• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제11권2호
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• pp.343-363
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• 2017

The objective of this work was finding out the most advisable testing conditions for an effective and robust characterization of the tensile strength (TS) of concrete disks. The independent variables were the loading geometry, the angle subtended by the contact area, disk diameter and thickness, maximum aggregate size, and the sample compression strength (CS). The effect of the independent variables was studied in a three groups of experiments using a factorial design with two levels and four factors. The likeliest location where failure beginning was calculated using the equations that account for the stress-strain field developed within the disk. The theoretical outcome shows that for failure beginning at the geometric center of the sample, it is necessary for the contact angle in the loading setup to be larger than or equal to a threshold value. Nevertheless, the measured indirect tensile strength must be adjusted to get a close estimate of the uniaxial TS of the material. The correction depends on the loading geometry, and we got their mathematical expression and cross-validated them with the reported in the literature. The experimental results show that a loading geometry with a curved contact area, uniform load distribution over the contact area, loads projected parallel to one another within the disk, and a contact angle bigger of $12^{\circ}$ is the most advisable and robust setup for implementation of BT on concrete disks. This work provides a description of the BT carries on concrete disks and put forward a characterization technique to study costly samples of cement based material that have been enabled to display new and improved properties with nanomaterials.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.59-68
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• 1987

본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트의 파괴실험을 통하여 파괴거동을 규명하고 파괴에너지를 결정하였으며, 이로부터 파괴에너지 예측공식을 도출하였다. 콘크리트의 파괴실험은 3 점휨하중실험을 수행하였으며 초기균열길이에 따른 파괴거동과 파괴에너지의 변화특성을 규명하기 위하여 초기균열길이를 보깊이의 각각 0, 0.2, 0.4, 0.6 배로 하였다. 본 실험으로부터 하중-처짐곡선이 자동으로 기록되었으며, 이 하중-처짐곡선하의 면적이 콘크리트의 파괴에너지를 결정하기 위하여 이용되었다. 본 연구에서 도출된 파괴에너지 예측공식은 콘크리트구조물의 파괴해석을 위해 효과적으로 이용될 수 있으며, 파괴에너지가 콘크리트의 인장강도와 골재크기에 의존하고 있음을 나타내고 있다. 또한, 본 연구에서는 콘크리트보의 최대하중을 계산하기 위하여 소위 등가균열길이 개념용 고안하였으며, 이를 위하여 등가균열길이에 대한 예측공식을 제안하였다. 본 등가균열길이 개념은 R-curve 등(等)에 의하지 않고도 파괴하중을 계산할 수 있는 효과적인 개념으로 분석되고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.35-43
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• 2008

본 연구는 지난 4년간 한국도로공사 시험도로 아스팔트 포장의 주요 손상인자의 정량화와 그 변화를 다루고 있다. 포장상태조사 장비인 ARAN(Automatic Road Analyzer)을 이용하여 준공 직후인 2002년 12월부터 2006년 10월까지 총 5차례에 걸쳐 아스팔트 전단면에 대해 노면상태를 측정하고 소성변형, 균열손상, 그리고 종단평탄성을 중심으로 그 결과를 분석하였다. 실내시험을 통해 시험도로의 아스팔트 혼합물의 온도와 하중 재하속도에 대한 선형점탄성 거동을 비교하고, 표층용 혼합물인 ASTM 19mm에 대해서는 동탄성계수에 미치는 공극률의 영향도 검토하였다. 일반 밀입도 표층 단면의 차륜부에서 추출한 시편의 공극률을 측정하여 시험도로 포장의 다짐도 변화를 추정하였으며 이를 바탕으로 다짐도-포장 손상의 관계를 검토하였다. 교통하중과 포장 손상과의 연관성 분석 결과 소성변형과 균열을 포함한 노면 손상의 증가는 교통하중이 재하되는 시기와 바로 일치하지는 않았으며 오히려 온도와 같은 환경에 더 영향을 받는 것으로 관측되었다. 반면에 노면 평탄성은 공용년수가 증가 하면서 교통하중에 민감하게 반응하였으며 환경인자와의 상관성은 매우 낮은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.173-180
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• 2009

