• Computers and Concrete
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• 제23권1호
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• pp.11-23
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• 2019

Nowadays, the characterization of Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concrete (UHPFRC) tensile behavior still remains a challenge for researchers. For this purpose, a simplified closed-form non-linear hinge model based on the Third Point Bending Test (ThirdPBT) was developed by the authors. This model has been used as the basis of a simplified inverse analysis methodology to derive the tensile material properties from load-deflection response obtained from ThirdPBT experimental tests. In this paper, a non-linear finite element model (FEM) is presented with the objective of validate the closed-form non-linear hinge model. The state determination of the closed-form model is straightforward, which facilitates further inverse analysis methodologies to derive the tensile properties of UHPFRC. The accuracy of the closed-form non-linear hinge model is validated by a robust non-linear FEM analysis and a set of 15 Third-Point Bending tests with variable depths and a constant slenderness ratio of 4.5. The numerical validation shows excellent results in terms of load-deflection response, bending curvatures and average longitudinal strains when resorting to the discrete crack approach.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권2호
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• pp.221-232
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• 2019

Material non-linearity of Reinforced Concrete (RC) framed structures is studied by modelling concrete using the Concrete Damage Plasticity (CDP) theory. The stress-strain data of concrete in compression is modelled using the Hsu model. The structures are analyzed using a finite element approach by modelling them in ABAQUS / CAE. Single bay single storey RC frames, designed according to Indian Standard (IS):456:2000 and IS:13920:2016 are considered for assessing their maximum load carrying capacity and failure behavior under the influence of gravity loads and lateral loads. It is found that the CDP model is effective in predicting the failure behaviors of RC frame structures. Under the influence of the lateral load, the structure designed according to IS:13920 had a higher load carrying capacity when compared with the structure designed according to IS:456. Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) strip is used for strengthening the columns and beam column joints of the RC frame individually against lateral loads. 10mm and 20mm thick strips are adopted for the numerical simulation of RC column and beam-column joint. Results obtained from the study indicated that UHPFRC with two different thickness strips acts as a very good strengthening material in increasing the load carrying capacity of columns and beam-column joint by more than 5%. UHPFRC also improved the performance of the RC frames against lateral loads with an increase of more than 3.5% with the two different strips adopted. 20 mm thick strip is found to be an ideal size to enhance the load carrying capacity of the columns and beam-column joints. Among the strengthening locations adopted in the study, column strengthening is found to be more efficient when compared with the beam column joint strengthening.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.86-87
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• 2015

An active study on UHPC, which has been recently used in high-rise building and bridges, is in progress. However, research on bonding shear strength of UHPC is required to be studied due to the lack of information. In this study, experimental research progress for bonding shear strength (shear strength of adhesive surface) evaluation of UHPC (Ultra High Performance Concrete) is proceeded. First, specimens that surface treatment methods of concrete bonded section and retardation time of placement are considered are produced. Second, Direct Shear test is applied on concrete bonded section of UHPC. As a result of this study, the highest bonding shear strength specimen in which compared to the non-retardation time specimen is compaction turbulence treatment. From later study, it is judged that strength of UHPC in accordance with direction of steel fiber when steel fiber of UHPC is mixed.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.123-124
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• 2009

이 연구는 단부거더(Edge girder) 형식의 하이브리드 사장교 적용을 목적으로 하는 최적의 초고성능콘크리트(Uitra High Performance Concrete) 프리캐스트 바닥판 시스템 개발의 일부이다. 고성능 재료인 UHPC의 성능을 적극적으로 활용할 수 있는 고효율 구조형식으로서 교축방향으로 프리스트레스가 도입된 리브를 가지는 단면형식이 제안되었고, 최소요구단면 도출을 위한 설계개념을 정립하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.49-56
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• 2015

초고성능 콘크리트는 높은 강도와 유동성을 갖는 우수한 재료 특성을 나타내는 콘크리트이다. 그러나 고연성 시멘트 복합체에 비하여 낮은 연성을 나타낸다. 이 연구에서는 강섬유와 마이크로섬유의 조합이 초고성능 콘크리트의 인장거동에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 강섬유와 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 현무암섬유 조합에 따라 4가지 초고성능 콘크리트 배합을 결정하였고, 인장거동을 평가하기 위하여 직접인장 실험을 수행하였다. 또한 마이크로섬유가 제조과정에서 의도하지 않은 과도한 기포를 생성하는지를 확인하기 위하여 밀도실험을 수행하였다. 실험결과 인장강도가 높은 폴리에틸렌섬유는 초고성능 콘크리트의 인장거동을 향상시키는데 효과적임을 확인하였고, 현무암섬유는 초고성능 콘크리트의 균열강도 및 인장강도를 증가시키는데 효과적임을 확인하였다. 또한 마이크로섬유가 의도하지 않은 기포를 생성하지 않는다는 것도 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제7권2호
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• pp.119-143
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• 2010

This paper presents results from a study concerning the capability afforded by the RKPM (reproducing kernel particle method) meshfree analysis formulation to predict responses of concrete and UHPC components resulting from projectile impacts and blasts from nearby charges. In this paper, the basic features offered by the RKPM method are described, especially as they are implemented in the analysis code KC-FEMFRE, which was developed by Karagozian & Case (K&C).

