• Advances in concrete construction
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• 제13권 2호
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• pp.199-213
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• 2022

Experimental and discrete element approaches were used to examine the effects of F shape non-persistent joints on the failure behaviour of concrete under uniaxial compressive test. concrete specimens with dimensions of 200 cm×200 cm×50 cm were provided. Within the specimen, F shape non-persistent joint consisting three joints were provided. The large joint length was 6 cm, and the length of two small joints were 2 cm. Vertical distance between two small joints change from 1.5 cm to 4.5 cm with increment of 1.5 cm. In constant joint lengths, the angle of large joint change from 0° to 90° with increments of 30°. Totally 12 different models were tested under compression test. The axial load rate on the model was 0.05 mm/min. Concurrent with experimental tests, numerical simulation (Particle flow code in two dimension) were performed on the models containing F shape non-persistent joint. Distance between small joints and joint angles were similar to experimental one. the results indicated that the failure process was mostly governed by both of the Distance between small joints and joint angles. The axial loading rate on the model was 0.05 mm/min. The compressive strengths of the samples were related to the fracture pattern and failure mechanism of the discontinuities. Furthermore, it was shown that the compressive behaviour of discontinuities is related to the number of the induced tensile cracks which are increased by increasing the joint angle. In the first, there were only a few acoustic emission (AE) hits in the initial stage of loading, and then AE hits rapidly grow before the applied stress reached its peak. Furthermore, a large number of AE hits accompanied every stress drop. Finally, the failure pattern and failure strength are similar in both approaches i.e., the experimental testing and the numerical simulation approaches.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.425-432
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• 2023

본 연구에서는 바이오차를 혼입한 탄소 저감형 콘크리트 기술을 개발하고자 한다. 주요 인프라 분야인 건축과 터널에 단열성능과 탄소 포집이 가능한 바이오차를 혼입시킨 콘크리트의 성능 평가 실험을 수행하였다. 콘크리트 배합은 바이오차 혼입률 0, 5, 10, 15 및 20 %와 물-바인더 비를 0.25, 0.30, 0.35 및 0.40으로 선정하여 배합조건을 구성하였다. 각 배합별 물리적 특성을 평가하기 위해 단위중량, 총 공극률 및 투수계수를 측정하였고, 역학적 특성을 파악하기 위해 콘크리트 압축강도, 휨강도를 측정하였다. 바이오차를 혼입한 탄소 저감형 콘크리트의 단열 효과를 향상 시키기 위한 주요 인자는 회귀분석을 통해 바이오차 혼입률, 단위중량, 콘크리트 강도 및 열전도율은 서로 밀접한 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 향후 혹한기후 특성을 갖는 북방지역에 단열성능을 높이기 위한 단열재료로 활용될 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제5권6호
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• pp.639-658
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• 2017

Very limited studies have been accomplished concerning the historical structures around Harran area. Collected mortar samples from the historic structures in the area were tested to explore their mechanical, chemical and mineralogical properties. Mortar samples from three different points of each historical structure were taken and specified in accordance with the related standards taking into consideration their mechanical, chemical and mineralogical properties. By means of SEM-EDX the presence of organic fibres and calcite, quartz, plagioclase and muscovite minerals has been examined. Additionally, by means of XRF analysis, oxide ($SiO_2$, $Al_2O_3$, and $Fe_2O_3$) percentages of mortar ingredients have been specified, also. According to the test results obtained, it was confirmed that the mortars had densities ranging between $1.51-2.10g/cm^3$, porosity values ranging between 8.89-35.38% and compressive strengths ranging between 5.02-5.90 MPa. Specimen HU, which has the highest durability and lowest water absorption and porosity, was the mortar taken from the most intact building in the mosque complex. This result is most likely due to the very little fine aggregate content of HU. In contrast, HUC mortars with a small amount of fine particles and brick contents yielded slightly lower compressive strengths. The interesting point of this study is the mineralogical analysis results and especially the presence of ettringite in these historic mortars linked to the use of pozzolanic materials. Survival of these historic structures in Harran Area through centuries of use and, also, having been subjected to many earthquakes can probably be explained by these properties of the mortars.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.19-25
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• 2005

