• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.627-636
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 폭렬 방지용 보강 섬유로서 폴리프로필렌 섬유를 대신하여 나일론 섬유의 사용이 증가됨에 따라 고온에 노출된 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 폭렬 및 역학적 특성에 관한 실험적 연구가 수행되고 있다. 그러나, 고온을 받은 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트에 관한 연구는 주로 폭렬 특성, 압축강도 및 탄성계수에 대한 평가만이 수행되고 있으며, 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 변형 및 과도 변형과 같은 거동은 평가된 바가 없다. 따라서 이 연구에서는 W/B 0.30~0.15에 따른 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대하여 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 및 과도 변형 등을 평가하였다. 실험 결과, 나일론 섬유는 고온을 받은 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 성능에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 보였으며, 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트는 섬유를 혼입하지 않은 고강도 콘크리트 또는 보통 강도 콘크리트보다 큰 과도 변형을 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.76-85
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• 2017

본 연구에서는 유압식 급속재하 시험 장치를 제작하여 변형 속도에 따른 후크형 강섬유 및 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 압축강도 및 인장강도 특성을 평가하였다. 그 결과, 변형 속도가 증가함에 따라 압축강도, 최대 응력 점에서의 변형 및 탄성계수는 증가하였으며, 섬유 종류 및 혼입률은 변형 속도에 의한 압축강도의 영향은 크지 않았다. 본 연구에서 평가된 압축강도의 DIF는 CEB-FIP model code 2010에 비해 상회하였으며, ACI-349의 예측값과 유사한 경향이 나타났다. 인장특성의 경우에도 변형 속도가 증가함에 따라 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었다. 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형 속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 증가하는 것에 의해 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었으며, 섬유가 매트릭스로부터 인발되는 파괴 특성이 나타났다. 한편, 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 경우 섬유와 매트릭스의 부착력이 크기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 끊어지는 파괴 특성이 나타났으며, 폴리아미드 섬유보강시멘트 복합체의 인장특성에 대한 변형 속도 효과는 섬유의 인장강도에 큰 영향을 받는 것으로 판단되었다. 이러한 결과로부터 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장강도에 대한 변형 속도의 효과는 후크형 강섬유의 부착력에 대한 민감도 보다 큰 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.145-151
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• 2007

섬유에 의하여 보강된 철근콘크리트 보는 철근만에 의하여 보강된 보와 다른 파괴 모드를 나타낸다. 섬유 보강 보는 섬유의 양, 내부 전단 보강 철근의 양 및 콘크리트의 압축강도에 따라서 전단 보강 철근이 항복하고 콘크리트가 압축 파괴하는 경우(섬유는 탄성 상태)와 콘크리트가 압축파괴하기 이전에 섬유가 파단하는 경우로 구별할 수 있다. 대부부의 섬유 보강 철근콘크리트 보는 전자의 파괴 모드를 나타내며 이 경우에 전단파괴 시의 섬유의 유효변형률을 정확하게 예측하여야 한다. 이 연구에서는 11개의 섬유 보강 철근콘크리트 보 실험을 통하여 섬유의 유효변형률을 측정하였다 실험의 주요 변수는 섬유의 양, 섬유의 종류(탄소 섬유, 유리 섬유), 부착 형상 (전단면 감싸기, 스트립형 부착)이었다. 실험에 의하여 측정된 섬유의 유효변형률은 제안된 유효변형률 예측법과 비교되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.726-736
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• 2003

섬유에 의하여 보강된 콘크리트의 압축강도와 최대 변형률은 현저하게 증가한다. 지난 10여년간 섬유보강 콘크리트의 구속효과에 대한 많은 연구가 수행되었지만, 기존 제안식의 대부분은 횡구속된 콘크리트의 압축강도 예측에 중점을 두고 있으며, 예측된 최대변형률은 실제값을 과대 또는 과소 평가하는 경향이 있다. 이 논문에서는 콘크리트 실린더 실험을 통해, 섬유보강된 콘크리트의 압축강도 및 최대변형률을 예측할 수 있는 평가식을 제안하였다. 구속콘크리트의 압축강도와 섬유의 파단강도 및 시험체의 크기효과를 고려하여 제안된 평가식은 기존의 제안식보다 정확하게 구속 콘크리트의 압축강도 및 최대 변형률을 예측하였다. 또한 섬유의 응력-변형률곡선의 특성을 고려하여 제안된 구속 콘크리트의 축방향 응력-변형률곡선은 탄소섬유에 의하여 구속된 콘크리트의 응력-변형률곡선을 기존의 제안식보다 정확하게 추적하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.157-165
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• 2003

섬유시트들로 보강된 철근 콘크리트보에서 섬유시트들의 정당한 파단변형률을 평가하기 위해 적층수를 달리한 120개의 섬유시트 인장시험편과 72개의 섬유보강 콘크리트보들에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 철근콘크리트보는 세 종류의 인장철근비를 선택하였다. 인장시험에 의한 섬유시트 파단변형률은 섬유시트 적층수에 관계없이 기술자료에서 주어진 값보다 다소 낮게 나타났으며, 보에 부착된 섬유시트들의 파단변형률은 적층수가 증가할 때 감소하는 경향을 보여주었다. 본 연구에서는 이들 결과를 바탕으로 섬유시트들의 파단변형률을 평가하였다.

