콘크리트 구조물 절단에 사용되고 있는 다이아몬드 와이어 쏘가 장착된 당김형 절단 장치의 단점을 개선하여 밀기형 절단장치를 개발하였다. 개발된 밀기형 절단장치에는 먼지 집진 커버가 부착되며 마찰열을 냉각하기 위한 건식이나 습식방법을 선택할 수 있다. 개발된 절단장치의 동작특성과 집진 먼지의 누설률 측정을 실험하였다. 시험결과 원활한 동작특성을 보였으며, 먼지의 누설률은 1.7%인 것으로 나타났다. 개발된 절단장비를 사용하여 생물학적 차폐 콘크리트 절단 시 작업자의 내부 피폭선량을 평가하였다. 보수적 평가를 위해 노심 중심부분을 절단하는 경우를 가정하였다. 비방사능이 99.5 Bq·g-1인 누설 먼지로 인해 반면마스크를 착용한 작업자의 예탁유효선량은 0.25 mSv로 평가되었다. 개발된 밀기형 절단장비 사용 시 미량의 먼지 누설률로 인해 작업자의 방사선 피폭이 저감되며, 사용의 편리성으로 세부 절단 계획을 수립할 수 있어 방사성 콘크 리트 폐기물 감량에도 기여할 수 있다. 따라서 원전의 방사화된 생물학적 차폐 콘크리트를 비롯하여 철근 콘크리트 구조물 해체 작업 시 절단 장비로서 사용될 수 있을 것이다.

최근 들어 아라미드 섬유 시트는 건설 산업에 쉽게 사용되고 있다. 아라미드 섬유 시트는 높은 특성강도 및 강성, 높은 부식 저항성능, 경량 및 자기적 투명성과 같은 많은 장점을 제공한다. 본 연구에서는 아라미드 섬유 시트의 난연성능 및 접착강도가 연구되었다. 아라미드 섬유 보강 콘크리트 기둥의 내화성능은 표준 및 외부화재 곡선에 대해 서로 다른 조합의 보드 두께와 종류로 제작된 6개의 실험체를 사용하여 연구되었다. 그 결과 아라미드 섬유 시트는 마감재료를 이용해서 한 시간의 내화성능을 가지는 것으로 나타났다.

교면 포장은 교통하중 및 온도 변화 등의 환경적 요인에 따라 상판, 거더, 신축/압축 이음 등의 교량 상부 구조물의 복잡한 거동을 나타나기 때문에 도로포장의 구조 성능과는 다르다. 이에 본 논문에서는 가변형 팬믹서를 활용하여 개질유황 합성 시멘트 콘크리트(MSCC)를 혼합하는 새로운 방법을 제시하고자 한다. 혼합 단계는 건식 및 습식의 두 단계로 이루어지며, 회전 모터의 속도의 변화를 주어 혼합하는 방식이다. 제안된 방법의 타당성을 평가하기 위해 실내 실험을 실시하였으며, 본 기술 적용 시 MSCC의 내구성이 향상되고 교량 포장 설계 요건을 충족하는 것을 확인하였다. 또한 내구성 및 경제성을 고려하여 최적 MSCC 개질유황 함량을 4%로 제안하고자 한다. 현재 제안된 기술의 적용 가능성을 확인하기 위한 추가적인 현장 평가가 수행되고 있으며, 가까운 시일 내에 결과를 제시할 예정이다.

최근 건설업계에서 설계시의 수량산출 및 예정공사비의 정확도에 대한 요구가 높아지고 있으며, 설계변경 시에 즉각적인 물량의 변화와 공사비의 변화를 파악하는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 또한, 수량과 공사비와 관련한 각종 소송들이 빈번하게 발생하면서 이를 해결하기 위한 방안으로 BIM기반의 물량산출 및 견적이 대안으로 등장하였다. 그러나 현재 BIM기반의 물량산출 및 견적은 2D 기반의 기존 방식보다 활용이 원활하지 못하다. 이는 물량산출 및 내역에 대한 국가적인 표준이나 기준이 마련되어 있지 못하고, 산출 작업자의 경험이 중요한 요소로 작용하기 때문이다. 하지만, 이는 견적의 관점이고 설계자의 관점에서 BIM을 이용한 즉각적이고 비 교적 정확도가 우수한 수량과 공사비의 파악이 예산에 맞는 설계를 진행하기 위하여 필요하다. 본 연구에서는 서울시 OO타운 생활관의 철근콘크리트 구조의 콘크리트, 철근, 거푸집의 수량을 사례로 2D기반의 설계수량과 BIM을 기반으로 한 계획설계, 실시설계 시의 수량과 실제 시공수량을 비교·분석하고 차이가 발생하는 원인을 분석하여 향후 설계자 관점에서 BIM기반의 수량산출에 도움이 되고자 하였다.

