• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.165-182
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• 2006

본 연구에서는 실리카 흄을 혼합한 숏크리트의 강도증진 효과를 파악하기 위해 현장실험을 실시하였고, 유럽통합규격(EFNARC)에 의거하여 품질평가를 수행하였다. 그리고 탄산화와 동결융해의 복합인자에 의한 열화시험을 수행하여 고강도 숏크리트의 장기내구성을 평가하였다 실험결과 실리카 흄을 혼입한 숏크리트의 압축강도는 45.2~55.8MPa, 휨강도는 5.01~6.66MPa로 혼입하지 않은 경우에 비해 각각 37~79%, 17~61%의 강도증진 효과가 나타났고, 실리카 흄 치환율이 7.5~10%일 때 강도증진 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 실리카 흄을 치환한 숏크리트의 상대동탄성계수, 질량감소율 및 탄산화 진행율 등을 측정한 결과, 실리카 흄이 강섬유 혼입에 의한 숏크리트의 열화현상을 최소한으로 감소시켜, 숏크리트의 장기내구성을 확보하는데 효과가 있음을 알수 있었다.

• Advances in concrete construction
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• 제15권5호
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• pp.333-348
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• 2023

Fast infrastructure development boosts the demand for shotcrete. Despite sand and stone being the most common coarse and fine aggregates for shotcrete, excessive exploration of these materials challenges the ecological environment. This study utilized an industrial solid waste, high-titanium heavy slag, blended with steel fibers to form Wet Shotcrete of Steel Fiber-reinforced High-Titanium Heavy Slag (WSSFHTHS). It investigated its workability, shotcrete performance and mechanical properties under different water-to-cement ratios, fly ash content, superplasticizer dosage, and steel fiber content. The tunnel excavation and support were investigated by conducting finite element numerical simulation analysis and was used in 3 tunnel lining pipes in Zhonggouwan tailing pond. The major findings are as follows: (1) The water-to-cement ratio (w/c ratio) significantly impacted the compressive strength of WSSFHTHS. The highest 28-day compressive strength of 60 MPa was achieved when the w/c ratio was 0.38; (2) Adding fly ash improved the workability and shotcrete performance and strength development of WSSFHTHS. The best anti-permeability performance was achieved when the fly ash constituted 15%, with the lowest permeability coefficient of 4.596 × 10-11 cm/s; (3) The optimum superplasticizer dosage for WSSFHTHS is 0.8%. It provided the best workability and shotcrete performance. Excessive dosage resulted in water bleeding and poor aggregate encapsulation, while insufficient dosage decreased flowability and adversely affected shotcrete performance; (4) The dosage of steel fibers significantly impacted the flexural and tensile strength of WSSFHTHS. When the steel fiber dosage was 45 kg/m³, the 28-day flexural and tensile strengths were 8.95 MPa and 6.15 MPa, respectively; (5) By integrating existing shotcrete techniques, the optimal lining thickness was 80 mm for WSSFHTHS per simulation. The results revealed that after using WSSFHTHS, the displacement of the tunnel surrounding the rock significantly improved, with no cracks or hollows, similar to the simulation results.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.59-65
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• 2005

This report is on the Reinforcing System(MFRI) for Concrete Structure using FRP ROD & High-Performance Mortar. The main characteristic of this system is as follow. First, the fiber rods in this system have seven times greater tensile strength than general reinforcing steel bars(re-bar) and the weight is a fifth lighter. Camels coated on the fiber rods' surfaces to improve adhesive strength and pull-out strength. Second, high strength shotcrete mortar is has very good workability and low rebound rate. After installing the Fiber Rods, Shotcrete mortar Is applied or sprayed to finish reinforcement. Finally, MFRI system has excellent fire-resisting performance and sogood tolerance against external environment by inserting fiber rods and reinforcing materials into mortar which has high compressive strength. It is applied to bridge slab, utility box and tunnel of civil engineering works, and beam and slab of building structures.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.29-36
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• 2008

