• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.47-56
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• 2007

최근들어 고속도로, 고속철도, 지하철등의 건설이 증가하면서 터널의 건설도 늘어나고 있는 추세이다. 이러한 터널 공사에서 필수적으로 따르는 것이 숏크리트 공정이며 이러한 숏크리트의 시공은 앞으로도 더욱 증가할 추세에 있다. 그러나 숏크리트의 광범위한 시공에도 불구하고 여러 가지 문제점을 내포하고 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 현행 숏크리트의 현황과 문제점을 분석하고, 고품질의 숏크리트 시공을 위하여 실리카퓸 숏크리트의 성능 및 적용성에 대해 분석하였다. 또한 숏크리트의 장기적인 안정성 확보를 위해서는 복합적인 환경조건을 고려한 열화 특성을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 건습 반복, 동결융해 및 탄산화 등의 열화 인자를 복합적으로 적용한 열화 시험을 수행하였다. 특히, 우수한 강도 증진 효과로 국외에서 많이 사용되고 있는 실리카퓸을 적용하여 혼화재 치환에 따른 숏크리트의 장기 내구 특성을 평가하였다. 복합 열화 시험 결과 실리카퓸을 혼입한 숏크리트는 다른 배합에 비해 가장 양호한 결과를 나타냈고, 실리카퓸은 강도 증진 효과와 함께 강섬유 혼입에 의한 열화 현상을 최소한으로 감소시켜 숏크리트의 장기 내구성을 확보하는데 효과가 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.103-113
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• 2015

본 실험적 연구는 고속 비상체에 의한 충돌하중을 받는 강섬유보강콘크리트 패널의 내충격성을 파악하는데 그 목적이 있다. 본 실험에서는 또한 와이어매쉬 보강 유무에 따른 내충격성을 파악하였다. 강섬유 혼입률, 와이어매쉬 보강, 패널두께, 충돌속도, 골재크기를 변수로 조절하면서 고속충격을 가하여 실험체의 성능을 비교하였다. 강섬유의 혼입으로 인한 관입깊이에 대한 내충격성 향상은 미흡하였지만, 배면박리와 관통에 대해서는 내충격성 향상에 효과가 있었다. 이는 강섬유가 콘크리트매트릭스 내에서 가교효과를 발현하였기 때문이다. 그리고 와이에매쉬로 보강하였을 때 전면과 배면의 파괴면적은 감소하였고 관통과 배면박리에 대해서는 효과적이었지만, 관입깊이 억제력 향상에는 미흡하였다. 한편, 일부 실험체에서는 배면의 피복층을 따라서 쪼갬부착파괴가 발생한 경우도 있었지만, 대체적으로 와이어매쉬는 충격에 의한 패널의 휨변형을 억제하는 효과를 보였다. 관입 깊이의 관점에서는 20 mm 골재의 사용이 내충격성 향상에 효과적이었고, 전면과 배면의 파괴면적 감소 측면에서는 8 mm 골재의 사용이 20 mm 골재와 비교하여 보다 효과적이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2C호
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• pp.121-131
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• 2006

국내 숏크리트 강도기준은 고강도 숏크리트의 개발과 적용이 활발한 유럽과 비교해 볼 때 상대적으로 낮게 설정되어 있어서 고강도 숏크리트의 품질을 평가하기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 국내 숏크리트의 강도증진과 장기 내구성을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하기 위해 현장실험을 실시하였다. 현장실험은 고품질 혼화재와 고성능 급결제를 적용한 고강도 숏크리트를 지향하였고, 숏크리트의 강도증진에 미치는 혼화재와 급결제의 영향을 파악하고자 하였다. 그리고 유럽통합규격(EFNARC)에 의거하여 품질평가를 수행하였는데, 실험결과 알칼리프리계 급결제를 사용한 경우의 초기강도 증진율이 90~97%로 가장 높게 나타나 초기강도 증진효과에 알칼리프리계 급결제가 효과적이었다. 또한, 실리카 흄을 혼입한 숏크리트는 압축강도가 45.2~55.8MPa, 휨강도가 5.01~6.66MPa로 혼입하지 않은 경우에 비해 각각 37~79%, 17~61%의 강도증진 효과가 나타났고, 실리카 흄 치환율은 7.5~10%일 때 강도증진 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 현장실험 결과 국내 숏크리트의 고강도화를 위해서는 알카리프리계 급결제와 실리카 흄과 같은 고품질 혼화재의 사용이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.39-48
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• 2020

