• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.73-80
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• 2008

본 논문에서는 RC 구조물의 보수 보강 공사에 적용되는 FRP 복합체의 역학적 특성치를 평가하기 위하여 각국에서 제안된 시험규격을 비교 분석하고, 시험편 형상 및 시험방법의 차이가 재료성능에 미치는 영향에 대한 실험적 검증을 통하여 표준화된 시험방법 및 평가기준을 도출하고자 하였다. 주 실험변수는 FRP 복합체의 종류, 시험편의 폭, 보강매수 및 가력속도로 설정하였다. 본 시험결과에 의하면, 최대 인장강도와 최소변동계수를 나타내는 인장 시험편의 폭은 FRP의 종류/직조방법에 따라 다르게 나타났으며, 특히 적층형으로 시공되는 FRP 복합체는 보강매수에 따른 인장강도의 저하현상이 관측되므로, 이를 적절히 고려할 수 있는 평가기준의 설정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.31-43
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• 2015

성토지지말뚝구조의 다양한 조건에서 토목섬유의 인장강성 변화가 성토체 및 토목섬유의 연직변위와 말뚝효율에 미치는 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 매개변수 해석을 위해 연약지반의 강성, 성토재의 내부 마찰각과 팽창각, 토목섬유를 포함한 복합 재료층의 휨 강성을 변화시켰다. 토목섬유의 인장강성이 증가하면 말뚝효율이 증가하지만 그 증가량은 해석 조건에 따라 다르다. 성토재의 내부 마찰각이 매우 낮거나 복합 재료층의 휨 강성이 매우 높으면 뚜렷한 말뚝효율 증가가 나타났다. 연약지반의 강성이 매우 낮은 경우에 토목섬유의 인장강성을 증가시키면 뚜렷하게 연직 변위가 감소하였다. 복합 재료층의 휨 강성이 높으면 토목섬유 인장강성을 증가시켜 말뚝효율이 크게 향상되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.67-73
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• 2011

본 연구의 목적은 공기 단축과 초기 공사비를 절감하기 위해 PC 긴장재를 사용하지 않고, 슬리브와 일반 철근만으로 구성된 경제적이면서 시공성이 우수한 프리캐스트 교각 공법 개발에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 신형식 철근이음 장치인 그라우팅형(形) 슬리브(Splice sleeve, 이하 슬리브)를 제안하고 최적의 슬리브를 개발하기 위하여 슬리브 길이, 철근직경, 양생방법 등을 변수로 하여 유한요소해석 및 인장실험을 수행하였다. 슬리브의 유한요소해석을 통하여 최적의 형상을 도출하였으며, 인장 성능 검토 결과, 철근의 인발에 의한 파괴는 발생하지 않았으며, 철근의 인장 파괴 혹은 슬리브의 기계적 결함에 의한 볼트 파단만이 관찰되었다. 제안된 슬리브는 우수한 인장성능을 갖고 있음을 확인하였으며 프리캐스트 교각에 무리 없이 적용할 수 있음을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.45-52
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• 2015

섬유복합체 (Fiber Reinforced Polymer, FRP)는 비강도가 높고, 비부식성 재료라는 특징을 가지고 있어서 건설 분야에서 철근을 대체할 수 있는 보강근 재료로 인식되고 있다. 몇몇 유리섬유 복합체 (Glass FRP, GFRP) 보강근이 상용화되어 있지만 GFRP는 철근에 비해 가격이 비싸고 상대적으로 낮은 탄성계수와 취성 파괴 특성 때문에 다소 경쟁력이 떨어진다. GFRP 보강근의 재료가격을 낮출 수 없다면 사용된 재료의 성능을 최대로 하여 보강근의 성능을 높이는 것이 상대적인 가격을 낮추는 방법이 될 수 있다. 일반적으로 FRP 보강근의 직경이 커질수록 인장강도는 감소하는 것으로 알려져 있다. 이의 원인 중 하나는 보강근이 인장을 받을 때 외력이 중앙에 위치한 섬유에 충분히 전달되지 못하여 외측에 위한 섬유들만이 인장에 저항하기 때문이다. 따라서 본연의 역할을 수행하지 못하는 섬유는 제거함으로써 보강근의 단가를 낮추면서 보강근이 소정의 성능을 발휘하도록 한다면 가격대비 성능이 최적화된 FRP 보강근을 제작할 수 있다. 본 연구에서는 직경 19 mm의 GFRP 보강근에 대해 단면 내에 중공이 존재하는 경우 중공비율에 따른 인장특성의 변화를 실험적으로 관찰하였다. 중공이 없는 GFRP 보강근 세 개, 네 가지 중공비율에 대해 각각 여섯 개의 GFRP 보강근 시편을 준비하여 인장실험을 실시하였으며 결과 분석을 통하여 인장특성 변화를 도출하였으며 이를 바탕으로 최적의 중공비율을 제안하였다.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.236-242
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• 2016

