• Computers and Concrete
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• 제11권2호
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• pp.149-167
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• 2013

The complete stress-strain behavior of steel fiber reinforced concrete in compression is needed for the analysis and design of structures. An experimental investigation was carried out to generate the complete stress-strain curve of high-performance steel fiber reinforced concrete (HPSFRC) with a strength range of 52-80 MPa. The variation in concrete strength was achieved by varying the water-to-cementitious materials ratio of 0.40-0.25 and steel fiber content (Vf = 0.5, 1.0 and 1.5% with l/d = 80 and 55) in terms of fiber reinforcing parameter, at 10% silica fume replacement. The effects of these parameters on the shape of stress-strain curves are presented. Based on the test data, a simple model is proposed to generate the complete stress-strain relationship for HPSFRC. The proposed model has been found to give good correlation with the stress-strain curves generated experimentally. Inclusion of fibers into HPC improved the ductility considerably. Equations to quantify the effect of fibers on compressive strength, strain at peak stress and toughness of concrete in terms of fiber reinforcing index are also proposed, which predicted the test data quite accurately. Compressive strength prediction model was validated with the strength data of earlier researchers with an absolute variation of 2.1%.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.221-228
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• 2003

The stress corrosion index of Kumamoto andesite are evaluated by two types of testing method. One is the uniaxial compression test under various water vapor pressures, and the other is the double torsion (DT) test under a constant water vapor pressure. For the uniaxial compression tests, the uniaxial compressive strength increases linearly with decreasing water vapor pressure on the double logarithmic coordinates. As the results, the stress corrosion index obtained is estimated 44. On the other hand, in the DT test, the relaxation (RLX) test and the constant displacement rate (CDR) test were conducted. For the CDR test, as the displacement rate of loading point increases, the crack velocity increases. However, the fracture toughness is constant regardless of the change in displacement rate and the average fracture toughness is evaluated $2.07MN/m^{3/2}$. For the RLX test, the crack velocity-stress intensity factor curves are smooth and linear. The stress corrosion index estimated from the curves is 37. Comparing stress corrosion indexes in the uniaxial compression test and the DT test, there is no significant difference in these values, and they are considered to be in coincident each other regardless of testing methods. Therefore, it is concluded that stress corrosion is one of material constants of rock.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.53-62
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• 2013

NATM공법을 이용한 터널 시공에서 초기에 원지반을 구속시키고 암반과의 일체화를 통해 터널의 안정성을 확보하기 위해 통상 5-20cm 두께의 숏크리트를 시공하며 여기에는 강섬유가 $40kg/m^3$ 정도 포함되도록 설계하고 있다. 숏크리트 내에 혼합된 강섬유는 숏크리트를 뿜어 내는 장비 특성, 혼합비 그리고 현장 암반 상태에 따라 숏크리트 내 강섬유가 골고루 분산될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 연구에서는 단면이 $15cm{\times}15cm$이고 길이 55cm인 사각기둥 모양의 시멘트 혼합비가 5% 또는 20%인 공시체를 3cm씩 다섯 층으로 나누어 강섬유를 혼합하지 않거나, 중간층만 혼합하거나, 1, 3, 5층만 혼합하거나, 전층을 혼합한 네 종류의 숏크리트를 모사한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 7일 동안 공시체를 대기중 양생한 다음 휨강도시험을 실시하여 층별로 강섬유가 분산되거나 집중될 경우 휨강도와 인성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 시멘트 혼합비가 20%인 경우 강섬유 혼합층이 증가할수록 휨강도는 증가하였으며, 동일한 양의 강섬유가 골고루 분산되지 않고 한 곳으로 집중될 경우 휨강도가 20% 정도 감소하였다. 한편 시멘트 혼합비가 5%로 낮은 경우에는 강섬유 혼합층이 증가할수록 오히려 휨강도는 감소하였다. 시멘트 혼합비에 관계없이 강섬유 혼합층이 증가할수록 인성지수는 점점 증가하는 경향을 보였으며, 강섬유가 중간층으로 집중된 경우보다 골고루 분산된 경우 인성지수는 2-3배 정도 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.305-311
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• 2000

