• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.317-325
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• 2012

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC)의 구속 상태에서의 수축 거동을 평가하고자 국내 외에서 가장 보편적으로 사용되는 링-테스트(ring-test)를 이용하여 구속 수축 실험을 수행하였다. 특히, 다양한 구속도에서의 수축 거동을 평가하기 위하여 내부 강재 링의 두께와 내부 반경을 달리하여 실험을 수행하였으며, 자유 수축과 인장강도 실험을 수반하여 구속도 및 응력 이완, 수축 균열 가능성 등을 복합적으로 평가하였다. 실험 결과 내부 링의 두께가 증가할수록 내부 링의 평균 변형률과 잔류 인장응력은 감소하였으며, 반면에 구속도는 증가하는 경향을 보였다. 내부 링의 반경에 따라서는 변형률 및 잔류 인장응력, 구속도의 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 모든 시험체에서 잔류 인장응력이 인장강도에 비해 작은 것으로 나타났으며, 수축 균열은 발생하지 않았다. 지속적으로 작용하는 계면 구속 하중에 의해 탄성 수축 응력의 약 39~65%가 이완되는 것으로 나타났으며, 최대 이완 응력은 내부 링의 두께가 두꺼울수록 증가하는 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서는 비선형 회귀분석을 수행하여 재령에 따라 변하는 구속도를 예측하였으며, 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.206-211
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• 2015

최근에 활발히 연구되어지고 있는 UHPC의 경우, 강섬유 혼입량에 의해서 인장강도가 절대적으로 영향을 받는 이유로 본 논문에서는 압축강도, 강섬유량 등을 변수로 하여 압축강도, 탄성계수 및 인장강도 등을 실험적으로 구한 후, 그 결과를 분석하였다. 실험결과에 의하면, 압축강도와 탄성계수 및 인장강도는 비례관계로 상당한 상관성을 가지는 것으로 나타났으며, 섬유혼입률에 따른 압축강도와 인장강도의 관계 역시는 비례관계의 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 탄성계수의 경우, 실험결과와 현행 국내 설계기준 식의 차이는 그다지 크지 않은 것으로 나타나, 기존의 설계기준 식을 준용하여도 UHPC 탄성계수 평가에는 큰 문제가 없을 것으로 예상된다. 한편 인장강도의 경우, 현행 설계기준에서 제시되지 않은 이유로 비선형 회귀분석을 실시하여 섬유혼입률을 고려한 인장강도 식을 제안하였으며, 제안된 식은 좋은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제30권5호
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• pp.339-355
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• 2022

The high cost of ultra-high-performance engineered cementitious composite (UHP-ECC) is currently a crucial issue, especially in terms of the polyethylene (PE) fibers use. In this paper, cheap calcium carbonate whiskers (CW) were evaluated on the feasibility of hybrid with PE fibers. Diverse combinations of PE fibers and CW were employed to investigate the multi-scale enhancement on the UHP-ECC performance. A probabilistic-based UHP-ECC tensile strain reliability analysis approach was utilized, which was in general agreement with the experimental results. Furthermore, a multi-dimensional integrated representation was conducted for the comprehensive assessment of UHP-ECC. Results illustrated that CW improved the compressive strength and energy dissipation capacity of UHP-ECC owing to the microscopic strengthening mechanism. CW and PE fiber further promoted the saturated cracking of composite by multi-scale crack arresting effect. In particular, PE1.75-CW0.5 specimen possessed the best overall performance. The ultimate cracking width of PE1.75-CW0.5 group had 98 ㎛, which was 46.18% lower compared to PE2-CW0 group, the 28d compressive strength were slightly improved, the tensile strain capacity was comparable to that of PE2-CW0 group. The results above demonstrated that combinations of PE fiber and CW could significantly enhance the comprehensive performance of UHP-ECC, which was beneficial for large-scale engineering applications.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.81-88
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• 2021

최근 지진 빈도 증가로 구조물 건전도 모니터링 (SHM: Structural Health Monitoring, 이하 SHM) 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. Smart concrete는 전기-역학적 거동을 바탕으로 구조물 상태를 분석할 수 있는 기술이다. 하지만 콘크리트 구조물은 지진 시 정적 변형률 또는 하중 속도 보다 10배 이상 빠른 하중 속도가 작용하나 기존 연구 대부분은 정적 하중 속도에서의 감지 능력을 주로 조사하고 있다. 본 연구는 지진과 같이 높은 하중 속도에서 자가 응력감지 능력을 평가하기 위해 만능재료시험기 (UTM: Universal Testing Machine, 이하 UTM)를 사용하여 3가지 하중 재하 속도 (1, 4, 8 mm/min) 하에서 Smart Ultra High Performance Concrete (S-UHPC)의 전기-역학적 거동을 측정하였다. S-UHPC의 최대 압축 하중에서 Stress sensitive Coefficient (SC)는 1 mm/min 하중 속도 기준 -0.140%/MPa로 측정되었으나, 하중 속도가 각각 4, 8 mm/min으로 증가함에 따라 42.8 %, 72.7% 감소하였다. 전도성 재료의 변형 감소, 미세균열 증가로 인하여 S-UHPC의 감지능력이 하중속도 증가에 따라 감소하였지만, 그럼에도 불구하고 높은 하중 속도 하에서도 우수한 감지 성능을 보여 구조물 지진 하중 감지를 위한 SHM 시스템에 활용 가능함을 확인하였다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.389-400
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• 2009

