• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.118-125
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• 2013

폴리비닐알코올 섬유와 폴리에틸렌 섬유 등의 합성 섬유는 고연성 섬유보강 시멘트 복합재료를 제조하는데 성공적으로 사용되고 있다. 폴리프로필렌 섬유 역시 복합재료를 제조하는데 사용되고 있지만, 고연성을 구현하는 목적보다는 고온에 노출된 콘크리트의 내화 성능 향상 목적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 폴리프로필렌 섬유로 보강된 시멘트 복합재료의 성능을 향상시키는 방법에 대하여 논하고자 한다. 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 평가하기 위하여 5가지 배합을 결정하였다. 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC)와 OPC를 다량 치환한 플라이애시를 결합재로 사용하였고 물-결합재 비는 0.23~0.25이다. 또한 부피비로 2%의 폴리프로필렌 섬유가 사용되었으며, 연성을 향상시킬 목적으로 폴리스틸렌 비드가 사용되었다. 슬럼프, 밀도, 압축강도, 1축 인장 실험을 포함한 일련의 실험을 수행하였으며, 실험결과, 파괴역학, 마이크로역학, 통계이론을 이용하여 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.78-91
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• 1996

단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권2호
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• pp.118-128
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• 1994

본 논문은 전단철근을 갖지 않는 강섬유보강콘크리트 보의 전단거동을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 섬유로 보강된 11개의 보을 포함한 총 14개의 보에 대한 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 섬유혼입율과 전단지간 등이며, 실험과정을 통해 파괴형상, 처짐, 균열전단강도 및 극한전단강도를 측정하였다. 실험결과로부터 섬유의 혼입량이 많아지고 전단지간이 짧아질수록 섬유보강콘크리트 보의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 그리고 실험결과를 희귀분석하여 균열전단겅도와 극한전단강도 추정식을 제안 하였으며, 제안된 식에 의해 강섬유의 혼입으로 얻어지는 전단강도에 대한 섬유의 기여효과를 추정할 수 있었다. 또한, 제안된 추정식에 의해 계산된 값과 실험결과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권4호
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• pp.125-133
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• 1998

본연구에서는 강섬유와 실리카흄의 혼입이 숏크리트의 리바운드율에 미치는 영향을알아보기 위하여 현장실험을 수행하였다. 실험은 보강방법(강섬유와 와이어메쉬), 강섬유 혼입율(0.0%, 0.5%. 0.75%, 1.0%), 실리카 흄 혼입율(0.0%, 10.0%), 타설부위(side wall, shoulder, crown)등의 4가지 변수를 중심으로 수행되었다. 실험결과, 타설부위가 side wall인 경우 , 강섬유보강숏크리트는 강섬유의 혼입률이 증가할수록 와이어메쉬보강숏크리트에 비해 20%~35%의 리바운드율의 감소효과를 나타내었다. 또한 이러한 리바운드율의 감소효과는 10%의 실리카흄을 혼입한 경우에는 더욱더 큰 폭으로 감소되는 경향을 보였으며, 타설부위가 shlulder와 crown인 경우에도 유사한 결과를 나타내었다. 한편 본 연구에서는 강섬유보강숏크리트에대한 기존의 2단계 리바운드 현상을 기초로, 골재와 강섬유간의 미시적인 상호작용에 따른 4단계의 리바운드 발생 현상을 추정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.95-104
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• 2013

최근 시멘트혼합토(CSG)가 많은 설계 시공에 적용되어지고 있다. CSG재료는 경화 초기엔 흙과 같은 역학적 특성을 보이지만 시간이 경과함에 따라 점차 콘크리트 재료적 특성을 발현하게 된다. 경화된 시멘트혼합토는 작은 변형률에서 최대강도가 발현되고 이 후 급격한 취성파괴에 도달하는 탄성적인 성질을 띠게 된다. 본 연구에서는 이러한 CSG재료의 취성거동특성을 완화하고 상대적으로 취약한 인장성능을 개선하고자 PVA 섬유보강재를 적용하였다. 섬유보강 CSG재료는 재하시 하상시료와 섬유사이의 결합력으로 섬유에 인장력이 발생하여 혼합시료의 인장강도 증가와 급작스런 취성파괴발생을 방지할 수 있다. 실험결과 섬유보강만으로도 CSG재료의 응력-변형특성을 취성파괴에서 연성파괴로 유도할 수 있으며, 섬유보강에 의한 잔류강도 증가효과를 확인 할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.743-748
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• 2006