샤피 V-노치 충격 하중-변위 곡선으로부터 얻은 균열정지하중을 이용하여 원자로압력용기강의 균열정지파괴인성($K_{Ia}$)을 예측할 수 있는 방법을 모색하고 그 타당성을 고찰하였다. 샤피충격 하중-변위 곡선으로부터 얻은 균열정지하중값의 변화는 특성온도로 보정된 지수함수의 형태로 잘 표현될 수 있었다. 특성온도 $T_{Pa=2kN}$은 실험적인 무연성천이온도($T_{NDT}$) 및 $T_{41\;J}$과 높은 상관성을 나타냈으며, 원자로압력용기강의 균열정지파괴인성을 표현하는 새로운 특성온도로 사용할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 균열정지하중값의 변화는 파면으로부터 측정된 안정균열길이의 변화와 매우 높은 상관성을 나타내었다. 따라서 무딘 노치를 갖는 시편에 대한 계장화샤피충격시험을 통하여 균열정지하중 및 안정균열길이를 측정하믈써 비교적 정확하게 원자로압력용기강에 대한 하한값의 파괴인성치($K_{Ia}$)를 평가하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.

• Computers and Concrete
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• 제4권3호
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• pp.207-220
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• 2007

In this paper, hybrid fibers including high elastic modulus steel fiber and low elastic modulus synthetic macro-fiber (HPP) as two elements were used as reinforcement materials in concrete. The flexural toughness, flexural impact and fracture performance of the composites were investigated systematically. Flexural impact strength was analyzed with statistic analyses method; based on ASTM and JSCE method, an improved flexural toughness evaluating method suitable for concrete with synthetic macro-fiber was proposed herein. The experimental results showed that when the total fiber volume fractions ($V_f^a$) were kept as a constant ($V_f^a=1.5%$), compared with single type of steel or HPP fibers, hybrid fibers can significantly improve the toughness, flexural impact life and fracture properties of concrete. Relative residual strength RSI', impact ductile index ${\lambda}$ and fracture energy $G_F$ of concrete combined with hybrid fibers were respectively 66-80%, 5-12 and 121-137 N/m, which indicated that the synergistic effects (or combined effects) between steel fiber and synthetic macro-fiber were good.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.129-136
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• 1997

The automated ball indentation(ABI) test was utilized to develop a semi-nondestructive method for estimating the fracture toughness( $K_{JC}$ ) in the transition temperature range. The key concept of the method is that the indentation deformation energy to the load at which the mean ball-specimen contact pressure reaches the fracture stress is related to the fracture energy of the material. ABI tests were performed for the reactor pressure vessel(RPV) base and weld metals at the temperatures of-15$0^{\circ}C$~$0^{\circ}C$ and the fracture toughness (estimated $K_{JC}$ ) was calculated from the indentation load-depth data. For all steels the temperature dependence of the estimated fracture toughness was almost the same as that ASTM $K_{JC}$ master curve The reference temperatures( $T_{o}$)of the steels were determined form the estimated $K_{JC}$ versus temperature curves. The reference temperature was well correlated with the index temperature of 41J Charpy impact energy( $T_{41J}$).).).

