• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.725-728
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• 2008

UHSFRC의 수축은 대부분 자기수축에 의해 발생한다. UHSFRC는 물결합재비가 0.2정도로 매우 작고, 단위 결합재량이 상당히 많고 초기 수화진행 속도가 매우 빨리 진행되어 자기수축(autogenous shrinkage)이 매우 크게 발생한다. 초기재령에 자기수축이 크게 발생할 경우, 구조물의 변형 또는 균열이 발생하여 본래의 성능을 발휘하지 못할 수도 있다. 따라서 자기수축을 고려한 설계가 이루어져야하며 따라서 자기수축에 대한 정확한 예측이 매우 중요하다. 본 논문에서는 UHSFRC의 자기수축에 대한 연구를 수행하고 JSCE 설계 시공지침(안)에서 제시하고 있는 UHSFRC의 연구결과와 비교 분석하였으며, 그 결과 JSCE의 UHSFRC에 비해 상대적으로 큰 자기수축을 보임을 알 수 있었다. 그리고 기존의 자기수축 모델을 이용하여 UHSFRC에 대한 적합성 여부를 분석하였으며, 그 결과 Miyazawa의 모델식이 가장 잘 재령에 따른 자기수축을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.455-464
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• 2017

I형 강거더의 압축부에 SUPER(Sustainable Ultra performing, Pioneering, Economic, Remarkable) Concrete가 합성된 거더의 휨거동 특성을 평가하기 위해 정적재하시험을 수행하였다. 실험체는 총길이 25m, 형고 786mm이고 압축부 콘크리트(이하 케이싱) 강도는 80MPa이며 4점 재하로 하중 2,010kN까지 가력하여 휨거동을 분석하였다. 실험 결과 사용 하중의 2.7배에서 인장 플랜지가 항복하였고 연성비는 1.481였다. 실험 종료까지 케이싱 균열은 확인되지 않았으며 단면 간 상대변위량은 미미한 수준임을 확인하였다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권1호
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• pp.13-31
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• 2019

A nonlinear finite element model (FEM) using ATENA-3D software to simulate the axially compressive behavior of circular steel tube confined concrete (CSTCC) columns infilled with ultra high performance concrete (UHPC) was presented in this paper. Some modifications to the material type "CC3DNonlinCementitious2User" of UHPC without and with the incorporation of steel fibers (UHPFRC) in compression and tension were adopted in FEM. The predictions of utimate strength and axial load versus axial strain curves obtained from FEM were in a good agreement with the test results of eighteen tested columns. Based on the results of FEM, the load distribution on the steel tube and the concrete core was derived for each modeled column. Furthermore, the effect of bonding between the steel tube and the concrete core was clarified by the change of friction coefficient in the material type "CC3DInterface" in FEM. The numerical results revealed that the increase in the friction coefficient leads to a greater contribution from the steel tube, a decrease in the ultimate load and an increase in the magnitude of the loss of load capacity. By comparing the results of FEM with experimental results, the appropriate friction coefficient between the steel tube and the concrete core was defined as 0.3 to 0.6. In addition to the numerical evaluation, eighteen analytical models for confined concrete in the literature were used to predict the peak confined strength to assess their suitability. To cope with CSTCC stub and intermediate columns, the equations for estimating the lateral confining stress and the equations for considering the slenderness in the selected models were proposed. It was found that all selected models except for EC2 (2004) gave a very good prediction. Among them, the model of Bing et al. (2001) was the best predictor.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.643-657
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• 2020

This study presents experimental and numerical investigations on circular steel tube confined ultra high performance concrete (UHPC) columns under axial compression. The plain UHPC without fibers was designed to achieve a compressive strength ranged between 150 MPa and 200 MPa. Test results revealed that loading on only the UHPC core can generate a significant confinement effect for the UHPC core, thus leading to an increase in both strength and ductility of columns, and restricting the inherent brittleness of unconfined UHPC. All tested columns failed by shear plane failure of the UHPC core, this causes a softening stage in the axial load versus axial strain curves. In addition, an increase in the steel tube thickness or the confinement index was found to increase the strength and ductility enhancement and to reduce the magnitude of the loss of load capacity. Besides, steel tube with higher yield strength can improve the post-peak behavior. Based on the test results, the load contribution of the steel tube and the concrete core to the total load was examined. It was found that no significant confinement effect can be developed before the peak load, while the ductility of post-peak stage is mainly affected by the degree of the confinement effect. A finite element model (FEM) was also constructed in ABAQUS software to validate the test results. The effect of bond strength between the steel tube and the UHPC core was also investigated through the change of friction coefficient in FEM. Furthermore, the mechanism of circular steel tube confined UHPC columns was examined using the established FEM. Based on the results of FEM, the confining pressures along the height of each modeled column were shown. Furthermore, the interaction between the steel tube and the UHPC core was displayed through the slip length and shear stresses between two surfaces of two materials.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7910-7916
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• 2015

본 연구에서는 팽창재 및 수축저감제 사용량 변화에 따른 초고성능 콘크리트(UHPC)의 양생조건별 역학적 특성 및 자기수축 특성에 대해 검토하였다. 그 결과 양생조건에 따른 UHPC의 역학적 특성으로 $90^{\circ}C$ 증기양생을 한 시험체는 모두 190 MPa 이상의 압축강도를 나타냈고 $20^{\circ}C$ 수중양생을 한 경우에는 재령 91일에서 증기양생을 한 시험체와 동등한 수준으로 발현되었다. 인장강도는 $90^{\circ}C$ 증기양생의 경우 23.4 MPa의 높은 수준으로 나타났으며 $20^{\circ}C$에서는 다소 저하하였다. 자기 수축 특성으로 양생조건에 따른 최종 수축량의 변화는 나타나지 않았다. 팽창재 및 수축저감제 사용에 따른 UHPC의 압축강도는 $90^{\circ}C$ 증기양생을 한 경우 190 MPa 이상 발현하였다. 자기수축 특성은 팽창재와 수축저감제를 복합 사용한 경우 약 45% 정도 수축저감 효과가 있는 것으로 나타났고 양생조건에 따른 차이는 발생하지 않았다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.209-210
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• 2021