본 논문은 오토클레이브 양생과정 없이 제작되는 섬유보강 경량골재 콘크리트(FRLAC)의 섬유 혼입률에 따른 역학적 특성의 변화를 알아보기 위해 수행된 실험적 연구의 결과에 대해 서술하고 있다. FRLAC는 폴리프로필렌 섬유와 경량골재를 혼입함으로써 기포 콘크리트의 강도를 증진시켰다. 섬유의 혼입률이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보고 최적 섬유 혼입량을 결정하기 위해 폴리프로필렌 섬유의 혼입률이 0%, 0.10%, 0.25%, 0.50%인 공시체들을 제작하여 일련의 압축강도시험과 휨강도시험을 수행하였다. 시험 결과 0.25%의 섬유 혼입률에서 압축강도가 가장 많이 증대되었고, 섬유가 FRLAC의 균열진전을 제어함을 알 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제12권4호
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• pp.230-240
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• 1997

본 연구에서는 폴리프로필렌 섬유보강 콘크리트의 파괴특성을 알아보기 위해 Monofilament 섬유와 Fibrillated 섬유의 두 종류 폴리프로필렌 섬유를 선택하여 10$\times$10$\times$50 cm 보 시편을 만들었는데, 이때 사용된 두 종류의 섬유 길이는 19 mm이고, 섬유 혼입량은 0%, 1%, 2%, 3%로 하였으며, 초기균열 깊이의 영향을 알아보기 위해 초기 균열길이를 각 섬유 혼입량에 따라 1.5cm, 3.0cm, 4.5cm로 하여 실험을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 폴리프로필렌 섬유보강 콘크리트의 파괴특성을 규명하기 위해 보 시편에 대한 4 점 하중 휨시험을 통해 하중-하중점 변위 곡선을 각 시편에 대해 측정하였고, 이때 COD 게이지를 이용하여 하중-CMOD 곡선도 측정할 수 있었다. 이러한 실험결과를 통해, 섬유혼입량과 초기 균열 깊이에 따른 압축강도, 휨강도 및 휨인성, 응력확대계수, 파괴에너지 등이 규명되었다. 이러한 결과에 대한 분석으로부터 Fibrillated 폴리프로필렌 섬유가 Monofilament 섬유보다 연성 효과가 큰 것을 알 수 있었으며, 특히 하중-CMOD 곡선으로부터 계산되는 파괴에너지인 Jc가 믿을만한 파괴특성 인자임을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.102-108
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• 2010

본 연구의 목적은 폐 PET병을 재활용하여 만든 섬유(RPET)를 콘크리트 부재에 적용시키기 위한 성능 평가에 있다. RPET 섬유보강 효과를 평가하기 위해서 압축강도, 탄성계수, 쪼갬인장강도와 같은 기초물성실험과 건조수축균열실험을 수행하였다. 기초물성실험에서 RPET의 혼입률이 증가할수록 RPET 보강 콘크리트의 압축강도와 탄성계수는 감소하였고, 쪼갬인장강도는 증가하였다. 건조수축 실험에서 자유건조수축은 증가하였다. 반면에 구속건조수축의 경우 RPET 섬유에 의한 인장 저항성의 증가로 인해 균열 발생을 지연시켰다. RPET 섬유와 PP 섬유를 혼입한 콘크리트 시편의 특성을 비교해보면 두 섬유가 유사하다는 것을 알 수 있다. 따라서 RPET 섬유는 PP 섬유의 대체 재료로서 충분할 뿐만 아니라 폐 PET병을 재활용하고 환경오염을 저감시킨다는 측면에서 친환경적으로 더 뛰어나다는 것을 알 수 있다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.38-39
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• 2015

This study reviewed slump and air content as pre-hardening characteristics depending on B/P production of amorphous steel fiber-reinforced concrete and evaluated compressive strength, flexural strength and tensile strength as post-hardening characteristics depending on B/P production of amorphous steel fiber-reinforced concrete.

• 전산구조공학
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• 제7권4호
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• pp.4-9
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• 1994

강섬유 보강 콘크리트는 콘크리트 내에 강섬유를 임의로 투입함으로써 취성의 콘크리트 물성을 연성적으로 향상시킴과 동시에 압축, 인장, 휨 강도를 증가시킨 새로운 구조 신소재라고 할 수 있다. 과거 70년대가 SFRC의 재료적 물성에 대한 실험적 시기였던 반면 현재는 현장에 SFRC를 시공하는 응용단계라 할 수 있다. SFRC의 우수성은 선진 외국의 경우 일반적으로 기업, 정부, 계약관계자 등에게 잘 인식되어 있어 이미 많은 시공현장에서 응용되고 있다. 이로 인하여 외국(미국, 일본, 유럽 등)의 경우 구조적으로 안정되고 경제적인 구조물을 실현하고 있으나 국내의 경우는 안타깝게도 SFRC에 대한 인식이 아직 일반화되어 있지 않으며 시공현장도 매우 드문 실정이다. SFRC에대한 연구는 국.내외 학회에서 꾸준히 연구, 개발하고 있으며 이들 연구결과가 경제적이고 우수한 구조물을 실현하는데 기여할 수 있기를 기대한다.