최근 국내에서 토목 및 건축구조물의 노후화 및 성능저하에 따른 사회적인 우려가 발생하고 있다. 일반적으로 노후 구조물의 보수보강 방법으로는 외부 부착공법이 가장 많이 사용되고 있으며 시공 용이성을 위하여 GFRP나 CFRP Sheet나 Plate를 활용한 부착 보강방법이 활발히 적용되고 있다. 그러나 이들 방법은 온도에 취약하며 탄소섬유의 경우 경제성이 낮다는 우려가 발생한다. 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 상대적으로 우수한 현무암 섬유(BFRP)를 활용하여 온도변화 및 콘크리트 표면 내 균열발생에 따른 BFRP-콘크리트의 인장 부착성능 및 파괴 패턴을 실험적으로 평가하였다. 그 결과 구조물의 온도가 상승함에 따라 BFRP-콘크리트 계면의 부착성능은 약 30%정도 감소하는 것으로 나타났으며 내열성 수지를 사용한 보강재의 경우 일반 함침용 에폭시 수지보다 부착성능이 다소 우수한 것으로 평가되었다. 콘크리트 표면 내 균열 발생된 경우 균열의 폭이 증가함에 따라 부착 성능은 약 20%씩 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 균열보수제로 보강 후 계면에서의 부착성능의 경우, 보강 전 대비 약 30% 정도의 개선효과를 나타내었다.

PURPOSES: This study aims to evaluate the resistance to chemical attack of combined organic and inorganic hybrid mortars as the repair materials (i.e., HRM mortar) used for concrete road facilities through a comparison with mortars made from cement repair materials (i.e., IRM mortar). METHODS: Inorganic materials used as a binder and two mineral fillers were adopted to produce HRM mortars. The ratio of the main resin versus the hardener was fixed at 2:1. For comparison, IRM mortars made of cement repair materials were also manufactured. The mortars were exposed to chemical solutions, such as NaCl, MgSO4, Na2SO4, and H2SO4, with the same concentration of 5% after 7 days of curing. The compressive strength, compressive strength loss, mass ratio, and relative bulk density of the mortar samples exposed to the chemical solutions were measured at predetermined periods. In addition, a scanning electron microscope observation was performed to evaluate the microstructures and the products formed by the chemical reaction of the mortar samples. RESULTS : As a result, the resistance to chemical attack of the HRM mortars was found to be much better than that of the IRM mortars, regardless of the types of attacking sources. This finding implies that HRM is a highly promising and versatile material because of its excellent resistance to chemical attack. CONCLUSIONS: The application of the combined organic and inorganic hybrid mortars is a possible option for repair of concrete road facilities exposed to aggressive environments.

