• Advances in concrete construction
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• 제16권2호
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• pp.107-117
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• 2023

Textile-reinforced concrete composite (TRC) is a new alternative material that can satisfy sustainable development needs in the civil engineering field. Its mechanical behaviour and properties have been identified from the experimental works. However, it is necessary for a numerical approach to consider the effect of the parameters on TRC's behaviour with lower analysis duration and cost related to the experiment. This paper presents obtained results of the numerical modelling for TRC composite using the cracking model for the cementitious matrix in TRC. As a result, the TRC composite exhibited a strain-hardening behaviour with the cracking phase characterized by the drops in tensile stress on the stress-strain curve. This model also showed the failure mode by multi-cracking on the TRC specimen surface. Furthermore, the parametric studies showed the effect of several parameters on the TRC tensile behaviour, as the reinforcement ratio, the length and position of the deformation measurement zone, and elevated temperatures. These numerical results were compared with the experiment and showed a remarkable agreement for all cases of this study.

• Computers and Concrete
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• 제29권2호
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• pp.107-115
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• 2022

With the improvements in computer technologies, utilization of image processing techniques has increased in many areas (such as medicine, defence industry, other industries etc.) Many different image processing techniques are used for surface analysis, detection of manufacturing defects, and determination of physical and mechanical characteristics of composite materials. In this study, cementitious composites were obtained by addition of Grounded Granulated Blast-Furnace Slag (GGBFS), Styrene Butadiene polymer (SBR), and Grounded Granulated Blast-Furnace Slag and Styrene Butadiene polymer together (GGBFS+SBR). Expanded Polystyrene (EPS) beads were added to these cementitious composites in different ratios (20%, 40% and 60%). The mechanical and physical characteristics of the composites were determined, and homogeneity indexes of the composites were determined by image processing techniques to determine EPS distribution forms in them. Physical and mechanical characteristics of the produced samples were obtained by applying consistency, density, water absorption, compressive strength (7 and 28 days), flexural strength (7 and 28 days) and tensile splitting strength (7 and 28 days) tests on them. Also, visual examination by using digital microscope, and image analysis by using image processing techniques with open source coded ImageJ program were performed. As a result of the study, it is determined that GGBFS and SBR addition strengthens the adhesion sites formed as it increases the adhesion power of the mixture and helps to get rid of the segregation problem caused by EPS. As a result of the image processing analysis it is demonstrated that GGBFS and SBR addition has positive contribution on homogeneity index.

• 한국지진공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.55-62
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• 2015

Shear wall systems behave as individual wall because of openings like window and elevator cage. When coupling beams are installed in shear walls, they will have high strength and stiffness so that be less damaged by lateral loads like earthquake. However, coupling beam is difficult construction method. And arranging reinforcement of slender coupling beams are especially hard. It is because the details of coupling beam provided by ACI 318 are complex. In this paper, experiments were conducted using coupling beams with 3.5 aspect ratio to improve the details of slender coupling beams provided by ACI 318. Two specimens were proposed for this study. One specimen applied with bundled diagonally reinforcement only. Another specimen applied both bundled diagonally reinforcement and High-Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite (HPFRCC) so that coupling beams have half of transverse reinforcement. All specimen were compared with a coupling beam designed according to ACI 318 and were evaluated with hysteretic behaviors. Test results showed that the performance of two specimen suggested in this study were similar to that of coupling beam designed according to current criteria. And it was considered that simplification of the details of reinforcement would be available if transverse reinforcement was reduced by using bundled diagonally reinforcement and HPFRCC.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.105-112
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• 2019

본 논문은 비내진 상세를 갖는 철근콘크리트 골조 및 필로티 건물의 보강방법으로 높은 연성을 갖는 ECC를 적용한 PC 벽판을 내진 보강요소로 사용하고자 하였다. PC 벽판의 형상비 및 설치 위치를 변수로 RC 골조에 대한 반복가력실험을 실시하여 내진성능을 평가하였다. 실험결과 PC 벽판을 보강함에 따라 기존 RC 골조의 내력 증진, 강도저하 방지, 강성증진 및 에너지 소산능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 실험결과를 근거로 비내진 상세를 갖는 골조의 강도 증진을 위하여 ECC PC 벽판을 골조의 중앙에 설치하고 연성증진을 위하여 세장한 벽판을 골조의 양측면에서 설치할 것을 제안한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.167-174
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• 2017

고비율의 고로슬래그를 사용한 슬러리 충전 고성능 섬유보강 시멘트 복합체(SI-HPFRCC)의 역학적 성능을 평가하였다. SI-HPFRCC 실험체 제작을 위해 hooked-end 형의 강섬유를 6.4% 사용하였다. 재령에 따른 압축강도 및 압축인성과 휨강도 및 휨인성 실험을 통해 SI-HPFRCC의 역학적 성능을 평가하였다. 또한 섬유보강 효과를 평가하기 위해 SI-HPFRCC 실험체 제작에 사용된 슬러리 매트릭스의 압축강도 및 휨강도를 측정하였다. 실험결과 SI-HPFRCC의 휨거동이 재령에 따라 취성이 증가함을 확인하였다. 압축거동의 경우에도 재령에 따른 취성 증가를 볼 수 있었으나 그 정도는 미미하였다. 강도측면에서 볼 때 SI-HPFRCC는 슬러리 매트릭스에 비해 약 140~190%의 압축강도 증가와 440~500%의 휨강도 증가를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5844-5853
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• 2014

