• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.105-113
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• 2016

순환골재를 사용한 콘크리트의 재료 및 역학 특성에 관한 대부분의 연구는 압축강도 40 MPa 이하의 콘크리트에 대하여 수행되었으며, 40 MPa 이상의 순환골재 콘크리트에 대한 역학적 특성에 대한 연구결과는 미비하다. 따라서, 이 연구에서는 순환골재 사용의 확대를 위해 40 MPa 이상의 순환골재 콘크리트의 압축강도 및 역학 특성을 파악하였다. 순환골재 콘크리트의 역학 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 압축강도 및 순환굵은골재 치환율을 실험변수로 고려하였다. 실험변수로서 콘크리트의 압축강도는 45 및 60 MPa이고, 순환골재 치환율은 30, 50, 70 및 100%이다. 실험변수에 따른 순환골재 콘크리트의 압축강도, 탄성계수, 인장강도 및 파괴계수 특성을 분석하였다. 실험결과는 고강도 콘크리트일수록 순환골재 치환율에 따른 압축강도 감소량이 작은 것을 나타낸다. 탄성계수 실험결과와 기존설계코드에 의한 탄성계수 예측결과를 비교하였으며, 설계코드에 의한 예측결과는 실험결과를 과다평가하고 있다. 반면에 설계코드에 의한 파괴계수 예측결과와 실험결과는 잘 일치한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.123-130
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• 2010

순환골재 콘크리트와 철근의 부착 거동 규명은 철근콘크리트 구조물에 순환골재를 적용하기 위해서 매우 중요한 요소이다. 이에 따라 이 연구에서는 콘크리트와 철근 상호간의 부착 거동을 평가하기 압축인발 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 변수는 설계압축강도(21, 27, 40 MPa), 순환 굵은골재 치환율(0, 30, 60, 100%) 및 철근의 배근방향 및 위치(상단근, 하단근)로 하였다. 이 연구를 통하여 얻어진 실험 결과를 종합해 보면, V형 시험체의 경우 순환골재 치환율에 관계없이 상호 유사한 값을 나타내고 있으며 H형 시험체의 경우는 철근의 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났으나 일부 HT형 시험체를 제외하고는 대부분 CEB-FIP 및 ACI 408 기준식에 의한 계산 값을 상회하는 것으로 나타나 재생골재 사용에 따른 성능 저하는 크지 않은 것으로 판단된다. HT형 시험체의 경우 순환골재 치환율 증가에 따라 골재 침하 현상이 크게 발생되며 불리딩 및 레이턴스에 의한 부착면적의 감소로 최대 부착응력이 다른 시험체에 비하여 낮게 나타났다. 전술한 바에 의하면 현행 규준에서 정하는 상부철근의 높이인 300 mm 이하(높이 225 mm)에서도 부착강도의 저하가 발생하며 이에 따라 현재 규준에서 제안하는 철근 위치 보정계수 1.3의 값의 수정과 신뢰성 확보가 필요할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권4호
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• pp.513-528
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• 2020

This paper presents the results of an experimental study on the residual behavior of reinforced recycled aggregate concrete (RRAC) beam-columns after exposure to elevated temperatures. Two parameters were considered in this test: (a) recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentages (i.e. 0, 30, 50, 70 and 100%); (b) high temperatures (i.e. 20, 200, 400, 600, and 800℃). A total of 25 RRAC short columns and 32 RRAC beams were conducted and subjected to different high temperatures for 1 h. After cooling down to ambient temperature, the following basic physical and mechanical properties were then tested and discussed: (a) surface change and mass loss ratio; (b) strength of recycled aggregate concrete (RAC) and steel subjected to elevated temperatures; (c) bearing capacity of beam-columns; (d) load-deformation curve. According to the test results, the law of performance degradation of RRAC beam-columns after exposure to high temperatures is analyzed. Finally, introducing the influence coefficient of RCA replacement percentage and high temperatures, respectively, to correct the calculation formulas of bearing capacity of beam-columns in Chinese Standard, and then the residual bearing capacity of RRAC beam-columns subjected elevated temperatures is calculated according to the modified formulas, the calculated results are in good agreement with the experimental results.

