막구조 재료의 화재확산특성에 관한 기초실험 연구

정정수 단국대학교 2015 국내석사

막구조는 대공간 구조물에 많이 적용되고 있는 구조시스템으로 주로 지붕재나 외장재로 사용된다. 주 재료인 막재는 화재에 취약하다는 근본적인 한계점을 가지고 있어 구조체로 사용할 때에 내화성능을 만족시키는데 어려움이 있다. 막구조를 많이 사용하는 외국의 경우, 내화구조를 만족시키기 보다는 불연, 난연재료의 성능만을 요구하고 있으나 우리나라는 그에 대한 기준이 없어 현장 적용 시, 구조체로서의 인증이 아닌 마감재로서 적용하여 사용되고 있다. 외국에서도 막구조 전체에 대한 내화성능 평가는 수행된 바 없으며, 막구조를 구성하는 막재 자체에 대한 직물 실험 결과만 보고되고 있다. 국내에서는 막재 자체에 대한 성능실험도 수행된 바 없으며, 관련 기준도 정립되어 있지 않으며, 이에 따라 성능실험에 대한 기초자료가 요구되고 있다. 본 연구에서는 막구조 공간에서 화재 발생시, 안전 확보를 위한 재료 및 공법별 적용성 및, 내화에 대한 안정성과 기술력 확보를 위한 기초적인 연구로, 막재 실험체를 제작하고 막재에 화재가 발생할 경우, 재료의 특성에 따른 화재확산방지 및 막재의 천공여부에 따른 내부온도변화에 대한 실험을 통해 수행하였다. 실험은 국내에서 일반적으로 사용하는 막재인 ETFE, PVF ,PTFE를 사용하였으며 실험변수로는 막재의 종류와 화원과의 거리, 발열량에 따른 열전대 온도분포의 변화를 측정하여 분석하였다. 실험결과, 막재의 파괴 및 변형은 화염에 직접적으로 접촉하는 순간 시작되며, 접촉과 동시에 빠르게 열분해하면서 화염접촉부가 천공되는 현상이 발생하였다. 찢어짐에 따라 표면에 구멍이 발생하나 화염이 막재 전체에 전달되지 않으며, 구멍이 발생함에 따라 열이 구멍으로 방출되어 표면온도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 국내에 사용되는 막재료 중 PTFE의 경우, 화염의 전파속도가 늦고 10cm외곽으로 화재가 전파되지 않아, 화재확산방지에 가장 우수한 재료인 것으로 나타났다.

바텀애쉬를 사용한 기포콘크리트의 흡음 특성에 관한 실험적 연구

강기웅 공주대학교 대학원 2006 국내석사

바텀애시를 이용한 경량 칸막이재 개발에 관한 실험적 연구

강철 公州大學校 大學院 2006 국내석사

Analysis of masonry work activity recognition accuracy using a spatiotemporal graph convolutional network across different camera angles

윤상윤 단국대학교 2026 국내석사

Human activity recognition (HAR) in construction has gained attention for its potential to improve safety and productivity. While HAR research has shifted toward vision-based approaches, many studies typically use data from a specific angle, limiting understanding of how camera angles affect accuracy. This paper addresses this gap by using AlphaPose and Spatial-Temporal Graph Convolutional Network (ST-GCN) algorithms to analyze the impact of various camera angles on HAR accuracy in masonry work. Data was collected from seven angles (0° to 180°), with the frontal view only used for training. Results showed consistently high recognition accuracy (>80%) for side views, while accuracy decreased as the camera shifted toward rear views, especially from directly behind due to occlusion. By quantifying HAR accuracy across angles, this study provides baseline data for predicting performance from various camera positions, improving camera placement strategies and enhancing monitoring system effectiveness on construction sites. Keywords: Human Activity Recognition (HAR); Camera Angle; AlphaPose; Spatial- Temporal Graph Convolutional Network (ST-GCN)

The Influence of Fatigue, Recovery, and Environmental Factors on the Body Stability of Construction Workers : 피로, 회복 및 환경 요인이 건설 노동자의 신체 안정성에 미치는 영향

조대휘 단국대학교 대학원 2025 국내석사

The Influence of Fatigue, Recovery, and Environmental Factors on the Body Stability of Construction Workers A case study of masonry work JO DAEHWI Construction Engineering and Management/Materials Major Department of Architectural Engineering Graduate School, Dankook University Advisor:Professor Kim Hyunsoo In the construction industry, falls, slips, and trips (FST) account for 42.3% of all accidents. The primary cause of FST incidents is directly related to the deterioration of workers’ body stability. To prevent FST-related accidents, it is crucial to understand the interaction between physical fatigue and body stability in construction workers. Therefore, this study investigates the impact of fatigue on body stability in various construction site environments using Dynamic Time Warping (DTW) analysis. We conducted experiments reflecting six different fatigue levels and four environmental conditions. The analysis process involves comparing changes in DTW values derived from acceleration data obtained through wearable sensors across varying fatigue levels and construction environments. The results reveal the following changes in DTW values across different environments and fatigue levels: for non-obstacle, obstacle, water, and oil conditions, DTW values tend to increase as fatigue levels rise. In our experiments, we observed a significant decrease in body stability against external environments starting from fatigue Levels 3 or 4 (30% and 40% of the maxi-mum failure point). In the non-obstacle condition, the DTW values were 9.4 at Level 0, 12.8 at Level 3, and 23.1 at Level 5. In contrast, for the oil condition, which exhibited the highest DTW values, the values were 10.5 at Level 0, 19.1 at Level 3, and 34.5 at Level 5. These experimental results confirm that the body stability of construction workers is influenced by both fatigue levels and external environmental conditions. Further analysis of recovery time, defined as the time it takes for body stability to return to its original level, revealed an increasing trend in recovery time as fatigue levels increased. This study quantitatively demonstrates through wearable sensor data that, as fatigue levels increase, workers experience decreased body stability and longer recovery times. The findings of this study can inform individual worker fatigue management in the future. Keywords: FSTs (falls; slips; and trips); fatigue; body stability; Inertial Measurement Unit (IMU); Dynamic Time Warping (DTW)

