딥러닝을 이용한 경량혼합토의 일축압축강도 예측 시스템

박보현 ( Bohyun Park ) , 김두기 ( Dookie Kim ) , 박대욱 ( Dae-wook Park )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 18~25페이지(총8페이지)

경량혼합토의 일축압축강도는 배합비에 크게 의존한다. 경량혼합토와 다양한 경량혼합토의 구성성분들의 관계를 특징짓기 위한 기존연구에서는 시험을 통한 회귀모델을 사용하여 정규화계수를 제안하였다. 그러나 실내시험에서 얻은 결과는 재료와 배합비사이의 관계가 복잡하기 때문에 일정한 예측의 정확도를 기대할 수 없다. 이 연구에서는 다양한 배합조건에서 수행된 실내시험결과를 바탕으로 심층신경망모델을 적용함으로써 경량혼합토의 일축압축강도를 예측하였다. 제안된 심층신경망 모델을 사용함으로써 설계 배합조건으로 구성된 경량혼 합토의 일축압축강도 값을 합리적으로 산정할 수 있다.

TAG Lightweight Treated Soil, LTS, Artificial Neural Network, ANN, Deep Neural Network, DNN, Deep Learning, Deep-LTS, 경량혼합토, 인공신경망, 심층신경망, 딥러닝

비용효율을 고려한 자기 충전형 콘크리트의 CCD 실험설계법 및 가중 다목적성 기반 다목적설계최적화(MODO)

도정윤 ( Jeongyun Do )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 26~38페이지(총13페이지)

자기 충전형 콘크리트의 배합물 설계는 전형적인 다기준의사결정의 과정이다. 본 연구에서는 실험설계법과 반응표면법을 이용하여 SCC 배합물 전산 설계가 가능하도록 재료성능 및 비용모델을 생성하고, 요구조건을 반영한 여러 성능 사이의 상대적 중요도를 산정하여 가중 다목적 설계문제로 정식화하여 수치최적해를 계산함으로써 비용효율을 고려한 SCC최적설계를 수행하였다. 실험비용과 시간을 고려하여 SCC의 수많은 요구성능 중 압축강도, 철근충전성, 재료분리저항성, 비용정보 등을 다목적 최적화의 목적함수로 설정하였다. 재료경제성을 최적재료설계프로세스에 합리적으로 반영함으로써 경제적 콘크리트배합설계를 수행할 수 있었으며, 본 연구 결과 실험점 계획에서 부터 최적해 산출에 이르는 과정을 객관적인 프로세스로 구성함으로써 콘크리트 범용 최적재료설계기술 및 전산화를 기대할 수 있다.

TAG Self-Compacting Concrete, Cost Optimization, Multi-Objective Optimization, Desirability Function, 자기충전형 콘크리트, 비용최적화, 다목적설계최적화, 만족도지수

탄산화에 노출된 GGBFS 콘크리트의 콜드 조인트 및 하중 재하를 고려한 확률론적 내구 수명 해석

김태훈 ( Tae-hoon Kim ) , 권성준 ( Seung-jun Kwon )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 39~46페이지(총8페이지)

탄산화는 콘크리트 내부로 이산화탄소가 확산되어 매립 철근에 부식을 유발함으로서 콘크리트 구조물의 구조적, 재료적 성능을 저하시키는 열화 현상이다. 결정론적인 방법을 통한 내구수명 평가는 일반적이지만, 하중 및 콜드 조인트 효과를 고려한 확률론적 내구수명 평가에 대한 연구는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 확률 변수를 피복 두께, 이산화탄소 확산계수, 외부 이산화탄소 농도, 내부 수화물 반응량으로 정의하고 취약부와 하중 조건을 고려한 확률론적 내구수명 도출을 MCS (Monte Carlo Simulation) 기법을 통해서 진행하였다. 각 확률 변수의 평균을 1.0 ~ 3.0배로 변화시키고, 변동계수를 0.1 ~ 0.2까지 변화시키면서 내구수명을 평가하였다. 분석한 결과 피복 두께에서 47.7%의 내구수명 감소율을, 이산화탄소 확산계수에서 11.4%의 내구수명...

TAG Carbonation, Service life, Cold joint, Random variable, 탄산화, 내구수명, 콜드 조인트, 확률 변수

장기 재령 GGBFS 콘크리트의 염화물 확산 거동 평가 및 확률론적 염해 내구수명 해석

윤용식 ( Yong-sik Yoon ) , 김태훈 ( Tae-hoon Kim ) , 권성준 ( Seung-jun Kwon )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 47~56페이지(총10페이지)

콘크리트 구조물의 주요 열화 현상 중 하나인 염해는 내부 보강재의 부식을 야기하여 최종적으로 구조적 문제를 야기한다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비 (0.37, 0.42, 0.47) 및 GGBFS 치환률 (0 %, 30 %, 50 %)을 고려한 콘크리트를 대상으로 재령 1,095일에 촉진염화물 확산 시험을 수행하였다. Tang‘s method와 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 촉진 염화물 확산계수 및 통과 전하량을 평가하였으며 선행 연구의 이전재령일 시험결과와의 고찰을 통해 재령의 증가에 따라 변화하는 내구성능 거동을 고찰하였다. 재령일이 증가함에 따라 통과 전하량과 확산계수는 크게 감소하였으며, 특히 GGBFS를 혼입한 배합에서는 잠재 수경성에 의해 OPC 배합 대비 큰 폭의 감소가 나타...

