Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.20
no.7
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pp.265-271
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2019
The aim of this paper was to improve the shortcomings of Pitcher Concrete, a conventional ethylene-based polymer used in combination with the other components, and present basic data for use as improved road pavement material by applying an acrylic polymer. Existing ethylene polymer-based pitcher concrete materials were selected. Acrylic polymer was then added and the resulting mixture was evaluated. The compressive strength of the existing ethylene-based polymer pitcher concrete combination was low due to the large air gap, and a compressive strength of 24MPa was observed on the 28th day of road use, as defined by KS for an acrylic polymer-based pitcher concrete combination. Regarding the bending strength, the combined strength of the acrylic polymer-based pitcher concrete was excellent, and the factor of the pitcher was measured above the reference, 0.1(mm/s), in all variables. All parameters measured were less than 1%. The acrylic polymer mixing characteristics were able to maintain the dynamic modulus of elasticity for more than 120 cycles, but not more than 80 cycles for the other combinations. Therefore, the addition of more acrylic polymer than conventional ethylene polymer base is effective in improving the durability.
Kim, Dae-Young;Kim, Tae-Woo;Lee, Hyun-Jong;Kim, Hyung-Bae
International Journal of Highway Engineering
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v.12
no.3
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pp.1-8
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2010
This study is performed to evaluate the physical and mechanical characteristics of an acryl polymer concrete that is developed as an overlay material for cement concrete slabs and pavements. Various laboratory tests including viscosity, flow, compressive strength, flexural strength, tensile strength, linear shrinkage, thermal expansion and thermal compatibility tests are performed. It is observed from the laboratory tests that the acryl polymer concrete developed in this study satisfies all the requirements suggested by ACI guideline. In addition to the laboratory tests, an accelerated performance testing (APT) is conducted to validate the performance of the acryl polymer concrete. During the APT, no significant distresses are observed until 15,903,939 cycles of equivalent single axle loading is applied. Finally, a 10mm thick overlay with the acryl polymer concrete is applied on top of an old deteriorated concrete pavement to evaluate field performance. Right after the field construction, skid resistance, noise and roughness are measured. The skid resistance and noise level have been significantly improved while the roughness is increased. Periodic investigation for the field study section will be conducted to evaluate the long-term performance.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2008.04a
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pp.945-948
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2008
The effects of polymer-cement ratio on strength properties of ultrarapid-hardening acrylic-modified concretes. As a result, the flexural and tensile strengths of ultrarapid-hardening acrylic-modified concretes increase with increasing of polymer-cement ratio. In particular, the acrylic-modified concretes with a polymer-cement ratio of 20% provide approximately 1.5 times higher flexural and tensile strengths than unmodified concretes. Such high strength development is attributed to the high flexrul and tensile strengths of arcylic polymer and the improved bond between cement hydrates and aggregates because of the addition of acrylic polymer. However, the compressive strengths of ultrarapid-hardening acrylic-modified concretes decrease with increasing of polymer-cement ratio.
Asphalt concrete overlay method is used by general maintenance and rehabilitation of construction for aged concrete pavement in Korea. However, in case of the AC overlay method to extend service life of the existing concrete pavements, various distresses of reflection crack, pothole and rutting are the typical problems of the asphalt overlay on existing concrete pavement since it has different physical characteristics between asphalt overlay and existing concrete pavement. To achieve this, application of concrete overlay method is required instead of AC overlay method. Concrete overlay method has advantages that can reduce maintenance cycle and costs since it has excellent bearing value for heavy vehicles and no rutting. However, technical problems of detour road construction, traffic control and other disadvantages happened by long curing time. Thus, in this study and experimental research were launched to evaluate the workability, durability and resistance against environmental loading of Very Rapid Hardening Acrylic Polymer Modified Concrete(VRH-APMC) for application of bonded concrete overlay method. Test results showed that the compressive and bond strength were exceed 21MPa and 1.4MPa of target strength after four hours for rapid traffic opening properties. And tests of resistance against environmental loading results showed that VRH-APMC secured excellent durability. Thus, it was known that VRH-APMC was suitable material for large scale bonded concrete overlay method, and it was possible to use maintenance and rehabilitation method which needs enough workability and rapid traffic opening.
