신구 콘크리트 접합부에서는 굽힌 후 편 철근을 이용한 이음이 발생한다. 철근의 굽힘과 펴는 과정에는 필연적으로 소성 변형이 발생하며, 이 과정에서 가공 경화, 바우싱거 효과, 시효 경화 현상이 발생된다. 이 연구에서는 강종, 지름, 굽힘 내면 반지름, 굽힌 후 펴기까지의 존치기간을 변수로 굽힌 후 편 철근의 인장에 대한 기계적 성질을 조사하였다. 연구 결과, 굽힌 후 편 철근은 비례한계점이 낮아지는 비선형성이 직선 철근에 비해 일찍 발생되었으며, 항복마루 없이 바로 변형경화가 발생하였다. 이것은 굽힘 가공에서 압축을 받은 부분의 바우싱거 효과에 의해 항복점이 낮아졌고, 굽힘 가공에서 인장을 받은 부분의 가공 경화에 의해 항복마루가 없어졌기 때문이다. 높은 강종일수록 항복강도의 저하가 크게 발생되었으며, SD400 철근의 항복강도는 설계기준강도보다 낮았다. 철근은 표면부의 강도가 내부보다 높기 때문에, 높은 강종일수록 굽힌 후 펴면 바우싱거 효과가 크게 발생된다. 굽힌 후 펴기까지의 존치기간이 길면 시효 경화에 의해 항복강도의 상승과 연성의 저하가 발생되었다. Ramberg-Osgood 모델을 기본 형태로 실험 자료를 회귀분석하여 항복강도와 존치기간을 고려한 굽힌 후 편 철근의 응력-변형률 관계를 구성하였다. 이 모델은 굽힌 후 편 철근이 사용된 접합부의 강성 평가에 활용될 수 있다.
본 연구는 재령 6시간에 압축강도 10MPa 이상을 만족하는 조강형 콘크리트를 개발함에 스팀양생 공정을 생략한 PC(Precast Concrete)부재를 생산하고자 하였으며, 거푸집의 회전율을 높임에 경제성을 확보하는데 목적이 있다. 이에, $C_3S$의 함유량이 높은 조강시멘트와 $C_3S$의 수화작용을 촉진시키는 분말형 경화촉진제를 사용하였으며, 경화촉진제 혼입율 0%, 1.2%, 1.6%, 2.0%에 따른 콘크리트의 특성을 평가하였다. 경화촉진제 혼입율에 따라 슬럼프 및 공기량 시험에는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 1.6%이상을 혼입하였을 때, 재령 6시간에 10MPa를 만족하였다. 자기(건조)수축 길이변화 시험 및 소성수축 시험결과, 경화촉진제의 혼입으로 수화반응 속도에 따른 차이는 있지만, 균열 및 내구성에 대한 문제가 발생되지 않을 것으로 나타났으며, 동결융해 및 탄산화 침투에 대한 저항성도 우수한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 초 조강 콘크리트 개발에 앞서서 본 연구에서 사용되는 경화촉진제에 대한 역학적 성능평가 및 미세분석을 통하여 시멘트 페이스트 내에서 경화촉진제의 성능을 검증하는 것이 목적이다. 따라서 상온양생 하에 $C_3S$를 다량 함유한 조강시멘트와 경화촉진제를 사용하는 콘크리트 재료기술에 초점을 맞추어 실험적인 연구를 수행하였다. 연구결과 경화촉진제는 시멘트와의 수화반응시 Ca이온의 포화도를 높여 초기에 $Ca(OH)_2$를 생성 시키는 것을 시차열 분석법으로 검정 하였다. 또한 $C_3S$의 수화생성물이 모세관 공극을 채워 공극률 또한 빠른 시간내에 감소되는 것을 확인 할 수 있었으며 미소수화열측정시험기로 실험을 한 결과 경화촉진제를 1, 3% 혼입하였을 경우에는 조강시멘트에 비해 1차 피크점이 사라지기 전 이미 2차 피크점을 향해 수화속도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 촉진제를 첨가함에 따라 시멘트성분 중 $C_3S$의 수화속도를 촉진 시킨 결과로 판단 할 수 있다. 수화 생성물을 육안으로 관찰하기 위해서 SEM찰영을 한 결과 촉진제의 첨가량에 따라 $Ca(OH)_2$의 생성과 재령에 따라 C-S-H의 형상을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 경화촉진제는 초기강도발현 시키는 것에 대해 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.