본 연구에서는 철과 니켈의 합금강 제조공정에서 발생하는 산업부산물인 페로니켈슬래그를 혼입하여 기존 결합재와의 화학반응 및 성능을 확인하였다. 고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그를 활용하여 시멘트 대비 치환률 50%까지 삼성분계 치환하여 실험을 통해 기초 물성 및 특징을 평가하였다. 실험 결과에 따르면 페로니켈슬래그를 혼입할 시 포졸란 반응이 기여하여 밀실한 내부 공극 및 수화물이 형성되었고, 수화열과 건조 수축 감소 효과도 나타났다. 압축강도는 초기 재령에는 다소 저조한 강도발현을 나타냈으나, 28일 장기재령으로 갈수록 강도 증가가 나타났다. 추후 최적 배합을 도출하여 용도에 맞게 활용할 경우 시멘트 결합재로서의 활용 가능성이 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.156-162
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• 2017

국내 시멘트 산업은 시멘트 제조 시 발생되는 $CO_2$를 감축하기 위해 $CO_2$발생의 주요 요인인 클링커 대신 시멘트 대체재료 사용을 확대하기 위한 다양한 기술 개발을 위해 노력하고 있다. 이에, 최근 플라이애시를 다량 치환한 하이볼륨 플라이애시 시멘트(HVFC)에 대한 연구 가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 플라이애시의 다양한 장점에도 불구하고 낮은 조기강도 발현 특성이 플라이애시를 다량으로 활용한 바인더의 현장적용에 있어서 가장 큰 문제로 지적되고 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 플라이애시 혼입률에 따른 HVFC 페이스트의 수화 및 압축강도 특성을 파악하기 위해, 플라이애시 혼입률 0~80%의 배합을 이용하여 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 HVFC 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 중량비의 50% 이상이 플라이애시로 치환된 페이스트의 응결시간이 증가하는 경향을 보아, 플라이애시 중량비 50%는 충진 효과의 임계점으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.117-124
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• 2015

건설분야에서 이산화탄소를 저감하기 위해 최근들어 친환경 혼화재료가 많이 사용되고 있다. 또한 콘크리트의 취성파괴를 보완하기 위해 다양한 섬유재의 사용이 고려되고 있다. 본 연구에서는 Rice Ash Husk를 10% 및 20% 치환한 콘크리트를 제조하였으며, 천연섬유 (코코넛 섬유)를 0.125%, 0.250%, 0.375% 혼입하면서 역학적 특성을 평가하였다. 평가를 위해 압축강도, 쪼갬인장강도, 휨강도, 내충격성, 부착강도 등이 평가되었으며, 휨부재의 하중에 따른 균열 및 변위를 분석하였다. RHA를 첨가한 콘크리트는 압축강도를 효과적으로 개선하였으며, 섬유재를 0.125%를 첨가하였을 때, 인장강도, 연성증가 그리고 균열저항성 등이 뚜렷하게 개선되었다. RHA 및 첨연섬유는 자원의 재활용 뿐 아니라 콘크리트의 성능도 개선할 수 있으므로 효과적인 건설재료라고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.5015-5020
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• 2015