초속경 라텍스개질 콘크리트는 교량바닥판 보수 후 조기교통개방을 가능하도록 하기위해 개발되었다. 본 논문의 목적은 초속경 라텍스개질 콘크리트에 발생하는 망상형, 횡방향 및 종방향 균열에 대한 원인을 분석하여 균열발생을 최소화 할 수 있는 방안을 마련하고, 현장 시험시공을 통하여 균열 억제방안을 검증하는 것이다. 횡방향 균열발생을 최소화하기 위하여 시멘트 성능의 개선과 더불어 단위시멘트량을 390kg/$m^3$에서 360kg/$m^3$으로 줄이고 굵은 골재의 최대치수를 13mm에서 19mm로 변경하였다. 시공측면에서 망상형 균열발생을 억제하기 위하여 강섬유와 와이어 메시를 사용하였고, 콘크리트 타설 직후 양생이 이뤄질 수 있도록 하였다. 검증실험 대상교량의 현장 균열조사결과 미세한 크기의 횡방향 균열과 종방향 균열을 제외하면, 3년 동안 구조적 균열이 발생하지 않은 것으로 조사되었다. 따라서 제안된 균열억제 방안이 균열억제에 효과적임을 확인하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.357-365
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• 2016

일반골재인 자갈, 모래와 중량골재인 산화 슬래그 및 자철광을 이용하여 5 종류의 콘크리트를 제작하여 감마선 차폐특성과 압축강도를 살펴보았다. 골재는 평균적인 크기에 따라 비교적 작은 크기의 잔 골재와 큰 크기의 굵은 골재로 구분하여 사용하였다. 실험 결과 산화 슬래그 잔 골재와 굵은 골재를 사용한 콘크리트가 일반 골재만을 이용하여 배합한 콘크리트 시편보다 $^{137}Cs$ 감마선에 대해 2% 향상된 감쇠계수인 $0.37cm^{-1}$을 기록하였다. 각 시편들의 단위중량을 측정한 결과 자철광 잔 골재와 산화 슬래그 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량이 가장 높은 $3,175kg{\cdot}m^{-3}$이었다. 산화슬래그를 잔 골재와 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량은 $3,052kg{\cdot}m^{-3}$으로 최대 단위중량 조건보다 $123kg{\cdot}m^{-3}$ 낮았지만 감쇠계수는 오히려 $0.012cm^{-1}$ 향상되었다. 골재들의 화학성분 분석결과 산화 슬래그는 자철광에 비해 마그네슘의 비율은 낮고 칼슘의 비율은 높아 구성에 있어서 차이를 보였다. 따라서 산화슬래그 만을 골재로 사용한 경우 자철광을 잔 골재로 사용한 경우보다 단위중량은 낮았지만 마그네슘과 비교하여 원자번호가 큰 칼슘의 비율이 높아서 감마선 차폐성능이 향상된 것으로 생각된다. 중량골재가 배합된 모든 시편들은 일반 골재를 이용한 콘크리트보다 압축강도가 높았고, 산화슬래그와 자철광의 잔 골재만을 사용한 경우 4주 양생 후 압축강도가 일반 콘크리트에 비해 45% 향상된 50.2 MPa을 기록하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.129-140
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• 2007

