• 한국도로학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.87-99
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• 2006

본 연구는 도로포장 재료의 상대습도를 편리하고 신뢰성 있게 측정할 수 있는 방법을 파악하여 도로포장 재료의 수분변화 특성을 분석할 수 있는 가능성을 연구하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 먼저 대기의 습도를 여러 가지의 센서를 이용하여 측정한 후 비교 분석하여 센서의 정확성 및 측정치의 보정 방법에 대한 연구를 수행하였으며 신뢰성이 확인된 센서를 이용하여 시멘트 몰탈 시편의 초기 경화 과정 및 실외 상태에서의 습도를 측정하여 분석하였다. 또한 습도측정용 센서를 이용하여 도로포장 재료의 투수성을 분석할 수 있는 몇 가지 방법에 대한 기초 실험도 수행하여 습도 측정을 통해 재료의 투수 특성 분석 가능성도 시험하였다. 연구 결과 Hygrochron을 이용하여 도로포장 재료의 습도를 측정하는 것이 여러 측면에서 유리한 것으로 판단되었으며 이러한 센서를 장착하는 방법 및 측정값을 보정하는 방법을 파악하였다. 몰탈 시편은 시편의 습도가 대기 습도의 증가 또는 감소하는 추세에 따라 변화하기 보다는 대기 습도에 접근하는 방향으로 변화한다는 것을 알았으며, 시편의 표면과 내부에서의 습도변화에는 확연한 지연이 생기는 것도 발견하였다. 또한 습도 측정용 센서는 도로포장 재료의 투수성을 측정하기에도 매우 적합하며 습도 측정값을 이용하여 재료의 투수 속도를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.251-259
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• 2014

교량/토공 접속부는 교량에서 토공으로 또는 그 반대방향으로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부구조의 지지강성이 급격히 변화하기 때문에 차량 주행안정성에 매우 큰 영향을 미친다. 과거 유도상궤도를 사용할 때에는 접속부에 대한 성능요구조건이 높지 않았으나, 운행속도가 고속화되고 콘크리트궤도가 도입되면서 유지보수와 열차주행안정성에 상당한 영향을 미침에 따라 높은 성능수준을 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존의 교량/토공 접속구조의 단점을 보완하고 성능을 개선하기 위한 방안으로 토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강된 접속구조를 제안하고 실물가속시험을 통한 성능평가를 수행하였다. 제안된 접속구조는 토목섬유를 이용하여 어프로치블럭을 보강하는 방안으로써 보강토 교대와 유사한 구조를 가지며, 사용재료는 시멘트처리된 흙자갈을 적용함으로써 유용토의 활용을 증대시키고 우수의 침입을 저감시켰다. 실물가속시험항목은 구조별 탄성변위, 누적 침하, 함수비, 교대에 작용하는 수평 및 수직 토압이며, 비교검토를 통해서 장기공용성능의 개선정도를 파악하고자 기존 접속구조와 제안 접속구조에 대한 시험을 동일조건하에서 수행하였다. 실물가속시험 결과, 제안구조가 침하 및 토압경감 측면에서 우수한 성능을 나타내었고 함수비 변동에 대해서도 저항성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.19-26
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• 2017

콘크리트는 다공성 건설재료이며, 매립된 철근의 부식은 내구성 및 안전성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 비파괴 검사인 반전위측정값과 생성된 부식량과의 상관성을 피복두께, 물-시멘트비를 고려하여 도출하는 것이다. 이를 위해, 3가지 수준의 물-시멘트비와 4가지 수준의 피복두께를 가진 시멘트 모르타르 시편이 제조되었으며, 3가지 수준의 촉진부식기간을 고려하여 부식량 및 반전위를 측정하였다. 습윤상태에서는 반전위가 크게 증가하였으며, 부식량과 촉진기간은 선형적인 관계를 가지고 있었다. 부식량이 증가할수록, 피복두께가 감소할수록, 물-시멘트비가 증가할수록 반전위는 증가하였다. 전체의 반전위 측정값을 부식량과 비교할 경우 0.67의 낮은 결정계수를 가지고 있었으나 부식량(촉진기간)을 고려하여 3가지 수준을 고려할 경우 0.90이상의 높은 결정계수를 가지고 있었다. 실내조건과 같이 온도가 일정하고 포화상태일 경우, 측정된 반전위는 부식량과 선형적인 상관성을 가지고 있었으며, 피복두께, 물-시멘트비, 철근직경, HCP의 측정범위를 알 수 있다면, 매립된 철근의 부식량을 예측할 수 있다고 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.147-153
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• 2015

