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지속 하중 및 온도에 노출된 콘크리트-에폭시 계면 파괴 형상의 정량적 이미지 분석
정유석,김우석 한국콘크리트학회 2022 콘크리트학회논문집 Vol.34 No.1
본 연구의 목적은 콘크리트-에폭시 계면(concrete-epoxy interface, CEI)의 파괴면 분석을 위한 이미지분석 방법 개발에 있다. 콘크리트-에폭시 계면은 FRP(fiber-reinforced polymer) 시트 외부 부착공법을 콘크리트 구조물에 적용 시 에폭시와 콘크리트 사이에 형성된다. 콘크리트-에폭시 계면 부착성능은 공용 중 발생 가능한 환경하중에 의해 크게 영향을 받는다. 콘크리트-에폭시 계면의 파괴 유형은 크게 세 가지로 구분할 수 있다: 콘크리트면내파괴(cohesive failure in concrete, CC), 계면부착파괴(interfacial failure, IF), 그리고 에폭시면내파괴(cohesive failure in epoxy). 본 연구에서 제안한 정량적인 이미지 분석방법과 파괴모드 기준을 활용하여 콘크리트-에폭시 계면 실험체 2종(일면전단실험체와 휨 실험체)에 대한 부착성능 및 파괴모드를 분석하였다. 콘크리트-에폭시 계면 실험체의 부착성능평가는 일면전단실험체의 경우 최대부착파괴하중(부착강도) 그리고 휨 실험체의 경우 부착파괴에너지를 활용하였다. 본 연구의 결과는 파괴모드와 콘크리트-에폭시 계면의 부착성능은 상당한 상관관계가 있으며 지속하중기간이 증가할수록 부착성능이 저하되며 파괴모드 역시 콘크리트면내파괴(CC)에서 계면부착파괴(IF)로 전이가 발생하였다.
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콘크리트의 탄산화 관점에서 CO<sub>2</sub> 배출량-흡수량 평가에 관한 연구
이상현,이성복,이한승,Lee, Sang-Hyun,Lee, Sung-Bok,Lee, Han-Seung 한국콘크리트학회 2009 콘크리트학회논문집 Vol.21 No.1
콘크리트는 생산과정에서 다량의 이산화탄소를 배출하는 시멘트를 사용하기 때문에 반친환경적 재료로 인식되고 있다. 하지만 콘크리트는 사용기간 중 탄산화 과정을 통하여 대기중의 이산화탄소를 흡수한다. 이에 본 연구에서는 기존문헌 고찰을 통하여 1) 콘크리트 내 탄산화 가능한 물질의 농도, 2) 탄산화된 콘크리트의 체적, 3) 이산화탄소 분자량을 이용, 탄산화를 통한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량의 정량적 산출 방법을 제시하였다. 또한 콘크리트 생산에 사용되는 재료들의 이산화탄소 배출량 자료를 이용하여 단위 콘크리트 생산에 따른 이산화탄소 배출량을 정량적으로 산출하였다. 이러한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량 및 배출량의 정량적 산출방법을 이용하여 실제 사용중인 아파트 건축물 1동을 대상으로 하여 콘크리트의 생산에 따른 배출량과 사용기간에 따른 이산화탄소 흡수량을 정량적으로 산출하여 이산화탄소의 배출량-흡수량 평가를 실시하였다. 그 결과 건축물을 40, 60, 80년 사용시, 사용된 콘크리트의 이산화탄소 배출량 대 흡수량의 비율이 3.65, 4.47, 5.18%로 나타났다. 본 연구는 콘크리트 생산 및 사용에 따른 이산화탄소 배출량-흡수량의 정량적 산정방법에 연구의 목적을 두었으며 이산화탄소 배출량-흡수량 평가 결과 구조물을 80년 사용할 시 약 5.18%로 그 값이 미비하였으나 시멘트의 혼화재 치환율 증가를 통한 배출량 저감과 탄산화 체적 증가를 통한 이산화탄소 흡수량 증가를 통해 배출량-흡수량을 향상시킬 수 있으며, 향후 콘크리트의 이산화탄소 배출량-흡수량 평가에 본 연구의 방법이 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. A concrete is considered unfriendly-environmental material because it uses cement which emits much $CO_2$ during producing process. However, a concrete absorbs $CO_2$ through carbonation process during service life. In this paper how much concrete absorbs $CO_2$ through carbonation was calculated using 1) concentration of carbonatable substances in concrete, 2) carbonated volume of concrete, 3) molecular weight of $CO_2$ based on references and the method was proposed. $CO_2$ emission from producing $1m^3$ concrete was calculated based on $CO_2$ emission datum of materials used in concrete. From using these methods that calculate $CO_2$ emission and absorption of concrete, assessment of $CO_2$ emission-absorption against a real apartment was conducted by subtracting absorption $CO_2$ according to service life from $CO_2$ emission in the process of making concrete. As a result, a ratio of absorption over emission of $CO_2$ through concrete carbonation according to service life 40, 60, 80 years was assessed about 3.65, 4.47, 5.18%. An objective of this study is to propose how to calculate emission - absorption of $CO_2$ from producing and using concrete. Although the result value, emission - absorption of $CO_2$, is 5.18% very low when the service life of an apartment is 80years, the value can be improved by reducing emission from using blended cement such as blast furnace slag or increasing replacement ratio of cement and increasing carbonated volume of concrete from expanding service life of a building. This study may be useful when $CO_2$ emission - absorption of concrete is evaluated in the further study.
