• Advances in concrete construction
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• 제1권3호
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• pp.239-252
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• 2013

Mortar microstructure is considered as a three-phase composite material, which is cement paste, fine aggregate and interfacial transition zone. Interfacial transition zone is the weakest link between the cement paste and fine aggregate, so it has a significant role to determine the properties of cementitious composites. In this study, specimens (w/c = 0.35, 0.45, 0.55) with various volume fractions of fine aggregate ($V_f$ = 0, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4) were cast and tested. To predict the equivalent migration coefficient ($M_e$) and migration coefficient of interfacial transition zone ($M_{itz}$), double-inclusion method and Mori-Tanaka theory were used to estimate. There are two stages to estimate and calculate the thickness of interfacial transition zone (h) and migration coefficient of interfacial transition zone ($M_{itz}$). The first stage, the data of experimental chloride ion migration coefficient ($M_s$) was used to calculate the equivalent migration coefficient of fine aggregate with interfacial transition zone ($M_e$) by Mori-Tanaka theory. The second stage, the thickness of interfacial transition zone (h) and migration coefficient of interfacial transition zone ($M_{itz}$) was calculated by Hori and Nemat-Nasser's double inclusion model. Between the theoretical and experimental data a comparison was conducted to investigate the behavior of interfacial transition zone in mortar and the effect of interfacial transition zone on the chloride migration coefficient, the results indicated that the numerical simulations is derived to the $M_{itz}/M_m$ ratio is 2.11~8.28. Additionally, thickness of interfacial transition zone is predicted from $10{\mu}m$, 60 to $80{\mu}m$, 70 to $100{\mu}m$ and 90 to $130{\mu}m$ for SM30, M35, M45 and M55, respectively.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권7호
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• pp.1015-1020
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• 2012

Antifungal cement mortar or microbiological calcium carbonate precipitation on cement surface has been investigated as functional concrete research. However, these research concepts have never been fused with each other. In this study, we introduced the antifungal calcite-forming bacteria (CFB) Bacillus aryabhattai KNUC205, isolated from an urban tunnel (Daegu, South Korea). The major fungal deteriogens in urban tunnel, Cladosporium sphaerospermum KNUC253, was used as a sensitive fungal strain. B. aryabhattai KNUC205 showed $CaCO_3$ precipitation on B4 medium. Cracked cement mortar pastes were made and neutralized by modified methods. Subsequently, the mixture of B. aryabhattai KNUC205, conidiospore of C. sphaerospermum KNUC253, and B4 agar was applied to cement cracks and incubated at $18^{\circ}C$ for 16 days. B. aryabhattai KNUC205 showed fungal growth inhibition against C. sphaerospermum. Furthermore, B. aryabhattai KNUC205 showed crack remediation ability and water permeability reduction of cement mortar pastes. Taken together, these results suggest that the $CaCO_3$ precipitation and antifungal properties of B. aryabhattai KNUC205 could be used as an effective sealing or coating material that can also prevent deteriorative fungal growth. This study is the first application and evaluation research that incorporates calcite formation with antifungal capabilities of microorganisms for an environment-friendly and more effective protection of cement materials. In this research, the conception of microbial construction materials was expanded.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.296-306
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• 1998

바쿤 수력발전 공사계획은 대형댐과 2,520 MW 출력량의 수력발전소를 건설하는 대형 턴키 프로젝트이며 현재는 발전댐 건설에 앞서 3개의 가베수 터널이 시공중에 있다. 바쿤 지역은 유기물 함량이 높아 쉽게 부서지는 퇴적지층으로 이러한 열대우림지역에서 가배수로 터널의 지보설계를 위해 전체적인 암층단위를 공학적인 목적과 역학적 거동양상을 토대로 주도적인 암종에 따라 분류하였다. 또한 이러한 암층단위를 기준으로 풍화정도와 절리의 빈도 및 특성을 고려하여 다시 4개의 암반유형으로 분류하였고 또한 가배수로 터널의 특성과 현재의 지반특성과 현재의 지반특성을 고려하여 지반내 swelling 광물의 존재를 확인하였다. 다양한 암반과 지보조건에 적합한 다양한 Swellex 록볼트를 적용하였으며 지지력이 낮은 록볼트를 사용할 대 발생되는 문제는 볼트의 면적에 따른 록볼트의 양을 조절하여 해결하였다. 또한 계측결과와 전산해석 결과에 따라 지보재의 설치간격, 수량을 조절하였으며, 계측결과에 따른 역해석을 실시하여 최적의 지보패턴을 결정하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.443-449
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• 2022