• Advances in concrete construction
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• 제10권6호
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• pp.559-571
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• 2020

This study aimed to inspect the axial compression mechanical performance of basalt-fiber-reinforced recycled - concrete (BFRRC)-filled square steel tubular stub column. The replacement ratio of recycled coarse aggregate (RCA) and the basalt fiber (BF) dosage were used as variation parameters, and the axial compression performance tests of 15 BFRRC-filled square steel tubular stub column specimens were conducted. The failure mode and the load-displacement/strain curve of the specimen were measured. The working process of the BFRRC-filled square steel tubular stub column was divided into three stages, namely, elastic-elastoplasticity, sudden drawdown, and plasticity. The influence of the design parameters on the peak bearing capacity, energy dissipation performance, and other axial compression performance indexes was discussed. A mathematical model of segmental stiffness degradation was proposed on the basis of the degradation law of combined secant-stiffness under axial compression. The full-process curve equation of axial compressive stress-strain was proposed by introducing the influencing factors, including the RCA replacement ratio and the BF dosage, and the calculated curve agreed well with the test-measured curve.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.59-67
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• 2017

본 연구에서는 5~13mm 순환골재를 치환한 콘크리트의 현장 적용성을 평가하기 위하여 목업 시험체를 제작하여 콘크리트를 타설한 후 이들이 콘크리트의 제반특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 하였다. 기둥 및 벽체를 모사한 $1200{\times}800{\times}800mm$ 목업 시험체를 호칭강도 및 5~13mm 순환골재 치환율별로 7개 제작하였고, 24, 27 및 40MPa 급 호칭강도의 콘크리트에 5~13mm 순환골재 30%와 70%(24MPa만 해당)를 치환한 배합과 무치환배합을 선정하여 제조하였다. 실험항목으로 굳지않은 상태에서 슬럼프, 슬럼프플로, 블리딩을 측정하였고, 경화상태에서는 압축강도, 반발도, 코어강도 및 건조수축 길이변화율을 측정하였다. 연구결과 5~13mm 순환골재가 30% 치환된 경우 슬럼프, 슬럼프플로, 블리딩량은 플레인에 비해 향상되는 것으로 나타났고, 압축강도의 경우도 최밀 충전 효과에 기인하여 플레인보다 상승되는 것으로 나타났다. 목업 시험체의 높이별 반발도의 경우도 5~13mm 순환골재가 30%치환된 경우 상하간의 반발도차이가 감소되는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.165-173
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• 2008

철근콘크리트구조물의 거동에서 가장 중요한 요구사항 중의 하나는 철근과 콘크리트 상호간의 합성 거동을 위한 부착 성능의 확보이며, 순환골재 콘크리트를 구조체로 적용하기 위해서는 순환골재와 철근의 부착 거동을 구명하는 것이 매우 중요한 요소로 등장하게 된다. 이러한 분석에 따라 본 연구에서는 순환굵은골재를 사용한 콘크리트와 철근 상호간의 부착거동을 평가하기 위하여 총 36개의 시험체를 제작하여 압축인발 실험을 수행하였다. 연구를 수행함에 있어 실험에 사용된 변수는 0, 30, 60, 100%의 4가지의 순환굵은골재 치환율 및 철근의 배근 방향 및 위치 (상단근, 하단근)로 하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 실험 결과를 종합해 보면, 순환굵은골재를 사용한 콘크리트와 철근간의 부착강도는 실험에 사용된 변수인 철근의 배근방향/위치 및 순환굵은골재 치환율에 따라서 그 영향이 상호 다르게 나타나는 것으로 파악되었다. 즉, 수직배근된 철근의 경우는 순환골재의 치환율에 관계없이 상호 유사한 값을 나타내고 있는 반면, 수평 배근된 시험체의 경우는 순환굵은골재 치환율 및 철근의 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 순환골재의 치환율 변화에 따라 콘크리트 침하량의 차이가 발생되며 추가적으로 상부철근을 통과하지 못한 기포의 영향으로 인해 부착면적이 감소되었기 때문인 것으로 판단되며, 이로 인하여 HU type 시험체의 최대부착응력이 다른 시험체에 비하여 현저히 작은 것으로 나타났다. 따라서 순환골재 콘크리트를 포함하여 철근과 콘크리트의 부착강도 평가를 위한 기존의 규준식에서 철근의 위치에 따른 기여도를 재검토할 필요성이 있을 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.49-59
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• 2016