본 연구의 주목적은 최근 국내 아스팔트 교면포장의 가장 빈번한 파손의 하나인 포트홀의 발생을 저감하기 위해 포장체내에 체류된 수분을 신속히 배수할 수 있는 배수시스템을 개발하는 것이다. 이러한 배수시스템은 방수층과 포장층 사이에 $2{\sim}3cm$의 두께로 박층의 배수층을 구성하는 것으로서 방수층의 내구성 확보와 골재 최대입경 10mm이하의 배수성 혼합물을 박층으로 시공하는 기술이 가장 중요한 사항이다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 NCAT 배합설계법을 바탕으로 10mm 이하 배수성 혼합물을 개발하였고, 다양한 실내시험을 통하여 배수성 혼합물이 모든 품질기준을 만족함을 확인하였다. 방수층의 경우 MMA(Methyl Methacrylate)계 방수제의 적용성을 평가하기 위하여 저온 휨 시험, 접착인장강도 시험 등의 시험을 실시하였고 모든 물성이 기준을 만족하였다. 본 연구에서 개발된 배수시스템의 현장시공성 및 공용성을 평가하기 위하여 고속도로의 1개소 교량에 시험시공을 실시하였다. 시공후 각 포장층 재료에 대한 품질확인 시험결과 모두 기준을 만족하였고 체류수가 원활히 배수되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4960-4968
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• 2015

본 논문에서는 숏크리트 구조물의 염해 내구성을 개선하고자 광물성 혼화재의 종류 및 혼입량에 따라 유럽의 시험규준인 NT BUILD 492에 준하여 염해 저항성을 평가하였다. 또한 정적강도 및 염소이온 침투저항성 등의 역학적 특성을 함께 평가하였다. 부순 골재를 사용하여 굵은 골재 최대치수 10mm의 숏크리트용 혼합쇄석 골재를 제작하였다. 재령 28일 압축강도를 기준으로 실리카퓸 15% 혼입 변수가 67.55MPa로 가장 높은 강도를 나타냈으며, 플라이애시와 고로슬래그는 혼입률이 증가할수록 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 염소이온 침투저항성 시험에서는 기본 배합에서 "높음" 등급으로 나타났으며, 혼화재료의 경우 플라이애시를 제외하고 모든 변수에서 침투저항성이 매우 증가하는 경향을 보였다. 촉진 염화물 확산 침투시험으로 KCL, ACI, FIB 기준에 대한 내구수명을 평가하였다. 시험결과 실리카퓸 15%를 혼입한 변수에서 가장 낮은 확산계수를 얻었다, KCI 기준으로 약 65년의 내구수명을 갖는 것으로 나타났으며, FIB 기준으로 131년의 내구수명을 갖는 것으로 나타났다. KCI, ACI, FIB 기준 중 모든 변수에서 KCI 기준의 내구수명이 가장 낮은 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.167-176
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• 2016

이 연구는 다양한 콘크리트에 대해 전단마찰 거동에 의해 지배되는 부재에서 전단전달 기구를 설명하고 합리적인 전단마찰내력을 평가하기 위한 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 기본식은 횡보강근과 작용 축응력을 고려하여 소성론의 상계치 이론(Upper-bound theorem)에 기반하여 유도하였다. 콘크리트는 수정 Coulomb 파괴 기준에 의해 완전한 소성 강체로 고려하였다. 콘크리트 유효강도에서 콘크리트 종류와 최대 골재 크기에 따른 영향을 적용하기 위해 Yang et al.의 압축 응력-변형률 모델과 CEB-FIP의 인장 응력-변형률 모델을 적용하였다. 이 응력-변형률 모델들을 이용한 완전 소성모델로의 변환을 통하여 유효압축강도계수, 유효강도비 그리고 콘크리트 마찰각을 간단한 식으로 일반화 하였다. 제시된 전단마찰내력 모델은 기존 연구에서 제시된 모델과 함께 91개의 직접전단 실험결과와 비교하였다. 그 결과로 이 연구에서 제시된 모델은 콘크리트 종류, 횡보강근 양 그리고 작용 축응력을 고려하여 전단마찰내력을 평가할 수 있었으며, 예측값에 대한 실험값의 비의 평균과 표준편차가 각각 0.95, 0.15로서 기존 식들에 비해 더 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.41-49
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• 2009