숏크리트는 NATM공법에서 터널 굴착 후 지반안정을 위한 주요 지보재로서 시공기간의 단축과 시공비용 절감을 위해 일반콘크리트 라이닝을 대신하여 영구 숏크리트 라이닝의 사용이 요구되고 있는 추세이다. 이러한 영구 숏크리트 라이닝으로 사용하기 위해 고성능고강도 숏크리트가 요구되고 있으며, 인체에 대한 유해성 및 환경오염의 감소방안도 해결해야 할 문제로 부각되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 NATM공법 시공시 조기에 고강도 발현이 가능한 숏크리트재료를 개발하기 위하여 시멘트광물계 급결재를 사용하여 강도측정용 공시체를 제작하여 기존에 쓰여지고 있는 숏크리트재료와 비교하여 일축압축시험, 휨강도시험, 수중불분리시험을 실시하였고, 환경영향성을 평가하기 위해 어독성시험을 실시하였다. 시험결과, 일축압축강도 및 휨강도는 연구대상재료의 재령 7일강도가 기존재료의 28일 강도와 대등하였으며, 수중불분리시험 결과 연구대상재료의 불분리성이 우수하게 나타났다. 환경영향성(어독성시험)평가 결과 기존숏크리트에 비해 연구대상재료가 친환경적인 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.65-72
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• 2004

Modern underground and tunnel works that the wet type shotcrete is getting widely designed and applied in a large scale project. Further to its applications, the needs of improving the performance of the shotcrete, such as new and developed additives and accelerators fur increasing the performance of shotcrete, become the most important issue in the field. The main objective of this study evaluated to performance of steel fiber reinforced shotcrete using alkali free based accelerator for the durability and high quality of shotcrete. The major test variables are accelerator type and its dosage. One type silicate based accelerator and one type aluminate based accelerator and one type alkali free based accelerator were used. The dosage of accelerators is determined by the manufactures and laboratory test condition. Compressive strength test results showed that the dosage of silicate and aluminate based accelerators caused reduction of mechanical properties of shotcrete. Compressive strength of alkali free based accelerator is more stable than of silicate and aluminate based accelerators. Also, according to the compressive strength and flexural test results, it was found that steel fiber reinforced shotcrete used alkali free based accelerator could attain significant improvement in the mechanical and flexural performance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3988-3997
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• 2010

숏크리트 공법은 공기압으로 콘크리트를 대상 면에 뿜어 붙이는 방법으로, 주로 터널 및 지하구조물의 1차 지보재, 경사면 보호에 사용되며, 최근에는 구조물 유지보수 등에도 적용되고 있다. 특히, 건식방법(Dry-Mix Process)은 습식방법(Wet-Mix Process)에 비해 소형장비가 요구되고 청소 및 유지관리가 용이하고 속경성 재료의 사용이 가능함으로 건식방법이 구조물 보수에 경제적이며 적합하다. 건식 숏크리트의 품질관리는 주로 코아시편을 이용한 압축강도로 규정되어있으나, 이 방법은 코아 시편을 얻는데 많은 어려움을 내포하고 있으며, 특히 속경성 보수재료의 조기강도 평가는 그 어려움을 더 크다. 따라서, 본 연구에서는 속경성 시멘트를 이용하여 초속경 건식 숏크리트의 조기강도를 평가하기 위해 정방형 시험편 압축강도시험, 코아 압축강도시험, 인발시험, 성숙도시험을 실시하여 이들의 상관성을 분석하였다. 코아 압축강도, 정방형 시편 압축강도, 인발시험으로부터 추정된 압축강도 실험결과를 상관성 분석한 결과 모두 90%이상의 높은 상관성이 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.45-55
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• 2002

1980년 초 서울지하철 건설공사를 계기로 국내의 터널공사에 NATM(New Austrian Tunnelling Method)공법이 적용되고 있다. 하지만, 주지보재의 하나인 숏크리트 기술은 NATM공법이 국내에 들어온 초기의 기술력을 아직 답습하고 있는 상태로 다량의 리바운드가 발생하고, 노즐맨의 경험이나 기량등에 의존하는 경우가 많아 비용절감 및 시공능률 향상을 위한 개선이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 숏크리트 품질확보에 중요한 위치를 차지하고 있는 급결제(Accelerator)를 주변수로 강섬유보강 숏크리트(SFRS)에 대한 모형시험을 실시하여 고품질 숏크리트에의 적용 가능성을 검토하였다. 모형시험(압축강도, 휨강도, 휨인성)결과, Alkali-free 액상급결제를 사용한 숏크리트를 통해 고강도 발현을 위한 고가의 혼화재를 사용하지 않고서도 고품질의 고강도 숏크리트 개발 가능성을 확인할 수 있었으며, Single-Shell Lining 터널 등 Permanent Shotcrete Lining이라는 새로운 개념의 터널 지보시스템 구축을 위한 요소기술로 그 적용이 확대될 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제15권2호
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• pp.167-181
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• 2015