섬유보강 콘크리트 제조 시 감섬유 대체재료로서 선반 스크랩을 활용하는 것이 효과적이다. 왜냐하면, 선반 스크랩은 철강 제품의 부산물로서 경제적일 뿐만 아니라 강섬유의 조성과 매우 유사하기 때문이다. 본 연구의 목적은 선반 스크랩 보강 모르타르의 압축강도 및 인장거동을 평가한 후 인장거동에 대한 재료모델을 제안하는 것이다. 이를 위하여 물-결합재비 30 % 및 40 %에 각각에 대하여 선반 스크랩을 총 부피비의 1.5 %를 혼입한 선반 스크랩 보강 모르타르를 제작한 후 압축강도 및 인장거동 등의 역학적 특성을 평가하였다. 또한 선반 스크랩 보강 모르타르의 실험 결과를 바탕으로 인장거동에 대한 재료모델을 제안하였으며, 제안한 모델은 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.197-203
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• 2008

풍화된 암반에 근입된 말뚝의 선단지지거동은 신선암의 강도보다는 절리를 포함한 암반 상태에 의존한다. 본 연구에서는 암반상태가 말뚝의 선단지지력에 미치는 영향을 알아보기 위해 먼저 총 4부지의 암반에 근입된 13본의 현장타설콘크리트 말뚝에 대한 재하시험, 그리고 재하시험 부지의 지반조사 자료를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 말뚝선단부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 선단지반반력계수와 암반물성치의 상관관계 분석 결과 암석의 일축압축강도와 지반반력계수 사이에는 일관된 상관관계를 찾을 수 없었으나, 암반의 상태를 나타내는 물성치인 $E_m$, $E_{ur}$, RMR, 그리고 RQD 등과 지반반력계수의 상관계수는 대부분 0.7 이상으로 매우 뛰어난 상관성을 보였다. 또한, 기존의 방법으로 추정한 선단지지력과 실측 선단지지력의 비교를 통해 기존 방법의 적용성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.241-250
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• 2006

LNG지하저장 핵심기술 중 하나인 ice ring 형성을 열-수리 역학 해석을 통해 분석하였다. ice ring은 극저온물질의 누출에 대한 이차방벽 역할과 지하수의 저장공동 침투에 대한 일차방벽역할을 수행한다. 따라서 ice ring의 두께와 위치는 콘크리트와 PU foam 및 멤브레인으로 구성된 일차방호재의 무결성 유지에 있어서 핵심인자가 된다. 수치해석을 통해 이러한 ice ring의 위치와 두께를 추정하였으며 온도와 지하수위 결과를 계측치와 비교하였다. 수치해석결과는 PU foam 열전도도의 온도의존성과 지하수의 상변화를 고려한 경우 파일럿 공동에서 측정한 계측치와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시한 수치해석 기법은 실규모 저장시설의 설계에 있어서 ice ring 형성을 모델링하는 데에 바로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권1호
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• pp.75-92
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• 2023

The novel composite cold-formed steel (CFS)/engineered cementitious composites (ECC) beams have been recently presented. The new composite section exhibited superior structural performance as a flexural member, benefiting from the lightweight thin-walled CFS sections with improved buckling and torsional properties due to the restraints provided by thinlayered ECC. This paper investigated the shear performance of the new composite CFS/ECC section. Twenty-eight simply supported beams, with a shear span-to-depth ratio of 1.0, were assembled back-to-back and tested under a 3-point loading scheme. Bare CFS, composite CFS/ECC utilising ECC with Polyethylene fibres (PE-ECC), composite CFS/MOR, and CFS/HSC utilising high-strength mortar (MOR) and high-strength concrete (HSC) as replacements for PE-ECC were compared. Different failure modes were observed in tests: shear buckling modes in bare CFS sections, contact shear buckling modes in composite CFS/MOR and CFS/HSC sections, and shear yielding or block shear rupture in composite CFS/ECC sections. As a result, composite CFS/ECC sections showed up to 96.0% improvement in shear capacities over bare CFS, 28.0% improvement over composite CFS/MOR and 13.0% over composite CFS/HSC sections, although MOR and HSC were with higher compressive strength than PE-ECC. Finally, shear strength prediction formulae are proposed for the new composite sections after considering the contributions from the CFS and ECC components.