This study aims to develop ultra-low-shrinkage high-quality concrete. Therefore, the concrete drying shrinkage characteristics according to the type and amount of the shrinkage reducing agent were reviewed. As a result, the performance of Hexylene Glycol(HG) and Polyol was superior to that of PolyEthylene Glycol(PEG), which is most widely used in Korea. In addition, the shrinkage reduction effect was improved as the amount of PEG was increased, but the disadvantage of the strength reduction when excessive use was confirmed.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권6호
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• pp.797-818
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• 2022

Steel-precast ultra-high-performance concrete (UHPC) composite beams with demountable high-strength friction-grip bolt (HSFGB) shear connectors can be used for accelerated bridge construction (ABC) and achieve excellent structural performance, which is expected to be dismantled and recycled at the end of the service life. However, no investigation focuses on the demountability and reusability of such composite beams, as well as the installation difficulties during construction. To address this issue, this study conducted twelve push-out tests to investigate the effects of assembly condition, bolt grade, bolt-hole clearance, infilling grout and pretension on the crack pattern, failure mode, load-slip/uplift relationship, and the structural performance in terms of ultimate shear strength, friction resistance, shear stiffness and slip capacity. The experimental results demonstrated that the presented composite beams exhibited favorable demountability and reusability, in which no significant reduction in strength (less than 3%) and stiffness (less than 5%), but a slight improvement in ductility was observed for the reassembled specimens. Employing oversized preformed holes could ease the fabrication and installation process, yet led to a considerable degradation in both strength and stiffness. With filling the oversized holes with grout, an effective enhancement of the strength and stiffness can be achieved, while causing a difficulty in the demounting of shear connectors. On the basis of the experimental results, more accurate formulations, which considered the effect of bolt-hole clearance, were proposed to predict the shear strength as well as the load-slip relationship of HSFGBs in steel-precast UHPC composite beams.

• Advances in concrete construction
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• 제15권3호
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• pp.161-170
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• 2023

Ultra-high-performance concrete (UHPC) is produced using high amount of cementitious materials, very low water/cementitious materials ratio, fine-sized fillers, and steel fibers. Due to the dense microstructure of UHPC, it possesses very high strength, elasticity, and durability. Besides that, the UHPC exhibits high ductility and fracture toughness due to presence of fibers in its matrix. While the high ductility of UHPC allows it to undergo high strain/deflection before failure, the high fracture toughness of UHPC greatly enhances its capacity to absorb impact energy without allowing the formation of severe cracking or penetration by the impactor. These advantages with UHPC make it a suitable material for construction of the structural members subjected to special loading conditions. In this research work, the UHPC mixtures having three different dosages of steel fibers (2%, 4% and 6% by weight corresponding to 0.67%, 1.33% and 2% by volume) were characterized in terms of their mechanical properties including facture toughness, before using these concrete mixtures for casting the slab specimens, which were tested under high-energy impact loading with the help of a drop-weight impact test setup. The effect of fiber content on the impact energy absorption capacity and central deflection of the slab specimens were investigated and the equations correlating fiber content with the energy absorption capacity and central deflection were obtained with high degrees of fit. Finite element modeling (FEM) was performed to simulate the behavior of the slabs under impact loading. The FEM results were found to be in good agreement with their corresponding experimentally generated results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.151-157
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• 2014

초고성능 콘크리트(UHPC)의 높은 강도 및 내구성으로 인하여 교량 바닥판에 UHPC를 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. UHPC 바닥판은 강도 및 강성이 기존 콘크리트보다 월등히 높아 합성된 강재 거더 상부 플랜지의 구조적 역할을 대신할 수 있을 것이므로, 이 연구에서는 상부 플랜지를 생략한 역T형 거더를 UHPC 바닥판과 합성한 형식을 제안하고자 한다. 역T형 거더를 적용함에 있어 상부플랜지에 전단연결재를 용접하는 방식으로 전단연결재를 설치할 수 없으므로, 새로운 형식의 전단연결재의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 3가지 형식의 전단연결재를 제안하고 이들의 정적 극한강도를 실험적으로 평가하였다. 첫 번째 형식은 웨브에 스터드를 횡방향으로 직접 용접한 전단연결재이고, 두 번째는 유럽에서 개발된 퍼즐스트립 형식의 전단연결재이며, 마지막은 횡방향 스터드와 퍼즐스트립을 조합한 전단연결재이다. 실험 결과 횡방향 스터드는 AASHTO LRFD에 제시된 기존 스터드 전단연결재의 강도 설계식 보다 평균 24% 크게 나타났으나, 바닥판에 쪼갬 균열이 현저히 발생하여 이를 방지하기 위한 새로운 대책이 필요한 것으로 나타났다. 퍼즐스트립은 기존 유럽의 연구에서 제안한 극한강도 평가식 보다 40% 큰 강도를 보여, 기존의 평가식이 지나치게 보수적인 것으로 나타났다. 마지막으로 2가지를 조합한 형식의 전단연결재의 극한강도는 각각의 전단연결재의 극한강도를 산술적으로 합한 것보다 작은 극한 강도를 보였고 바닥판에 균열 또한 현저하였으므로, 조합에 따른 상승효과를 기대할 수 없었다.