KS기준 및 콘크리트표준시방서에는 순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도를 27 MPa 이하로 제한하고 있으며, 이에 따라 27 MPa를 초과하는 순환골재 콘크리트에 대한 역학적 특성에 대한 연구결과는 부족한 상황이다. 따라서, 이 연구에서는 순환굵은골재 사용의 확대를 위해 압축강도 30~60 MPa 범주의 굵은순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도를 포함한 역학적 특성을 연구하였다. 실험변수로써 물-시멘트 비와 굵은순환골재의 치환율을 고려하였다. 고려된 물-시멘트 비는 0.36, 0.46 및 0.53 이고, 순환굵은골재의 치환율은 30, 50, 70 및 100%이다. 실험변수에 따른 순환골재 콘크리트의 7일 및 28일 압축강도, 탄성계수, 인장강도 및 파괴계수 특성을 분석하였다. 물-시멘트 비가 0.36일 때의 탄성계수에 비해 0.53일 때의 탄성계수는 10% 이상 감소하였다. 탄성계수 실험결과와 기존설계코드에 의한 탄성계수 예측결과를 비교하였으며, 설계코드에 의한 탄성계수 예측결과는 실험결과를 과다평가하고 있다. 반면에 설계코드에 의한 파괴계수 예측결과는 압축강도 40 MPa 이상의 콘크리트의 파괴계수 실험결과를 과소평가하고 있다.

• Computers and Concrete
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• 제21권6호
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• pp.669-679
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• 2018

In this paper the behavior of reinforced concrete (RC) beam-column connections under cyclic loading was analyzed. The specimens, manufactured in a reduced-scale were made of (a) recycled aggregate concrete (RAC) by replacing 30% of natural coarse aggregate (NCA) with recycled coarse aggregate (RCA) and (b) RAC incorporating Polyethylene terephthalate (PET) fiber i.e., PET fiber-reinforced concrete (PFRC) at the joint region. PET fiber (aspect ratio=25) of 0.5% by weight of concrete used in the PFRC mix was obtained by hand cutting of post-consumer PET bottles. A reference specimen was also prepared using 100% of NCA and subjected to similar loading sequence. Comparing the results the structural behavior under cyclic loading of RAC specimens are quite similar to the reference specimens. Damage tolerance, load resisting capacity, stiffness degradation, ductility, and energy dissipation of the RAC specimens enhanced due to addition of PET fibers at the joint region. PFRC specimens also presented a lower damage indices and higher principal tensile stresses as compared to the RAC specimens. The results obtained gave experimental evidence on the feasibility of RAC for structural use. Using PET fibers as a discrete reinforcement is recommended for improving the seismic performance of RAC specimens.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권1호
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• pp.213-233
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• 2015

A nonlinear finite element analysis (FEA) model is presented for simulating the behaviour of recycled aggregate concrete-filled steel tube (RACFST) beam-columns subjected to constant axial compressive load and cyclically increasing flexural loading. The FEA model was developed based on ABAQUS software package and a displacement-based approach was used. The proposed engineering stress versus engineering strain relationship of core concrete with the effect of recycled coarse aggregate (RCA) replacement ratio was adopted in the FEA model. The predicted results of the FEA model were compared with the experimental results of several RACFST as well as the corresponding concrete-filled steel tube (CFST) beam-columns under cyclic loading reported in the literature. The comparison results indicated that the proposed FEA model was capable of predicting the load versus deformation relationship, lateral bearing capacity and failure pattern of RACFST beam-columns with an acceptable accuracy. A parametric study was further carried out to investigate the effect of typical parameters on the mechanism of RACFST beam-columns subjected to cyclic loading.

• Computers and Concrete
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• 제16권4호
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• pp.643-667
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• 2015

3-dimentional precast recycled aggregate concrete (RAC) finite element models were developed by means of the platform OpenSees to implement sophisticated nonlinear model subjected to seismic loads. Efforts were devoted to the dynamic responses (including dynamic characteristics, acceleration amplifications, displacements, story drifts) and capacity curve. In addition, this study extended the prediction on dynamic response of precast RAC model by parametric study of material properties that represent the replacement percentage of recycled coarse aggregate (RCA). Principles and assumptions that represent characteristics of precast structure and influence of the interface between head of column and cast-in-place (CIP) joint on the stiffness of the joints was put forward and validated by test results. The comparison between simulated and tested results of the precast RAC frame shows a good correlation with most of the relative errors about 25% in general. Therefore, the adopted assumptions and the platform OpenSees are a viable approach to simulate the dynamic response of precast frames made of RAC.