프리캐스트 콘크리트는 제작조건을 최적화하고 유사하게 함으로써 시공품질과 시공속도를 높일 수 있는 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 좀 더 효과적으로 내화재 일체형 프리캐스트 슬래브 제품을 제작하기 위해, 경화촉진제를 사용하여 양생속도를 증가시키는 방법을 사용할 경우 내화재의 화재저항성능이 유지되는지를 파악하고자 하였다. 경화촉진제 포함 여부에 따라 구분된 시험체에 대해 화재저항성능시험을 수행한 결과, 경화촉진제를 사용한 시험체에서 시험체 내부의 온도증가가 높게 나타났으며, 화재가열면에서 내화재의 단면손실이 국부적으로 발생하였다. 결론적으로 본 연구에서 사용한 조건과 같이 경화촉진제를 사용하여 재령 3일 강도를 재령 1일에 발현시킨 경우의 내화재는 RWS화재시나리오 하에서 충분한 화재저항성능을 보장하지 못하는 것으로 판단된다.
Structural studies have been performed on precipitation hardening and microstructural variations found in Ti-Al-Cr ternary $L1_0$- and $L1_2$-phase alloys using transmission electron microscopy. Both the $L1_0$ and $L1_2$ phase alloys harden by aging at 973 K after solution annealing at higher temperatures. The amount of age hardening of the $L1_2$ phase alloy is larger than that of the $L1_0$ phase alloy. The phase separation between $L1_0$ and $L1_2$ phase have not been observed by aging at 973 K. But $Al_2Ti$ was formed in each matrix alloy during aging. The crystal structure of the $Al_2Ti$ phase is a $Ga_2Zr$ type in the $L1_0$ and a $Ga_2Hf$ type in the $L1_2$ phase, respectively. At the beginning of aging the fine coherent cuboidal $Al_2Ti$-phase are formed in the $L1_0$ phase. By further aging, two variants of $Al_2Ti$ precipitates grow along the two {110} habit planes. On the other hand, in the $L1_2$ phase, the $Al_2Ti$ phase forms on the {100} planes of the $L1_2$ matrix lattice. After prolonged aging the precipitates are rearranged along a preferential direction of the matrix lattice and form a domain consisting of only one variant. It is suggested that the precipitation of $Al_2Ti$ in each matrix alloy occurs to form a morphology which efficiently relaxes the elastic strain between precipitate and matrix lattices.
Fe and Si are common impurity elements in the aluminum alloys. In this investigation, the effects of the addition of Fe and Si on the age-hardening behaviors of the Al-Cu-Mn-Ti-Zr-Cd casting alloys were examined through hardness measurements, calorimetric techniques and observation of the transmission electron microscopy. The addition of Fe depresses the formation of GPII and ${\theta}'$, and thus retards the peak aging time and reduces the peak hardness of the Al-Cu-Mn-Ti-Zr-Cd alloys. On the contrary, the addition of Si accelerates the formation of GPII and ${\theta}'$ and thus accelerates age-hardening behaviors of the Al-Cu-Mn-Ti-Zr-Cd alloys.
A transmission electron microscope (TEM) investigation has been performed on the precipitation of $L2_1$-type $Ni_2AlTi$ phase in B2-ordered NiAl system. The hardness after solution treatment is high in NiAl-Ti alloys suggesting the large contribution of solid solution strengthening in this alloy system. However, the amount of age hardening is not large as compared to the large microstructural variations during aging. At the beginning of aging, the $L2_1$-type $Ni_2AlTi$ precipitates keep a lattice coherency with the NiAl matrix. By longer periods of aging $Ni_2AlTi$ precipitates lose their coherency and change their morphology to the globular ones surrounded by misfit dislocations. Misfit dislocations, which are observed on {100} planes of H-precipitates have the Burgers vector of a <100> with a pure edge type. The lattice misfits of NiAl-$Ni_2AlTi$ system is estimated from the spacings of misfit dislocations to be 1.1% at 1273 K. The lattice misfits decrease with increasing aging temperature in this system.
Effects of Si and Ca additions on the mechanical properties of AM60 based Mg alloys have been investigated. Hardness of the AM60 based Mg alloys reached a maximum value after aging for approximately 33 hours but the amount of hardness increase was negligible. The poor age hardening response of the alloys was due to low Al content, which implies that Al content must be >6 wt.% to observe age hardening effect. The tensile and yield strength increased with increasing Al, Si, and Ca content but elongation decreased with increasing Al and Si content. The best mechanical properties obtained in AM 40-2.5Si-0.2Ca alloy after T4 heat treatment were as follows; tensile strength 193.4 MPa, yield strength 79.2 MPa, and elongation 11.2%. High temperature property obtained from creep test was also improved by introducing $Mg_2Si$ which has high hardness, high melting temperature and low thermal expansion coefficient.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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