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.286-293
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• 2011

최근 건축구조물은 초고층화, 대형화에 따라 고강도 및 고성능콘크리트의 사용이 증가하고 있는데, 고성능콘크리트는 화재 시 발생하는 폭렬현상에 취약한 문제가 있다. 폭렬은 화재 시 콘크리트 피복의 손실을 초래하여 내부콘크리트와 철근의 열전달률(rate of heat transmission)을 높여 콘크리트와 철근의 온도를 상승시키는 작용을 한다. 이러한 고강도콘크리트의 화재 시 폭렬을 막기 위하여 여러 가지 연구들이 진행되고 있으며 대표적으로 폴리프로필렌(Polypropylene)섬유, 강섬유를 사용한 연구들이 폭렬제어성능을 입증되었으나 유동성 저하에 따른 시공성 문제점이 제기되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 위와 같은 문제를 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함한 코팅액으로 코팅된 polyamide 섬유를 혼입하여 내화성능을 확보하였으며 강도영역별 최적 조건을 실험을 통하여 도출하였다. 13mm의 polyamide 섬유 적용시 강도영역별 적정 섬유 혼입량은 160MPa는 2.5kg이상에서 폭렬제어가 가능할 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.317-328
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• 2016

이 연구의 목적은 내부양생을 위한 고흡수성 수지(SAP)의 혼입이 초고성능 콘크리트(UHPC)의 수화특성, 자기수축, 내구성 및 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 입도범위는 유사하지만 화학적 구조가 다른 2 종류의 SAP이 선택되었고, 이러한 SAP이 혼입된 UHPC의 성능이 실험을 통해 평가되었다. 평가결과는 SAP의 종류, 그리고 혼입 여부에 따라 비교되었다. 수화반응성과 수화생성물 확인을 위해 등온열량계 및 XRD를 이용한 실험이 각각 진행되었고, 이 실험을 통해 초기 재령일에서 수화반응성 및 장기 재령일에서의 수화생성물을 확인하였다. UHPC의 수축저감제로서 SAP의 적용 가능성을 확인하기 위해 자기수축 변형율, 압축강도 및 염분침투성을 측정하였다. 또한, SEM 이미지 촬영을 통해 SAP이 UHPC 내부에서 형성한 공극을 실제로 확인하고 분석하였다. 이러한 분석 및 평가결과를 통해, SAP을 이용한 내부양생은 역학적 성능과 내구성 저하 없이 UHPC의 자기수축을 저감시킬 수 있다는 결론을 내렸다. 실험에 사용된 두 종류의 SAP 중에서, UHPC 내부에서 흡수력이 더 우수한 SAP_AM이 SAP_AA 보다 수축저감성능 뿐만 아니라, 장기적인 수화반응성, 압축강도, 염분침투 저항력에서도 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.441-448
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• 2011

이 연구에서는 실리카퓸 및 수축 저감제, 팽창재, 고성능 감수제의 혼입을 변수로 한 초고성능 시멘트 복합체(UHPCC)의 초기 수축 거동을 평가하기 위하여 화학수축 및 자기수축 실험을 수행하고, 응결 측정 결과와 비교하여 UHPCC의 자기건조 시작 시점에 대하여 분석하였다. 실험 결과, 실리카퓸 및 수축 저감제는 초기 화학수축을 증가시키는 경향을 보였으며, 고성능 감수제는 시멘트와 배합수의 수화 반응을 지연시키고 화학수축을 저감시키는 것으로 나타났다. 수축 저감제와 팽창재를 조합하여 적용한 경우 약 49%의 자기수축 저감 효과를 보였으며, 팽창재는 경화를 촉진 시키는 것으로 나타났다. 또한 UHPCC는 다수의 섬유 혼입과 낮은 물-결합재비에 의해 초결 이전부터 자기건조 현상이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권4호
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• pp.113-122
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• 2010

In this study, 150MPa ultra-high-strength concrete was manufactured, and its performance was reviewed. As technically meaningful autogenous shrinkage reportedly occurs at a W/B ratio of 40% or less, although it occurs in all concrete regardless of the W/B ratio, the effects of the use of expansive admixture and shrinkage reducer, or of the friction and restraint of forms that may result in the effective reduction of autogenous shrinkage, were reviewed. As a result, considering the flow and strength characteristics, it was found that the slump flow time was shorter with expansive admixture, and shortest with shrinkage reducer. All specimens with $30kg/m^3$ expansive admixture showed high strength at early material age. Their strength decreased due to the expansion cracks when there was excessive use of expansive admixture, and the use of shrinkage reducer did not influence the change in the strength according to the material age. The expansive admixture had a shrinkage reduction effect of 80%, while the shrinkage reducer had a shrinkage reduction effect of 30%, indicating that the expansive admixture had a stronger effect. It seems that mixing the two will have a synergistic effect. The shrinkage reduction rate was highest when the W/B ratio was 20%. The form suppressed the expansion and shrinkage at the early period, and the demolding time did not significantly influence the shrinkage. The results of the study showed that the excessive addition of expansive admixture leads to expansion cracks, and the expansive admixture and shrinkage reducer have the highest shrinkage reduction effect when they are mixed.