< Previous문화 에세이 | CULTURE ESSAY Magazine of the Korea Concrete Institute 88 진지한 시도는 계속된다. 최고의 ‘원화가/원화연출가’들이 모여 수없이 진지한 작품을 생산해 내고 그때마다 평가는 항 상 ‘비운의 명작’이었다. 투니버스가 야심차게 계획한 ‘라젠카’, KBS의 ‘녹색전차 해모수’, 그리고 10년 전 ‘뷰티플 데이 즈’ 등이 그것이다. 이제 원더키디의 배경이 되는 2020년이 실제로 다가왔다. 조지 오웰은 ‘1984’년에 살 수 없었지만, 우린 2020년을 이 렇게 살고 있다. 그 사이 녹색전차 해모수의 제작자는 ‘개구쟁이 뽀로로’의 제작자가 되어 있다. (일본과 미국이 채 손대 지 못했던 7세 이하 대상 유아만화 시장에서 우리나라는 전 세계 최고의 콘텐츠를 제작하고 있다). EBS에서는 자이언트 펭귄 ‘펭수’를 데뷔시켰다. 교육용 목적으로 제작된 콘텐츠가 한국의 2 ~ 30대 B급 문화 시장의 핵이 되었다. 교육방송 인 EBS에서 펭수는 ‘나만 잘되게 해 주세요’라고 기도하며, EBS 사장님의 이름을 마음대로 부르는 모습이 방영된다. 농담으로 하는 말로, 20년전 애니메이션 사이버포뮬러에서 예측했던 시속 500 km/h 사이버 카는 현재 실제로 제작이 가능한데, 조연으로 나왔던 레이싱걸은 지금(성 상품화에 대한 반대로) 나올 수 없다고 한다. 우리는 문화의 진화를 예측 할 수 있을까. 담당 편집위원 : 김형기(조선대학교 건축학부 교수) hyeongki@chosun.ac.kr 김형기 교수는 KAIST에서 석탄바닥재에 의한 고강도 콘크리트의 내부양생 및 염소침투저항성 개선에 대한 연구 로 박사학위를 취득하였으며, 현재 조선대학교 건축학부 부교수로 재직 중이다. 주 관심분야는 부산물의 유효활용 및 융합 건설재료 기술이다. hyeongki@chosun.ac.kr 학회인증사업 시행 안내 1. 인증의 종류 1) 재료 및 자재 : 콘크리트 구조물의 구성 재료 및 보수·보강 재료 등 2) 설계방법 및 공법: 콘크리트 구조물의 설계방법과 시공, 보수·보강할 때의 공법 3) Software : 콘크리트 재료, 설계, 시공에 관련된 프로그램 4) 지침, 기준, 시방서 : 콘크리트 재료, 설계 시공에 관련한 제 규정 5) 기타 콘크리트에 관련된 기술 2. 인증의 절차 및 기간 1) 절차 :▒ 신청서 및 서류 검토, 발표 및 현장(필요할 때) 심사 등 실시 2) 기간 :▒ 신청일로부터 1개월 이내(단, 시험이나 실험이 추가로 필요한 경우 신청자와 협의하여 조정) 3. 인증의 기한 및 갱신인증 1) 최초인증 유효기간 5년(2년 범위 내에 조정 가능) 2) 갱신인증은 최초인증 절차에 준하며, 3년 주기로 인증 연장 가능 4. 기술 인증 사후 특전 한국콘크리트학회의 학회지와 홈페이지에 기술내용 및 인증서 공고 5. 문의처 : 학회 사무국 담당 : 이웅종 박사 Tel : 02-539-5983, E-mail : woojon94@kci.or.kr 콘크리트 관련 국내 유일의 연구 전문 기관인 우리 학회는 관련 업계에서 개발한 신기술 등의 학회 공인 요청에 대처하고자 콘크리트 재료 및 공법 등의 기술개발 사항을 의뢰 받아 우리 학회 전문가의 면밀한 검토와 심의를 거쳐 검증하고 검증된 재료 및 공법은 인증서를 발급하여 그 우수성을 널리 알리고 신뢰도를 제고하고자 하오니 관심있는 업계의 많은 신청바랍니다. 사단법인 한국콘크리트학회 TEL : (02)568-5984~7 FAX : (02)568-1918 http://www.kci.or.kr신진연구자 소개 | INTRODUCTION OF RISING RESEARCHER Ju-young Hwang 황주영 한국과학기술원 스마트수중터널연구센터 연수연구원 pig-in-love@kaist.ac.kr 제 32권 1호 2020. 01 89 황 주영 박사는 한국과학기술원 건설및환경공학과에서 학부를 마치고, 같은 대학원의 구조설계연구실(지도교수 : 곽효경)에 진 학하여 석 · 박사통합과정을 이수하는 동안 화재와 같은 고온에 노출된 철근콘크리트 구조물의 수치해석과 부착 슬립 효과를 고려한 강재-콘크리트 합성구조해석 등에 대한 연구를 수행하였다. 고온에 노출될 경우 발생하는 콘크리트와 철근의 비역학적 변형률과 역학적 특성변화를 고려하여 보, 기둥, 프레임 단위의 구조물 에서 화재 시간에 따른 구조물의 거동을 분석하였다. 