• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.111-120
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• 2012

이 연구는 섬유 보강 시멘트 복합체(SHCC) 내에 매립된 철근의 겹침이음 성능을 평가하고자 하였으며, 이에 따라 단조 및 반복 재하시의 겹침이음된 철근의 인장 실험을 실시하였다. 총 10개의 SHCC 및 콘크리트 배합이 계획되었으며, 실험체의 변수는 보강섬유 종류(폴리에틸렌 및 강섬유), 팽창재 대체율(0% 및 10%) 및 실험체의 설계강도(30 MPa 및 100 MPa)로 계획하였다. SHCC 및 콘크리트 배합에 매립된 철근의 겹침이음 길이는 각각 콘크리트 구조설계 기준에 의거하여 산정된 겹침이음 길이의 60% 및 100%를 적용하였다. 실험 결과 SHCC에 철근이 매립될 경우 철근의 겹침이 음 성능을 향상시키는 것으로 나타났으며, SHCC 배합에서 보강 섬유 종류(PE-SHCC 및 PESF-SHCC)에 관계없이 겹침 이음된 철근의 인장강도 및 부착강도 증진에 기여하는 것으로 나타났다. 또한 SHCC에 팽창재를 대체할 경우 SHCC에 매립된 철근 겹침이음부의 거동 특성을 개선하는 특징을 보였다. 한편 균열 특성에서는 배합조건 및 재료특성에 따라 PE-SHCC가 PESF-SHCC에 비해 보다 많은 미세균열 특성을 나타내었다. 전언한 바와 같이 이 연구는 SHCC의 변형경화 특성에 따라 매립된 철근과의 상호작용을 증진시킴에 따라, SHCC에 매립된 철근 겹침이음 길이를 감소할 경우에도 양호한 거동 특성을 보이는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.575-583
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• 2010

이 연구는 비틀림 강섬유(T- 섬유) 의 비틀림 횟수가 인발거동과 T- 섬유를 사용한 고성능 섬유보강 시멘트 복합재료의 인장거동에 미치는 영향을 조사하였다. T- 섬유의 여러 인자와 비틀림 횟수가 섬유의 인발거동에 미치는 영향을 해석적으로 조사하고, 최대의 인발에너지를 생성할 수 있는 비틀림 횟수를 조사하였다. 이와 더불어 T- 섬유의 인발시험과 인장시험을 수행하여, 비틀림 횟수가 고인성 섬유보강 시멘트 복합재료의 인장거동에 미치는 영향을 조사하였다. 비틀림 횟수가 6ribs/30 mm인 T(L)- 섬유와 비틀림 횟수가 18ribs/30 mm인 T(H)- 섬유를 사용하였다. T(H)- 섬유는 인발시험시 섬유의 파단되어, T(L)- 섬유보다 높은 인발응력을 유발했음에도 불구하고 낮은 총 인발에너지를 생성하였다. 이러한 인발 시험서의 결과는 인장 거동에도 분명하게 반영되었다. T(L)- 섬유를 사용한 고인성 섬유보강 시멘트 복합재료의 경우, T(H)- 섬유의 사용시보다, 우수한 변형능력과 에너지 흡수능력, 그리고 미세균열 거동을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권1호
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• pp.121-131
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• 2022

The main goal of this study is to prepare a program for analyzing High Strength Steel Fibrous Reinforced Concrete (HSSFRC) slabs and predict the response and strength of the slab instead of preparing a prototype and testing it in the laboratory. For this purpose, new equations are proposed to represent the material properties of High Strength Steel Fibrous Reinforced Concrete. The proposed equations obtained from performing regression analysis on many experimental results using statistical programs. The finite element method is adopted for non-linear analysis of the slabs. The eight-node "Serendipity element" (3 DoF) is chosen to represent the concrete. The layered approach is adopted for concrete elements and the steel reinforcement is represented by a smeared layer. The compression properties of the concrete are modeled by a work hardening plasticity approach and the yield condition is determined depending on the first two stress invariants. A tensile strength criterion is adopted in order to estimate the cracks propagation. many experimental results for testing slabs are compared with the numerical results of the present study and a good agreement is achieved regarding load-deflection curves and crack pattern. The response of the load deflection curve is slightly stiff at the beginning because the creep effect is not considered in this study and for assuming perfect bond between the steel reinforcement and the concrete, however, a great agreement is achieved between the ultimate load from the present study and experimental results. For the models of the tension stiffening and cracked shear modulus, the value of Bg and Bt (Where Bg and Bt are the curvature factor for the cracked shear modulus and tension stiffening models respectively) equal to 0.005 give good results compared with experimental result.

