• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제7권1호
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• pp.35-50
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• 2013

Rapid and effective repair methods are desired to enable quick reopening of damaged bridges after an earthquake occurs, especially for those bridges that are critical for emergency response and other essential functions. This paper presents results of tests conducted as a proof-of-concept in the effectiveness of a proposed method using externally bonded carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites to rapidly repair severely damaged RC columns with different damage conditions. The experimental work included five large-scale severely damaged square RC columns with the same geometry and material properties but with different damage conditions due to different loading combinations of bending, shear, and torsion in the previous tests. Over a three-day period, each column was repaired and retested under the same loading combination as the corresponding original column. Quickset repair mortar was used to replace the removed loose concrete. Without any treatment to damaged reinforcing bars, longitudinal and transverse CFRP sheets were externally bonded to the prepared surface to restore the column strength. Measured data were analyzed to investigate the performance of the repaired columns compared to the corresponding original column responses. It was concluded that the technique can be successful for severely damaged columns with damage to the concrete and transverse reinforcement. For severely damaged columns with damaged longitudinal reinforcement, the technique was found to be successful if the damaged longitudinal reinforcement is able to provide tensile resistance, or if the damage is located at a section where longitudinal CFRP strength can be developed.

• 임산에너지
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• 제24권1호
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• pp.33-38
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• 2005

목탄의 제조과정에서 발생되는 목타르의 신용도를 찾고자 목타르를 이용한 레졸형 페놀수지접착제를 제조하여, 합판에 대한 접착력 시험을 실시하였다. 소나무타르계 접착제는 미첨가 페놀접착제와 비교했을 때, 고형분, 점도와 같은 수지의 물성은 유사하였으며, 인장 전단 접착력에서도 비내수, 내수 모두 페놀접착제에 비해 크게 떨어지지 않았다. 그러나, 참나무타르계 접착제의 경우에서는 수지물성도 페놀수지와는 다른 물성을 보였으며, 내수접착력은 페놀접착제의 접착력에 비해 절반 정도의 낮은 접착력을 보였다. 포름알데히드 방출량은 목타르의 첨가량이 많을수록 많이 방출되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.59-67
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• 2012

본 연구는 아스팔트 포장 파손을 복구하는 보수재료에 대한 연구이다. 현재 국내에서 사용되고 있는 네가지 종류 재료들에 대하여 실내 및 현장시험을 실시하였다. 실내 시험으로 마샬안정도시험, 간접인장시험, 수침잔류 안정도시험, 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 또한 성능시험으로는 기존 아스팔트 콘크리트 혼합물과의 수평전단강도시험을 실시하였다. 현장시험은 아스팔트 포장 도로상에서 차량바퀴가 통과하는 지점에 패칭 슬래브를 제작하여 차량 통과에 따른 공용 결과를 관찰하였다. 실내시험 결과는 현재 적용되고 있는 설계 재료들의 기준은 수침잔류 안정도를 제외하고 만족하였다. Type C가 가장 높은 수평전단강도를 나타냈다. 그러나 시공후 10일 이후부터 소성변형과 탈리와 같은 파손이 발생하였다. 따라서 현재 사용되고 있는 상온보수 재료들을 현장에 적용할 경우에 우수한 성능을 기대할 수 없어서 조기파손을 방지할 수 있는 새로운 시험방법의 개발과 적용이 필요하다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.21-30
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• 2010

이 논문에서는 부직포로 보강된 옹벽의 거동에 대한 이해를 돕기 위해 문헌연구를 통해 부직포의 하중-인장특성과 흙-보강재 경계면에서의 마찰특성, 실내모형실험 및 현장사례 등을 분석하였다. 분석결과 부직포는 구속압에 비례하여 강성과 인장강도가 증가하고, 흙-보강재 경계면에서의 전단강도는 지오그리드보다 큰 것으로 나타났다. 모형보강토옹벽 실험결과 부직포로 보강된 옹벽의 재하초기 변형은 지오그리드로 보강된 옹벽보다 크나 어느 시점을 지나면 지오그리드로 보강된 옹벽보다 작게 나타났다. 사례분석결과 부직포로 보강된 보강토옹벽이 영구 구조물로 사용되기 위해서는 전면벽체의 강성이 충분히 커야하고, 선 보강토체 후 일체형 현장 타설 콘크리트 전면벽체 구축시스템에 의해 옹벽을 구축할 경우 보강재로 부직포, 뒤채움재로 현지발생 불량토의 활용이 가능하고, 연약지반상에도 적용이 가능한 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제25권3호
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• pp.76-81
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• 2012

대기압 플라즈마 처리를 통해 탄소나노튜브(CNT) 표면은 개질 되며 개질된 입자의 표면과 탄소섬유 강화 CNT 페놀 복합재료간에 계면접착력에 변화를 확인하였다. CNT 표면에 플라즈마 처리에 따라 표면 변화가 발생되고 표면 개질의 결과를 확인하기 위해 FT-IR을 사용하였다. 또한, 정적 접촉각 실험법을 통해 플라즈마 처리에 따른 CNT의 젖음성을 비교 평가하였다. 순수 CNT 입자의 접촉각은 $118^{\circ}$ 였으나, 플라즈마 처리를 할 경우 $60^{\circ}$도로 표면 개질을 통해 젖음성이 향상됨을 확인하였다. 탄소섬유와 CNT-페놀복합재료 간 계면접착력은 플라즈마 처리에 따라 겉보기 강성도가 증가되는 결과를 확인하였으며, 음향방출 실험법과 전기저항 측정법을 병행한 이중기지평가법을 통해 계면전단강도 (IFSS)를 계산하여 계면접착력 향상을 확인하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권3호
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• pp.277-299
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• 2008