TAG Chloride resistance performance, GGBFS, Service life, Probabilistic analysis, 염해저항성능, 고로슬래그 미분말, MCS, 내구수명, 결정론적 해석, 확률론적 해석

콘크리트 하수관거 보수용 초속경 수중불분리 모르타르의 재료적 특성

이병재 ( Byungjae Lee ) , 이선목 ( Sunmok Lee ) , 방진욱 ( Jin-wook Bang ) , 김윤용 ( Yun-yong Kim )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 57~62페이지(총6페이지)

국내에 설치된 하수관거 중에서 20년을 초과한 콘크리트관의 연장은 66,334km로서 전체의 42.5%를 차지한다. 열화된 콘크리트 하수관거에서는 내부 하수의 유출로 인해 관로 주변의 동공을 확장시켜 땅꺼짐 등의 문제도 발생시키기 때문에 이에 대한 보수를 통한 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 초속경시멘트 및 분리저감제를 적용한 수중불분리성 모르타르를 하수관거 보수에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 배합조건에 따른 응결시험 결과 분리저감제 혼입에 따라 종결이 최대 172%정도 지연되는 것으로 나타났다. 수중분리도는 분리저감제 0.3% 이상 혼입시 pH 12 이하로 측정되었고, 현탁액량은 분리저감제 0.2% 이상 혼입시 50mg/l이하로 측정되어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 기건조건과 수중조건에서 타설하였을 때의 강도...

TAG Sewer pipe, Repair mortar, Anti-washout, Ultra rapid hardening, Segregation reducing agent, 하수관거, 보수 모르타르, 수중불분리, 초속경, 분리저감제

건축기준 완화를 위한 순환골재 콘크리트 적용 시의 품질 특성 연구

우경섭 ( Gyeong-sub Woo ) , 김정호 ( Jung-ho Kim ) , 이세현 ( Sea-hyun Lee ) , 오중근 ( Jung-keun Oh )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 63~69페이지(총7페이지)

우리나라는 전체 폐기물 발생량 중 건설폐기물 발생량은 약 47.3%로 가장 많은 비중을 차지하고 있고 그 중 폐콘크리트가 약 62.8%로 재활용이 시급한 상황이다. 이에 정부는 건설폐기물의 재활용을 촉진하기 위해 순환골재의 다양하고 폭넓은 활용을 권장하고 있다. 또한 건축물에 콘크리트용 순환골재를 사용할 경우 용적률, 건축높이 등 건축기준을 완화해주고 있다. 그 기준은 콘크리트용 순환골재 최대 25% 사용시 용적률을 최대 15% 완화해 주는 조건이다. 이에 본 연구는 순환골재의 콘크리트용으로의 사용을 적극 권장하고자 콘크리트용 순환골재 사용 시 건축기준의 완화 내용을 검토하였고 순환골재 중 순환굵은골재을 사용하여 치환율에 따른 배치플랜트에서의 적정 혼합시간을 도출하였다. 또한 건조수축 개선을 위해 순환골재용 혼화제를 사용하여 순환굵은골재 치환율별 콘...

TAG Construction standard mitigation, Recycled aggregate, Recycled aggregate concrete, Drying shrinkage, 건축기준완화, 순환골재, 순환골재콘크리트, 건조수축

IoT 기반 비접촉 초음파 측정 시스템 개발 및 적용

김지환 ( Jihwan Kim ) , 홍진영 ( Jinyoung Hong ) , 김률리 ( Rrulri Kim ) , 우욱용 ( Ukyong Woo ) , 최하진 ( Hajin Choi )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 70~79페이지(총10페이지)

본 연구의 목적은 IoT기반 무선 비접촉 콘크리트 시스템(ICUS)을 개발하고 이를 성능 평가하는데 있다. 개발된 시스템은 16개의 MEMS, 2Mhz의 digitizer, 증폭 회로, FPGA 및 wifi 모듈로 구성되어 있으며 무선 측정 시스템으로 콘크리트의 누설되는 표면파를 측정한다. 데이터 분석은 신호의 정확성을 높이기 위해 다중 채널 분석을 수행하였으며 이를 통해 누설 표면파 및 음향의 속도를 도출할 수 있다. 시스템의 성능을 평가하기 위해 기존의 초음파 전달속도 시험( UPV)과 결과비교 하였으며 이는 철도 현장의 콘크리트 침목에서 수행되었다. 시험 결과, 초음파 전달속도 시험(UPV)을 통해 균열을 검출하는 것은 침목의 균열 형태와 초음파 경로가 평행하거나 접촉식으로 현장 적용의 한계가 있음을 확인할 수 있었다...