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.303-310
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• 2000

Fracture toughness of five different reactor pressure vessel steels was characterized in the transition temperature region by the ASTM E1921-97 standard method using Charpy-sized small specimens. T he predominant fracture mode of the tested steels was transgranular cleavage in the test conditions. A statistical analysis based on the Weibull distribution was applied to the interpretation of the scattered fracture toughness data. The size-dependence of the measured fracture toughness values was also well predicted by means of the Weibull probabilistic analysis. The measured fracture toughness transition curves followed the temperature-dependence of the ASTM master curve within the expected scatter bands. Therefore, the fracture toughness characteristics in the transition region could be described by a single parameter, so-called the reference temperature (T。), for a given steel. The determined reference temperatures of the tested materials could not be correlated with the conventional index temperatures from Charpy impact tests.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권5호
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• pp.403-409
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• 2017

본 연구에서는 다공성 블록의 내구성 향상을 위해 압축강도 3MPa 및 공극률 30%를 만족하는 배합설계를 확인하였으며, 선정된 배합에서 GFRP 보강 방법에 따른 보의 내력 및 인성 증가를 평가하였다. 다공성 콘크리트의 목표성능 만족을 위해서는 골재입도 15~20mm에서 물-시멘트 비 및 시멘트-골재 비가 각각 25% 및 15%로 추천될 수 있었다. GFRP로 보강된 다공성 콘크리트 보의 거동은 전단파괴에 의해 지배되었다. 이에 따라 GFRP의 휨 저항 발휘는 매우 적었으며, GFRP 보강근의 장부작용에 의한 전단내력상승은 결과적으로 다공성 콘크리트 보의 하중 저항성과 인성을 향상시켰다. GFRP 보강근을 압축과 인장측에 각각 1본(D9)씩 배근한 경우 내력은 무보강 보에 비해 약 2.1배 증가하였으며, 인성지수 $I_{30}$값은 43.4를 보임으로서 인성지수 값을 측정할 수 없었던 무보강 보에 비해 상당히 향상되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.47-54
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• 2010

본 연구에서는 콘크리트 포장의 균열, 스폴링 등의 파손문제를 해결하기 위해 국내 시공사례가 없는 이층 포설 공법의 도입 및 기술 경제적 타당성을 검토하고자 하였다. 본 포장공법중 하나인 강섬유 보강 콘크리트(SFRC, Steel Fiber Reinforced Concrete)의 포장 배합 적용성이 검토되었다. 강섬유 함량과 포장 높이가 산정되었으며, 강섬유 보강 콘크리트의 물성 평가를 위해 압축강도, 휨강도, 휨인성 지수, 인장강도, 피로강도를 측정하였다. 슬럼프와 공기량은 대부분이 시방 기준을 만족하였으며, 28일 강도도 교통개방을 할 수준 정도로 발현되었다. 휨강도 실험 결과, 강섬유 보강 콘크리트가 무보강 콘크리트에 비해 휨인성은 증가하였지만 휨강도는 증가하지 않았다. 에너지 흡수능력, 피로 저항성 및 동결 융해저항성은 강섬유 보강 콘크리트가 무보강 콘크리트에 비해 향상되었다. 향후, 시험시공을 통해 강섬유 보강 콘크리트의 현장 적용성 및 공용성을 평가할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.166-175
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• 2009

강섬유보강 자기충전 콘크리트의 휨 성능을 평가하기 위하여 실험을 중심으로 한 연구를 수행하였다. 보 시험체를 만들기 위하여 3종류의 강섬유보강 콘크리트로 7개의 슬래브를 제작하였으며, 일정 기간 양생 후 다이아몬드 날이 달린 절단기로 슬래브를 절단하여 1개의 슬래브 당 5개의 보 시험체를 획득하였다. 각 보 시험체의 하중-처짐 곡선은 변위조절방식을 사용하여 구하였다. 실험 결과, 자기충전 콘크리트는 휨강도 및 연성, 인성지수 등 휨 성능을 평가하는 모든 부분에서 일반 콘크리트보다 양호한 성능을 보여주었다. 결과적으로 다짐이 필요없는 강섬유보강 자기충전 콘크리트는 강섬유보강 콘크리트의 가장 큰 단점인 시공성 저하 문제를 획기적으로 개선할 뿐만 아니라 역학적 성질도 양호하여 향후 토목 건축 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.