Digitization and automation technologies have rapidly maximized productivity and efficiency in all industries over the past few decades. Construction automation technology has either stagnated over the same period or has not kept pace with overall economic productivity. According to the research studies up to now, the output of concrete structures using coarse aggregates (8mm or more) is very limited due to the limitations of equipment and materials. In this study, information on the development process of 3DCP equipment that can print concrete structures with the printing width (100 mm or more) and printing thickness (30 mm or more) using a 3DCP material mixed with coarse aggregate (8 mm or more) is provided. To verify the performance of the developed 3DCP equipment, experimental data are provided on output variables, the number of layers, and the inter-layer printing time interval. The evaluation and verification data of various mechanical properties (compressive and splitting tensile strength) of printed materials using coarse aggregates are provided.

PURPOSES : This study investigates the abrasion characteristics of coarse aggregate using the Los Angeles (L.A.) abrasion test and the accelerated polishing machine (APM) test. The coarse aggregates are randomly exposed on the surface of asphalt concrete pavements and on exposed aggregate concrete pavements. The exposed aggregates play a very important role in providing skid resistance. Therefore, the adequate abrasion resistance of coarse aggregate must be ensured to maintain the skid resistance during service life. In Korea, the LA abrasion test is conducted according to the KS F 2508 standard for the evaluation of the abrasion resistance of coarse aggregate. However, the road surface abrasion is caused by the friction between the tire and the road surface structure; hence, whether the LA abrasion test, which evaluates the abrasion caused by the impact of coarse aggregates and steel balls, can evaluate the road surface abrasion is questionable. A comparison and an analysis between the APM and LA abrasion tests were conducted herein to evaluate the road abrasion. An analysis was also performed to analyze whether the abrasion characteristics appeared depending on the type of coarse aggregate. METHODS: The results of the APM and LA abrasion tests for various aggregate types were obtained through a series of experiments and literature reviews. The correlation between the LA abrasion loss and the PV data was derived. In addition, the influence of the aggregate type on the abrasion resistance was investigated. RESULTS : An abrasion resistance database was established, and the relationship between the rock types and the abrasion resistance was statistically determined. The results showed that the PV was increased to 0.54 along with a 1% increasing rate of the LA abrasion loss with a 0.67 coefficient of determination. The abrasion resistance was also influenced by the aggregate type, which was found to be statistically significant. CONCLUSIONS: A good relationship between the PV and the LA abrasion loss was obtained, allowing the use of the LA abrasion test (KS F 2508) alone, to reasonably evaluate the abrasion resistance of the exposed aggregate texture. The aggregate types were also found to have an impact on the abrasion resistance.

PURPOSES : Exposed aggregate concrete pavements have been adopted in several countries because of their advantages of pavement texture characteristics, which can produce low tire-pavement noise and higher load-carrying capacities. The magnitude of tire-pavement noise greatly depends on the wavelength of pavement texture. The wavelength of exposed aggregate concrete pavement can be controlled with maximum sizing and by controlling the amount of coarse aggregates in the concrete mixture. In this study, the maximum size and the amount of coarse aggregate in the exposed aggregate concrete pavement are investigated to produce equal levels of wavelength in the asphalt pavement. METHODS: A simple method to measure the average wavelength of pavement texture is introduced. Subsequently, the average wavelength of typical asphalt pavement is investigated. A set of mixture designs of exposed aggregate concrete with three maximum-sized coarse aggregates, and three amounts of coarse aggregate are used. The average wavelengths are measured to find the mixture design needed to produce equal levels of wavelength as typical asphalt pavement. RESULTS : With a cement content of 420 kg/m3 and fine aggregate modulus of 30%, the number of exposed aggregates was 48, and the shortest texture depth provided a wavelength of 4.2 mm. According to the number of exposed aggregates, the exposed aggregate concrete pavement could be rendered low-noise, because its wavelength was similar to that of asphalt pavement ranging from 3.9 to 4.4 mm. CONCLUSIONS : Selection of appropriate maximum sizes and the amount of coarse aggregates for exposed aggregate concrete pavement can produce a wavelength texture closely resembling that of asphalt pavement. Therefore, the noise level of exposed aggregate concrete pavement can be reduced with an appropriate maximum size and the amount of coarse aggregates are employed.

