고성능 콘크리트의 실용화를 위한 시공특성에 관한 실험적 연구

양근혁,이영호,Yang, Keun-Hyeok,Lee, Young-Ho 한국건축시공학회 2003 한국건축시공학회지 Vol.3 No.1

The special requirements of high-performance concrete(HPC) could be enhanced property over others such as compressive strength, durability, and construction practices. In order to satisfy these requirements a series of laboratory trial mixes and following mock-up test of reinforced concrete wall at field were performed in this study. The objective of this study was to quantitatively evaluate the workability, compressive strength, and the increased heat of hydration caused by the increase of the specific weight of cement according to various variables. Six example series designed about a minimum compressive strength of 500kgf/$\textrm{cm}^2$ at 28 days, and an approximately slump and slump flow of 25cm and 60cm respectively were tested. The selection process of the specific weight of water and the percentage of fly-ash transposition determined to be most suitable for the production of HPC is presented in the following paper.

필름포장재 물질재활용 실증화 사례

양근혁,권성준,임희섭,Yang, Keun-Hyeok,Kwon, Seung-Jun,Lim, Hee-Seob 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회지 Vol.15 No.3

상계치 이론을 이용한 개구부를 갖는 철근콘크리트 단순·연속 깊은 보 내력의 수치해석 모델

양근혁,은희창,정헌수,Yang, Keun-Hyeok,Eun, Hee-Chang,Chung, Heon-Soo 한국콘크리트학회 2006 콘크리트학회논문집 Vol.18 No.4

상계치 이론을 이용하여 개구부를 갖는 단순 연속 깊은 보의 최대내력을 평가하기 위한 모델들이 제시되었다. 콘크리트는 인장강도를 무시한 수정 Coulomb 파괴기준을 따르는 완전 소성체로 가정하였으며, 철근은 기존 상계치 이론과는 달리 완전 탄 소성 재료로 고려하여 콘크리트의 한계 주 압축변형률을 사용하여 응력을 산정하였다. 파괴기구들은 실험 결과에 근거하여 포물선형의 항복선에 의해 분리되는 강체들로 이상화 하였다. 콘크리트의 유효압축 강도는 Vecchio & Collins의 모델에 의해 계산되었다. 본 연구에서 제시된 모델은 단순 연속 깊은 보의 실험 결과와 잘 일치하였으며, 특히 개구부 보강철근의 하중부담에 대한 과대평가를 감소시켰다. Models to predict the ultimate strength of simply supported or continuous deep beams with web openings are proposed. The derived equations are based on upper-bound theorem. The concrete is assumed as a perfectly plastic material obeying the modified Coulomb failure criteria with zero tension cutoff. Reinforcing bar is considered as elastic-perfectly plastic material and its stress is calculated from the limiting principal compressive strain of concrete. The governing failure mechanisms based on test results are idealized as rigid moving blocks separated by a hyperbolic yield line. The effective compressive strength of concrete is calculated from the formula proposed by Vecchio and Collins. Comparisons with existing test results are performed, and they show good agreement.

알카리활성 기포콘크리트의 품질특성 및 환경영향 평가

양근혁,유성원,이현호,김상철,Yang, Keun-Hyeok,Yoo, Sung-Won,Lee, Hyun-Ho,Kim, Sang-Chel 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.2

본 연구에서는 공동주택의 난방시스템을 위한 단열재로서 지속가능한 알카리활성 기포콘크리트 배합설계를 제시하기 위한 5배합을 실험하였다. 알카리활성 결합재를 위해 73.5%의 고로슬래그와 15%의 고로슬래그가 5%의 수산화칼슘과 6.5%의 규산나트륨에 의해 활성화되었다. 주요 실험변수인 단위 결합재양은 $325kg/m^3$에서 $425kg/m^3$까지 $25kg/m^3$ 단위로 증가하였다. 실험결과 AA 기포콘크리트는 단위 결합재양이 $375kg/m^3$일 때 KS F 4039에서 제시하는 최소 강도조건 및 경제성을 만족시켰다. 또한 보통포틀랜드시멘트 기포콘크리트 대비 알카리활성 기포콘크리트의 환경영향 저감율은 광화학산화물의 경우 99%, 지구온난화의 경우 87~89%, 자원고갈의 경우 78~82%, 그리고 산성화와 인간독성의 경우 70~75% 수준으로서 매우 높았다. The present study tested 5 concrete mixes to develop reliable mixing proportions for the sustainable alkali-activated(AA) foamed concrete as a thermal insulation material for the floor heating system of buildings. The AA binder used was composed of 73.5% ground granulated blast-furnace slag, 15% fly ash, 5% calcium hydroxide, and 6.5% sodium silicate. As a main variable, the unit binder content varied from $325kg/m^3$ to $425kg/m^3$ at a space of $25kg/m^3$. The test results revealed that AA foamed concrete has considerable potential for practical applications when the unit binder content is close to $375kg/m^3$, which achieves the minimum quality requirements specified in KS F 4039 and ensures economic efficiency. In addition, lifecycle assessment demonstrated the reduction in the environmental impact profiles of all specimens relative to typical ordinary portland cement foamed concrete as follows: 99% for photochemical oxidation potential, 87~89% for global warming potential, 78~82% for abiotic depletion, and 70~75% for both acidification potential and human toxicity.

