• Steel and Composite Structures
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• 제33권6호
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• pp.849-864
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• 2019

One way to achieve sustainable construction is to reduce concrete consumption by use of more sustainable and higher strength concrete. Modern building codes do not cover the use of ultra-high strength concrete (UHSC) in the design of composite structures. Against such background, this paper investigates experimentally the mechanical properties of steel fibre-reinforced UHSC and then the structural behaviors of UHSC encased steel (CES) members under both concentric and eccentric compressions as well as pure bending. The effects of steel-fibre dosage and spacing of stirrups were studied, and the applicability of Eurocode 4 design approach was checked. The test results revealed that the strength of steel stirrups could not be fully utilized to provide confinement to the UHSC. The bond strength between UHSC and steel section was improved by adding the steel fibres into the UHSC. Reducing the spacing of stirrups or increasing the dosage of steel fibres was beneficial to prevent premature spalling of the concrete cover thus mobilize the steel section strength to achieve higher compressive capacity. Closer spacing of stirrups and adding 0.5% steel fibres in UHSC enhanced the post-peak ductility of CES columns. It is concluded that the code-specified reduction factors applied to the concrete strength and moment resistance can account for the loss of load capacity due to the premature spalling of concrete cover and partial yielding of the encased steel section.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.821-826
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• 2008

본 연구에서는 고강도콘크리트의 폭렬 방지를 위해 사용되고 있는 폴리프로필렌섬유의 혼입량에 따른 60 MPa 고강도 기둥 콘크리트의 폭렬현상 및 기둥 내부온도 특성을 평가하였다. 고강도 기둥 콘크리트 공시체의 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 가열 곡선을 적용하여 실물 기둥 실험체에 대한 실험을 실시하였다. 폴리프로필렌섬유 혼입량은 1.0, 1.2 및 $1.5\;kg/m^3$을 고려하였다. 실험결과 폴리프로필렌섬유의 혼입량에 따른 최고 내부온도 결과의 차이는 보이지 않았으나 평균 내부온도 결과에 있어서는 폴리프로필렌섬유의 혼입량이 증가할수록 낮아지는 결과를 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.465-471
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• 2009

화재시 고강도콘크리트의 폭렬현상을 막고 내부철근 온도의 상승을 억제하기 위하여 폴리프로필렌섬유와 강 섬유를 동시에 사용하는 섬유혼입공법을 제안하였다. 섬유혼입공법을 40~100 MPa 고강도콘크리트 배합에 적용하여 가 열재하방법으로 열적특성을 평가한 후 내화성능을 평가하기 위하여 구조부재에 내화시험을 실시하였다. 2기의 기둥시 험체를 제작하여 ISO 834 표준내화곡선에 따라 180분 비재하 내화시험을 실시하였다. 폭렬은 발생하지 않았으며, 표면 부의 색은 분홍색을 띤 회색으로 변했다. 깊이 60 mm부터 내부 콘크리트의 온도가 급감하였으며, 60분 가열 후 온도구 배는 보통콘크리트보다 5배 적은 2.2oC/mm로 측정되었다. 180분 내화시험 후의 최종온도는 모서리철근이 488.0oC, 중앙 철근이 350.9oC이며, 철근의 총 평균온도는 419.5oC이다. 모서리철근과 중앙철근의 평균온도차는 137.1oC였다. 가열 후 100~150oC부근에서 콘크리트와 철근의 온도상승추세가 변하는데 이는 강섬유와 폴리프로필렌섬유를 혼입한 콘크리트의 온도구배가 낮고, 철근으로의 수분이동과 내부 수분의 막힘현상, 그리고 수분의 기화열 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.449-456
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• 2002