• Advances in concrete construction
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• 제15권6호
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• pp.359-376
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• 2023

Ultra-high-performance concrete (UHPC) has become an attractive cast-in-place repairing material for existing engineering structures. The present study aims to investigate age-dependent high-early-strength UHPC (HESUHPC) material properties (i.e., compressive strength, elastic modulus, flexural strength, and tensile strength) as well as interfacial shear properties of HESUHPC-normal strength concrete (NSC) composites cured at different season temperatures (i.e., summer, autumn, and winter). The typical temperatures were kept for at least seven days in different seasons from weather forecasting to guarantee an approximately consistent curing and testing condition (i.e., temperature and relative humidity) for specimens at different ages. The HESUHPC material properties are tested through standardized testing methods, and the interfacial bond performance is tested through a bi-surface shear testing method. The test results quantify the positive development of HESUHPC material properties at the early age, and the increasing amplitude decreases from summer to winter. Three-day mechanical properties in winter (with the lowest curing temperature) still gain more than 60% of the 28-day mechanical properties, and the impact of season temperatures becomes small at the later age. The HESUHPC shrinkage mainly occurs at the early age, and the final shrinkage value is not significant. The HESUHPC-NSC interface exhibits sound shear performance, the interface in most specimens does not fail, and most interfacial shear strengths are higher than the NSC-NSC composite. The HESUHPC-NSC composites at the shear failure do not exhibit a large relative slip and present a significant brittleness at the failure. The typical failures are characterized by thin-layer NSC debonding near the interface, and NSC pure shear failure. Two load-slip development patterns, and two types of main crack location are identified for the HESUHPC-NSC composites tested in different ages and seasons. In addition, shear capacity of the HESUHPC-NSC composite develops rapidly at the early age, and the increasing amplitude decreases as the season temperature decreases. This study will promote the HESUHPC application in practical engineering as a cast-in-place repairing material subjected to different natural environments.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권6호
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• pp.713-732
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• 2008

Serviceability and durability of the concrete members can be seriously affected by the corrosion of steel rebar. Carbonation front and or chloride ingress can destroy the passive film on rebar and may set the corrosion (oxidation process). Depending on the level of oxidation (expansive corrosion products/rust) damage to the cover concrete takes place in the form of expansion, cracking and spalling or delamination. This makes the concrete unable to develop forces through bond and also become unprotected against further degradation from corrosion; and thus marks the end of service life for corrosion-affected structures. This paper presents an analytical model that predicts the weight loss of steel rebar and the corresponding time from onset of corrosion for the known corrosion rate and thus can be used for the determination of time to cover cracking in corrosion affected RC member. This model uses fully the thick-walled cylinder approach. The gradual crack propagation in radial directions (from inside) is considered when the circumferential tensile stresses at the inner surface of intact concrete have reached the tensile strength of concrete. The analysis is done separately with and without considering the stiffness of reinforcing steel and rust combine along with the assumption of zero residual strength of cracked concrete. The model accounts for the time required for corrosion products to fill a porous zone before they start inducing expansive pressure on the concrete surrounding the steel rebar. The capability of the model to produce the experimental trends is demonstrated by comparing the model's predictions with the results of experimental data published in the literature. The effect of considering the corroded reinforcing steel bar stiffness is demonstrated. A sensitivity analysis has also been carried out to show the influence of the various parameters. It has been found that material properties and their inter-relations significantly influence weight loss of rebar. Time to cover cracking from onset of corrosion for the same weight loss is influenced by corrosion rate and state of oxidation of corrosion product formed. Time to cover cracking from onset of corrosion is useful in making certain decisions pertaining to inspection, repair, rehabilitation, replacement and demolition of RC member/structure in corrosive environment.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제25권4호
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• pp.459-468
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• 2008

Methyl methacrylate(MMA) was grafted onto microcrystalline cellulose(MCC) with ceric ammonium nitrate(CAN) as a redox initiator at the various conditions. The cellulose triacetate(CTA) composite films added MCC and MMA-grafted MCC powders were prepared on a glass plate. The graft yield(GY) and graft efficiency(GE) of the grafted MCC were calculated with the simple equations by the weight balance method. The double bond of C=O on the grafted MCC surfaces was confirmed by the fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflection(FT-IT ATR) spectrophotometer. After grafting, the degree of crystallinity of cellulose powders was decresed by judging from x-ray diffraction(XRD) data. Scanning electron microscope(SEM) photos showed the only solvent and CAN solution could change the roughness of MCC powders and the effect of powder dispersions in composite matrix. The tensile strength of MCC/CTA composite films was decreased with increase of MCC powder contents. When 5% grafted MCC was added, the tensile strength of grafted MCC/CTA composite films was increased from 82.3 MPa to 97.2 MPa. The thermal property of powders was also analyzed by the thermogravimetric analysis(TGA).