본 연구에서는 골재 다짐과 혼합물 모사를 위한 이산요소법에서의 골재 입자 모형화 방법을 다양한 실 험을 통하여 검토하였다. 일반적으로 골재의 동적거동을 모사하기 위한 골재 모형화 방법은 다면체, 겹쳐 진 구형, 구형입자 등을 이용하여 수행하지만 이들 입자를 이용한 수치해석적 모사방법이 다양한 실내 실 험결과에서 만족하는지에 대한 연구는 수행되지 못했다. 그러나 특정 실험조건을 만족하는 입자 모형화 방법을 선정하여 개별 조건에 대한 정확성을 향상시키는 것도 한 가지 방법이 될 수 있지만, 다양한 실험 조건을 모두 만족시키는 입자 모형화 방법을 찾는 것은 동적인 골재의 거동을 평가하기 위해서 매우 중요 하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 19mm, 13mm, 10mm 골재에 대한 형상적 특성을 정량화하고 이들의 대푯값에 대응하는 입자의 부피를 결정하는 지난 연구결과를 반영하였으며, 이를 골재 입형실험, 슬럼프 실험에 적용하여 골재의 낙하시간, 높이, 퍼진정도, 무게 등 다양한 평가기준을 설정하여 입형 모 형의 결정방법을 평가하였다. 다음 그림 1은 19mm 골재에 대한 입형 결정방법에 대하여 정지마찰력과 회 전마찰력을 변화시키면서 측정된 이산요소법에서의 낙하시간 결과와 실내실험을 통하여 결정된 낙하시간 의 비교를 나타내고 있다.

굵은골재의 입자 특성은 골재혼합물의 다짐도, 아스팔트 콘크리트 또는 시멘트 콘크리트 혼합물의 역 학적 특성에 큰 영향을 미치는 중요한 인자이다. 도로포장 재료로서 골재의 특성을 최대한 활용하기 위한 골재의 최적배합설계를 결정하기 위해서는 다양한 골재의 단위중량, 크기뿐만 아니라 역학적으로 설명될 수 있는 형상적 특성이 정량화할 필요가 있는데, 이를 위하여 사용되는 다짐밀도실험은 많은양의 실내실험을 요구하는 단점이 있다. 이산요소법 또는 개별요소법(Discrete Element Method, DEM)은 유한요소법(Finite Element Mehtod, FEM)과는 달리 이산되어 있는 재료의 거동을 수치적인 방법으로 모사할 수 있는 장점이 있으며, 이를 활용한 연구가 다양한 분야에서 이루어지고 있다. 그러나 아스팔트 혼합물에 관련된 분야에서는 골재자체의 특성이나 다짐밀도를 분석하기 위한 연구보다는 혼합물의 피로특성을 분 석하는 연구를 중심으로 이루어져 골재다짐에 관련된 연구는 많이 진행되지 못하였다. 본 연구에서는 골재의 형상적 특성을 반영한 역학적 물성을 정량화하고자 이미지 분석(Image Analysis)결과, 골재자체의 단위중량 및 무게 등의 기초물성 실험결과, 상용 DEM 소프트웨어, 문헌에서 확인된 역학적 인자 및 등가구형지름(Equivalent Sphere Diamter) 개념을 이용하여 골재슬럼프 실험에 서의 골재의 거동을 시뮬레이션하였으며, 높이 및 퍼진 골재의 지름을 기준으로 시뮬레이션 실험과 실제 실험결과와 유사한 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 x-ray CT 등을 이용한 향후 3D 골재형상 이미지 또는 혼합물 속의 골재의 분포 등을 이용한 골재다짐밀도 모형과 Flow Modeling Software 등과의 coupling을 통하여 시멘트 콘크리트의 배합설계법개발에 적용되기 위하여 지속적으로 수행될 예정이다.

