• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.484-492
• /
• 2023

본 연구에서는 전기화학적 염화물 추출(ECE) 완료된 RC 보의 구조적 거동을 기존에 주로 사용되었던 부착 강도 측정이 아닌 3점 재하 시험을 통해 분석했다. 그 결과, ECE 처리에 의해 콘크리트 보의 휨 강성은 저하되었으나, 최대하중 측면에서 강도는 향상되는 것으로 나타났다. 또한, ECE에 의해 인장 변형률이 증가하여 인장 균열에 대한 저항성은 향상되었으며, 관성 모멘트 감소율은 감소하였다. 이러한 구조적 거동 측면의 이점에도 불구하고 연성 및 휨 강성은 저하되었다. 콘크리트보의 휨 강성은 선형 탄성 범위에서 유효 단면적의 손실로 인해 감소됐고, 실제로 인장변형에 의해 파손된 상태에서 단면 2차 모멘트는 약 70 %의 손실되었다. 그러나 이러한 단면 손실에 의한 관성 모멘트 감소율은 ECE에 의해 더 낮아졌는데, 이는 균열에 대한 저항성이 증가되는 반면, 변형량이 증가되어 사용성 측면에서의 위험성은 더 증가됨을 의미한다.

• Advances in nano research
• /
• 제15권6호
• /
• pp.495-511
• /
• 2023

In this research, the impact of micro-silica, nano-silica, and polypropylene fibers on the fracture energy of self-compacting concrete was thoroughly examined. Enhancing the fracture energy is very important to increase the crack propagation resistance. The study focused on evaluating the self-compacting properties of the concrete through various tests, including J-ring, V-funnel, slump flow, and T50 tests. Additionally, the mechanical properties of the concrete, such as compressive and tensile strengths, modulus of elasticity, and fracture parameters were investigated on hardened specimens after 28 days. The results demonstrated that the incorporation of micro-silica and nano-silica not only decreased the rheological aspects of self-compacting concrete but also significantly enhanced its mechanical properties, particularly the compressive strength. On the other hand, the inclusion of polypropylene fibers had a positive impact on fracture parameters, tensile strength, and flexural strength of the specimens. Utilizing the response surface method, the relationship between micro-silica, nano-silica, and fibers was established. The optimal combination for achieving the highest compressive strength was found to be 5% micro-silica, 0.75% nano-silica, and 0.1% fibers. Furthermore, for obtaining the best mixture with superior tensile strength, flexural strength, modulus of elasticity, and fracture energy, the ideal proportion was determined as 5% micro-silica, 0.75% nano-silica, and 0.15% fibers. Compared to the control mixture, the aforementioned parameters showed significant improvements of 26.3%, 30.3%, 34.3%, and 34.3%, respectively. In order to accurately model the tensile cracking of concrete, the authors used softening curves derived from an inverse algorithm proposed by them. This method allowed for a precise and detailed analysis of the concrete under tensile stress. This study explores the effects of micro-silica, nano-silica, and polypropylene fibers on self-compacting concrete and shows their influences on the fracture energy and various mechanical properties of the concrete. The results offer valuable insights for optimizing the concrete mix to achieve desired strength and performance characteristics.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.547-558
• /
• 2023

초고강도 콘크리트의 강도와 유동성 확보를 위해 실리카흄(SF)를 사용하는 전통적인 방식에서 벗어나 산화 그래핀 나노플레이트릿(Oxidized graphene nanoplatelet, GO)와 유공유리분말( Hollow glass powder, HGP)를 사용한 초고강도 콘크리트를 개발하였고 본 연구에서는 자기수축 특성에 대해 검토하였다. 그 결과 SF를 사용한 Ref 배합보다 SF를 사용하지 않고 cGO(C사의 GO)와 HGP를 사용한 NewMix 배합의 자기수축이 13% 정도 감소하였다. NewMix의 자기수축에 의한 균열발생은 Ref 보다 1일 정도 지연되었고 균열발생 시의 인장응력은 가장 높았다. cGO의 높은 비표면적과 우수한 분산성으로 콘크리트 내의 공극들이 충전 되어 자기수축이 감소하고 cGO에 의한 균열저항 성능이 증가하여 초고강도 콘크리트의 자기수축 균열 제어에 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.249-256
• /
• 2008

해양콘크리트 구조물의 내구성은 염분의 침투와 확산에 의해 심하게 저하한다. 이로 인해 많은 연구자들이 해양구조물에 대한 내구성을 향상시키기 위한 연구를 수행하여 왔다. 이 연구에서는 광물질 혼화재, 코팅철근, 부식억제제를 사용한 휨 부재에 대하여 4점 휨 시험을 수행함으로써 휨 거동을 비교 평가하고 해양구조물로의 적용성을 검토하였다. 결과에 따르면, 광물질 혼화재와 부식억제제는 초기균열 안전성과 휨 저항에 효율적인 것으로 나타났다. 내구성 재료를 사용하여도 동일 휨 모멘트 구간에서의 인장철근 응력 변화는 적고 부재도 안정된 거동을 보인다. 또한, 내구성 재료를 사용한 부재의 균열간격도 크지 않게 나타났다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.97-104
• /
• 2016

