• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.57-65
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• 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
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• 제21권2호
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• pp.34-45
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• 2017

본 연구에서는 소규모 철골조에 대한 기존 건축물의 접합부 현황조사와 분석을 통해 노출형 주각부에 대한 내진성능을 평가하였다. 총 9개의 주각부에 대한 반복가력 실험을 통해 휨강도, 변형능력, 그리고 초기강성 등이 조사되었다. 실험의 주요 변수는 베이스 플레이트의 두께, 앵커볼트의 개수와 매립깊이, 앵커볼트 후크의 유무, 그리고 리브 플레이트의 유무이다. 본 실험결과에 의하면, 주각부의 휨거동은 앵커볼트의 개수와 매립깊이, 그리고 베이스 플레이트의 두께에 영향을 받는 것으로 나타났다. 반면에, 주각부에 설치된 리브플레이트는 휨강도에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 종합적으로 노출형 철골 주각부와 기초부 그리고 앵커볼트 등이 모두 현행 구조기준을 만족한다고 할지라도, 앵커볼트와 기초부 콘크리트 사이의 부착력이 충분하지 않을 경우, 슬립형 거동이 관측되어 개선이 필요한 것으로 파악되었다. 앵커볼트의 매립깊이가 현행 구조기준을 만족하고, 앵커볼트에 후크가 설치된 경우, 노출형 주각부의 초기강성은 주각부가 구속되었을 때의 휨강성 하한값의 약 15% 수준인 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.283-299
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• 2017

터널의 누수는 콘크리트 라이닝과 같은 구조물의 장기 내구성을 저하시키는 원인이 된다. 내구성 저하 원인은 염화물, 황산염, 물, 가스 등 지하수에 포함되어 있는 여러 가지 물질이 될 수 있다. 본 연구에서는 터널의 지보재로서 또는 방수재로서 사용되는 뿜어붙임멤브레인의 방수성능과 염수에 대한 저항성을 파악하기 위한 기초 시험을 수행하였다. 그 결과, 일부 시험체에서 물의 침투가 발생할 수 있는 것을 파악하였고 그 원인이 액상폴리머와 분말재료의 혼합에 의해 생기는 내부공극과 수압에 의해 내부공극이 연결되어 발생하는 것임을 알 수 있었다. 그리고 증류수와 염수에 침지된 시험체에 대한 인장강도시험을 통해서 인장강도가 기건상태에 비해 절반 이하로 감소될 수 있음을 확인하였다. 또한 신장률은 염수보다 증류수에서 신장률이 더 커지는 결과가 나타났다. 그러나 이 결과는 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.171-178
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• 2019

본 연구는 탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 그리고 유리섬유시트를 혼합한 하이브리드 FRP 플레이트를 제작하였으며, 제작한 보강 플레이트를 보강한 후, 최대한의 휨 보강 효과가 발생되도록 다시 보강 플레이를 긴장시켜 RC보의 휨 보강 효과를 파악하고자 하였다. 또한, 긴장시키는 보강방법을 제시하는 동시에 무보강 실험체에 비해 보강효과가 어느 정도 되는지 실험적으로 규명하기 위해 실험적 연구를 진행하였다. 연구를 위해 총 8개의 RC 보 부재를 동일하게 제작하여 1 개의 실험체(N 실험체)를 제외한 7 개의 실험체는 보강재 종류, 단부 정착 앵커 개수, 보강재 두께 등을 주요 변수로 하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 휨 거동을 보이는 실험체에 긴장을 가한 FRP 플레이트로 보강하면, 보강하지 않은 실험체에 비해 우수한 휨거동(초기강도, 항복시 강도 및 강성, 최대강도 등)보여 주었으며, 단부정착 앵커의 개수가 많고, 보강재의 두께(보강량)가 클수록 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 긴장시킨 보강재는 단일 FRP 플레이트에 비해, 하이브리드 FRP 플레이트를 적용했을 때 보강효과가 더 우수하게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.65-73
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• 2012

