• 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.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.432-441
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• 2014

이 연구의 목적은 섬유보강 시멘트 복합체(Fiber Reinforced Cementitious Composites, FRCCs) 제조시 강섬유의 대체재료로서 선반 스크랩을 활용하기 위하여 그것의 특성을 규명하는 것이다. FRCCs 제조시 선반 스크랩을 활용함으로써 경제성 뿐만 아니라 친환경 효과를 도모할 수 있다. 이를 위하여 금속 가공공장으로부터 여러 종류의 강 스크랩을 수집한 후 이들의 물성을 평가하였으며, KS D 2101에 따라 강 스크랩을 분류 분석하여 강섬유를 대체할 수 있는 선반 스크랩을 제시하였다. 물-결합재비 30% 및 40%에 대해서 선반 스크랩 혼입률(전체 체적의 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0%)에 따라 FRCCs를 제조한 후 이들의 작업성, 압축강도 및 휨강도를 평가하였다. 그 결과, 선반 스크랩을 혼입한 FRCCs의 압축강도는 보통 콘크리트보다 다소 작은 것으로 나타났으나, 휨강도는 보통 콘크리트보다 약 10% 정도 증가하는 것으로 나타나, FRCCs 제조시 선반 스크랩은 활용 가능성이 있는 것으로 나타났다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.70-76
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• 2015

It should be noted that the use of the lathe scrap for making fiber reinforced cementitious composites(FRCCs) raised friendly environmental effect as well as economy because the lathe scrap is a by-product of steel manufactures and is occurred when lathe and milling works of them are conducted to process steel manufactures. Thus, the purpose of this research is to investigate the effect of measurements of lathe scrap on the characteristics of FRCCs. For this purpose, various lathe scraps were collected from processing plants of metal, and then these were processed 10mm, 20mm, and 40mm in lengths for 2mm and 4mm in widths, respectively. FRCCs containing lathe scraps were made according to their widths and lengths, and then characteristics such as the workability, compressive strength, and flexural strength of those were evaluated. As a result, it was observed from the test results that the optimum measurements of the lathe scrap for manufacturing FRCCs was 2mm in width and 40mm in length.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제11권1호
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• pp.29-43
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• 2017

This study investigates the blast resistance of fiber-reinforced cementitious composite (FRCC) panels, with fiber volume fractions of 2%, subjected to contact explosions using an emulsion explosive. A number of FRCC panels with five different fiber mixtures (i.e., micro polyvinyl alcohol fiber, micro polyethylene fiber, macro hooked-end steel fiber, micro polyvinyl alcohol fiber with macro hooked-end steel fiber, and micro polyethylene fiber with macro hooked-end steel fiber) were fabricated and tested. In addition, the blast resistance of plain panels (i.e., non-fiber-reinforced high strength concrete, and non-fiber-reinforced cementitious composites) were examined for comparison with those of the FRCC panels. The resistance of the panels to spall failure improved with the addition of micro synthetic fibers and/or macro hooked-end steel fibers as compared to those of the plain panels. The fracture energy of the FRCC panels was significantly higher than that of the plain panels, which reduced the local damage experienced by the FRCCs. The cracks on the back side of the micro synthetic fiber-reinforced panel due to contact explosions were greatly controlled compared to the macro hooked-end steel fiber-reinforced panel. However, the blast resistance of the macro hooked-end steel fiber-reinforced panel was improved by hybrid with micro synthetic fibers.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.379-387
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• 2017

본 연구에서는 기존 PVA 섬유보강 시멘트 복합체(fiber-reinforced cementitious composites, FRCCs) 대비 성능유지 90% 이상을 목표로 하여 자원순환형 재료를 치환한 PVA FRCCs를 제조 및 개발하고자 하였다. 자원순환형 재료를 치환한 FRCCs의 압축, 휨 및 직접인장강도 시험을 통하여 역학적 특성을 분석하였으며, 이와 더불어 FRCCs의 제조단계에서 이산화탄소($CO_2$) 배출량을 국내 외 LCI 데이터베이스를 통하여 평가하였다. 실험을 통해 역학적 특성을 평가한 결과, 자원순환형 재료의 치환율이 증가함에 따라 압축, 휨 및 직접인장강도가 감소하는 경향으로 나타났다. $CO_2$ 배출량은 물결합재비(W/B)가 높고, 플라이 애시(FA)의 치환율이 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. FA의 치환율이 증가함에 따라 결합재 지수($B_i$) 또한 증가하여 단위 강도(1 MPa)를 발휘하기 위한 결합재의 양이 보통 포틀랜드 시멘트보다 FA가 높은 것으로 나타났다. FRCCs의 성능을 유지하기 위해 설정된 목표치와 $CO_2$ 배출량을 동시에 고려해 볼 때 W/B 45%, FA 25% 및 순환 잔골재 25%가 치환된 배합이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 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.

