• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.196-201
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• 2014

최근 국내외 정세의 변화와 함께 예상하지 못한 테러 등의 극한의 하중의 발생가능성이 증대하고 있다. 또한 국외 건설시장의 활성화와 함께 몇몇 중동국가를 포함하여 정세가 불안정한 국가로의 진출이 잦아지고 있어 신규 또는 기존 사회기반시설 및 건축물의 물리적인 안전성이 많이 요구되고 있다. 따라서 기존의 콘크리트나 강재로는 저항이 불가한 폭발 또는 충격하중의 저항성이 건설재료로서의 중요성이 증가하고 있는 실정이다. 본 연구는 이러한 폭발 및 충격하중에 저항하기 위한 초고성능 강섬유보강 시멘트 복합체를 개발하기 위한 기초연구로서 고혼입량의 강섬유를 우선 도포하고 내부를 충전하기 위한 슬러리의 최적배합의 결정을 위한 연구이다. 이러한 고혼입량의 강섬유의 내부를 충전하기 위한 슬러리의 기초특성을 분석하고자 재료혼입을 변수로 하여 컨시스턴시, 흐름도, J-Fiber Penetration, 블리딩 및 레올로지 특성 및 역학적 특성으로 압축강도와 휨강도를 측정하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제39권6호
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• pp.599-610
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• 2001

Due to an increasing interest in esthetics and concerns about toxic and allergic reactions to certain alloys, patients and dentists have been looking for metal-free tooth-colored restorations. Recent improvement in technology of new all-ceramic materials and composite materials has broadened the options for esthetic single crown restorations. The aim of this investigation was to study the fracture strength of the metal-free posterior single crowns fabricated using two recently introduced systems, Empress 2 ceramic and Targis-Vectris. Forty premolar-shaped stainless steel dies with the 1mm-wide circumferential shoulder were prepared. Ten cylindrical crowns having a diameter of 8.0mm and total height of 7.5mm were fabricated for each crown system respectively(PFM, Empress staining technique, Empress 2 layering technique, and Targis- Vectris). The crowns were filled with cement and placed on the stainless steel dies with firm finger pressure. The crowns were then stored in distilled water at room temperature for 24 hours before testing. The crowns were tested for fracture strength in an Instron universal testing machine (Instron 6022). With a crosshead speed of 1mm/min the center of the occlusal surface of the crown was loaded using a 4-mm-diameter stainless steel ball until fracture occurred. The fracture surfaces of the crowns were gold coated and examined using scanning electron microscopy(Jeol JSM-840 Joel Ltd., Akishima, Tokyo, Japan). Within the parameters of this study the following conclusions were drawn: 1. The mean fracture strength for PFM crowns was 5829(${\pm}906$)N; for Empress staining technique the fracture strength was 1697(${\pm}604$)N; for Empress 2 Layering technique the fracture strength was 1781N(${\pm}400$)N, and the fracture strength for Targis- Vectris was 3093(${\pm}475$)N. 2. The fracture strength of the PFM crowns was significantly higher than that of the Empress 2 and the Targis-Vectris crowns (P<0.05). 3. The fracture strength of the Targis-Vectris crowns was significantly higher than that of the Empress 2 crowns (P<0.05). 4. No statistical difference was found when Empress staining technique was compared with Empress 2 layering technique. 5. The SEM image of fracture surface of Empress 2 crown showed a very dense microstructure of the lithium disilicate crystals and the SEM image of fracture surface of Targis-Vectris crown showed indentations of Vectris and some fibers tom off from Vectris.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.279-286
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• 2019

본 연구에서는 기준압축강도 180MPa의 강섬유 보강 초고강도 콘크리트(UHSC)의 인장 특성에 관한 실험 연구를 수행하였다. 부피비 1%의 강섬유를 혼입하여 직접인장강도 시편과 3점 하중재하 휨 실험을 위한 프리즘 시편을 제작하였다. 제작된 시편은 균열 유도를 위하여 시편 중앙에 노치를 설정하였으며, 각 평가방법에 따라 실험을 수행하였다. 우선, 콘크리트의 균열 후 거동 특성을 파악하기 위하여 직접인장강도 실험을 수행하여 응력-변형률 곡선을 분석하였으며, 3점 하중재하 휨 실험을 통하여 하중-CMOD 곡선을 얻고, 역해석을 수행하여 응력-변형률 곡선을 분석하였다. 직접인장강도 실험과 3점 하중재하 휨 실험의 인장거동 특성은 유사하게 나타났다. 또한, SC 구조설계지침에서 제시하고 있는 인장응력-변형률 곡선 모델링을 수행하고, 측정값과 예측값의 비교분석을 수행하였다. 재료감소계수가 1.0일 때, 변형률이 0.02일 때까지 예측값은 측정값과 유사하게 나타나지만, 재료감소계수가 0.8일 때, 예측값은 측정값의 최소값에 근접한다. 또한, 변형률이 0.02를 초과하는 구간에서는 SC 구조설계지침에 의한 예측값이 측정값을 과소평가한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권3호
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• pp.405-422
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• 2018

