The lightweight and high strength characteristics of aluminum alloy materials make them have promising prospects in the field of construction engineering. This paper primarily focuses on aluminum alloy materials. Aluminum alloy was combined with concrete, wood and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) cloth to create a composite column. The axial compression test was then conducted to understand the mechanical properties of different composite structures. It was found that the pure aluminum tube exhibited poor performance in the axial compression test, with an ultimate load of only 302.56 kN. However, the performance of the various composite columns showed varying degrees of improvement. With the increase of the load, the displacement and strain of each specimen rapidly increased, and after reaching the ultimate load, both load and strain gradually decreased. In comparison, the aluminum alloy-concrete composite column performed better than the aluminum alloy-wood composite column, while the aluminum alloy-wood-CFRP cloth composite column demonstrated superior performance. These results highlight excellent performance potential for aluminum alloy-wood-CFRP composite columns in practical applications.

The WRK (Waste Repository Korea bentonite) compacted bentonite medium has been considered as the appropriate buffer material in the Korean SNF (Spent nuclear fuel) repository site. In this study, hydraulic properties of the WRK compacted bentonite core (4.5 cm in diameter and 1.0 cm in length) as the buffer material were investigated in laboratory experiments. The porosity and the entry pressure of the water saturated core at different confining pressure conditions were measured. The average velocity of water flow in the WRK compacted bentonite core was calculated from results of the breakthrough curves of the CsI aqueous solution and the hydraulic conductivity of the core was also calculated from the continuous flow core experiments. Because various gases could be generated by continuous SNF fission, container corrosion and biochemical reactions in the repository site, the gas migration property in the WRK compacted bentonite core was also investigated in experiments. The gas permeability and the average of gas (H2) in the core at different water saturation conditions were measured. Laboratory experiments with the WRK Compacted bentonite core were performed under conditions simulating the DGR environment (confining pressure: 1.5- 20.0 MPa, injection pressure: 1.0-5.0 MPa, water saturation: 0-100%). The WRK Compacted bentonite core was saturated at various confining pressure conditions and the porosity ranged from 27.5% to 43.75% (average: 36.75%). The calculated hydraulic conductivity (K) of the core using experimental results was 8.69×10-11 cm/s. The gas permeability of the core when the water saturation 0~58 % was ranged of 19.81~3.43×10-16 m2, representing that the gas migration in the buffer depends directly on the water saturation degree of the buffer medium. The average gas velocity in the core at 58% of water saturation was 9.8×10-6 m/s, suggesting that the gas could migrate fast through the buffer medium in the SNF repository site. Identification of the hydraulic property for the buffer medium, acquired through these experimental measurements is very rare and is considered to have high academic values. Experimental results from this study were used as input parameter values for the numerical modeling to simulate the long-term gas migration in the buffer zone and to evaluate the feasibility of the buffer material, controlling the radionuclide-gas migration in the SNF repository site.

High-strength low-alloy steel is one of the widely used materials in onshore and offshore plant engineering. We investigated the alloying effect of solute atoms in α-Fe based alloy using ab initio calculations. Empirical equations were used to establish the effect of alloying on the Vicker’s hardness, screw energy coefficient, and edge dislocation energy coefficient of the steel. Screw and edge energy coefficients were improved by the addition of V and Cr solute atoms. In addition, the addition of trace quantities of V, Cr, and Mn enhanced abrasion resistance. Solute atoms and contents with excellent mechanical properties were selected and their thermal conductivity and thermal expansion behavior were investigated. The addition of Cr atom is expected to form alloys with low thermal conductivity and thermal expansion coefficient. This study provides a better understanding of the state-of-the-art research in low-alloy steel and can be used to guide researchers to explore and develop α-Fe based alloys with improved properties, that can be fabricated in smart and cost-effective manners.

Carbon nanotubes (CNT) represent one of the most unique materials in the field of nanotechnology. CNT are the allotrope of carbon having sp2 hybridization. CNT are considered to be rolled-up graphene with a nanostructure that can have a length to diameter ratio greater than 1,000,000. CNT can be single-, double-, and multi-walled. CNT have unique mechanical, electrical, and optical properties, all of which have been extensively studied. The novel properties of CNT are their light weight, small size with a high aspect ratio, good tensile strength, and good conducting characteristics, which make them useful for various applications. The present review is focused on the structure, properties, toxicity, synthesis methods, growth mechanism and their applications. Techniques that have been developed to synthesize CNT in sizeable quantities, including arc discharge, laser ablation, chemical vapor deposition, etc., have been explained. The toxic effect of CNT is also presented in a summarized form. Recent CNT applications showing a very promising glimpse into the future of CNT in nanotechnology such as optics, electronics, sensing, mechanical, electrical, storage, and other fields of materials science are presented in the review.

