• 한국도로학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.77-88
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• 2017

PURPOSES : It is necessary to clarify the rheological properties of cement paste as a basic research in the development of mechanistic concrete mix design. The rheological properties of cement paste with different binder types, mix propositions, and with/without high range water reducers have been analyzed. METHODS : In this study, ordinary Portland cement, fly-ash, blast furnace slag, silica fume, and limestone powder were used as binders. The range of water-binder ratio was 0.3-0.5, and a total of 30 different mixes have been tested. The slump flow test, V-funnel test, and Dynamic Shear Rheometer (DSR) test were performed to analyze the rheological properties of cement paste. RESULTS : As a result of the slump flow test, it was found that the composition ratio of the binder contents greatly affected the paste flow when the high range water reducers were added. The results of V-funnel test showed that when the water-binder ratio was decreased without high range water reducers, the binder composition ratio had a large effect on the passing time of the V-funnel tester, but with high range water reducers the impact of the binder composition ratio was decreased. The slump flow and V-funnel have a certain relationship with the rheological factors (yield stress and plastic viscosity), but the correlation was not significant. Finally, we proposed the M-value considering the density and specific surface area of the binder. The correlation between rheological factors and M-value were better demonstrated than experimental values, but there is still a limit to predict the rheological factor in general mix design. CONCLUSIONS :In this study, the rheological properties of cement paste were analyzed. The binder type, composition ratio of binder, and with/without high range water reducers have combined to provide the complex effects on the rheological properties of cement paste. The correlation between the proposed M-value and rheological factor was found to be better than experimental results, but needs to be improved in the future.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.189-197
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• 2007

터널 라이닝은 대형 화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 폭렬이 발생하고 이로 인해 급격한 온도 전달 및 내력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있다는 것이 여러 사례를 통해 보고되고 있다. 본 연구는 터널라이닝의 내화뿜칠 재료로 매우 적합할 것으로 판단되는 고인성 고내화성 시멘트 복합체(FR-ECC)를 개발하고 이의 역학적 특성 및 내화 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 FR-ECC에 있어서의 배합 요인을 실험 변수로 내화 시험을 실시하였으며 비정상 온도 분포 해석 기법(nonlinear transient heat flow analysis)을 이용하여 이를 해석적으로 묘사 검증되었다. 또한, 실험 결과를 통해 검증된 해석 기법을 이용하여 터널라이닝에 대한 열전달 해석을 수행하여 FR-ECC를 내화 2차 라이닝재로 이용하는 경우의 거동 특성을 분석하였다. 실험 결과 내화 성능을 향상시키기 위한 FR-ECC의 최적 배합은 PVA 섬유 또는 PP 섬유 혼입률 $V_f=2.0%$, 다공성 세라믹재 혼입률 $V_C=3.6%$, 공기량 $V_A=15%$로 나타났으며, 검증된 비정상 온도 분포 해석 기법을 이용하여 기존 터널에 40mm FR-ECC를 추가 라이닝 한 경우에 대한 해석 결과, 콘크리트 및 철근의 온도 분포가 모두 $350^{\circ}C$ 이내에서 제어되어 터널 내 콘크리트 및 철근에 대한 화재 피해를 방지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제44권3호
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• pp.10-21
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• 2021

Recently, the demand for atypical structures with functions and sculptural beauty is increasing in the construction industry. Existing mold-based structure production methods have many advantages, but building complex atypical structures represents limitations due to the cost and technical characteristics. Production methods using molding are suitable for mass production systems, but production cost, construction period, construction cost, and environmental pollution can occur in small quantity batch production. The recent trend in the construction industry calls for new construction methods of customized small quantity batch production methods that can produce various types of sophisticated structures. In addition to the economic effects of developing related technologies of 3D Concrete Printers (3DCP), it can enhance national image through the image of future technology, the international status of the construction civil engineering industry, self-reliance, and technology export. Until now, 3DCP technology has been carried out in producing and utilizing residential houses, structures, etc., on land or manufacturing on land and installing them underwater. The final purpose of this research project is to produce marine structures by directly printing various marine structures underwater with 3DCP equipment. Compared to current underwater structure construction techniques, constructing structures directly underwater using 3DCP equipment has the following advantages: 1) cost reduction effects: 2) reduction of construct time, 3) ease of manufacturing amorphous underwater structures, 4) disaster prevention effects. The core element technology of the 3DCP equipment is to extrude the transferred composite materials at a constant quantitative speed and control the printing flow of the materials smoothly while printing the output. In this study, the extruding module of the 3DCP equipment operates underwater while developing an extruding module that can control the printing flow of the material while extruding it at a constant quantitative speed and minimizing the external force that can occur during underwater printing. The research on the development of 3DCP equipment for printing concrete structures underwater and the preliminary experiment of printing concrete structures using high viscosity low-flow concrete composite materials is explained.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.549-555
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• 2007