In this research, experimental tensile test and manufacturing of carbon nanotube reinforced composite beam (CNTRC) is presented. Also, bending, buckling, and vibration analysis of CNTRC based on various beam theories such as Euler-Bernoulli, Timoshenko and Reddy beams are considered. At first, the experimental tensile tests are carried out for CNTRC and composite beams in order to obtain mechanical properties and then using Hamilton's principle the governing equations of motion are derived for Euler Bernoulli, Timoshenko and Reddy theories. The results have a good agreement with the obtained results by similar researches and it is shown that adding just two percent of carbon nanotubes increases dimensionless fundamental frequency and critical buckling load as well as decreases transverse deflection of composite beams. Also, the influences of different manufacturing processes such as hand layup and industrial methods using vacuum pump on composite properties are investigated. In these composite beams, glass fibers used in an epoxy matrix and for producing CNTRC, CNTs are applied as reinforcement particles. Applying two percent of CNTs leads to increase the mechanical properties and increases natural frequencies and critical buckling load and decreases deflection. The obtained natural frequencies and critical buckling load by theoretical method are higher than other methods, because there are some inevitable errors in industrial and hand layup method. Also, the minimum deflection occurs for theoretical methods, in bending analysis. In this study, Young's and shear modulli as well as density are obtained by experimental test and have not been used from the results of other researches. Then the theoretical analysis such as bending, buckling and vibration are considered by using the obtained mechanical properties of this research.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.67-77
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• 2017

In this paper, it is aimed to present a comparative study about the structural behavior of tall buildings consisting of different type of materials such as concrete, steel or timber using finite element analyses and experimental measurements on shaking table. For this purpose, two 1/60 scaled 28 and 30-stories wooden building models with $40{\times}40cm$ and $35{\times}35cm$ ground/floor area and 1.45 m-1.55 m total height are built in laboratory condition. Considering the frequency range, mode shapes, maximum displacements and relative story drifts for structural models as well as acceleration, displacement and weight limits for shaking table, to obtain the typical building response as soon as possible, balsa is selected as a material property, and additional masses are bonded to some floors. Finite element models of the building models are constituted in SAP2000 program. According to the main purposes of earthquake resistant design, three different earthquake records are used to simulate the weak, medium and strong ground motions. The displacement and acceleration time-histories are obtained for all earthquake records at the top of building models. To validate the numerical results, shaking table tests are performed. The selected earthquake records are applied to first mode (lateral) direction, and the responses are recorded by sensitive accelerometers. Comparisons between the numerical and experimental results show that shaking table tests are enough to identify the structural response of wooden buildings. Considering 20%, 10% and 5% damping rations, differences are obtained within the range 4.03-26.16%, 3.91-65.51% and 6.31-66.49% for acceleration, velocity and displacements in Model-1, respectively. Also, these differences are obtained as 0.49-31.15%, 6.03-6.66% and 16.97-66.41% for Model-2, respectively. It is thought that these differences are caused by anisotropic structural characteristic of the material due to changes in directions parallel and perpendicular to fibers, and should be minimized using the model updating procedure.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권6호
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• pp.789-798
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• 2020

The effect of Chitosan (CS), Carbon Nanotube (CNT) and hybrid (CS-CNT) fillers on the natural frequency of drilled composite plate is investigated by experimentally in this study. The numerical validation is also made with a program based on Finite Element Method (SolidWorks). Nine types filled and one neat composite plates are used in the study. The fillers ratios are 1% CS, 2% CS, 3% CS, 0.1% CNT, 0.2% CNT, 0.3% CNT, 1% CS+0.3% CNT, 2% CS+0.3% CNT, 3% CS+0.3% CNT. The specimens cut to certain sizes by water jet from the plates 400 mm × 400 mm in dimensions. Some of them are drilled in certain dimensions with drill. The natural frequency of each specimen is measured by the vibration test set up to determine the vibration characteristic. The vibration test set up includes an accelerometer, a current source power unit, a data acquisition card and a computer. A code is written in Matlab^® program for the signal processing. The study are investigated and discussed in four main points to understand the effect of the fillers on the natural frequency of the composite plate. These are the effect of fillers contents and amounts, orientation angles of fibers, holes numbers and holes sizes. As results, the natural frequency of the plate with 1% CS and 0.1% CNT hybrid filler is lower than those of the plates with other fillers ratios for 45° orientation angle. Besides, in the composite plate with 0° orientation angle, the natural frequency increases with increasing the filler ratio. Moreover, the natural frequency increases until a certain hole number and then it decreases. Furthermore, the natural frequency is not affected until a certain hole diameter but then it decreases.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.703-708
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• 2006