또한, 화재 후 상온상태에서 발생하는 콘크리트의 micro-crack에 의한 강도저 하를 반영할 수 있는 역학적 재료모델을 구성하고, 수치해석으로 인한 결과를 고온상태를 기준으로 평가하고 있는 국내외의 설계기 준과 비교하여 내화설계 시 추가로 고려해야 할 사항에 대해 제시하였다. 이에 더해, 최근 내진설계 등에 관심이 증가하면서 다양하게 제시되고 있는 강재-콘크리트 합성구조물 중 CFST(concrete filled steel tube)와 관련한 수치해석 연구 또한 수행하였다. 강재와 콘크리트 경계면에서 발생하는 부착슬립 효과를 고려하여 실제 구조물 의 거동을 정확히 모사할 수 있는 개선된 부착슬립모델을 제시하였고, 이를 바탕으로 CFST 기둥 구조의 극한 저항력을 해석적으로 평가하였다. CFST 기둥에 대해 간단하게 P-M 상관도를 작도하고, 저항력을 예측할 수 있도록 하는 모델식을 개발하여 논문을 게재 하였다. 특히 고온에 노출된 강재-콘크리트 합성구조의 거동분석에 대한 연구 내용은 2018년 박사학위 논문으로 발표되었다. 황주영 박사는 스마트시티 인재양성 혁신사업에도 오랜기간 참여하여, 국내외 스마트시티 구축 현황 및 연구 동향에도 꾸준히 관 심을 가져 왔다. 학부를 마친 뒤 2011년 ~ 2012년까지 동 사업에서 교육분야 조교로 근무하며, 스마트시티 구축에 필요한 다양한 분 야의 연구를 지원하였다. 또한, 대학원 재학기간 동안 동 사업의 참여 학생으로 스마트시티 구축에 필요한 원천기술의 개발에 힘쓰는 한편, 다양한 스마트시티 관련 세미나, 국제교류 등에 참여하여 식견을 넓히고, 국제적으로 인적네트워크를 형성하기도 하였다. 현재는 스마트 수중터널 시스템 연구센터 소속 연수연구원으로 재직하며, 스마트 수중터널과 관련한 연구를 진행 중이다. 구조 설 계 및 해석 파트 전체를 담당하여, 각 분야 및 그룹 간 원활한 공동연구가 진행될 수 있도록 역할을 수행하고 있으며, 동시에 수중터널 의 시간 의존적 거동에 대한 수치해석적 평가를 주제로 한 연구를 진행하고 있다. •2003~2011 한국과학기술원 건설및환경공학과(학사) •2012~2018 한국과학기술원 건설및환경공학과(석·박사통합) •2018~현재 한국과학기술원 스마트수중터널시스템연구센터 연수연구원 사진 2. 2018 국제학술대회 발표사진 1. 2014 스마트시티 경진대회 수상 담당 편집위원 : 장정국(인천대학교) jangjg@inu.ac.krMagazine of the Korea Concrete Institute 90 Q & A | QUESTION & ANSWER 우리 학회와 학회지편집위원회에서는 콘크리트에 관련되는 현장기술자의 의문사항에 대하여 적절한 답변을 해드리고 있습니다. 콘크리트 및 콘크리트 구조물에 관하여 질문사항이 있으신 회원은 언제든지 본 난을 이용하여 주시기 바랍니다. 수화된 시멘트에 존재하는 수화물의 탄성계수와 같은 기계적 특성을 결정하는 실험 방법은 무엇 이 있습니까? 미세구조의 화학적 특성을 분석하는 다양한 방법이 개발되었지만, 물리적인 특성, 즉 탄성계수나 강도 를 결정하기는 쉽지 않다. 물질 표면의 경도를 조사하여 물질의 강도 및 강성과 비교하는 방법이 금속의 특성을 파악하기 위하여 100여 년간 수행되었다(Hertz 1881). 콘크리트의 특성을 파악하기 위해서도 슈미트 햄머를 이용한 표면 강도는 콘크리트의 특성을 반영함을 알 수 있다. 이러한 이론적인 배경을 바탕 으로 나노 스케일의 압입시험기를 사용하여 물질을 구성하고 있는 미세구조의 물리적 특성을 파악하고자 한다. <그림 1>에 나노 압입기의 구조를 보였다. 하중의 재하는 코일에 전기적 신호를 보내어 펜덜럼을 움직 이는 방법을 사용한다. 압입봉의 압입거리를 하중재하 시와 제거 시에 <그림 2>와 같이 기록하고 이를 분 석하여 물질의 특성을 파악한다(Fischer-Cripps 2004). 김정중 Jung Joong Kim 경남대학교 교수 그림 1. 나노 압입기의 구성그림 2. 일반적인 압입봉의 재하 · 비재하 곡선제 32권 1호 2020. 01 91 기계적 특성을 결정하는 실험방법은 무엇이 있습니까? 가장 많이 사용되는 압입봉의 형태는 <그림 3>에 보인 삼각 피라미드 형태의 Berkovich tip, <그림 4>에 보인 반 구형의 spherical 압입봉(Tweedie and Viiet 2006)과 flat-ended 압입봉(Riccardia and Montanari, 2004) 이다. 