폐플라스틱과 fly ash를 건설분야에서 재활용하는 것은 환경오염의 방지와 함께 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 각종 환경규제 속에 대처할 수 있는 훌륭한 방안이다. 본 연구에서는 $12\%$ 탄소를 함유한 fly-ash와 폐플라스틱를 이용하여 합성경량골재를 제작하였다. 최대치수 9.5mm의 골재는 fly ash 함유량을 $0\%$, $35\%$, $80\%$ 으로 제조하였다. 팽창 점토 경량 골재와 보통 중량 골재를 비교군으로 사용하였다. 골재의 입도, 비중, 흡수율을 실험하였으며 골재종류별로 다섯 변수의 콘크리트 공시체를 제조하였다. 합성경량골재 콘크리트의 특성을 파악하기 위하여 밀도, 압축강도, 탄성계수, 할렬인장강도, 파괴인성, 파괴 에너지등을 구하였다. 또한 콘크리트 내구성을 알 수 있는 표면박리 저항성 실험을 하였다. 실험결과 압축강도와 인장강도는 보통중량 골재와 일반적인 점토 경량골재를 사용한 콘크리트 보다 합성경량골재의 경우가 더 낮았으나 상대적으로 우수한 파괴특성을 나타내었다. 합성경량골재 콘크리트는 상대적으로 낮은 압축 탄성계수를 가졌으나 높은 연성을 나타내었다. 합성경량골재의 av ash 함유량이 증가함에 따라, 콘크리트의 모든 특성이 향상되었다. fly ash 함유량 $80\%$의 합성경량 골재를 사용한 콘크리트가 표면박리 저항성이 가장 우수하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.295-304
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• 2013

초고성능 콘크리트(UHPC: Ultra-High Performance Concrete)는 최근 국내외에서 연구가 가장 활발한 분야 중 하나로서 구조물의 장수명화와 경제성 제고에 기여하고 있다. 품질관리 및 공사기간 단축을 위해서는 공장에서 제작된 프리캐스트 방식의 초고성능 콘크리트가 유리하지만, 이 경우에도 프리캐스트 세그먼트 간의 이음부 등 부득이 현장타설로 시공되어야 하는 부분이 존재한다. 그러나 현장타설 시에는 공장 제작 시와는 달리 최적의 양생 조건을 구현하기 어려울 가능성이 크다. 따라서 이 연구에서는 현장에서 예상되는 여러 가지의 열악한 양생 조건을 가정하였을 때 초고성능 콘크리트의 압축강도 발현 경향을 실험적으로 규명하였다. 양생온도, 양생 전 지연시간, 양생 지속시간, 수분 공급 조건을 변수로 두어 공시체를 제작한 후 표준적인 고온습윤양생으로 제작된 공시체의 강도와 비교하였다. 실험 결과를 분석하여 현장에서 타설된 초고성능 콘크리트를 양생할 때 요구되는 최소한의 조건을 제안하였다. 이 연구를 통해 초고성능 콘크리트의 현장에서의 활용도를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.605-612
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• 2012

콘크리트의 폭렬 발생 메커니즘에 대해서는 수증기압력에 의한 파괴, 내 외부의 온도 차이에 의해 발생하는 표면 압축력에 의한 파괴, 앞선 두 가지 요인의 복합작용에 의한 파괴가 있다. 이러한 폭렬에 영향을 주는 요인은 콘크리트 자체의 재료적 특성과 관계된 내부 요인과 환경에 의한 외부 요인으로 나눌 수 있으며 폭렬 현상을 이해하기 위해서는 두 가지 요인에 대한 충분한 고려가 필요하다. 외부 환경의 요소로써 가열 속도가 다른 경우 콘크리트 내부의 수분응집 및 수증기압력의 거동이 달라질 것으로 판단된다. 따라서 이 연구에서는 30, 50, 70, 90, 110 MPa의 다양한 강도 영역의 콘크리트를 대상으로 ISO-834 표준가열곡선과 $1^{\circ}C/min$의 가열 속도를 적용하여 가열 속도에 따른 콘크리트의 폭렬 성상 및 수증기압력, 열팽창 변형을 평가하였다. 실험 결과 콘크리트의 폭렬은 급속 가열조건에서 발생하며, 콘크리트가 고강도화될수록 폭렬에 의한 단면손실량이 증가하였다. 또한, 가열 초기에 콘크리트 표면부의 수증기압력 상승 속도 및 가열 속도에 따른 열팽창에 의한 초기압력 상쇄효과가 콘크리트의 폭렬 발생에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.543-551
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• 2012

