• 제목/요약/키워드: Reinforcing material

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철강산업부산물을 사용한 방조제용 그라우트 재료 및 그 특성 (Properties of Grout Material for Seawall Using Slags from Steel Making Industry)

  • 김하석;김기석 ;백봉현;육심훈
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.523-530
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    • 2022
  • 해수의 흐름이 존재하는 방조제 제체 보강공사 시 가장 큰 문제는 재료의 유출로, 콘크리트의 중력식 타설은 원활히 공극을 채우기 어렵고 굳지 않은 콘크리트의 시멘트는 해수에 분산될 확률이 높기 때문에 경화 후 품질의 신뢰성이 저하될 뿐만 아니라, 인근 환경에 악역향을 끼칠 수 있다. 이에 주입이 가능한 겔형태의 주입재가 필요하다, 본 연구에서는 급결성을 띠는 전기로환원슬래그 및 고로슬래그를 활용하여 초기 강도와 해수 침지에 따른 내구성 향상 효과를 평가하였다, 실험 결과 실리카계 약액과의 반응을 통해 흐름성을 갖는 겔형태의 주입재 제조가 가능하였으며 겔의 흐름성은 배합에 따라 105~143 mm 수준으로 현장모사 시험을 통해 외부 유출 없이 공극을 채울 수 있어 현장 적용성을 확인하였다.

석조문화재 복원을 위한 금속보강재 매입방법 표준화 연구 (A Study on the Guidelines on the Insertion of Metal Stiffeners in the Restoration of Stone Cultural Heritages)

  • 이동식;김현용;김사덕;홍성걸
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제46권3호
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    • pp.212-228
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    • 2013
  • 파손된 석조문화재를 재사용하기 위한 방법으로 금속보강재를 사용하게 되는데 현재까지 보강재에 대한 보존처리 지침 없이 처리자의 경험에 의해서 이루어지다 보니 여러 가지 문제점이 도출되고 있다. 따라서 2차적인 원부재의 훼손을 최소화하기 위한 금속봉의 구조적 보강방법과 거동 특성 등을 제안된 실험체를 통해 검증 받아 금속보강재 매입방법에 관한 설계기준을 마련하고자 하였다. 절단면에 에폭시수지 접합만 할 경우 원 모재 물성의 70% 정도밖에 회복되지 않아 30%에 대한 금속보강재의 구조적 보강이 필요하다. 금속봉은 석재 취성파괴 후 구조적 거동을 받는데 금속보강재비가 0.251% 이하로 설계되면 구조적 거동은 발생하지 않으며, 0.5% 이상이면 구조적 보강은 이루어지나 모재의 2차 훼손을 유발시킨다. 따라서 $1,500kgf/cm^2$ 강도를 갖는 석재의 적정 금속보강재비는 접착단면적의 0.283~0.377% 정도로 설계되어야 가역성 있는 파손과 보강재의 연성거동이 이루어진다. 또한 휨 하중에 대응되는 금속봉의 최대 응력을 기대하기 위해서는 보강재 간격을 멀리하는 것보다 가깝게 유지하는 것이 효율적이며, 특히 상부에 보강재를 매입하는 것은 구조적으로 아무런 도움이 되지 못하고 오히려 원부재의 손상만 유발한다. 따라서 보강재는 하부에 집중배치하고 일부 중앙부에 매입하여야 안정적인 인장재 역할을 하면서 하중응력을 받는다. 금속봉의 분산효과는 보강봉의 면적에 영향을 받을 뿐 지름과는 무관하였다. 하지만 큰 규모를 대상으로 할 때는 접착 단면을 고려하여 보강재 개수를 늘려주는 것이 하중응력에 안정적이다. 이때 적용되는 정착길이는 보강재의 직경에 따라 다음과 같은 식($l_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$)에 의거하여 설계한다. 또한 구조재로서 거동을 하기 위해서는 반드시 마디가 있는 전산형 보강봉을 사용하여야 한다.

Sulfur Polymer Emulsion 및 보강용 섬유를 활용한 반강성 포장재의 공학적 특성 (Engineering Properties of Semi-rigid Pavement Material Produced with Sulfur Polymer Emulsion and Reinforcing Fibers)