다양한 물질에 적용되었으며(Zhang et al. 2005), 시멘트의 미세구조 파악에도 많이 사용되고 있다(Velez, Maximilien et al. 2001; Acker 2001; Constantinides, Ulm et al. 2003; Mondal, Shah et al. 2007; Sorelli, Constantinides et al. 2008; Zhu, Hughes et al. 2007). 시멘트의 나노압입 실험에 의해 C-S-H의 밀도에 따라 상대적으로 밀도가 낮은 LD-C-S-H와 밀도가 높은 HD- C-S-H의 두 종류의 C-S-H로 구분할 수 있음이 밝혀졌다 (Constantinides, Ulm et al. 2003; Ulm, Vandamme et al. 2009; DeJonga and Ulm 2007). Berkovich 압입봉은 시멘트 내에 존재하는 각각의 미세 구조를 개별적으로 압입할 수 있기 때문에 각각의 미세구조 의 특성을 파악하는 데 사용된다(Ulm, Vandamme et al. 2007). 반면, 구형 압입봉은 보다 넓은 면적을 압입하기 때 문에 미세구조로 이루어진 복합체의 특성을 파악한다고 할 수 있다(Kim, Fan et al. 2010). 어떠한 압입봉을 사용하든 지, 하중의 재하와 제거에 따른 압입 깊이 곡선으로부터 미세 구조의 특성을 결정할 수 있다. 일반적으로 시멘트의 나노압입 실험에서 재하 시 최대하 중은 0.5 ~ 1.0 mN을 사용하고 이때 발생하는 최대 압입깊 이는 200 ~ 300 nm이다. 최대하중 도달 후 그 하중을 잠시 유지하는데(dwell period), 이때 발생하는 변위를 고려하여 물질의 creep 특성을 파악할 수도 있다. Berkovich 압입봉 을 사용하여 미세구조의 fracture toughness를 구할 수도 그림 3. Berkovich tip그림 4. spherical 압입봉 그림 5. 다양한 재료에 따른 하중 - 압입 곡선의 특성Magazine of the Korea Concrete Institute 92 Q & A | QUESTION & ANSWER 있다(Reinhardt, Soliman et al. 2010). <그림 5>에 보인 다양한 형태의 하중-압입 곡선으로부터 재료의 특성을 파악 할 수 있다. 나노압입기의 사진을 <그림 6>에 보였다. 나노압입 을 수행하기 위하여 샘플의 표면을 매끄럽게 연마해야 한 다. 시멘트 페이스트를 나노압입하기 위하여, 연마 정도는 125 micron 다이아몬드 패드를 사용하여 10분, 70 micron 다이아몬드 패드를 사용하여 15분, 30 micron 다이아몬드 패드를 사용하여 15분, 9micron 다이아몬드 패드를 사용하 여 30분, 1 micron 다이아몬드 필름을 사용하여 60분을 순 차적으로 수행한다. 연마기계를 <그림 7>에 보였다. 나노압 입은 프레로딩 0.05 mN부터 최대하중 0.55 mN까지 하중 을 재하하며, 120초의 dwell period를 주기도 한다. 나노압입 재하-비재하 곡선으로부터 탄성계수를 결정하 는 방법은 올리버와 파르(Oliver and Pharr)의 방법을 따른 다. 최종 압입깊이 ht는 식 (1)과 같이 소성압입깊이 hp와 탄 성압입깊이 he로 나타낼 수 있다. ht = hp+ he/2 (1) 헤르츠(Hertz, 1881)는 탄성압입깊이 he와 압입 상대반 경 R, 최대하중에서의 압입봉 접촉면의 반경 a의 연관식을 식 (2)와 같이 유도하였다. he = a 2 / R (2) 압입봉 접촉면의 반경 a는 소성압입깊이 hp와 압입봉의 반 경 Ri의 관계로 식 (3)과 같이 표현할 수 있다. (3) 압입 상대반경 R은 압입봉의 반경 Ri와 잔류압입흔적의 반 경 R r로 식 (4)와 같이 계산된다. (4) 압입접촉면의 면적 A는 반경 a로부터 구할 수 있다. 올리 버와 파르는 비재하 하중곡선을 비선형 곡선으로 회귀분석 할 것을 제안하였고, 비재하 하중곡선의 초기 60 %를 이용 하여 비선형 곡선을 결정하였다. 비선형 곡선의 비재하 시 점의 기울기는 물질의 탄성계수와 연관이 있으며, 다음 식 (5)를 이용하여 압입봉의 변형을 고려한 감소 탄성계수 E* 를 구할 수 있다(Oliver and Pharr 1992; Fischer-Cripps 2004). (5) 식에서 β는 비대칭의 압입봉을 사용하였을 경우의 보 정계수로 Berkovich 압입봉 사용 시 1.034을 사용한다. Berkovich 압입봉 사용 시 압입접촉면의 면적 A는 식 (6)과 같이 계산한다(Oliver and Pharr 1992; Fischer-Cripps 2004). (6) 그림 6. 나노압입기 그림 7. 나노압입용 시험체 연마기계제 32권 1호 2020. 