Kim, Tae-Woo;Kim, Dae-Young;Nguyen, Manh Tuan;Lee, Hyun-Jong
International Journal of Highway Engineering
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v.11
no.3
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pp.1-11
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2009
This study focuses on evaluating the applicability of an acryl based polymer concrete to the thin bridge deck pavements. The acryl concrete developed in this study is composed of Methyl Methacrylate(MMA) resin, benzol peroxide and fillers. To study the effects of the types and amounts of the components on the physical characteristics of the acryl concrete, viscosity, compressive strength and bending tests were conducted. The optimum mixture design was then determined based on the testing results. Several different types of laboratory tests, such as water and chlorine ion penetration tests, shrinkage and thermal coefficients tests, and tensile bonding strength tests were performed for the optimum acryl concrete and conventional cement concrete. The testing results show that water and chroline ion resistance, bonding strength between acryl and cement concrete and crack resistance of the acryl concrete is better than those of the conventional cement concrete. There are shortcomings that the conventional acryl concrete has a higher shrinkage and thermal coefficients. However, it was confirmed that to use newly developed rubberized MMA resin in this study reduces the crack resistance with substantially increased ductility.
Polymer-modified mortar and concrete are prepared by mixing either a polymer or monomer in a dispersed, or liquid form with fresh cement mortar and concrete mixtures, and subsequently curing, and if necessary, the monomer contained in the mortar or concrete is polymerized in situ. Although polymers and monomers in any form such as latexes, water-soluble polymers, liquid resins, and monomers are used in cement composites such as mortar and concrete, it is very important that both cement hydration and polymer phase formation proceed well the yield a monolithic matrix phase with a network structure in which the hydrated cement phase and polymer phase interpenetrate. In the polymer-modified mortar and concrete structures, aggregates are bound by such a co-matrix phase, resulting in the superior properties of polymer-modified mortar and concrete compared to conventional mortar and concrete. The purpose of this study is to obtain the necessary basic data to develope appropriate latexes as cement modifiers, and to clarify the effects of the monomer ratios and amount of emulsifier on the properties of the polymer-modified mortars using methyl methacrylate-butyl acrylate(MMA/BA) and methyl methacrylate-ethyl acrylate(MMA/EA) latexes. The results of this study are as follows, the water absorption, chloride ion penetration depth and carbonation depth of MMA/BA-modified mortar are lowest. However, they are greatly affected by the polymer-cement ratio rather than the bound MMA content and type of polymer.
The objective of this study is to develop polymer-impregnated concrete(PIC), which is a newly developed composite material made by impregnating polymer impregnanls into hardened normal concrete, and to develop analytical techniques for its proper applications. Crystalline methyl methacrylate(MMA) is chosen as a monomer of polymer impregnants. The corrlpositions of polymer impregnants and producing processes are developed by analyzing the effects of penetration, polymerization, thermal safety, and strengthening characteristics. On t he basis of experimental results of this study, various strength characteristics and stress strain constitutive relations are formulated in terms of the compressive strength of normal concrete and the polymer loadings, which can be applied for analysis and design of PIC members. In order to provide a model for fracture analysis of flexural members, fracture toughness, fracture energy, critical crack width, and tension softening relations near crack tip are also formulated in terms of member depth, initial notch depth, and the flexural strength of normal concrete. The structural analysis procedure and the finite element computer program developed in the study are applicable to evaluate elastic behavior, ultimate strength, and tension softening behavior of MMA type PIC structural members subject to various loading conditions. The accuracy and effectiveness of the developed computer program is examined by comparing the anal ytical results with the experimental results. Therefore, it is concluded that the developed structural analysis procedure and the finite element computer program are applicable to analysis and design of in-situ and precast PIC structural members.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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