• 한국도로학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.129-138
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• 2000

본 연구는 대입경 혼합물의 배합설계와 소성변형 및 균열특성에 관련된 역학적 특성에 관한 연구결과이다. 대입경 혼합물은 1989년 미국 아스팔트기술쎈타의 Kandhal에 의해서 연구되었으며, 일본 및 아랍의 여러 국가에서 포장건설에 사용하고 있다. 이들의 경험과 연구결과에 의하면 대입경 혼합물을 구성하고 있는 골재의 구성은 결합력이 견고하고 바인더가 고온에서 영향을 받지 않아 소성변형에 큰 저항성을 보이는 것으로 알려져 있으나, 실제로 증명할 수 있는 역학적인 시험을 수행한 자료는 없는 실정이다. 본 연구에서는 크리프시험, 회복탄성계수시험, 휠 트래킹시험 및 라벨링 시험을 실시하여 대입경 혼합물의 특성을 분석하였으며 시험 결과를 일반 혼합물 및 개질아스팔트 혼합물과 비교한 결과 대입경 혼합물의 소성변형에 대한 저항성은 매우 우수한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권4호
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• pp.391-396
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• 2015

도심지 건물의 증가는 친환경 공간에 대한 요구를 발생시키고, 이에 따라 옥상 및 인공지반 녹화의 보급이 급속히 증가되고 있다. 녹화시공은 방수층, 방근층, 보호콘크리트 등과 같이 다양한 재료를 시공하므로 시공시간이 길고, 하자 발생가능성이 높아진다. 본 연구는 기존의 녹화시스템 시공단계를 단축, 시공성을 향상시킨 새로운 녹화시스템에 사용하는 일체화된 방수 방근 하이브리드 시트의 물리적성능, 내구성, 방수성, 방근성을 평가함으로써 성능수준을 확인하고, 현장 적용 여부를 판단하고자 하였다. 시험결과, 우수한 물리적 성능 및 내구성, 방수성, 방근성을 확인하였으며, 향후 mock-up 시험을 수행하여 장기성능을 검증 중이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.249-257
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• 2008

인장에 취약한 단점을 가지고 있는 시멘트계 복합재료인 모르타르와 콘크리트의 인장성능을 보강하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있으며, 주요한 한가지 방법으로 인장에 강한 섬유를 혼입하는 섬유보강 콘크리트가 꾸준히 연구사용되어 왔다. 최근에는 재료의 균질성(homogeneous)을 높이고 보강재로 사용되는 섬유의 성능을 최대한 이끌어내기 위하여 굵은 골재를 제거하고 마이크로 섬유를 사용하는 마이크로 섬유보강 모르타르에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이크로 섬유보강 모르타르는 배합조건에 따라서 다중균열이 발생하기 때문에 성능평가의 지표로써 휨인성 만을 사용하기에는 부족함이 있다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 섬유보강 모르타르의 휨인성과 균열 특성을 고찰하여, 균열특성을 나타낼 수 있는 측정치에 대한 연구를 수행하였다. 실험에는 PVA섬유와 강섬유가 사용되었으며, 휨실험을 통하여 섬유의 종류 및 혼입량에 따른 휨인성과 균열관련 측정치의 상관관계를 규명하였다. 그 결과 마이크로 섬유보강 모르타르의 특성을 대표할 수 있는 측정치로는 휨인성과 섬유혼입량, 그리고 균열개수 등이 적절한 것으로 나타났다.