• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.737-740
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• 2008

UHSFRC(Ultra High Strength Steel-Fiber Reinforced Cementitious Composites)를 구조부재에 적용할 경우, 시공성능 및 내하성능에 있어서 탁월한 효과가 있을 것으로 예상된다. 하지만 부배합의 특성 상 수축 및 크리프와 같은 장기거동 특성에 대해서는 구조부재 적용에 있어 장해요인으로 인식되고한다. 따라서 UHSFRC를 구조부재에 적용할 경우 건조수축 및 크리프 변형 등 장기거동에 대한 검토가 반드시 필요할 것이다. 본 연구에서는 UHSFRC의 건조수축 특성에 대한 분석결과를 나타내었다. 초기 노출재령에서 상대적으로 빠르게 발생하는 UHSFRC의 건조수축 특성과 재료의 치밀한 조직 구성으로 인해 수분의 이동이 훨씬 느리게 발생하는 점 등으로 인해 국내 설계기준에서 제시하고 있는 건조수축모델을 UHSFRC에 적용할 경우, 수축거동 특성을 정확하게 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 따라서 일반 콘크리트와는 다른 UHSFRC의 수축특성을 반영한 건조수축 모델을 제안하였다.

• Computers and Concrete
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• 제18권2호
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• pp.279-295
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• 2016

A new innovative composite material is textile reinforced cementitious composite (TRCC). To achieve high flexural performance researchers suggest polymer modification of TRCC matrices. In this study, nine ready mix repair mortars commonly used in construction industry and the production of TRCC elements were examined. Mechanical properties such as compressive and flexural strength, drying shrinkage were studied. Being a significant durability concern, alkali silica reaction tests were performed according to related standards. Results showed that, some ready repair mortar mixes are potentially reactive due to the alkali silica reaction. Two of the ready mortar mixes labelled as non-shrinkage in their technical data sheets showed the highest shrinkage. In this experiment, researchers designed new matrices. These matrices were fine grained concretes modified with polymer additives; latexes and redispersible powders. Two latexes and six redispersible powder polymers were used in the study. Mechanical properties of fine grained concretes such as compressive and flexural strengths were determined. Results showed that some of the fine grained concretes cast with redispersible powders had higher flexural strength than ready mix repair mortars at 28 days. Matrix composition has to be designed for a suitable consistency for planned production processes of TRCC and mechanical properties for load-carrying capacity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권1호
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• pp.21-31
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• 2017

Engineered Cementitious Composite (ECC) is a special class of the new generation of high performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC) featuring high ductility with relatively low fiber content. In this research, the mechanical performance of ECC beams will be investigated with respect to the effect of slag and aggregate size and amount, by employing nonlinear finite element method. The validity of the models was verified with the experimental results of the ECC beams under monotonic loading. Based on the numerical analysis method, nonlinear parametric study was then conducted to evaluate the influence of the ECC aggregate content (AC), ECC compressive strength ($f_{ECC}$), maximum aggregate size ($D_{max}$) and slag amount (${\phi}$) parameters on the flexural stress, deflection, load and strain of ECC beams. The simulation results indicated that when increase the slag and aggregate size and content no definite trend in flexural strength is observed and the ductility of ECC is negatively influenced by the increase of slag and aggregate size and content. Also, the ECC beams revealed enhancement in terms of flexural stress, strain, and midspan deflection when compared with the reference beam (microsilica MSC), where, the average improvement percentage of the specimens were 61.55%, 725%, and 879%, respectively. These results are quite similar to that of the experimental results, which provides that the finite element model is in accordance with the desirable flexural behaviour of the ECC beams. Furthermore, the proposed models can be used to predict the flexural behaviour of ECC beams with great accuracy.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권4호
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• pp.349-362
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• 2024