도로포장의 내구 연한이 기대수명에 비하여 짧아지고 있어 최근 다기능 복합포장 개발 연구가 진행중이다. 이 연구에서는 아스팔트 표층을 구성하기 위한 빈배합 콘크리트 기층재료로 활용하기 위하여 재료적인 측면을 개선시키는 방안과 섬유보강재를 추가하여 포장체를 보강하는 연구방안으로 역학적 특성을 분석 연구를 수행하였다. 빈배합 콘크리트의 경우 그 특성상 다짐의 수준이 강도 등의 특성 발현에 많은 영향을 미치게 된다. 하지만 현재 국내에서는 기층의 다짐관리에 관한 세부적인 기준이 미비하므로 자체적으로 다짐방법 및 수준을 정하여 제시하였다. 실내 및 현장 실험 결과 압축강도기준은 재령 7일에 5 MPa로서 모든 빈배합 콘크리트의 변수가 이를 충분히 만족시키는 것으로 나타났으며 현장배합 강도의 경우 일반적인 수화반응에 의한 강도의 증진효과 보다는 롤러의 다짐에너지에 의한 강도의 증진효과가 지배적으로 작용하였을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.811-818
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• 2005

플래쉬 콘크리트의 유동성 및 유동성 감소는 유기 화학혼화제의 종류에 영향을 받는다는 것은 잘 알려져 있다. 유기화학 혼화제는 콘크리트의 물성을 증가시킬 수 있다. 술포네이트 나프탈렌 포름알데하이드(SNF, Sulfonated Naphthalene-Formaldehyde) 고유동화제(superplasticizer)가 대표적으로 많이 사용되고 있으나, 유동성 감소의 문제점이 있다. 본 연구에서는 술포네이트 멜라민 포름알데하이드(SFM, Sulfonated Melamine-Formaldehyde) 고유동화제를 합성하여 SNF 고유동화제의 물리적 특성을 보완하고자 한다. SNF계 고유동화제를 4단계로 나누어 반응을 진행하였고, Step.1은 hyydroxymethylation 단계이고, Step.2는 sulfonation단계이고, Step.3은 중합단계이고, Step.4는 안정화 단계이다. SMF 고유동화제의 합성은 pH, 반응온도 및 반응시간에 영향을 받는다 본 합성에서 우리는 멜라민과 포름알데하이드의 몰비를 1:3, 1:4로 변화시키고, Step. 3에서 촉매의 양을 조절하면서 반응을 진행하였다. 그리고, SMF 고유동화제 및 SNF계 고유동화제와 혼합한 시료에 대해서 시멘트 대비 0.5, 1.0, 1.5wt% 첨가하여 물리적 특성을 비교하였다. 고유동화제를 첨가한 시료는 첨가하지 않은 시료 CEM보다 높은 압축강도, 슬럼프 값을 나타내었고, 미세한 기공과 낮은 기공율을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.8-16
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• 2023