TAG IoT, Contactless ultrasonic, Concrete, MEMS sensor, Wireless, 비접촉 초음파, 콘크리트, MEMS 센서, 무선

슬립폼 방식으로 제작된 역리브 프리캐스트 슬래브의 구조거동에 대한 실험적 연구

최석동 ( Choi Seokdong ) , 김민석 ( Kim Min-seok ) , 김강수 ( Kim Kang Su ) , 홍성엽 ( Hong Sung Yub ) , 한선진 ( Han Sun-jin )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 80~86페이지(총7페이지)

역리브 (Inverted multi-tee, 이하 IMT) 슬래브를 제작하기 위해서는 콘크리트를 2번에 걸쳐 타설해야하기 때문에 부재 제작에 상당한 시간이 소요된다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 최근에는 슬립폼 방식을 활용하여 IMT 슬래브를 제작하는 기술이 새롭게 개발되었다. 이 연구에서는 슬립폼 방식으로 제작된 IMT 슬래브의 구조성능을 평가하기 위한 휨 및 전단 실험을 수행하였다. 이를 위하여 토핑콘크리트가 합성된 휨실험체 1개와 전단실험체 2개를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드 및 균열패턴, 프리캐스트 슬래브와 토핑콘크리트 사이의 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 또한, 현행구조기준을 활용하여 실험체들의 휨 및 전단강도를 평가하였으며, 상이한 압축강도의 콘크리트로 구성된 합성 IMT 슬래브에 적합한 전단강도...

TAG inverted multi-tee slab, precast concrete, flexural strength, shear strength, structural design code, 역리브 슬래브, 프리캐스트 콘크리트, 휨강도, 전단강도, 구조기준

EIS를 이용한 아크 금속용사 표면처리기법이 적용된 강재의 콘크리트 내 부식 거동에 관한 실험적 연구

윤창복 ( Chang-bok Yoon ) , 박장현 ( Jang Hyun Park ) , 이한승 ( Han-seung Lee )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 87~95페이지(총9페이지)

EIS를 이용한 아크 금속용사 표면처리기법이 적용된 강재의 콘크리트 내 부식거동에 관한 실험적 연구로서 콘크리트 내부환경을 모사한 Ca(OH)₂ 포화수용액 침지 및, NaCl 수용액에서의 침지실험을 통해 부식거동을 실험하였다. Nyquist plot의 분석을 통하여 등가회로를 도출하였으며 Ca(OH)₂ 수용액에서의 계면저항과 분극저항을 비교한 결과 계면저항은 Al ATMS가 가장 우수하였으며 분극저항은 Zn ATMS 가 가장 우수한 것으로 나타났다. 시멘트 모르타르에 금속용사 표면처리 된 강재를 매립후 NaCl 수용액에 침지하여 침지 시간에 따른 임피던스 측정에서는 초기 침지 임피던스 측정값은 Zn ATMS시험체가 가장 높았으나 침지 2주후에는 Al ATMS 시험체의 임피던스...

TAG Electreochemical impedance spectroscopy, Arc Metal Spray Method, Corrosion behavior, Equivalent circuit, Polarization resistance, 아크금속용사, EIS, 철근부식, 분극저항, 등가회로

천연 제올라이트의 분말도와 치환율이 시멘트모르타르의 화학반응 및 물리적 특성에 미치는 영향에 관한 연구

윤창복 ( Chang-bok Yoon ) , 이한승 ( Han-seung Lee )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제3호, 96~103페이지(총8페이지)

천연제올라이트를 콘크리트 혼화재료로서 활용을 위한 기초적 연구로서, 압축강도, 활성도 지수, Ca(OH)₂정량분석, XRD 실험을 통하여 고찰하였다. 천연제올라이트를 분말도 및 치환율에 따라 첨가한 모든 실험체에서 천연제올라이트에 풍부하게 함유되어 있는 SiO₂가 시멘트의 수화생성물과의 반응으로 강도발현에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 치환율이 많아 질수록 압축강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 기준모르타르의 시멘트 양에 비해 강도발현에 영향을 미치는 C₃S, C₂S의 클링커 구성 광물의 함유량이 감소하였기 때문으로 판단된다. XRD 결정 구조상 기준모르타르와 큰 차이를 보이지 않았으며, 이를 통해 천연제올라이트를 10% 치환한 Z2-10...

TAG Natural Zeolite, Fineness, Replacement, Activity Factor Ca, OH, _{2 Quantitative Analysis}, Hydration Products, 천연제올라이트, 분말도, 치환, 활성도 지수, Ca, OH, _{2 정량분석}, 수화생성물

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