• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.390-397
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• 2024

연구목적:본 연구에서는 혹서 및 혹한 환경에 노출 콘크리트에서 발생할 수 있는 재난을 방지하기위해 PCM을 활용해 콘크리트에 열성능을 부여하고 내구성에 미치는 영향을 분석하였다. 연구방법:두 종류의 PCM을 시멘트 부피대비 10, 30, 50% 혼입한 콘크리트를 제작한 후 공극량, 동결융해 저항성, 스케일링 저항성을 평가하였다. 연구결과:종류에 상관없이 PCM 분말을 콘크리트에 혼입할 경우 공극량이 감소되는 것으로 나타났고 10%, 30% 혼입시 동결융해 저항성 또한 향상되는 것으로 나타났다. 또한 혼입량이 높아질수록 스케일링 저항성이 향상되는 것을 확인하였다. 결론: 분말형태의 PCM을 콘크리트에 혼입 시 일정수준까지는 채움효과에 의해 내구성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단되며 실제 현장 적용을 위해서는 추가적으로 다양한 연구가 뒷받침 되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.23-34
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• 2012

본 연구에서는 인장강도 800MPa급 고강도강재(HSA800)의 단주 중심압축실험과 편심압축실험을 통해 균등압축과 휨-압축 부재의 강도를 평가하여 현행 강구조기준(KBC2009, AISC2005)의 적용성 여부를 검토하였다. 또한 잔류응력의 계측을 통하여 강재 항복강도와 잔류응력과의 상관성 여부도 검토하였다. 고강도강재와 일반강재의 국부좌굴 거동 차이의 여부를 확인하기 위하여 중심압축실험에 SM490 강재로 제작된 비교실험체도 포함시켰다. 강도로 무차원화한 판폭두께비와 판 단부의 지지조건을 주요변수로 하여 실험을 실시하였다. 편심압축실험은 HSA800 강재만을 대상으로 하였으며, 휨-압축의 조합력을 받는 부재의 P-M 상관관계를 알아보기 위해 가력 편심거리를 조정하여 다양한 P-M 조합에 대해 강도평가 실험을 수행하였다. 잔류응력은 중심압축실험에 사용된 H형단면 실험체를 대상으로 비파괴실험법인 압입법에 의해 가력 이전에 그 크기와 분포를 측정하였다. 실험결과 중심압축을 받는 모든 HSA800 단주는 판 단부의 지지조건 및 판폭두께비 조건에 따른 현행 강구조기준의 설계강도를 충분히 발휘하였다. 편심압축을 받는 실험체 역시 현행 설계기준의 P-M 상관관계를 충분히 안전측으로 충족하였다. 본 연구에서도 잔류응력의 크기는 강재의 항복강도와 무관하다는 선행연구결과와 합치하는 잔류응력 측정값이 얻어졌다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.275-281
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• 2017

본 연구는 물-결합재비(water-to-binder ratio, W/B) 및 인산염-결합재비(phosphate-to-binder ratio, P/B)가 마그네시아-인산칼륨 시멘트(magnesium-potassium phosphate cement, MKPC) 모르타르의 플로, 응결시간, 압축강도발현 및 pH 변화에 미치는 영향성에 대한 평가이다. MKPC 모르타르의 P/B가 0.3 및 0.5일 때 W/B 범위 20~40%에 대하여 10 배합의 모르타르 실험을 실시하였으며, X-선 회절 분석(X-ray diffraction, XRD), 전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 및 수은압입법(mercury intrusion porosimetry, MIP) 분석을 위해 MKPC의 반응생성물 및 미세공극분포를 평가하였다. 실험결과, MKPC 모르타르의 플로 및 응결시간은 P/B의 증가에 따라 감소하였으며, P/B가 0.3에서 0.5로 증가함에 따라 종결시간은 약 24% 감소하였다. MKPC 모르타르의 초기 압축강도 발현 기울기의 경우 콘크리트 구조기준에서 제시하는 시멘트 콘크리트 대비 높은 수준에 있었다. 재령 28일의 압축강도 30 MPa 이상 및 pH 9.0 이하를 만족하기 위해 MKPC 모르타르의 P/B 및 W/B는 각각 0.5이상 및 30% 이하가 추천된다. MKPC의 반응생성물인 스트루바이트(struvite)-K의 결정은 MKPC의 P/B 및 W/B가 높을수록 증가하였는데, 이로 인해 거대 모세관 공극은 감소하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.121-127
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• 2011