Time-Series Image-Based Automated Monitoring Framework for Temporary Facilities : Focusing on Installation and Retention Period

윤선준 단국대학교 2026 국내석사

In the construction industry, ensuring the proper installation, retention, and dismantling of temporary structures, such as jack supports, is critical to maintaining safety and project timelines. However, inconsistencies between on-site data and construction documentation remain a significant challenge. To address this, this study proposes an integrated monitoring framework that combines computer vision-based object detection and document recognition techniques. The system utilizes YOLOv5 for detecting jack supports in both construction drawings and on-site images captured through wearable cameras, while Optical Character Recognition (OCR) and Natural Language Processing (NLP) extract installation and dismantling timelines from work orders. The proposed framework enables continuous monitoring and ensures compliance with retention periods by aligning on-site data with documented requirements. The analysis includes 23 jack supports monitored daily over 28 days under varying environmental conditions, including lighting changes and structural configurations. The results demonstrate that the system achieves an average detection accuracy of 94.1%, effectively identifying discrepancies and reducing misclassifications caused by structural similarities and environmental variations. To further enhance detection reliability, methods such as color differentiation, construction plan overlays, and vertical segmentation were implemented, significantly improving performance. This study validates the effectiveness of integrating visual and textual data sources in dynamic construction environments. The study supports the development of automated monitoring systems by improving accuracy and safety measures while reducing manual intervention, offering practical insights for future construction site management.

Integrating text parsing and object detection for automated monitoring of finishing works in construction projects

오주석 단국대학교 2026 국내석사

Construction process monitoring traditionally relies on manual inspections and document cross-referencing, leading to inefficiencies in project management. Despite advances enabling computer vision-based monitoring and automated document analysis, integrating these technologies remains challenging, particularly in connecting field data with work documentation. This paper proposes an automated monitoring system integrating computer vision-based field data with text-based work instructions. The system employs YOLOv5 object detection models to analyze construction site images and architectural drawings, while utilizing text parsing techniques to extract information from work instructions. Validation using thirty apartment units demonstrated effectiveness in monitoring finishing works, particularly masonry and tiling applications. Results showed consistent performance in establishing automated connections between work instructions, drawings, and site conditions, reducing manual verification requirements while maintaining high accuracy. The successful implementation in finishing works demonstrates potential scalability for broader construction applications with varying complexity levels.

