철근콘크리트 슬라브의 휨강도 보강을 위해 제안된 섬유보강폴리머(Fiber Reinforced Polymer, FRP)와 초 고거동 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)의 합성구조의 파괴 시 거동을 살펴 본 결과, 과다한 휨 보강으로 인한 전단파괴와 보강된 FRP의 탈착에 의한 파괴가 발생하였다. 전단강도와 휨 강도의 크기를 고려한 설계 기준을 제시하여 휨 보강 한도를 제한하고, 전단 철근을 추가하여 탈착에 의한 파괴를 보강하였다. 휨 강도의 보강을 제한 하고 부착 철근이 보강된 슬라브의 실험 결과, 휨에 의한 연성파괴가 유도되었다.

대표적인 다상 재료인 콘크리트는 구성 성분의 공간적 분포에 의해 재료 특성이 큰 영향을 받는다. 특히 공극(void)은 콘크리트의 특성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트 내부에 분포하는 공극의 공간적 분포를 파악하는 것은 재료의 특 성을 이해하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트 내부에 존재하는 경량 골재의 공극 분포 분석을 위해서, CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 활용하여 생성된 3차원 경량 골재 이미지를 활용하여 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 방향에 따른 3차원 경량 골재 내부의 공극 분포 상태를 정성적으로 묘사하기 위해서 확률 분 포 함수인 두점 상관함수(two-point correlation function)를 사용하여 공극의 공간적 분포 경향을 구(sphere)에 표현하였다. 또한 방향에 대한 골재의 강성도(stiffness)를 계산하여 각 방향에 따른 골재의 역학적 물성치 분포 변화를 확인하였다. 각 방향으로의 확률 분포 함수로 표현된 공극 분포와 강성도 분석함으로서 CT 이미지를 통한 공극 분포 특성 분석 및 경량 골재의 역학적 특성을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

본 논문에서는 RC 교가의 보수{\cdot}보강 시 사용되는 강판피복과 CFRP의 내진 보수성능을 비교하고, 횡방향 철근비가 강판과 CFRP로 보수된 실험체의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 다른 횡철근비를 갖는 3개의 교각 실험체를 각 3개씩 총 9개를 제작하여 보수 전과 강판 및 CFRP보수 후의 거동을 비교하였다. 비교에 사용된 거동은 이력거동과 극한거동이며 이러한 거동은 반복하중 및 단조증가하중실험의 수행을 통하여 구하였다. 각 횡철근비 및 보수방법에 대하여 이력거동, 최대하중 및 최대변위를 비교한 결과 강판과 CFRP로 보수된 실험체의 변위연성과 최대하중이 증가하였음을 확인하였다. 또한 횡방향 철근비가 증가함에 따라서 실험체의 변위연성이 증가하였고, 소성힌지의 위치도 높아짐을 알 수 있었다.

화재로 인한 건축물 구조부재의 파괴는 추가적인 경제적 손실과 인명피해를 가져오기 때문에 화재에 대한 구조부재의 안전성은 매우 중요하다. 화재에 노출된 철근콘크리트 구조부재의 경우, 부재의 열전도도에 따라 내부 온도가 상승하고 부재의 하중저항강도와 강성이 저하된다. 철근콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 확보 여부는 일반적으로 표준화재실험을 통하여 입증한다. 콘크리트의 열전도도는 온도에 따라 변하기 때문에 20℃, 100℃, 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃ 700℃, 800℃ 열적 정상상태의 콘크리트 블록을 이용하여 측정한다. 본 연구에서는 철근콘크리트 기둥의 화재에 대한 구조성능 확보 여부를 확인하기 위한 표준화재실험으로부터 얻어지는 열적 비정상상태의 일차원 온도분포 시간이력으로부터 콘크리트의 열전도도를 추출하는 방법을 제안하였다. 표준화재실험으로부터, 기둥의 표면에서 중심까지의 온도분포 시간이력을 얻었다. 콘크리트의 온도에 따른 열전도도 k(T)=α{(T/120)²-T/60+200}에 대하여 다양한 α값으로 온도분포 시간이력을 수치해석 하였고, 실험결과와 가장 오차가 작게 발생하는 α값을 결정하였다. 결정된 콘크리트의 온도에 따른 열전도도는 20℃, 100℃, 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃ 700℃, 800℃ 열적 정상상태의 콘크리트 블록에서 측정된 콘크리트의 열전도도와 비교하였고, 제안된 수치해석에 의한 열전도도 산출방법이 유효함을 입증하였다.