본 논문에서는 고인성 섬유 시멘트 복합재료(DFRCC)를 이용한 철근콘크리트(RC) 보의 전단파괴거동에 대한 실험적 연구결과를 제시하였다. 이를 위해 $150{\times}300{\times}1,000mm$ 크기의 보를 총 10개 제작하여 변위제어에 의한 4점휨파괴실험을 실시하였다. 주요 실험변수로는 DFRCC에 의한 보강의 유무, 보강시 그라인딩을 통한 사전 표면처리 그리고 사전 균열발생 유무를 설정하였다. 실험으로부터 재하시작 후 파괴시까지 보의 하중-처짐곡선, 전단균열 및 휨균열 발생하중 그리고 파괴시 전단강도를 측정하였다. 실험결과, DFRCC에 의한 보강시 적절한 두께와 사전 표면처리를 적절히 시행할 경우 기존 RC보의 전단강도를 약 99% 이상 효과적으로 복원할 수 있는 것으로 나타났으며, 보다 신뢰성있는 연구를 위하여 실제 노후화된 구조물에서 채취한 부재에 대한 추가적인 실험과 이론적 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.75-86
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• 2012

본 논문에서는 FR-ECC의 수축특성과 균열도입 전후의 내동해성을 평가하였으며, FR-ECC를 활용한 다층복공구조의 지수성능과 박리박락저항성, 또한 FR-ECC로 단면복구 된 보부재의 휨성능을 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 소성수축에 의한 균열 및 건조수축에 의한 길이변화율이 기존의 보수모르터에 비해 크게 저감되었으며, 구속상태에서의 건조수축에 대한 균열저항성이 개선됨을 알 수 있었다. 또한, FR-ECC는 내동해성이 매우 우수하였으며, 균열도입 후에도 동결융해작용에 의한 인장성능의 저하는 확인되지 않았다. 한편, FR-ECC로 보수된 휨부재는 초기균열모멘트, 항복모멘트 및 극한모멘트 등의 휨성능이 증대되었으며, 멀티플크랙 특성에 의해 휨파괴시까지 균열폭을 안정적으로 제어할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.449-455
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• 2022

콘크리트는 가장 많이 사용되는 건설재료이다. 콘크리트의 비교적 높은 자중은 압축강도 발현과 수축저항성에서 이점을 갖지만, 초장대교량이나 초고층빌딩에 적용되기에는 구조물 자체의 무게가 큰 폭으로 증가하게 되어 거대 구조물의 형상을 제약하는 조건이 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하고자, 경량골재를 사용하는 경량 콘크리트 개발이 많이 진행되어 왔으나, 경량 골재의 경우 다공질 구조로 인해 자체 강도가 작기 때문에, 일반적으로 경량 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해서 낮은 강도를 가지게 된다. 본 연구에서는 기존의 경량 콘크리트의 한계점을 극복한 경량을 유지하면서 고강도를 만족시키는 건설재료를 개발하고자 하였다. 중공 유리 마이크로스피어를 낮은 물-시멘비율의 매트릭스에 다량으로 사용하는 방법을 적용해 보았으며, 네 가지 다른 종류의 마이크로스피어를 사용하여 그 적용성을 살펴보았다. 실험결과, 마이크로스피어의 종류와 관계 없이 밀도 1.7 g/cm³를 유지하면서 압축강도 60 MPa와 80 MPa를 각각 상온양생과 고온양생 조건에서 만족하는 것을 확인할 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제30권6호
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• pp.393-407
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• 2022

Due to the enormous cement content, pozzolanic materials, and the use of different aggregates, sustainable controlled low-strength material (CLSM) has a higher material cost than conventional concrete and sustainable construction issues. However, by selecting appropriate materials and formulations, as well as cement and aggregate content, whitethorn costs can be reduced while having a positive environmental impact. This research explores the desire to optimize plastic properties and 28-day unconfined compressive strength (UCS) of CLSM containing powder content from unprocessed-fly ash (u-FA) and recycled fine aggregate (RFA). The mixtures' input parameters consist of water-to-cementitious material ratio (W/CM), fly ash-to-cementitious materials (FA/CM), and paste volume percentage (PV%), while flowability, bleeding, segregation index, and 28-day UCS were the desired responses. The central composite design (CCD) notion was used to produce twenty CLSM mixes and was experimentally validated using MATLAB by an Artificial Neural Network (ANN). Variance analysis (ANOVA) was used for the determination of statistical models. Results revealed that the plastic properties of CLSM improve with the FA/CM rise when the strength declines for 28 days-with an increase in FA/CM, the diameter of the flowability and bleeding decreased. Meanwhile, the u-FA's rise strengthens the CLSM's segregation resistance and raises its strength over 28 days. Using calcareous powder as a substitute for cement has a detrimental effect on bleeding, and 28-day UCS increases segregation resistance. The response surface method (RSM) can establish high correlations between responses and the constituent materials of sustainable CLSM, and the optimal values of variables can be measured to achieve the desired response properties.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.342-345
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• 2006

The properties of reinforcing fiber, as tensile strength, aspect ratio and elastic modulus, have great effect on the fracture behavior of HPFRCC(High performance fiber-reinforced cementitious composite). Acoustic emission(AE) method was used to evaluate the characteristics of fracture process and the micro-failure mechanism of HPFRCC. For these purposes, three kinds of fibers were used : PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), SC(Steel cord). In this study, the AE characteristics of HPFRCC with different fiber type(PE.15, PP2.0, SC0.75+PE0.75) distributions under four-point-bending were studied. The result show that the AE technique is a valuable tool to study the failure mechanism of HPFRCC.