펌프 압송에 의한 굳지않은 콘크리트의 특성 변화에 관한 실험적 연구

김영균 건국대학교 대학원 2005 국내석사

한글초록:도시 산업의 발달과 도시 인구의 증가 등 도시 집중화에 따른 토지 효율의 극대화 필요성은 초고층 건축물에 대한 요구를 증대시켰으며 그에 따라 주거용 건축물을 중심으로 한 초고층 철근콘크리트 건축물의 건설이 급증하고 있는 추세이다. 최근 국내에서도 건축물의 대형화, 고층화 추세에 따른 다양한 건축 시공기술의 개발이 이루어지고 있으며 특히 초고층 건축물의 시공기술에 있어 고압 펌프의 압송에 의한 콘크리트의 타설이 일반화되면서 고압 펌프 및 압송 배관 등 기계적인 부분에 관한 발전은 빠른 속도로 진행되고 있다. 이미 국내의 기술로 약 400m 높이까지 직접 압송하여 콘크리트를 타설한 실례에서도 알 수 있듯이 초고층 건축물의 시공에서 펌프 압송에 의한 콘크리트의 타설 기술은 점차 발전하고 있는 추세이다.펌프에 의한 콘크리트 타설 공법은 시공성, 작업의 용이성 및 타설량의 증대 등으로 인하여 공기를 단축할 수 있는 장점을 가지고 있긴 하나 건축물의 대형화, 초고층화에 따른 배관길이의 증가와 그에 따른 단위 수량의 손실 등으로 인해 압송성 및 시공성이 저하되는 문제점 등 주로 초고층에서의 압축 부재를 중심으로 한 펌프 압송 전·후 콘크리트의 특성 변화에 대한 문제가 제기되고 있으며 이에 대한 충분한 데이터의 확보 및 기초 연구가 요구되고 있다.실제 콘크리트 펌프에 의해 압송된 콘크리트의 성능 및 특성에 대한 변화는 다분히 정성적이며 여러 가지 인자에 의해 다양한 변화를 나타내게 되는데, 이러한 모든 변화에 대한 정량적인 기준을 제시함에는 다소 어려움이 있는 것이 사실이다. 특히 실제 시공 현장의 경우 펌프 압송 전·후 콘크리트의 특성 변화에 대한 고려를 통해 소정의 품질 확보와 성능 변화에 대해 평가할 수 있는 품질 관리의 기준이 필요한 실정이나, 현재 펌프 압송 전·후 콘크리트의 특성 변화에 대한 연구 및 품질관리 기준 등에 관한 기존의 자료가 미비하여 이에 대한 연구개발 및 기초 자료 확보의 필요성이 증대되고 있다. 또한 향후 초고층 철근콘크리트 건축물의 시공에 있어서도 펌프 압송 전·후 콘크리트의 특성 변화에 대한 품질관리 기준이 필요하게 될 것이며, 이상과 같은 품질관리의 기준 설정을 위한 제반 자료의 제시가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 현재 펌프 압송 공법에 의해 시공 중인 초고층 건축물을 대상으로 하여 현장 내에 반입된 레디믹스트 콘크리트(이하 “레미콘”)의 펌프 압송 전 채취 시료와 압송 후 채취 시료에 대해 비교·분석하고 그 결과에 따른 콘크리트의 특성 변화에 대해 검토함으로써 향후 초고층 건축물의 현장 콘크리트 타설을 위한 기초 자료로 제시하고자 한다.펌프 압송 전·후 현장 타설 콘크리트의 특성 변화에 관한 현장 실험을 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.1. 굳지않은 콘크리트의 슬럼프 플로우는 압송 후 전체적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 각 배합인자와의 관계에서 살펴볼 때, 단위 시멘트량이 증가할수록 압송 후 슬럼프 플로우의 감소폭이 점차 증가하는 경향을 나타냈으며, 혼화제에 대해서도 비슷한 경향을 보여 혼화제 첨가율이 증가할수록 압송 후 슬럼프 플로우의 감소폭이 점차 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 상기의 분석에서와 같이 단위 시멘트량의 증가에 따라 혼화제 첨가율이 증가하게 되고, 펌프에 의한 압송이 시멘트 입자와 혼화제 입자간의 흡착에 영향을 미쳐 콘크리트의 유동 특성에 변화를 주기 때문으로 판단되며, 향후 고유동 콘크리트에 필수적인 고성능 AE 감수제의 적용에 대한 지속적인 실험 및 연구가 필요할 것으로 사료된다. 물시멘트비의 증가에 따른 슬럼프 플로우의 증가는 기존의 이론에서와 같이 나타났으나 본 실험에서의 특이한 현상은 물시멘트비가 증가할수록 압송 후 슬럼프 플로우의 감소폭이 커지는 것으로 나타났고, 압송 높이에 있어서도 압송 후의 슬럼프 플로우의 감소폭이 미미한 증가를 보였다.2. 공기량은 슬럼프 플로우와는 반대의 경향을 보여 압송 후의 공기량이 전체적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 단위 시멘트량의 증가에 따른 공기량의 증가는 단위 시멘트량의 증가에 따른 슬럼프 플로우의 감소를 제어하기 위한 혼화제의 첨가에 기인한 것으로 이 같은 현상은 혼화제 첨가율의 증가에 따라서도 유사하게 나타나 혼화제 첨가율이 증가할수록 압송 후 공기량의 증가폭이 급격히 증가하는 것으로 나타나고 있다. 물시멘트비의 증가에 따라 공기량은 감소하는 경향을 보였으며, 물시멘트비의 증가에 따른 압송 후 공기량의 증가율도 감소하는 것으로 나타났다. 압송 높이에 대해서는 압송 후의 공기량이 증가하기는 하였으나 압송 높이의 증감에 따른 뚜렷한 경향은 보이지 않았다. 3. 굳은 콘크리트의 압축강도는 전체적으로 미미한 변화를 보였으며, 압송 후에 소폭의 감소 현상이 나타났다. 특히 단위 시멘트량 396kg/㎥과 혼화제 첨가율 1.76%의 범위에서 압송 후에 급격한 강도의 감소를 보인 것은 혼화제 첨가에 의한 공기량의 증가 및 혼화제의 발현 특성에 기인한 것으로 상기에 분석한 슬럼프 플로우와 공기량의 증감에도 영향을 받는 것으로 판단된다. 물시멘트비의 증가에 따른 압축강도의 저하는 선행 연구에서도 밝혀진 바 있으며, 본 실험에서는 물시멘트비가 증가할수록 압송 후 압축강도의 감소폭이 증가하고 있음이 나타났다. 압송 높이에 따른 압축강도의 변화는 미미하나 압송 후의 압축강도에서 소폭의 감소가 나타났다. 이는 단위수량의 감소로 인한 압축강도의 증가량과 공기량의 증가로 인한 압축강도의 감소량에 대한 상호 작용에 기인한 것으로 사료된다. 4. 각각의 배합인자에 따른 인장강도의 변화는 압송 전·후에 미미한 차이를 보였으나, 단위 시멘트량의 증가에 따라 압송 후 인장강도는 증가하는 것으로 나타났고, 동일 물시멘트비에 대하여 압송 후의 인장강도가 압송 전의 인장강도에 비해 높게 나타나는 경향을 보였다. 혼화제에 대해서는 혼화제의 첨가율이 증가할수록 압송 후 인장강도의 증가폭이 높게 나타났으며, 압송 높이에 따라서는 압송 후의 인장강도에서 소폭의 증가가 나타났다. 이상에서 펌프 압송에 의한 현장 타설 콘크리트의 압송 전·후의 특성변화 실험을 통해 펌프 압송으로 인해 변화되는 콘크리트의 기본 특성에 대한 연구를 실시하였다. 위에 제시된 여러 가지 인자와 함께 경시 변화 실험 및 운송 시간 등을 인자로 하여 각각의 항목에 대한 결과 값을 분석한 결과, 기존의 이론에 부합하며 뚜렷한 경향을 보이는 항목이 있는 반면, 특정한 경향이 나타나지 않는 항목들도 있었다. 이는 본 실험이 현장에 반입되는 레미콘에서 시료를 채취하여 행해진 현장 실험이기 때문으로 판단되며, 각각의 시험이 실험실 내에서의 실험과 같이 통제된 조건하에서 실험이 진행되지 못함에 기인한 것으로 사료된다. 이에 실험의 결과 값에서 다소 큰 폭의 데이터 변동이 있는 시험체가 보이는 경우도 있었으나 이는 통제되지 못했던 기타 변수들의 작용에 의한 것으로 판단되며, 특히 결과 분석 및 결론에 계속해서 언급되는 고성능 AE 감수제의 적용에 대한 연구 및 실제 현장에서의 실험은 펌프 압송에 따른 고유동 콘크리트의 특성변화에 있어 매우 중요하게 작용될 인자로써, 향후 이러한 데이터에 대한 좀 더 세부적인 연구와 이를 위한 충분한 데이터의 확보가 필요할 것이다. 