콘크리트에서 강도는 콘크리트의 물리적 특성을 평가할 수 있는 중요한 인자 중 하나이며 콘크리트에 가장 많은 부피를 차지하는 것이 골재이다. 또한 시멘트는 콘크리트 만드는 결합재로서 이 역시 강도와 매우 밀접한 관계가 있다. 이러한 골재와 시멘트의 특성이 콘크리트 압축강도와 전단파 속도의 상관관계에 미치는 영향을 파악하고자 굵은 골재 최대치수와 시멘트 종류별로 실험을 실시하였다. 시멘트는 1종 시멘트와 초속경 시멘트를 사용했고, 골재는 서로 다른 지역의 3가지 골재를 사용하였다. 골재의 입도는 굵은 골재 최대치수 19mm와 13mm의 단입도 골재를 사용하여 동일 배합시 압축강도와 전단파 속도의 상관관계를 살펴보았다. 또한 골재의 특성을 정량화 하고자 LA마모시험을 실시하였다. 그 결과 압축강도와 전단파 속도의 상관관계는 시멘트 종류에 따라 달랐으나, 골재의 종류, 입도 및 마모감량에 관계없이 일정한 상관성을 보이는 것으로 나타났다.

콘크리트의 수축현상은 체적 변화를 발생시키며 균열의 원인이 되어 구조물 내구성 및 안정성에 영향을 미친다. 콘크리트의 수축 에 영향을 미치는 요인은 매우 다양하며, 특히 골재는 시멘트 페이스트의 변형을 구속하여 수축 발생을 억제하기 때문에 골재의 특성은 수축 현상에서 중요하게 고려하여야 하는 부분이다. 한편, 골재 부족 현상으로 인해 천연 골재 대체재 개발 및 적용에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있으며 콘크리트용 골재로 사용 되는 재료도 점차 다양해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 전기로 산화 슬래그를 굵은 골재로 사용한 콘크리 트의 수축 특성을 평가하기 위해 수축 실험을 진행하였으며, 실험 결과와 수축 예측 모델을 비교하여 기존 예측 모델의 적용성을 검토하였다. 실험 결과, 전기로 산화 슬래그를 굵은 골재로 사용함에 따라 수축량이 감소하는 결과가 나타났으며, 특히 자기수축 저감 효과가 크게 나타났다. 예측 모델과의 비교 시 건조수축과 자기수축 각각 GL2000 모델과 Tazawa 모델이 가장 유사한 예측값을 나타냈으나, 보다 정확한 예측을 위해서는 골재 및 혼화재의 물성을 고려할 수 있도록 보완이 필요한 것으로 판단된다.

본 연구에서는 굵은 골재 특성이 콘크리트 건조수축에 미치는 영향을 평가하기 위하여 높은 밀도를 가진 전기로 산화슬래그를 굵은 골재로 사용하여 콘크리트 건조수축 시험을 진행하였다. 실험 결과, 전기로 산화슬래그를 굵은 골재로 적용한 콘크리트의 경우 일반 골재를 사용한 콘크리트에 비해 건조수축 발생량이 저감되었으며, 이는 일반 골재에 비해 높은 밀도를 가진 전기로 산화슬래그의 물리적 특성에 기인한 것으로 사료된다.

In this study, structural tests were performed for the para-aramid fiber-reinforced RC beams using Recycled Coarse Aggregates (RCA) according to the main parameters which are RCA replacement ratio (0 and 30%) and para-aramid fiber volume fraction (0, 0.75 and 1.0%). Experimental results show that by reinforcing para-aramid fibers, compared with the natural coarse aggregate, the RCA, which exhibited low structural performance, improved load carrying capacity and ductility.

순환골재는 다량의 부착모르타르를 포함하고 있어 콘크리트의 강도감소, 내구성 저하, 균열발생의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC)에 고로슬래그미분말(GGBFS)을 0 및 50% 대체한 순환 굵은골재 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성에 대한 나일론섬유의 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 섬유보강 순환골재 콘크리트를 제조하기 위하여 섬유길이가 상이한 두 종류 나일론섬유를 0 및 0.6kg/m3 두 단계로 혼입하여 소정의 재령동안 수중양생하였다. 제조된 콘크리트의 압축 및 쪼갬 인장강도, 투수공극량 및 총통과전하량을 측정하여 섬유보강 부순골재 콘크리트의 성능과 비교, 고찰하였다. 또, 재령 28일 콘크리트를 대상으로 SEM 기법을 이용하여 미세조직구조를 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 순환골재 콘크리트는 부순골재 콘크리트에 비하여 역학적 성능 및 내구성이 떨어지는 것을 확인하였으나, 나일론섬유를 혼입할 경우, 나일론 섬유의 가교작용으로 인하여 콘크리트의 성능을 개선시키는 것으로 나타났다. 특히, NF2(19 mm)를 사용한 콘크리트는 NF1(6 mm)을 사용한 콘크리트보다 역학적 성능이 다소 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 RA 콘크리트에서 더욱 뚜렷하게 나타났다.

