콘크리트의 장기 내구성능에 영향을 미치는 구성요소는 외부 유해 이온과 화학결합이 가능한 잔여 클링커 상 및 시멘트의 수화물이다. 콘크리트에 포함된 시멘트의 결정상 분석 및 수화반응 생성물의 정성/정량분석을 통해 콘크리트와 외부 유해인 자와의 화학결합 가능성을 추론하고 이를 통해 콘크리트 재료의 안전성을 진단할 수 있다. 시멘트 결정상 분석을 위해 다양 한 미세구조 분석법들이 활용될 수 있으나, 본 연구에서는 상대적으로 쉽게 활용 가능한 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 및 열중량분석(Thermogravimetric analysis, TGA)을 통한 시멘트 결정상 분석과 이를 통한 수화모형 도출을 소개한 다.

콘크리트 구조물의 균열은 재료의 성질, 시공방법, 환경 및 외력, 설계 등 많은 요인으로 인해 발생한다. 균열은 구조물에 치명적인 손실을 초래할 수 있다. 따라서 콘크리트 구조물의 균열을 조사하는 것은 검사 과정 중 중요한 평가로 인지되어 지고 있다. 그러나 과거 균열을 측정 및 평가하는 방법에 대해 신뢰성을 가진 측정 방법이 없어 균열 조사에 대해 경험이 있는 특정 조사자가 육안으로 균열을 확인하였다. 이는 비용, 시간, 정확도 및 안전성 측면에서 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 영상 처리 기법의 라플라시안 필터를 이용하여 구조물의 최대 균열 폭을 평가하는 방법을 제안하고자 하였다.

This paper concern the performance of tuned mass damper (TMD) and dynamic behaviour of TMD controlled structure considering constitutive material model. A three-storied reinforced concrete frame is modelled using OpenSees for this study. Considering the non-linear materials model, the performance of the TMD not only rely on the mass, stiffness and damping of the system but also on the parameter to be controlled by TMD and the input ground motion types. For this reason in this study some practical, sine sweep and damped sine sweep are considered as input excitation to the evaluate exact dynamic behaviour of TMD controlled structure.

In the present work, an experiment using the active infrared thermography (IRT) technique in the laboratory is conducted on a carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) that is applied on a concrete specimen surface. The main goal is to detect debonding located between CFRP sheets as well as between the CFRP sheet and the concrete surface. In addition, the effect of the debonding depth is also studied.

현재 이루어지는 구조물의 안전진단과 성능에 대한 정밀검사는 기술자에 의해 수행되어 측정된 데이터가 경험적 판단에 의해 변화될 수 있는 수준에 머물러 있는 실정으로 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 구조물을 실제 현장에서 이루어지는 설치방법과 동일하게 설치 후 기존 동적센서와 3축(3측(X, Y, Z축) 가속도 측정 센서 부착하여 손상정도에 따른 가속도 응답과 FFT분석 결과를 비교하여 P.C구조물의 안전진단에 대한 데이터의 불확실성에 대한 개선과 교체시기, 손상예측 등에 대한 기초자료로 활용하기 위함이다.

최근 건축물 진단기법 관련하여 관심이 높아지고, 건축물 안전진단 수요가 증가하고 있다. 국토교통부(2018)의 통계에 의하면 30년 이상 된 노후화된 건축물은 전국에 약 267만 동으로, 신속하고 정확한 안전진단을 할 수 있는 시스템 구축이 요구되는 실정이다. 본 연구는 비파괴 검사법인 초음파속도법, 반발경도법 및 충격법을 이용하여 철근콘크리트 구조물의 성능평가를 위하여 정립된 기법을 시스템화하여 구현하는 것 목표이다.

원전격납구조물, LNG 저장탱크와 같은 프리스트레스트 콘크리트 (Prestressed Concrete, PSC) 사회기반시설물의 경우 테러, 폭발, 충돌 사고로 인해 대량의 경제적, 인적 피해가 발생할 수 있으나 폭발, 충돌 등의 극한하중에 따른 방호 및 방재개념의 구조설계가 적용되지 않은 실정이다. 특히, 구조물 내부에서 발생하는 폭발하중은 압력이 외부폭발하중에 비해 월등히 크기 때문에 내부폭발하중에 대한 특성 및 내부폭발하중에 따른 PSC 구조물의 저항성능의 검토는 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 PSC 관형 구조물의 내부폭발저항성능을 검토하기 위해 이방향 PSC 축소모형을 제작하여 실험적으로 검토하였으며 실험 데이터를 기반으로 해석적 모델을 개발 및 검증하였다.

