• Title/Summary/Keyword: 역학적 강도

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Strength and Mechanical Characteristics of Fiber-Reinforced Polymer Concrete (섬유보강 폴리머 콘크리트의 강도 및 역학적 특성)

  • 오병환
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.4 no.3
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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.

Mechanical Behavior and Optimum Mix Design of High Strength Concrete with Condensed Silica Fume Admixtures (실리카 흄을 사용한 고강도 콘크리트의 역학적 특성과 최적배합연구)

  • 오병환;엄주용
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.1 no.1
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    • pp.75-86
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    • 1989
  • 본 본문에서는 실리카 흄을 사용한 고강도 콘크리트의 제조와 역학적 특성 및 최적 배합에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 본문에서는 주요 실험변수를 물-시멘트비와 혼화재인 실리카 흄의 혼입량으로 정하였으며, 압축강도 및 휨강도와 합렬인장강도 특성을 분석하였다. 실리카흄의 혼입으로 강도가 증가함을 발견하였으나 어느 범위이상의 과도한 혼입은 오히려 강도를 저해하는 것으로 나타났다. 물-시멘트비 0.28에서는 실리카 흄 혼입량이 5%일 때 최대의 강도가 나타났고, 물-시멘트비 0.40에서는 15%, 물-시멘트비 0.55에서는 20%혼입에서 가장 큰 강도가 나타났다. 또한 본 연구에서는 압축강도와 물-시멘트비 및 실리카 흄량 사이의 관계를 도출하여 그 관게식을 제시하였으며, 이 식으로부터 소요강도를 위한 본 배합변수를 유추할 수 있다. 본 연구결과 물-시멘트비 효과와 실리카 흄의 효과가 상쇄되는 구간이 존재하며, 따라서 이들 효과를 함께 고려한 최적배합을 도출하여 제시하고 있다.

피로와 파괴력학(I)

  • 최용식
    • Journal of the KSME
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    • v.16 no.4
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    • pp.41-48
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    • 1976
  • 재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

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Analysis on Physical and Mechanical Properties of Rock Mass in Korea (국내에 분포하는 암반의 물리·역학적 특성 분석)

  • Seo, Yong-Seok;Yun, Hyun-Seok;Kim, Dong-Gyou;Kwon, O-Il
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.26 no.4
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    • pp.593-600
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    • 2016
  • To understand the mechanical properties of rock masses and intact rock in Korea, data from 4,280 in situ and laboratory tests from 107 tunnels on general national roads were analyzed. The mechanical properties (unit weight, cohesion, friction angle, modulus of deformation, Young's modulus, Poisson's ratio, uniaxial compressive strength, tensile strength, coefficient of permeability, and specific gravity) were analyzed by rock types and strength of rock in each rock type. The results of analysis, the mean specific gravity was highest in gneiss. The coefficient of permeability and Poisson's ratio show the highest mean values in granite and metamorphic rock, respectively. In addition, the unit weight, cohesion and friction angle in sedimentary rock, modulus of deformation, Young's modulus, uniaxial compressive strength and tensile strength in volcanic rock have the highest mean values. The values for each mechanical property showed wide ranges by the heterogeneity and anisotropy of rock masses in spite of detailed analysis by rock type and classification of rocks according to the strength.

Effect of Recycled Coarse Aggregate on Compressive Strength and Mechanical Properties of Concrete (순환굵은골재가 콘크리트의 압축강도 및 역학적 특성에 미치는 영향)

  • Yang, In-Hwan;Jeong, Joon-Young
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.28 no.1
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    • pp.105-113
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    • 2016
  • Most studies on mechanical properties of concrete with recycled aggregate was focused on the concrete with compressive strength of less than 40 MPa. Therefore, this paper concerns the compressive strength and mechanical properties of concrete with compressive strength of greater than 40 MPa containing recycled coarse aggregate (RCA). The experimental parameters were compressive strength level and replacement ratio of RCA. Compressive strength level was 45 and 60 MPa, and replacement ratio of RCA was 30, 50, 70 and 100%. The results of the test were discussed: compressive strength, elastic modulus, split tensile strength and modulus of rupture. Test results of elastic modulus were compared to the design code predictions. The design code predictions for elastic modulus overestimated the experimental results. However, the design code predictions for modulus of rupture were generally in agreement with the measured values.

The Effects of Mixture Rate and Aspect Ratio of Steel Fiber on Mechanical Properties of Ultra High Performance Concrete (강섬유 혼입율 및 형상비가 초고강도 콘크리트의 역학적 성질에 미치는 영향)

  • Choi, Jung-Gu;Lee, Gun-Cheol;Koh, Kyung-Taek
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.5 no.1
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    • pp.14-20
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    • 2017
  • Ultra high performance concrete is inevitably used in case of skyscraper and super long span bridge. In general, the flexural and the tensile strengths of concrete are lower than the compressive strength, so brittle cracks occur and energy absorption ability is lowered. In order to solve this problem, this study is intended to examine the effect of the steel fiber volume fraction and aspect ratio on the mechanical properties of ultra high performance concrete. In series I, 20-mm straight steel fiber was added with a volume fraction of 0, 1.0, 1.3, 1.5 and 2.0%. In series II, 16-mm steel fiber was added with a volume fraction of 0, 1, and 1.5%, and then mechanical properties were examined according to aspect ratio. In the results of experiment, a difference in compressive strength was insignificant. However, regarding the flexural strength and tensile strength, as the volume fraction and aspect ratio increased, flexural performance and tensile performance improved.

