• Advances in Computational Design
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• 제8권2호
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• pp.113-131
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• 2023

The use of fibers has been commonly considered in engineered cementitious composites, but their behavior with coarse aggregate in concrete has not been studied significantly, which is needed to meet structural performance objectives for design, such as ductility. This research analyzes the behavior of fiber-reinforced concrete with coarse aggregate with 0.62%, 1.23%, and 2% PVA (Polyvinyl-alcohol) content, varying the maximum aggregate size. Tensile (direct and indirect) and compressive concrete tests were performed. The PVA fiber addition in coarse aggregate concrete increased the ductility in compression, especially for the fiber with a larger aspect ratio, with a minor impact on strength. In addition, the tensile tests showed that the PVA fiber increased the tensile strength of concrete with coarse aggregate and, more significantly, improved the ductility. A selected mixture was used to build short and slender reinforced concrete beams to assess the behavior of structural members. PVA fiber addition in short beams changed the failure mode from shear to flexure, increasing the deflection capacity. On the other hand, the slender beam tests revealed negligible impact with the use of PVA.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.208-209
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• 2018

In this study, the tensile properties of hybrid fiber reinforced cementitious composites under the high strain rate was evaluated. Experimental results, the HSF1.5PVA0.5 shown the highest tensile strength because the PVA fiber suppressed the micro cracks in the matrix around the hooked steel fiber and improved the pull-out resistance of hooked steel fiber. Thus, DIF of strain capacity and fracture toughness of HSF1.5PVA were greatly improved. Also, the fracture toughness was greatly improved because the tensile stress was slowly decreased after the peak stress by improvement of the pull-out resistance performance of hooked steel fiber at strain rate 10¹/s.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.89-90
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• 2012

This study analyzed and compared the flowing and strength properties of mortar depending on the different fine aggregate replacement ratios and whether or not the mixing of PVA fiber was applied. blast furnace slag, red mud, and silica fume that are industrial by-products were used for the analysis. The findings showed that higher replacement level of fine aggregate increased air content while decreasing the table flow. In addition, in case of the compressive strength, Plain mortar and PVA fiber with the replacement ratios of 15% and 30%, respectively showed the greatest strength development.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권3호
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• pp.49-56
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• 2010

본 연구에서는 PVA섬유를 혼입한 비소성 황토 모르타르 및 콘크리트에 있어, PVA 혼입율 및 비소성 황토의 치환율에 따른 영향을 검토하기 위하여 계획한 실험으로서 물-결합재비는 모르타르와 콘크리트 동일하게 50%, PVA혼입율은 0, 0.3(%)로 하였으며, 비소성 황토 치환율은 모르타르의 경우 0, 25, 50, 75(%), 콘크리트의 경우 0, 15, 30, 50(%)로 각각 4수준에 따른 모르타르 및 콘크리트의 성상을 비교 분석하여 결과를 종합하면 다음과 같다. 비소성 황토의 치환율 30%, PVA섬유 혼입율은 0.3%를 사용할 때 강도 및 유동성, 소성수축에 의한 균열제어 등 양질의 콘크리트를 만들 수 있을 것으로 판단되며, 향후 친환경 콘크리트 시공시에 활용이 가능 할 것으로 사료된다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.67-69
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• 2003

콘크리트는 경제성과 압축강도, 내구성 및 강성 등의 우수한 물성을 가지고 있으나 인장, 휨 및 충격강도가 낮고 에너지 흡수능력이 작아 취성적이며 균열에 대한 저항성이 작은 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해서 각종 섬유를 콘크리트에 분산시켜 만든 섬유보강시멘트(FRC : Fiber Reinforced Cement)의 개발 및 이용이 활발히 진행되고 있다. PVA 섬유는 우수한 선형성, 입체구조의 간략함과 규칙성, 고결정성 그리고 우수한 접착성을 가지며, 유기 고분자로는 유일하게 PH 13.5이상의 격렬한 알칼리 조건에서도 거의 손상되지 않는 우수한 내알칼리성을 가지고 있다. (중략)

