• 제목/요약/키워드: 휨강도 시험

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LNG 외조탱크 적용을 위한 SCP 모듈의 휨성능 평가 (The Evaluation of flexure performance of SCP modules for LNG outer tank)

  • 박정준;박기준;김성욱;김언;신동규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.447-455
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    • 2019
  • 극한지에서 LNG 저장구조물을 건설할 때 현장 타설 방식으로 제작 및 시공되는 경우, 열악한 작업 환경 및 조건으로 의해 공사금액 및 공사기간이 증가되는 문제점이 발생할 수 있어 모듈형 에너지 저장탱크에 대한 요구가 높아지고 있다. 이에 본 연구에서는 LNG 연료 저장탱크의 경량화를 위해 SCP 모듈의 사용을 대안으로 제시하고자 하였다. 이에 SCP 모듈을 두께별로 제작하고 그에 따른 휨성능을 평가함으로써 SCP 구조의 LNG 연료 저장탱크에 대한 현장적용 가능성을 평가하고자 하였다. 실험 결과 두께 100mm 실험체는 설계상 극한하중인 413 kN까지는 선형을 유지하면서 증가하다가 기울기가 급격하게 변하면서 파괴되었다. 두께 200mm 실험체 또한 설계상 극한하중인 약 822 kN까지 선형을 유지하다가 파괴양상을 보였다. 두 조건 모두 SCP의 휨 시험에서 INCA guidance의 기준대로 철판이 항복에 도달할 때까지 선형 거동을 나타내었다가 극한하중이후에는 급격한 철판 항복을 동반하는 거동을 하였다. 또한, 목표로 제시한 설계 휨강도를 만족하여 SCP 모듈을 활용하여 LNG 저장탱크 외조구조물에 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 추후 압축, 전단 시험 등을 추가로 진행하여 SCP의 구조성능에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다.

말뚝 재하시험을 이용한 강관합성 현장타설말뚝의 적용성 분석 (Applicability of Steel-Concrete Composite Drilled Shafts by Pile Loading Tests)

  • 이주형;정문경;곽기석;김성렬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권11호
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    • pp.111-123
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    • 2010
  • 강관합성 현장타설말뚝은 굴착시 공벽보호를 위해 사용되는 강관케이싱을 구조재로 보고 내부에 콘크리트를 채운 합성말뚝으로서 외부 강관이 내부 콘크리트의 변형을 억제하여 말뚝의 강도를 증가시키고 연성파괴를 유도하는 보강 효과를 발휘한다. 본 연구에서는 강관합성 현장타설말뚝의 현장 적용성을 분석하기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 시험결과 강관 선단부 즉, 강관합성-콘크리트 경계면이 구조적으로 취약하며 휨에 대한 저항력이 작기 때문에 내부 철근망을 설치하여 이 부분을 보강할 필요가 있었다. 또한 강관합성-콘크리트 경계면이 휨모멘트의 영향을 받지 않는 충분히 갚은 깊이에 위치하고 주변지반의 구속효과가 발휘되는 경우에는 강관합성 현장타설말뚝의 하부 콘크리트 재료에 대한 허용강도가 증가하므로 강관합성 현장타설말뚝의 설계하중을 증가시켜 경제적인 설계가 기능해질 수 있을 것으로 판단된다.

강섬유 혼입량에 의한 강섬유보강콘크리트의 파괴에너지에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Fracture Energy of Steel Fiber Reinforced Concrete Structures by the Effects of Fiber Contents)

  • 장동일;채원규;정원우;손영환
    • 콘크리트학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.79-88
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    • 1991
  • 본 눈문에서는 강섬유 혼입에 따른 강섬유보강콘크리트의 강도 중대 현상을 규명하고 파괴에너지를 결정하기 위하여, 일련의 초기균열이 있는 강섬유보강콘크리트 시험체에 대하여 파괴실험을 수행하였다. 파괴실험은 3점 휨 실험법으로 실시하였으며, 실험시 각 시험체의 하중변화에 따른 휨 변형률, 중앙처짐, 균열끝 개구변위와 초기균열 발생시의 하중, 극한하중 등을 조사하였다. 이들 실험 걸과를 토대호 강섬유 혼입량과 초기균열비에 따른 강섬유 보강콘크리트의 파괴인성, 임계 에너지해방률 등을 비교 분석하였으며, 아울러 하중-처짐 선도를 이용한 파괴에너지를 결정하였다. 연구결과, 측정된 강섬유보강콘크리트의 하중-처짐선도는 강섬유 혼입량이 클수록 파괴후 완만하게 나타났으며, 하중-처짐선도 면적에 의하여 계산된 강섬유보강콘크리트의 파괴에너지는 강섬유 혼입량이 0.5%~1.0인 경우에 는 무근콘크리트의 파괴에너지의 약 7~10배, 강섬유 혼입량이 1.5%인경우에는 약 15배 각각 크게 나타났다.

