• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.159-169
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• 2007

취성적인 파괴를 보이는 시멘트 혼합토의 역학적 특성을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 섬유시멘트 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 유역에서 채취한 모래, 보통포틀랜드시멘트 그리고 최근 콘크리트와 시멘트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하였다. PVA 섬유는 시멘트와 접착성이 매우 우수하며 비중이 1.3으로 물보다 약간 큰 것이 특징이며 시멘트 보강재로 사용되고 있는 일반 PVA 섬유보다는 다소 직경이 큰 0.1mm의 PVA 섬유를 사용하였다. 깨끗한 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 후 5층으로 나누어 층당 55회 다짐하여 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 모든 공시체의 시멘트 혼합율은 4%로 동일하지만 섬유의 혼합위치를 다르게 시료를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 강도시험에서 섬유의 보강 형태와 위치에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 동일한 양의 섬유가 균일하게 보강된 경우의 일축압축강도가 그렇지 않은 경우보다 약 2배 증가하였다. 층당 섬유 혼합율이 동일할 경우 섬유 보강율이 증가함에 따라 일축압축강도도 증가하였으며, 전층이 보강되었을 때의 일축압축강도는 중간층만 보강된 경우보다 1.5배 이상 강도가 증가하였다. 섬유-시멘트 혼합토 거동에서 섬유의 혼합율과 섬유가 골고루 잘 분산되도록 하는 방법 또는 분산이 용이한 섬유를 선택하는 것이 중요하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권2호
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• pp.45-50
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• 2002

근년, 철근 콘크리트조 구조부재의 열화 및 건축물의 용도변경에 따라 건축물의 보수 및 보강에 관한 공법의 개발 및 그 효과를 검증하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 보강공법으로서는 경제성ㆍ시공성 면에서 우수한 탄소섬유시트, 아라미드섬유 시트, 유리섬유시트 보강공법 및 FRP판 보강공법 등 합성수지 접착제를 사용하는 새로운 보강공법들이 폭넓게 연구되어 현장 실용화되어 사용 중에 있다. 그러나, 이들 보강공법에 관한 연구는 주로 구조적인 내력 보강효과 산정에 관한 것이 대부분이고 보강후의 내화성능 및 내구성능에 관한 연구는 매우 부족한 실정이다. 이들 보강공법은 주로 에폭시수지계 접착제에 의하여 콘크리트와 보강재의 접착력에 의하여 내력이 전달되는 메커니즘으로 되어있어 화재가 발생한 경우 내화피복이 없다면 접착제 자체의 연소에 의하여 유독가스의 발생 및 접착강도가 크게 저하되어 그 구조적인 보강성능은 급속히 저하할 것으로 판단된다. 또한, 현재 이들 보강공사는 내화성능의 검토 없이 실제 시공이 이루어지고 있으므로 화재시에는 대형참사를 일으킬 위험성이 있다.(중략)

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.47-55
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• 2014

최근 빈번하게 발생하는 대규모의 지진으로 구조물의 내진보강에 관심이 높아지고 있다. 내진설계가 반영되지 않은 기둥의 취성파괴는 구조물 전체 붕괴를 유발하기 때문에 내진보강이 필수적이다. 기존에는 단면증설법, 강판보강법, 섬유보강법이 내진보강법으로 주로 이용되었다. 하지만 이 보강법들은 구조물의 물리적 손상과 넓은 작업공간, 오랜 시간이 소요되는 단점이 있다. 이에 이 연구에서는 기존에 개발된 FRP 보강재의 보강 성능을 평가하였다. 대상 시험체는 학교건물을 실험실 여건에 맞춰 80% 축소하여 제작하였다. 보강재의 재료를 유리섬유와 알루미늄 다공판을 사용하여 보강재를 제작하였다. 평가 결과 두 종류의 보강재를 사용한 모두에서 시험체의 내진성능이 증가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.165-168
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• 2008

본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 보강에 이용되는 유리섬유강화 복합재료(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 형상에 관한 연구로서 콘크리트의 피복두께 및 FRP 보강재의 형상(Plate, Box)을 실험 변수로 하여 FRP 보강 철근콘크리트 보의 거동 평가 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 T. J. Teng 등이 제안한 설계식을 이용하여 보강량을 결정하였고 기존의 FRP Plate 보강재의 성능개선을 위하여 FRP Sandwich box 보강재를 설계, 적용하여 보았다. 연구의 결과 예상과 달리 FRP Plate 보강재가 Sandwich box 보강재보다 보강효과가 우수한 것으로 조사되었으며, 이는 보강재 제작상의 한계점 및 core 재료가 너무 약하여 Sandwich box 보강재의 Top Plate와 Bottom Plate가 일체화 거동을 하지 못하여 나타난 결과로 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권3호
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• pp.147-155
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• 1992