"Mortar or concrete pneumatically projected at high velocity onto a surface" is called Shotcrete. Models that predict shotcrete design parameters (e.g. compressive strength, slump etc) from any mixing proportions of admixtures could save considerable experimentation time consumed during trial and error based procedures. Artificial Neural Network (ANN) has been widely used for similar purposes; however, such models have been rarely applied on shotcrete design. In this study 19 samples of shotcrete test panels with varying quantities of water, steel fibers and silica fume were used to determine their slump, cost and compressive strength at different ages. A number of 3-layer Back propagation Neural Network (BPNN) models of different network architectures were used to train the network using 15 samples, while 4 samples were randomly chosen to validate the model. The predicted compressive strength from linear regression lacked accuracy with $R^2$ value of 0.36. Whereas, outputs from 3-5-3 ANN architecture gave higher correlations of $R^2$ = 0.99, 0.95 and 0.98 for compressive strength, cost and slump parameters of the training data and corresponding $R^2$ values of 0.99, 0.99 and 0.90 for the validation dataset. Sensitivity analysis of output variables using ANN can unfold the nonlinear cause and effect relationship for otherwise obscure ANN model.

• 터널과지하공간
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• 제17권4호
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• pp.266-284
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• 2007

최근 국내 터널 분야에서는 현장타설 콘크리트 라이닝을 생략한, 이른바 무라이닝 터널을 적용하려는 시도가 수차례 있었으나 숏크리트가 영구 지보재로서의 성능을 확보하고 있는지에 대한 의구심으로 인해 시공으로는 이어지지 못하고 있다. 숏크리트는 시공 상 문제뿐만 아니라 강도기준이 유럽에 비해 현저히 낮고 내구성에서도 많은 문제를 내포하고 있는 것으로 파악되고 있다. 본 연구에서는 효율적인 배합개선을 통하여 압축강도 40 MPa, 휨강도 4.5 MPa 이상의 고강도 숏크리트를 개발하였으며 급결제 종류와 실리카퓸 첨가량을 주 변수로 하여 최대 2년까지의 성능변화 추이를 분석하였다. 또한 단기 내구성 평가를 위해서는 동결융해, 중성화, 염해에 따른 실험실 촉진 실험과 투수시험을 실시하였으며 장기 내구성 검증을 위해서는 실제 운영 중인 고속도로 터널 내에 시편을 적치하여 복합 환경에 대한 영향을 조사하였다. 분석결과 알칼리프리계만이 유일하게 고강도 목표기준을 만족하였으며, 또한 개발된 고성능 숏크리트가 내구성에 있어서도 매우 우수한 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권4호
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• pp.131-140
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• 1994

최근들어 고속도로, 고속철도, 지하철 등의 건설이 급격히 증가함에 따라 터널의 건설이 늘어나고 있다. 이러한 터널등의 건설에서 필수적으로 따르는 것이 shotcrete의 시공이며 이러한 shotcrete의 시공은 앞으로 더욱 증가할 추세에 있다. 그러나 shotctete의 광범위한 시공에도 불고하고 현재 여러 가지 문제점을 내포하고 있는 것이 사실이다. 따라서, 본 연구에서는 우리나라 현행 shotcrete의 현황과 문제점을 알아보고, 실내실험 및 현장 모형실험의 광범위한 실험을 통해 최적배합으로 도축하였다. 이 때 적정의 소요강도를 발현하면서 리바운드율이 최소인 배합을 최적배합으로 하였다. 결국 본 연구에서 도출된 최적배합은 앞으로 우리나라에서 성능이 우수하고 고품질의 shotcrete시공을 위한 중요한 토대를 제공하게 될 것으로 사료된다.