실시한 구속된 오버레이 콘크리트의 구속해제에 의한 수축변형량과 탄성계수로서 구할 수 있다. 본 연구에서는 폴리머 종류, 오버레이 콘크리트 두께, 양생시간과 온도에 따른 폴리머 콘크리트 및 폴리머 시멘트 콘크리트의 수축에 의한 축응력을 측정하여 폴리머 콘크리트를 각종 교량등의 오버레이 콘크리트로 사용하멩 있어서 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 연구결과, 폴리머 콘크리트의 경화수축응력은 폴리머의 종류, 양생온도, 재령 및 두께에 의해 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

• 고무기술
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• 제11권1호
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• pp.12-26
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• 2010

각종 산업제품의 주요 부품으로 사용되고 있는 고무재료는 사용 중 온도변화에 의해 체적 또는 길이 변화를 수반할 수 있어 결과적으로 고무제품의 성능이나 효율이 영향을 받게 된다. 특히 고온에서 고무제품의 치수변화를 제한하거나 일정치수를 강제할 경우 열수축이나 열팽창에 의해 응력이 발생하게 된다. 따라서 온도 변화에 따른 열응력의 측정은 고무제품의 정밀성과 성능을 평가하는 중요한 수단을 제공한다. 본 연구에서는 고무소재의 열응력 측정을 위한 새로운 측정방법을 개발하였고 이와 관련 새로운 시험장치를 설계, 제작하였다. 고무시편에 일정 변형의 인장을 준 상태에서 가열하면 열응력이 발생한다. 이 때의 열응력은 고무분자 사슬들의 운동성에 기인하며 배향된 고무분자 사슬들이 열역학적으로 랜덤 사슬형태로 돌아가려는 엔트로피적 힘이다. 따라서 온도가 높을수록 그 수축력은 증가하게 된다. 또한 고무분자 사슬의 사전 변형이 증가하면 그 열응력은 증가한다. 이때 열응력은 측정시간이 지남에 따라 최대치에 도달한 후 완화되며 그 완화속도는 설정온도에 의해 영향을 받는다. 여기서는 온도변화에 따른 고무시편의 열응력 측정결과를 소개하고, 고무분자 사슬의 엔트로피 변화와 점탄성적 흐름, 그리고 가열에 따른 고무 시편의 팽창 또는 수축이 열응력에 미치는 영향 등을 논의하였다. 특히 천연고무와 SBR 고무시편의 열응력 차이를 분자사슬의 운동과 연관하여 검토하였고, 가교밀도와 가교시스템이 각각 다른 고무시편에 대해 열응력 발생과에 따른 상관관계를 고찰하였다. 또한 시편의 형태와 두께가 열응력 발생에 미치는 영향도 검토하였다. 충전 배합고무의 경우 열응력에 영향을 미치는 인자로 고무분자 사슬의 운동성과 가교밀도 외에 고무재료와 충전제 사이의 물리 화학적 상호작용도 매우 중요한 요소가 된다. 배합고무에서 충전제의 영향을 검토하기 위해 실리카와 카본블랙을 선택하였고 배합고무의 열응력을 각각 측정하여 이들의 보강효과가 열응력에 미치는 영향에 대해 논하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권2호
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• pp.233-243
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• 2006

