• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.269-275
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• 2019

경제 규모의 확장으로 국가 산업이 점차 발전해 나갈수록 사회 인프라를 구축하기 위한 대형 초고층 구조물의 건설이 증가함에 따라 상부의 큰하중을 하부의 암반지지층까지 안전하게 전달할 수 있는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 우리나라의 단단한 암반층을 활용하여 지지력을 극대화 할 수 있도록 PHC의 콘크리트 압축강도를 기존 80 MPa에서 110 MPa로 높인 초고강도PHC에, 말뚝의 선단을 확장시킨 선단확장PHC를 항타공법과 매입공법으로 시공한 후 재하시험을 통해 지지력의 경향성을 확인해 보았다. 항타공법을 사용하여 선단확장PHC의 지지력을 측정해 본 결과 주면마찰력이 일반 PHC에 비해 작게 나타났으며, Stet-up 효과도 미미하게 나타나 지지력 측면에서 우위를 가질 수 없었다. 그러나 매입공법 적용시 주면마찰력의 발휘 효과는 주면부와 지반의 간격이 넓어 시멘트페이스트가 밀실히 채워질 경우 지지력 증가효과가 기대된다. 또한 초고강도PHC가 일반PHC에 비해 높은 지지력이 나타났으며, 허용항타응력도 60% 이내로 나타나 좀 더 견고한 지반까지 안전한 시공이 가능하였다. 따라서 초고강도PHC의 높아진 강도를 활용하기 위해서는 말뚝의 선단부를 연암의 강도를 지닌 지반에 설계하는 것이 말뚝 본수를 크게 절감 할 수 있으며, 시공비 절감과 공기단축의 효과도 얻을 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.942-948
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• 2002

콘크리트의 초기동해는 응결과정이거나 종결 후에도 충분한 강도발현이 되지 않은 단계에서 콘크리트중의 수분이 동결함에 따라 발생하는데, 초기동해를 방지하기 위해서는 콘크리트가 동결하기 이전에 일정강도를 조기에 발휘하는 것이 필요하다. 따라서, 이에 대한 많은 대처방안이 제시되고 있는데, 최근에는 내한촉진제를 사용하는 방법이 검토되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 내한촉진제를 혼합한 콘크리트의 실무 활용 가능성을 검토할 목적으로 콘크리트 단계에 앞서 모르터 단계에서 내한촉진제의 동결온도, 응결시간 및 염화물량 등을 측정하고, 아울러 정온 및 변온조건에서 양생한 모르터의 강도특성도 검토함으로서 내한 촉진제를 사용한 한중콘크리트의 개발에 기초자료를 제시하고자 하였다. 연구결과, 내한촉진제를 혼합한 모르터의 동결온도는 내한촉진제의 사용량이 증가할수록 낮아지는 반면, 촉진형 감수제의 경우는 동결온도 저하에 거의 영향이 없는 것으로 나타났으며, 응결특성은 양생온도가 낮을수록, 내한촉진제의 응결촉진 효과가 우수한 것으로 평가되었다. 염화물량은 공히 KS F 4009의 관리규준을 만족하고 있었다. 강도증진성상은 내한촉진제를 혼합한 경우, 로지스틱 곡선식을 이용한 강도증진해석 결과와 거의 유사한 것으로 나타난 반면, 정온조건으로 영하5$^{\circ}C$이고, plain과 촉진형 감수제를 사용한 경우는 강도증진해석 결과의 표준오차가 상대적으로 매우 크게 나타나, 강도증진해석을 목적으로 사용되는 로지스틱 곡선이나 적산온도와 압축강도의 관계에서 적용성이 매우 적은 것으로 평가되었다. 한편 내한촉진제를 혼합한 모르터의 압축강도가 5.0 N/$\textrm{mm}^2$을 발휘하게 되는 적산온도는 각각 20~30$^{\circ}$CD(K), 30~40$^{\circ}$CD(B), 40$^{\circ}$CD(S)이후인 것과 같이 내한촉진제의 종류에 따라 크게 상이한 것으로 나타났다. 정온 및 변온양생조건에 따른 한중콘크리트의 압축강도는 동일 적산온도라 할지라도 정온조건보다는 변온조건이 더 유리한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.438-446
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• 2001