PURPOSES: Nitrogen oxide (NOx) is a particulate matter precursor, which is a harmful gas contributing to air pollution and causes acid rain. The approaching methods for NOx removal from the air are the focus of numerous researchers worldwide. Titanium dioxide (TiO2) and activated carbon are particularly useful materials for NOx removal. The mechanism of NOx elimination by using TiO2 requires sunlight for a photocatalytic reaction, while activated carbon absorbs the NOx particle into the pore itself after contact with the atmosphere. The mixing method of these two materials with concrete, coating, and penetration methods on the surface is an alternative method for NOx removal. However, this mixing method is not as efficient as the coating and penetration methods because the TiO2 and the activated carbon inside the concrete cannot come in contact with sunlight and air, respectively. Hence, the coating and penetration methods may be effective solutions for directly exposing these materials to the environment. However, the coating method requires surface pretreatment, such as milling, prior to securing contact, and this may not satisfy economic considerations. Therefore, this study aims to apply TiO2 and activated carbon on the concrete surface by using the penetration method. METHODS : Surface penetrants, namely silane siloxane and silicate, were used in this study. Photocatalyst TiO2 and adsorbent activated carbons were selected. TiO2 was formed by the crystal structures of anatase and rutile, while the activated carbons were plant- and coal-type materials. Each penetrant was mixed with each particulate matter reductant. The mixtures were sprayed on the concrete surface using concentration ratios of 8:2 and 9:1. A scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray equipment was employed to measure the penetration depth of each specimen. The optimum concentration ratio was selected based on the penetration depth. RESULTS: TiO2 and activated carbon were penetrated within 1 mm from the concrete surface. This TiO2 distribution was acceptable because TiO2 and activated carbon locate to where they can directly come in contact with sunlight and air pollutant, respectively. Infiltration to the concrete surface was easily achieved because the concrete voids were bigger than the nanosized TiO2 and microsized activated carbon. The amount of penetration for each particulate matter reductant was measured from the concrete surface to a certain depth. CONCLUSIONS : The mass ratio on the surface can be predicted from the mass ratio of the particulate matter reductant measurement distributed through the penetration depth. The optimum mass ratio was also presented. Moreover, the mixtures of TiO2 with silane siloxane and activated carbon with silicate were recommended with an 8:2 concentration ratio.

PURPOSES: Knowing the scope of deterioration of the concrete slab around spalling is important in determining the size of the partial-depth repair. The change in the material properties of the concrete slab, according to the severity of spalling and distance from spalling, is analyzed herein by performing non-destructive and destructive tests at the field and in the laboratory. METHODS: The test slabs were determined by finding spallings with high or medium severity. The relative elastic modulus was measured near the spalling, far from spalling, and around the slab center using an impact echo equipment. The core specimens were obtained at the measurement positions. An absorption test was performed for the core specimens, while the impact echo and dynamic modulus tests were performed for the upper and lower parts of the core specimens under dry or saturated conditions. A compressive strength test was also performed for the upper and lower parts of the core specimens. RESULTS : The absorption coefficient, relative elastic modulus, relative dynamic modulus, and relative compressive strength worsened as the measurement position became closer to the spalling distress and top of the slab. The worse material properties were measured for the spalling with a higher severity. The moisture condition of the specimens scarcely affected the material properties. CONCLUSIONS : The impact echo test results obtained at the field showed a high correlation with the results of the absorption, impact echo, dynamic modulus, and compressive strength tests performed in the laboratory. Accordingly, a quicker and a more convenient nondestructive soundness evaluation of concrete pavements is expected to be realized using the field impact echo test method.

PURPOSES: The noise problem in concrete pavements has an adverse effect to the road user or nearby residents and is generated by the contact between a tire and the pavement surface. Exposed aggregate concrete pavements have been adopted to solve the tire-pavement noise problem in the United States and Europe. However, the efficiency of the coagulation retarder and exposure equipment used for this kind of pavement has not yet been investigated. Therefore, this study aims to evaluate the ability of the coagulation retarder and exposure equipment in producing the optimum exposed aggregate texture to achieve low pavement noise. A method for the exposure time selection has also been introduced here. METHODS: Sodium gluconate retarders were selected for use in this study. The retarder-water ratios of 1:1, 1:2, and 1:3 were investigated. The retarder was sprayed on a fresh concrete surface with rates of 200 g/m2, 300 g/m2, and 400 g/m2. The aggregates were then exposed to the surface using a steel brush and a water jet. The efficiencies for the low-noise texture, workability, and environmental impact produced by the two exposure devices were estimated. The EAN and the MTD were investigated according to the exposure time. RESULTS : The aggregates were exposed after the retarder was sprayed on the fresh concrete surface; the exposure lasted for 18 h to 26 h each time. The retarder-water ratio of 1:2 and the spraying rate of 300 g/m2 produced an optimum surface texture for low noise. Additionally, the steel brush performed more effectively in exposing aggregate to the surface compared to the water jet. The selected exposure time window (ETW) was 28 h to 35 h. CONCLUSIONS : The optimum retarder was the sodium gluconate retarder with a retarder-water ratio of 1:2 and a spraying rate of 300 g/m2. The steel brush showed a good performance in exposing the aggregates and showing the efficiency of the coagulation retarder in the given environment so as to produce the quality control condition. The ETW was influenced by the construction, mixture design, and construction environment; however, the selected ETW in this study was 26 h~35 h.