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.156-159
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• 2004

The intention of this study is to reduce the plastic shrinkage of the polymer modified cement mortar using the PVA fiber. The durability of PVA fiber reinforced polymer cement mortar was also evaluated. The test results of PVA fiber reinforced polymer modified cement mortar were compared with plain polymer modified cement mortar(non-fiber). In conclusion, PVA fiber reinforced polymer modified cement mortar showed an ability to reduce the total crack area and maximum crack width significantly. Also. fiber reinforced polymer modified cement mortar show improved durability performance.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.159-169
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• 2007

취성적인 파괴를 보이는 시멘트 혼합토의 역학적 특성을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 섬유시멘트 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 유역에서 채취한 모래, 보통포틀랜드시멘트 그리고 최근 콘크리트와 시멘트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하였다. PVA 섬유는 시멘트와 접착성이 매우 우수하며 비중이 1.3으로 물보다 약간 큰 것이 특징이며 시멘트 보강재로 사용되고 있는 일반 PVA 섬유보다는 다소 직경이 큰 0.1mm의 PVA 섬유를 사용하였다. 깨끗한 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 후 5층으로 나누어 층당 55회 다짐하여 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 모든 공시체의 시멘트 혼합율은 4%로 동일하지만 섬유의 혼합위치를 다르게 시료를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 강도시험에서 섬유의 보강 형태와 위치에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 동일한 양의 섬유가 균일하게 보강된 경우의 일축압축강도가 그렇지 않은 경우보다 약 2배 증가하였다. 층당 섬유 혼합율이 동일할 경우 섬유 보강율이 증가함에 따라 일축압축강도도 증가하였으며, 전층이 보강되었을 때의 일축압축강도는 중간층만 보강된 경우보다 1.5배 이상 강도가 증가하였다. 섬유-시멘트 혼합토 거동에서 섬유의 혼합율과 섬유가 골고루 잘 분산되도록 하는 방법 또는 분산이 용이한 섬유를 선택하는 것이 중요하였다.

• 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.

• Advances in concrete construction
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• 제16권1호
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• pp.1-20
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• 2023

This study presents the experimental results performed to evaluate the effects of Polyvinyl-alcohol (PVA) and Polypropylene (PP) fibers on the fresh and residual mechanical properties of the hybrid fiber reinforced SCC before and after the exposure of 250℃, 500℃ and 750℃ temperatures. The compressive and splitting tensile strength, modulus of rupture (MOR), ultrasonic pulse velocity (UPV) as well as toughness and weight loss were investigated at different temperatures. PVA and PP fibers were added into SCC mixtures having only macro steel fiber and also having binary hybridization of both macro and micro steel fiber. The results showed that the use of micro steel fiber replaced by macro steel fiber improved the fresh and hardened properties compared to the use of only macro steel fiber. Moreover, it was emphasized that PVA or PP enhanced the residual flexural performance of SCC, generally, while it negatively influenced the workability, weight loss, UPV and the residual strengths with regards to the use of single steel fiber and binary steel fiber hybridization. Compared to the effect of synthetic fibers, PP had slightly more positive effect in the view of workability while PVA enhanced the residual mechanical properties more.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.28-31
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• 2004

This paper discusses the role of micro and macrofibers in the workability, compressive strength, and failure of cementitious composites. Workability(flow), compressive strength, splitting strength and fracture mechanism of hybrid fiber reinforced cement composites(HFRCC) have been investigated by means of Korean Standard (KS). The specific blend pursued in this investigation is a combination of polyvinyl alcohol(PVA) and steel cord. It was demonstrated that a hybrid combination of steel and PVA enhances fiber dispersion compared to only steel cord reinforced cement composites and that the brittle and wide cracking was much reduced in HFRCC as expected because in the matrix containing the PVA fiber around the steel cord, a multiple microcracking occurred and the steel cord could sufficiently work for bridging the cracked surface.