콘크리트 배합설계를 고려한 구조물의 전과정 CO₂평가 모델

양근혁,서은아,Yang, Keun-Hyeok,Seo, Eun-A 한국콘크리트학회 2014 콘크리트학회논문집 Vol.26 No.2

이 연구는 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 평가를 위한 단계적 모델을 제시하였다. 고려된 시스템 경계는 원료채취에서부터 재활용까지로서, 구성재료, 운송, 레미콘 공장에서의 계량 및 배합, 구조물의 사용 및 해체, 폐콘크리트의 파쇄 및 재활용까지를 포함한다. 구조물의 운영(40년) 및 재활용(20년) 단계에서 탄산화에 의한 $CO_2$ 포집양은 탄산화 깊이를 예측하기 위해 제시된 모델로부터 산정하였다. 제시된 $CO_2$ 평가모델에 기반하여 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$양을 직접적으로 평가할 수 있는 성능평가표를 구체화하였다. 제시된 성능평가표를 이용한 사례분석 결과 보통포틀랜드 시멘트(OPC)가 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 양에 미치는 기여비율은 약 85%이었다. 탄산화에 의한 $CO_2$ 포집양은 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 양에 약 15~18%로 평가되었는데, 이는 OPC 생산으로부터 배출된 양의 약 19~22%에 해당된다. 결국, 제시된 $CO_2$ 성능평가표는 콘크리트 구조물의 각 단계에서 $CO_2$ 배출 또는 포집을 쉽게 결정할 수 있는 가이드라인으로서 설계 또는 시공 시 효율적으로 이용될 수 있다. The present study proposes a phased model to assess the lifecycle $CO_2$ amount of concrete structures. The considered system boundary is from cradle to recycling, which includes constituent material, transportation, batching and mixing in ready-mixed concrete plant, use and demolition of structure, and crushing and recycling of demolished concrete. The $CO_2$ uptake of concrete by carbonation during lifetime (40 years) of a structure and the recycling life (20 years) after demolition is estimated using a simple approach generalized to predict the carbonation depth from the surfaces of concrete element and recycled aggregates. Based on the proposed phased model, a performance evaluation table is realized to straightforwardly examine the lifecycle $CO_2$ amount of concrete structures. The proposed model demonstrates that the contribution of ordinary portland cement (OPC) to lifecycle $CO_2$ emission of the concrete structure occupies approximately 85%. Furthermore, the $CO_2$ uptake is estimated to be approximately 15~18% of the lifecycle $CO_2$ emissions of concrete structures, which corresponds to be 19~22% of the emissions from OPC production. Overall, the proposed $CO_2$ performance table is expected to be practically useful as a guideline to determine the $CO_2$ emission or uptake at each phase of concrete structures.

국가 LCI 데이터베이스 기반 알칼리활성 콘크리트의 $CO_2$ 평가

양근혁,송진규,최동욱,Yang, Keun-Hyeok,Song, Jin-Kyu,Choi, Dong-Ok 한국콘크리트학회 2011 콘크리트학회지 Vol.23 No.6

콘크리트 CO₂ 저감을 고려한 혼화재 및 단위 결합재 양의 설계

양근혁,문재흠,Yang, Keun-Hyeok,Moon, Jae-Heum 한국콘크리트학회 2012 콘크리트학회논문집 Vol.24 No.5

The present study assessed the $CO_2$ emissions of concrete according to the type and replacement ratio of supplementary cementitious materials (SCM) and concrete compressive strength using a comprehensive database including 2464 cement concrete specimens and 776 cement concrete mixes with different SCMs. The system studied in $CO_2$ assessment of concrete based on Korean lifecycle inventory was from cradle to pre-construction, which includes consistent materials, transportation and production phases. As the performance efficiency indicators, binder and $CO_2$ intensities were analyzed, and simple equations to evaluate the amount of $CO_2$ emission of concrete were then formulated as a function of concrete compressive strength and the replacement ratio of each SCM. Hence, the proposed equations are expected to be practical and useful as a guideline to determine the type and replacement ratio of SCM and unit content of binder in concrete mix design that can satisfy the target compressive strength and $CO_2$ reduction percentage relative to cement concrete. 이 연구에서는 2464개의 시멘트 콘크리트 배합과 776개의 혼화재가 치환된 혼합 시멘트 콘크리트 배합을 포함하는 실험 데이터베이스를 이용하여 콘크리트 압축강도 및 혼화재 치환율에 따른 콘크리트 $CO_2$ 배출량을 평가하였다. 국내 생애주기 데이터 목록에 기반한 콘크리트 $CO_2$ 평가에서 고려된 시스템은 요람에서 현장 콘크리트 타설 전까지로서 구성재료, 운반 및 생산단계를 포함하고 있다. 콘크리트의 성능 효율성 지표로서 결합재 지수와 $CO_2$ 지수가 분석되었으며, 콘크리트 $CO_2$ 배출량을 평가하기 위한 단순 식이 각 혼화재의 치환비 및 콘크리트 압축강도의 함수로서 제시되었다. 따라서 이 제안된 모델은 목표 압축강도 및 목표 시멘트 콘크리트 대비 $CO_2$ 배출 저감율을 만족하는 콘크리트 배합설계를 위하여 단위 결합재 양 및 혼화재 종류와 치환비를 결정하는 데 가이드 라인으로서 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

