• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.62-70
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• 1999

건축 구조물의 재령이 증가함에 따른 손상은 구조물의 안전성 및 신뢰성 확보에 매우 심각한 문제이다. 최근에는 이렇게 손상을 입은 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위해 탄소섬유시트가 광범위하게 사용되고 있지만 탄소섬유시트를 보강한 콘크리트의 파괴기구가 명확하게 규명되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 탄소섬유시트를 보강한 콘크리트의 손상거동 및 미시적 파손기구를 이해하기 위해 4가지 경우의 시험편, 즉 순수한 콘크리트, 철근 보강 콘크리트, 탄소섬유시트 보강 콘크리트, 철근과 탄소섬유시트 보강 콘크리트 시험편에 대하여 3점 굽힘 시험을 실시하였다. 이러한 시험편들의 파손기구를 명확히 하기 위해 음향방출기법이 사용되었으며 균열 발생, 성장을 모니터링하기 위해 2차원 AE 발생원 위치추정 기법이 적용되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.119-126
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• 2006

본 논문에서는 철근콘크리트 보에 탄소섬유시트를 부착했을 때와 부착 후 전단철근에 정착했을 때 발생하는 휨 보강 효과에 대한 연구결과를 제시한다. 이를 위해 총 6 개의 $150mm{\times}250mm{\times}2000mm$ 크기의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였다. 탄소섬유시트의 부착과 정착 위치에 따라 보의 휨강도 보강효과를 연구하였고 이로부터 전단철근에 탄소섬유시트를 정착했을 때 보의 휨강도가 현저하게 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 여러 가지 정착위치 중에서 다정착 시트가 가장 효과적인 보강효과를 나타내었고 무보강 보 실험체에 비해 53%의 휨강도 증진효과를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.183-193
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• 2006

본 연구는 탄소섬유시트로 보강된 철근콘크리트 보에 정적하중과 반복하중이 작용할 때의 거동을 다루고 있다. 탄소섬유시트로 보강된 RC보의 정적실험 결과를 기준으로 반복하중 실험을 수행하였다. 반복하중 실험의 변수는 탄소섬유시트 겹수, 단부 U밴드 유무, 반복하중 재하속도 등이 있다. 실험결과를 통해 단조증가하중과 반복하중 하에서의 에너지 소산량과 휨 강성의 변화, 연성특성, 강도특성, 휨 거동 등을 고찰하며, 또한 탄소섬유시트의 파단변형률을 평가하였다. 본 연구에서는 반복하중 실험 결과를 바탕으로 탄소섬유시트로 보강된 RC보의 정적 및 동적 휨 보강 해석 및 설계에 필요한 기초자료를 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.221-228
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• 2010

탄소섬유시트 보강공법은 열화 손상된 콘크리트 구조물의 보강에 가장 많이 사용되는 보강공법 중 하나이다. 탄소섬유시트 보강공법은 에폭시접착제를 사용하여 탄소섬유시트를 콘크리트의 외부에 부착하는 보강공법으로 탄소섬유시트에 의한 휨보강이 에폭시 접착 경계면을 통하여 콘크리트로 전달된다. 따라서 사용기간이 경과함에 따라 에폭시 접착 경계면에 발생하는 크리프 등의 시간의존적 거동은 보강효과를 감소시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 경계면에서 발생하는 크리프 영향을 해석하기 위하여 콘크리트의 크리프 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 이를 바탕으로 에폭시 접착 경계면의 크리프 영향을 예측할 수 있는 이론적인 연구를 수행하였다. 제안된 유한요소해석기법은 기존의 콘크리트 크리프 거동 분석을 위해 사용되던 유변모델을 에폭시 접착 경계면에 적용한 것으로 기존 실험결과와 비교를 통하여 타당성을 검증하였다. 또한, 제안된 유한요소해석을 통하여 탄소섬유시트로 보강된 콘크리트 구조물의 시간의존적 거동에 경계면 재료의 크리프 영향을 반드시 고려해야 한다는 것을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.109-118
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• 2008

본 논문은 탄소섬유시트로 하면을 보강한 콘크리트 보에서 온도가 상승함에 따라 서로 다른 선팽창계수를 가지는 콘크리트와 탄소섬유시트 사이에 계면전단응력이 발생함으로 부착강도 평가 시 이를 고려하여야 함을 기술하고 있다. 선형탄성거동을 가정한 계면전단응력의 이론식과 모형 보의 온도변화실험을 통하여 변형률을 측정한 결과를 비교함으로써 이론해의 적용성을 확인하였으며, 이론식으로부터 $30^{\circ}C$의 온도변화가 발생하는 경우 탄소섬유시트 부착계면에서 최대 0.91MPa의 전단응력이 발생되는 것으로 조사되었고 변화량이 $10^{\circ}C$인 경우에서도 에폭시에 의한 부착강도의 10~15%의 응력이 추가적으로 발생하는 것으로 나타났다. 그러므로 탄소섬유시트로 콘크리트 구조물을 보수, 보강하는 경우 부착강도 평가 시 온도의 영향이 고려되어야 하며, 온도변화에 따른 장기간의 거동을 평가하는 노력이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.163-169
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• 2017