본 연구는 초고층 건축물의 시공에 있어 필수적인 펌프 압송 공법에 대한 기초적인 이론과 펌프 압송 전·후에 대한 콘크리트의 특성 변화 실험을 통해 향후 초고층 철근콘크리트 건축물에 적용될 펌프 압송 공법과 고성능 콘크리트의 특성 변화 경향 및 콘크리트의 품질 관리 기준을 위한 기초자료를 제시하고자 진행되었으며, 본 연구 및 기존의 연구를 바탕으로 초고층 건축물 시공에 적용할 수 있는 다양한 시공 기술 개발 및 고성능 콘크리트의 재료적인 측면에서의 연구가 지속되어져야 할 것이다 영문초록:The importance for maximizing land efficiency in accordance with the cityward tendency like development of urban industry and increase of the population has increased the supply of high-rise buildings, thereby, construction of high-rise building especially in resident building is increasing rapidly. Recently, various architectural technology has been developed in accordance with the trend of large-sized and high-rised building, and in construction of high-rise building, as concrete placing by pressure pumping with a high pressure pump has been popularized, the mechanical development, such as high pressure pumps or pumping pipes, is progressing rapidly. As we know through the case that concrete placing was done by direct pumping upto the height of 400m with domestic architectural technology, concrete placing by pumping in the construction high-rise building has been increasingly developed. Concrete placing by the pump has the advantage of the reduction of the construction period with workability, easiness of work and the increase of placing, but, the problem of the quality variation of concrete according to pumping has been raised especially concerning absence of compression in the high-rise building, including the increase of the pipe length by high-rising and large-sizing, thereby pumpability or workability deteriorate caused by the loss of the unit quantity. Then, collecting the concerned adequate data and basic researches are required.The quality variation of concrete by high-pressure pumping is potentially qualitative and shows various changes by many factors. In fact, therefore, it is difficult to present a quantitative standard for every change. Especially in the actual field of construction, the standard of quality control which can achieve designated quality is required, however, there are not enough data regarding the research about the quality variation of concrete according to pumping, and regarding the standard of quality control. Therefore, the importance of the research and development or the establishment of basic data has been increased. In addition, the standard for the quality control of the quality variation of concrete determined to pumping will be required in the construction of high-rise buildings, and every information on the establishment of the standard for the quality control like these should be presented. In this research, we will compare and analyze before and after pumping samples of ready-mixed concrete(remicon) which were carried in the actual field of construction, from high-rise buildings being constructed by high-pressure pumping. Then, examining the quality variation of concrete shown in these analyses, we will offer basic informations on the field of concrete placing of tall buildings in the future.The following is result from the field test about the quality variation of the field of concrete placing determined to pumping. 1. Slump flow of fresh concrete tends to be decreased as a whole. Related to the combined each factor, as the quantity of the unit of cement increases, slump flow tends to be increasingly decreased, and admixture shows similar tendency. As the rate of admixture increases, slump flow is increasingly decreased after pumping.We can estimate the reason for this result like this; according to increase of the unit of cement, the rate of admixture come to increase, then pumping affects adsorption between the particle of cement and admixture, which changes the quality of fluidity of concrete. Hereafter, continuing experiment and research should be required concerning the high effective AE which is necessary for high fluid concrete. According to increase of the rate of water-cement(물시멘트비), slump flow is increased such as in the given theory. However, this test shows unique result that the amount of decrease of slump flow