이 연구에서는 철근콘크리트 부재에서 일반콘크리트를 대신하여 고인성 섬유보강 콘크리트를 사용하였을 때의 내진성능 향상효과를 평가하고자 하였다. 일정한 크기의 축하중을 받는 상태에서 단자유도 RC기둥 부재의 비선형 Push-Over 해석 방법을 적용하여 내진성능평가를 실시하였다, 일반콘크리트를 사용한 경우와 안장변형률성능에 따라 네 가지 고인성 섬유보강 콘크리트를 적용하여 그 거동을 비교하였다. 해석결과, 고인성 섬유보강 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 기둥부재는 인장변형률성능이 거의 없는 일반 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 기둥부재와 비교했을 때, 항복하중은 25~37% 크게 나타났으며, 변위연성도도 6.0~8.3% 크게 나타나는 것을 확인하였다.

강아치교는 경간거리가 비교적 길고 거더 높이에 제약이 있는 가설조건에 자주 적용되는 교량형식이지만, 강아치교에서 강재 바닥틀(가로보, 세로보)이 차지하는 강중은 50% 이상으로 초기건설비용 증가의 원인으로 작용한다. 강아치교의 정체성은 살리면서 경제성 제고를 위해 강재 바닥틀을 콘크리트 부재로 대체시 획기적인 경제성 개선이 가능하다. 본 연구는 PSC 가로보의 아치교 적용을 위하여 PSC 가로보 시험체를 대상으로 정적시험 및 피로시험을 실시하고, 정적 구조 성능 및 피로성능을 분석함으로써 PSC 가로보의 구조안전성 및 사용성을 평가하였다. 그 결과 콘크리트 구조체, PS강선, 주철근, 브래킷, 연결부 모두 안정적인 구조거동을 보이고 있으며, 충분한 피로수명을 확보하고 있는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 일반적으로 사용되는 직사각형 부재 대신 초고강도 콘크리트를 적용하여 비정형 형상으로 제작된 구조부재를 설계 하였다. 비정형 형상으로 부재를 실험체를 제작하기 위해 80-200MPa의 높은 압축강도, 10-20MPa 인장강도와 1.0-5.0%정도의 고인성인장변형률을 가진 초고강도 콘크리트를 사용하였다. 또한 정확한 비정형 형상을 제작하기 위해 비정형 거푸집 기술을 새롭게 고안하여 적용 검토하였다.

콘크리트 구조물은 시간이 지남에 따라 다양한 원인에 의해 성능이 저하된다. 국내 수많은 구조물들은 1970년대에 급속히 건설되어 현재 노후구조물로서 성능이 저하되어 이에 따른 안정성 문제에 관심과 우려가 발생하고 있다. 이에 따른 성능이 저하된 구조물에 대하여 FRP를 활용한 보강 공법은 구조적인 단점과 경제적인 단점 등 부정적인 요인이 존재하여 현재 새로운 건설소재 및 보강공법 개발의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 우레탄계 코팅제를 적용하여 2mm이하 현무암 단섬유를 함침, 새로운 보강방법을 연구하였으며 이들 보강공법의 휨 성능개선에 대하여 실험을 통해 평가하였다.

최근 건축물 붕괴사고 빈도수가 증가하면서 안전진단에 대한 수요가 증가하고, 신뢰도 높은 안전진단기법에 대한 요구가 확대되고 있다. 국토교통부(2018) 자료에 따르면 노후건축물 수에 비해 안전진단관련 전문기관이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초음파속도법을 이용한 압축강도 추정 값과 코어 시험을 이용한 콘크리트 압축강도 측정값을 비교하여 추정오차율 비교와 신뢰도 구간 추정을 하고, 최소인원으로 신속하게 효율적인 구조물 안전진단 기법을 제안하는 것을 목표로 한다.

중층 철근콘크리트 주거형 건물은 국내에서 많은 비중을 차하며, 이러한 건물의 시공단계에서 발생 될 수 있는 문제에 대한 구조성능 분석이 필요하다. 이를 위하여, 25층 규모의 중층 철근콘크리트 주거형 건물을 예제모델로 선정해 구조성능 분석을 진행하였다. 예제모델을 5층, 10층, 15층, 20층, 25층의 시공단계 모델과 설계가 완료된 완공단계 모델로 구분해 구조해석을 수행하였다. 완공단계와 시공단계 모델들에 대하여, 고유치해석, 횡력저항성능, 완공단계에서의 설계강도비와 시공단계에서의 설계강도비를 비교를 통한 단면성능 검토를 수행하였다. 검토 결과, 시공단계와 완공단계 모두 횡변위와 층간변위비에서 건축구조기준 제한을 초과하지 않았는 것을 확인하였고, 단면성능 검토에서는 벽체의 일부 데이터를 제외한 모든 부재에서 구조적 안전성을 확인하였다. 따라서, 중층 철근콘크리트 주거형 건물의 완공단계에서 구조적 안정성이 확보되면 시공단계에서도 구조적 안정성 학보가 이루어진다는 결론을 도출할 수 있었다.