본 연구에서는 PSC 거더교의 장경간 적용을 위해 개발된 Half-Decked PSC 거더의 구조적 성능을 실험하였다. 이를 위해 힌지-롤러의 지점 조건의 단순교로 설계된 60 m 경간의 실물 크기 거더를 제작하여 4점 재하실험을 수행하였다. 거더의 중앙을 기준으로 양쪽으로 5.5 m 씩 떨어진 위치에 가력장치를 설치 후 1 kN/sec의 속도로 하중을 재하하여 총 4단계에 걸쳐 반복하중을 가하였다. 1단계부터 4단계까지 1,000 kN, 1,200 kN, 1,500 kN, 2,000 kN의 하중을 재하하고 제거하기를 반복하며 거더의 변위, 콘크리트와 철근의 변형률, 균열 등을 확인하였다. 이를 분석하여 거더의 내하력을 평가하고 하중 제거 시 나타나는 복원력 등을 살펴보았다. 1,400 kN 인근에서 초기 휨균열이 발생하여, 이 시점부터 하중 재하 시 비선형 성이 나타나며 뚜렷한 잔류변형이 계측되었다. 초기 균열이 1등교 기준의 사용하중보다 2배 이상 큰 하중에서 계측되어 충분한 내하력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 실험 결과의 검증을 위해 수치해석을 수행하여 결과 값을 비교하였고 그 결과 실험 결과와 해석 결과의 유사한 거동을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 거더의 정적재하실험을 통하여 그 구조적 성능을 입증하였으며, 이를 바탕으로 Half-Decked PSC 거더 형식의 60 m 경간 실교량 설계 적용 가능성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.457-464
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• 2011

본 연구에서는 경질형 폴리우레아로 보강된 RC 슬래브의 보강성능과 파괴거동을 파악하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 보강성능을 평가하기 위해 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체와 기존의 보강재로 사용되는 탄소섬유시트와 유리섬유시트를 부착한 시험체, 무보강 시험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 구조물의 보강성능에 큰 영향을 미치는 부착성능 평가도 수행하였다. 휨 성능 평가결과로는 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체는 무보강 시험체보다 높은 휨 성능을 보였지만 섬유시트를 부착한 시험체보다는 다소 낮은 휨 성능을 나타내었다. 하지만 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체는 탄성범위를 넘어선 소성구간에서의 연성거동은 우수한 것으로 나타났다. 부착성능 결과에서는 모든 시험체의 부착성능이 표준부착 강도인 1.5 MPa 이상의 값으로 높게 나타났다. 또한, 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체는 섬유시트의 보강방법에 사용되는 에폭시 레진을 사용하지 않아도 인장용 지그와 경질형 폴리우레아의 탈락이 일어나지 않고 콘크리트 모재와의 탈락이 발생한 것으로 나타나 경질형 폴리우레아를 콘크리트의 보강재로 사용 할 경우 부착성능의 저하로 인한 보강효과의 성능저하는 일어나지 않을 것으로 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.18-24
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• 2012

본 연구에서는 시멘트에 작용하는 아크릴 코폴리머의 화학반응을 통해 강한 점착성과 유연성을 가지는 친환경적인 폴리비닐아세테이트(PVAc)를 이용하여 수밀성을 향상시키는 복합공법의 가능성을 알아보고자 하였으며, 이를 위한 실험 방법으로 1차로 실리케아트계 침투성 방수제를 도포 한 후, 2차로 PVAc를 혼입한 모르타를 도포한 후에 부착강도 및 흡수량에 대한 특성을 검토하였다. 이 실험 결과를 토대로 하여 현장 적용을 위한 Mock-up 부재를 제작하였고, 이 시험 부재에 대하여 복합공법을 적용한 후 실내 시험과 동일한 성능을 검토하였다. 또한, 탄산화 및 염소 이온 침투저항성 평가를 실시하여 내구성이 취약한 환경에 적합한지 여부를 검토 하였다. 그 결과 PVAc를 이용한 복합공밥을 적용한 시험체가 수밀성능이 가장 우수하였으며, 부착강도 또한 우수한 성능을 나타내었다. 또한, 간이 Mock-up 부재에 대한 성능평가에서 실내 시험과 동일한 경향을 보였으며, 압축강도 시험결과 보강 효과를 발휘함을 알 수 있었다. 탄산화 및 염소 이온 침투저항성 내구 성능 평가에서 가장 우수한 결과를 나타내어 지하구조물 및 해양구조물 등과 같은 취약한 지역에 적용이 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-9
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• 2023

