Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.3
no.1
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pp.84-89
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2015
Basalt fiber has many advantages as a reinforcing fiber such as high tensile strength and similar density to concrete. This study investigated the bonding property and the effect of fiber orientation on tensile strength of basalt fiber. Single fiber pullout tests for basalt and polyvinyl alcohol (PVA) fibers were performed to evaluate the bonding property between basalt fiber and mortar. And then tensile strength of basalt, PVA, and polyethylene (PE) fibers according to fiber orientation were measured. From the test results, it was exhibited that the chemical bond, frictional bond, and slip-hardening coefficient of basalt fiber were 1.88, 1.03, 0.24 times of PVA fibers, respectively. And the strength reduction coefficient of basalt fiber was 9 times of PVA fiber and 3 times of PE fiber.
In this work, the effect of fiber array direction including $0^{\circ}$, $0^{\circ}/90^{\circ}$, $0^{\circ}/45^{\circ}/-45^{\circ}$ was investigated for mechanical properties of basalt fiber-reinforced composites. Mechanical properties of the composites were studied using interlaminar shear strength (ILSS) and critical stress intensity factor ($K_{IC}$) measurements. The cross-section morphologies of basalt fiber-reinforced epoxy composites were observed by scanning electron microscope (SEM). Also, the surface properties of basalt fibers were determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). From the results, it was observed that acid treated basalt fiber-reinforced composites showed significantly higher mechanical interfacial properties than those of untreated basalt fiber-reinforced composites. These results indicated that the hydroxyl functional groups of basalt fibers lead to the improvement of the mechanical interfacial properties of basalt fibers/epoxy composites in the all array direction.
Kim, jae-Keun;Bae, Ji-Soo;Na, Sang-Moon;Kim, Seung-Il;Jin, Yong-Jun
Composites Research
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v.19
no.6
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pp.32-37
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2006
This paper summarizes the processing inorganic continuous fibers from Korean minerals. Continuous filament fibers have been produced from two rocks, basalt and quartz diorite porphyry(QDP), by melting method. The essence of the method is that the vitrified materials was placed into the bushing, platinum/rhodium alloy crucible with a nozzle, and heated electrically to a temperature which allowed fiber spinning. Vitrified basalt without additive was suitable for producing continuous filament fiber. However doping quartz diorite porphyry with boric oxide yielded a material which could be pulled continuously.
Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) has strong and superb material properties, especially in mechanical and heat-resisting aspects, but the drawback is its high price. In this study, we made a hybrid composite using carbon fiber and basalt fiber, which is expected to attribute to its strong material properties and its financial benefits. We found out that the higher the content of basalt fiber included, the lower the intensity, and carbon's intensity contents of 80% showed the similar intensity level as that of CFRP. Besides it was possible to get a better mechanical properties using the composite that included the mixed fiber, instead of using a composition of separate fibers filed.
Basalt fiber reinforced epoxy composites with inorganic filler (BFRP-F) such as Mg(OH)2 (magnesium hydroxide), Al(OH)3 (aluminum hydroxide), Al2O3 (aluminum oxide) and AlOOH (boehmite) were prepared by hand lay-up and hot pressing. The combustive properties of BFRP-F were improved comparing with basalt fiber reinforced epoxy composite (BFRP) without inorganic filler. At a 30 wt% resin content, the limited oxygen index (LOI) of BFRP is 28.9, which is higher than that of epoxy (21.4), and the LOI of BFRP-F is higher than that of BFRP. The BFRP-F showed the lower peak heat release rate (PHRR), total heat release (THR) and total smoke release rate (TSR) than those of BFRP. We confirmed that the flame retardant properties of the composite were improved by the addition of inorganic filler through the dehydration reaction and oxide film formation.
Park, Hye-Jung;Park, Sun-Min;Lee, Jae-Won;Roh, Gwang-Chul;Kim, Jae-Keun
Composites Research
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v.23
no.3
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pp.43-49
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2010
Basaltic fiber was prepared by continuous spinning process from Jeju Pyosun raw basalt materials. First, for confirming the melting characterization of basalt, basalt raw material put into Pt crucible and melted up to $1550^{\circ}C$ then quenched by dropping it into water. After quenching, the optimum fiber spinning conditions were investigated by measurement and analysis of XRD, TMA, high temperature viscosity, high temperature conductivity and high temperature microscope. The optimum spinning temperature and viscosity for preparation of continuous filament fiber were $1264^{\circ}C$ and $10^{2.8}$ poise at $1264^{\circ}C$, respectively. Properties of prepared spinning fiber were confirmed by tensile strength, FE-SEM, heat resisting test and others. The tensile strength of fiber prepared by spinning conditions of the bushing temperature $1240^{\circ}C$ and winder speed 4600rpm was 3660MPa.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.19
no.4
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pp.49-56
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2015
Ultra-High Strength Concrete(UHPC) has ultra-high material performance including high strength and high flowability. On the other hand it is less ductile than high ductile fiber reinforced cementitious composite. This study investigated the effect of combination of steel fiber and micro fiber on the tensile behavior of UHPC. Four types of UHPC containing combination of steel fiber, polyethylene(PE), polyvinyl alcohol(PVA), and basalt fiber were designed. And then uniaxial tension tests were performed to evaluate the tensile behavior of UHPC according to combination of fibers. And density was measured to evaluate whether micro fiber induces unintentional high pore or not. From the test results, it was exhibited that PE fiber with high strength is effective to improve the tensile behavior of UHPC and basalt fiber is effective to increase the cracking and tensile strength of UHPC. Furthermore, it was also verified that micro fiber does not make high pore.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.16
no.6
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pp.545-551
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2016
Membrane structures which can be used large spatial structure are being expanded because of various advantages. However, despite the diverse membrane structure buildings and materials, the standard for membrane material performance that considering fire safety is still inadequate. Therefore, this study applied basalt or glass woven fabric with flame resistance on architectural membrane, and report the fire safety for architectural membrane using the strength properties, flammability and incombustibility. From the test result, the architectural membrane using basalt or glass woven fabric showed a low heat release rate and total heat release. Therefore, it was confirmed that the fire safety is relatively high.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.10
no.6
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pp.1298-1303
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2009
The effect of blending weight and fiber length on the tensile and flexural strength for Basalt fiber reinforce cement composites is discussed. The increase of physical properties is mainly affected by blending quantity of fibers instead of the fiber length. Also it is believed that the interfacial adhesion between Basalt fiber and cement matrix gives positive influence to the physical strength. Basalt fiber in saturated $Ca(OH)_2$ solution, which is similar to the alkaline hydration environment of cement, shows very low weight loss even after 3 weeks of immersion.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.12
no.2
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pp.111-120
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2024
This paper presents a study aimed at developing repair materials for emergency slope stabilization after disasters such as floods. The research assessed how different mix ratios of fly ash and reinforcement with basalt fibers affect the basic quality properties of mortars. Optimal amounts of fly ash were selected based on these properties, and appropriate amounts of chemical admixtures and thickeners were determined to enhance the quality attributed to the basalt fiber mixture. Notably, high-volume fly ash reduced the need for high-performance water reducers and improved workability, known benefits that also helped mitigate fiber ball issues in conjunction with the effects of thickeners. The experimental results indicated that the developed repair materials could potentially be used for emergency repairs, with a focus on initial age strength. This research aims to provide foundational data for repair materials used in future emergency slope stabilizations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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