is increased according to increase of the rate of water-cement, and concerning the height of pumping, the amount of decrease of slump flow is increased slightly.2. On the contrary of slump flow, air content is increased as a whole after pumping. Increase of air content according to increase of the unit of cement is attributed to addition of admixture which controls decrease of slump flow according to increase of the unit of cement. This phenomenon similarily appears according to the rate of admixture. As the rate of admixture increases, the amount of increase of air content is increased rapidly after pumping.According to increase of the rate of water-cement, air content tends to be decreased, and the rate of increase of air also decreases according to increase of the rate of water-cement after pumping.3. Compressive strength of solid concrete shows slight change as a whole, and is little bit decreased after pumping. Especially, the strength is rapidly decreased after pumping at 396kg/㎥ of the unit of cement and 1,76% of the rate of admixture, which seems to be affected by increase and decrease of slump flow and air contend, caused by the characteristics of admixture and increase of air content by addition of admixture.As examined by preceding researches, the amount of decrease of compressive strength increased according to increase of the rate of water-cement in this test. The change of compressive strength showed slight decrease after pumping.This seems to be attributed to interaction between increase of compressive strength by decrease of the amount of the unit and decrease of compressive strength by increase of air content.4. Tensile strength according to each combined factor shows slight variation before and after pumping, but tensile strength is increased after pumping according to increase of unit of cement. And, with the same rate of water-cement, tensile strength after pumping was higher than before pumping. Concerning admixture, as the rate of admixture increases, the amount of increase of tensile strength rises, and according to the height of pumping, tensile strength increases slightly after pumping.Like the above, through the test about the quality variation of concrete placed in the field by pumping, this research shows the basic characteristic of concrete, which is altered by pumping. As result of analysing the value of the outcome of each term, with the proposed factors and time variation test and processing time, some terms tends to be coincident with the existing theories, while other terms don't show any specific tendency. That is because this test is a field one where the sample was collected from remicon which was carried in the field of construction, and unlike in the laboratory, the condition of each test was not controled. Some samples have significant fluctuation of data in some outcomes of test, therefore, which is due to operation of other valuables which was not controled. The real field test and the research of application of high effective AE water reducing-admixture which is focused especially in the analysis of result and conclusion are crucial factors which will affect on the quality variation of high-fluid concrete according to pumping. Hereafter, more detail research and collection of adequate data will be required.The research was performed in order to provide the basic theory about pumping architectural technics which is necessary for construction of high-rise building, the pumping technics which will be applied to high-rise building with steel-concrete, and the basic information which is used for the trend of the quality of variation of high effective concrete and the quality control standard of concrete. Based on this and preceding researches, researches to be applied to the construction of high-rise buildings should be continued in terms of various developments of construction technics and materials of high-effective concrete