국내에서 시멘트콘크리트 포장이 차지하는 비율이 증가하는 수준에 비하여 이의 기술적인 발전은 상대적으로 뒤쳐져 있다고 할 수 있다. 또한, 사용기간의 증가와 함께 여러 가지 기술적인 문제점도 부각되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 외국의 콘크리트포장 배합의 특성을 분석하고 이를 기초로 한국의 실정에 부합하는 장수명의 고강고 고내구성의 콘크리트 포장의 최적배합을 도출하고자 하였다. 단위시멘트량, 잔골재율(S/a), 그리고 물-시멘트(W/C)비 등을 변수로 하여 배합에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 장기적인 공용수명을 확보하고 고강도 고내구성의 포장을 위하여 우선적으로 단위시멘트량을 375kg/$m^3$, 400kg/$m^3$, 425kg/$m^3$ 수준으로 증가시킬 것을 권장한다. 또한, 최적배합표는 포장타설 장비를 활용하여 포설하므로 슬럼프 40mm로 결정하였고, 동결융해 방지를 위하여 공기량을 5%로 결정하였다. 또한 시공 시 재료 수급의 원활함을 위하여 굵은골재 최대 치수를 25mm로 결정하였다. 도로의 장수명을 위한 고강도 배합을 위해 낮은 W/C비와 단위시멘트량의 증가가 요구되는데, 예비실험 결과 공기연행제와 폴리카본산고성능 AE감수제를 사용하여 W/C비를 0.4까지 낮추어도 증가된 단위시멘트량에 대하여 충분히 목표 슬럼프를 가지는 배합이 가능한 것으로 나타났다. 예비 실험 결과 S/a를 0.34까지 낮추어도 골재의 분리 등 문제를 보이지 않고 충분히 배합이 가능하였으며, 이는 단위 시멘트페이스트 양의 증가로 인한 점착력 증가와 워커빌리티의 향상에 의한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.115-123
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• 1990

본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 8개 화력발전소중(火力發電所中) 영동(領東), 영월(寧越), 서천(舒川) 무연탄(無煙炭) 및 삼천포(三千浦), 호남유연탄(湖南有煉炭) 등 5개 화력발전소(火力發電所)에서 부산(富産) 되는 석탄회(石炭灰)에 대하여 건설재(建設材)로서의 활용성(活用性)에 대해 검토(檢討)하고자 화학분석(化學分析), 토질역학시험(土質力學試驗), 지반진동시험(地盤振動試驗) 등을 실시(實施)한 것이다. 석탄회(石炭灰)는 실리카와 알루미나가 약 70%를 차지하고 입도(粒度)는 비회(飛灰)가 fine sand-silt범위(範圍)에 대부분(大部分) 속하고 균등(均等)한 편 이며 저회(底灰)는 sand-gravel 범위(範圍)에 속한다. 비중(比重) 및 단위체적중량(單位體積重量)이 작고 포졸란반응에 의한 자경성(自硬性)이 있어서 장기강도(長期强度)가 증대되며 일반흙에 비해 전단강도가 크다. 무연탄회(無煙炭灰)는 유연탄회(有煙炭灰)에 비해 점착력(粘着力) 및 최적함수비(最適含水比)는 높으나 최대건조밀도(最大乾燥密度)는 낮다. 석탄회(石炭灰)의 동탄성계수곡선분포범위(動彈性係數曲線分布範圍)는 화강토(花岡土)의 것과 비슷하며, 자동차주행(自動車走行)에 의한 진동시험(振動試驗)에 의하면 상대적(相對的) 가속도(加速度)레벨의 크기는 회사장(灰捨場)의 경우가 자연지반(自然地盤)의 경우 보다 다소 크고 감쇠효과(減衰效果)는 적음을 알 수 있었다. 영동, 영월 저회(底灰)의 CBR은 77-137%가 되는 등 석탄회(石炭灰)는 동일입경의 일반흙에 비해 여러 가지 유리한 공학적(工學的) 특성(特性)을 갖고 있어서 앞으로 다소의 보완연구(補完硏究)가 이루어 지면 해안매립(海岸埋立) 성토재(盛土材) 및 도로보장재(道路輔裝材)는 물론 경량골재(經量骨材) 등 일반건설재(一般建設材)로서의 활용(活用)이 기대(期待)된다.