• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.29-36
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• 2020

This work presents a numerical modeling procedure to simulate the refractory concrete lining in fluid catalytic cracking units of oil refineries. The model includes the simulation of the anchors that reinforce the contact between the refractory concrete and the steel casing. For this purpose, the constitutive relations of an interface finite element are set to values that represent the homogenized behavior of the anchored interface. The parameters of this constitutive relation can be obtained by experimental tests. The model includes also multi-surface plasticity, in order to represent the behavior of the refractory concrete lining. Since the complexity of real case applications leads to high computational costs, the models presented here were implemented in a high-performance parallelized finite element platform. A case study representing a riser similar to the ones used by the refinery industry demonstrates the potential of the model.

• Computers and Concrete
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• 제24권1호
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• pp.19-35
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• 2019

In this paper, the effect of the type and amount of fibers on the physicomechanical properties of concrete containing fine recycled refractory brick (RRB) and natural aggregate subjected to elevated temperatures was investigated. For this purpose, forta-ferro (FF), polypropylene (PP), and polyvinyl alcohol (PVA) fibers with the volume fractions of 0, 0.25, and 0.5%, as well as steel fibers with the volume fractions of 0, 0.75, and 1.5% were used in the concrete containing RRB fine aggregate replacing natural sand by 0 and 100%. In total, 162 concrete specimens from 18 different mix designs were prepared and tested in the temperature groups of 23, 400, and $800^{\circ}C$. After experiencing heat, the concrete properties including the compressive strength, ultrasonic pulse velocity (UPV), weight loss, and surface appearance were evaluated and compared with the corresponding results of the reference (unheated) specimens. The results show that using RRB fine aggregate replacing natural fine aggregate by 100% led to an increase in the concrete compressive strength in almost all the mixes, and only in the PVA-containing mixes a decrease in strength was observed. Furthermore, UPV values at $800^{\circ}C$ for all the concrete mixes containing RRB fine aggregate were above those of the natural aggregate concrete specimens. Finally, regarding the compressive strength and UPV results, steel fibers demonstrated a better performance relative to other fiber types.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.537-540
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• 2008

터널이 장대화됨에 따라 국내외 대규모 터널 화재 발생 빈도가 점차 증가하고 있다. 최근 터널 내유조차의 폭발로 터널 내부의 최고 온도가 1,350$^{\circ}$C까지 상승한 것이 보고된 바 있고 이로 인해 인명피해 뿐 아니라 심각한 구조적 손상을 입기도 하였다. 이에 내화콘크리트 및 내화모르타르를 사용하여 터널의 대규모 화재 시 콘크리트 구조물의 내화성능을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 본연구는 내화모르타르를 사용함으로써 터널의 내화성능 향상을 도모하고 이를 현장에서 적용하기 위한 기초연구로서, 현 연구단계에서는 내화시험에 앞서 강도 시험 및 작업성 시험 등 기본적 물성시험을 실시하여 내화모르타르의 기초적인 역학 특성을 고찰하였다. 시험결과를 통하여 내화모르타르의 기본적인 역학 특성을 파악하였으며 또한 굳지 않은 모르타르의 Flow시험을 실시함으로써 현장 적용성및 양호한 작업성을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.339-354
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• 2019

Reusing building materials and concrete of old buildings can be a promising strategy for sustained development. In buildings, the performance of materials under elevated temperatures is of particular interest for determining fire resistance. In this study, the effect of pozzolan and aggregate type on properties of concrete exposed to fire was investigated. In doing so, nanosilica with cement-replacement levels of 0, 2, and 4% as well as silica fume and ultrafine fly ash with cement-replacement levels of 0, 7.5, and 15% were used to study effect of pozzolan type, and recycled refractory brick (RRB) fine aggregate replacing natural fine aggregate by 0 and 100% was utilized to explore effect of aggregate type. A total of 126 cubic concrete specimens were manufactured and then investigated in terms of compressive strength, ultrasonic pulse velocity, and weight loss at $23^{\circ}C$ and immediately after exposure to 400 and $800^{\circ}C$. Results show that replacing 100% of natural fine aggregate with recycled refectory brick fine aggregate in the concretes exposed to heat was desirable, in that it led to a mean compressive strength increase of above 25% at $800^{\circ}C$. In general, among the pozzolans used here, silica fume demonstrated the best performance in terms of retaining the compressive strength of heated concretes. The higher replacement level of silica fume and ultrafine fly ash pozzolans in the mixes containing RRB fine aggregate led to a greater weight loss rate, while the higher replacement level of nanosilica reduced the weight loss rate.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.21-22
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• 2018

Foamed concrete is a porous concrete that is cured by mixing bubbles into cement slurry. It is lighter than ordinary concrete and is characterized by higher insulation. Lightweight foamed concerte is mainly used as a sandwich panel in Korea, and is also used as a refractory filler in fireproof safes. Studies on lightwight foamed concrete have been carried out on strength,density and thermal conductivity. However, it is confirmed that the research on the fire resistance performance is very limited. Based on this study, fire resistance of lightweight foamed concrete using expanded polystyrene beads is investigated.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권3호
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• pp.273-280
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• 2015