SSG(self-healing smart grouting) method, has the characteristics such as an improvement of durability and waterproofing, prevention of leaching and pollution. In this study, several tests were performed such as gel-time measurement, uniaxial compression test, permeability test, chemical resistance test to compare the engineering properties of SSG with the other chemical grouting method(LW, SGR). As results of tests, the SSG method has low possibility of groundwater and ground pollution caused by leaching, furthermore, it has advantages like long/short term waterproofing, strength and durability. Therefore the SSG method can be applicable in the fields as an alternative method where is the problems of existing chemical grouting method.

PURPOSES : The performance properties (indirect tensile strength, rutting resistance, and resilient modulus) of recycled aged CRM mixtures and their correlation with Superpave binder properties (viscosity, high failure temperature, G*sinδ, and stiffness) were investigated. METHODS: A series of Superpave binder tests was performed by using a rotational viscometer, DSR, and BBR to evaluate the performance properties. In addition, the CRM mixes were artificially aged through accelerated aging processes, and their properties were evaluated. The correlation between the properties of recycled aged CRM binders and the engineering properties of recycled aged CRM mixtures was experimentally determined. RESULTS : The rut depth values decreased and the ITS values increased with increasing high failure temperature. In general, the resilient modulus properties seemed to be poorly correlated with the high-temperature values, regardless of the aggregate source. CONCLUSIONS: The recycled aged CRM binders and mixtures can lead to satisfactory performance, and the properties of these binders are strongly correlated with the engineering properties of the mixtures.

본 연구는 규산나트륨(Na2SiO3)으로 활성화된 고유동 대량치환슬래그 시멘트의 기초특성에 관한 연구이다. 고로슬래그 미분말 (GGBFS)은 보통포틀랜드 시멘트(OPC)의 40%에서 80%까지 질량치환하고 칼슘설포알루미네이트(CSA)는 2.5%와 5.0% 치환하였다. 규산나 트륨(Na2SiO3)은 전체 결합재(OPC+GGBFS+CSA) 질량의 2%와 4% 추가하였다. 모든 배합의 물-결합재 비(w/b)는 0.35이다. 본 연구에서는 미니슬럼프, V-funnel, 응결시간, 압축강도와 건조수축을 측정하였다. 실험결과 유동화제 양, V-funnel, 응결시간과 건조수축은 CSA와 Na2SiO3가 증가함에 따라 감소하였다. 그러나 압축강도는 CSA와 Na2SiO3가 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 원인 중 하나는 CSA와 Na2SiO3가 GGBFS의 활성화를 촉진하였기 때문이다. 최고의 성능을 나타낸 배합은 CSA 5.0% + Na2SiO3 4%를 혼합한 시험체이다.

본 연구에서는 산업부산물인 TDFA를 혼입한 콘크리트에 대하여 초기재령의 공학적 특성을 분석하였다. 물-결합재비 0.5, FA 치환 율 20%인 콘크리트를 대상으로 TDFA를 3~12%치환하여 경화 전 및 경화 후의 특성을 분석하였다. TDFA 혼입율 6% 이후의 배합에서는 작업 성이 현저하게 감소하였고 공기량 확보가 어려웠으며, 이로 인해 감수제 및 공기연행제를 추가하여 작업성을 개선시켰다. TDFA 혼입율 6~12% 까지는 콘크리트의 강도에 큰 영향은 없었으며, 탄산화저항성 및 염해저항성에서는 FA 20% 치환 배합보다 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 공기량이 부족한 TDFA 혼입율 6%배합에서는 동결융해 저항성이 크게 감소하였다. 공기량 및 작업성이 확보된다면 FA를 12%수준까지 TDFA로 치환해도 공학적인 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 유황폴리머에멀젼 (SPE)을 반강성 포장용 주입재의 아크릴레이트 대체재로서 활용가능성과 성능향상재료 (PVA섬유)에 대한 역학적 성능과 내구성능을 평가하였다. 평가결과, 반강성 포장재의 충전률은 섬유의 혼입률이 증가함에 따라 충전률이 저하되었지만,모든 배합조건에서 평균 92~94%로 측정되어 목표 성능인 90%를 만족하였다. 반강성 포장재의 마샬안정도 값은 최대 25.4kN으로 측정되어 반강성 포장재의 국내 기준인 5.0 kN 보다 약 4.7배 우수한 것으로 나타났다. 반강성 포장재의 동적안정도 평가결과, 휠 트래킹시험에 따른 변형저항성은 SPE를 대체한 배합조건이 보다 우수하였고, 모든 배합조건에서 45분 이후에는 변형량이 일정한 값에 수렴되어 동적안정도가 31,500회/mm로 동일한 결과를 나타내었다. 파단변형률은 최대 0.53% 정도로 나타나 아스팔트 포장재보다 우수한 강성으로 나타났다. 마모저항성 및 충격저항성 검토결과 모든 배합조건에서 손실률이 9.8~6.0%로 나타나 우수한 내마모성을 나타내었으며, 섬유를 0.3% 혼입한 경우 혼입하지 않은 Plain에 비하여 2.82배의 내충격성 향상을 나타내었다. 역학적성능 및 내구성능 등을 모두 고려하여 볼 때, 이연구 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준이고, 혼입률 0.3% 범위에서 PVA 섬유를 적용하면 우수한 인성을 갖는 반강성 포장재 제조가 가능 할 것으로 판단된다.