建築物 壁體用 문양거푸집 開發을 통한 意匠콘크리트의 實驗的 硏究

임현준 단국대학교 대학원 2002 국내석사

기존의 거푸집공법에 의한 철근콘크리트 건축물은 시공품질의 저하 및 거푸집의 재사용 증가로 인하여 구조체의 표면이 불균질하고, 콘크리트 자체의 성질 때문에 마감성이 용이하지 않다. 문양거푸집공법이란 철근콘크리트 공사시 거푸집 내부에 문양이 있는 거푸집 라이너를 설치하여 콘크리트 양생 후 거푸집을 탈형하여 콘크리트 표면에 여러 형태의 문양이 나타나게 하는 공법으로, 콘크리트 자체가 외부마감으로 사용될 수 있는 공법을 말하며, 국내에서도 건축물에 사용되는 외장재료 및 공법은 많은 발전을 하고 있다. 현재 국내에서 사용되고 있는 의장콘크리트용 문양거푸집은 건설현장에서 극히 부분적으로 사용되고 있고 이들은 대부분 건축용이 아닌 토목용의 옹벽 등에 주로 사용되고 있으며, 콘크리트 타설시 콘크리트의 표면형상이 정교하지 못하고 표면에 기포가 많이 발생하기 때문에 추가마감을 하게되어 공사비용이 상승되는 경향이 있다. 또한, 기존의 문양거푸집은 주로 토목구조물에 사용되고 있는데 건축물에 적용하려면 토목용의 문양거푸집보다는 더욱 정교하고 실제 모양과 매우 비슷한 형상을 이루어야 한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 의장콘크리트용 문양거푸집을 개발하여 여러 형태의 질감 및 정교한 문양의 의장콘크리트를 만들어 추가적인 마감고정을 줄임으로써 공기단축 및 마감재료의 절감, 인건비의 절감효과를 기대할 수 있는 의장콘크리트공법에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 건축물의 콘크리트 벽체에 적용하여 정교한 문양을 얻기 위한 문양거푸집을 제작하기 위해 문양이 있는 바탕시험체를 제작하고, 그 위에 박리제를 도포하고 유·무기질의 재료를 도포하여 유·무기질 재료의 적용성 여부를 조사하였다. 또한 선정된 재료를 사용하여 의장콘크리트를 제작한 후 콘크리트의 유동성, 압축강도, 충격성, 표면기포상태, 표면성상을 평가한 실험결과에 대하여 분석·고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 정교한 문양을 도출하기 위한 거푸집 재료로 축합형 2성분 액상 실리콘 고무가 경화상태, 시공성, 표면성상, 박리성이 가장 우수하여 이 재료로 조사되었으며, 이 재료를 이용하여 건축벽체용 문양거푸집을 제작할 수 있었다. (2) 소형시험체에 문양거푸집을 적용하여 타설한 결과 단위수량이 180㎏/㎥에 물시멘트비가 45, 50, 55%가 가장 양호한 표면형상을 나타내어 가장 적합한 배합으로 나타내어, 모의 시험체에 적합한 배합으로 도출되었다. (3) 의장콘크리트에 비파괴시험을 실시한 결과, 재령 28일에서 설계강도인 210kgf/㎠을 상회하였으나, 공시체를 이용한 압축강도 보다는 20%정도의 강도가 작게 나타났으며, 의장콘크리트의 상부보다는 표면부의 압축강도가 작게 나타났다. (4) 모의 시험체에 의한 배합별 의장콘크리트의 표면은 물시멘트비가 45, 50, 55%에서 표면의 성상이 모두 양호하게 나타났다. (5) 의장콘크리트를 사진을 이용하여 표면의 공기포의 노출을 확인한 결과 표면의 공기포의 노출은 물시멘트비가 높아질수록 공극량이 많아졌으며, 충격성 실험에서도 물시멘트비가 낮은 것이 강한 것으로 나타났다. 이상과 같이 실험한 결과 건축벽체용 문양거푸집개발을 통한 의장콘크리트에 관한 실험적 연구가 가능하게 되었고, 의장콘크리트의 표면모양도 모두 양호한 결과를 나타났으며, 현장 적용도 가능한 것으로 판단된다. 향후, 다양한 문양의 건축벽체용 문양거푸집개발과 의장콘크리트의 효과를 최대한으로 나타낼 수 있는 문양광택거푸집의 개발, 칼라의장콘크리트 및 경제성에 대한 연구가 더 필요할 것으로 판단된다. Existing formwork decline construction quality of reinforced concrete. Formwork increase recycle non-homogeneity of building wall, concrete finish quality not good in reason of property. Design-form system is form inside design form-liner and concrete curing after stripping surface shape in reinforces concrete. At present country used Design-form for decorative a part in field. Almost Design-form used civil retaining wall not for architecture. Existing Design-form used in civil construction apply to Architecture construction more elaborateness look like true shape. At such solved problem development design-form for design concrete and it make several shape, elaborateness form, reduce of finish production process, finish material, work expense. A study of apply building wall gain elaborateness form make base tester design-form and then spray exfoliation, spray organic, inorganic material. organic, inorganic material research applyment. Selection material used make design concrete after liquidity, compression strength, impact test, surface shape, test result about analysis, consideration. (1) Form material in elaborateness shape condensation 2element silicon rubber research of most excellent construction, surface shape, exfoliation. It make design-form used building wall. (2) Small-size tester applyment of design form result a most good surface shape and most fitness mix proportion of unit cintent of water 180㎏/㎥, W/C 45, 50, 55%. (3) Design concrete nondestructive test result over target strength curing 28day, test piece used below 20% compression strength, design concrete blower surface then upper. (4) Each mix proportion of imitation tester in design concrete surface W/C 45, 50, 55% almost satisfactory in surface shape. (5) Design concrete used picture check exposure of air void result air void higher W/C much volume of air void, impact test lower solid W/C.