PURPOSES : In many European countries, the fine-size exposed aggregate concrete pavement (EACP) technique has been adopted for a quiet pavement. However, different noise reduction levels were reported based on the mixture design and texture conditions. This study aims to suggest a quality control condition for achieving low-noise texture and a mixture design procedure for exposed aggregate concrete overlay (EACO), which will provide the optimum mixture of the surface texture that can reduce the tire-pavement noise. METHODS : The tire-pavement noise is highly influenced by the pavement surface texture. The surface texture of the EACP can be quantified by the mean texture depth (MTD) and the exposed aggregate number (EAN). The optimum condition for the low-noise texture of the EACP was investigated herein based on the analysis of the review of the texture conditions and noise measurement in many EACP sites. RESULTS : The MTD and EAN criteria can be derived according to the investigated relationship between noise and texture condition. The optimum mixture design to satisfy these criteria can be achieved by controlling the maximum size of the coarse aggregate and the S/a. CONCLUSIONS: This study aimed to suggest a quality control condition for achieving low-noise texture and an optimum mixture design for EACO. As a result, we found that the early traffic opening of EACO can be achieved by using high early-strength cement.

Lightly reinforced concrete (RC) moment frames may suffer significant damage during large earthquake events. Most buildings with RC moment frames were designed without considering seismic loads. The load-displacement response of gravity load designed frames could be altered by masonry infill walls. The objective of this study is to investigate the load-displacement response of gravity load designed frames with masonry infill walls. For this purpose, three-story gravity load designed frames with masonry infill walls were considered. The masonry infilled RC frames demonstrated larger lateral strength and stiffness than bare RC frames, whereas their drift capacity was less than that of bare frames. A specimen with a partial-height infill wall showed the least drift capacity and energy dissipation capacity. This specimen failed in shear, whereas other specimens experienced a relatively ductile failure mode (flexure-shear failure).

This study is to investigate the effect of a retrofitted reinforced concrete frame with non-seismic details strengthened by embedded steel moment frames with an indirect joint, which mitigates the problems of the direct joint method. First, full-scale experiments were conducted to confirm the structural behavior of a 2-story reinforced concrete frame with non-seismic details and strengthened by a steel moment frame with an indirect joint. The reinforced concrete frame with non-seismic details showed a maximum strength of 185 kN at an overall drift ratio of 1.75%. The flexural-shear failure of columns was governed, and shear cracks were concentrated at the beam-column joints. The reinforced concrete frame strengthened by the embedded steel moment frames achieved a maximum strength of 701 kN at an overall drift ratio of 1.5% so that the maximum strength was about 3.8 times that of the specimen with non-seismic details. The failure pattern of the retrofitted specimen was the loss of bond strength between the concrete and the rebars of the columns caused by a prying action of the bottom indirect joint because of lateral force. Furthermore, methods are proposed for calculation of the specified strength of the reinforced concrete frame with non-seismic details and strengthened by the steel moment frame with the indirect joint.

본 논문에서는 OpenSees 프로그램을 이용한 콘크리트 교량의 지진취약성 분석 방법에 대한 고찰을 제시한다. 교각 및 휨 부재 분산 비선형(distributed plasticity) 요소를 적용한 해석모델을 활용하여 지진에 대한 응답을 구하고 이를 통계적으로 처리하여 확률론적 지진취약성 분석을 수행한다. 응답 통계는 세기가 같은 지진파의 집단을 단계별로 scaling하는 stripe 방 법과 다양한 세기를 가진 지진파 집단을 선정하는 cloud방법을 적용하고 이 두 방법에 의한 분석결과의 차이를 비교한다. 한계 상태에는 교각의 휨변형과 교좌장치의 변위를 기준으로 산정한 다단계 한계상태를 적용하고, 여러 가지 한계상태를 취합한 시스템 취약성을 도출한다. 지진응답의 통계적 처리 방법과 교량의 손상 정의가 지진취약성 곡선에 주는 영향을 고찰한다.