Evaluation on the Mechanical Properties of Multi-Functional Asphalt Pavements for Surface Course (다기능 표층용 아스팔트 혼합물의 역학적 특성 평가)

  • Lee, Kwan-Ho;Ham, Sang-Min;Kim, Seong-Kyum;Lee, Byung-Sik
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.292-295
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    • 2011
  • 본 논문에서는 배수성(저소음)포장을 포함하는 2-Layer 아스팔트 포장의 상부층과 하부층의 역학적인 특성을 평가하는데 목적이 있다. 연구 방법으로는 슈퍼페이브 배합설계로 2-Layer 아스팔트 포장의 상 하부층 시편을 제작하였으며, 시편 상부층의 최대공칭치수는 4.75mm이고 하부층의 최대공칭치수는 13mm이다. 이 시편에 대한 기본 물성 시험 실시 후 마샬 안정도 시험에 대한 안정도와 흐름값을 평가하였다. 그리고 상부층과 하부층의 자유단 공진주 시험을 통해 탄성계수(E)를 측정하였고, 비파괴 시험법인 슈미트해머(Schmidt hammer)를 이용해 반발경도를 측정한 후 강도를 추정하였다. 또한 일축압축시험으로 측정된 압축강도로 탄성계수($E_{50}$)를 계산하였다. 마지막으로 각각의 역학적 시험을 통해 얻어진 결과값으로 강도(qu)와 탄성계수 ($E_{50}$)의 상관관계와 추정식으로 구한 강도와 일축압축강도 시험으로 얻어진 강도와의 상관관계를 분석하였고, 자유단 공진주 시험의 탄성계수(E)값과 일축압축시험의 결과로 얻어진 탄성계수($E_{50}$)의 상관관계를 분석하였다.

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Mechanical Property of Fiber Reinforced Concrete according to the Change of Curing Method (양생방법 변화에 따른 섬유보강콘크리트의 역학적 특성)

  • Kim, Chun-Ho;Kim, Nam-Wook
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.20 no.2
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    • pp.67-73
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    • 2016
  • When assessing crack initiation of fiber reinforced concrete, usually tensile strength or flexural strength is becomes indicator, but also depend on the curing effect take place during the production of specimen. In general, after conducting concrete specimen is cured by water at temperature $20{\pm}3^{\circ}C$ in laboratory, and accomplished the assessment of strength, but most of concrete structure is kept in drying condition after moist curing through the prescribed period. However, unlike these trends that technological advances have been made, influence of the difference of curing method on crack strength is not yet clear. Therefore, in this study, it is examined on the effect of curing methods affecting the mechanical property of fiber reinforced concrete, especially crack strength.

Evaluation of Mechanical Properties and Crack Resistant Performance in Concrete with Steel Fiber Reinforcement and CSA Expansive Admixture (CSA 팽창재를 혼입한 강섬유 보강 콘크리트의 역학적 성능 및 균열 저항성능 평가)

  • Choi, Se-Jin;Park, Ki-Tae;Kwon, Seung-Jun
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.1
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    • pp.75-83
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    • 2014
  • In order to prevent brittle failure of concrete, steel fiber reinforcement is effective composite material. However ductility of steel fiber reinforced concrete may be limited due to shrinkage caused by large content of cement binder. Chemical prestressing for steel fiber reinforcement in cement matrix can be induced through expansive admixture and this can increase reinforcing effect of steel fiber. In this study, mechanical performances in concrete with CSA (Calcium sulfoaluminate) expansive admixture and steel fiber reinforcement are evaluated. For this work, steel fiber reinforcement of 1 and 2% of volume ratio and CSA expansive admixture of 10% weight ratio of cement are added in concrete. Mechanical and fracture properties are evaluated in concrete with steel fiber reinforcement and CSA expansive admixture. CSA concrete with steel fiber reinforcement shows increase in tensile strength, initial cracking load, and ductility performance like enlarged fracture energy after cracking. With appropriate using expansive admixture and optimum ratio of steel fiber reinforcement, their interactive action can effectively improve brittle behavior in concrete.

Mechanical Properties of Reinforcements for Various Nominal Strength (공칭강도에 따른 철근콘크리트용 봉강의 역학적 특성)

  • Paek, Min-Hee;Shin, Jung-Ho;Kim, Jee-Sang;Moon, Jae-Heum
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.311-312
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    • 2010
  • The mechanical properties of reinforcements and concrete are most important factor which decide the resistance strength of the reinforced concrete. In this study, analyze the mechanical properties of reinforcement based on experimental data in Korea.

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