최근 지구환경부하 저감을 목적으로 포러스콘크리트의 수요가 점점 증대되고 있지만 낮은 강도수준으로 인해 사용용도에 제약을 받고 있으며, 또한 대부분 그 기능성을 무시한 채 강도 및 색채에 의해서만 관리되고 있어 그 기능성(특히 투수성능)에 많은 문제를 유발시키고 있다. 이에 본 연구에서는 포러스콘크리트의 배합상 대부분을 차지하는 골재가 포러스콘크리트의 기초물성에 미치는 영향을 파악하여 강도 및 투수성능 향상을 위한 기초적 자료를 제시하고자 하였다. 그 결과 포러스콘크리트의 강도, 공극율 및 투수계수는 동일 단위시멘트량에서 골재 크기에 관계없이 유사하게 나타났으나 2.5~5mm 골재를 사용한 경우에는 다른 골재에 비하여 크게 다른 값을 보이고 있으며, 동일 조건에서도 골재 종류에 따라 다르게 나타났다. 또한 혼탁액 투과에 의한 투수계수 감소율은 골재 크기가 작을수록 크게 되며, 특히 2.5~5mm 골재의 경우에는 급격히 저하하였다. 또한 골재 종류에 따라서도 그 값은 다르게 나타나 포러스콘크리트의 장기 투수성능 확보를 위해서는 재료선정시 골재 크기 및 입형을 충분히 고려해야 할 것으로 판단된다. 포러스콘크리트의 압축강도와 초음파속도 및 동탄성계수 사이에는 높은 상관성을 보이고 있으며 또한 단위용적중량에 의한 포러스콘크리트의 공극율 추정이 가능한 것으로 나타났다. 또한 포러스콘크리트의 동탄성계수는 일반콘크리트에 비하여 초기재령부터 매우 높게 발현되고 있으며, 재령 7일 이후 동탄성계수의 상승구배는 매우 완만하게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.438-444
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• 2019

본 연구에서는 모르타르의 동결융해피해에 미치는 폴리프로필렌섬유의 영향을 실험적으로 검토하였다. 섬유를 혼입하지 않은 섬유무보강 모르타르와 폴리비닐알코올섬유를 혼입한 모르타르를 비교 대상으로 하여 폴리프로필렌섬유의 혼입이 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 압축 및 휨특성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 300사이클의 동결융해 시험 후 모르타르의 질량감소율, 상대동탄성계수 및 공극크기분포에 대한 시험을 실시하였다. 그 결과, 섬유종류에 관계없이 섬유무혼입 모르타르에 비해 섬유혼입 모르타르는 300사이클의 동결융해시험 후 압축강도 및 휨강도의 역학적 성능저하와 질량감소율의 증가를 억제하는 것이 가능했다. 한편, 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 공극감소에 대한 저항에 폴리비닐알코올섬유뿐만 아니라 폴리프로필렌섬유가 효과적으로 작용할 수 있는 것을 확인했으나 폴리프로필렌섬유를 혼입한 모르타르의 동결융해저항성을 향상시키기 위해서는 폴리비닐알코올섬유에서 기대할 수 있는 시멘트매트릭스와의 결합효율을 증가시킬 필요가 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.321-330
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• 2011

최근, 고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성에 관한 섬유의 혼입과 고온의 영향은 실험적으로 연구되어지고 있다. 이 논문에서는 고온에 노출된 물시멘트비 55%, 42% 및 35%에 따른 콘크리트의 잔존 역학적 특성을 0.05~0.20 vol.%의 범위로 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 콘크리트와 비교하여 평가하였고, 고려된 요인은 섬유 혼입량, 콘크리트 강도 및 재하 하중량이다. 폭렬 발생 시간, 열팽창 변형, 길이 변화 및 중량 감소의 측정과 압축강도, 탄성계수 및 에너지 흡수 능력의 평가를 실시했다. 결과로서는 고온에 노출된 50 MPa급 콘크리트의 폭렬을 방지하기 위해서 0.05 vol.% 이상의 PP섬유가 필요했다. 또한, PP섬유의 단면적은 고온에 노출된 섬유보강 콘크리트의 폭렬 경향과 잔존 역학적 특성에 관해서 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 외부 하중은 콘크리트의 잔존 역학적 특성 뿐만 아니라 폭렬의 위험 및 취성적 경향을 증가시켰다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.442-449
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• 2017