High quality and expedient processing repair methods are necessary to enhance the service life of bridge structures. Deterioration of concrete can occur as a result of structural cracks, corrosion of reinforcement, and freeze.thaw cycles. Cost effective methods with potential for field implementation are necessary to address the issue of the vulnerability of bridge structures and how to repair them. Most infrastructure related applications of fiber-reinforced plastics (FRPs) use traditional hand lay-up technology. The hand lay-up is tedious, labor-intensive and relies upon personnel skill level. An alternative to traditional hand lay-up of FRP for infrastructure applications is Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM). VARTM uses single sided molding technology to infuse resin over fabrics wrapping large structures, such as bridge girders and columns. There is no work currently available in understanding the interface developed, when VARTM processing is adopted to wrap fibers such as carbon and/or glass over concrete structures. This paper investigates the interface formed by carbon fiber processed on to a concrete surface using the VARTM technique. Various surface treatments, including sandblasting, were performed to study the pull-off tensile test to find a potential prepared surface. A single-lap shear test was used to study the bond strength of CFRP fabric/epoxy composite adhered to concrete. Carbon fiber wraps incorporating Sikadur HEX 103C and low viscosity epoxy resin Sikadur 300 were considered in VARTM processing of concrete specimens.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.153-160
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• 2020

질화붕소(BN)는 높은 열전도도를 가지는 2D 형상의 부도체로 복합재료의 강화 필러로 연구되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 판상의 육방정 질화붕소(h-BN)를 탄소섬유 다발 사이에 첨가하여 BN이 함유된 탄소섬유강화 복합소재(CFRPs)를 제조하여 BN 필러가 CFRP의 여러 물성에 어떤 영향을 주는지 탐구하였다. 사용된 프리프레그의 수지 총량의 0-15 wt%의 BN 필러가 프리프레그 층 사이에 첨가되었다. BN 필러가 첨가된 복합소재의 인장강도는 최대 13.6%, 계면간 전단응력은 최대 6.7% 증가하는 것을 관찰하였다. BN 첨가량에 따른 열전도도와 전기전도도의 변화와, BN의 첨가량에 따른 시편의 단면 형상 변화 또한 관찰되어 탄소섬유-BN-에폭시 복합소재의 물성 제어 가능성을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.29-36
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• 1987

초기균열을 갖는 대부분의 구초체는 부재크기가 증가함에 따라 강도가 저하한다. 이러한 현상을 크기효과(size effect)라고 한다. 유리, 금속, 콘크리트 동, 구조재료중에서 콘크리트는 비록 초기균열이 없더라도 이 size effect 현상을 보인다. 현존의 크기효과 법칙에 따르면 매우 큰 콘크리트 구조체는 거의 하중을 저하할 수 없다. 그러나 실제로는 초기 균열이 없는 경우 상당한 크기의 응력을 저항할 수 있다. 이러한 현상은 매우 큰 구조체와 작은 구조체는 강도기준의 적용이 합당하고, 그 중간 크기의 구조체는 비선형파괴역학의 적용이 합당함을 말한다. 이 논문에서는 비선형파괴역학에 근거하여 유도된 실험식에, 기존의 실험치를 이용하여 비선형회귀분석올 행하여 실험상수를 정함으로써 일축압축, 할열(splitting)인장 및 전단강도에 대한 실험식을 제시한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.60-67
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• 2021

Recently, research attention has been focused on vibration-free vehicles to transport small numbers of expensive electronic products. Vibration-free vehicles can be used to transport expensive test equipment or semiconductors, mainly produced in the domestic IT industry, and can serve as a readily available transportation system for short driving distances due to the increased efficiency on narrow national highways. This study was aimed at developing a Z-Spring to minimize the vibration by installing an air spring instead of the plate spring applied to conventional freight cars and to prevent the damage of the loaded cargo from the shock occurring during movement. The mechanical properties (elastic modulus, tensile strength, and shear strength) of carbon fiber (CF) and glass fiber (GF) prepreg were derived, and ANSYS ACP PrepPost analyses were performed. It was observed that in the case of hybrid composites, the total deformation and equivalent stress are higher than that of CFRP; however, in terms of the unit cost, the hybrid Z-Spring is more inexpensive and durable compared to the GF.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권5호
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• pp.693-707
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• 2022

Bonded joints have proven their performance against conventional joining processes such as welding, riveting and bolting. The single-lap joint is the most widely used to characterize adhesive joints in tensile-shear loadings. However, the high stress concentrations in the adhesive joint due to the non-linearity of the applied loads generate a bending moment in the joint, resulting in high stresses at the adhesive edges. Geometric optimization of the bonded joint to reduce this high stress concentration prompted various researchers to perform geometric modifications of the adhesive and adherends at their free edges. Modifying both edges of the adhesive (spew) and the adherends (bevel) has proven to be an effective solution to reduce stresses at both edges and improve stress transfer at the inner part of the adhesive layer. The majority of research aimed at improving the geometry of the plate and adhesive edges has not considered the effect of temperature and water absorption in evaluating the strength of the joint. The objective of this work is to analyze, by the finite element method, the stress distribution in an adhesive joint between two 2024-T3 aluminum plates. The effects of the adhesive fillet and adherend bevel on the bonded joint stresses were taken into account. On the other hand, degradation of the mechanical properties of the adhesive following its exposure to moisture and temperature was found. The results clearly showed that the modification of the edges of the adhesive and of the bonding agent have an important role in the durability of the bond. Although the modification of the adhesive and bonding edges significantly improves the joint strength, the simultaneous exposure of the joint to temperature and moisture generates high stress concentrations in the adhesive joint that, in most cases, can easily reach the failure point of the material even at low applied stresses.