• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.29-39
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• 2010

이 연구에서는 고강도 콘크리트의 전열특성 및 화재거동을 구명하기 위해 실증실험과 수치해석을 병행하였으며, 화재실험조건 및 제약 상황으로 인해 실험을 통해 도출할 수 없는 고강도 콘크리트의 화재성상은 수치해석을 통해 예측하였다. 이를 위해 수치해석결과와 실험 결과를 비교 검증하여 해석기법의 신뢰성을 확보하였으며, 80 MPa 및 100 MPa의 고강도 콘크리트의 전열특성 및 화재거동을 상용 소프트웨어인 아바쿠스(V.6.8)를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 실증실험결과 폭렬저감재를 혼입한 콘크리트의 경우 무 혼입 콘크리트에 비해 표준화재조건에서 약 25~55% 정도의 기둥 수축량이 제어되어 내화성능이 향상되었으며, 이는 섬유혼입으로 인해 콘크리트의 전열특성이 제어되어 기둥부재의 내화성능을 향상시키기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.67-75
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• 2011

이 연구에서는 UHPCC에서 강섬유 혼입률이 압축거동에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하였으며, 그 결과로부터 UHPCC에 적용가능한 압축거동 모델을 제시하고자 하였다. 섬유혼입률 0~5 vol.%에 대해 실험을 수행한 결과, 섬유혼입률이 증가함에 따라 압축강도 및 그 때의 극한변형률 및 탄성계수가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 100 MPa 이하의 강섬유보강 콘크리트에 대한 기존 연구 결과들과 비교했을 때, 압축강도는 섬유보강효과가 거의 동일한 경향을 나타내는 반면, 극한변형률과 탄성계수에 대한 섬유보강효과는 상대적으로 훨씬 적게 나타났다. 섬유혼입률이 증가함에 따른 UHPCC의 압축강도, 극한변형률 및 탄성계수의 변화를 섬유보강지수(RI)를 이용한 선형관계식으로 표현하였다. UHPCC의 압축거동에 대한 섬유보강효과는 거동의 형상에 전혀 영향을 미치지 않으며, 다만 압축강도와 그 때의 극한변형률 및 탄성계수에 영향을 미치는 점을 고려하여 UHPCC의 압축응력-변형률 관계를 제시하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.170-175
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 내화성능이 사회적 이슈로 부각되고 국토해양부에서 고강도 콘크리트의 내화성능 관리기준(안)이 고시되면서 국내에서도 고강도 콘크리트의 내화성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기질 섬유인 폴리프로필렌섬유(PP섬유)와 강섬유를 하이브리드한 Fiber Cocktail를 혼입한 고강도 내화콘크리트 개발을 위한 연구를 수행하였다. PP섬유는 $160^{\circ}C$의 온도에서 용융되어 콘크리트 내부에 미세한 통로를 형성하여 고강도 콘크리트 부재 내의 수증기압 및 공극압을 효과적으로 배출하여 고강도 콘크리트의 폭렬발생을 억제시키는 데 효과적이며, 강섬유는 PP섬유가 용융된 후의 고강도 콘크리트 부재의 균열 발생을 억제하며 외부로부터 침투하는 열기를 차단할 수 있다. 100MPa 고강도 콘크리트의 내화실험을 실시하여 최적단면 조건을 도출하기 위해 철근온도를 분석한 결과, 단면이 커질수록 철근온도는 점차 낮아지는 경향이 나타났으며 $600{\times}600mm$, $800{\times}800mm$ 단면에서 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 이중 경제성을 고려할 경우 $600{\times}600mm$ 단면이 최적단면으로 도출되었다. 또한 도출된 $600{\times}600mm$ 단면에 대해서 철근의 온도를 분석한 결과 PP섬유 $1.5kg/m^3$와 강섬유 $40kg/m^3$를 배합한 Fiber Cocktail이 최적배합비로 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.286-293
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• 2011

최근 건축구조물은 초고층화, 대형화에 따라 고강도 및 고성능콘크리트의 사용이 증가하고 있는데, 고성능콘크리트는 화재 시 발생하는 폭렬현상에 취약한 문제가 있다. 폭렬은 화재 시 콘크리트 피복의 손실을 초래하여 내부콘크리트와 철근의 열전달률(rate of heat transmission)을 높여 콘크리트와 철근의 온도를 상승시키는 작용을 한다. 이러한 고강도콘크리트의 화재 시 폭렬을 막기 위하여 여러 가지 연구들이 진행되고 있으며 대표적으로 폴리프로필렌(Polypropylene)섬유, 강섬유를 사용한 연구들이 폭렬제어성능을 입증되었으나 유동성 저하에 따른 시공성 문제점이 제기되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 위와 같은 문제를 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함한 코팅액으로 코팅된 polyamide 섬유를 혼입하여 내화성능을 확보하였으며 강도영역별 최적 조건을 실험을 통하여 도출하였다. 13mm의 polyamide 섬유 적용시 강도영역별 적정 섬유 혼입량은 160MPa는 2.5kg이상에서 폭렬제어가 가능할 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권5호
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• pp.129-135
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• 2010