01 93 기계적 특성을 결정하는 실험방법은 무엇이 있습니까? 김정중 교수는 미국 뉴멕시코 대학 교 토목공학과에서 박사학위를 취득한 후 2014년부터 경남대학교 교수로 재 직하고 있다. 나노압입으로 시멘트의 미 세구조를 분석하여 다수의 논문을 출판 하였으며, 나노압입 분석 기법을 구조용 강재에 적용하여 연구를 수행하기도 하 였다. 최근 주 관심 연구 분야는 나노 섬 유를 활용한 개질 시멘트 개발이다. jungkim@kyungnam.ac.kr 식에서 θ는 수직방향에 대한 Berkovich 압입봉면의 각도 이다. 시험체의 탄성계수는 압입봉의 탄성계수와 프아송비 를 고려하여 결정된 감소 탄성계수를 사용하여 식 (7)과 같 이 계산할 수 있다. (7) 일반적인 압입봉의 탄성계수는 1,141GPa이고 푸와송비 는 0.07이다. 나노압입결과의 분석은 Berkovich 압입봉을 사용하여 나 노압입실험을 수행하였을 경우, 각각의 압입 시 성질이 다른 미세구조를 압입했다고 볼 수 있다. 이 경우 수행된 N번의 실 험에 의하여 결정된 N개의 탄성계수를 이용하여 탄성계수 분포 곡선을 결정할 수 있다. 이렇게 결정된 탄성계수의 분포 곡선을 분해(deconvolution)하여, 특정탄성계수 영역을 가 지는 미세구조를 결정할 수 있다. 또한, 탄성계수의 분포곡선 을 정규분포함수의 합으로 이루어진 곡선으로 가정하여 각 미세구조의 부피비를 결정할 수 있다. 1. Acker, P, “Micro mechanical analysis of creep and shrinkage mechanisms,” Creep, Shrinkage and Durability Mechanics of Concrete&other Quasi-brittle Mat., MA,Elsevier., 2001 2. Constantinides, G, F. Ulm, et al, “On the use of nanoindentation for cementious materials,” Materials and Structures 36 (April), 2003, pp. 191-196. 3. DeJonga, M. J. and F.-J. Ulm, “The nanogranular behavior of C-S-H at elevated temperatures (up to 참고문헌 700°C),” Cement and Concrete Research 37(1), 2007, pp. 1-12. 4. Fischer-Cripps, A. C, “Nanoindentation,” NewYork, Springer Science+Business Media, LLC, 2004 5. Hertz, H, “On the Contact of Elastic Solids,” J. Reine Angew. Math.92, 1881, pp. 156-171. 6. Kim, J. J., T. Fan, et al, “Homogenization model examining the effect of nanosilica on concrete strength and stiffness,” Transportation Research Record2141, 2010, pp. 28-35. 7. Mondal, P., S. Shah, et al, “A reliable technique to determine the local mechanical properties at the nanoscale for cementious materials,” Cement and Concrete Research37, 2007, pp. 1440-1444. 8. Oliver, W. and G. Pharr, “An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments,” Journal of Materials Research7(6), 1992, pp. 1564- 1583. 9. Reinhardt, A., E. Soliman, et al, “Fracture Toughness of Hydrated Cement Using Nanoindentation,” 7th International Conferenceon Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures (FraMCoS-7), Jeju, South Korea, 2010. 