본 연구에서는 유리섬유/폴리프로필렌 기반의 열가소성 복합재의 열성형 시험 평가를 위해, 성형온도에서의 인장 및 면내 전단 물성 시험을 실시하였고, 이를 비직교 구성방정식을 이용하여 정량화 하였다. 이를 통해 실험값과 잘 일치하는 고온에서의 인장 및 전단 물성값을 수식화하여 얻을 수 있었다. 열성형 시험을 위해 반구돔 시험을 실시하였고, 이형제 사용 유무 및 홀더의 무게를 달리해가며 성형품의 최종형상을 비교하였다. 그 결과 이형제를 사용하면 성형품의 대칭성이 확보되고 주름 개선 효과에 유리하다는 것을 확인하였고, 적당한 힘의 홀딩력 제어가 필수적이라는 것을 알 수 있었다. 더 나아가 비직교 구성방정식이 고려된 열성형 수치해석을 실시하여 실험 결과와 유사한 양상을 확인할 수 있었고, 홀딩력이 낮을 수록 주름이 많아지고, 마찰력이 클수록 더 많은 펀치력을 필요로 함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.5-15
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• 2009

기존의 블록식 보강토옹벽의 경우 블록과 보강재 연결을 핀, 커텍터 등으로 연결하므로 전면부에 응력집중이 발생하여 블록의 균열이나 보강재 파단파괴가 발생할 수 있는 단점이 있다. 이에 본 연구는 보강재의 침하를 허용하는 새로운 연결시스템을 개발하여 연구대상지역에 일반형 블록식 보강토옹벽 구간과 보강재 침하형 보강토옹벽 구간으로 나누어 시험시공을 실시하였다. 시공과정 및 이후의 현장계측결과 전면블록에 인접한 부분에서 최대인장력으로부터 구한 인장력비가 일반형 보다 침하형이 전면블록 전면부의 음력집중이 크게 감소하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.3-14
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• 2012

이 논문에서는 비내진상세 골조의 손상완화능력 향상을 위한 연구의 일환으로 변형경화형 시멘트 복합체 끼움벽의 내진성능을 실험적으로 평가하였다. SHCC의 인장변형능력 및 균열거동 특성이 끼움벽의 전단 거동에 미치는 영향을 구명하기위해 총 3개의 끼움벽 실험체를 제작하여 반복하중 하에서 실험을 실시하였다. 이 연구에서 사용된 시멘트 복합체의 종류는 콘크리트와 SHCC로 하였다. SHCC는 인장 특성에 따른 영향을 검토하기위해 PVA1.3%+PE0.2% 및 PVA0.75%+PE0.75%로 두 종류의 배합조건을 갖도록 계획하였다. 끼움벽의 균열손상 발생 부위를 중앙부로 유도하기위해 모든 끼움벽 실험체의 좌 우측면에 100 mm 깊이의 노치를 설치하였다. 실험 결과, SHCC 끼움벽의 경우 철근 콘크리트 끼움벽에 비해 우수한 균열제어성능을 나타냈으며, 최대하중 도달 시점에서의 층간변위 또한 높게 나타났다. 특히, 초기 경사균열 발생 이후에도 SHCC 내의 보강 섬유간 섬유가교작용에 기인하여 완만한 강성 저하 양상을 나타냈다. 게다가 끼움벽의 균열폭을 기준으로 손상 식별 단계를 분석한 결과, PIW-SHD 실험체가 PIW-SLD 실험체에 비해 약 3배에 해당하는 우수한 내진성능을 나타냈다. 또한 대각 보강근의 변형률 진전 양상을 비교한 결과, 우수한 균열분산 특성에 기인하여 철근에 집중되는 인장응력을 SHCC 매트릭스가 일정 부분 부담하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.635-642
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• 2008

