• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권4호
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• pp.399-405
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• 2019

The present study assessed the reliability-based reinforcement ratio of FRP reinforced concrete structure applying recycled coarse aggregate (RCA) concrete. The statistical characteristics of FRP bars and RCA concrete were investigated from the previous literatures and the mean value and standard deviation were employed for the reliability analysis. The statistics can be regarded as the material uncertainty for configuring the probability distribution model. The target bridge structure is the railway bridge with double T-beam section. The replacement ratios of RCA were 0%, 30%, 50%, and 100%. From the probability distribution analysis, the reliability-based reinforcement ratios of FRP bars were assessed with four cases according to the replacement ratio of RCA. The reinforcement ratio of FRP bars at RCA 100% showed about 17.3% higher than the RCA 0%, where the compressive strength at RCA 100% decreased up to 27.5% than RCA 0%. It was found that the decreased effect of the compressive strength of RCA concrete could be compensated with increase of the reinforcement ratio of FRP bars. This relationship obtained by the reliability analysis can be utilized as a useful information in structural design for FRP bar reinforced concrete structures applying RCA concrete.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권2호
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• pp.121-134
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• 2024

To investigate the compressive behavior of partially encased recycled aggregate concrete (PERAC) stub columns after exposed to elevated temperatures, 22 specimens were tested. The maximum temperature suffered, the replacement ratio of recycled coarse aggregate (RCA), the endurance time and the spacing between links were considered as the main parameters. It was found that the failure mode of post-heated PERAC columns generally matched that of traditional partially encased composite (PEC) columns, but the flange of specimens appeared premature buckling after undergoing the temperature of 400℃ and above. Additionally, the ultimate strength and ductility of the specimens deteriorated with the elevated temperatures and extended heating time. When 400℃< T ≤ 600℃, the strength reduction range is the largest, about 11% ~ 17%. The higher the replacement ratio of RCA, the lower the ultimate strength of specimens. At the temperature of 600℃, the ultimate strength of specimens with the RCA replacement ratio of 50% and 100% is 0.94 and 0.91 times than that of specimens without RCA, respectively. But the specimen with 50% replacement ratio of RCA showed the best ductility performance. And the bearing capacity and ductility of PERAC stub columns were changed for the better due to the application of links. When the RCA replacement ratio is 100%, the ultimate strength of specimens with the link spacing of 100 mm and 50 mm increased 14% and 25% than that of the specimen without links, respectively. Based on the results above, a formula for calculating the ultimate strength of PERAC stub columns after exposure to high temperatures was proposed.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.30-39
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• 2017

이 연구에서는 순환굵은골재를 사용하여 31~38 MPa 범주의 압축강도를 갖는 콘크리트의 보의 휨강도 실험연구를 수행하였다. 천연굵은골재에 대한 순환굵은골재의 치환률과 철근비를 실험변수로 고려하였다. 순환굵은골재의 치환률로써 0, 30, 50 및 100%를 고려하였으며, 주철근의 철근비로써 0.50, 0.79 및 1.14%를 고려하였다. 4점 하중재하 시험방법을 통하여 순환골재 콘크리트 보의 균열 및 파괴거동, 하중-처짐 관계 특성을 파악하였다. 천연굵은골재 보와 순환굵은골재 보의 휨균열 형상은 거의 유사하며, 전반적으로 순환굵은골재 보의 균열간격이 천연굵은골재 보의 균열간격보다 작다. 순환골재치환률에 따른 균열폭 크기는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 또한, 설계기준에 의한 예측식을 이용하여 실험 부재의 휨강도를 산정하였다.현행 설계기준에 의한 순환골재 콘크리트 보의 휨강도 예측결과는 실제의 휨강도를 과소평가하여 보수적인 설계를 제공하는 것으로 나타난다.

• 토지주택연구
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• 제2권4호
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• pp.471-477
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• 2011

This paper will describe the experimental results on the shear behaviors of reinforced concrete (RC) beam with recycled coarse aggregate (RCA). The primary objective of this research is to evaluate the influences of different RCA replacement percentage (i.e, 0%, 30%, 60%, and 100%) on the shear performance of reinforced concrete beams without shear reinforcement. Eight large-scale RC beams without shear reinforcement were manufactured and tested to shear failure. All had a rectangular cross-section with 400mm width ${\times}$ 600mm depth and 6000mm length, and were tested with a shear span-to-depth of 5.1. The results showed that the deflection and shear strength were little affected by the different RCA replacement percentage. Actual shear strength of each RCA beam was compared with the shear strength predicted using the provisions of ACI 318 code and Zsutty'e equation for shear design of RC beams. ACI 318 code predicted the shear strength of RCA reinforced concrete beams well.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.307-312
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• 2015

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은 골재를 사용하여 콘크리트의 압축강도 수준별(20, 35, 50MPa) 순환 굵은 골재의 혼입률 변화가 강도와 건조수축에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 유동성(슬럼프)은 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 갖는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 국내에서 생산되는 순환골재의 양호한 입형이 유동성 개선에 기여한 것으로 판단된다. 또한, 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 압축강도는 순환골재 혼입률이 증가할수록 약 9~10% 감소하는 것으로 나타났으며 순환 굵은 골재의 치환율에 따른 길이변화는 강도 수준에 관계없이 약 4~40%의 범위로 증가하는 것으로 나타났다. 저강도 수준(20MPa)에서의 길이변화량은 약 18~40%로 35MPa 및 50MPa 수준의 길이변화량 약 4~17% 보다 큰 것으로 나타났다. 저강도 수준(20MPa)에서의 순환 굵은 골재 활용량을 증대시키기 위해서는 광물혼화제의 첨가 등 건조수축을 억제시킬 수 있는 방안 마련이 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2016

