• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.84-89
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• 2018

최근 자기치유 재료에 대한 연구는 보수하기 힘들거나, 보수비용이 많이 소요되는 구조물에 대해 구조물 스스로 손상을 치유하여 사용수명을 증가시키기 위해 많이 수행되어오고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 자기치유 평가 방법으로는 투수시험이 있다. 하지만, 자기치유 평가 방법에서 자기치유 성능은 콘크리트의 초기 균열 폭에 큰 영향을 받지만 일관된 기준을 가지고 있지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 기존 연구에서 사용한 균열 폭과 투수량을 기반으로 균열 폭-투수량의 상관관계와 시간-투수량의 상관관계를 분석하였다. 또한, 광학현미경을 이용하여 측정한 초기 균열 폭은 신뢰성이 떨어지므로 Poiseuille flow에서 ${\alpha}$값을 도출하여 시간-균열 폭에 대한 상관관계를 분석하여 시간-투수량과 시간-균열 폭에 대한 경향을 분석하였다.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.289-298
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• 2023

본 연구에서는 자기치유 구체방수제를 개발하기 위한 일환의 연구로써, 구체방수제의 제조특성 및 방수성능 평가를 수행하였다. 마이크로캡슐 활용 구체방수제의 최적 조성비를 모르타르단계에서 플로우, 압축강도, 투수율 및 투수비 특성 평가로 얻고자 하였으며, 콘크리트용 자기치유 구체방수제의 치유성능 평가를 위한 기반 자료로써 활용하고자 하였다. 자기치유 구체방수제의 기준 재료인 구체방수제 주재료는 보수용도로 많이 사용되는 규산염계 무기재료 3종을 사용하였으며, 실험 결과로 규산칼륨이 높은 조성비를 가지는 SIM-2가 적합한 것으로 판단하였다. 구체방수제의 분산성을 높이기 위하여 계면활성제 혼합률은 0.03 %가 적합한 것으로 나타났으며, 점도 조절을 위하여 증류수 혼합률은 0.2 %가 적합한 것으로 나타났다. 자기치유 구체방수제의 치유소재로 사용된 마이크로캡슐의 사용량은 0.5 % ~ 0.7 % 범위에서 KS F 4949 시멘트 혼입 폴리머계 방수재에 내투수 성능 및 KS F 4926 콘크리트용 수밀혼화재 시험평가를 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.463-469
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• 2016

본 연구에서는 팽창재-팽윤재-결정성장 촉진제로 구성된 자기치유 재료(SH-PO-0)와 칼슘이온 용출을 촉진하는 인산염계 혼화재(PO)를 첨가한 자기치유 재료(SH-PO-5, 15, 30)를 사용한 모르타르의 압축강도 및 투수성능을 평가하였다. SH-PO-0는 OPC 대비 28일 압축강도는 9% 감소하였지만, 투수량 감소비는 OPC 대비 현저히 낮아, 자기치유 재료의 유효성을 확인하였다. PO의 첨가량이 증가함에 따라 압축강도는 감소하고, 초기재령에서 투수성능은 개선되는 경향을 나타내었고, 적정 PO 치환율은 15% 수준이었다. SH-PO-15는 SH-PO-0 대비 28일 압축강도는 8% 이내에서 감소하였고, 초기 재령에서 투수성능이 더욱 개선되었으나, 장기재령까지 이어지지는 않았다. SEM-EDS분석에 의해 SH-PO-15의 칼슘 이온량이 더 많이 고정화되어 있음을 확인하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.149-150
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• 2023

Although concrete is a material widely used in the construction industry, it is very vulnerable to cracking and has a disadvantage in that durability deteriorates when cracks occur. When cracks occur, harmful factors are introduced through the micro-cracks of the structure, reducing durability. Therefore, in this study, as part of a study to alleviate the problems of maintenance and durability deterioration due to cracks in concrete structures, the mechanical properties of self-healing mortar according to the size of the capsule made of cement material were reviewed.

• 시멘트 심포지엄
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• 통권45호
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• pp.108-114
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• 2018

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.88-96
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• 2020