독성 소재를 활용하여 하천생태복원 사업을 추진할 경우, 수생 생물이 직접적으로 독성물질에 노출되어 다양한 생물학적 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 하천사업에 활용되는 콘크리트 소재의 독성을 분석하기 위해 한국산 무당개구리(Bombina orientalis)배아를 이용하여 생존율과 기형발생률 측면에서 발생독성 분석을 수행하였다. 콘크리트 바인더들의 독성을 평가한 결과, 무당개구리 배아의 생존율은 대조군 (control), 식물성 폴리우레탄(P1), 우레탄(P2), 시멘트(C) 실험군에서 각각 100%, 94-95%, 66-89%, 0%로 나타났다. 기형발생률은 대조군, P1, P2, C 실험군에서 각각 10.5%, 5.3-10.5%, 26.3-27.8%, 35.7%로 나타났다. 시멘트의 독성이 가장 강하게 나타났으며, 상대적으로 식물성 폴리우레탄의 독성이 가장 약한 것으로 나타났다. 또한, 충분한 양생시간을 가짐으로써 용출되는 독성물질이 저감되는 것을 확인하였다. 이상의 결과들로서 시멘트와 폴리우레탄은 양서류의 초기발생을 저해하는 것이 확인되었다. 본 연구는 하천복원을 위한 소재의 선택에 있어 생물학적 안전성을 검토하는 것이 매우 중요하며, 친환경 소재 및 친환경 공정 선택의 중요성을 보여준다.

• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.363-369
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• 2011

콘크리트 제조 시 사용되는 잉여수를 지연 흡수시키기 위하여 역유화중합법으로 중합된 가교 poly(sodium acrvlate) (cPSA)를 ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)로 표면 가교시켰다. cPSA의 제조에서 연속상은 paraffin liquid, 단량제는 8 M 농도의 NaOH 수용액으로 90% 중화된 acrylic acid(AA), 가교제는 N,N-methylene bisacrylamide(MBA), redox 개시제는 ammonium persulfate(APS)와 sodium metabisulfite(SMBS)를 사용하여 역유화중합법으로 제조하였다. 제조된 cPSA는 EGDMA플 사용하여 표면 가교 반응을 수행하였다. 시멘트 수용액에서 $Ca^{2+}$ 이온과 cPSA의 상호 작용을 관찰하기 위하여 FTIR spectroscopy 분석법을 사용하였다. 제조된 흡수제들을 탈이온수 $Ca(OH)_2$ 수용액(pH 12) 및 시멘트 포화 수용액에서의 팽윤비를 측정하였으며, cPSA는 2시간만에 팽윤이 완료되었지만, 표면이 가교된 cPSA-EGDMA는 3시간 후 팽윤이 거의 완료되는 것을 관찰하였다. 또한 합성한 cPSA-EGDMA를 첨가함으로써 시멘트의 응결시간과 모르타르의 압축강도 증가를 관찰하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.268-275
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• 2021

콘크리트의 강도를 결정하는 3가지 요인은 시멘트 페이스트의 강도, 골재의 강도, 골재와 시멘트페이스트 계면영역의 강도가 있다. 이 중 계면영역의 강도가 가장 취약하다. ITZ(Interfacial Transition Zone)는 10~50㎛로 형성되며, 수산화칼슘의 비율은 높아지고, CSH는 낮은 비율을 나타낸다. 높은 수산화칼슘 비율은 ITZ의 부착강도 저하의 원인이 된다. 이로인해 ITZ는 더 약한 영역이 된다. ITZ의 문제점은 경량골재를 활용할 때 더 불리한 요소로 나타난다. 계면특성의 기존연구는 계면파괴인성을 측정하고, 계면에 영향을 주는 인자들을 파악했고, 굵은 골재를 사용하지 않은 시멘트 경화체에 SEM과 XRD분석을 진행했다. 또한 EMPA-BSE장비를 활용하여 미세구조를 파악하였다. 하지만 기존의 연구에서는 미세구조와 역학적 성질 파악에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 천연골재와 경량골재 계면을 파악하기 위해 EIS측정 장비를 활용하여 전기저항을 측정하는 방식을 채택하였고, 경량골재 겉면을 고로슬래그 코팅을 통해 계면상태의 변화를 실험하였다. 실험결과, 천연골재와 경량골재의 압축강도는 밀도가 높은 천연골재 높은 강도를 나타냈고, 경량골재 표면 코팅 시 천연골재 이상의 강도를 나타냈으며, 골재 종류별 전기저항의 차이를 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.116-122
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• 2019