High-performance fiber-reinforced cement composites (HPFRCC) are new materials created and used to repair, strengthen, and improve the performance of different structural parts. When exposed to tensile tension, these materials show acceptable strain-hardening. All of the countries of the globe currently seem to have a need for these building materials. This study aims to create a low-carbon HPFRCC (high ductility) that is made from materials that are readily available locally which has the right mechanical qualities, especially an increase in tensile strain capacity and environmental compatibility. In order to do this, the effects of fiber volume percent (0%, 0.5%, 1%, and 2%), and determining the appropriate level, filler type (limestone powder and silica sand), cement type (ordinary Portland cement, and limestone calcined clay cement or LC3), matrix hardness, and fiber type (ordinary and oxygen plasma treated polypropylene fiber) were explored. Fibers were subjected to oxygen plasma treatment at several powers and periods (50 W and 200 W, 30, 120, and 300 seconds). The influence of the above listed factors on the samples' three-point bending and direct tensile strength test results has been examined. The results showed that replacing ordinary Portland cement (OPC) with limestone calcined clay cement (LC3) in mixtures reduces the compressive strength, and increases the tensile strain capacity of the samples. Furthermore, using oxygen plasma treatment method (power 200 W and time 300 seconds) enhances the bonding of fibers with the matrix surface; thus, the tensile strain capacity of samples increased on average up to 70%.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.957-960
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• 2008

최근 초고층 건축물 등에 적용되는 고강도콘크리트의 내화성능에 대한 문제점이 제기됨에 따라 국토해양부에서는 고강도콘크리트 내화성능 관리 기준을 고시한 바 있으며, 건설업계에서도 이에 대응하기 위해 다양한 기술 검토가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고강도콘크리트의 취약점으로 제기되고 있는 화재시의 폭렬문제에 대한 대응방안으로서 기존 연구를 통해 내화성능이 우수한 것으로 보고되고 있는 ECC 를 영구거푸집으로 활용한 고강도콘크리트의 내화성능을 검토하였다.ECC 영구거푸집을 활용한 고강도콘크리트 기둥부재의 내화성능 검토 결과, 영구거푸집과 고강도콘크리트 계면으로의 열 침투를 제어할 수 있도록 부재 생산 및 구축 방안을 검토하고, ECC의 적정 배합 및 두께를 확보한다면 고강도콘크리트의 내화성능 확보기술로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 내화성 영구거푸집으로서의 단순 활용 방안 이외에 ECC의 우수한 물리적 성능을 활용하여구조성능을 분담할 수 있는 방안으로의 지속적 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4950-4959
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• 2015

공공시설물의 대형화 및 도심지로의 인구 밀집화에 따라 충돌 또는 폭발과 같은 하중조건 하에서의 구조물 방호성능의 중요성이 대두되고 있다. 그러나, 구조물의 방호설계 및 시공에 있어서 필수적이라 할 수 있는 구조재료 또는 자재에 대한 기술개발은 제대로 이루어지고 있지 않은 실정이다. 이에, 본 연구에서는 고성능 섬유보강 시멘트 복합재로의 기본적인 방호성능 및 방호용 자재로서의 적용 가능성을 파악하고자 40 mm 가스건을 사용한 충격 파괴시험을 수행하였다. 실험 수행 결과, 고성능 섬유보강 시멘트 복합재료에 있어서 시멘트 매트릭스의 강도 및 보강섬유가 방호성능 향상에 도움이 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.85-94
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• 2008

본 연구는 HSC의 폭렬제어 및 내화성능 확보 방안 중 하나인, HSC에 내화성능을 갖는 피복층을 형성하는 방안에 대하여, 피복층을 ECC로 이용하는 경우 이에 대한 화재성상 및 내화특성을 실험적으로 검토하고, 수열온도 예측 등과 같은 내화설계를 위한 기초자료를 제시하기 위한 것이다. 이를 위하여 HSC 부재에 대한 내화시험을 실시하였다. 실험변수는 ECC의 피복층 두께(20, 30, 40 mm), 시공방식(라이닝, 보수)으로 하였으며, 비교 및 검증을 위하여 피복층이 없는 HSC 및 FRCC 2종류의 충전두께의 변화에 따른 실험을 실시하였다. 도입 화재하중은 ISO 834 기준 3시간 가열곡선으로 하였으며, 각 깊이별 수열온도, 폭렬 및 균열성상, 중성화깊이를 측정 평가하였다. 실험결과 ECC는 HSC 보다 높은 차열성능을 가지고 있으며, 폭렬저감성능을 확인 할 수 있었다. 또한 회귀분석을 통하여 ECC를 HSC의 피복층으로 사용하는 경우에 대한 수열온도 간편 예측식을 제시하였으며, 이에 대한 검증을 실험결과를 통해 수행하였고 HSC를 이용한 부재에 대한 본 예측식의 적용 방법을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.35-43
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• 2010