• Advances in nano research
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• 제15권5호
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• pp.467-484
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• 2023

Despite the significant features of fiber-reinforced cementitious composites (FRCCs), including better mechanical, fractural, and durability performance, their high content of cement has restricted their use in the construction industry. Although ground granulated blast furnace slag (GGBFS) is considered the main supplementary cementitious material, its slow pozzolanic reaction stands against its application. The addition of nano-sized mineral modifiers, including nano-silica (NS), is an alternative to address the drawbacks of using GGBFS. The main object of this empirical and numerical research is to examine the effect of NS on the strain-hardening behavior of cementitious composites; ten mixes were designed, and five levels of NS were considered. This study proposes a new method, using a four-point bending test to assess the use of nano-silica (NS) on the flexural behavior, first cracking strength, fracture energy, and micromechanical parameters including interfacial friction bond strength and maximum bridging stress. Digital image correlation (DIC) was used for monitoring the initiation and propagation of the cracks. In addition, to attain a deep comprehension of fiber/matrix interaction, scanning electron microscope (SEM) analysis was used. It was discovered that using nano-silica (NS) in cementitious materials results in an enhancement in the matrix toughness, which prevents multiple cracking and, therefore, strain-hardening. In addition, adding NS enhanced the interfacial transition zone between matrix and fiber, leading to a higher interfacial friction bond strength, which helps multiple cracking in the composite due to the hydrophobic nature of polypropylene (PP) fibers. The findings of this research provide insight into finding the optimum percent of NS in which both ductility and high tensile strength of the composites would be satisfied. As a concluding remark, a new criterion is proposed, showing that the optimum value of nano-silica is 2%. The findings and proposed method of this study can facilitate the design and utilization of green cementitious composites in structures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.263-271
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• 2005

고인성 시멘트 복합재료(HPFRCC)는 시멘트페이스트 또는 모르타르에 고성능 단섬유를 보강하여 휨모멘트 및 인장력 작용하에서 변위(변형)경화특성 및 다수의 미세균열이 멀티플크랙 특성을 발휘함으로서 높은 인성 및 균열제어성능을 가진 재료로 최근 이들 성능을 활용하여 고성능 보수 보강재, 충격완충재, 강재의 피복재, 지진시 에너지 흡수 디바이스 등 다양한 용도로의 활용이 시도되고 있다. 그러나 이들 HPFRCC의 역학적 성능은 사용되는 섬유의 종류 및 형상에 따라 다르며 마이크로 크랙 및 매크로 크랙에 효과적인 섬유의 치수는 다른 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 및 매크로 섬유의 종류, 각 섬유의 혼합조건을 변화시켜 HPFRCC의 압축 및 휨성상을 실험실증적으로 비교 검토함으로서 HPFRCC의 재료설계에 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, HPFRCC의 압축 및 휨성상은 사용된 마이크로 섬유의 종류에 따라 큰 차이를 보이고 있으며 PP섬유에 비하여 PVA섬유를 사용한 경우가 우수한 성능을 발현하였다. 또한, 각각의 마이크로 섬유에 매크로 섬유로서 PVA660을 혼합 사용한 경우 PVA200을 제외하고는 초기근열시 휨응력, 최대 휨응력, 변형능력 및 휨터 프니스 등의 휨성능이 향상되었다. 특히 PVA100과 PVA660을 혼합 사용한 경우 가장 우수한 성능을 발현하였으며, 휨시험시 전형적인 변위경화특성 및 멀티플크랙 특성을 나타내었다. 반면, 매크로 섬유로서 SF500을 혼합 사용한 경우의 휨응력-중앙변위 곡선은 기존의 FRCC와 유사한 경향을 보이고 있으며, 휨터프니스는 마이크로 섬유만 단독 사용한 경우에 비해 전반적으로 저하하는 것으로 나타났다.