제강슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서, 제강슬래그 내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응으로 체적 팽창을 일으킬 위험성이 있어 콘크리트용 골재로 사용되지 못하고 에이징 한 후 도로용 노반재 등으로 주로 사용되고 있다. 한편, 수중 콘크리트 구조물의 보수에는 주로 에폭시 모르타르가 이용되는데, 이때 사용하는 에폭시 모르타르는 에폭시, 분체계 및 충전재로 나누어지고, 충전재는 규사 1호사를 사용하고 있다. 이러한 규사 1호사는 고품질의 천연골재로 고가이며, 수급이 점점 어려워지고 있어 에폭시 모르타르의 원가 상승의 원인이 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 free-CaO의 함유량이 적은 급냉 제강슬래그를 수중 콘크리트 구조물의 보수용에 이용되는 수중 경화형 에폭시 모르타르에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 급냉 제강슬래그를 기존에 사용되던 규사에 대하여 중량비로 25, 50, 75, 100% 대체한 결과 급냉 제강슬래그를 사용량의 증가에 따라 플로우치의 약간의 증진, O-lot 시험에 의한 노즐 통과 시간의 대폭적인 개선, 상대점도의 증가, 압축강도 및 휨강도의 증진 등의 영향이 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.121-127
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• 2012

지금까지 연구된 고인성 섬유 복합체의 주요 결합재는 시멘트이다. 이 연구의 목적은 시멘트를 전혀 사용하지 않은 고로슬래그 기반 알칼리 활성 모르타르와 PVA(polyvinyl alcohol) 섬유를 이용하여 고인성을 나타내는 복합체에 대한 가능성을 검토하는 것이다. 이를 위하여 알칼리 활성화제 종류에 따라 균일한 섬유 분산성을 확보하면서 섬유 혼합을 용이하게 하기 위한 적절한 모르타르의 유동성 및 점성을 갖는 두 가지 배합을 결정하였고, 복합체의 기본적인 성능을 평가하기 위하여 슬럼프 플로, 압축강도, 일축인장, 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과 두 가지 배합의 슬럼프 플로는 평균 465 mm로 나타났고, 약 2% 정도의 인장 변형 성능과 다중 미세균열을 나타내는 것을 확인하였다. 이를 통하여 시멘트를 전혀 사용하지 않고도 변형률 경화 거동에 의한 고인성을 나타내는 섬유 복합체의 개발 가능성을 입증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.737-740
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• 2008

본 연구에서는 플라이애시를 다량 사용한 콘크리트의 초기 품질 향상을 목적으로 각종 혼합재료의 종류를 변화시켜 적정량을 혼입시킨 다음 그 기초적 특성을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 유동성은 전반적으로 폴리칼본산계 조강형AE감수제를 치환한 경우 가장 크게 나타났고, 공기량에서는 Plain의 경우에만 목표 공기량을 만족하는 것으로 나타났으며, 응결시간은 KOH를 치환한 경우 Plain보다 30분, 기준배합보다 약 3시간 촉진되어 가장 양호한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. 압축강도는 혼합재료의 종류 변화에 따라서 재령 1일 및 3일에서는 KOH를 치환한 경우, 재령 28일에서는 미분시멘트를 치환한 경우 가장 양호하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권6호
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• pp.561-583
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• 2018

A variety of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers are commercially available. Their influence on the rheological retention and slump loss in respect of concrete differ considerably. Fluidity and slump loss are the cardinal features responsible for the quality of concrete. These are related to the dispersion of cement particles and the hydration process which are greatly influenced by type of polycarboxylate ether (PCE)-based superplasticizers. On the backdrop of relatively less studies in the context of rheological retention of high strength self-consolidating concrete (HS-SCC), the experimental investigations were carried out aiming at quantifying the effect of the six different PCE polymers (PCE 1-6) on the rheological retention of HS-SCC mixes containing two types of Ordinary Portland Cements (OPC) and unwashed crushed sand as the fine aggregate. The tests that were carried out included $T_{500}$, V-Funnel, yield stress and viscosity retention tests. The supplementary cementitious materials such as fly ash (FA) and micro-silica (MS) were also used in ternary blend keeping the mix paste volume and flow of concrete constant. Low water to binder ratio was used. The results reveal that not only the PCEs of different polymer groups behave differently, but even the PCEs of same polymer groups also behave differently. The study also indicates that the HS-SCC mixes containing PCE 6 and PCE 5 performed better as compared to the mixes containing PCE 1, PCE 2, PCE 3 and PCE 4 in respect of all the rheological tests. The PCE 6 is a new class of chemical admixtures known as Polyaryl Ether (PAE) developed by BASF to provide better rheological properties in even in HS-SCC mixes at low water to binder mix. In the present study, the PCE 6, is found to help not only in reduction in the plastic viscosity and yield stress, but also provide good rheological retention over the period of 180 minutes. Further, the early compressive strength properties (one day compressive strength) highly depend on the type of PCE polymer. The side chain length of PCE polymer and the fineness of the cement considerably affect the early strength gain.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.283-292
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• 2007