최근들어 성능이 우수하고 품질이 높은 새로운 건설소재를 개발하려는 노력이 계속되고 있다. 본 논문에서는 고강도화 및 연성확보를 위하여 폴리머 콘크리트에 섬유를 혼입한 섬유보강 폴리머 콘크리트를 제조하여 강도 및 역학적 특성을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 포괄적인 실험연구를 수행하였으며 주요실험변수로는 강섬유의 혼입량과 채움재(filler)의 혼입량, 그리고 양생온도를 주요변수로 선정하였다. 강섬유의 혼입량은 체적비로 0%, 1%, 2%로 변화시켰으며, 채움재와 수지의 비는 1.0과 1.5로 하였다. 본 연구결과 섬유의 혼입으로 인하여 압축강도, 휨강도, 인장강도 모두 증가하였으며, 특히 인장강도의 증가가 더 크게 나타났다. 양생온도가 증가한 경우 폴리머의 중합반응이 좋아져 강도가 증가하였다. 또한 본 논문에서는 섬유보강 폴리머 콘크리트의 응력-변형도 관계곡선을 도축하였으며, 이것은 구조설계시 중요한 기초가 될 것으로 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.41-47
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• 2008

본 연구에서는 보강토옹벽 상부에 재하된 상재하중 및 보강재 종류의 변화에 따른 토목섬유 보강토옹벽의 벽체 변위 특성을 평가하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽은 높이${\times}$길이${\times}$폭이 $100cm{\times}140cm{\times}100cm$인 모형토조 내에 축조하였다. 모형 보강토옹벽 축조시 뒤채움흙으로는 통일분류법상 SM으로 분류될 수 있는 화강풍화토를 사용하였고, 보강재로는 인장강도 특성이 다른 3종류의 토목섬유(지오네트 한 종류 및 지오그리드 두 종류)를 사용하여 총 7종류의 모형 보강토옹벽에 대한 실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽 축조후 상재하중 재하에 따른 벽체 변위를 LVDT를 이용하여 측정하였다. 모형실험 결과, 토목섬유 보강토옹벽의 최대 수평변위는 벽체 저면에서부터 0.7H지점에서 발생하고, 그 크기는 보강재의 인장강도가 증가할 수록 증가하는 것으로 나타났다. 또한 상재하중이 증가할수록 토목섬유 보강으로 인한 벽체변위의 감소율은 감소하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.839-854
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• 2018

본 연구는 GFRP plate 보강세그먼트를 TBM 터널 지보재로 적용하기 위한 성능평가를 실시하였다. 세그먼트의 철근량 감소와 균열제어 및 파손 등의 국부적인 손상 방지를 위하여 최근 SFRC세그먼트 적용되고 있다. 그러나 SFRC세그먼트에 사용되는 강섬유는 섬유 부식에 의한 내구성 저하 문제가 제기되고 있으며, RC세그먼트와 비교하여 SFRC세그먼트의 최대 휨하중 감소는 TBM 터널 세그먼트의 폭넓은 적용범위를 저해하고 있다. 따라서 SFRC세그먼트의 최대하중 증가를 위한 보강재로 GFRP plate 고려하였으며, 강섬유의 대체재로 부식 우려가 없는 구조용 합성섬유를 사용하였다. 보강섬유의 종류 및 GFRP plate 두께를 주요 변수로 하여 세그먼트의 휨 성능평가를 실시한 결과, 보강섬유와 3 mm 두께의 GFRP plate로 보강한 세그먼트는 섬유로만 보강한 세그먼트와 비교하여 섬유 종류별로 최대하중이 21.78~23.03%, 휨인성은 0.5~7.96% 증가하여 우수한 휨성능 효과를 보여주었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.261-283
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• 2023