이 연구에서는 시멘트계 재료의 펌프압송성능을 향상시키기 위하여 외부에서 소량의 윤활층 활성화제를 배관에 주입하는 방법을 제안하였다. 활성화제는 배관과 압송재료 사이에 형성되는 윤활층에 주입되어 윤활층의 점도, 즉, 배관과 재료 사이의 마찰을 감소시키는 역할을 한다. 제안된 방법의 검증을 위해 모르타르를 사용한 소규모 펌핑실험을 수행하였다. 물-시멘트 비 47%인 모르타르를 사용하였고, 윤활층 활성화제 종류와 활성화제의 주입량을 각각 2가지와 3가지로 달리하여 실험을 수행하였다. 윤활층 활성화제로는 고성능 감수제와 음이온 계면활성화제를 사용하였다. 윤활층 활성화제의 주입량은 모르타르 토출량의 0.14, 0.28, 0.42%이다. 윤활층 활성화제 주입 전과 후의 압축강도, 배관 내부 압력을 측정하였다. 음이온 계면활성제를 사용한 경우 압축강도의 변화가 없었으며, 배관 내부 압력 감소율이 최대 71.4%로 가장 크게 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.257-262
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• 2015

현재 전 세계적으로 지구온난화의 주범인 $CO_2$ 저감을 위한 노력을 하고 있으며, 산업발전에 필요한 화력발전 등에서 발생한 부산물을 재활용하는 방안이 시급하다. 따라서 본 연구는 산업부산물인 비산재와 폐기물 슬래그를 이용하여 모르타르 경화체를 제작하였으며 알칼리 활성화제 첨가에 따른 물성을 비교하기 위해 비교적 낮은 농도인 3 M의 NaOH solution을 사용하였고, 이 경화체에 초임계 이산화탄소 조건($40^{\circ}C$, $80kgf/cm^2$ pressure, 60 min)에서 탄산화를 통하여 $CO_2$를 경화 체내에 안정적으로 고정화 시켜 이에 따른 물성을 평가하였다. 탄산화 인자인 CaO의 함량이 많을수록 탄산화율은 높게 나타났으며, 탄산화 후 무게변화율이 최대 약 12 % 증가하였다. 탄산화 후 압축강도는 전과 비슷한 수준이었으며, 이를 통해 탄산화를 통해 $CO_2$를 안정하게 고정화시킨 친환경 소재에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 탄산화 반응 후에 생성되는 $H_2O$로 인해 추가적인 양생을 통해 장기적인 관점에서 탄산화를 통해 물성향상 또한 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.101-109
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• 2013

최근 전세계는 급격한 기후조건과 환경변화에 의해 냉난방 에너지 사용이 증가되고 있으며 이는 화석 연료 사용량 증가와 함께 $CO_2$ 배출량 상승, 지구 온난화 등 환경과 에너지에 대한 수많은 문제를 유발하고 있어 세계 각국은 온실가스 배출 및 에너지 소비 감소를 위한 대응책을 마련하고 있다. 우리나라 또한 정부의 '저탄소 녹색 성장' 및 '친환경 주택 건설기준 및 성능' 등의 정책을 선포하는 등 건물 부분에 있어 환경과 에너지 관리에 대한 노력을 하고 있다. 우리나라의 총 에너지 소비량 중 건물 부문이 차지하는 비율은 약 25%에 달하며 다른 산업 분야에 비해 연간 에너지 소비 증가율이 높은 편이다. 건물에서 에너지 손실이 가장 큰 부위는 외피로서, 이 부분의 에너지 손실을 감소하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나 이는 대부분 창호 및 단열재를 사용한 연구이며 건물 외피의 70% 이상을 차지하고 있는 콘크리트에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 건물의 에너지 손실을 최소화하기 위해서는 콘크리트 자체에서 단열성능을 확보할 수 있어야 하며 이에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 콘크리트의 단열성능을 확보하면서 구조용으로 사용이 가능한 콘크리트를 개발하기 위한 실험을 진행하였다. Test 1의 실험결과로써, Micro Foam Admixture (MFA)를 사용한 콘크리트는 슬럼프 경시변화가 개선되었으며, MFA의 혼입율을 증가할 경우 압축강도는 감소되고 열전도율은 증가되는 결과를 나타내었다. Test 2의 실험결과에서는 물시멘트비 변화시 물시멘트비 증가에 따라 압축강도는 감소하였고 열전도율은 증가하였다. 그러나 잔골재율 변화에 대한 물성 및 열적 특성은 큰 차이를 나타내지 않았다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.307-315
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• 2016