최근 건축물은 고층화, 대형화되어짐에 따라 콘크리트도 고강도 및 고성능 콘크리트의 사용이 증가하고 있다. 그러나, 고성능 콘크리트는 보통 콘크리트와는 달리 내부조직이 치밀하기 때문에 화재시 고열을 받으면 부재표면이 박리 및 탈락하는 폭열현상이 발생하는데, 이러한 폭열현상은 구조체의 내화구조상 해결해야할 문제점으로 지적되고 있다. 그러므로, 본 연구에서는 고성능 콘크리트의 내화성능 향상을 목적으로 폴리프로필렌(PP) 섬유의 혼입률 및 부재크기 변화에 따른 콘크리트의 내화특성을 분석한 것으로, 시험결과는 다음과 같다. 내화시험시 PP섬유 혼입률 변화에 따른 폭열특성으로 PP 섬유 무혼입인 경우 W/C 35%는 부재크기에 관계없이 대부분 파괴폭열을 일으킨 반면, W/C 55%는 일부만 파괴 또는 박리폭 열을 보였을 뿐 대부분 폭열이 발생하지 않았고, 또한, PP섬유를 0.07% 이상 혼입한 경우는 대부분 폭열 방지에 우수한 것으로 나타났다. 부재크기 변화에 따른 폭열 특성으로는 부재가 작을수록 폭열이 발생하기 쉬우며, 부재의 우각부가 표면보다 폭열 발생이 용이한 것으로 나타났다. 가열후 잔존 압축 및 인장 강도율은 W/C 35%에서 45~65%, W/C 55%에서는 30~40% 범위로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.119-126
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• 2009

본 연구에서는 RC 기둥의 폭렬방지를 위하여 유기섬유의 혼입방식, 내화보드 부착방식, 스프레이 방식의 폭렬방지공법에 따른 내화특성을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 특성으로, 유기섬유의 혼입율이 증가에 따른 유동성은 저하하는 것으로 나타났고, 섬유의 종류에 따라서는 NY섬유를 혼합한 경우 가장 양호하였다. 공기량은 NY섬유가 가장 적게 저하하였고, 그 다음으로 PVA, PP순이었다. 경화 콘크리트의 특성으로, 압축강도는 28일 재령에서 50MPa이상으로 섬유의 혼입율이 증가할 수록 약간 크게 나타났다. 내화시험후 폭렬특성으로, 유기섬유 혼입방식의 경우 PVA섬유를 제외한 PP섬유, NY 섬유는 혼입율 0.05%이상에서 폭렬이 발생하지 않는 것으로 나타났다. 스프레이 방식의 경우는 모든 마감재 부분에서 부분적인 폭렬이 발생하였을 뿐, 모재 콘크리트는 폭렬이 발생하지 않고 본래의 형상을 그대로 유지하는 것으로 나타났다. 또한, 보드방식의 경우는 보편적인 일반 건식공법인 경우를 제외한 건식공법 시공 후 내화페인트로 연결철물을 도포한 경우, 내화모르터로 차폐한 경우, 경량기포 콘크리트로 그라우트 한 경우는 모두 폭렬이 발생하지 않고 본래의 형상을 그대로 유지하고 있었다. 질량감소율은 플레인 콘크리트를 제외한 내화시공공법변화에 따라서 공히 8%미만으로 비교적 양호하게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.867-873
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서의 부식 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 먼저 강섬유의 보강콘크리트의 수송특성, 즉 공극률, 흡수성, 투과성 및 염소이온 확산성에 관한 실험을 수행하여 철근부식과 의 관계를 비교 평가 하였다. 강섬유의 보강으로 인해 약간의 압축강도 증가와 함께, 흡수성, 투과성 및 확산성에 관한 실험 결과에서도 콘크리트 내부로의 유해물질의 침투저항성이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 철근부식과의 관계에서는 예상된 결과와는 다르게 강섬유의 혼입이 철근부식을 가속화 시키는 경향이 나타났다. 염화나트륨 용액이 침투하는 노출면에서는 강섬유의 부식팽창으로 인한 표면박리현상이 관찰되었으며, 철근부위 절단면에서는 철근 주변에 강섬유의 부식이 국부적으로 관찰 되었다. 고온 및 고농도의 염화물 환경에서의 건습 싸이클링이 노출표면에 가까운 공극에서 지속적으로 염분결정체의 증가와 더불어 내부공극에서의 강섬유의 부식으로 증가된 압력이 표면 박리를 일으킨 것으로 보인다. 결과적으로는 노출면 부근에서의 미세균열을 증가가 물, 염화이온 및 산소의 침투를 보강근으로의 가속화를 진행 시킨 것으로 판단이 된다. 이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서 철근부식에 영향을 주는 명확한 메커니즘은 충분히 규명이 되지 않았으며, 보다 명확한 관계를 이해하기 위해서는 부식과정에서 강섬유의 잠재적인 부식팽창에 관한 보다 상세한 실험적 연구가 필요할 것으로 판단되어 진다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권5호
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• pp.113-119
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• 2010