본 연구에서는 보편적으로 건물의 옥상 등에 사용되는 폴리 우레탄 방수재의 바탕구조물의 함수정도와 시공환경조건에 따른 하자원인을 분석하기 위한 것으로 바탕판의 함수조건에 따른 부착강도, 표면상태를 육안관찰하였고, 온도, 습도의 양생조건에 따라서 방수재 도막의 기계적 성능을 평가하였다. 실험결과 바탕판의 함수상태가 10%이상일 때 도막의 부착이 이뤄지지 않음을 확인하였고, 온습도 조건이 20℃, 80% RH일때는 기초물성이 모두 확보되었으나, 40℃, 60% RH일 때 표면에 기포가 관찰되었으며, 40℃, 80% RH일 때 건조도막 기초물성이 KS F 3211 성능기준이하로, 우레탄 방수재 도포에 있어 시공환경조건의 하자원인 중 바탕판의 함수조건 및 양생 시 절대습도가 중요한 요인임을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.269-275
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• 2016

본 논문은 유공형 판 형태로 전단 보강한 넓은 보의 중심에 기둥을 삽입하여 연속한 두 경간으로 설계하여 전단파괴 실험을 통해 넓은 보의 거동을 평가하였다. 유공형 강판으로 전단 보강된 시험체 5개와 유공형 GFRP판으로 보강된 시험체 3개 총 8개의 시험체를 전단파괴 실험을 통해 계측한 전단강도와 ACI-318 규준의 설계식을 통해 얻은 전단강도와 비교 평가하였다. 또한 넓은 보의 지지부 폭, 지지부의 형상과 전단보강재의 재료를 변수로 하여 넓은 보의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 지지부 폭이 증가할수록 전단강도가 증가하고 하중의 집중을 방지하는 것을 확인하였다. 또한 전단보강재의 재료인 강재와 GFRP에 상관없이 전단보강량이 동일하다면 넓은 보에서 비슷한 전단보강효과를 보이는 것을 확인하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권6호
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• pp.547-556
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• 2020

This study aimed to develop reference materials (RMs) that are chemically stable and can simulate the flow characteristics of cement paste. To this end, the candidate components of RMs were selected considering the currently required properties of RMs. Limestone, slag, silica, and kaolin were selected as substitutes for cement, while glycerol and corn syrup were selected as matrix fluids. Moreover, distilled water was used for mixing. To select the combinations of materials that meet all the required properties of RMs, flow characteristics were first analyzed. The results revealed that silica and kaolin exhibited bilateral nonlinearity. When an analysis was conducted over time, slag exhibited chemical reactions, including strength development. Moreover, fungi were observed in all mixtures with corn syrup. On the other hand, the combination of limestone, glycerol, and water exhibited a performance that met all the required properties of RMs. Thus, limestone, glycerol, and water were selected as the components of the RMs. When the influence of each component of the RMs on flow characteristics was analyzed, it was found that limestone affects the yield value, while the ratio of water and glycerol affects the plastic viscosity. Based on this, it was possible to select the mixing ratios for the RMs that can simulate the flow characteristics of cement paste under each mixing ratio. This relationship was established as an equation, which was verified under various mixing ratios. Finally, when the flow characteristics were analyzed under various temperature conditions, cement paste and the RMs exhibited similar tendencies in terms of flow characteristics. This indicated that the combinations of the selected materials could be used as RMs that can simulate the flow characteristics of cement paste with constant quality under various mixing ratio conditions and construction environment conditions.