10. Riccardia, B. and R. Montanari, “Indentation of Metals by a Flat-Ended Cylindrical Punch,” Materials Science&Engineering A 381(1-2), 2004, pp. 281- 291. 11. Sorelli, L., G. Constantinides, et al, “The nano- mechanical signature of ultra high performance concrete by statistical nanoindentation techniques,” Cement and Concrete Research 38, 2008, pp. 1447- 1456. 12. Tweedie, C. and K. V. Vliet, “Contact creep compliance of viscoelastic materials via nanoindentation,” Journal of Materials Research 21(6), 2006, pp. 1576-1589. 13. Ulm, F.-J., M. Vandamme, et al, “Statistical indentation techniques for hydrated nanocomposites: concrete, bone, shale,” Journal of the American Ceramic Society 90(9), 2007, pp. 2677-2692. 14. Ulm, F.-J., M. Vandamme, et al, “Does microstructure matter for statistical nanoindentation techniques?” Cement and Concrete Composites32, 2009. 15. Velez, K., S. Maximilien, et al, “Determination by nanoindentation of elastic modulus and hardness of pure constituents of Portland cement clinker,” Cement and Concrete Research 31, 2001, pp. 555-561. 16. Zhang, C. Y., Y. W. Zhang, et al, “Nanoindentation of polymers with a sharp indenter,” MRS Bulletin 20(6), 2005, pp. 1597-1605. 17. Zhu, W., J. J. Hughes, et al, “Nanoindentation mapping of mechanical properties of cement paste and natural rocks,” Materials Characterization 58, 2007, pp. 1189-1198. 담당 편집위원 : 김기현(한국철도기술연구원) kimkh738@krri.re.kr국제소식 | INTERNATIONAL NEWS 94 Magazine of the Korea Concrete Institute ■ JCI 콘크리트학회지(Oct. 2019) 1. [해설] 일본건축학회 「페로니켈 슬래그 골재 또는 동글래스 잔골재 를 사용한 콘크리트의 배합설계・제조・시공지침・동해설」 의 개요 2016년 4월에 JIS A 5011-2「콘크리트용 슬래그 골재–제2부: 페로니 켈 골재」 및 JIS A 5011-5[콘크리트용 슬래그 골재-제3부: 구리 슬래그 골재」이 개정되어 환경 안전 품질 규정이 도입되는 것과 동시에, 페로니켈 슬래그 굵은 골재의 규정이 추가되었다. 이번 호에서는, 이 개정에 대응하여 최근의 연구성과를 도입하여 개정된 일본건축학회의 「페로니켈 슬래그 골재 또는 구리 슬래그 잔 골재를 사용하는 콘크리트의 배합설계 · 제조 · 시공지침 · 동해설」의 개요를 담았다. 2. [기술기사] 실란・실록산계 표면 함침재의 개발 및 장기내구성의 실증 실리콘 분자의 모노머(monomer)인 실란과 중합체인 실록산을 주성분으로 하고, 분자량과 주성분 농도, 성상 등을 적절 하게 조정하여 초기 성능이 뛰어난 실란 · 실록산계 표면 함침재를 개발하였다. 이 실란 · 실록 산계 표면 함침재에 대해 다양한 환경 조건에서 최장 15년간 폭로시험을 실시했다. 그 결과, 실란 · 실록산계 표면 함침재에 의한 콘크리트의 흡수 방지 효과가 15년 이상 지속하는 것, 콘크리트 중에 염화 이온 침투 양이 상당히 감소하는 것, 해안 지역에서는 콘크리트의 함수량이 저하 하여 중성화가 진행하지만, 철근 부식 억제에는 효과적일 가능성이 높은 것으로 밝혀졌다. 3. [공사 및 프로젝트 기록] 지구환경을 배려한 기존 구체활용형의 연구 개발동 증・개축 공사 본공사는, 기존 구체를 활용하면서 바닥 증축을 건물의 기능 향상과 함께 LCCO 2저감 효과를 높인 연구개발동 증 · 개축 공 사이다. 