석분을 혼입한 경량기포콘크리트의 역학적 특성에 관한 연구

이수형 건국대학교 대학원 2005 국내석사

한글초록:인류가 사용해온 건축재료 중 가장 오랜 역사를 가지고 있는 재료중의 하나인 콘크리트는 20세기에 접어들면서 재료가 가지고 있는 뛰어난 물성과 경제성, 자유로운 성형성을 바탕으로 폭넓게 사용되고 있다. 지난 한 세기동안 콘크리트의 발전은 혁신적으로 이루어졌으며 구조뿐만이 아니라 방수재, 단열재 및 각종 마감재에 이르기까지 그 용도가 다양화 되었다. 그러나 이러한 건설재료임에도 불구하고 강도에 비하여 중량이 크기 때문에, 구조물의 자중 증가에 따른 부재의 단면이 커지게 되는 결함 등으로 인해 고도 산업화된 현대사회의 건축재료 분야에 있어서 그에 상응하는 재료의 개발 및 성능향상이 요구되고 있다. 건축 재료의 성능향상에 대한 요구는 각 건축 재료의 시공성, 경제성은 물론 경량성, 단열성 등의 종합적이고 광범위한 성능을 만족시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 필요로 하고 있다. 이에 대한 연구의 결과로 개발된 경량기포콘크리트는 단열성이나 충격저항성이 뛰어나 주택의 온돌 바닥 채움재와 샌드위치 패널의 심재로 사용이 확대되고 있으며 기존의 건축 재료가 가지는 단점을 보완·발전시켜 효율성이 증대되었으며 그 적용범위가 점차 넓어지고 있다. 지금까지 국내에서 개발·적용되고 있는 보통포틀랜드 시멘트만을 이용한 일반 기포콘크리트뿐만 아니라 발포폴리스틸렌 비드나 산업부산물인 플라이애쉬, 고로슬래그 등을 혼입한 온돌 바닥 채움재와 샌드위치 패널의 심재로서의 초기강도의 확보와 단열성능의 향상, 원가절감을 위한 연구가 끊이지 않고 있다.또한 현대 사회에서는 친환경적 건설재료를 필요로 하고 있으며 순환골재 등 친환경적 재료의 사용의 증가에 따라 산업부산물로써 주로 토목공사의 교량 지반공사에만 국한적으로 사용되고 있는 석분을 건축 재료의 활용 범위의 확대를 위한 연구가 필요한 실정이다. 또한 “건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 ,2003.12”에 따른 친환경 건자재 개발의 요구에 따라 시멘트 대체재로 석분을 사용함으로써 폐기물 재활용에 크게 기여할 수 있다. 또한 시멘트 대체재로의 사용으로 경제성을 높이고, 자중을 감소시킬 수 있으며 뛰어난 단열성능과 내화성을 이용하여 샌드위치 패널의 심재까지 사용한다면 효율성을 높인다면 그로인해 2차 생산 제품으로의 적용성도 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 경량기포콘크리트에 산업 부산물인 석분을 혼입하여 석분의 혼입량과 물결합재비에 따라 역학적 특성을 중심으로 물리적, 열적 특성에 대하여 고찰함과 아울러 그 활용에 필요한 기초적인 자료를 제시하고자 한다. 본 실험의 결과는 다음과 같다.석분을 혼입한 경량기포콘크리트의 시공성, 물리적, 역학적 특성과 열적 특성에 대한 기초적 자료를 제시하므로 경제성, 자중의 감소, 샌드위치 패널의 취약한 내화성에 대응하는 방안을 제시하고, 2차 제품으로의 적용범위를 확대할 수 있다. 또한 경량기포콘크리트에 석분을 대체하여 “건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 ,2003.12”에 따른 친환경 건자재 개발의 요구인 폐기물 재활용에 기여하며 경량기포콘크리트의 활용 및 적응성을 향상시키기 위한 목적으로 실시한 본 실험의 결과는 다음과 같다.(1) 석분을 혼입한 경량기포콘크리트의 플로우 전체범위는 237~287㎜를 나타냈고, 일반적으로 시공성을 고려하여 요구하는 플로우값 210㎜에 대해 본 실험은 KS L 5111에 적용한 플로우값으로써 적절한 유동성을 지닌다고 판단된다.(2) 압축강도는 석분의 대체율과 물결합재비의 영향이 큰 것으로 나타났다. 석분의 대체시 강도 저하가 발생하였지만 석분 대체율 10%, 20% 혼입시 경량기포콘크리트 성능을 나타내는 KS규정에 속하는 압축강도를 보였다. 또한 물결합재비에 따른 압축강도는 물결합재비가 증가할수록 현저한 강도저하가 발생하였고, 특히 물결합재비 55%에서는 급격한 강도저하가 발생하였다. 이러한 결과로 압축강도를 위한 물결합재비는 35%, 45%가 적당하다고 사료된다. 또한 재령별 압축강도에서는 재령 7일에서는 재령 14일보다 압축강도 증가율이 높았다. 하지만 7일과 14일의 압축강도 증가율은 크지 않아 28일강도 역시 큰 변화가 발생하지 않을 것으로 판단된다. 따라서 2차 제품 제작시 경제성을 위한 재령단축에는 재령 14일이 가능할 것으로 판단된다.(3) 석분을 혼입한 경량기포콘크리트의 압축강도와 인장강도와의 관계를 파악하기 위하여 시험을 실시하였다.석분 대체시 인장강도는 석분의 증가에 따라 다소 감소하는 경향을 보였다. 특히, 물결합재비 55%에서는 현저한 강도저하가 발생하였다. 물결합재비에 따른 인장강도는 물결합재비가 높아지므로 인장강도가 감소하는 경향이 나타났는데 이는 단위시멘트의 감소로 나타나는 일반적 현상이라고 판단된다. (4) 겉보기 밀도는 석분 대체시 석분이 증가 할수록 겉보기 밀도는 감소하는 경향이 나타났지만 그 감소경향은 미미했다. 따라서 석분이 겉보기 밀도에 미치는 영향은 아주 미세하다고 사료된다. 또한 물결합재비에 따른 겉보기 밀도는 물결합재비가 증가 할수록 감소하는 경향이 나타난다. 겉보기 밀도는 물결합재비 45%에서 감소하는 경향이 현저히 증가하였으며 물결합재비 65%까지 낮은 감소경향만이 나타났다.따라서 물결합재비 45%에서는 거의 동일한 수준의 겉보기 밀도를 형성한다고 사료된다.(5) 단위용적질량은 석분이 증가 할수록 증가하였고, 물결합재비가 증가 할수록 감소하는 경향이 나타났다. 또한 물결합재비 55%이후부터는 단위용적질량이 확연히 감소하는 경향이 나타났다. 이는 시멘트 양이 줄어들어 단위용적질량이 감소하는 일반적인 현상이라고 사료된다. (6) 흡수율은 석분이 증가 할수록 미세하게 감소하는 경향이 나타났다. 이는 석분 대체시 석분의 소포작용으로 인해 공극이 줄어들어 흡수율이 감소하는 경향이 발생한다고 사료된다. 물결합재비가 증가할수록 흡수율은 증가하는 경향을 보이고 있는데 이는 물결합재비가 증가할수록 공극이 증가하는 것으로 사료된다. 따라서 미세하나마 석분을 첨가하였을때 감소하는 경향을 보여서 경량기포콘크리트의 취약한 단점인 흡수율 개선에 기여할 것으로 사료된다.(7) 열전도율은 석분의 대체율이 증가할수록 증가하는 경향이 보였고, 석분 대체한 인자에는 경량기포콘크리트의 성능을 나타내는 KS규정에 속하는 인자가 없었지만 그 차이는 미세하다. 따라서 좀 더 양호한 석분이 발생한다면 KS규정에 속하는 인자를 도출해 낼 수 있다고 사료된다.물결합재비별 열전도율은 물결합재비가 증가할수록 감소하는 경향을 보이고 있다. 또한 물결합재비 45%부터는 미세한 감소만이 발생하였다. 따라서 석분과 물결합재비는 열전도율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.(8) 겉보기 밀도가 증가할수록 압축강도가 증가하는 경향이 나타났다.재령 14일, 물결합재비 55%, 석분 0%에서 가장 양호한 배합으로써 겉보기 밀도 0.6품, 압축강도 0.5품의 결과를 나타났다. 그리고 배합인자의 총 31%가 겉보기 밀도 0.6품, 압축강도 0.4품에 해당되는 결과가 나타났다.즉, 다양한 역학적 성능을 만족하는 경제적인 경량기포콘크리트 생산의 측면과 산업부산물의 활용 방안 확대라는 본 연구의 목적에도 부합되는 결과라 할 수 있다. 이상과 같이 석분을 혼입한 경량기포콘크리트의 역학적 특성 및 물리적 특성, 열적 특성 실험에 의하여 최적배합 도출에 관한 연구를 실시하였고 그 결과 석분의 시멘트 대체는 10%, 20%는 경량기포콘크리트의 제조에 적합할 것으로 사료된다. 향후 석분에 의한 소포현상을 억제하기 위하여 양질의 석분을 사용하므로 경제성과, 자중감소, 2차 제품, 샌드위치 패널의 심재로의 적용성을 높여 “건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 ,2003.12”에 따른 친환경 건자재 개발의 요구인 폐기물 재활용에 기여하도록 진행하여야 할 것이고 내화시험 등 다양한 배합 및 제조조건 등에 대한 면밀한 검토와 연구가 지속되어져야 할 것이다 영문초록:Concrete ,the one which has the longest history for human to use, is used widely from 20 century cause of good physical properties, good economy, various casting properties. For last century, concrete has been developed progressively and be used for various purposes that construction, waterproofing material, heat insulating material, finishing material. But cause of heavy weight as strength, concrete has defect that cross section of member is increased as much as increased structure load, so concrete is required development of material and improvement of capacity about modern-day building material. Requires, which is improvement of capacity about building material, make pepple develop multi-function material that is satisfied with widespread and synthetic capacities, for example construction capacity, good economy, lightweight capacity, heat insulation capacity. As the result of the study, the lightweight foamed concrete is used widely filling material of On-dol's deck, filler of sandwich panel cause of good heat insulation capacity, impact resisting capacity. To complement it's defect, and develop