• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.28-36
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• 2019

순환골재는 다량의 부착모르타르를 포함하고 있어 콘크리트의 강도감소, 내구성 저하, 균열발생의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC)에 고로슬래그미분말(GGBFS)을 0 및 50% 대체한 순환 굵은골재 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성에 대한 나일론섬유의 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 섬유보강 순환골재 콘크리트를 제조하기 위하여 섬유길이가 상이한 두 종류 나일론섬유를 0 및 $0.6kg/m^3$ 두 단계로 혼입하여 소정의 재령동안 수중양생하였다. 제조된 콘크리트의 압축 및 쪼갬 인장강도, 투수공극량 및 총통과전하량을 측정하여 섬유보강 부순골재 콘크리트의 성능과 비교, 고찰하였다. 또, 재령 28일 콘크리트를 대상으로 SEM 기법을 이용하여 미세조직구조를 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 순환골재 콘크리트는 부순골재 콘크리트에 비하여 역학적 성능 및 내구성이 떨어지는 것을 확인하였으나, 나일론섬유를 혼입할 경우, 나일론 섬유의 가교작용으로 인하여 콘크리트의 성능을 개선시키는 것으로 나타났다. 특히, NF2(19 mm)를 사용한 콘크리트는 NF1(6 mm)을 사용한 콘크리트보다 역학적 성능이 다소 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 RA 콘크리트에서 더욱 뚜렷하게 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제2권1호
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• pp.69-78
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• 2011

본 연구는 디지털 이미지 처리 기법을 이용하여 골재입자의 형상을 분류한 것이다. 디지털 이미지 처리 기법은 골재의 표면거칠기 및 형상계수 등의 정량적인 분석에 적합한 것이다. 연구에 사용된 골재입자는 주문진 표준사, 해양골재 2종, 쇄석골재 2종 등이 이용되었다. 해변자갈I, II의 형상계수는 0.35~0.54, 쇄석I은 0.74의 범위로 박편 형태의 편평상으로 나타나는데 비해 주문진 표준사의 입자의 모양은 세장형으로 나타났다. 특히 해변자갈II는 해변자갈I과 달리 모든 시료보다 세장비가 작으므로 장축과 중축의 차이가 크고, 긴 입자의 형상특성을 보여주고 있다. 체가름 시험 및 실측을 통해 결정된 골재의 세장비 및 편평비와 디지털 이미지 처리 기법을 이용해 결정된 골재의 세장비 편평비는 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 디지털 이미지 처리 기법을 이용하여 2차원 이미지를 3차원으로 변환하기 위하여 형상변환계수 및 등가직경이론을 제안하였고, 이를 이용하여 수정입도분포곡선을 작성하였다. 4종의 골재에 대한 편평비는 각각 0.30, 0.36, 0.47 및 0.83으로 측정되었다. 형상변환계수는 각각 0.77, 0.78, 0.84 및 0.92로 결정되었다. 형상변환계수에 디지털이미지 처리기법에서 구한 입경을 곱하여 입자의 크기를 보정하였다. 보정된 입자크기를 이용하여 보정된 체적 및 중량을 구하여 수정입도곡선을 작성하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.540-548
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• 2002

본 연구는 굴양식장이 위치한 연안일대에 대량 방치되어 미관상 저해요인은 물론 환경오염의 요인이 되고 있는 폐굴패각을 수거하여 콘크리트 골재로써의 활용성을 검토하고 나아가 경량콘크리트 및 속빈 콘크리트 블록의 제조가능성을 살펴봄으로써 환경오염 방지 및 자원재활용을 추구하기 위한 기초적 실험자료를 제시하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 굴패각 자체에 대한 물리ㆍ화학적 특성을 분석한 후 재령에 따른 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 재료 및 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과 굴패각의 혼입으로 인한 새로운 화학반응이나 이상물질의 생성은 없는 것으로 판단되며, 일반골재에 대한 굴패각 대체율이 증가함에 따라 강도 및 작업성 문제가 발생하나 혼화제 및 석분의 사용으로 해결 가능한 것으로 판단된다. 강도 및 작업성 측면에서 10~13mm정도가 굵은골재로써 굴패각의 최적입경으로 나타났으며, 굵은골재 대체율이 50% 일 경우 단위용적 중량이 1993kg/㎥으로 약 10%정도의 경량화가 가능한 것으로 나타났다. 실제 속빈 콘크리트 블록을 제작하고 품질시험을 실시한 결과 잔골재의 50%를 굴패각으로 대체 사용하여도 강도 및 흡수율 기준을 거의 만족하는 것으로 나타나 충분한 활용성이 기대된다. 추후 내구성 및 경제성 등에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제29권 5호
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• pp.323-334
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• 2022