설계강도 80 MPa인 고강도 콘크리트가 B/P에서 대량 생산, 공급되는 현장조건하에서도 시험실 조건과 동일한 재료물성을 발휘하는지 여부를 평가하기 위하여 내화시험과 시험시공을 수행하고, 그 결과를 평가하였다. 내화성능평가 결과, 복합섬유(PP섬유, NY섬유)를 0.075 %혼입한 80 MPa의 고강도 콘크리트가 내화성능과 폭렬방지 성능이 우수한 것으로 나타났다. 고강도 콘크리트 시험시공 결과, 압송 전에는 공기량, 유동성, 압축강도 등을 모두 만족하였으나, 압송 후에는 슬럼프 플로가 목표물성보다 다소 작게 평가되어 개선이 필요한 것으로 판단되었다. 고강도 콘크리트의 수화온도 역시 관련 기준을 만족하였다. 고강도 콘크리트의 단위시간당 타설량은 약 $44m^3$로 우수한 것으로 나타났으며, 충전성 또한 매우 우수한 것으로 평가되었다. 개발된 3성분계 고강도 콘크리트는 실리카 흄이 사용된 기존 고강도콘크리트와 비교하여 경제적이며 경화 전 후의 재료물성과 시공성이 우수하여 초고층 구조물의 건립 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제39권1호
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• pp.10-21
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• 2021

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료는 재료에 동하중이 가해질 때에는 큰 변형률속도 의존성을 보인다. 이는 취성재료의 역학적 성질이 하중속도에 따라 크게 변화할 수 있음을 의미한다. 이런 성질 때문에 취성재료의 변형률속도 의존성은 발파공학이나 암석동역학 문제를 풀 때 반드시 고려해야 할 중요한 사항들 중의 하나이다. 하지만 불행하게도 국내의 경우, 암석이나 여타의 취성재료들의 동적물성을 특성화하는 연구들은 아직 미진한 상태에 있다. 본 연구에서는 거창 화강암과 고강도 콘크리트 시편의 동적특성을 파악하기 위해 홉킨슨 압력봉을 이용하여 동적 인장시험을 실시하였다. 시험방법으로는 ISRM이 제안한 동적 압열시험과 박리시험을 채택하였다. 일반적으로, 고변형률속도 하에서는 후자의 방법이 더 우수한 것으로 알려져 있다. 이들 두 종류의 시험을 실시한 결과, 시편들의 동적 인장강도가 거의 비슷하게 나타났다. 하지만 저자들은 애초에 시험방법에 따라 측정강도가 상이할 것으로 예상했었다. 따라서 서로 다른 방법을 적용했음에도 측정 강도가 비슷하게 나타난 것은 오히려 시험과정에서 어떤 오류가 개입된 것으로도 볼 수 있으므로 후속연구를 통해 이 부분에 대해 상세조사를 수행할 예정이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제12권4호
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• pp.19-28
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• 1975

In order to obtain the superior refractory setter having better spalling resistance, cordierite was synthesized from domestic raw materials. Raw mixtures were fired between 125$0^{\circ}C$ and 140$0^{\circ}C$, and qualitative determination of crytallization was investigated by x-ray diffraction analysis. The results obtained are as follows; 1) The optimum batch composition of synthesized cordierite is 80.5% of Hadong kaolin (pink), 14% of Kyulsung tromolite talc and 5.5% of magnesia clinker, and the firing temperature is 1375$^{\circ}C$. 2) The composition of the refractory setter which exhibits the best values for the thermal properties is 40% of synthesized cordierite, 30% of kaolin chamotte(contains more than 60% of mullite), and 30% of Japanese clay. 3) The optimum particle size distribution of ternary mixture consists of 50% of coarse articles (3.327-1.168mm), 25% of intermediate particles (1.168-0.208mm) and 25% of fine particles (0.208-0.000mm).

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.423-424
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• 2010

본 연구에서는 초고층 건물의 시공을 위하여 유기질섬유와 폴리머분말을 혼합한 복합섬유공법을 활용하여 작업성과 내화성능을 만족시키는 고강도 내화 콘크리트를 개발하고자 하였다. 실험결과 폴리믹스의 경우 폭렬방지 및 내부온도 상승 저감에 효과적인 것으로 나타나 기존의 섬유혼입공법과 유사한 수준의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다.