이 연구는 친환경적인 콘크리트 결합재로서 천연황토의 적용 가능성을 알아보기 위해 지오폴리머 반응법(geopolymerization)으로 얻어진 천연황토 경화체의 특성을 분석하였다. 이를 위해 천연황토와 알칼리 용액을 1 : 0.55 비율로 혼합하여 천연황토 페이스트를 제조하고 $60^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 양생시켜 재령에 따른 압축강도와 중량변화를 측정하였다. 또한, X-ray 회절분석(XRD)을 통해 반응 생성물을 확인하고 그 형상을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하였으며 수은압입법으로 경화체의 공극률을 분석하였다. 그 결과, 지오폴리머 반응법으로 얻어진 천연황토 경화체는 액상 규산나트륨($Na_2SiO_3$)와 8 M 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 1:4.5비율로 제조한 알칼리 용액을 사용하고 $60^{\circ}C$에서 7일간 양생하였을 때 압축강도 29.1 MPa을 발현하는 천연황토 페이스트의 제조가 가능하였다. 또한, 개별 양생온도($20^{\circ}C$, $60^{\circ}C$)에서 압축강도 발현은 수분증발 비율에 따라 유사한 경향을 나타내므로 수분증발에 유리한 높은 양생 온도에서 반응을 유도하는 것이 조기 강도 발현에 유리한 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.209-215
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• 2013

이 연구에서는 CaO-$Al_2O_3$계 급냉 제강슬래그(RCSS)의 물리 화학적 특성을 분석함으로써 친환경 무기 급결재로 활용방안을 모색하고자 하였다. RCSS의 성상은 섬유상과 구상으로 구별되었으며, 성상별로 CaO와 $Fe_2O_3$ 성분 함량이 반비례 경향을 나타냈다. 또한 CaO 함량이 낮아지고 $Fe_2O_3$ 함량이 증가함에 따라 강열감량은 (-)경향을 보였고 밀도는 증가하였다. 수은압입법에 의한 세공분포는 서냉 제강슬래그(SCSS)에 비해 매우 낮은 수치로 급냉에 의해 내부결함 및 미세기공률이 현저히 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 급냉 제강슬래그를 구성하는 주요 광물을 분석하기 위해 XRD, f-CaO 정량, SEM-EDAX 분석을 실시한 결과에서 f-CaO의 존재는 관찰되지 않았으며, 구성성분이 주로 $C_{12}A_7$과 반응성 ${\beta}-C_2S$로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.737-746
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• 2008

최근 들어 비파괴기술이 발달함에 따라, 콘크리트 구조물의 건전성 평가에 전자기 특성을 이용한 평가기법이 적용되고 있다. 시멘트 건설재료와 같은 절연성 재료는 고유한 유전상수 또는 전도율을 가지므로 특성화될 수 있는데, 이러한 전자기 특성은 물-시멘트비, 단위 시멘트 량과 같은 배합조건에 따라 변화하게 된다. 실내조건에 노출된 시멘트 모르타르는 일반적으로 수분에 포화되지 않으므로, 공극률이 전자기특성에 큰 영향을 미치는데, 이러한 공극률은 주로 초기재령에서 결정되어지며, 양생조건에 따라 매우 민감하게 변화한다. 본 연구에서는 4가지 종류의 물-시멘트비를 가진 시멘트 모르타르를 대상으로, 전자기 특성(유전상수, 전도율)을 광범위 대역인 0.2 GHz~20 GHz 범위에서 측정하였다. 각 시편은 배합 후 0일에서 28일까지 총 5가지의 다른 수중양생기간을 가지도록 하였으며, 28일 이후, 실내노출상태에서 전자기 특성을 측정하였다. 한편 28일 재령시, 수은압입법을 통하여 공극률을 분석하였으며, 실내상태의 수분손실을 측정하여 포화도를 평가하였다. 양생초기부터 변화하는 공극률을 평가하기 위해, 초기재령 콘크리트의 거동 평가 프로그램을 이용하여 시멘트 모르타르의 공극률 변화를 분석하였으며, 측정된 전자기 특성의 변화를 분석하였다. 전자기 특성을 영향인자(재령, 물-시멘트비)와 쉽게 비교하기 위해서, 5 GHz~20 GHz 영역의 값을 하나의 평균값으로 도출하였다. 초기재령에서 평균화된 유전상수와 전도율은 물-시멘트비의 감소에 따라서 선형으로 증가하였으며, 4주의 양생기간동안 물-시멘트비에 관계없이 양생기간의 제곱근에 비례하여 증가하였다.