• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.189-195
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• 1998

콘크리트 구조물이 초기재령에서 외기에 노출될 때, 수부확산으로 인하여 수분의 이동이 일어나고, 또한 자체건조도 발생한다. 이러한 콘크리트 내부의 수분확산과 자체건조에 의하여 콘크리트의 위치에 따라 상대습도가 변호한다. 특히 고강도 콘크리트의 경우에 단위 시멘트량을 많이 사용하기 때문에 , 초기재령에서 콘크리트 단면의 수분분포는 자체건조에 의하여 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 초기재령에서 외기에 노출된 콘크리트 내부의 여러 위치에서 상대습도를 측정하였다. 또한 자체건조로 인한 콘크리트의 상대습도 변화를 측정하여 초기재령에서 수분확산과 자체건조가 콘크리트 내부의 각 위치에서 상대습도에 미치는 영향을 검코하였다. 그리고 수분확산 이론에 의하여 해석결과와 실험결과를 비교하여 \ulcorner재령에서 수분확산 이론의 타당성을 검증하였다. 저강도 콘크리트 단면의 수분분포는 주로 수분확산에 의하여 영향을 받았으며, 자체건조의 영향은 매우 작게 나타났다. 그렇지만 고강도 콘크리트는 수분확산 뿐만 아니라 자체건조에 의하여도 영향을 받았다. 또한 수분확산 이론에 의한 해석결과는 실험결과를 잘 예측하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.382-391
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• 2002

본 연구에서 초기재령 콘크리트의 크리프 특성을 고려한 단면 내 온도 및 수축응력을 구하는 3차원 유한요소 해석 프로그램을 개발하기 위한 수치해석 절차에 관하여 정립하였다. 최근 들어 구조물의 노후화에 따른 콘크리트의 내구성에 대한 관심이 고조되고 있고, 초기재령에서 발생하는 균열은 구조물의 내구성 및 사용성과 같은 장기적인 성능에 큰 영향을 미친다. 많은 토목 기술자들이 초기재령 콘크리트의 체적변화에 의한 응력 및 균열 문제를 심도 깊게 다루지 않는 데는 장기적인 내구성과 사용성에 대한 인식이 부족하고, 경화가 진행되는 콘크리트의 체적변화는 매우 복잡한 영향인자를 고려해야 되기 때문이다. 또한 초기재령 콘크리트의 체적변화로 인한 응력을 예측하는 기존 프로그램들은 주로 수화열에 의한 온도 및 열응력 해석에 국한되거나, 수화과정과 연계되지 않은 습도분포에 의한 수축 응력해석을 대상으로 한다. 따라서 본 연구에서는 초기재령 콘크리트의 체적 변화에 의한 모든 응력 요소를 하나의 통합적인 해석 시스템으로 구성하여, 초기재령 콘크리트의 균열 제어 수단으로 활용하고자 한다. 본 연구는 초기재령 콘크리트의 온도 및 수분에 관련된 재료 물성 뿐 만 아니라 역학적 특성 등 모든 재료 물성을 수화도에 기초하여 모델링하였다. 또한 콘크리트가 강성을 가지는 시점부터의 초기재령 크리프 실험을 수행하고, 그 결과로부터 수화도에 따른 크리프 거동을 모델링하여 해석 프로그램에 반영하였다. 개발된 해석프로그램을 이용하여 수치해석 결과와 실험결과를 비교하여 그 타당성을 검증하고, 해석 예제를 통하여 각 변형률 성분에 의한 잔류 응력의 변화 양상을 비교, 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.15-25
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• 2006

초기재령 콘크리트 수화과정의 메카니즘과 초기재령 콘크리트 균열 제어기법의 개발은 주로 매시브한 콘크리트를 대상으로 실험적 연구와 수치해석적 연구가 이루어져 왔으나 철근 콘크리트 라멘교의 상부슬래브와 같이 비교적 두께가 적은 부재에 대해서는 연구 내용이 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 4개의 철근 콘크리트 라멘교의 상부 슬래브에 대한 수화열을 현장 실측하여 온도이력과 강도 발현 모텔 및 건조수축 모델에 의한 응력들을 근거로 하여 초기 재령 철근 콘크리트 라멘교의 상부슬래브에 발생할 수 있는 균열을 제어할 수 있는 설계기법을 제시하였다. 본 연구의 해석기법을 이용하여 초기재령 철근 콘크리트 라멘교의 상부슬래브에 발생되는 균열 폭을 계산하여 균열제어를 위한 철근량 산정방법을 제시하였고, 설계하중 재하 시 배력철근으로만 취급되는 헌치부의 철근이 초기재령 철근콘크리트 라멘교의 온도응력 검토 시에는 주철근이 됨을 알 수 있었다. 제안한 해석기법은 초기재령 철근콘크리트 라멘교의 온도균열제어를 위한 설계에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권3호
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• pp.143-152
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• 1998