이 논문의 목적은 경량 충진재와 하이브리드 섬유를 사용하여 경량성과 인장변형 성능이 우수한 섬유보강 고강도 경량 시멘트 복합체(HFSLCC)를 개발하는 것이다. 이를 위하여 마이크로역학과 다수의 미세균열이 발생하기 위한 조건인 안정상태 균열이론을 바탕으로 시멘트 매트릭스의 파괴 특성과 섬유-시멘트 매트릭스 경계 특성을 파악하여 사용재료 및 최적 혼입률을 결정하였으며, 섬유 종류와 양에 따라 4가지 배합을 결정하였다. 4가지 배합으로 제조한 실험체는 실험을 통하여 역학적 특성(직접인장, 압축강도, 단위질량)을 검증하였다. 검증 결과 4가지 배합으로 제조한 모든 섬유보강 고강도 경량 시멘트 복합체는 변형률 경화거동을 보였으며, 역학 성능은 평균 변형률 약 3.0%, 최대인장강도 약 4.2MPa, 단위질량 및 압축강도는 각각 약 $1,660kg/m^3$와 57MPa를 나타내었다. 또한 PVA섬유 1.0%와 PE섬유 0.5%를 혼입한 경우 섬유 사용량이 적으면서 2.0% 섬유가 혼입된 복합체와 유사한 성능을 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.734-737
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• 2004

The synthetic fibers such as polypropylene(PP) and polyvilyl-alcohol(PVA) fiber are poised as a low cost alternative for reinforcement in structural applications. It has been reported that synthetic fiber in cement composites can control restrained tensile stresses and cracks and increase toughness, resistance to impact, corrosion, fatigue and durability. High performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCCs) shows ultra high ductile behavior in the hardened state, because of the fiber bridging properties. Therefore, a variety of experiments have being performed to access the performance of HPFRCCs recently. The research emphasis is on the flexural behavior of HPFRCCs made in synthetic fibers, and how this affects the composite property, and ultimately its strain-hardening performance. Three-point bending tests on HPFECCs are carried out. As the result of the bending tests, HPFRCCs showed high flexural strength and ductility. HPFRCCs made in PVA or Hybrid fiber were, also, superior to PP of singleness. On the other hand, effect of sand volume fraction on HPFRCCs made in PP was insignificant.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.745-748
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• 2008

과거 건설 구조물은 사용 하중을 견딜만한 성능과 사용성, 부식에 대한 저항성 정도만이 요구되었다. 그러나 9.11 사건 이후 이러한 관점은 바뀌어, 폭발에 의한 충격 하중 및 그와 동시에 발생할 수있는 화재로 인한 열에 견딜 수 있는 구조물의 저항 성능이 기본적인 요구 조건으로써 중요시되고있다. 전 세계가 연일 테러의 위협 아래 놓여있는 현 시점에서 구조물의 내폭 성능은 매우 중요한 부분이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 건설 재료로써 폭넓게 사용되고 있는 시멘트 복합체 혹은 콘크리트에인장 강도 및 연성이 뛰어난 FRP composite을 결합시켜 내폭 성능이 우수하고 기존 구조물 및 신설구조물에 모두 시공이 가능한 최적화된 분절 복합체(Segmented Composite) 및 층 구조(Layered Structure)를 개발하고, 그 성능을 평가하고자 한다. 이러한 내폭 성능의 향상을 통해, 열과 충격 하중, 동하중 및 high strain에 의한 구조물의 붕괴를 줄이고 붕괴 시점을 보다 늦출 수 있다면, 이로인해 발생되는 인명 피해 및 경제적 손실을 최소화시킬 수 있을 것이다.