와동 형성시 C-factor와 충전방법이 복합레진 수복물에서의 수축 응력에 미치는 영향을 평가하고자 발거된 소구치를 대상으로 C-factor가 3.6과 1.0인 와동을 각각 형성한 후 hybrid형 복합레진인 $Z-250^{TM}$(3M ESPE U.S.A.)과 flowable형 복합레진인 $Filtek\;flow^{TM}$(3M ESPE U.S.A.)를 사용하여 layering을 시행하고 광중합하면서 strain gauge법을 이용하여 치질에서의 수축 응력을 측정하였다. 시편을 절단하여 레진과 상아질 사이 계면의 접착상태를 주사전자현미경으로 관찰한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. C-factor에 따른 수축 응력을 측정한 결과 C-factor가 3.7인 제 1군과 제 2군 그리고 제 5군이 900초 후 각각 0.11, 0.07, 0.07 MPa로 C-factor가 1.0인 제 3군과 제 4군의 0.05와 0.04 MPa에 비해 크게 나타났다(P<0.05). 1,800초 후에는 제 1군, 제 5군, 제 2군, 제 3군, 제 4순으로 크게 나타났으나 제 2군과 제 3군 그리고 제 3군과 제 4군 사이에는 유의성이 없었다. 2. 재료에 따른 수축 응력의 차이는 C-factor가 3.7인 와동의 경우 hybrid형 레진인 Filtek $Z-250^{TM}$이 flowable 레진인 $Filtek\;flow^{TM}$에 비해 수축 응력이 크게 나타났으나(P<0.05), C-factor가 1.0인 와동의 경우 재료의 차이에 따른 수축응력의 유의한 차이가 없었다. 3. Layering에 따른 수축 응력은 Filtek $Z-250^{TM}$을 layering 없이 bulk 충전한 제 1군에 비해 flowable 레진을 layering한 제 5군이 전 측정 시간대에 걸쳐 수축 응력이 유의하게 낮게 나타났다(P<0.05). 4. C-factor가 3.7인 제 1군과 제 2군 제 5군은 900초까지 수축 응력이 증가하다 이후 점차 감소하는 경향을 보였다. 5. C-factor가 1.0인 와동의 경우 충전용 레진 종류에 관계없이 레진과 와동벽 사이에 긴밀한 접착 상태를 보였으나 C-factor가 3.7인 와동의 경우 부분적으로 틈이 관찰되었다. 전반적으로 와동저에 비해 와동벽에서 틈이 더 많이 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하여 보면 복합레진 수복시 수축응력에 따른 합병증을 예방하기 위해 C-factor를 크지 않게 와동을 설계, 형성하여야 하며 C-factor가 클 경우 flowable 레진을 이장하는 등 재료적인 면에서의 선택과 적용법이 중요할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.317-325
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• 2012

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC)의 구속 상태에서의 수축 거동을 평가하고자 국내 외에서 가장 보편적으로 사용되는 링-테스트(ring-test)를 이용하여 구속 수축 실험을 수행하였다. 특히, 다양한 구속도에서의 수축 거동을 평가하기 위하여 내부 강재 링의 두께와 내부 반경을 달리하여 실험을 수행하였으며, 자유 수축과 인장강도 실험을 수반하여 구속도 및 응력 이완, 수축 균열 가능성 등을 복합적으로 평가하였다. 실험 결과 내부 링의 두께가 증가할수록 내부 링의 평균 변형률과 잔류 인장응력은 감소하였으며, 반면에 구속도는 증가하는 경향을 보였다. 내부 링의 반경에 따라서는 변형률 및 잔류 인장응력, 구속도의 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 모든 시험체에서 잔류 인장응력이 인장강도에 비해 작은 것으로 나타났으며, 수축 균열은 발생하지 않았다. 지속적으로 작용하는 계면 구속 하중에 의해 탄성 수축 응력의 약 39~65%가 이완되는 것으로 나타났으며, 최대 이완 응력은 내부 링의 두께가 두꺼울수록 증가하는 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서는 비선형 회귀분석을 수행하여 재령에 따라 변하는 구속도를 예측하였으며, 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.87-94
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• 2009

콘크리트 슬래브는 타설 후 온도와 수분 변화를 통해 체적이 변화한다. 수분증발에 의하여 발생한 건조수축은 슬래브의 자중이나 하부층과의 마찰 등에 의하여 구속되어 슬래브 내부에 응력이 유발된다. 선행 연구에 의하면 건조수축에 의하여 발생된 실제 인장응력은 이론적으로 예측된 값보다 작은 것으로 보고되었다. 이는 부분적으로 구속된 슬래브에서 발생하는 초기 재령 콘크리트의 점탄성에 기인한 응력감소 현상이다. 본 연구에서는 재령에 따른 콘크리트의 응력감소 현상을 조사하기 위하여 구속된 원주형, 구속되지 않은 자유건조 원주형, 그리고 자유건조 각주형 콘크리트 시편의 변형률을 측정하였다. 재령 1, 3, 7, 14, 28일에 콘크리트의 탄성계수를 측정하였으며 관입저항 실험을 실시하였다. 실험결과를 기존 연구자들이 제안한 이론식에 대입하여 구속된 원주형 콘크리트 시편의 응력감소를 계산할 수 있었다. 향후 본 연구의 결과를 바탕으로 구속된 콘크리트 시편의 응력감소 현상을 콘크리트 포장의 설계에 적용할 예정이다.