본 연구에서는 콘크리트 강도에 미치는 양생온도의 영향이 양생시점에 따라 어떻게 변하는지에 대한 실험과 기존의 모델식을 이용하여 분석을 수행하였으며, 양생시점의 영향을 고려한 수정된 등가재령식을 제시함으로써 새로운 강도예측식을 개발하기 위한 기초연구이다. 이를 위해 2종류의 물.시멘트비에 대하여 각각 11종류의 양생이력을 고려한 실험을 수행하였다. 실험변수로는 3종류의 양생온도 (5 $^{\circ}C$, 20 $^{\circ}C$, 4$0^{\circ}C$)와 4종류의 양생시점(0~1일. 1~2, 2~3, 6~7일)을 선정하였다. 또 기존의 Saul 및 Arrhenius 모델식을 이용하여 실험결과를 분석하여 양생시점의 영향을 도입한 각각 수정된 등가재령식을 제시하였다. 실험결과에서 초기재령에서 고온 양생한 경우에는 초기에는 높은 강도를 나타내지만 재령이 증가할수록 오히려 낮은 강도를 나타내었다. 또 초기에 저온으로 양생한 콘크리트는 그 반대의 경향을 보였다. 기존의 등가재령식에서는 같은 등가재령에서도 압축강도는 양생시점에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 기존의 모델식은 특히 초기재령에서의 강도예측결과가 실험결과와 잘 맞지 않았으나 이 논문에서 제시된 수정된 등가재령식은 실험결과와 잘 일치하는 결과를 보여 주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.481-488
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• 2009

시멘트페이스트, 모르타르 및 콘크리트의 자기수축의 크기 및 발현율은 초기재령 내부온도의 이력과 크기에 의해 영향을 받는다고 보고된 바 있으나, 초기재령 수화열과 자기수축에 대한 구체적인 관계분석은 아직 미흡한 실정 이다. 이 연구에서는 초기재령 수화온도 및 자기수축의 이력특성에 대한 분석방법을 제시한 선행연구를 기초로, 시험체 크기 및 수화지연 효과에 따른 고강도콘크리트의 초기재령 수화열과 자기수축의 거동특성 및 상관관계를 분석하였다. 또한 자기수축에 의한 균열평가시 유효자기수축의 기준이 되는 응결시간과 수화온도 및 자기수축의 이력과의 관계도 검토하였다. 그 결과, 시험체가 매스화될수록 초기재령 수화발열 상승구간의 수화온도 상승량 및 수화발열 상승속도, 자 기수축 증가구간의 자기수축 증가량 및 자기수축 속도는 증가하는 것으로 나타났으며, 지연제를 사용할 경우 그 값은 감소하는 것으로 나타났다. 초기재령 콘크리트의 수화발열 상승속도가 증가하면 자기수축 속도는 증가하며, 이와 더불 어 재령 91일 자기수축도 증가하는 것으로 나타나, 종국 자기수축은 초기재령 수화발열상승 속도에 의해 영향을 받을 수 있을 것으로 사료된다. 한편, 콘크리트 균열평가시 유효자기수축의 기준이 되는 응결시간과 변곡점 및 수화온도 상 승시점은 시멘트의 수화반응 과정에 있어 서로 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.58-66
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• 2002

본 연구의 목적은 유효탄성균열모델과 점성균열모델의 개념에 기초한 임계응력확대계수, 임계균열단개구변위와 파괴에너지, 이선형 연화 곡선같은 콘크리트의 파괴특성들을 초기재령 콘크리트에 관해 구명하는 것이다. 이를 위해 모드 I의 파괴를 일으킬 수 있는 쐐기쪼갬시험이 노치가 있는 육각형의 쐐기 시험체에 대하여 수행되었다. 강도와 재령의 변화에 따라 하중-균열입구변위 곡선이 얻어졌으며, 이것은 선형탄성 파괴역학과 유한요소법에 의해 분석되었다. 실험 결과를 분석한 결과, 재령 1일부터 재령 28일까지의 임계응력확대계수와 파괴에너지는 증가하였으며, 임계균열단개구변위는 감소하였다. 또한 수치해석을 통하여 재령 1일부터 재령 28일까지의 이선형 연화 곡선의 네 파라미터를 구할 수 있었다. 이렇게 얻어진 초개재령 콘크리트의 파괴특성치와 이선형 연화 곡선은 초기재령 콘크리트의 파괴 기준과 유한요소해석시의 입력 상수로서 사용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.331-340
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• 2002