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신성우,이광수,최명신,김현식,Shin, Sung-Woo,Lee, Kwang-Soo,Choi, Myung-Shin,Kim, Hyun-Sik 한국콘크리트학회 1999 콘크리트학회지 Vol.11 No.2
최근들어 그 필요성이 증대되고 있는 경량 콘크리트의 경우, 부착강도의 저하를 고려하여 ACI 규준에서는 부착길이 보정계수를 도입하여 안전율을 높이고 있으나, 경량 콘크리트가 고강도화됨에 따라 어느 정도 부착강도의 증징이 있을 것으로 판단된다. 따라서 ACI 규준에서 정하고 있는 경량 콘크리트에 대한 부착길이 보정계수 ${\lambda}$=1.3을 고강도 경량 콘크리트에 적용할 경우 그 적정성 여부에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 고강도 경량 콘크리트의 부착특성을 알아보기 위하여 콘크리트 압축강도, 피복두께, 철근직경, 부착길이 등을 변수로 하여 Pull-out 실험을 실시하였다. 실험결과 부착응력은 콘크리트 압축강도 제곱근과 피복두께가 증가함에 따라 증가하였고, 철근직경과 부칙길이가 증가함에 따라 감소하였으며, 파괴양상은 피복두께에 따라 쪼개짐 파괴와 뽑힘 파괴를 나타내었다. 고강도 경량 콘크리트의 부착응력을 보통중량 콘크리트보다는 큰 값을 나타낸다. 따라서 ACI 규준에서 정하고 있는 경량 콘크리트 부착길이 보정계수를 고강도 경량 콘크리트에 적용할 경우 경량 콘크리트의 고강도화에 따른 부착응력 상승효과를 고려하여 하향조정하여야 할 것으로 판단된다. 또한 피복두께 2.5$d_b$ 이상일 경우 적용하는 피복두께 보정계수 0.8은 고강도 경량 콘크리트에도 그대로 적용할 수 있음을 알 수 있다. Recently, it is increased the use of High-Strength Light-Weight Concrete(HLC) in the high-rise buildings and mega-structures. But there are a few research on the bond behavior of HLC, so it need to study about that. The present study was performed to investigate the bond characteristics of HLC. Major test variables include concrete compressive strength(f'c), concrete cover(c), bond length (${\ell}_{db}$), and bar diameter($d_b$). Test results indicate that the bond stress of HLC is increased with the increment of $\sqrt{f'_c}$ and concrete cover, bond stress is decreased with increment of bond length and bar diameter. And the final failure mode such as splitting or pullout failure is significantly affected by the concrete cover to bar diameter ratios(C/$d_b$). Test results were compared with ACI code and other proposed equations. The bond stress of HLC is higher than that of normal-strength normal-weight concrete, but lower than that of high-strength normal-weight concrte. Considering the present test results, modification factor(${\lambda}$= 1.3) of bond length in ACI 318-95 code for light-weight concrete is may have to be reviewed to apply to HLC.
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조영국,소양섭,Jo, Young-Kug,Soh, Yang-Seob 한국콘크리트학회 1997 콘크리트학회지 Vol.9 No.4
폴리머 콘크리트를 오버레이 콘크리트로서 기존 시멘트 콘크리트 위에 타설할 경우 폴리머 콘크리트의 경화수축으로 말미암아 전단응력, 수직응력 및 축응력이 발생되며 이러한 응력은 폴리머 콘크리트와 기존 시멘트 콘크리트 사이의 접착성능에 영향을 미쳐 결국 역학적 성질 및 내구성이 저하될 수 있다. 오버레이 콘크리트의 수축응력은 본 실험에서 실시한 구속된 오버레이 콘크리트의 구속해제에 의한 수축변형량과 탄성계수로서 구할 수 있다. 본 연구에서는 폴리머 종류, 오버레이 콘크리트 두께, 양생시간과 온도에 따른 폴리머 콘크리트 및 폴리머 시멘트 콘크리트의 수축에 의한 축응력을 측정하여 폴리머 콘크리트를 각종 교량등의 오버레이 콘크리트로 사용하멩 있어서 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 연구결과, 폴리머 콘크리트의 경화수축응력은 폴리머의 종류, 양생온도, 재령 및 두께에 의해 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. The shrinkage of polymer concrete overlays to cement concrete causes interface shear, normal and axial stresses in the overlays. These can lead to deterioration of the polymer concrete overlays due to affection of adhesion polymer concrete and cement concrete. The shrinkage stress in the polymer concrete cause it to shorten and the shorting is measured: With the modulus of elasticity of the polymer concrete and strain known the stresses can be calculated. The purpose of this study is to provide the basic data of application of polymer concrete overlays such as bridge decks, highway and airport pavement repair and overlay materials. From the test results. It has been found that depending on the type polymer. overlay thickness, time after curing and temperature. the shrinkage stresses are eliminated by relaxation in time ranging from a few hours to a few days.
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