본 논문은 콘크리트 배합 방식(NMA, TSMA1, TSMA2)에 따른 순환 굵은골재 치환량에 따른 콘크리트의 기계적 성능을 비교 평가 하였다. 실험은 순환 굵은골재를 0%, 50%, 100%로 3수준으로 콘크리트의 배합 방식에 따라 실험을 진행하였다. 굳지 않은 콘크리트에서는 공기량, 슬럼프, 단위용적질량 실험을 진행하였으며, 경화 콘크리트에서는 압축강도 및 휨강도 시험을 진행하였다. 본 연구의 실험결과 NMA 방식과 비교하여 TSMA 방식에서 강도 저하가 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만, 이는 순환 굵은골재가 다량 치환됨에 따른 것으로 사료된다. 순환 굵은골재가 다량 치환됨에 따라 슬럼프 증진, 공기량 증진, 강도 저하가 나타남을 확인하였다.

In this study, the flexural performance of concrete beams containing recycled aggregate was evaluated. The test variable are recycled coarse aggregate content of 0, 30, 50, and 100%. As a result of the analysis, the prediction result of the flexural strength of the concrete beam underestimates the actual flexural strength.

In this study, the compressive strength and flexural strength of concrete were evaluated by making 50% and 100% admixture ratio of recycled aggregate and recycled aggregate through nano bubble carbonation modification

In this study, it evaluate the Impact fracture properties of fiber reinforced concrete and fiber reinforced cement composite. The types of fiber are Hooked-ended steel fiber and it was mixed 0.5, 1.0 vol.% in concrete and 1.0, 2.0 vol.% in cement composites. The Impact resistance performance was evaluated by measuring the fracture grade, penetration depth and scabbing depth

The aim of this study is a large amount use of recycled aggregates. The considering recycled aggregates replacement ratio is 50% that of natural aggregates. In order to increase the shear capacity of beams, that may be weaken by use of recycled aggregates, steel fibers are reinforced. The main variables are steel fiber volume fractions such as 0%, 0.5%, 0.75% and 1.0%. After the test, it could confirm that the strength and deformation capacity of beams with the steel fiber content values of 0.5% and 0.75% are comprehensively enhanced compared to non reinforcement. After evaluating the shear strength by using shear strength equations of previous researches, it concluded that the strength equation of Oh et al. (2008) is able to predict the shear strength of SFRC beams on the safety side.

In this study, the compressive strength and flexural strength of concrete were evaluated by making 50% and 100% admixture ratio of recycled aggregate and recycled aggregate through nano bubble carbonation modification.

In this study, it evaluate the Impact fracture properties of fiber reinforced concrete and fiber reinforced cement composite. The types of fiber are Hooked-ended steel fiber and it was mixed 0.5, 1.0 vol.% in concrete and 1.0, 2.0 vol.% in cement composites. The Impact resistance performance was evaluated by measuring the fracture grade, penetration depth and scabbing depth

이 연구에서는 순환굵은골재를 사용하여 31∼38 MPa 범주의 압축강도를 갖는 콘크리트의 보의 휨강도 실험연구를 수행하였다. 천 연굵은골재에 대한 순환굵은골재의 치환률과 철근비를 실험변수로 고려하였다. 순환굵은골재의 치환률로써 0, 30, 50 및 100%를 고려하였으 며, 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 균열간격 이 천연굵은골재 보의 균열간격보다 작다. 순환골재치환률에 따른 균열폭 크기는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 또한, 설계기준에 의한 예측 식을 이용하여 실험 부재의 휨강도를 산정하였다.현행 설계기준에 의한 순환골재 콘크리트 보의 휨강도 예측결과는 실제의 휨강도를 과소평 가하여 보수적인 설계를 제공하는 것으로 나타난다.