본 연구는 석탄가스화 용융슬래그(이하 CGS)를 콘크리트용 잔골재로의 활용성을 검토하기 위한 기초 단계로 시멘트 모르타르 조건에서 CGS 치환율에 따른 특성을 평가하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로는 양호한 품질의 부순 잔골재(이하 CSa) 및 불량 입도의 부순 잔골재와 해사를 혼합한 잔골재(이하 CSb+SS) 공히 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으나, 공기량은 반대의 경향으로 감소하였다. 압축강도는 CGS 치환율이 증가할수록 포물선의 경향을 보였으며, 재령 28일을 기준으로 CSa를 사용한 경우는 CGS 50%, CSb+SS를 사용한 경우는 CGS 75%에서 가장 높은 강도값을 나타내었다. 휨강도는 CGS 25% 및 50%에서 최대치를 나타냈으나 전반적으로는 압축강도와 유사한 경향으로 나타났다. 상호비교로서 CSb+SS와 대비하여 CSa에서 압축강도 및 휨강도가 약 5% 정도 높게 나타났으며, CGS 사용 유무에 따라서는 CGS를 사용하였을 때 높은 강도일수록 크게 나타났다. CGS 치환율에 따른 모르타르의 품질을 종합적으로 검토한 결과, CGS를 잔골재에 50% 전후로 혼합하여 사용한다면 유동성 확보 및 강도증진에 긍정적으로 기여하여 자원 재활용 및 품질향상을 동시에 도모할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.349-354
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• 2023

본 연구는 시멘트 산업의 CO₂ 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO₂ 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO₃ 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO₃의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO₂의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.576-587
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• 2015

본 연구에서는 하중조건과 혼화재료의 영향을 고려하여 콜드조인트를 가진 콘크리트의 투수성을 정량적으로 실험적으로 평가하였다. 물-결합재비 0.6과 40%의 고로슬래그 미분말 치환률을 가지는 콘크리트 시편에 콜드조인트 콘크리트를 유도하였으며, 압축영역에서는 최대응력의 0%, 30%, 60%, 인장영역에서는 최대응력의 60%로 하중수준을 고려하여 투수성을 평가하였다. OPC 콘크리트 투수계수는 Control에서 $2.41{\times}10^{-11}m/s$로 평가되었는데, 압축하중 30% 조건에서 $2.07{\times}10^{-11}m/s$로 감소하였으나 60% 조건에서는 $2.36{\times}10^{-11}m/s$로 증가하였다. 또한 GGBFS 콘크리트의 투수계수는 각각 $2.17{\times}10^{-11}m/s$, $1.65{\times}10^{-11}m/s$, $1.96{\times}10^{-11}m/s$로 같은 경향을 나타내었다. 인장영역에서는 OPC 배합의 투수계수는 Control에서 $2.37{\times}10^{-11}m/s$ 였으나 60% 조건에서 $2.67{\times}10^{-11}m/s$ 로 증가하였다. 또한 GGBFS 콘크리트에서는 각각 $2.17{\times}10^{-11}m/s$, $2.24{\times}10^{-11}m/s$로 평가되었다. 압축응력 조건에서 투수성은 하중의 증가에 따라 초기에 감소하다가 증가하였으며, 인장응력 재하시에서는 빠른 증가를 나타내었다. 이는 콘크리트내의 공극구조가 하중의 증가에 따라 압밀되고 이후 미세균열발생으로 인해 투수성이 증가하게 된다. 일반 콘크리트에 비해 고로슬래그 미분말, 하중조건, 콜드조인트는 투수성을 크게 변동시키므로 이를 고려한 투수성 평가가 필요한 것으로 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.45-52
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• 2019

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.