본 공사는 LCCO 2 저감 효과에 기여하는 구조 몸체를 장수명화하는 기술로서, 구체의 제거가 적고 구조 성능 및 시공 의 신뢰성이 높은 철근정착 공법 및 신건설부재의 콘크리트 타설이 어려운 장소에 후첨가형 중유동 콘크리트 공법을 적용하였 다. 또한, 제품 제조 시에 CO 2저감효과에 기여하는 기술로서 환경 배려 콘크리트 기술을 사용한 천연 석재조건축 자재를 사용 하였다. 본 기록에서는 이러한 증 · 개축 공사의 개요 및 각 기술의 적용에 대해 소개한다. ■ JCI 콘크리트학회지(Nov. 2019) 1. [해설-1] 일본건축학회 「철근 콘크리트 건물 등가선형화법에 근거한 내진성능평가형 설계 지침 (안)・동 해설」 의 개요 1978년에 Freeman이 Capacity Spectrum Method글 발표한 이래, 등가선형화법은 간편 한 비선형 응답 추정 방법의 하나로서 연구가 진행되어 왔다. 일본에서도 2000년의 성능 표준화 를 목적으로 건축 관련 표준의 법 개정에 의하여, 한계 응력 설계법으로 내진 설계법의 하나에 추 가되었다. 그 이후의 연구 성과를 바탕으로 일본 건축학회에서는 2019년에 「철근 콘크리트조 건 물의 등가 선형화법에 따른 내진 성능평가형 설계 지침 (안) · 동해설」을 간행하여, 건물의 모델 화, 해석방법, 보증설계방법 등을 나타내었다. 철근 콘크리트조 건물의 분야에서 일본 건축학회의 등가선형화법에 관한 최초 의 지침이며, 향후 이 기술의 보급에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 2. [해설-2] 일본토목학회 「고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 설계・시공지침」 의 개요 환경 부하 저감을 목표로 한 콘크리트 재료분야의 노력 중 하나로서, 고로슬래그 미분말을 이용한 결합재의 이용을 생각해 볼 수 있다. 지금까지 고로시멘트 B종으로 연구 결과는 많이 축적되어, 이용이 촉진되어왔다. 한편 고로시멘트 C종 상당 정도 의 치환율이 높은 시멘트의 이용은, 아직 진행되지 않고 있다. 여기에, 반세기 만에 개정된 고로슬래그 미분말을 이용한 콘크 리트의 설계 · 시공지침에 대한 개요를 나타내었다. 콘크리트 표준시방서 2017년 판에 준거한 내용으로 개정되어, 이 지침에 JCI 주요기사제 32권 1호 2020. 01 95 서는 설계 · 시공이 가능하도록 개정을 하였다. 또한, 새롭게 얻은 지식과 새로운 이용 방법 등을 자료 편에 정리하였다. 3. [기술기사] 「레미콘정보전자화가 타설작업의 생산성 향상에 미치는 효과」–콘크리트의 출하 ~ 운반 ~ 타설/품 질관리정보를 전자화하여 클라우드에 공유시도- 건설현장의 생산성을 비약적으로 향상하기 위한 혁신적인 기술의 도입 및 활용에 관한 프로젝트(PRISM)을 활용하여, 2018년도에 일본국토교통성의 여러 직할 공사에 대해 레미콘 출하 ~ 타설/품질관리 정보를 전자화하여 클라우드에 공유하 는 시행을 하였다. 그 결과, 콘크리트 출하 현장의 실제 작업에 의하여 전자화된 레미콘 정보가 어떻게 활용되는지가 시공방법 을 보다 분명하게 하여, 레미콘 정보의 전자화가 현장의 생산성과 콘크리트 시공 품질 모두 향상하는 데 효과가 있는 것이 밝혀 졌다. 본 보고서가, 이 기술을 향후 널리 이용해 나가기 위한 논의의 토대가 되는 것을 기대한다. 4. [공사 및 프로젝트 기록] 쿠마츠이 발전소 개조공사의 설계와 시공 주식회사 전원 개발의 쿠마츠이 발전소는, 북해도 미카사시의 카츠라자와 저수지에 접한 수력발전소이다. 이번에, 북해도 개발국이 시공하는 신카츠라자와 댐 건설공사에 의해, 저수 정도가 상승하고, 쿠마츠이 발전소는 침수하게 된다. 귀중한 순국 산 에너지인 수력 자원을 유용하게 활용하기 위하여, 주식회사 전원개발은 발전소 부지를 높여 발전사업을 지속할 계획이다. 여기에, 발전소 부지 위치를 높이는 데에 따른 콘크리트 구조물 신설공사 및 개설구조물의 보수계획에 대하여 보고한다. ■ Concrete International(November, 2019) 11월호에서는 ACI 챕터 이슈 및 지속개발 가능성을 주제로 콘크리트 바 닥판 코팅의 알칼리-실리카 반응 관련 열화, 방빙 염수가 콘크리트 내구성 에 미치는 악영향, 콘크리트 구조물의 건전도 평가를 위한 머신러닝 기법의 사용에 관한 내용을 수록하였다. 