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.153-159
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• 2014

본 연구에서는 고경질 도막재로 PET 필름을 접합하는 시공방법에 있어서 PET 필름의 표면처리 조건 및 겹침이음 길이에 따른 접합특성 및 내구특성을 검토하였는데, 그 결과 무처리 보다 코로나 방전 처리에 의해 접촉각, 접합 인장강도, 벗김저항성이 개선되었다. 특히 시험체 E (코로나 방전+프라이머+강접접착제+폴리에스터 부직포)에서 가장 높은 것으로 나타났으며, 특히 겹침 이음길이 15mm 이상일 때 16주간 장기간 열화처리에도 안정적인 접합성능을 확보하는 것으로 나타나 방수재료로서 수밀성을 확보할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제31권2호
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• pp.115-123
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• 2015

본 연구는 옻과 아교를 배합한 천연 접착제의 투명성을 높이기 위해 옻에서 추출한 우루시올과 아교를 배합하여 천연 접착제를 제조하고 물성 및 접착특성을 파악하였다. 우루시올과 아교를 배합한 천연 접착제는 아교의 배합비율이 증가할수록 아교 단백질과 관련된 N-H 피크들이 생성되고 강도가 증가하는데 반해 우루시올의 메틸렌 결합과 연관된 C-H 피크는 줄어들어 아교의 IR spectra와 유사해지는 경향을 나타냈다. 배합에서 아교의 비율이 증가할수록 색이 밝고 투명해지며 경화 과정 중에도 검게 산화하지 않아 투명성을 높이는 동시에 하루 이내에 건조하며 옻과 아교를 배합한 천연 접착제의 특성은 유지하였다. 배합비율에 따라 Cemedine C부터 에폭시 수지까지 다양한 범위의 점도와 접착 강도를 나타내며 그 중 토기를 피착재로 한 실험에서 우루시올과 아교를 6:4로 배합한 시료가 밝고 투명한 색을 가지는 동시에 Araldite AY103-1/HY956과 유사한 강도를 보여 토기 유물에 적용 가능한 천연 접착제로서의 가능성이 기대된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.909-912
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• 2008

최근 섬유보강 시멘트 복합체에 관한 연구 중 초기균열 이후 2% 이상의 변형률 이상에까지 인장응력을 증가시킬 수 있는 변형경화형 시멘트 복합체(Strain-Hardening Cement Composite, SHCC)에 관한 연구가 이루어지고 있으며, 이러한 SHCC는 혼입되는 보강섬유의 물리적 형상, 기계적 특성 및 혼입율을 조정함으로써 소요인장성능을 발현시킬 수 있다. 그러나 SHCC 제조시, 혼입되는 보강섬유와의 부착성능을 증진시키기 위하여 규사(Silica powder)와 같이 미세한 직경($105{\sim}120{\mu}m$)의 잔골재를 사용함으로써 타설 후 양생기간 동안 건조수축량이 일반 콘크리트에 비해 심각하여 SHCC 제조시 양생조건에 특별한 주의를 기울여야 한다. 따라서 본 연구에서는 SHCC 양생방법 중 양생온도가 경화후 SHCC의 인장성능에 미치는 영향을 실험적으로 평가하고자 하였으며, 실험결과를 바탕으로 SHCC가 소정의 성능을 발현할 수 있는 양생조건을 실험적으로 규명함으로써 향후 SHCC 프리캐스트 구조부재 제작시 적절한 양생방법을 실시하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.110-119
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• 2012

최근 고부식 환경에 놓여 있는 철근 콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결할 수 있는 방안 중 하나로 뛰어난 내부식성을 가진 섬유복합체(Fiber Reinforced Polymer, FRP)로 제작된 보강근이 주목받고 있다. 유리섬유복합체로 제작된 보강근이 상용화된 상태이나 가격, 철근보다 낮은 탄성계수, 취성파괴 특성 등의 이유로 사용 실적은 많지 않은 것이 현실이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방편 중 하나는 유리섬유복합체 보강근의 성능을 고도화하는 것이다. 성능 고도화를 통해 강도 대비 가격을 낮출 수 있으며, 인장성능을 향상시킬 수 있다. 본 연구는 주어진 재료와 조건 하에서 보강근 성능에 영향을 미치는 인자들의 효율성 향상을 통한 고인장 성능 유리섬유복합체 보강근의 개발에 관한 것이다. 이를 위해 구성재료와 제작방법 등 유리섬유복합체 보강근의 인장성능에 영향을 미치는 인자들에 대해 분석을 수행하여 개선 방안을 제안하였으며, 이를 통해 보강근의 주재료인 유리섬유의 성능을 기존 제품보다 더욱 효율적으로 활용하는 보강근을 제작하였으며, 다양한 변수에 대한 인장시험을 통하여 그 성능을 비교 분석함으로써 개선 방안의 적절성을 검증하였다.