2008년 7월 21일 고시한 국토해양부의 고강도 콘크리트 내화성능 관리기준에 따라 50MPa 이상의 고강도 콘크리트는 내화성능을 확인하여 건축물에 적용 가능하게 되었다. 이에 본 연구는 60, 80, 100MPa의 고강도 콘크리트를 대상으로 섬유종류, 섬유길이, 혼입량에 따른 콘크리트의 역학적 특성을 파악하고 아울러 피복두께에 따른 내화성능을 검토하여 국토해양부 관리기준에 만족하는지 파악하고, 초고층 건축물에 있어서 고강도 콘크리트를 적용하기 위한 내화성능 확보방안을 마련하고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.175-186
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• 2013

본 연구에서는 Model Code 2010에 제시된 실험방법에 근거하여 설계강도 60MPa의 강섬유보강 콘크리트의 휨강도와 잔존강도, 휨인성을 평가하였다. 비교를 위하여 설계강도 40MP의 강섬유보강 콘크리트도 실험하였다. 또한, 배합의 평가를 위하여 파괴된 시험체의 파괴면을 육안으로 관찰하여 강섬유의 분산도를 평가하였다. 본 실험에서 사용된 강섬유는 형상비 64, 67 및 80의 국내산 후크 강섬유이다. 강섬유 혼입률은 체적에 대하여 0.5%로 동일하다. 실험결과, 설계강도 60MPa에서는 형상비가 큰 강섬유가 혼입된 강섬유보강 콘크리트만이 Model Code 2010에서 제시된 요구성능을 만족하는 것으로 나타났다. 고강도 콘크리트에서는 큰 형상비의 강섬유가 심대한 균열에서 충분한 인성을 확보하는데 기여할 수 있는 것으로 판단된다. 또한, 섬유의 고른 분산도 확보를 위해서는 낮은 슬럼프가 유리한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.111-118
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• 2020

이 논문에서는 섬유의 혼입량에 따른 휨부재의 장기거동에 대한 영향을 평가하기 위하여 후크형 강섬유로 보강된 고강도 콘크리트의 휨 크리프 거동에 대한 평가가 이루어졌다. 실험은 150 × 150 × 600mm 크기를 갖는 섬유 혼입량(0, 0.75 및 1.5%)을 변수로 하는 6개의 휨 시험체를 대상으로 하였다. 노치를 갖는 휨 시험체에 휨 크리프 하중을 도입하기 위하여 4점 가력 휨 시험장치가 활용되었다. 휨강도의 40%인 크리프 재하하중은 레버 장치를 활용하여 도입되었고 90일 동안 도입된 하중은 로드셀에 의해 제어되었다. 크리프 하중의 도입시, 시험체 중앙부에 설치된 노치의 균열개구변위(CMOD)가 측정되었다. 크리프 시험후 각 시험체 대한 휨시험을 실시하여 각 시험체의 잔여강도를 평가하였다. 이상과 같은 실험결과로부터 섬유 혼입량은 고강도 콘크리트의 휨 크리프 거동에 주요한 영향을 끼치고 휨강도의 40% 범위내의 지속하중은 섬유보강된 고강도 콘크리트의 잔여강도에 부정적인 영향을 끼치지 않았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.423-424
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• 2010

본 연구에서는 초고층 건물의 시공을 위하여 유기질섬유와 폴리머분말을 혼합한 복합섬유공법을 활용하여 작업성과 내화성능을 만족시키는 고강도 내화 콘크리트를 개발하고자 하였다. 실험결과 폴리믹스의 경우 폭렬방지 및 내부온도 상승 저감에 효과적인 것으로 나타나 기존의 섬유혼입공법과 유사한 수준의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.477-478
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• 2009

본 연구의 목적은 상승되는 온도하에서 섬유를 보강한 고강도콘크리트의 역학적 거동에 대한 이해를 높이는데 있다. 특히, 잔존강도, 하중-변형곡선에 관한 섬유의 혼입과 하중조건의 영향에 관한 결과를 제시하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.349-356
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• 2018

본 연구에서는 기준압축강도 120MPa의 강섬유 보강 고강도 콘크리트(FRHSC)의 재료 특성 모델링을 수행하였다. 실험변수로서 강섬유 혼입량을 1.0%, 1.5% 및 2.0%로 설정하였다. 우선, 콘크리트의 압축 거동 특성을 파악하기 위하여 압축강도 실험을 수행하였으며, 압축응력-변형률 곡선을 산정하였다. 보통 강도 콘크리트의 경우, 응력-변형률 관계는 곡선 형태로 나타나지만, 강섬유 보강 고강도 콘크리트의 경우 거의 직선으로 비례하여 증가하는 형상을 나타냈다. 또한, 콘크리트의 인장 특성을 파악하기 위해 균열개구변위(CMOD) 실험을 수행하고 역해석을 통하여 인장응력-CMOD 곡선을 산정하였으며, 이를 토대로 인장응력-변형률 관계 곡선을 모델링하였다. 강섬유 혼입량이 1.0%에서 1.5%로 증가할 때 인장강도는 뚜렷히 증가하였으나, 강섬유 혼입량이 1.5%에서 2.0%로 증가할 때 인징강도는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 이러한 실험결과는 강섬유의 분산성과 배열이 향상되지 않아 콘크리트 재료 특성에 영향을 주었기 때문이다.