In order to study the axial compression performance of basalt-fiber reinforced recycled concrete (BFRRC) filled circular steel tubular short columns, the axial compression performance tests of seven short column specimens were conducted to observe the mechanical whole-process and failure mode of the specimens, the load-displacement curves and the load-strain curves of the specimens were obtained, the influence of design parameters on the axial compression performance of BFRRC filled circular steel tubular short columns was analyzed, and a practical mathematical model of stiffness degradation and a feasible stress-strain curve equation for the whole process were suggested. The results show that under the axial compression, the steel tube buckled and the core BFRRC was crushed. The load-axial deformation curves of all specimens show a longer deformation flow amplitude. Compared with the recycled coarse aggregate (RCA) replacement ratio and the basalt fiber dosage, the BFRRC strength has a great influence on the peak bearing capacity of the specimen. The RCA replacement ratio and the BFRRC strength are detrimental to ductility, whereas the basalt fiber dosage is beneficial to ductility.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.9-12
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• 2013

The pavement is generally used on the highways, local loads, roads for bicycle riding and neighborhood living facility such as parking lot, plaza, park and sports facilities. However, the pavement material that is usually used on the most of roads is impermeable asphalt-concrete and cement-concrete. If the pavement material is impermeable, many problems can be happened on the drainage facilities in the rainy season. Additionally, a lot of rainwater on the pavement surface cannot permeate to the underground and flows to the sewage ditch, stream and river, etc. If a lot of rainwater flows at once, the floods can be out along the streams and rivers. So, underground water can be exhausted. Micro organisms cannot live in the underground. Recently, many studies has been conducted to exploit the permeable concrete that has high performance permeability. However, it is required to develop the permeable concrete which has high strength and durability. In this study, permeable and strength tests were performed to investigate the permeable characteristics of porous concrete according to fine aggregate content and substitution ratio of blast furnace slag. In this test, crushed stones with 10~20 mm and sand with 5~10 mm were used as a coarse aggregate and a fine aggregate respectively. The substitution ratio of blast furnace slag to cement weight is 0 %, 15 %, and 30 %. The ratio of fine aggregate to total aggregate is 0 %, 18 %, and 35 %. As a result, permeability coefficient was decreased according to fine aggregate ratio of total aggregate. Compressive strength was also decreased according to substitution ratio of blast furnace slag.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.433-442
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• 2021

이 연구에서는 폴리머 결합재(불포화 폴리에스터 수지), 플라이 애시, 그리고 순환굵은골재(60%)와 부순굵은골재(40%)를 사용하여 폴리머 결합재 함량의 변화에 따른 무세골재 폴리머 콘크리트의 성질(9개항)에 대하여 연구하였다. 폴리머 결합재 함량(4.0-6.0wt.%)을 실험 변수로 한 이유는 비용측면에서 가장 큰 비중을 차지할 뿐만 아니라 각종 성능에 미치는 영향이 크기 때문이다. 연구결과 밀도, 압축강도, 휨강도, 동결융해 후 휨강도는 폴리머 결합재 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 흡수율, 공극률, 연속공극률, 투수계수, 내산성(산에 의한 밀도 감소율)은 폴리머 결합재 함량이 증가함에 따라 감소하였다. 특히 폴리머 결합재 함량 6wt.%에서는 공극률이 18.4%, 투수계수가 7.3mm/sec 임에도 압축강도는 38.0MPa, 휨강도는 10.0MPa로서 기존의 연구결과들에 비해 월등히 높고, 흡수율, 내산성 등 다른 성질들도 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 가교제의 첨가에 의해 높아진 결합재의 부착력과 폴리머 결합재가 가진 표면 소수성에 기인하는 것이라고 하겠다.

• Computers and Concrete
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• 제21권3호
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• pp.249-259
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• 2018

The use of recycled aggregate in concrete is gaining much attention due to the growing need for sustainability in construction. In the present study, Self Compacting Concrete (SCC) is made using both natural and recycled aggregate (crushed recycled concrete aggregate from building demolished waste) and performance of recycled aggregate based SCC for the bond behaviour of reinforcement is evaluated. The major factors that influence the bond like concrete compressive strength (Mix-A, B and C), diameter of bar ($D_b=10$, 12 and 16 mm) and embedment length of bar ($L_d=2.5Db$, $5D_b$ and full depth of specimen) are the parameters considered in the present study in addition to type of aggregates (natural and recycled aggregates). The mix proportions of Natural Aggregate SCC (NASCC) are arrived based on the specifications of IS 10262. The mix proportions also satisfy the guidelines of EFNARC. In case of Recycled Aggregate SCC (RASCC), both the natural coarse and fine aggregates are replaced 100% by volume with that of recycled aggregates. These mixes are also evaluated for fresh properties as per EFNARC. The hardened properties like compressive strength, split tensile strength and flexural strength are also determined. The pull-out test is conducted as per the specifications of IS 2770 (Part-1) for determining the bond strength of reinforcement. Bond stress versus slip curves were plotted and a typical comparison of RASCC is made with NASCC. The fracture energy i.e., area under the bond stress slip curve is determined. With the use of recycled aggregates, reduction in maximum bond stress is noticed whereas, the normalised maximum bond stress is higher in case of recycled aggregates. Based on the experimental results, regression analysis is conducted and an equation is proposed to predict the maximum bond stress of RASCC. The equation is in good agreement with the experimental results. The available models in the literature are made use to predict the maximum bond stress and compare the present results.

