• 제목/요약/키워드: Cementitious composites

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Determination of homogeneity index of cementitious composites produced with eps beads by image processing techniques

  • Comak, Bekir;Aykanat, Batuhan;Bideci, Ozlem Salli;Bideci, Alper
    • 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.

FRCCs의 자가센싱 임피던스 응답에 미치는 균열 발생 및 온도 변화 영향성 (Crack Initiation and Temperature Variation Effects on Self-sensing Impedance Responses of FRCCs)

  • 강명수;강만성;이한주;임홍재;안윤규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.69-74
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    • 2018
  • Fiber-Reinforced Cementitious Composites (FRCCs)는 시멘트 복합체에 혼입한 전도성 섬유로 인해 전기 전도성을 가진다. 이러한 특성은 전기적 응답 계측을 통하여 별도의 센서 설치가 필요 없는 구조물의 균열 모니터링을 가능하게 한다. 하지만 전기적 응답은 균열 발생뿐만 아니라 온도의 변화에도 민감하게 변화하기 때문에 온도 요인은 전기적 응답 계측을 통한 균열 탐지를 방해하는 요소로 작용할 수 있다. 더욱이 전기적 응답을 측정하기 위한 탐침의 개수가 증가 할수록 원하지 않은 접촉 노이즈가 발생하기 때문에 이 논문에서는 탐침의 개수를 줄이기 위해 자체적인 자가센싱 임피던스 회로를 설계하였다. FRCC의 균열 발생과 온도 변화가 임피던스에 미치는 영향성은 자가센싱 임피던스 회로를 이용해 실험적으로 측정되었으며, 실험 결과, 임피던스 응답은 균열 발생보다 온도 변화에 더 민감하게 변화됨을 알 수 있었다.

그라우팅에 적합한 점성을 갖는 변형률 경화 시멘트 복합재료 (Strain-Hardening Cementitious Composites with Low Viscosity Suitable for Grouting Application)

  • 이방연
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.55-63
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    • 2012
  • 이 연구에서는 타설 과정에서 낮은 점성이 요구되는 구조물에 적합한 낮은 점성을 가지면서 다중균열에 의한 변형률 경화거동을 보이는 고인성 섬유복합재료를 제조하기 위한 재료와 제조 방법을 제시하고자 한다. 섬유복합재료의 낮은 점성과 고인성을 얻기 위하여 미시역학과 파괴역학에 기반한 이론적 해석 방법과 제조 기법을 적용하였다. 2~3MPa 범위의 인장강도를 갖는 복합재료에 적합한 최적의 섬유 양과 길이, 그리고 섬유와 매트릭스의 계면 특성을 미시역학과 안정상태 균열 이론을 이용하여 해석적으로 구한 후 여섯 가지 배합을 결정하였다. 여섯 가지 배합으로 제조한 실험체는 실험을 통하여 점성과 일축인장 성능을 검증하였다. 실험 결과 굳기 전에는 그라우팅에 적합한 낮은 점성을 갖으면서 굳은 후에는 1.5% 이상의 고인성을 갖는 변형률 경화 섬유복합재료를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

Effect of length and content of steel fibers on the flexural and impact performance of self-compacting cementitious composite panels

  • Denise-Penelope N. Kontoni;Behnaz Jahangiri;Ahmad Dalvand;Mozafar Shokri-Rad
    • Advances in concrete construction
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    • 제15권1호
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    • pp.23-39
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    • 2023
  • One of the important problems of concrete placing is the concrete compaction, which can affect the strength, durability and apparent quality of the hardened concrete. Therefore, vibrating operations might be accompanied by much noise and the need for training the involved workers, while inappropriate functioning can result in many problems. One of the most important methods to solve these problems is to utilize self-compacting cementitious composites instead of the normal concrete. Due to their benefits of these new materials, such as high tensile, compressive, and flexural strength, have drawn the researchers' attention to this type of cementitious composite more than ever. In this experimental investigation, six mixing designs were selected as a base to acquire the best mechanical properties. Moreover, forty-eight rectangular composite panels with dimensions of 300 mm × 400 mm and two thickness values of 30 mm and 50 mm were cast and tested to compare the flexural and impact energy absorption. Steel fibers with volume fractions of 0%, 0.5% and 1% and with lengths of 25 mm and 50 mm were imposed in order to prepare the required cement composites. In this research, the composite panels with two thicknesses of 30 mm and 50 mm, classified into 12 different groups, were cast and tested under three-point flexural bending and repeated drop weight impact test, respectively. Also, the examination and comparison of flexural energy absorption with impact energy absorption were one of the other aims of this research. The obtained results showed that the addition of fibers of longer length improved the mechanical properties of specimens. On the other hand, the findings of the flexural and impact test on the self-compacting composite panels indicated a stronger influence of the long-length fibers.