이외에, 콘크리트의 균열 및 내용연수에 관 한 Q&A가 실려 있다. 1. ASR-Related Distress in Floor Coatings 알칼리-실리카 반응은 특정 골재의 사용으로 콘크리트에 발생하는 흔한 열화 현상이다. 알칼리-실리카 반응은 골재 내의 실리카 성분이 콘크리트 내부의 알칼리성 공극수와 반응하여 골재 주위에 고흡습성 겔을 형성하고, 이 겔이 수분을 흡수하여 팽창함으로 인하여 발생한다. 대부분의 골재에는 소량의 알칼리-실리카 잠재 반응성을 가진 물질들이 존재한다. 이 물질들은 반응성, 함유량, 크기, 콘크리트 내 알칼리의 양, 수분 노출 정도에 따라 파손을 일으킬 수 있다. 본 기사에서는 최근 세 빌딩의 바닥판에서 발견된 부분적 블리스터링(blistering)에 관한 것으로, 현장 조사 결과 이는 모두 표면부 콘크리트의 알칼리-실 리카 반응에 의해 일어난 것으로 확인되었다. ACI 주요기사 (a) 사진 1. Blisters in floor coating: (a) larger blisters; and (b) close-up of a blister cross section showing a rhyolite particle below the blister and cracks emanating from the rhyolite particle (yellow arrows) (Note : 100 mil = 2.5 mm) (b)국제소식 | INTERNATIONAL NEWS 96 Magazine of the Korea Concrete Institute 2. Detrimental Effects of Anti-Icing Brines on Concrete Durability 캐나다에서는 도로 제설에 평균적으로 매년 약 550만 톤 의 제설제(고체 소금)를 사용하였으며, 미국에서는 2014년 한 해 동안 도로 제설에 2,700만 톤의 제설제를 사용하였다. 그러나 방빙제로서 고체 소금의 사용은 매우 비효율적인데, 그 이유는 강설 전 차량의 통행에 의하여 살포된 소금의 대부 분이 소실될 수 있으며, 이렇게 소실된 소금은 도로 주변의 수 계나 토양을 오염시킬 수 있기 때문이다. 이러한 이유로 최근 많은 지자체에서 고체 소금 대신 염수를 이용하여 방빙을 하 거나 습염 제조에 사용되고 있다. 캐나다 온타리오에서는 염 수로 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화나트륨을 주로 사용하고 있으나, 염화칼슘과 시멘트 수화물 중 수산화칼슘이 반응하여 팽창성 calcium hydroxychloride를 생성함으로써 균열 및 내 구성 문제를 일으키는 것으로 보고되고 있다. 이 기사에서는 염수에 노출된 콘크리트의 압축강도 측정을 통하여 파생될 수 있 는 내구성 문제를 분석하였다. 3. Using Machine Learning for Condition Assessment of Concrete Infrastructure 토목 사회기반시설물은 사회적 측면, 경영적 측면, 세계 경제 주도 측면, 인간 삶의 질 개선의 측면에서 매우 중요하다. 일 반적으로 콘크리트 구조물의 내용연수는 적용 설계기준, 구조물의 종류, 노출 환경, 유지관리의 정도에 따라 결정되며, 보통 60 ~ 75년의 내용연수를 목표로 설계된다. 따라서, 1960 ~ 1980년대에 캐나다 및 세계적으로 지어진 중요 콘크리트 구조 물들은 오늘날 한계 내용연수에 도달하고 있기 때문에, 내용연수를 연장하거나, 남은 사용기간동안 적절한 성능을 발휘할 수 있도록 철저한 관리가 필요하다. 이 기사에서는 머신러닝 기법을 이용한 콘크리트 구조물의 상태 평가를 고찰하고 이 분야의 미래에 대한 고찰을 수록하였다. ■ Concrete International(December, 2019) 12월호에서는 콘크리트 제품 및 서비스 가이드를 주제로 Atlanta BeltLine 프로젝트의 소개, 사용하중 하의 고층빌딩 콘크리트 전단벽의 거동 정밀해석 방법, IoT 기반 콘크리트 성숙도 모니 터링 기법에 관한 내용을 수록하였다. 