이 연구에서는 흙막이용 CIP(cast in placed pile)를 영구적인 지하외벽으로 활용하기 위해 제시한 CSB(confined socket bolt) 전단연결재의 전단 성능을 평가하였다. CSB 전단 성능 평가를 위한 푸쉬아웃(push-out) 실험의 주요 변수는 CIP의 종류, CSB 전단연결재 종류, L/d, 무근 콘크리트, 방수재 및 철근콘크리트 말뚝의 압축강도로 설정하였다. 실험결과, H-형강 말뚝 실험체들의 파괴모드는 모두 CSB 전단연결재 파단에 의해 지배되었다. 철근콘크리트 말뚝 실험체들의 파괴모드는 철근콘크리트 말뚝의 압축강도가 증가할수록 콘크리트의 파괴보다 CSB 전단연결재의 파단에 의해 지배되었다. 고강도 볼트 및 이형철근의 CSB 전단연결재 실험체의 최대 내력은 일반강도 볼트의 CSB 전단연결재 실험체에 비해 H-형강 말뚝의 경우 약 1.22배 및 1.20배 높았으며, 철근콘크리트 말뚝의 경우 약 1.10배 및 1.16배 높았다. 그리고 푸쉬아웃 실험에서 최대 내력은 CSB 전단연결재의 길이 및 철근 중첩에 대한 영향이 미미하였다. KDS 기준에 의해 산정된 전단내력은 실험결과를 안전측으로 평가하였다.

• 한국농공학회지
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• 제20권2호
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• pp.4645-4687
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• 1978

This study was attempted to investigate the mechanical properties of concrete and crack control effects of reinforced concrete with steel and glass fiber. The experimental program includes tests on the properties of fresh concrete containing fibers, compressive strength, tensile strength, flexural strength, Young's modulus, Shrinkage and deformation of steel or glass fiber reinforced concrete. Also this study was carried out to investigate the effect of steel or glass fiber to retard the development in reinforced concrete subject to uniaxial tension and thus facilitate the use of steels of higher strength. The major conclusions that can be drawn from the studies are as follows: 1. The effect of the fibers in various mixes on fresh concrete confirmed that fibers do have a significant effect on the properties of fresh concrete, bringing much more stable and exhibiting a signiflcant reduction in surface bleeding, and that the cohesion is greatly improved and the internal resistance increases with fiber concentration. But the addition of an excess contents and length of fibers brings about the reduction of workability. 2. With the addition of steel fibers(1.5% Vol.) to concrete, the compressive strength as compared with plain concrete showed a very slight increase, but excess addition, over 1.5% Vol. of steel and glass fiber reduced its strength. 3. Splitting tensile strength of fiber reinforced concrete showed a significant increase tendency, as compared with plain concrete. In case of containing steel fiber (2.5%, 30mm), it showed that the maximum increase rate of 1.48 times as much rate, and in case of containing glass fiber (2.5%, 30mm), the increase rate of strength was 1.25 times as much rate. 4. Flexural strength of fiber reinforced concrete showed a significant tendency, as compared with plain concrete. Containing steel fiber (2.5%, 30mm) showed the maximum increase rate of 1.64 times as much rate and containing glass fiber (2.5%, 30mm) showed the increase rate of strength of 1.32 times as much rate, and in general, the 30mm length brougth the best results. 5. The strength ratio ($\sigma$b/$\sigma$c and $\sigma$t/$\sigma$c) increased, when steel fiber's average spacing was up to 3.05mm, but decreased when beyond 3.05mm, and it was confirmed that tensile or flexural strengths of steel fiber reinforced concrete are apparently governed by fiber's average spacing. 6. The compressive strain of fiber reinforced concrete showed a significant increasing tendency as the fiber was added, but Young's modulus. with the addition of steel and glass fibers, showed a slight decrease tendency. And according to the increase of flexural strength, a considerable increase was seen in toughness. 7. With the addition of fiber's the shrinkage of concrete was significantly decreased, in both case of adding steel fibers 12.5%, 30mm, and showed a significant decrease ratio, in average 30.4% and 36.7%, as compared with plain concrete. 8. With the increase of fiber volume fraction and length, the gained stress in reinforcing bar in concrete specimens increased in all crack widths, but at different rates, with the decrease of fiber diameter, the stress showed a considerable increasing tendency. And the duoform steel fibers showed the greatest improvement, as compared with the other types tested. 9. The influence of fiber dimensions in order of significanse on the machanical properties of concrete and the crack control of reinforced concrete was explained as follows: content, length, aspect ratio and dimeter.