OBJECTIVES : The objective of this research is to develop additives for the modification of Solvent DeAsphalting Residue (SDAR) to be used as pavement materials, and evaluate the performance of asphalt mixture manufactured using the SDAR modified by developed additives. METHODS : The SDAR generally consists of more asphaltenes and less oil components compared to the conventional asphalt binder, and hence, the chemical/physical properties of SDAR are different from that of conventional asphalt binder. In this research, the additives are developed using the low molecular oil-based plasticizer to improve the properties of SDAR. First, the chemical property of two SDARs is analyzed using SARA (saturate, aromatic, resin, and asphaltene) method. The physical/rheological properties of SDARs and SDARs containing additives are also evaluated based on PG-grade method and dynamic shear-modulus master curve. Second, various laboratory tests are conducted for the asphalt mixture manufactured using the SDAR modified with additives. The laboratory tests conducted in this study include the mix design, compactibility analysis, indirect tensile test for moisture susceptibility, dynamic modulus test for rheological property, wheel-tracking test for rutting performance, and direct tension fatigue test for cracking performance. RESULTS : The PG-grade of SDARs is higher than PG 76 in high temperature grades and immeasurable in low temperature grades. The dynamic shear modulus of SDARs is much higher than that of conventional asphalt, but the modified SDARs with additives show similar modulus compared to that of conventional asphalt. The moisture susceptibility of asphalt mixture with modified SDARs is good if, the anti-stripping agent is included. The performance (dynamic modulus, rutting resistance, and fatigue resistance) of asphalt mixture with modified SDARs is comparable to that of conventional asphalt mixture when appropriate amount of additives is added. CONCLUSIONS : The saturate component of SDARs is much less than that of conventional asphalt, and hence, it is too hard and brittle to be used as pavement materials. However, the modified SDARs with developed additives show comparable or better rheological/physical properties compared to that of conventional asphalt depending on the type of SDAR and the amount of additives used.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.321-329
• /
• 2017

콘크리트는 반취성 재료로서 우수한 압축력을 갖는 소재이나 인장력은 취약한 단점이 있다. 이러한 콘크리트의 단점을 개선하기 위한 섬유 보강 콘크리의 사용은 효과적인 인성강화에 대한 효과적인 방안이 될 수 있으며, 휨인성에 취약한 구조체에는 강섬유 보강 콘크리트를 사용함으로 성능을 개선하고 있다. 그러나 강섬유의 부식과 시공성 저하의 문제로 인해 대체 소재의 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 확산성이 우수한 매크로 포타섬유를 사용한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트의 특성과 물리적 특성 및 건조수축 특성을 평가함으로 강섬유의 대체 가능성을 평가하고자 하였다. 실험 결과, 매크로 포타섬유는 강섬유 보강 콘크리트와 비교하였을 때 유동성 향상 및 역학적 성능이 우수한 것으로 나타났다. 매크로 포타 섬유를 사용한 콘크리트의 균열 저항성 부분에서도 강섬유 보강 콘크리트에 비하여 구조적인 균열과 건조 수축 저항성을 개선하는데 효과적인 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.753-761
• /
• 2009

이 논문은 철근콘크리트 휨부재의 인장겹침이음 영역에서의 정착저항능력에 대한 콘크리트 강도와 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 총 24개의 beam-end 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 콘크리트 강도가 증가할수록 부착응력이 커지고 전달길이가 줄어든다는 부착특성과 얇은 피복에서 쉽게 발생하는 쪼갬균열 및 취성적인 균열 진전과 같은 균열거동을 근거로 하여 현행 설계기준의 등분포부착응력 가정에 의한 정착길이 규정을 고강도 콘크리트에도 그대로 적용할 수 있는지 조사하였다. 그 결과 콘크리트 강도에 따른 정착저항능력은 피복두께의 영향을 크게 받고 있으며, 고강도 콘크리트에서는 현행 설계기준 규정보다 짧은 겹침이음길이를 갖더라도 충분한 안전율을 확보하는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과로부터 고강도 콘크리트의 정착길이는 제곱근 압축강도의 반비례가 아닌 압축강도에 직접적으로 반비례함을 확인하였으며, 현 설계기준에서 보통강도 콘크리트에 적용하는 동일 매입길이에 대한 등 분포부착응력 가정이 아닌 새로운 정착길이 계산식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.27-34
• /
• 2017