폐콘크리트 미분말을 충전재로 재활용한 폴리머 모르타르의 물성 (Physical Properties of Polymer Mortar Recycling Waste Concrete Powder as a Filler)

  • 황의환;최재진;황택성
    • 공업화학
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    • 제16권3호
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    • pp.317-322
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    • 2005
  • 오늘날 대규모 건설사업에 따른 골재의 고갈과 환경보호 측면에서 폐콘크리트 골재의 재활용이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 페콘크리트의 분쇄공정에서 발생되는 페콘크리트 미분말을 폴리머 모르타르의 충전재 대용으로 재활용하고자 하였다. 폴리머 모르타르의 공시체는 폴리머 결합재의 첨가율을 9~15 wt%, 실리카 미분말 충전재 대용의 폐콘크리트 미분말 치환율을 0~20 wt%, 0.1~0.3 mm 잔골재(21~24 wt%)와 0.7~1.2 mm 잔골재(44~47 wt%)의 첨가율을 65~71 wt% 범위로 다양하게 변화시켜 제조하였다. 폴리머 모르타르의 물성을 평가하기 위하여 압축 및 휨강도, 흡수율, 내열수성, 내산성, 세공분포특성, 전자현미경에 의한 미세조직 관찰시험을 행하였다. 시험결과, 폴리머 모르타르의 물성은 폴리머 결합재의 첨가율 증가에 따라 현저히 증가되었으나 페콘크리트 미분말의 치환율 증가에 따라서는 크게 저하되었다.

기계식 가압장비(MPE)에 의한 보수재 종류별 부착강도 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Bonding Strength by Types of Repair Materials by Mechanical Pressurizing Equipment(MPE))

  • 유형식;정지승
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권2호
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    • pp.553-560
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    • 2020
  • 기존 연구논문에서 일정한 크기의 압력을 가할 수 있는 기계식 가압장비를 개발하여 보수단면에 시공되는 보수재에 압력을 가할 경우 부착강도가 증가하는 효과를 확인할 수 있었다. 본 연구논문에서는 기계식 가압장비의 압력을 0, 10, 30, 50 및 80kPa로 달리하여 재령 3 및 28일에서 공시체의 휨, 압축 및 부착강도와 가압판 변형을 측정한 결과를 분석하여 기계식 가압장비에 효과적인 압력을 선정하는 시험을 실시하였으며 시험결과 압력이 높을수록 강도값은 증가하였으나 50kPa이상일 경우 가압판에 변형이 생기는 문제가 발생하였으며 이에 따라 강도값에 큰 차이가 없는 30kPa가 가장 효율적인 압력임을 알 수 있었다. 주성분이 실리카흄, 알루미나 시멘트 및 섬유를 서로 다르게 혼합한 3종류의 보수재로 공시체를 제작한 후 건조 및 습윤 상태, 시공부위별 (천장부, 벽체부 및 바닥판) 그리고 가압 유무에 따라 재령 3, 7, 14 및 28일에 부착강도를 측정한 결과 가압시 재령 3일 부착강도값이 비가압한 재령 7 및 14일 발현 강도값과 동등하거나 높아 공기단축이 필요로 하는 보수공사에 유리할 것으로 판단되었으며 가압시 신속한 수분의 배출이 가능한 셀룰로오즈 섬유가 혼입된 보수재가 가압장비에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

선하중(先荷重)을 받은 RC보의 CFRP-Rod 휨보강 효과에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flexural Behavior of Pre-loaded RC Beams Strengthened with CFRP-Rod)

  • 예상민;천우철;강주원;박성무
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.79-85
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    • 2007
  • FRP를 이용한 보강법 중에서도 기존에 일반적으로 행해진 보강법은 Plate 또는 Sheet의 형태로 콘크리트 표면에 부착하여 추가적인 강도를 발현하도록 하는 것이다. 그러나 조기 박락파괴, 부착면의 정리, 보강 단부의 앵커시공, 부착면에 대한 내화처리 등의 어려움이 많다. 이러한 문제점들에 대한 방안으로 막대(Rod) 형태인 CFRP-Rod를 보강모체에 홈을 파고 매립하는 NSMR(Near Surface Mounted Reinforcement)공법이 제안되었고, CFRP-Rod의 보강량, 길이, 간격 등의 변수에 의한 휨보강 능력의 평가에 대한 연구가 이루어져왔다. 그러나 구조물에서 CFRP-Rod의 보강은 어느 정도의 하중이 보강부위에 계속 재하된 상태로 보강이 이루어지게 되므로 본 연구에서는 보강전에 가해지는 선하중(Pre-loading)의 크기를 주요변수로 선하중의 크기에 따른 구조물의 거동 특성을 분석하고자 하였고, 선하중의 크기의 결정은 무보강 시험체의 공칭모멘트와의 비로 결정하였다.