콘크리트의 배합에 있어서 포졸란 물질의 사용은 수화된 시멘트내의 칼슘 실리케이트 수화물을 증가시키고 미세 공극을 채워줌으로써 콘크리트의 투수성을 감소시킨다. 또한 콘크리트 내의 전체 염기량을 낮추어 알카리 골재반응에 의한 균열의 방지에도 효과가 있다. 본 연구에서는 포졸란 물질 중 반응성이 가장 우수한 나노실리카를 사용한 콘크리트 시멘트의 미세구조를 나노압입을 이용하여 분석할 것이다. 물질 표면의 경도를 측정하여 물질의 강도 및 강성을 파악하는 방법은 금속에 대하여 100여년간 수행되어 왔다. 콘크리트의 강도를 파악하는데 있어서도 슈미트 햄머를 이용하여 콘크리트의 표면경도를 측정하고 강도와 연관 짓는 방법이 널리 사용되고 있다. 나노압입 실험은 이러한 이론적인 배경을 바탕으로 나노 스케일의 압입 시험기를 사용하여 시멘트 페이스트를 구성하고 있는 미세구조의 기계적 특성을 파악하는 방법이다. 향후 콘크리트의 동결융해 실험, 알카리 골재 반응, 프리스트레스 강선과의 접착력 실험과 연계하여 균열에 대한 높은 내구성을 요구하는 콘크리트의 제작에 최적화된 나노실리카의 배합비를 산출하기 위한 기초연구로 사용될 것이다.

지구온난화로 인한 재앙을 방지하기 위하여 온실가스 배출을 감축하려는 노력은 지속적으로 추진되어 왔다. 최근에는 이미 배출된 이산화탄소를 포집하고 격리하여 온실가스를 감축하려는 방안도 활발히 연구 되고 있는 실정이다. 이산화탄소의 격리 방법 중 이산화탄소를 지반 내에 영구히 저장하는 방안이 제안되어 연구되고 있다. 이산화탄소의 차폐성능이 확인된 지반에 이산화탄소를 주입하기 위하여 주입공을 건설하여야 한다. 일반적으로 이산화탄소 주입공은 대심도공내에 강재 케이싱을 삽입 하고 그 주위를 환체 시멘트를 이용하여 차폐하지만, 주입공 주위의 환체 시멘트는 저장된 이산화탄소의 누출 경로가 될 가능성이 매우 높다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이산화탄소의 지반 내 격리를 위한 주입공의 내구성과 차폐성능 향상을 위한 환체 시멘트의 개질개선을 위한 기초적인 연구로 고온고압 하에서 양생된 환체 시멘트의 미세구조 특성을 분석하고자 한다. 유정용으로도 사용되는 Type G 시멘트를 대심도 지반상태인 고온고압 (80 °C, 10 MPa) 상태에서 28일간 양생하였다. 이를 위하여 고온고압의 양생환경을 구현하기 위한 실험장치가 개발되었다. 고압의 질소가스를 투입하여 압력을 높였으며, 히팅 자켓을 이용하여 양생 온도를 유지하였다. 다양한 미세구조 분석 장치를 사용하여 고온고압에서 양생된 시멘트의 미세구조의 구성성분과 기계적 성질을 파악하였다.

To evaluate the strength properties of concrete using low-absorption lightweight aggregate, this paper was compared low-absorption and foreign-made lightweight aggregate by test of slump, air content, elapsed time of slump, compressive and tensile strength.

본 연구에서는 현장타설과 프리캐스트 방식의 콘크리트 충진 FRP 교각의 성능평가 실험을 수행하였다. 8개의 축소모형 실험체에 대한 준정적 실험을 실시하였으며, 실험변수로는 FRP 두께, 콘크리트 강도, 횡방향 철근비, 직경을 선정하였다. 반복 횡하중에 대한 연성능력을 평가하고 각 시험체의 강성저하에 따른 감쇠비와 파괴양상 등을 비교하였다.