• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.109-115
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• 2015

본 연구는 SIFCON 형태의 고성능 강섬유보강 시멘트 복합체의 섬유혼입률에 따른 휨실험을 수행하였고, 실험결과를 바탕으로 휨성능을 평가하였다. 슬러리를 충전하는 형태로 일반 섬유보강시멘트와 달리 높은 섬유혼입률을 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 주요 실험 변수는 섬유혼입률 8.0%, 7.5%, 7.0%, 6.5% 및 6.0% 이며, 각 변수에 대한 휨강도 및 휨인성 특성을 분석하였다. 그 결과, 높은 섬유혼입률로 인하여 초기균열 발생 이후에도 계속적으로 하중이 증가하였으며, 최대강도 이후 충분한 잔류강도를 확보하였다. 또한 최대 50MPa 수준의 높은 휨강도를 발현하였으며, 섬유혼입률에 따른 휨강도 및 휨인성은 비례하여 증가하는 경향으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.189-196
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• 2018

순환골재를 사용한 철근콘크리트 부재에서 휨강도에 비하여 전단성능 저하가 문제점으로 제기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 강섬유를 콘크리트 보강재로 사용할 수 있다. 본 연구에서는 순환골재를 사용한 SFRC 보의 전단실험을 통하여 강도 및 변형 특성을 파악하고자 하였다. 주요 실험변수는 강섬유 혼입률(0, 0.5%, 1%), 순환골재 치환율(0%, 100%), 전단경간비(a/d = 1, 2) 등이다. 실험결과 실험에 의한 전단강도는 강섬유의 혼입률이 증가할수록 전단경간비가 작아질수록 증가하였다. 강섬유 1% 혼입한 순환골재의 경우 일반 골재에 비해 최대전단내력이 1.77~6.25% 증가한 반면에 강섬유 0~0.5% 혼입한 실험체에서는 일반골재에 비해 순환골재가 24.2%~49.2%의 전단강도가 저하되었다. 이를 볼 때 1% 강섬유 보강에 의하여 순환골재 사용에 따른 강도 저하를 방지하는데 크게 기여하는 것을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.697-703
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• 2009

이 연구에서는 강섬유 혼입률과 주인장 철근의 정착 방법을 변수로 한 섬유보강 고강도 콘크리트 내민받침을 제작하고 구조실험을 실시하였다. 강섬유의 혼입, 강섬유 혼입률의 증가에 따라 고강도 콘크리트 내민받침의 내하력, 강성, 연성은 증가하는 것으로 나타났고, 최대 균열폭은 감소하였다. 또한, 횡방향 철근에 용접하여 주인장 타이 철근을 정착한 내민받침 보다 헤디드 바를 주인장 타이 철근으로 사용한 내민받침이 더 높은 내하력, 강성, 연성을 보였다. 따라서, 헤디드 바를 주인장 타이 철근으로 사용하고, 강섬유를 혼입함으로써 내민받침의 내하력, 내구성, 시공성 등을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 실험 결과를 설계기준의 규준식 및 여러 연구자들이 제안한 예측모델과 비교한 결과, Fattuhi가 제안한 트러스 모델은 섬유 보강 고강도 콘크리트 내민받침의 강도를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2014

콘크리트의 취성파괴를 방지하기 위해 강섬유 보강재는 효과적인 복합재료이다. 그러나 시멘트 사용량이 많아지면 건조수축이 증가하고 이로 인해, 강섬유 보강재의 연성증가 효과가 제한될 수 있다. 팽창재를 사용한 콘크리트 내부의 강섬유 보강재는 화학적 프리스트레싱 효과가 발생하여 강섬유 보강효과를 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 CSA 팽창재와 강섬유 보강재를 혼입하여 콘크리트의 역학적인 특성을 분석하였다. 체적비 1~2%의 강섬유 보강재와 시멘트 중량의 10%의 CSA 팽창재를 혼입하였으며, 다양한 역학적 특성과 휨거동을 분석하였다. 강섬유 보강재를 혼입한 CSA 콘크리트는 인장강도와 초기균열강도의 증가를 나타냈으며, 균열후의 파괴에너지 증가와 같은 연성거동을 뚜렷하게 나타내었다. 적절한 팽창재 사용과 최적의 강섬유 보강재의 혼입률이 도출된다면 이들의 상호작용은 콘크리트의 취성을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.65-66
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• 2010

이 연구에서는 고강도 콘크리트에 강섬유를 혼입했을 경우 강섬유의 전단 보강재로서 효율성을 파악하기 위해 강섬유 혼입률이 0.5%-1.0%인 3개의 강섬유보강 고강도 콘크리트 보와 1개의 고강도 콘크리트 보를 제작하여 전단파괴를 유도한 실험을 수행하였다. 실험결과 강섬유 혼입에 의해 고강도 콘크리트 보의 전단강도가 크게 증가 되었으며 연성적으로 거동하는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.703-708
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• 2006