염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명을 정량적으로 평가하기 위해서는 사용 배합을 통하여 확산계수를 평가하고 이를 이용한 염화물 침투 해석이 필요하다. 본 연구에서는 비말대에 노출된 콘크리트 구조물에 대하여 촉진 확산계수를 NT BUILD 492 및 ASTM 1202를 통하여 평가하였으며, 기존의 연구를 이용하여 겉보기 확산계수를 도출하였다. 사용배합의 특성과 가장 보수적인 조건인 임계 염화물량과 표면 염화물량을 고려하였으며, Life 365 ver.2 프로그램을 이용하여 외벽 및 기둥구조의 내구수명을 평가하였다. 10년 및 15년의 Built-up period의 변화에 대해서는 내구수명은 큰 차이를 보이지 않았으며. 슬래그를 사용한 두 개의 배합에서는 높은 시간의존성 지수와 낮은 초기 염화물 확산계수로 인해 75년 이상의 높은 내구수명이 확보되었다.

원자력발전소 콘크리트 구조물은 해안가에 접해 있으며, 해수를 취수하여 냉각수로 사용하기 때문에 염해에 의한 내구성은 매우 중요하다. 이를 위해 3년간의 염해 장기침지시험을 실시하여 염화물이온확산계수의 변화 및 재령계수(m)을 평가한 결과 4,000 Class인 구조물 기초의 m은 0.35~0.39로 KCI나 ACI 제안값과 유사한 결과를 나타내었고 5,000 Class인 필수 냉각수 구조물 및 터널은 0.44~0.53, 6,000 Class인 원자로 격납건물은 0.62로 FIB 제안값과 유사하였다. 실측된 재령계수로 내구수명을 예측한 결과 원전의 모든 안전관련 콘크리트 구조물은 설계수명 60년 이상을 만족하는 것으로 나타났다.

매스콘크리트 균열 예측은 대부분 수치해석을 이용한 구조물 해석을 이용하여 예측된다. 그러나, 구조물 예측 결과는 예측에 사용되는 콘크리트 특성값(탄성계수, 자기수축, 크리프, 열팽창계수 등)에 크게 영향을 받기 때문에, 정확한 구조물 해석을 위해서는 콘크리트 특성에 대한 평가가 선행되어야 한다. 특히, 재령 초기에 빈번히 균열이 발생하는 매스콘크리트 구조물의 경우, 콘크리트 특성값은 온도, 습도와 같은 양생조건에 큰 영향을 받기 때문에 양생 조건을 고려한 콘크리트 특성 예측이 필요하다. 그러나, 건설 현장에서는 간단한 몇가지 실험 또는 모델식을 이용하여 콘크리트 특성을 평가하고 있으며, 이로 인하여 구조물 해석 결과의 정확성이 매우 낮다. 이 논문에서는 정확한 매스콘크리트 구조물 해석을 위하여, 콘크리트 배합 및 양생 조건을 고려한 초기재령 콘크리트 특성 예측 기법을 제안하였다. 이 기법에서 콘크리트 특성은 온도응력 실험 결과와 해석 결과를 비교하여 예측 된다. 온도응력 실험은 다양한 구속 조건 및 콘크리트 양생 조건을 모사할 수 있는 온도응력 측정 장치를 활용하였으며, 수화열 해석은 KAIST 콘크리트 연구실에서 개발된 CONSA/HS를 보완하여 사용하였다. 콘크리트 특성의 응력 민감도 분석 결과를 기반으로 평가할 콘크리트 특성을 결정하였으 며, 콘크리트 응력 해석 결과에 큰 영향을 미치는 열팽창계수, 탄성계수, 자기수축 및 크리프를 평가하 였다. 또한 예측된 콘크리트 특성은 다양한 콘크리트 특성 실험 결과 및 매스콘크리트 실험 결과와 비교하여, 예측된 콘크리트 특성의 정확성 뿐 아니라, 예측된 콘크리트 특성을 이용한 구조물 해석 결과의 정확성까지 검증하였다.

This paper presents the results of the long-term behavior of PC(Precast Concrete) culvert using ferronickel slag blended cement.

In this study, concrete box structure was analyzed for reinforcement of the corner using the proposed pre-flexed steel members, Numerical results confirmed that the proposed reinforcement method can enhance the load capacity of the concrete box structures.