건설구조물에서 보통철근의 부식을 방지하기 위하여 에폭시 도장 철근이 널리 사용되고 있다. 그러나 에폭시 도장철근은 성능과 코스트 면에서 불리하며, 특히 취성적이고, 부착성 및 현장 가공성 등의 취약점 때문에 현장에서 사용상의 제약을 받고 있다. 본 연구는 에폭시 도장 철근을 대체할 수 있는 도장재료로서 유기계 폴리머와 시멘트의 무기계를 혼합한 하이브리드 (hybrid)형 폴리머 시멘트 슬러리를 개발하기 위한 것으로서, 특히 인장특성과 접착성에 관한 연구이다. 폴리머 시멘트 슬러리는 4종류의 폴리머 디스퍼션과 혼화재로서 플라이애쉬와 실리카퓸을 혼입하여 제작되었으며, 도장두께, 인장특성, 접착성 및 내굴곡성 시험을 실시하였다. 연구결과, 폴리머 시멘트 슬러리의 점도는 폴리머 디스퍼션의 종류에 따라 크게 영향을 받았으며, 플라이애쉬를 혼입함에 따라 약간 감소하였다. 또한 폴리머-결합재비 100%에서 폴리머 시멘트 슬러리의 적정 도장두께가 확보되었으며, 도장두께는 물-결합재비와 폴리머-결합재비에 의해 다양화 할 수 있었다. 철근의 도장을 위한 적정 도장 두께는 부착강도, 접착성 및 내굴곡성을 고려할 때, 보통 $150{\sim}250{\pm}50{\mu}m$ 범위였다. 본 연구에서 폴리머 시멘트 슬러리의 인장특성 및 접착성, 그리고 도장강의 내굴곡성은 양호하게 평가되어, 향후 에폭시 도장철근을 대체할 수 있는 재료로 사용가능성을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.91-96
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• 2010

본 논문에서는 일반 보행자 도로의 형태 및 문제점을 찾아보고 공원 산책로 및 관광지의 보도 등과 같은 일반적인 보도용 포장체에 Wood Chip과 바인더로써 우레탄 수지를 사용하여 새로운 형태의 자원순환형 보도 포장체의 물성에 관한 연구를 실시하였다. 포장재의 물성실험은 인장강도 시험, 투수성 시험, 탄력성 시험, 침수후의 인장강도 변화 등을 실시하였고, 또한 2.5~5mm 크기의 잔골재를 사용한 효과에 대해서도 검토하였다. 인장강도 시험은 침수전과 침수후로 나누어 시험하였으며 침수전 1.06MPa, 침수후 0.67MPa의 인장강도를 나타내 36.8%의 인장강도 감소율을 나타내었다. 투수성 시험은 투수성 포장체의 현장 투수시험 방법에 의거해 실험하였으며 시험 결과 투수계수는 0.67~0.78mm/s의 값으로 모두 0.1mm/s 의 목표투수계수를 초과하였다. 탄력성 시험은 일본 도로협회의 탄력성시험방법에 따라 실시하였으며 GB계수 21%, SB계수 10%의 값을 나타냈고 잔골재의 양이 증가할수록 GB계수, SB계수 모두 점차 증가하는 경향을 나타냈었다.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.384-392
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• 2017

인장과 압축하중 모두를 효과적으로 지지할 수 있는 새로운 샌드위치 체결부 구조의 설계를 위해, 체결부 형상이 다른 3가지 샌드위치 판넬에 대한 인장 및 압축 시험을 수행하였다. 샌드위치 판넬의 코어는 주로 알루미늄 플렉스 허니콤이지만, 타 구조물과의 체결을 위해 두께가 얇아지면서 단순 적층판으로 변하는 램프 영역에서는 PMI 폼 코어를 사용하였고, 면재에는 탄소섬유 복합재를 사용하였다. 형상 1에서는 복합재 플랜지와 샌드위치 구조가 일체형으로 연결된다. 형상 2와 3에서는 별도로 제작된 알루미늄 플랜지가 복합재 적층판에 하이록핀과 접착제로 체결된다. 시험 결과 형상 1, 2, 3의 평균 압축파손하중은 각각 295 kN, 226 kN, 291 kN으로 나타났고, 평균 인장파손하중은 각각 47.3(층간분리), 83.7 kN(볼트파손), 291 kN(치구손상)으로 나타났다. 압축 파손하중만을 고려할 경우 플랜지와 샌드위치 판넬을 복합재 일체형으로 제작한 형상 1과 3이 우수한 특성을 보였다. 그러나 형상 1의 경우 인장하중을 받을 때 낮은 하중에서 플랜지 모서리 부분에서 층간분리가 발생하였다. 따라서 인장과 압축하중을 동시에 효과적으로 지지할 수 있는 구조는 모서리에서 층간분리의 위험이 없게 별도의 알루미늄 플랜지를 사용하여 볼트로 체결한 형상 3임을 확인하였다.