현행 기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상 이 발생된다. 횡보강근의 영향을 반영하면 이러한 경향은 더욱 심화된다. 실제 구조물에서 반드시 존재하는 횡보강근과 철근 지름의 영향을 40, 60 MPa 콘크리트에 대한 압축이음 실험을 통해 강도와 거동 특성을 분석하였다. 지름 22, 29 mm 에 대한 실험 결과 철근 지름의 영향은 없는 것으로 나타났다. 가는 지름의 철근에서는 이음강도의 증진이 기대될 수 있으나, 압축철근에는 주로 큰 지름의 철근이 사용되므로 압축이음에서는 철근 지름의 효과를 고려할 필요가 없을 것 으로 판단된다. 횡보강근이 있는 압축이음강도는 현행 설계기준과 비교할 때 100% 이상 크므로 횡보강근을 고려한 새 로운 설계기준식의 정립이 필요하다. 지압은 이음 단부에 배근된 횡보강근에 의해서만 강도가 향상되며, 이음구간에 배 근된 횡보강근에는 무관하다. 횡보강근량이 많을수록 부착에 의해 발현되는 강도는 거의 선형적으로 증가하며, 이음단 부에만 횡보강근을 배근해도 부착강도가 6% 향상되었다. 횡보강근이 배근된 경우 부착에 의해 발현되는 강도는 인장이 음에 비해 동등하거나 더 낮아지므로, 인장이음에 비해 압축이음의 강도 증진은 단부 지압 효과로만 설명될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1349-1360
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• 2013

현재 사용되는 보통 콘크리트를 이용한 PS 정착부는 응력 집중에 의한 복잡한 배근상세로 단면이 커지고, 인장응력에 저항하기 위한 추가적인 철근이 많이 배근되어 시공성이 저하된다. 그러나, 최근 개발된 UHPC를 PS 부재에 적용할 경우 높은 강도와 우수한 역학적 특성으로 인해 단면 축소 및 PS 정착부의 복잡한 배근상세를 단순화 할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 이 논문에서는 UHPC 재료의 역학적 특성을 적용하여 보통 콘크리트에 비해 단면을 축소하고 별도의 정착장치와 구속철근이 없는 PS 정착부의 역학적 거동을 유한요소해석 방법을 이용하여 수행하였다. 그 결과, 최대 파열응력은 수직균열에 의한 파괴없이 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하였으며, 발생위치는 단면 폭의 0.2배 되는 위치에서 발생하였다. 또, 도로교설계기준에서 제시된 근사해법의 파열력과 유한요소해석 결과를 비교한 결과 구속철근 보강 없이도 파열력에 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하는 결과를 확인 할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.526-529
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• 2006

In this paper, flexure behavior of steel fiber reinforcement ultra high performance cementations composites (SFR-UHPCC) has been analyzed by equivalent stress block. Pulling-out tensile force of steel fiber with concrete matrix was induced. An appropriate flexure evaluation formula, i.e. semi-analytical formula, was established based on rectangular cross section beam for comparing with shear capacity and ultimate load of SFR-UHPCC beam. Finally, the semi-analytical formula has been simplified for the convenience of design work. Experimental results and theoretical shear strength are shown to compare with the formula proposed by this paper. The theory formula has a good prediction of failure type of SFR-UHPCC.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.33-34
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• 2010

초고강도 콘크리트의 적용확대로 새로운 철근 압축이음길이 설계식의 개발 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는, 현행 콘크리트구조설계기준의 인장 이음길이와 갈고리 정착길이 설계식과 같은 형태를 활용하여, 사용이 편리한 압축이음길이 설계식을 회귀분석을 통해 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제21권1호
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• pp.61-67
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• 2009

본 연구에서는 초고강도 콘크리트의 자기수축 제어대책으로서 팽창재를 이용하는 경우의 적절한 첨가량 및 유효성에 대하여 확인하였고, 재팽창 현상에 대해서 검토하였다. 그 결과 물시벤트비가 극히 낮은 초고강도 콘크리트의 특성상 과첨가의 경우는 미반응의 팽창재가 잔존하고 재팽창 할 가능성이 있는 것으로 나타났으며 초고강도 콘크리트용의 팽창재로서는 가능한 미수화 팽창재가 잔존하지 않는 팽창재 즉 팽창성능을 충분히 가지면서 수화반응이 빠른 조강성의 비표면적이 큰 팽창재가 바람직한 것을 제안하고 있다.