기존에 제안된 Perfobond rib connector의 강도평가식은 압축강도가 약 50 MPa 이하의 콘크리트 강도 범위에 대한 Push-out test의 결과로 유도된 것으로서, 압축강도 80 MPa 이상의 초고성능 콘크리트에 대한 전단 연결재 성능 평가를 위하여 Perfobond rib 연결재의 전단강도를 파악하기 위한 Push-out test를 수행하였다. Perfobond rib connector의 제작변수는 관통홀의 지름 및 개수이며, 강섬유가 혼입된 180 MPa의 콘크리와 강섬유를 혼입하지 않은 압축강도 80 MPa의 콘크리트를 적용하여 콘크리트 강도 변화에 대한 전단강도 변화를 검토하였다. 실험결과, 콘크리트 강도와 홀의 개수가 증가함 따라 전단강도가 증가하며, 다웰 효과에 의한 전단강도 증가율도 큰 것으로 나타났다. 기존에 다른 연구자들이 제안한 강도식으로 계산된 예측치와 비교한 결과, 실험값은 Oguejiofor & Hosain[2]이 제안한 강도식에 근접한 결과를 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.79-86
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• 2018

본 연구에서는 폴리비닐 알코올 계면활성제와 폴리메틸 하이드로 실록산을 혼합하여 에멀젼 형태의 소수성 혼화제를 제조하였으며, 이를 적용한 모르타르의 강도와 역학적 성질을 평가하였다. 개발된 소수성 혼화제는 강도 감소가 나타나지 않았으며, 산화마그네슘 혼입 모르타르는 조기에 강도가 발현되는 것으로 나타났다. 수밀성의 경우에는 모르타르에 소수성 혼화제를 직접 배합한 경우에 투수계수가 크게 감소하는 것으로 분석되었으나, 메타카올린에 의한 효과는 크지 않은 것으로 관찰되었다. 표면의 소수성은 표면을 코팅한 시편에서 접촉각이 증가하여 소수성 표면을 만드는 것은 확인되었으며, 혼화제에 사용된 섬유와 메타카올린의 혼입율이 최적화되지 않아 초소수성 표면을 갖지는 못하는 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.144-151
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• 2017

이 연구에서는 순환굵은골재와 플라이애시를 사용한 콘크리트의 압축강도 및 탄성계수의 역학적 특성을 연구하였다. 실험변수로써 굵은순환골재의 치환율과 플라이애시 치환율을 고려하였다. 실험에서 고려된 순환굵은골재의 치환율은 0, 30, 50 및 70%이고, 플라이애시 치환율은 0, 15 및 30%이다. 실험변수에 따른 순환골재 콘크리트의 7일, 28일 및 91일 재령의 압축강도와 탄성계수 특성을 분석하였다. 플라이애시를 혼입하지 않은 콘크리트의 압축강도와 탄성계수에 비해 플라이애시 치환율이 30%인 배합의 각 재령별 압축강도와 탄성계수 감소효과는 뚜렷하게 나타난다. 따라서 순환골재콘크리트에서 30%이하 수준의 플라이애시의 혼입이 역학적 특성 측면에서 적정하다고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.141-148
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• 2016

본 논문은 구형 비상체에 의한 충격하중을 받는 강섬유보강 콘크리트 패널의 거동에 대해 유한요소법을 사용하여 연구를 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 재료 물성치와 비선형구간에 대한 응력-변형 관계는 압축시험과 휨시험을 통해 구하였다. 여러가지 변수 중, 강섬유 체적비와 패널의 두께에 따른 해석을 수행하였고 실험결과와 비교하였다. 강섬유를 혼입함으로써 콘크리트 패널의 방호성능이 향상됨을 확인하였다. 강섬유를 혼입하면 중량 및 면적손실률이 감소하는 효과가 있다. 또한, 유한요소법을 이용하여 파단모드에 대해 예상하였으며 그 결과는 실험과 유사한 경향을 보였다. 이 결과들은 방호 목적의 군용 건물과 기타 건축물의 고속 비상체에 대한 보호를 위한 설계에 대해 적용될 수 있음을 제시하였다.