U-net 딥러닝 기법을 활용한 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체의 섬유 분리 (Phase Segmentation of PVA Fiber-Reinforced Cementitious Composites Using U-net Deep Learning Approach)

  • 서지우;한동석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.323-330
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    • 2023
  • PVA 섬유 보강 시멘트 복합체는 매우 복잡한 미세구조를 가지고 있으며, 재료의 거동을 정확히 평가하기 위해서는 미세구조 특성을 반영하여 실제 실험과 시너지효과를 내며 효율적인 재료 설계를 가능하게 하는 해석 모델의 개발이 중요하다. PVA 섬유 보강 시멘트 복합체의 역학적 성능은 PVA 섬유의 방향성에 큰 영향을 받는다. 그러나 마이크로-CT 이미지로부터 얻은 PVA 섬유의 회색조 값을 인접한 상과 구분하기 어려워, 섬유 분리 과정에 많은 시간이 소요된다. 본 연구에서는 섬유의 3차원 분포를 얻기 위하여 0.65㎛3의 복셀 크기를 가지는 마이크로-CT 이미지 촬영을 수행하였다. 학습에 사용될 학습 데이터를 생성하기 위해 히스토그램, 형상, 그리고 구배 기반 상 분리 방법을 적용하였다. 본 연구에서 제안된 U-net 모델을 활용하여 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체의 마이크로- CT 이미지로부터 섬유를 분리하는 학습을 수행하였다. 훈련의 정확도를 높이기 위해 데이터 증강을 적용하였으며, 총 1024개의 이미지를 훈련 데이터로 사용하였다. 모델의 성능은 정확도, 정밀도, 재현율, F1 스코어를 평가하였으며, 학습된 모델의 섬유 분리 성능이 매우 높고 효율적이며, 다른 시편에도 적용될 수 있음을 확인하였다.

MDF 시멘트 복합재료의 강도 특성에 미치는 첨가재의 영향 (Effect of Additives on the Strength Characteristics of MDF Cement Composites)

  • 김태현;최상흘
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.893-899
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    • 1992
  • Composite specimens, which are composed MDF cement of HAC-PVA system were prepared by adding carbon fiber, hydrated silica and SiC powder, and we studied effect of additives on the flexural strength of the composites. All of additives is effective in the improvement of flexural strength of the composite specimens. The size of average pore diameter in the specimens which have high flexural strength property was small. Specimen mixed with hydrated silica was effective in the particle compact property. Flexural strength of carbon fiber reinforced MDF cement composites were improved because of crack deflection of carbon fiber in cementitious matrix.

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ECC 영구거푸집의 내화성능 및 역학적 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Fire Resistance and Mechanical Properties of ECC Permanent Form)

  • 김용로;송영찬;오재근;김재환;김욱종;이도범
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2009년도 춘계 학술논문 발표대회 산업계
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    • pp.75-78
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    • 2009
  • It was investigated fire resistance properties and mechanical properties of high strength concrete column using ECC(Engineered Cementitious Composites) permanent form by KS F 2257 Methods of fire resistance test for elements of building construction and compression test for application of precast concrete column method of high rise building in this study. As a test result, it was appeared that ECC permanent form is available as fire resistance method of high strength concrete and new precast concrete construction method for facilitating construction of high rise building.

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고인성 시멘트복합체의 인장성능평가에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Tensile Properties of High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites)

  • 한병찬;김재환;임승찬;전용재;정연석;권영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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    • pp.357-360
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    • 2006
  • In this study, it was proposed a direct tensile testing machine(DTTM) to be simple and to be applied to High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites(HPFRCCs), and it was examined the tensile properties of HPFRCCs by this machine. As a results, it was confirmed that a direct tensile test of HPFRCCs could be certainly carried out DTTM to be developed in this study. Also, tensile strength and yield strength of HPFRCCs were similar regardless of specimens thickness. And, all specimens revealed the stable strain-hardening behavior and multiple cracking in flexible and tensile loads. But, deviation of strain at ultimate tensile strength increased with the increase of specimen thickness.

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강섬유와 탄소섬유를 사용한 고인성 시멘트 복합체의 비빔 및 휨강도 특성 (Mixing and Flexural Strength Characteristics of HPFRCCs using Steel Cord and Carbon Fiber)

  • 이원석;변장배;윤현도;김선우;전에스더
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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    • pp.377-380
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    • 2006
  • HPFRCCs(High performance fiber reinforced cementitious composites) is a class of FRCCs(Fiber reinforced cementitious composites) exhibit multiple crack. Multiple crack lead to improvement in ductility, toughness, and deformation capacity under compressive and tensile stress. These properties of HPFRCCs are affected by type of fiber, water cement ratio, type of admixture and rate of substitution. Furthermore these influence dispersion of fiber, mixing performance and fluidity of mixture. In this paper, HPFRCCs made of steel cord and carbon fiber were tested with water cement ratio, type of admixture and rate of substitution to evaluate characteristics of mixing and flexural strength.

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고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 내구성 평가 (Evaluation on the Durability of Ductile Fiber Reinforced Cementitious Composites(DFRCC))

  • 류금성;고경택;박정준;강수태;강현진;김성욱
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.535-536
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    • 2009
  • 본 연구에서는 역학적으로 휨, 인장 및 압축파괴 시에 인성이 대폭적으로 향상됨은 물론, 휨응력 하에서도 다수의 균열 분포되는 특성을 가지고 있는 DFRCC의 내구성능을 평가하고자 한다. 따라서 DFRCC의 내구성능을 평가하기위해 염화물 촉진시험 및 동결융해시험을 실시하였다.

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