역학적 특성이 개선되고 고성능 건설 재료로 가장 주목받고 있는 슬러리 충전 섬유 콘크리트(SIFCON)의 역학적 특성을 분석하기 위해서 양단 훅크형의 강섬유를 $4{\sim}10%$의 체적비로 혼입하여 시험체를 제작한 후, 압축강도시험과 직접인장시험을 실시하였다. 물-시멘트 비는 0.4, 슬러리의 워커빌리티를 향상시키기 위해 실리카 흄과 유동화제를 각각 시멘트 중량의 10%, 0.5%를 혼입하였다. SIFCON의 강섬유 혼입률별 시험에서 나타난 압축강도는 강섬유가 혼입되지 않은 시멘트 페이스트와 비교 하였을 때 약 $1.59{\sim}2.68$배 증가하였으며, 인장강도는 약 $2.51{\sim}8.77$ 증가하였다. 또한 강섬유의 혼입률이 증가함에 따라 인성과 연성도 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.685-688
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• 2008

콘크리트는 압축에 강한 특성을 지닌 재료이지만, 인장 및 휨강도가 낮고 균열에 대한 저항성이 약한취성재료라는 단점을 가지고 있어 이에 대한 보완책으로서 철근이 사용되어 왔다. 하지만, 포러스콘크리트는 내부에 존재하는 다량의 연속공극으로 인하여 철근보강시 철근이 공기에 노출되어 부식되는 문제점을 보이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 강섬유를 혼입과 목표공극률에 따른 공극률, 압축강도,휨강도 및 휨인성 특성을 검토하였다. 실험결과, 강섬유의 혼입에 따른 실측공극률은 증가하는 것으로 나타났으며, 강도특성에서는 강섬유의 혼입률이 증가 함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나 일정량 이상의 섬유가 혼입되었을 경우에는 강도가 오히려 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 휨인성평가에서는 강섬유를 혼입하지 않은 포러스콘 크리트에 비하여 처짐변형 성능이 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 강섬유를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도 및 휨저항성능 향상재료로 사용가능성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.101-109
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• 2008

본 연구에서는 마이크로 입자들로 구성된 매트릭스의 강섬유 보강 시멘트 복합체에서 강섬유가 압축강도에 미치는 영향을 규명하고자 하였으며, 강섬유의 섬유혼입률과 섬유형상비에 따른 영향을 파악하고 혼입률과 형상비를 동시에 고려한 변수인 섬유보강지수(RI)에 따른 압축강도의 변화를 살펴보았다. 실험결과에 따르면 마이크로 입자로 구성된 매트릭스의 강섬유보강 복합체에서는 섬유보강지수가 증가에 따라 압축강도가 선형적으로 증가하였다. 이와 같은 결과로부터 섬유보강지수와 압축강도와의 관계를 나타내는 모델식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.525-533
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• 2012

이 연구에서는 UHPCC에서 섬유혼입률에 따른 초기균열강도 및 휨인장강도의 변화를 0~5 vol.% 범위에서 조사하였으며, 노치의 여부에 따른 영향을 파악하기 위해 노치가 없는 보에 대한 4점 재하실험 및 노치 낸 보에 대한 3점 재하실험을 같이 실시하였다. 실험 결과로부터 섬유혼입률이 증가함에 따라 휨인장강도는 선형적으로 강도가 향상됨을 확인할 수 있었고, 초기균열강도의 경우에는 1 vol.% 이상에서는 강도향상을 나타내었으나 그 이하의 섬유혼입에서는 강도향상 효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 노치 유무에 따른 휨 실험으로부터 구한 UHPCC의 초기균열발생강도 및 휨 인장강도를 비교했을 때, 섬유혼입률에 따라 노치의 영향이 변하는 것으로 나타났다. 섬유혼입률이 증가함에 따라 노치에서의 응력집중의 영향이 감소하여 강도 차이가 점차 줄어들었으며, 높은 섬유혼입률에서는 노치에 의한 응력집중효과는 없어지고 균열면의 상태 및 크기효과의 영향이 지배적으로 작용하여 노치낸 보의 강도가 좀 더 크게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.13-20
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• 2009

본 연구에서는 섬유혼입률이 초고강도 강섬유보강 콘크리트의 인장연화거동 특성에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 노치 낸 보에 대한 3점 재하 휨실험을 통해 초고강도 강섬유보강 콘크리트의 휨인장 거동을 구하고, Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하여 휨 실험 결과로부터 인장연화곡선을 도출하였다. 노치 낸 보의 휨 실험 결과에서 초기강성은 섬유혼입률에 관계없이 일정한 값을 나타내고, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하며 연화거동은 일정 균열폭에서 점근적으로 수렴하는 경향을 나타내었다. 역해석을 통해 구한 인장연화곡선으로부터 섬유혼입률과 임계균열폭, $\omega_0$의 함수로 인장연화모델을 제안하였으며, 인장연화모델은 균열이 진행됨에 따라 일정한 인장응력 값을 가지는 소성구간과 지수함수로 주어지는 연화구간으로 나누어 제시하였다. 본 연구에서 제시한 인장연화모델을 적용하여 점성균열모델을 이용한 유한요소해석을 수행한 결과, 해석 결과와 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.