• 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.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.63-68
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• 2002

크림프를 가지는 섬유 캔틸레버의 대변형을 해석함에 있어서 크림프를 반원모양의 교대 접합으로, 섬유를 선형 탄성 보로 간주하여 해를 구하였고 구하여진 해를 단순화하여 기존의 1원소 선형 보의 변형[1], 1원소 선형 보의 끝단 회전 하중시의 변형[2], 1원소 원형 굽힘보의 변형[3]의 결과와 비교함으로써 해의 정확성을 확인하였고 본 연구의 일반해의 가장 단순한 경우인 2원소 원형 굽힘보의 처짐의 해를 구하였다. (중략)

• 한국도로학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.39-47
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• 2005

최근 들어 섬유혼합토가 도로 및 철도의 성토노반, 기층재료로 활용되기 시작하여 섬유혼합토의 변형특성에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 논문에서는 공진주시험을 통하여 섬유혼합토의 거동특성과 보강효과를 평가하였다. 여러 가지 입도의 사질토에 폴리프로필렌(polypropylene) 재질의 단섬유(staple fiber)를 중량비 0.3%로 혼합하여 시료를 성형하였다. 섬유혼합토의 최대전단변형계수는 양입도일수록 증가해, 비혼합토에 비해 최대 30%까지 증가하였다. 양입도의 전단변형계수는 빈입도보다 모든 전단변형률 범위에서 구속압에 관계없이 더 커, 양입도일수록 보강효과가 좋은 것으로 평가되었다.

• Composites Research
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• 제27권1호
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• pp.31-36
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• 2014

본 연구에서는 고압 RTM 공정에서 고속 수지 유동에 의한 섬유 보강재의 변형 거동에 관한 연구를 진행하였다. 이를 위해 섬유와 금형의 마찰계수 측정 장치와 고압 RTM 공정을 모사하여 preform 변형을 평가하는 장치를 구축하였다. 마찰계수 측정 장치를 통해 금형-섬유 간 Coulomb 마찰계수와 수력학적 마찰 계수를 측정하였고, preform 변형 평가 장치를 통해 preform의 변형이 발생할 때의 유체에 의해 작용하는 외력의 힘을 측정하였다. 마찰계수를 이용하여 마찰력을 구하고 외력과 비교하여 직물의 슬립(slip) 여부를 판별할 수 있었다. 유체에 의해 섬유에 작용하는 외력이 섬유와 금형 사이의 마찰력보다 커지게 되면 직물이 움직이는 것으로 관찰 되었으며, 이는 섬유의 체적률과 마찰계수에 주로 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.157-178
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• 1996

기존의 보강토벽체에 주로 이용되어온 steel strict등 고강도 인장보강재는 주변 뒤채움흙에 비해 상대적으로 변형이 작기 때문에, 설계검토시 과강재 자체에서 유발되는 변형의 크기에 대해서는 크게 유의할 필요가 없었다. 그러나 비교적 저강도인 섬유보강재의 경우, 한계상태에서 예상되는 섬유보강재 자체의 변형량은 주변 뒤채움흙의 소성변형 유발에 필요시 되는 변형량을 종종 초과하게 되며, 이와같은 크기의 과도한 변형량은 보강토벽체 구조체 자체의 안정성 확보 측면에서 허용할 수 없는 경우가 대부분이다. 결국 보증토벽체 구조체의 전면부 발생변위에 대한 일반적인 허용조건을 충족하기 위해서는, 극한강도 보다 훨씬 작은 크기의 강도가 섬유보강재의 경우 발휘하는 것으로 보아야 할 것이며, 따라서 최종적인 구조체 안정검토를 위해서는 보강재 자체의 예상변형량에 대한 평가가 섬유보강재의 경우 특히 중요시 된다. 보강재의 인장응력 -변형률 관계는 강보강재의 경우 선형탄성거동으로 가정할 수 있으나, 섬 유보강재의 경우에는 일반적으로 비 선형거동을 나타낸다. 본 연구에서는 쌍곡선 함수를 이용하여 섬유보강재의 비선형 거동특성을 모델링하였으며,또한 뒤채움흙 다짐으로 인한 유발응력등을 고려하기 위해 Ehrlich SE Mitchell, Duncan등이 제안한 방법을 수정하여 섬유 보강토벽체의 안정 해석법을 제시하였다. 본 안정 해석법 에서는 침투수압의 영향 및 뒤채움흙의 구속효과에 따른 섬유보강재의 부분적인 상대강성 변화 등을 고려하였으며, 이를 토대로 깊이별 각 섬유보 강재의 최대인장력 및 변형량 등의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 제시하리라 하는 안정해석법의 적용성을 위해, paraweb polyester fibre multicord, non-woven polyester 지오텍스타일 및 knitted polyester 지오그리드 등 3가지 종류 보강재의 인장응력-변형률 관계 실험결과를 회귀분석하여 쌍곡선 함수형태로 이와같은 섬유보 강재의 비선형거동을 모델링하였다. 또한 이를 토대로 한 븐 연구 해석법의 적합성 검토를 위해, Ho & Rowe가 제시한 유한요소해석결과 및 LCPC, FHWA등에서 시행한 시험결과와 깊이별 각 섬유보강재의 최대인장력,변형량 및 지점별 변형률 등에 대해서도 비교하였다. 아울러 섬유 보강재의 상대강성, 뒤채움흙의 깊이별 구속효과의 정도, 다짐정도 및 침투수압 등이 각 섬유보강재의 변형량 및 전체적인 변형형태 등에 미치는 영향을 종합적으로 분석하였다.