• Computers and Concrete
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• 제27권4호
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• pp.333-341
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• 2021

Steel slag, an industrial reject from the steel rolling process, has been identified as one of the suitable, environmentally friendly materials for concrete production. Given that the coarse aggregate portion represents about 70% of concrete constituents, other economic approaches have been found in the use of alternative materials such as steel slag in concrete. Unfortunately, a standard framework for its application is still lacking. Therefore, this study proposed functional model equations for the determination of strength properties (compression and splitting tensile) of steel slag aggregate concrete (SSAC), using gene expression programming (GEP). The study, in the experimental phase, utilized steel slag as a partial replacement of crushed rock, in steps 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%, respectively. The predictor variables included in the analysis were cement, sand, granite, steel slag, water/cement ratio, and curing regime (age). For the model development, 60-75% of the dataset was used as the training set, while the remaining data was used for testing the model. Empirical results illustrate that steel aggregate could be used up to 100% replacement of conventional aggregate, while also yielding comparable results as the latter. The GEP-based functional relations were tested statistically. The minimum absolute percentage error (MAPE), and root mean square error (RMSE) for compressive strength are 6.9 and 1.4, and 12.52 and 0.91 for the train and test datasets, respectively. With the consistency of both the training and testing datasets, the model has shown a strong capacity to predict the strength properties of SSAC. The results showed that the proposed model equations are reliably suitable for estimating SSAC strength properties. The GEP-based formula is relatively simple and useful for pre-design applications.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.45-53
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• 2012

본 연구에서는 다양한 포장용 콘크리트 배합의 건조수축 특성에 관한 실험결과를 분석하였다. 실험변수는 굵은골재의 종류(석회암, 사암, 화강암, 안산암, 편마암)와 잔골재의 종류(자연사, 부순모래) 및 콘크리트의 배합강도(보통강도, 고강도)를 달리하였다. 그리고 형상비가 22.2, 40, 85.7, 150, 200, 300을 갖도록 시편의 크기를 달리하였으며 코팅제(U&V-H(A,B))를 활용하였다. 다이얼게이지를 이용하여 항온($20^{\circ}C$) 항습(60%)에서 수행된 건조수축 실험은 길게는 1,014일 동안 측정하였다. KS에서 제시하는 표준시편에 비해 도로포장 모사용 슬래브 시편의 건조수축 변형률은 약 39% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 동일한 형상비에 대해 굵은골재의 변화에 따른 건조수축 실험결과 석회암이 배합된 시편의 변형률이 사암대비 형상비별로 56~76% 범위에서 가장 낮게 측정되어 포장용 콘크리트로 사용되는데 유리할 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제32권4호
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• pp.351-363
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• 2023

Reducing the self-weight of reinforced concrete structures problem is discussed in this paper by using two types of self-weight reduction, the first is by using lightweight coarse aggregate (crushed brick) and the second is by using styropor block. Experimental and Numerical studies are conducted on (LWAC) lightweight aggregate reinforced concrete slabs, having styropor blocks with various sizes of blocks and the ratio of shear span to the effective depth (a/d). The experimental part included testing eleven lightweight concrete one-way simply supported slabs, comprising three as reference slabs (solid slabs) and eight as styropor block slabs (SBS) with a total reduction in cross-sectional area of (43.3% and 49.7%) were considered. The holes were formed by placing styropor at the ineffective concrete zones in resisting the tensile stresses. The length, width, and thickness of specimen dimensions were 1.1 m, 0.6 m, and 0.12 m respectively, except one specimen had a depth of 85 mm (which has a cross-sectional area equal to styropor block slab with a weight reduction of 49.7%). Two shear spans to effective depth ratios (a/d) of (3.125) for load case (A) and (a/d) of (2) for load case (B), (two-line monotonic loads) are considered. The test results showed under loading cases A and B (using minimum shear reinforcement and the reduction in cross-sectional area of styropor block slab by 29.1%) caused an increase in strength capacity by 60.4% and 54.6 % compared to the lightweight reference slab. Also, the best percentage of reduction in cross-sectional area is found to be 49.7%. Numerically, the computer program named (ANSYS) was used to study the behavior of these reinforced concrete slabs by using the finite element method. The results show acceptable agreement with the experimental test results. The average difference between experimental and numerical results is found to be (11.06%) in ultimate strength and (5.33%) in ultimate deflection.