본 연구는 최근 섬유 보강 콘크리트의 성능 보강재료 적용이 검토되고 있는 합성섬유 종류 중 PET (Polyethylene terephthalate) 섬유 보강재에 대하여 단기 및 장기 성능변화 여부 검토를 통해 PET 섬유의 성능 안정성을 검토하고자 하였다. 이를 위하여 PET 섬유를 산/알칼리 환경에 노출시킨 후 잔류 성능을 분석하였으며, PET 섬유 보강 콘크리트 배합의 재령별 휨강도, 등가 휨강도, 그리고 콘크리트 시편에서 채취한 PET 섬유를 주사현미경(SEM)을 이용하여 표면의 변화를 분석하였다. PET 섬유의 산/알칼리 환경 노출 실험결과, 산성 환경에서는 83.4~96.4%, 알칼리 환경에서는 42.4~97.9%의 강도 보유율을 나타내었다. 섬유 자체의 강도 보유율은 고온의 강알칼리 조건에 노출될 경우 강도 감소가 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 강도 보유율은 에폭시로 코팅된 가공사에서 강도보유율이 증가하는 것으로 나타났다. PET 섬유 보강 콘크리트 배합의 휨강도 및 등가 휨강도 실험결과에서는 휨강도 저하가 나타나지 않았으며, 등가 휨강도 결과도 섬유 보강재로써의 성능 저하는 나타나지 않았다. SEM 분석 결과에서도 PET 보강 섬유의 표면 손상이나 단면 변화가 관찰되지 않았다. 이와 같은 결과는 섬유 보강 콘크리트가 초기 고온 노출되는 경우나 재령 경과에 따라서도 시멘트 콘크리트 환경에서는 PET 보강 섬유가 어떠한 손상이나 단면 감소가 발생하지 않는다는 것을 의미하며, 시멘트 콘크리트 환경에서는 PET 섬유에 대한 강도 감소 영향은 우려하지 않아도 된다는 것으로 판단된다. 재령에 따른 휨강도, 등가 휨강도도 안정적으로 발현됨에 따라 PET 섬유 보강재의 사용으로 우려되는 가수분해로 인한 성능저하 등이 발생하지 않는 것으로 볼 수 있으며, 안정적인 잔류강도 보유 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권5호
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• pp.409-416
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• 2007

최근 탄소섬유, 유리섬유 등 보강재의 사용이 증가함에 따라 내구성저하의 원인이 될 수 있는 콘크리트와 보강재 사이의 박리탐사 필요성이 대두된다. 본 연구에서는 중심주파수가 15 GHz이고, 대역폭이 10 GHz인 horn antenna 를 이용하여, 탄소섬유 및 유리섬유시트 보강 콘크리트 박리를 탐사하는 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 시편은 길이 $600\;{\times}$ 폭 $600\;{\times}$ 두께 100 mm 의 크기를 가지며, 그 표면에 1.5 mm 두께의 탄소섬유 유리섬유를 에폭시로 부착하였다. 또한, 시편의 중앙에 길이 $50\;mm\;{\times}$ 폭 50 mm 크기의 박리를 콘크리트 표면 밑에 각각 두께 2, 4, 6 mm로 만들어 매립하였고, 콘크리트 표면 위에 2 mm 두께로 만들어, 인공박리를 제작하였다. 제작된 시편은 섬유의 종류에 따라 각각 4종류씩 총 8개의 시편이 제작되었다. 실험 결과는 그래프의 면적차이를 이용한 결과처리방법으로 처리하였고, 실험 결과 탄소섬유와 유리섬유시편에 매립된 인공 박리를 찾아내어, 향후 콘크리트/보강재 박리탐사시스템 개발에 도움이 되는 자료를 제공할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.177-183
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• 2023

유리섬유로 보강된 보강된 보의 경우 초기조건 및 보강형태에 따라 다양한 파괴모드가 발생한다. 본 연구에서는 콘크리트 탄성계수보다 약간 큰 유리섬유 보강재를 적용한 무근 콘크리트보의 파괴거동을 분석하였다. 실험을 위해 24 MPa 강도를 가지는 보를 제작하였으며, 초기 노치, 겹이음, 단부보강, 파이버 앵커 등의 영향을 분석하였다. 노치 및 노치부의 겹이음은 일반보강효과와 비슷한 하중증가를 나타내었는데, 이는 함침된 유리섬유의 에폭시가 노치 단면을 충분히 수복하기 때문이다. 보강하지 않은 기준기편에 비하여 초기 노치의 경우 0.78을, 보강한 경우는 4.43~5.61의 보강효과를 나타내었으며 휨파괴에서 시작되는 계면파괴가 지배적이었다. 높이의 1/3 이상의 단부 스트립과 파이버 앵커를 가진 경우 가장 이상적인 파괴거동(보강재 파단)을 나타내었는데, 일반 보강시편보다 150 % 이상의 파괴하중을 나타내었다.