이외에 ACI 코드의 적용에 관한 Q&A가 실려 있다. 1. Aesthetic Efficiency on the Atlanta BeltLine 새로운 랜드마크로 부상하고 있는 Atlanta BeltLine은, New York Properties에 의하여 사진 2. The bottom of a mortar bar exposed, at the top, to a 35 % calcium chloride brine for 2 months at 23°C (73°F) (photo courtesy of A. Poursaee and C.M. Hansson) 사진 3. Polished concrete samples: (a) sample prepared for damage rating index (DRI) analysis by drawing 10 mm (0.4in.) square grids on the surface; and (b) sample prepared for quantitative image analysis (IA) by impregnating with an epoxy dye that fluoresces under UV illumination (a)(b)제 32권 1호 2020. 01 97 개발되었으며 S9 Architecture and Cooper Carry에 의하여 설계된 총 2억 달러가 투입된 프로젝트이다. 이 프로젝트 는 주차장, 사무실, 상업시설, 플라자 등의 건설을 포함하며, 구조 설계는 Uzun+Case, LLC사가, 기계, 전기, 배관작업은 Jordan&Skala사가 담당하였다. 이 프로젝트의 건설은 Brasfield & Gorrie 사에 의하여 수행되었다. 프로젝트에 사용된 대 지 면적은 총 881,930 m2로 1,062대의 주차공간, 34,370 m2의 오피스 공간, 6,040 m2의 Kroger 식료품점이 있다. 이 기 사에서는 본 프로젝트에 사용된 기초를 비롯한 구조시스템, 콘크리트의 특성, 탄소 배출 저감방법, 설계 및 기능성 등에 대하 여 기술하였다. 2. High-Rise Concrete Shear Walls Subject to Service Loads 고층빌딩 설계 시 설계자는 풍하중에 의해 유발된 측면 변형을 필 수적으로 평가하여야 한다. 특히 측면 변형에 민감한 빌딩의 경우, 50년 또는 100년 주기의 폭풍을 고려하여 측면 변형이 평가되기 도 한다. 그러나 많은 고층빌딩의 경우, 설계자는 보통 10년 주기의 비계수 풍하중에 대한 측면 변형을 계산하고 있다. ACI 318 기준의 6.6.3.1장 및 6.6.3.2장은 벽체의 측면 하중 해석에 대한 단면 성질 을 제공한다. 6.6.3.1장은 계수하중 하의 탄성해석을 위한 성질을 제시하며, 6.6.3.2에서는 사용하중에 대한 해석을 위한 수정계수를 제시하고 있다. 측면 변형을 계산하기 위한 현재 사용되고 있는 방 법들은 큰 변동성을 지니고 있으며, 어떠한 방법도 콘크리트 균열정 도에 대한 명확한 해석 절차를 제시하지 못하는 실정이다. 이 기사 에서는 콘크리트 벽체의 균열 정보에 기반하여 더욱 더 정확한 콘크 리트 벽체 해석방법을 제공하고자 하였다. 3. Monitoring Concrete Placements 콘크리트의 분할 타설 시, 콘크리트의 타설 시점을 결정하기 위 해서는 앞서 타설된 콘크리트의 온도와 성숙도의 측정이 필수적 으로 요구된다. 일반적으로 성숙도를 추정하기 위하여, 현장 타 설콘크리트의 여분을 이용하여 시편을 제작하고 이의 온도를 측 사진 2. Results of the example shear wall: (a) isoflex lines determined using values and locations calculated from Eq. (8) and (11), respectively; and (b) combined stresses due to gravity and wind loads, calculated using a finite element model (10 x 10ft shell elements). Values in the legend are in psi 사진 1. 725 Ponce is a mixed-use development: (a) the project is adjacent to the Atlanta BeltLine, a railway that has been repurposed as parks and trails; and (b) the new structure’s exposed concrete frame is designed to fit into the surrounding neighborhood, which includes a historic structure that was once a Ford Motor Company assembly plant(photo courtesy of Scott Wang, www.scottwangphoto.com) (a)(b)Next >