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철근부식을 고려한 FRP Hybrid Bar 및 일반 철근을 가진 RC 보의 내력저하 평가 (Evaluation of Load Capacity Reduction in RC Beam with Corroded FRP Hybrid Bar and Steel)

  • 오경석;문진만;박기태;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.10-17
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    • 2016
  • RC(Reinforced Concrete) 부재는 인장영역에서 보강재가 하중을 지지해야 하므로, 철근부식은 내구성 뿐 아니라 안전성에서도 매우 중요하다. 본 연구에서는 최근 개발된 FRP Hybrid Bar와 일반 철근을 매립한 RC 보부재를 제작하였으며, ICM(Impressed Current Method)를 적용하여 철근부식을 촉진시켰다. 기존의 이론식인 Faraday 법칙을 이용하여 부식량을 평가하였으며, 일반설계강도를 가진 콘크리트 보부재에 대하여 휨시험을 수행하였다. 일반 철근에서는 부식량이 4.9~7.8% 수준으로 평가되었으며 이에 따른 휨 저항능력은 -25.4~-50.8% 수준으로 감소하였다. FRP Hybrid Bar를 매립한 RC 보에서는 부식과 휨 저항 감소가 평가되지 않았는데, 이는 에폭시 도료로 코팅된 철근의 우수한 내부식성에 기인한다. 촉진 부식실험에서는 FRP Hybrid Bar의 우수한 내부식성 및 부착성능을 확인하였는데, 실용화를 위해서는 장기적인 침지를 통한 내구성 평가가 필요하다고 판단된다.

단면보수용 콘크리트 패치재료의 역학적 특성 및 내구성 실험 (Mechanical and Durability Properties of Partial-Depth Patch Materials using Polymer Materials for Concrete Pavement)

  • 양성철;황인동;한승환;김성민
    • 한국도로학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.23-32
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    • 2009
  • 본 연구에서는 콘크리트포장의 단면보수용 복합재료 8개(초속경시멘트계열 : RCC 3종, 폴리머시멘트계열 : PCC 2종, 폴리머계열 : PC 3종)에 대해 역학적인 특성 및 내구성 실험을 수행하였다. 역학적 특성으로서 응결시간, 압축강도, 휨강도, 탄성계수, 경화수축에 대해 실험하였고, 내구성으로서 동탄성계수 및 동결융해 후 부착강도, 흡수율, 내화학성, 자외선 노출 실험을 수행하였다. 탄성계수는 RCC>PCC>PC계열의 순으로 나타나서 폴리머가 사용되면서 연성의 특성을 보였다. 초기 재령에서의 폴리머 콘크리트의 경화수축이 상대적으로 큰 것으로 관찰되었지만 재령 28일에서는 다소 안정된 결과를 보였다. 상대동탄성계수, 흡수율, 10% $CaCl_2$와 10% $Na_2SO_4$의 화학용액을 사용한 내화학성 실험결과 PC계열, PCC계열, RCC계열 순으로 저항성이 우수한 것으로 나타났다. 200~300회 동결융해 이후의 부착강도 실험결과 PC-2를 제외하고는 모두 1.3MPa 이상을 확보하였고, PC 및 PCC 제품의 부착강도가 RCC 제품보다 전체적인 면에서 우수한 것으로 나타났다. 또한 시편을 500시간동안 자외선 노출시험 결과 모든 패치재료 시편에서 균열 및 표면 결함 등이 발견되지 않아 PC 및 PCC 제품의 자외선에 대한 내구성이 확보됨을 확인하였다.