고로슬래그 기반 알카리활성 콘크리트 벽돌조의 재료특성

양근혁,심재일,송진규,이정한,Yang, Keun-Hyeok,Sim, Jea-Il,Song, Jin-Gyu,Lee, Jung-Han 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.1

The present study evaluated the various material properties of concrete brick-masonry using alkali-activated (AA) ground granulated blast-furnace slag (GGBS) binder in order to examine the limitation and significance of environmental-friendly cementless masonry. The reasonable mixing proportions for cementless bricks and masonry mortar using AA GGBS binder were determined from the laboratory and practical plant tests. The compressive strengths of brick and masonry mortar were measured for individual cementless materials. In addition, compressive strength, elastic modulus, diagonal shear strength and modulus of elasticity in shear of masonry prisms were recorded for cementless masonry wall. The measured properties of GGBS-based AA concrete brick-masonry were compared with those of ordinary portland cement (OPC) concrete brick-masonry and empirical equations proposed by different codes including UBC-97, EC 6, and KBC-2009 and existing researchers, wherever possible. The present study clearly showed that the developed GGBS-based AA concrete brick-masonry can be practically applicable as environmental-friendly masonry structures.

콘크리트 시공줄눈 면에서 점착력 및 마찰계수의 변화를 고려한 전단내력 평가

양근혁,권혁진,박종범,Yang, Keun-Hyeok,Kwon, Hyuck-Jin,Park, Jong-Beom 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.21 No.6

This paper presents a mathematical model derived from the upper-bound theorem of concrete plasticity to rationally evaluate the shear friction strength of concrete interfaces with a construction joint. The upper limit of the shear friction strength was formulated from the limit state of concrete crushing failure on the strut-and-tie action along the construction joints to avoid overestimating the shear transfer capacity of a transverse reinforcement with a high clamping force. The present model approach proposed that the cohesion and coefficient of friction of concrete can be set to be $0.27(f_{ck})^{0.65}$ and 0.95, respectively, for rough construction joints and $0.11(f_{ck})^{0.65}$ and 0.64, respectively, for smooth ones, where $f_{ck}$ is the compressive strength of concrete. From the comparisons with 155 data compiled from the available literature, the proposed model gave lower values of standard deviation and coefficient of variation of the ratios between predictions and experiments than AASHTO and fib 2010 equations, indicating that the proposed model has consistent trends with test results, unlike the significant underestimation results of such code equations in evaluating the shear friction strength. 본 연구에서는 콘크리트 시공줄눈 면의 전단마찰 내력을 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트 소성론의 상계치 이론에 기반한 수학적 모델을 제시하였다. 전단면에서 횡보강근의 전단전달에 대한 과대평가를 피하기 위하여 시공줄눈 면에서의 하중전달에 대한 스트럿-타이 모델에서 콘크리트 할렬 및 압괴의 한계상태로부터 전단마찰 내력의 상한값을 유도하였다. 제시된 모델은 시공줄눈 면에서 콘크리트 점착력과 마찰계수를 거친 면의 경우 각각 $0.27(f_{ck})^{0.65}$와 0.95를, 부드러운 면의 경우 각각 $0.11(f_{ck})^{0.65}$와 0.64로 결정하였는데, 여기서 $f_{ck}$는 콘크리트 압축강도이다. 직접전단에 대한 기존 문헌으로부터 수집한 146 실험데이터와의 비교로부터, 제시된 모델은 AASHTO 및 fib 2010 식에 비해 예측 값과 실험 값들의 비의 표준편차 및 변동계수에 대해 더 낮은 값을 보였다. 특히 전단마찰 내력 평가에서 기준식들의 상당한 과소평가 경향과 달리 제시된 모델은 실험결과와 잘 예측하였다.

마이크로 강섬유 보강 경량골재 콘크리트 특성 및 실용화

양근혁,이연정,권희용,Keun-Hyeok Yang,Yeon-Jeong Lee,Hee-Yong Kwon 한국건설순환자원학회 2023 한국건설순환자원학회지 Vol.18 No.4