While carrying out a series of study for improving the durability of High Volume Admixture Concrete using the ERCO, we found that the resistance of freezing and thawing declined due to the decrease of air amount in concrete when using the ERCO. In order to solve the problem, we carried out an experiment using the DEM. As a result of that, it did not affect the basic characteristic of concrete, and the problem of decreasing air amount caused by using the ERCO is also considered to be solved by securing the target air amount.

After analyzing the engineering characteristics of backfill soil, we are trying to figure out whether or not satisfy the compaction criteria. For that purpose, Case of design and construction were investigated. I have also evaluted the effect of backfill materials engineering properties on structures according to degree of compaction.

콘크리트 하수 암거는 항상 유해이온에 노출되어 있으므로 사용기간의 증가에 따라 내구적인 문제점을 보이며, 이러한 열화는 구조적인 문제로 진전된다. 콘크리트 하수암거는 일단 매립 후 유지관리가 어려우므로 초기에 높은 내구성 및 안전성을 요구한다. 최근 들어 역학적 특성과 내구적 성능의 개선을 위하여 폴리머 콘크리트가 사용되고 있다. 본 논문에서는 폴리머 콘크리트를 이용한 하수암거에 대한 공학적 성능을 평가하였으며, 축소 모형을 통하여 이음부의 누수와 접착강도를 평가하였다. 제작된 폴리머 하수암거는 100MPa 이상의 높은 압축강도를 확보하였으며, 낮은 투수성 및 염소이온 침투성을 확보하고 있었다. 또한 내화학성 및 생물학적 시험 등에서도 우수한 저항성을 확보하고 있었다. 축소모형실험을 통하여, 이음부 누수가 없고 높은 접착강도를 확보하고 있음을 평가하였으며 연결부의 일체거동을 확인하였다. 본 연구에서 제작된 프리캐스트 폴리머 하수암거는 하수도관과 같이 열악한 환경조건에 적극적으로 사용될 수 있다고 판단된다.

기존 연구에서 살펴보면, 철근콘크리트구조물에 발생한 화재로 인해 경화된 시멘트 페이스트와 골재의 수축과 팽창의 차이에 따라 조직이 와해되고, 열응력에 의해 균열이 발생하여 내구성이 저하한다. 그래서 성능저하의 정확한 진단은 일반적인 콘크리트구조물에서 방화성능저하의 매커니즘에 관한 기초가 요구되며, 고온에 노출된 콘크리트의 특성에 대한 기초 정보와 데이터는 성능저하의 정확한 진단을 위해 필요하다. 따라서, 본 연구는 다양한 콘크리트 시험체를 제작하여, 고온 환경에서 노출시켜, 폭열을 관찰하고, 공학적인 특성을 평가함으로서 화재피해를 입은 콘크리트구조물 성능저하의 빠르고 정확한 진단을 위한 기초적인 데이터를 제공하고자 한다.

부산 신항만 및 녹산공단 지역을 포함하는 낙동강 하구 유역에는 두꺼운 점토질퇴적물이 퇴적되어 연약지반을 구성하고 있다. 이곳의 4개의 시추공에서 채취한 점토퇴적물에 대해 광물성분과 공학적 토질물성을 분석하여, 깊이에 따른 변화를 검토하고 그들의 상관관계를 검토하였다. 그 결과 점토퇴적물 속에 함유된 일부 광물조성은 토질물성과 약간의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, 석영의 함량은 습윤단위중량과 정의 관계이고, 액성한계와는 부의 상관관계를 보였다. 함수량은 장석의 함량과는 부의 관계이고, 점토광물의 함량과는 정의 관계를 나타냈다. 습윤단위중량은 점토광물의 함량과는 부의 관계를 나타냈다. 그리고 복합적 인자에 의한 상관분석 결과에서 소성지수는 점토광물, 스멕타이트, 점토입토의 함량과 일정의 관계식을 가지는 것으로 나타났다.