본 연구는 3시간 내화성능을 만족할 수 있는 고성능 무내화피복 CFT 기둥 개발을 위한 연구로서, 고로슬래그 미분말 치환율에 따른 성능평가를 실시한 결과 고로슬래그 미분말 치환율이 증가함에 따라 내화성능이 개선되는 것을 확인 할 수 있었으며, 내화성능을 고려한 CFT 기둥용 100MPa 충전콘크리트의 고로슬래그 미분말 적정 사용량은 40%로 나타났다. 이에 따라 고로슬래그 미분말 40% 혼입 100MPa 충전콘크리트를 적용한 CFT 실물 시험체를 대상으로 재하하중별 내화시험을 실시한 결과 재하하중이 증가함에 따라 내화성능 발현시간이 감소하는 것으로 나타났으며, 재하하중 2,000kN에서는 240분 이상의 내화성능을 나타내었고, 3,000kN에서는 184분, 4,000kN에서는 120분의 내화성능을 나타내었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.61-62
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• 2015

This study has analyzed the engineering characteristics of resource-cycling mortar according to the variation of fine aggregate type using illite with high development potentials by setting the goal as developing eco-friendly construction materials. As a result, while flow has increased if recycled fine aggregate and waste refractory are used separately or mixing them adequately in case of flow and compressive strength, the flow had somewhat declined followed by illite replacement. However, the possibility of such usage is determined to be adequate if used by mixing illite, recycled fine aggregate and waste refractory properly due to the dry shrinkage effect.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.389-394
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• 2017

본 연구는 콘크리트 블록을 생산하는 공장에서 경제적이면서 환경 친화적인 블록을 생산하기 위해 산업부산물 자원을 효과적으로 이용하는 방안에 관한 것이다. 즉, BS 3종에 일라이트, 탈황석고 및 폐내화물울 치환하여 종전에 연구되었던 결과에서 양호한 것으로 밝혀진 몇 개 변수를 Mock-up 시험성격으로 실제 생산라인에서 호안블록을 생산하여 그 특성을 분석하므로써 최적 조합을 확정하고자 한다. 실험결과 압축강도, 흡수율, 내동해성 및 수질영향의 pH 관점에서 고려하면 BS 3종에 정제 탈황석고 5% 치환 및 여기에 골재로서 일라이트를 1% 치환한 배합이 최적인 것으로 분석되었다. 그러나 일라이트는 시멘트 보다 고가이므로 경제적인 측면까지도 고려하면 BS 3종에 5%의 정제 탈황석고를 결합재로 치환하는 배합이 최적 조합인 것으로 밝혀졌다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권2호
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• pp.169-178
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• 2016

플라즈마토치 용융로에 있어서 내화물의 보수를 최소화하고 용융물의 배출을 원활하게 하기 위해서는 처리대상 폐기물의 물성을 충분히 고려하여야 한다. 원전에서 발생되는 비가연성 방사성폐기물 중 많은 비중을 차지하고 있는 콘크리트 조각, 유리, 모래 등에 대한 화학적 조성비를 조사하여 보면 산성산화물이 염기성산화물에 비해 압도적으로 많은 비중을 차지하고 있으므로 용융 시 염기도가 매우 낮은 산성 슬래그가 된다. 이 용융슬래그는 유동도가 낮아서 용융물의 배출특성이 좋지 않으며 내화물에 침식을 유발시키는 주된 요인이 된다. 경사형 구조의 측면 출탕구를 가진 플라즈마토치 용융로의 경우, 구조상 출탕 후 일정량의 금속성 용융물이 항상 용융로 내부 바닥과 출탕구에 남게 된다. 비중차에 의해 비금속 용융슬래그는 금속성 용융물 상부에 위치하게 되며 혼합형 플라즈마토치를 이행형 운전모드로 가동하게 되면 금속성 용융물과 비금속 용융물이 동시에 용융되므로 비금속 용융슬래그의 온도는 금속 용융온도 이상으로 유지가 된다. 내화물의 수명 향상을 위해 용융로 내부의 온도와 용융물과 접촉하는 부위와 접촉되지 않는 부위를 구별하여 내화물의 특성을 주지하고 가장 적합한 내화물을 부위별로 선정하였다. 산성 내화물과 염기성 내화물이 인접하지 않도록 하고 용융슬래그에 대한 저항성을 높이도록 하였다.

• 전기학회논문지
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• 제65권1호
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• pp.73-80
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• 2016

The preliminary test for the dual mode plasma torch system was carried out to explore the operation properties in advance. The dual mode plasma torch system that is able to operate in transferred, non-transferred, or dual mode is very adequate for melting the mixed wastes including nonconductive materials such as concrete, asbestos, etc. since it exploits both the high efficiency of heat transfer to the melt in transferred mode and stable operation in non-transferred mode. Also, system operation including restarting is reliable and very easy. A stationary melter with a refractory structure was designed and manufactured considering the melting behavior of slags to minimize the refractory erosion. The power supply for the dual mode plasma torch system built with high power insulated gate bipolar transistor (IGBT) modules has functions for both current control and voltage control and is sufficient to suppress the harmonics during the operation of the plasma torch. The power supply provides two different voltages for transferred operation and non-transferred. It is confirmed that the operation voltage in transferred is always higher than non-transferred. The dual mode plasma torch system was successfully developed and is under operation for a melting experiment to optimize operation data.