최근 유통 물류 산업의 발달로 산업용 창고 바닥의 중요성a이 점점 높아지고 있다. 본 연구에서는 기존의 바닥재료로 사용되어 온 일반 시멘트계 모르타르가 가지고 있는 유동성의 한계 및 긴 양생 시간 등의 단점을 보완할 수 있는 속경성 폴리머 모르타르 바닥소재를 개발하였다. 속경성 확보를 위해 초속경 시멘트를 결합재로 사용하였고, VAE 폴리머 분말수지를 5%~20% 혼입 범위로 설정한 4종류의 배합과 혼입하지 않은 Proto배합에 대한 기초물성을 유동성실험, 압축강도실험, 휨강도실험, 부착강도실험 및 마모실험을 통해 평가하였다. 유동성 실험결과를 통해 고성능 감수제량를 조절함으로써 플로우 250 mm 이상의 고유동 특성을 확보할 수 있었다. VAE 폴리머 혼입은 압축강도 감소에 영향을 미치는 것으로 나타났지만 휨강도는 Proto배합에 비해 우수하게 증진시킬 수 있어 압축강도/휨강도비를 증가시키는 것으로 평가되었다. 또한 최소 2.6배 이상의 부착강도 향상과 4배 이상의 마모저항성을 확보할 수 있었다. 역학적 실험을 통해 VAE 폴리머 최적 혼입률을 10%로 결정하였고, 현장적용 및 모니터링을 수행한 결과 VAE 폴리머를 혼입하지 않은 바닥재에 비해 오염도, 충격에 의한 저항, 부착성능 등이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.57-65
• /
• 2013

정유산업의 발달로 인하여 탈황과정에서 대량 발생되는 부산물인 황은 연간 120만톤 이상 발생되고 있으나 그 활용처가 제한되어 있어 수요처확보가 요구되는 실정이다. 이러한 부생유황은 내구성이 우수한 재료로서 건설재료에 활용가능성이 높아 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편, 아스팔트 및 콘크리트 포장의 단점을 보완하고 장점을 강화시킨 반강성 포장의 적용이 증대되고 있으나 균열억제 등의 목적으로 사용되는 아크릴레이트의 높은 비용으로 경제성이 저하되어 대체 재료의 개발이 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부생유황의 재활용 방안 제시와 sulfur polymer emulsion (SPE)을 혼입한 반강성 포장용 주입재의 공학적 성능검토 연구를 수행하였다. 평가 결과, 아크릴레이트를 SPE로 30%까지 대체한 주입재는 대체하지 않은 주입재에 비하여 우수한 유하시간과 강도특성을 나타내었다. 그러나 SPE 대체율이 50% 이상인 주입재는 오히려 성능이 떨어지는 경향을 나타내어 SPE의 적정 대체율은 30% 수준인 것으로 나타났다. SEM 분석을 이용하여 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC) 페이스트와 비교 연구를 수행한 결과, 초속경 시멘트를 사용한 주입재는 약 3시간의 재령에서 OPC의 7일 재령에 해당되는 수화 특성을 나타내었고 SPE의 혼입 여부와 상관없이 그 특성을 유지하는 것으로 나타났다. SPE를 30% 수준으로 대체한 주입재의 염해저항성은 OPC 수준에 해당되어 아크릴레이트만을 주입한 주입재에 비하여 월등히 우수한 성능을 보였다. 유하시간, 강도특성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구의 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준의 대체율인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.160-170
• /
• 2010

강섬유를 혼입한 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC) 보는 강섬유의 우수한 인장강도로 인하여 일반 철근콘크리트 보에 비하여 높은 전단강도를 가진다. 이 연구에서는 강섬유 혼입율에 따른 SFRC 보의 전단거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였으며, 특히, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율을 분석하였다. 또한, 이 연구의 실험결과 및 기존에 보고된 87개의 실험 데이터를 수집하여 SFRC보의 전단예측식들에 대한 정확도를 평가하였다. 강섬유의 혼입율이 증가할수록 전단강도는 증가하는 경향성을 나타내었다. 그러나, 강섬유 혼입율이 0.5%인 실험체는 사인장 균열 이후 갑작스럽게 파괴되었고, 강섬유의 혼입율이 2.0%인 실험체에서는 전단보강효율이 감소하는 것으로 관찰되어 최대 전단보강효율을 가질 수 있는 혼입율은 1~2% 사이에 있을 것으로 추정된다. 또한, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율은 약 21% 이상으로 관찰되었으며, 이 연구에서 평가된 SFRC보의 전단강도에 대한 기존 제안식 중에서 오영훈 등이 제안한 식이 비교적 정확하게 전단강도를 예측하였다.