역학적 특성이 개선되고 고성능 건설 재료로 가장 주목받고 있는 슬러리 충전 섬유 콘크리트(SIFCON)의 역학적 특성을 분석하기 위해서 양단 훅크형의 강섬유를 $4{\sim}10%$의 체적비로 혼입하여 시험체를 제작한 후, 압축강도시험과 직접인장시험을 실시하였다. 물-시멘트 비는 0.4, 슬러리의 워커빌리티를 향상시키기 위해 실리카 흄과 유동화제를 각각 시멘트 중량의 10%, 0.5%를 혼입하였다. SIFCON의 강섬유 혼입률별 시험에서 나타난 압축강도는 강섬유가 혼입되지 않은 시멘트 페이스트와 비교 하였을 때 약 $1.59{\sim}2.68$배 증가하였으며, 인장강도는 약 $2.51{\sim}8.77$ 증가하였다. 또한 강섬유의 혼입률이 증가함에 따라 인성과 연성도 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.337-343
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• 2004

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인레스 강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 미끄럼 방향의 효과는 다르며 작용하는 마모 메커니즘의 형태에 의존한다. (2) 상온에서 경면 가공한 스테인리스 스틸에 대하여 미끄럼이 일어나면 AP 방향에서 높은 마모 저항과 낮은 마찰계수가 관찰되었다. (3) 복합재의 비마모율은 미끄럼 속도가 증가하면 N방향과 P방향에서는 감소하는 경향을 보이며, AP 방향에서는 증가하다가 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (4) 복합재의 마찰계수는 미끄럼 속도가 증가하면 3방향 모두 증가하다가 일정한 값에 수렴하면 N방향이 가장 크며, P방향과 AP방향 순이다. 이는 N방향에서 마찰초반에 발생한 섬유의 쟁기질에 의한 상대재 표면의 손상과 돌기변형에 따른 것이며, AP방향의 마찰계수가 가장 낮다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.37-45
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• 2013

본 연구에서는 다양한 RC 슬래브의 접촉 발파 실험을 수행하여 내폭 성능을 평가하였다. RC 슬래브의 내폭 성능 향상을 위해 섬유 보강과 외부 CFRP 시트 보강을 도입하였다. 폭발하중 실험은 $2,000{\times}1,000{\times}100mm$ RC 슬래브를 제작하였고, 일반 콘크리트와 강섬유 보강 콘크리트, 하이브리드 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체, 초고성능 콘크리트를 적용하였다. 접촉 발파로 생긴 RC 슬래브의 손상 정도를 크레틀, 스폴과 브리치의 직경과 깊이로 평가하였다. 실험 결과를 LS-DYNA 유한요소해석 프로그램과 Morishita 등의 예측식으로 검증하고 비교분석하였다. 분석 결과, LS-DYNA 프로그램을 이용하여 크레틀, 스폴, 브리치의 직경 및 깊이에 대한 개략적인 예측이 가능하며, 폭발하중 하에서 손상부의 거시적 거동을 모사함으로써 부재의 파괴 이력을 나타낼 수 있었다. 국부 손상에 대한 세가지 예측식이 소개되어 있으나 경험식으로써의 한계가 존재하며, 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.92-98
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• 2014

본 연구는 환경부하 저감을 위해 슬래그 시멘트를 사용하고 플라스틱 섬유보강재(폴리프로필렌, 나일론, 유리섬유)를 혼입하여 고강도 간격재를 개발하고 현장적용성을 평가하는 연구이다. 이를 위해 예비실험을 통하여 4가지 섬유 복합재의 첨가량이 결정되었다. 또한 역학적 시험(압축, 휨, 인장) 및 내구성 시험(흡수율, 투수율, 길이변화율, 균열저항성, 탄산화, 동결융해)을 통하여 최적의 섬유재를 도출하였으며, 이를 이용한 고강도 섬유재 간격재의 배합 및 생산시스템을 개발하였다. 또한 현장적용성 평가를 통하여 개발된 간격재의 구체 콘크리트 일체성을 확인하였다.