  • 이병재;서지석;노재호;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.119-127
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    • 2014
  • 본 연구에서는 유황폴리머에멀젼 (SPE)을 반강성 포장용 주입재의 아크릴레이트 대체재로서 활용가능성과 성능향상재료 (PVA섬유)에 대한 역학적 성능과 내구성능을 평가하였다. 평가결과, 반강성 포장재의 충전률은 섬유의 혼입률이 증가함에 따라 충전률이 저하되었지만, 모든 배합조건에서 평균 92~94%로 측정되어 목표 성능인 90%를 만족하였다. 반강성 포장재의 마샬안정도 값은 최대 25.4kN으로 측정되어 반강성 포장재의 국내 기준인 5.0 kN 보다 약 4.7배 우수한 것으로 나타났다. 반강성 포장재의 동적안정도 평가결과, 휠 트래킹시험에 따른 변형저항성은 SPE를 대체한 배합조건이 보다 우수하였고, 모든 배합조건에서 45분 이후에는 변형량이 일정한 값에 수렴되어 동적안정도가 31,500회/mm로 동일한 결과를 나타내었다. 파단변형률은 최대 0.53% 정도로 나타나 아스팔트 포장재보다 우수한 강성으로 나타났다. 마모저항성 및 충격저항성 검토결과 모든 배합조건에서 손실률이 9.8~6.0%로 나타나 우수한 내마모성을 나타내었으며, 섬유를 0.3% 혼입한 경우 혼입하지 않은 Plain에 비하여 2.82배의 내충격성 향상을 나타내었다. 역학적성능 및 내구성능 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준이고, 혼입률 0.3% 범위에서 PVA 섬유를 적용하면 우수한 인성을 갖는 반강성 포장재 제조가 가능 할 것으로 판단된다.

섬유로프 인장 배치 시 콘크리트 보의 내력에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Internal Force By Using Fiber Rope Concrete Beam)

  • 최재남;진성일;손기상
    • 한국안전학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.78-83
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    • 2012
  • This is a study to confirm how to improve and substitute the existing re-bar with other material such as a fiber rope, especially super fiber rope having much more strong tensile strength. 6(b) different fiber rope reinforced beam with a section of $20{\times}30cm$ have been made and tasted as variables designed in the study. The larger diameter of fiber rope, the more capacity of the beam, even though fiber reinforced beam are increased with ten(10)percent, each. Lower capacity of fiber-reinforced beam than normal RC beam has been analyzed theoretically and empirically, based on a lot of experiences of the same size beam test. Fiber rope-reinforced concrete beam does not have sufficient capacity than RC beam due to insufficient bonding capacity of fiber rope in concrete. It leads to decrease beam bearing capacity and crack around lower center of the beam. Therefore, bonding reinforcement of fiber rope beam such as pinning a triangles steel pin in each knot of fiber rope contributes to improving bearing capacity of fiber rope reinforcing beam.

Analysis of composite frame structures with mixed elements - state of the art

  • Ayoub, Ashraf
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제41권2호
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    • pp.157-181
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    • 2012
  • The paper presents a review of the application of the newly proposed mixed finite element model for seismic simulation of different types of composite frame structures. To evaluate the performance of the element, a comparison with displacement-based and force-based models is conducted. The study revealed that the mixed model is superior to the others in terms of both speed of convergence and numerical stability, and is therefore considered the most practical approach for modeling of composite structures. In this model, the element is derived using independent force and displacement shape functions. The nonlinear response of the frame element is based on the section discretization into fibers with uniaxial material models. The interfacial behavior is modeled using an inelastic interface element. Numerical examples to clarify the advantages of the model are presented for the following structural applications: anchored reinforcing bar problems, composite steel-concrete girders with deformable shear connectors, beam on elastic foundation elements, R/C girders strengthened with FRP sheets, R/C beam-columns with bond-slip, and prestressed concrete girders. These studies confirmed that the model represents a major advancement over existing elements in simulating the inelastic behavior of composite structures.

Flexural behavior of carbon nanotube-modified epoxy/basalt composites

  • Kim, Man-Tae;Rhee, Kyong-Yop
    • Carbon letters
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    • 제12권3호
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    • pp.177-179
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    • 2011
  • The use of carbon nanotubes (CNTs) as a reinforcing material in a polymer matrix has increased in various industries. In this study, the flexural behavior of CNT-modified epoxy/basalt (CNT/epoxy/basalt) composites is investigated. The effects of CNT modification with silane on the flexural properties of CNT/epoxy/basalt composites were also examined. Flexural tests were performed using epoxy/basalt, oxidized CNT/epoxy/basalt, and silanized CNT/epoxy/basalt multi-scale composites. After the flexural tests, the fracture surfaces of the specimens were examined via scanning electron microscopy (SEM) to investigate the fracture mechanisms of the CNT/epoxy/basalt multi-scale composites with respect to the CNT modification process. The flexural properties of the epoxy/basalt composites were improved by the addition of CNTs. The flexural modulus and strength of the silane-treated CNT/epoxy/basalt multi-scale composites increased by approximately 54% and 34%, respectively, compared to those of epoxy/basalt composites. A SEM examination of the fracture surfaces revealed that the improvement in the flexural properties of the silane-treated CNT/epoxy/basalt multi-scale composites could be attributed to the improved dispersion of the CNTs in the epoxy.