이 연구에서는 고흡수율 폴리머(SAPs)를 포함하는 시멘트계 재료의 자기치유에 대한 습윤/건조 반복 작용의 영향을 실험적으로 평가하였다. 매 주기마다 SAP 함량을 변수로 하는 시멘트 페이스트 시편을 균열 이후 1시간 동안 습윤 조건에 노출시키고(흡수율시험 및 투수시험 진행), 47시간 동안 건조 조건에 노출시켰다. 흡수율시험 결과 SAP 미혼입 시편, SAP 0.5%, SAP 1.0%, SAP 1.5% 혼입 시편의 균열을 통한 흡수율이 각각 1주기 대비 8주기 이후 22.9%, 36.8%, 42.8%, 46.3% 감소한 것으로 나타났다. 또한, 투수시험 결과 모든 시편의 균열을 통한 물 유출량은 습윤/건조 주기에 따라 점차 감소하였으며, 특히 SAP 함량이 증가할수록 유량 감소율은 증가하였다. 또한, X-ray CT 분석을 통해 균열 내 SAPs의 유입수에 의한 팽윤 거동이 확인되었다. 실험 결과는 SAPs가 유입수를 흡수하여 팽윤함에 따라 유효 균열폭이 감소될 수 있고, SAPs는 흡수한 물을 건조 조건에서 주변 균열부에 공급함에 따라 치유 생성물의 형성을 촉진시킬 수 있음을 나타낸다. 이 연구의 결과는 SAPs의 혼입이 균열의 수밀성을 증가시킴에 따라 시멘트계 재료의 자기치유 성능을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.81-87
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• 2020

본 연구에서는 자기치유 콘크리트의 배합에 따른 수화과정을 해석하였다. 시뮬레이션을 위해 열역학적 모델 GEMS를 사용하였으며, 시멘트 수화모델로 Parrot & Killoh의 경험적 모델을 미소수화열시험의 결과와의 비교분석을 통해 타당성을 검증하였고, 본 연구에서 바인더로 치환하여 사용하는 클링커의 수화모델을 제시하여 사용하였다. 클링커를 0%, 10%, 20%, 30%로 치환한 배합에 따른 시뮬레이션 결과로 클링커를 사용한 배합이 균열시점에서 자기치유물질 생성량이 대폭 증가하는 것으로 확인되었다. 그러나 치환율이 증가함에 따라 CSHQ와 Portlandite의 생성량이 감소해 콘크리트의 기본적 특성인 강도와 내구성에 영향을 주는 것으로 판단되며, 본 논문에서 고려한 자기치유 콘크리트 배합중 클링커를 10%를 치환한 SHP-10배합이 가장 효율적인 재료인 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.485-500
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• 2020

소규모 설비, 시공 용이성 등 다양한 장점으로 인하여 국내의 건설현장에서 광범위하게 사용되고 있는 그라우팅 관련 기술은 과거에 비해서 비약적으로 발전되었지만 품질의 균질성, 장기 내구성 및 환경공해 등의 문제점에 대한 개선 노력은 현재까지도 지속되고 있다. 최근 국내에서는 물유리계 그라우팅 재료가 갖는 낮은 강도와 내구성, 용탈현상 발생 등의 문제점을 개선하기 위하여 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법이 개발되었다. 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법은 주입재가 지반 내 물과 반응하여 생성한 결정 성장형 자기치유 물질에 의해서 주입재와 지반이 일체화되기 때문에 지반의 내구성 및 차수성 향상, 용탈방지 및 친환경성 등을 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 △△터널 및 주변지반을 대상으로 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법의 예비시험 및 현장적용(표준관입시험, 현장투수시험, 공내 전단시험, 공내재하시험, 지시약반응시험 등)을 실시하였고 시공 전·후에 대한 실규모 시공조건에서의 주입범위, 차수 및 지반개량 효과 등을 비교, 분석하였다. 예비시험 및 현장적용 결과를 바탕으로 자기치유 물질을 이용한 그라우팅공법의 현장적용성 및 개량효과는 양호한 것으로 파악되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.501-511
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• 2009

이 연구는 콘크리트구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화와 콘크리트구조물의 장기 수명화를 목적으로 번잡한 검사나 보수작업을 필요로 하지 않고, 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검 등이 필요 없이 미생 물의 생체광물형성작용을 이용하여 콘크리트 그 자체에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 내용이다. 이 논문은 콘 크리트에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 연구 중 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 미생물의 생체광물형성작 용(biomineralization)을 이용한 자기치유 콘크리트 개발에 관한 기초적 연구로서, Sporosarcina pasteurii가 탄산칼슘을 석 출시키는 biomineralization을 이용하여 미생물이 신진대사 작용을 할 때의 탄산칼슘 석출 반응에 의한 세포 외에 다른 화합물의 생성, 탄산염광물의 석출 및 모래표면을 고화시켜 모래의 입자를 접착하는 바인더로서의 이용을 검토 하였다. 그 결과 새로운 광물 형성 및 모래표면의 고화가 어느 정도 가능한 것이 확인되었으며, 또한 유기(미생물)·무기(CaC$O_3$) 복합 구조를 가진 calcite에 의해 균열의 보수도 어느 정도 가능한 것이 기초실험을 통해 확인할 수 있었다. 따라서 콘 크리트구조물에 이러한 미생물의 신진대사 작용에 따른 생체광물형성작용의 이용은 미생물과 같이 완성된 진정한 의미 의 자기치유 콘크리트가 될 것으로 사료되며, 이러한 미생물의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것이다.