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은골재를 사용하여 콘크리트의 압축강도 수준(20, 35, 50 MPa)에 따라 순환 굵은골재의 혼입률 변화가 콘크리트의 염화물 확산특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 유동성(슬럼프)은 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 나타내는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 국내에서 생산되는 순환골재의 양호한 입형이 유동성 개선에 기여한 것으로 판단된다. 또한, 순환 ?은 골재의 치환율 변화에 따른 압축강도는 순환골재 혼입률이 증가할수록 약 9~10% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 염화물 확산계수는 순환골재 혼입률이 증가함에 따라 최대 144%까지 증가하는 결과를 나타냈으며 낮은 강도 수준의 콘크리트 일수록 순환골재 활용에 따른 내염성 저하 정도가 큰 것으로 나타났다. 강도가 증가할수록 순환골재 혼입에 따른 영향은 감소되어, 고강도 영역에서는 일반 콘크리트와 유사한 염화물 확산 특성을 발현하는 것으로 분석되었다. 따라서 순환골재를 콘크리트용 재료로 대량 활용하기 위해서는 콘크리트의 내염성 개선을 위한 혼화재료의 적용 또는 배합설계상 조정을 통한 강도의 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권2호
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• pp.103-121
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• 2018

This paper reports the effects of coarse and fine recycled concrete aggregates (RCA) on fresh and hardened properties of self-compacting concrete (SCC) containing ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) as cement replacement. For this purpose, three SCC mixes groups, were produced at a constant water to binder ratio of 0.38. Both fine and coarse recycled aggregates were used as natural aggregates (NA) replacement at different substitution levels of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% by volume for each mix group. Each group, included 0, 15% or 30% GGBFS as Portland cement replacement by weight. The SCC properties investigated were self-compactability parameters (i.e., slump flow, T500 time, V-funnel flow time, L-box passing ability and sieve stability), compressive strength, capillary water absorption and water penetration depth. The results show that the combined use of RCA with GGBFS had a significant effect on fresh and hardened SCC mixes. The addition of both fine and coarse recycled aggregates as a substitution up to 50% of natural aggregates enhance the workability of SCC mixes, whereas the addition from 50 to 100% decreases the workability, whatever the slag content used as cement replacement. An enhancement of workability of SCC mixes with recycled aggregates was noticed as increasing GGBFS from 0 to 30%. RCA content of 25% to 50% as NA replacement and cement replacement of 15% GGBFS seems to be the optimum level to produce satisfactory SCC without any bleeding or segregation. Furthermore, the addition of slag to recycled concrete aggregates of SCC mixes reduces strength losses at the long term (56 and 90 days). However, a decrease in the capillary water absorption and water permeability depth was noticed, when using RCA mixes with slag.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.144-151
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• 2017

이 연구에서는 순환굵은골재와 플라이애시를 사용한 콘크리트의 압축강도 및 탄성계수의 역학적 특성을 연구하였다. 실험변수로써 굵은순환골재의 치환율과 플라이애시 치환율을 고려하였다. 실험에서 고려된 순환굵은골재의 치환율은 0, 30, 50 및 70%이고, 플라이애시 치환율은 0, 15 및 30%이다. 실험변수에 따른 순환골재 콘크리트의 7일, 28일 및 91일 재령의 압축강도와 탄성계수 특성을 분석하였다. 플라이애시를 혼입하지 않은 콘크리트의 압축강도와 탄성계수에 비해 플라이애시 치환율이 30%인 배합의 각 재령별 압축강도와 탄성계수 감소효과는 뚜렷하게 나타난다. 따라서 순환골재콘크리트에서 30%이하 수준의 플라이애시의 혼입이 역학적 특성 측면에서 적정하다고 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권4호
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• pp.335-349
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• 2019

To investigate the axial compressive performance of the recycled aggregate concrete (RAC) filled glass fiber reinforced polymer (GFRP) tube and profile steel composite columns, static loading tests were carried out on 18 specimens under axial loads in this study, including 7 RAC filled GFRP tube columns and 11 RAC filled GFRP tube-profile steel composite columns. The design parameters include recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentage, profile steel ratio, slenderness ratio and RAC strength. The failure process, failure modes, axial stress-strain curves, strain development and axial bearing capacity of all specimens were mainly analyzed in detail. The experimental results show that the GFRP tube had strong restraint ability to RAC material and the profile steel could improve the axial compressive performance of the columns. The failure modes of the columns can be summarized as follow: the profile steel in the composite columns yielded first, then the internal RAC material was crushed, and finally the fiberglass of the external GFRP tube was seriously torn, resulting in the final failure of columns. The axial bearing capacity of the columns decreased with the increase of RCA replacement percentage and the maximum decreasing amplitude was 11.10%. In addition, the slenderness ratio had an adverse effect on the axial bearing capacity of the columns. However, the strength of the RAC material could effectively improve the axial bearing capacity of the columns, but their deformability decreased. In addition, the increasing profile steel ratio contributed to the axial compressive capacity of the composite columns. Based on the above analysis, a formula for calculating the bearing capacity of composite columns under axial compression load is proposed, and the adverse effects of slenderness ratio and RCA replacement percentage are considered.