Fiber-reinforced composite resin을 이용한 전치부 결손 수복 (REHABILITATION OF MISSING ANTERIOR TOOTH USING FIBER-REINFORCED COMPOSITE RESIN)

  • 박헌정;김종수;김용기
    • 대한소아치과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.62-68
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    • 1999
  • One of the many dilemmas that the clinical restorative dentist must face is treating young adolescent patient who prematurely loses his permanent teeth. Temporary prosthetic replacement can be achieved with removable denture, orthodontic band-wire fixed denture, adhesion bridge, composite resin splint with reinforcing material until the patients go through growth and development. But, all of these have limitations. Advances in restorative materials and reinforcement materials have made possible new techniques which are as much esthetic, conservative and more economic and stronger than adhesion brides. Two cases are being presented where gas-plasma treated, woven polyethylene fabric to reinforce composite resin was used to fabricate a temporary prosthetic restoration to replace a missing maxillary central incisor. This relatively noninvasive and basically reversible procedure allows the patient to decide the final restoration as he or she goes thorough maturation of the hard and soft tissues.

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공동주택 장수명화를 위해 MHS 공법이 적응된 골조공법 개선방안 (The Application of MHS Frames for Apartments of Extended Life in Korea)

  • 홍원기;김진민;김선국;김형근;윤기준
    • 한국건축시공학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.107-115
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    • 2008
  • Bearing wall apartments have been introduced to meet the needs of population growth in metropolis since 1980 in Korea. It is extremely difficult to remodel bearing wall apartments. Noises and vibrations generated between floors are also problems to solve. This paper introduces rahmen structures that enable easy remodel. Modularized Hybrid System(MHS) is demonstrated to be effective in terms of material quantity, construction costs, and amount of $CO_2$ emission compared with those of bearing wall structures. Housings with MHS composite girder ensure the flexibility of architectural plan and easy remodel while the floor heights are maintained the same as bearing wall structures. The reduction of the concrete and reinforcing steels tonnage decreased construction cost of MHS multi-residential housings. The $CO_2$ omission was also diminished in accordance with the reduction of construction materials. This paper describes new structural system adapting MHS frames to propose the extended life of residential housings and reduce the national resources by preventing unnecessary rebuilding of housings.

기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)을 고려(考慮)한 철근(鐵筋)콘크리트 보-기둥의 해석(解析) (Geometric Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Beam-Columns)

  • 강영진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.147-154
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    • 1984
  • 유한요소법(有限要素法)에 의(依)한 일축(一軸)휨을 받는 철근(鐵筋)콘크리트 보-기둥의 수치해석법(數値解析法)이 제시(提示)되었다. 콘크리트의 인장균열(引張龜裂) 및 압축파괴(壓縮破壞), 철근(鐵筋)의 강복(降伏) 등(等) 재료상(材料上)의 비선형성(非線形性)과 보-기둥의 거동(擧動)에 중요(重要)한 영향(影響)을 미치는 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)을 같이 고려(考慮)하였다. 증분형(增分形) 평위방정식(平衛方程式)의 해(解)를 구함으로써 파괴(破壞)에 이르기까지의 철근(鐵筋)콘크리트 보-기둥의 거동(擧動)을 추적(追跡)할 수 있는 해석법(解釋法)이 제시(提示)되었으며 수치해석예(數値解析例)를 통(通)하여 이 방법(方法) 타당성(妥當性)과 유용성(有用性)을 입증(立證)하였다.

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키틴을 이용한 폴리(L-젖산)(Poly(L-lactic acid)(PLLA)) 전기방사 나노섬유의 기계적 보강 (Mechanical Reinforcement of Electrospun Poly(L-lactic acid)(PLLA) Nanofibers with Chitin)

  • 문현우;최승환;황동수
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.36-41
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    • 2019
  • This study was conducted to analyze the difference in mechanically improved properties by distinguishing α-chitin and β-chitin for Poly(L-lactic acid)(PLLA). First, dissolution of chitins was established by mixing polar solvents hexafluoroisopropanol (HFIP) and trifluoroacetic acid (TFA) in appropriate proportions. Under these conditions, the dissolved chitin was used for electrospinning with other polymers. The electrospun nanofibers of the PLLA and chitins were successfully produced. Compared to the pristine state, when chitin was added to PLLA, the tensile strength increased 1.41 times (α-chitin), by 1.61 times (β- chitin), respectively. Based on this, it was confirmed that α- and β- chitin could be strategically used for different polymers. The results also suggest that chitin can be applied to various fields as good reinforcing material as well as electrospinning.