itself, it is increased efficiency and used various field widely. Until now the lightweight foamed concrete is used with normal portland cement, but there are lots of studies of mixing EPS bids and fly ash, blast-furnace slag like industrial by-products with lightweight foamed concrete for filling material of On-dol's deck and filler of sandwich panel for securing early strength, improvement of heat insulation capacity, cost reduction. Nowadays environmental building material is needed and used increasingly like recycled aggregate. As industrial by-products, crushed stone, which is used mainly only for soil-construction of bridge, is in need of study about expansion of building material's use. As demand of environmentally material By “the Law about the recycling promotion of construction rubbish, 2003, 12” as using crushed stone as substitute of cement contributes, to recycling construction rubbish, to increase good economy, to reduce structure load, to use more filler of sandwich panel cause of good heat insulation capacity and impact resisting capacity, ultimately to increase application of factory product. As the result of the study, we consider physical and dynamic properties by W/B and mixing proportion of crushed stone which is industrial by-products to lightweight foamed concrete and we suggest based datas about various uses.(1) Compressive strength is effected much about tranfering ratio of crushed stone and W/B. When cement is transfered crushed stone compressive strength is decreased, in standard transfering ratio of crushed stone 0%, compressive strength is decreased in tanfering ratio 20% deminished than 10%.But, it is judged with the fact that it is suitable for KS. Compressive strength is decreased rapidly depend on increasing of W/B. Especially it is observed decreasing appearance situation in W/B 55%.Therefore W/B 34%, 45% are most suitable with like this result, it is judged for compressive strength.Compressive strength of each age, increasing ratio is higher in 7 days than 14 days, but it is judged increasing ratio of compressive strength in 28 days is not so high because it is not observed in 7 and 14 days. So when factory product are made, it is judged 14 days for suitable age.(2) It examines closely a relationship about compressive strength and tensile strength when light weight foamed concrete is used filler of factory product. When cement is transfered crushed stone tensile strength is decreased.Especially it is observed decreasing appearance situation in W/B 55%, with this same result is estimated general appearance through decreasing cement.(3) Bulk density is decreased through transfering ratio is increased of crushed stone,but it's tendency is insignificance. And bulk density is decreased through W/B ratio is increased. Especially it is observed decreasing appearance situation in W/B 45%, this tendency is observed insignificantly to 65%.(4) Unit volume weight is increased through transfering ratio is increased of crushed stone, but it's range is insignificance. But decreasing tendency is observed remarkably when cement transfered 20% to crushed stone.And especially unit volume weight is observed decreasing appearance situation in above W/B 55%, with this same result is estimated general appearance through decreasing cement.(5) Absorption ratio decreased insignificantly through transfering ratio is increased of crushed stone, with this same result is estimated disappearance of foams by crushed stone. Absorption ratio is increased through W/B ratio is increased, with this same result is estimated that voids are increased through W/B ratio is increased.It thinks that it will be able to improve of absorption ratio which is weakness point of light weight concrete.(6) Thermal conductivity is increased through transfering ratio is increased of crushed stone. there were no cases of performance of light weight concrete for KS, but the difference is slight. So if crushed stone is developed in high quality, it is possible for KS.Thermal conductivityis decreased through W/B is increased and it is observed insignificantly decreasing tendency from 45%, so with the fact that W/B and crushed stone will not cause a big effect to thermal conductivity.(7) It is observed that bulk density is increased through compressive strength is increased. The result which is most good mixture appeared in age 7days, W/B 55% and 0% of transfering ratio of crushed stone. This result means 0.6 grade of bulk density and 0.5 grade of compressive strength in KS.This result is judged that it is fit in objective of research for economic production side and Application side of industrial by-product of light weight foamed concrete.Experiments are accomplished for finding out optimum mixture throughout experiments of Physical characteristics and thermal characteristics. That the result 10% of transfering ratio of crushed stone is most suitable for filler of light weight foamed concrete, it is judged.As the law regarding “The re-application promotion of the construction waste, 2003. 12”, raises a hereafter application characteristic and the research for continuously is necessary for re-application promotion of the construction waste