간행물
복합신소재구조학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
- 발행기관 한국복합신소재구조학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 2093-5145 (Print)2288-0232 (Online)
- 수록기간 2010 ~ 2026
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 532DDC 624
권호리스트/논문검색
Vol.17 No.2 (2026년 4월) 6건
1.
2026.04
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본 연구는 바이오차 치환율 및 축력 수준에 따른 철근콘크리트(RC) 부재의 휨 거동을 평가하였다. 실험변수는 바이오차 치환 율 0, 5, 10%와 축력 수준 0, 10, 20%이며, 총 9개 실험체를 제작하였다. 실험은 축력을 일정하게 유지한 상태에서 휨 하중을 재하하 여 하중–처짐 관계와 균열 양상, 항복ㆍ최대ㆍ극한 특성값 등을 분석하였다. 실험결과, 축력 증가는 초기 강성 및 항복ㆍ최대 내력을 증가시키는 반면 변형능력과 연성도는 감소하였고, 바이오차 치환율 증가는 초기 강성과 최대 내력을 저하시켜 조기 균열을 유발하는 경향을 보였다.
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2.
2026.04
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유리섬유강화폴리머(GFRP) 보강근은 굽힘부에서 크린클링에 의해 유효 단면이 물리적으로 감소하면서 강도 저하가 발생한 다. 현재 유한요소 모델링에서는 재료 강도만을 저감할 뿐, 이에 따른 강성 저하는 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 물리적 단면 손실을 직접 반영하는 등가 환산 단면법을 제안하고, ABAQUS를 이용하여 기존의 강도 감소법과 비교하였다. 3가지 직선부 직경(13, 16, 19 mm)에 대한 2차원 보 해석 결과, 정규화된 굽힘 인장강도는 직경 비에만 의존하여 하나의 2차 곡선으로 수렴되었다. 등가 환산 직경을 적용할 경우 축강성은 68∼76%, 휨강성은 47∼58%로 감소하였다. 콘크리트 방음벽 기초에 대한 3차원 비선형 해석 결 과, 강도 감소법은 인위적으로 낮춘 파단 기준에 의해 GFRP가 조기 파단함으로써 극한 하중을 약 11% 과소 평가하는 것으로 나타났 다. 등가 환산단면법은 GFRP 보강근 굽힘부의 유한요소 모델링에 있어 보다 물리적으로 합리적인 접근법을 제공한다.
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3.
2026.04
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본 연구는 제작 직후(1년차) 및 3년 경과 후(4년차) 에 수행한 휨 실험을 통해 철근 콘크리트보와 CFRP 보강근 콘크리트보의 장기 휨 거동을 평가하였다. RC 보는 항복 이후 안정적인 변형을 보이는 전형적인 연성 거동을 나타낸 반면, CFRP 보강근 콘크리트보 는 파괴 시까지 선형 탄성 거동을 보이며 초기 강성은 철근 콘크리트보와 유사하였으나 연성은 제한적으로 나타났다. 실험에서 측정된 휨 내력은 RC 보의 설계 휨강도 51.4 kNm와 CFRP 보강근 콘크리트보의 설계 휨강도 56.9 kNm를 모두 상회하였다. 4년차 RC 보는 유사한 휨 내력과 전반적인 거동을 유지하였다. 반면, CFRP 보강근 콘크리트보는 강성 및 최대 휨 내력이 감소하였으며, 균열 수 감소와 평균 균열 간격 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 시간 경과에 따른 부착 특성의 변화가 CFRP 보강근 콘크리트보의 장기 휨 성능에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
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4.
2026.04
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황산염 침투 환경에 노출된 콘크리트 구조물은 황산염 이온의 침투로 인해 내구성이 저하되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서 알칼리 활성 슬래그 기반 무시멘트 콘크리트의 황산염 침투 저항성을 평가하고, 그 성능을 예측할 수 있는 모델을 구축하는 것을 목적 으로 한다. 본 시스템에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 전면 고로슬래그 미분말로 대체하였다. 실험적 검증을 위해 무시멘트 콘크리트 시편과 비교용 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 시편을 물-결합재 비 40%, 45%, 50%로 제작하였다. 28일 동안 전처리 후, 시편을 10% 황산나트륨 용액에 28일, 91일, 182일 및 365일 동안 침지하였다. 황산염 침투에 대한 저항성을 평가하기 위해 시편의 길이 변화 및 질량 변화를 JSTM C 7401에 따라 측정하였다. 실험 결과를 바탕으로 황산염 침투 환경에 노출된 무시멘트 콘크리트의 길이 및 질량 변화 특성을 설명하는 예측 모델을 개발하였다. 제안된 모델은 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.
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5.
2026.04
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본 연구에서는 커피박을 원료로 제조한 바이오차를 시멘트 대체재로 활용하여 모르타르의 역학적 특성을 평가하고, 높은 치환율에서 발생하는 강도 저하를 보완하기 위해 콘크리트 세척수를 적용하여 그 효과를 검토하였다. 바이오차는 열분해 공정을 통해 제조하였으며, 시멘트 질량 대비 0%, 2.5%, 5%, 10%, 20%의 치환율로 배합을 설계하였다. 경화 전 상태에서는 슬럼프 플로우 시험을 통해 유동성을 평가하였으며, 경화 후에는 재령 7일 및 28일에서 휨강도와 압축강도를 측정하였다. 실험 결과, 바이오차 치환율이 증가할수록 다공성 구조에 의한 수분 흡수로 인해 유동성이 감소하는 경향을 보였다. 역학적 특성은 치환율 2.5∼5% 범위에서 향상되 었으며, 압축강도는 최대 약 19% 증가하였다. 반면, 치환율 20%에서는 공극 증가와 내부 구조 약화로 인해 강도가 크게 저하되었다. 콘크리트 세척수의 적용은 일부 강도 저하를 완화하는 경향을 보였으나, 그 효과는 제한적인 수준에 그쳤다. 따라서 바이오차 치환율 5∼10% 범위가 역학적 성능과 친환경성을 고려한 최적 배합으로 판단되며, 향후 실용화를 위해서는 강도 보완 기술에 대한 추가 연구 가 필요하다.
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6.
2026.04
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콘크리트 구조물은 노후화에 따른 균열 발생으로 내구성이 저하되며, 유지보수 과정에서 경제적 비용이 발생한다. 이를 해결 하기 위해 박테리아를 이용한 자가치유 기술이 주목받고 있으나, 기존의 캡슐화 및 펠릿화 공정은 높은 제작 비용이 발생한다. 본 연구에서는 지속 가능한 폐기물 자원인 골재 분말(BAP) 내 Hydroxyaptite(HAp)를 박테리아의 보호 담체 및 반응 촉진제로 활용 하여 자가치유 효율을 최적화하고자 하였다. BAP의 혼입 조건에 따른 균열 치유 특성을 평가하였으며, SEM, EDS 및 XRD 분석을 통해 박테리아의 생체광물화에 의한 및 HAp 생성 여부와 미세구조적 치유 메커니즘을 규명하였다. 연구 결과, BAP는 박테리 아의 생존성을 확보함과 동시에 치유 성능을 유의미하게 향상시키는 것으로 나타났다. 본 연구는 BAP 용 자가치유 콘크리트의 최적 배합 도출을 통해 유지 보수 비용 절감 및 구조물 장수명화를 위한 기초 자료를 제공할 것으로 기대된다.
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