비닐용기 등에 주로 사용되는 PET 섬유는 강도는 아주 작은 반면, 변형성능에는 아주 우수하기 때문에 지진 발생시 구조물의 대변형에 효과적으로 저항할 수 있는 보강재료로 사용가능하며, 일본에서는 이미 PET 섬유를 이용한 연구를 진행하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 섬유의 횡구속 효과를 파악하고, PET 섬유의 보강효과와 기존에 사용해왔던 탄소섬유시트 및 유리섬유시트의 보강효과를 비교함으로써 PET 섬유의 현장적용성 여부를 파악하기 위한 것이다. 이를 위해 무근 콘크리트 공시체에 탄소섬유시트와 유리섬유시트 및 PET 섬유 등으로 구분하고 각각에 대해 콘크리트 강도와 보강겹수를 달리하여 실험체 별로 각각 2개씩 동일하게 제작하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 탄소섬유시트 및 유리섬유시트로 보강된 실험체는 기존연구결과들과 마찬가지로 시트가 파단된 후 급격한 내력저하로 최종파괴 되었다. 그러나 PET로 보강한 실험체들은 PET 섬유가 파단되지 않고 최대 강도 이후 급격한 내력저하 없이 서서히 감소되면서 최종파괴 되었다. 또한, 탄소섬유시트 및 유리섬유시트로 보강한 실험체에 비해 강도증진 효과는 크지 않았으나, 연성측면에서는 매우 우수하게 나타나 향후 보강재료로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1997년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.165-169
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• 1997

기존 구조물의 보강을 하는 데는 휨모멘트 및 전단력에 대하여 충분한 보강 효과를 가지는 것과 함께 시공성을 만족해야만 한다. 현재 연속 섬유시트 중 아라미드섬유시트(AFS) 및 탄소섬유시트(CFS)는 기존구조물의 보강재로 사용한 사례가 증가하고 있으나 합리적인 보강설계방법이 확립되어 있지 않은 현 시점에서는 적절한 보강이 이루어지지 않는 경우가 많다 AFS 및 CFS에 의해 RC보의 적절한 보강을 위해서는 AFS 및 CFS를 이용한 기존 콘크리트 구조물의 보강설계방법의 구축이 급선무이다. (중략)

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.567-576
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• 2023

일반적으로 RC 보 부재는 휨 부재로서 휨 하중에 대해서만 고려하여 설계된다. 하지만, 실제 건축물에서는 부재 간의 연속성으로 인해 축력과 휨 하중을 동시에 받게 된다. 이로 인해 RC 보 부재의 휨 강도는 증가하지만, 변위는 감소하며, 균열은 주로 보의 중앙부에 집중되게 된다. 따라서 본 연구에서는 축력과 휨 하중을 동시에 받는 RC 보 부재에 탄소섬유시트를 이용한 보강에 따른 휨 성능을 실험적으로 평가하였다. 탄소섬유시트는 부재의 중앙부에 감싸 보강을 하였으며, 축력과 휨 하중을 부재에 가력하였다. 축력의 크기와 탄소섬유시트 보강에 따른 철근콘크리트 부재의 파괴 형태, 휨 강도, 처짐 및 연성을 분석하였다. 그 결과, 축력의 증가에 따라 최대 휨 강도의 상승이 발생하였지만, 연성은 최대 64%까지 감소하였다. 탄소섬유시트 보강을 통해 휨 강도는 최대 27% 증가하였으며, 휨에 의한 보의 최대 처짐은 8% 감소하였으며 연성은 최대 43% 증가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.109-116
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• 2008

탄소섬유시트의 부착성능을 조사하는 방법으로써 중앙을 절단한 보 공시체를 이용한 휨 거동 형식의 시험기를 개발하여, 콘크리트의 압축강도를 변수로 정적 재하 실험을 실시하였다. 탄소섬유시트의 파단의 결과를 이용하여 이 시험기의 검증과 함께 전단부착강도의 산출식을 도출하려고 노력 하였다. 그 결과, 첫 번째로 새로운 형식의 시험기에 의한 부착강도시험의 타당성이 증명되었다. 두 번째는 CFS 표면 변형률의 결과로부터 구해진 전단부착강도는 2종류의 경향이 있음이 발견되었다. 그 데이터 중에서 비교적 안정성이 높은 전단부착강도의 평균치는 3.41MPa, 하한치는 2.11MPa이었다. 이번 실험에서는 콘크리트의 강도가 전단부착강도에 미치는 특별한 영향을 볼 수 없었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.115-123
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• 2007

본 연구에서는 탄소섬유로 보강된 콘크리트의 전기저항 변화를 모니터링하는 방법에 의해, 콘크리트의 파괴에 대한 자가진단 적용 특성을 검토하였다. 미분쇄 탄소섬유와 코크스 분체로 구성된 신형 리브재가 포함된 CFGFRP (탄소섬유 유리섬유 강화 플라스틱)와 콘크리트 보강용 CF(탄소섬유) 시트에 휨 하중 재하 단계별로 하중을 가할 때 균열 또는 파괴가 발생하기 전후의 탄소섬유의 전기저항 변화를 조사하여, 각 인자의 관계특성(각 하중단계별 전기저항, 변형률, 처짐 등의 변화)을 분석하였다. 그 결과, 콘크리트 인장측 파괴시 탄소섬유 보강근, 신형 리브, 시트가 파괴될 때, 전기저항은 크게 증가하지만, CFGFRP의 경우는 그 후 하이브리드 FRP 재료 중 탄소섬유를 보강하고 있던 유리섬유가 나머지 추가 재하 하중에 저항할 수 있어 콘크리트 시험체의 전 파괴단계에까지는 이르지 않았다. 따라서 CFGFRP의 보강근과 신형 리브, CF시트는 FRP로 보강된 콘크리트의 파괴를 사전에 감지할 수 있는 자가진단 재료로서의 적용이 가능함을 알 수 있었다.