본 논문에서는 폭발하중을 받는 철근콘크리트 슬래브의 비선형 해석을 위한 개선된 수치 모델을 제안한다. 제안된 모델은 2축 응력 상태를 반영한 등가 강도에 의해 정의된 응력-변형률 관계를 사용하여 응력 상태를 직접 결정하는 변형률 속도 의존 이등방성 구성 모델을 다룬다. 또한, 균열 발생 후 콘크리트와 철근 사이의 부착 슬립이 점차 확대되어 소성힌지 영역으로 집중된다. 2축 응력 상태에서 콘크리트의 균열 방향은 주응력 방향에 따라 달라지므로 이를 고려한 부착 슬립 모델을 해석에 도입하였다. 해석 모델의 검증을 위해 수치해석과 실험결과의 상관관계 연구(correlation studies)가 수행되었다. 해석 결과는 재료모델의 2축 거동과 부착 슬립의 영향을 고려하는 것이 해석결과의 정확성 향상에 중요함을 보여주며 제안된 해석 모델이 철근콘크리트 슬래브 부재의 폭발해석에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

천연골재의 부족으로 골재 수급이 날이 갈수록 심각해지면서 재활용 가능한 재료에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다. 하지만 국내에서는 선진외국에 비해 순환골재에 대한 연구데이터와 그를 사용한 현장 적용실정이 매우 부족한 실정이다. 본 논문에서는 현장에서 사용하는 레미콘 사의 가이드 배합에 순환골재를 전량 치환하는 배합비를 추출하여 압축강도를 평가하였 고 추출된 배합비의 순환골재 콘크리트를 원형강관 내부에 충전하여 순환골재콘크리트충전 합성기둥이 국내ㆍ국외 설계식을 반 영한 내력과 비교하여 구조부재로써 사용이 적합하다고 사료되는 결과를 얻었다. 또한, 강관의 콘크리트 구속효과로 인해 강관 내부의 콘크리트 강도가 미세하게 증가함을 확인하였다.

PURPOSES: The objective of this study is to evaluate the durable performance of combined organic and inorganic hybrid mortar as repair material (HRM mortar) for concrete road facilities via comparison with that of cement repair materials (IRM mortar). METHODS : To produce HRM mortars, inorganic materials as binder and 2 mineral fillers were adopted. The ratio of main resin versus hardener was fixed at 1:2. For comparison, IRM mortars made with cement repair materials were also manufactured. Compressive, flexural, and bonding strengths were measured at predetermined periods. For durability assessment, the scaling resistance, freezing & thawing resistance, rapid chloride penetration resistance, and acid attack resistance of those mortars were experimentally monitored. RESULTS: The durability performances of HRM mortars, especially with respect to freezing & thawing, rapid chloride penetration and acid attack, were identified to be much better than those of IRM mortars. This result implies that HRM is a highly promising and versatile material because of its excellent durability. CONCLUSIONS: It is concluded that the application of the combined organic and inorganic hybrid mortars is possibly an option for the repair of concrete road facilities exposed to aggressive environments.

본 연구에서는 1988년 이전에 설계된 RC라멘+코어월 구조형식의 비내진 건축물을 선정하여 내진성능평가를 통해 현재 건축물들의 내진성능수준을 파악하고, 목표 내진성능수준에 적합하도록 보강 방안을 제시하였고, 보강방법별 성능을 비교하 였다. 보강 전 중앙코어 건축물과 측면코어 건축물의 내진성능수준은 모두 붕괴방지수준이었지만 보강 후에는 두 건축물 모두 목표 내진성능수준인 거주가능수준으로 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 보강방법별 성능을 비교한 결과 중앙코어 건축물의 경우 벽체보강방법이 가장 성능이 우수한 것으로 나타났으며, 측면코어 건축물의 경우 가새보강방법이 가장 성능이 우수한 것으로 나타났다.