본 연구에서는 CFT에 사용하는 70 및 100MPa급 고강도 콘크리트의 ERCO 적용 유무에 따른 기초적 물성 및 강도특성을 분석하고, Mock-up 시험을 통해 자기수축 저감성능 및 활용성을 검토하고자 하였는데, 그 결과 굳지않은 콘크리트의 유동특성으로 ERCO를 사용함에 따라 슬럼프 플로는 약간 저하하는 경향을 나타내었으나, 슬럼프는 증가하였고, 재료분리 저항성(EIS)은 2.5 이하로 양호하게 나타났다. 공기량의 경우는 모두 목표범위를 만족하는 것으로 나타났는데, 단위용적질량은 증가하였으며, 응결시간은 약간 지연되는 것으로 나타났다. 강도 특성의 경우 ERCO를 0.5% 사용함에 따라 호칭강도 별 모든 배합에서 ERCO 0%에 비해 약 5~10%정도의 높은 압축강도 발현율을 나타내었다. 자기수축 특성은 전반적으로 ERCO를 사용한 배합의 경우 사용하지 않은 배합에 비해 20~30%정도 높은 자기수축저감 성능을 나타내었는데, 이는 ERCO의 주성분인 지방산($C_3H_5(OCOR)_3$)이 콘크리트 경화체중 수화생성물인 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)에 가수분해 되어지방산칼슘(2RCOOCa), 즉 비누입자를 생성시켜, 콘크리트 경화체 내부의 모세관 공극을 충전함으로써 자기수축이 저감된 것으로 분석된다. 종합적으로 ERCO를 사용한 70 및 100MPa 고성능 콘크리트는 유동성 및 강도를 충분히 확보하였고, 자기수축 저감에도 효과적인 것으로 나타나, 이를 CFT 실구조체에 타설하는 것으로 결정하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.110-119
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• 2016

전남 해남에 위치한 ${\bigcirc}{\bigcirc}$광산의 광물찌꺼기를 이용하여 그라우트 재료로서의 활용 가능성을 평가하였다. 광물찌꺼기의 광물학적 특성을 살펴보기 위하여 XRD 분석을 실시하였다. 또한 광물찌꺼기와 시멘트를 3가지 비율로 혼합한 그라우트 재료의 물리적 및 역학적 특성을 살펴보기 위하여 양생기간에 따른 흐름도, 탄성파속도, 일축압축강도 시험을 각각 실시하였다. XRD 분석 결과에 의하면 본 광산의 광물찌꺼기는 대부분 석영, 방연석, 황철석 등의 광물들로 구성된 것으로 나타났다. 흐름시험 결과는 광물찌꺼기의 혼합비율이 높아질수록 흐름도가 감소하는 경향을 보였다. 탄성파속도는 흐름도와 마찬가지로 양생기간에 관계없이 광물찌꺼기의 혼합비율이 높아질수록 낮아지는 경향을 보였다. 일축압축강도 및 탄성계수 또한 양생기간에 관계없이 광물찌꺼기 혼합비율이 증가할수록 작아지는 경향을 보였다. 광물찌꺼기를 혼합한 그라우트 주입재의 물리적 및 역학적 특성만을 고려할 때 이들 결괏값은 그라우트 재료로서 충분히 활용 가능성을 가지고 있다고 판단된다. 하지만 광물찌꺼기내에 방연석과 황철석 등 금속광물이 포함되어 있어 지반 내 주입 시 환경오염을 일으킬 수 있으므로 향후 이에 대한 대책방안이 고려되어야 할 것으로 사료된다.