본 연구에서는 해사를 사용한 초기재령 콘크리트의 자기 및 건조 수축의 구속에 의한 균열발생을 재현하기 위해 유한요소 해석을 실시하였다. 이를 위해 미시역학적 관점에서 열역학적 평형관계를 토대로 해사를 사용한 초기재령 콘크리트의 수화발열 모델, 수분이동 모델 및 건조수축 예측 모델 등의 재료 모델을 정립하여 해석알고리즘을 제안하였고 초기재령에서 해사를 사용 한 콘크리트의 자기 및 건조수축의 구속에 의해서 발생하는 구속응력의 경시변화와 그에 따른 균열발생 및 시기에 관한 균열평가를 목적으로 염분 함유량을 변화시킨 콘크리트의 시편에 대하여 일축 방향 변형구속 실험을 실시하였다. 실험결과 초기재령 콘크리트내 염분 함유량의 증가가 강도발현에 큰 영향을 미치지 못하는 반면 건조수축량을 증가시키므로 일축 방향 변형 구속시 동일 재령에서 높은 구속인장력이 발생하고 그로 인해 균열발생시기를 앞당기는 것을 밝혔다. 또한 구속시험과 동일한 조건으로 해사를 사용한 콘크리트 시편에 대한 응력해석을 실시하여 부재내부에 도입된 건조수축 응력 및 균열 발생의 시간 의존적 변화를 재현하여 그 타당성을 실험결과와 비교를 통해 검증하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.164-171
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• 1995

재령 초기에 발생하는 부등건조수축과 시멘트의 수화반응에 의한 수화열은 초기재령 콘크리트 균열의 주요 원인이다. 다라서 재령 초기 콘크리트의 균열 발생 여부를 예측하기 위해서는 수화열과 부등건조수축에 의하여 발생되는 응력의 계산이 필수적이며, 이를 위해서는 초기 재령 콘크리트의 역학적 성질 파악이 매우 중요하다. 이 연구에서는 콘크리트의 동탄성계수와 압축강도, 정탄성계수와 같은 역학적 성질들과의 관계를 구명하기 위하여 공명주기법을 이용한 비파괴 실험을 실시하였으며, 얻어진 실험결과를 기존 예측식과 비교하였다. 또한 기존의 실험치와 이 연구의 실험치를 이용하여 보다 정확한 예측식들을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.11-18
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• 2005

온도 및 수분의 변화로 인하여 초기재령 콘크리트에서 발생하는 응력을 합리적으로 예측하기 위해서는 초기재령 콘크리트의 경화특성을 실제적으로 표현할 수 있는 컴플라이언스 함수가 필요하다. 그러나, 기존의 컴플라이언스 함수는 경화된 콘크리트의 데이터로부터 도출되어 초기재령 콘크리트의 특성을 합리적으로 표현하지 있지 않다. 또한 탄성 컴플라이언스를 측정하는 기존의 실험에서는 하중도달시간이 존재하므로 탄성 컴플라이언스와 크리프 컴플라이언스의 구분이 모호해지며 탄성 컴플라이언스에 크리프의 영향이 존재하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 먼저 순간 컴플라이언스 함수를 실제적으로 추정할 수 있는 실험적 방법론을 제시하였다. 제시된 실험적 방법론을 이용하여 다양한 하중도달시간과 재령에 대하여 준-순간 컴플라이언스를 실험적으로 측정하여 순간 컴플라이언스를 제시하였다. 또한 초기재령 콘크리트에 대하여 크리프 실험을 수행하였다. 이로부터 고체화 이론에 기초하여 콘크리트의 컴플라이언 함수를 표현하는 B3 모델을 초기재령 콘크리트에 합리적으로 적용될 수 있도록 수정하여 제시하였다. 따라서 본 연구에서 제안된 컴플라이언스 함수는 초기재령 콘크리트의 시간에 따른 응력을 합리적으로 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.89-100
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• 1998

본 연구는 양생온도이력이 콘크리트 강도에미치는 영향을 평가하기 위한 것으로 물 시멘트비가 60%, 45%, 26%인 3종류의 콘크리트에대하여 5$^{\circ}C$부터 5$0^{\circ}C$까지의 항온양생과 초기재령에 고온도이력을 변수로 한 변동온도양생을 실시한 공시체의 압축강도를 측정하였다. 또한 그 실험결과에 강도평가 방법의 하나인 Maturity 개념을 도입하여 강도평가에 미치는 재령, w/c, 온도이력 등에 대한 영향을 평가하였다. 항온양생 실험결과에 따르면 물시멘트비가 낮을수록 초기재령에서의 강도발현은 높게 나타나며 양생온도 5$0^{\circ}C$인 경우를 제외하고 재령7일까지의 강도발현은 양생온도가 높을수록 크게 나타나고 있다. 한편, 변동온도양생실험결과에 의하면 초기재령에서 고온양생한 콘크리트의 강도발현은 물시멘트비의 영향을 크게 받으며, 1주 이후의 양생온도가 강도발현에 미치는 영향은 1주까지의 고온도이력에 대한 영향에 비교해 2차적이다. 기존의 Maturity개념인 Saul-Bergstrom의 함수와 Ooi의 함수를 가지고 항온 및 변동온도 양생실험결과를 분석한 결과, 전체적으로 Saul-Bergstrom식에 의한 경우가 실험값과의 차이가 작게 나타났으나 두 식 모두 Maturity 가 큰 경우에는 계산에 의한 값이 실험에 의한 값보다 크게 나타나고 있어 장기 재령시 강도평가는 한계강도 개념을 고려한 새로운 Matruity함수를 제안할 필요가 있다.