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수종(樹種) 내화약제(耐火藥劑)로 처리(處理)된 합판(處理)의 기술적(技術的) 성질(性質)에 관(關)한 비교연구(比較硏究)(II) - 열판건조시(熱板乾燥時) 열판온도(熱板溫度)가 처리합판(處理合板)의 휨강도(强度)에 미치는 영향(影響) - (A Comparative Study on the Mechanical Properties of Plywood treated with Several Fire-Retardant Chemicals(II) - Effect of Platen Temperature in Press Drying on the Static Bending Strength of Treated Plywood -)

  • 정우양;김종만;이필우
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제12권4호
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    • pp.12-18
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    • 1984
  • 열판온도(熱板溫度)가 내화약제(耐火藥劑)로 처리(處理)된 합판(處理)의 재건조(再乾燥) 후(後) 곡강도(曲强度)에 미티는 영향(影響)을 조사(調査)하기 위해 두께 3.5mm 메란티합판(合板)을 황산(黃酸)암모늄, 제1(第一)인산암모늄, 제2인산(第二燐酸)암모늄 그리고 혼합약제(混合藥劑)인 붕사(硼砂) 붕산(硼酸) 및 미나리스 등(等) 5종(種)의 내화제(耐火劑)의 20% 수용액(水溶液)에 9시간(時間)동안 침지처리(浸漬處理)한 다음, 각각(各各) 열판온도(熱板溫度) $90^{\circ}C$, $120^{\circ}C$$150^{\circ}C$를 적용(適用)한 단계별(段階別) 건조방식(乾燥方式)으로 건조(乾燥)하여 곡강도시험(曲强度試驗)을 행(行)하였다. 비례한계(比例限界)에서의 응력(應力), 탄성계수(彈性係數), 파괴계수(破壞係數) 및 비례한계(比例限界)까지의 단위체적당(單位體積當) 일 등(等)을 조사(調査)한 바, 수분처리대조구(水分處理對照區)의 경우, 열판온도(熱板溫度) $120^{\circ}C$까지 유지(維持)되던 강도(强度)가 $150^{\circ}C$에 이르러서는 현저한 감소경향(減少傾向)을 나타내었으나, 내화약제처리합판(耐火藥劑處理合板)은 $150^{\circ}C$까지 열판온도(熱板溫度)가 상승(上昇)함에도 불구(不拘), 강도(强度)가 유지(維持)되었으며 일부 약제처리(藥劑處理)의 경우엔 오히려 증가(增加)하는 양상(樣相)도 보여주었다. 건조속도(乾燥速度)와 강도유지(强度維持)의 측면(側面)을 고려할 때, 바람직한 열판건조온도(熱板乾燥溫度)는 $150^{\circ}C$ 였으며 내화약제중(耐火藥劑中) 보강효과(補强效果)가 가장 좋은 약제(藥劑)는 붕사(硼砂) 붕산(硼酸)이었다.

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대나무 Zephyr의 제조 조건에 따른 보드의 물성비교 (Effect of Zephyr Producing Method on Properties of Bamboo Zephyr Boards)

  • 김유정;노정관;박상진
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제31권4호
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    • pp.24-30
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    • 2003
  • 본 연구에서는 합판 대체용도로서 고성능을 보유하는 대나무 Zephyr 보드의 제조기술을 확립하기 위한 기초조사로서 Zephyr의 제조방법을 달리하여 Zephyr를 제조한 후 각각의 Zephyr로 제조된 보드의 물성을 검토하였다. 제조된 보드는 KS F 3014와 KS F 3113에 준하여 성능평가를 하였으며 그 결과는 다음과 같다. 최종 롤러간극을 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 달리하여 제조된 Zephyr 보드 중에서는 1.5 mm에서 제조된 Zephyr 보드가 휨성능(MOR, MOE)과 박리강도(IB)에서 가장 높은 강도를 보유하고 있었다. 또한, 2시간 자비한 후 1시간 상온수에 침지한 다음에 측정된 보드의 습윤시 휨성능(MOR, MOE) 역시 최종 롤러간극 1.5 mm에서 제조된 Zephyr 보드에서 가장 높은 잔존강도를 보유하고 있어 상태시와 거의 유사한 경향을 나타내고 있었다. 24시간 상온수에 침지한 후의 두께팽창율 시험에서 모든 보드가 KS A 3014의 기준인 12%보다 낮게 나타났으며 그중 롤러간극 1.5 mm Zephyr로 제조된 보드가 가장 낮은 값을 나타내어 치수안정성이 뛰어난 것으로 나타났다. 전처리에 따른 대나무 Zephyr 보드의 강도 성능은 무처리 생재상태로 제조된 보드가 다른 전처리(증해, 0.3%NaOH자비)를 한 Zephyr 보드보다 높은 강도를 보유하고 있었다. 따라서, 무처리 생재상태에서 최종롤러 간극 1.5 mm로 제조된 Zephyr sheet가 최적의 보드 제조조건임을 알 수 있었다.