본 연구는 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 열적 특성 및 구조 거동을 예측할 수 있는 비정상 온도 분포 해석 및 비선형 유한요소해석 기법 개발에 관한 것으로써, 범용 유한요소해석 프로그램인 DIANA를 이용하여 화재에 의한 고온을 받는 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석을 수행하고 그 결과를 비교분석하였다. 고온을 받는 철근콘크리트 골조에 대한 수치해석은 시간의존 비정상 온도 분포 해석과 비선형 유한요소해석의 2단계로 진행된다. 비정상 온도 분포 해석에서는 열전도율, 열용량, 열팽창계수에 대한 시간의존 변수를 온도 함수로 표현하여 이를 고려하였으며, 비선형 유한요소해석에 있어서는 콘크리트의 비선형성과 균열을 고려하기 위하여 파괴 역학적 관점을 도입하였다. 또한 철근콘크리트 단순보에 대한 내화 실험을 실시하여, 재료의 열적 특성 및 해석 기법에 대한 검증을 실시하였다. 이러한 해석 기법을 철근콘크리트 골조로 확장하여 열에 의한 콘크리트 및 철근의 역학적 물성 변화 요인을 고려한 해석을 통하여 각각의 변수에 대한 비교 분석을 수행하였다. 본 연구에서의 고온 환경하의 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 유한요소해석기법은 온도에 따른 재료의 열적 특성 및 역학적 성능 및 화재-온도 곡선을 자유롭게 입력하여 고려할 수 있으며, 추후 관련 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2007년도 춘계학술논문 발표대회
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• pp.51-54
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• 2007

This study investigates the properties of paste and mortar from different types and forms of silica fume on cement binder for ultra high strength. Although most Silica Fumes distributed in the market fulfill the KS quality standard, each type showed different levels of loss of ignition. When evaluating cement binder for ultra high strength in a form of paste. Flow, viscosity and moving freely time show great difference depending on the Silica Fume's form and type of primary particle's dispersibility. The evaluation of Silica Fume's dispersibility can be possible with the paste test since there is a high correlation of flow quality between paste and mortar. The compressive strength when using Silica Fume was correlated to the SiO2 content. Synthetically, selecting Silica Fume with the most the ideal primary particle is the key to optimizing the formation for cement binder for ultra high strength.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권4호
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• pp.337-348
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• 2023

본 연구의 목적은 고유동성이 부여된 일반강도 배합 콘크리트에 대하여 요변성을 부여하여 시공정밀도가 낮은 거푸집 틈새를 통해 누출될 수 있는 모르타르나 시멘트 페이스트의 양을 저감하는 것이다. 본 연구에서는 콘크리트에 요변성을 부여하기 위해 PVA와 붕사를 사용하였다. 이에 PVA와 붕사를 사용하는 방법에 대하여 각각의 수용액을 추가하고 치환하는 방법에 따라 요변성을 포함하는 콘크리트의 성능의 변화와 거푸집의 틈새를 모사한 누출 저감 성능을 평가하였다. 본 연구에서 진행된 실험의 조건에서는 PVA와 붕사를 추가하는 방법보다는 치환하는 방법이 추가적인 물의 사용을 억제하여 재료분리 저항성과 응결 지연에서 더 양호한 콘크리트 물성을 나타내었으며 요변성의 발현 및 거푸집 누출 방지에도 효과적인 것으로 나타났다. 특히, PVA 수용액 6%를 치환하였을 때 의미 있는 수준의 거푸집 누출 감소 효과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 PVA와 붕사를 이용하여 콘크리트 배합에 대해 요변성을 부여할 수 있다고 판단하였다. 또한 거푸집의 시공정밀도가 다소 낮은 경우에도 PVA와 붕사를 사용하여 콘크리트에 요변성을 부여함으로써 시공 품질을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.