• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.92-100
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• 2015

본 연구는 폴리비닐 알코올 섬유 및 강섬유를 체적비율로 1.5% 혼입한 고인성 섬유보강 시멘트복합체에 대한 비상체의 고속충돌시험을 실시하고, 충돌조건에 따른 파괴특성을 실험적으로 검토하는 것을 목적으로 하였다. 비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성을 평가하기 위하여 화약압력식 충격시험장치를 활용하였으며, 충돌속도의 범위는 약 150~1,000m/s로 설정하였다. 파괴특성에 대한 평가결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 섬유를 혼입하지 않은 Plain시험체의 약 3배 이상의 비상체 운동에너지가 작용하는 범위에서도 표면관입의 파괴등급으로 평가되었으며, 시험체가 파단되지 않는 내충격성능이 확인 되었다. 또한, 충돌시험 전후에 대한 시험체의 질량감소율의 경우, Plain시험체는 비상체의 운동에너지의 증가율과 비례적인 관계를 보였지만, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 비상체의 운동에너지의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 특히, 이와 같은 경향은 시험체 배면의 파괴특성과 밀접한 관계를 가지며, S시험체에 비해 PVA시험체의 배면박리 억제효율이 큰 것으로 평가되었다. 한편, 국부손상에 대한 표면관입깊이 및 배면박리깊이의 관계를 검토한 결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 Plain과 달리 시험체 단면의 중앙선을 기준으로 배면에 가까운 영역에서 배면박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 비상체의 충돌에 대한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 주요 파괴거동이 검토되었으며, Plain과 비교하여 내충격성능의 향상을 명확히 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.121-127
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• 2012

지금까지 연구된 고인성 섬유 복합체의 주요 결합재는 시멘트이다. 이 연구의 목적은 시멘트를 전혀 사용하지 않은 고로슬래그 기반 알칼리 활성 모르타르와 PVA(polyvinyl alcohol) 섬유를 이용하여 고인성을 나타내는 복합체에 대한 가능성을 검토하는 것이다. 이를 위하여 알칼리 활성화제 종류에 따라 균일한 섬유 분산성을 확보하면서 섬유 혼합을 용이하게 하기 위한 적절한 모르타르의 유동성 및 점성을 갖는 두 가지 배합을 결정하였고, 복합체의 기본적인 성능을 평가하기 위하여 슬럼프 플로, 압축강도, 일축인장, 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과 두 가지 배합의 슬럼프 플로는 평균 465 mm로 나타났고, 약 2% 정도의 인장 변형 성능과 다중 미세균열을 나타내는 것을 확인하였다. 이를 통하여 시멘트를 전혀 사용하지 않고도 변형률 경화 거동에 의한 고인성을 나타내는 섬유 복합체의 개발 가능성을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.108-115
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• 2020

본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권6호
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• pp.527-534
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• 2022

EDCC (Eco-Friendly Ductile Cementitious Composites) is a recently created class of engineered cementitious composites that exhibit extremely high ductility and elastoplastic behavior under pure tension. EDCC contains reduced amounts of cement and very large volumes of fly ash. Due to these properties, EDCC has become one of the solutions to use in seismic upgrading. This paper discloses previous studies and research that discussed the seismic upgrading of unreinforced, non-grouted, unconfined, and non-load bearing masonry walls which are called URM infill walls using the EDCC technique. URM infill wall is one of the weak links in the building structure to withstand the earthquake waves, as the brittle behavior of the URM infill walls behaves poorly during seismic events. The purpose of this study is to fill a knowledge gap about the theoretical and experimental ways to use the EDCC in URM infill walls. The findings reflect the ability of the EDCC to change the behavior from brittle to ductile to a certain percentage behavior, increasing the overall drift before collapse as it increases the energy dissipation, and resists significant shaking under extensive levels with various types and intensities.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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• pp.275-278
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• 2005

High performance fiber reinforced cement composites(HPFRCCs) is a class of high ductile fiber reinforced cementitious composites developed for applications in the sensitive construction industry. HPFRCCs has undergone major evolution in both materials development and the range of emerging applications. This paper is to evaluate structural strengthening performance of LRCF(Lightly reinforced concrete frame) using the HPFRCCs. The experimental results, as expected, show that the crack load, yield load, and limited load are superior for specimen with HPFRCCs infill wall due to crosslink effect of fibers in concrete.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.27-28
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• 2010

본 연구는 변형경화형 시멘트 복합체를 사용한 접합부의 거동에 관한 논문으로, 주요 변수는 시멘트 복합체의 종류( 무수축 몰탈, 하이브리드 SHCC) 및 보강근의 유무이다. 실험결과, 동일한 배근상세에서 SHCC 실험체가 무수축 몰탈 실험체에 비해 전체적으로 성능이 향상된 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.51-58
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• 2020

이 논문의 목적은 다른 종류의 폴리에틸렌 섬유로 보강한 높은 연성을 갖는 고강도 시멘트계 복합체의 재료강도와 인장변형거동을 실험적으로 연구하는 것이다. 이를 위하여 압축강도 80 MPa 수준의 재료 및 배합을 결정하였고, 보강 섬유로서 2 종류의 폴리에틸렌 섬유를 사용하였다. 그리고 밀도, 압축강도, 1축 인장변형에 대한 일련의 실험을 수행하였다. 실험결과 시멘트계 복합체의 인장거동과 균열 패턴은 보강 섬유의 특성에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 적절한 폴리에틸렌 섬유를 사용함으로써 재료의 압축강도가 77.7 MPa 이고, 인장변형성능이 7.9% 변형률인 시멘트계 복합체의 제조가 가능하다는 것을 확인하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제11권2호
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• pp.163-171
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• 2021

This paper studies the effect of using multi-scale reinforcement additives on mechanical strengths, damage performance, microstructure, and water absorption of cementitious composites. Small dosages of carbon nanotubes (CNTs) or polypropylene (PP) microfibers; 0.05%, 0.1%, and 0.2% by weight of cement; were added either separately or simultaneously into cement mortar. The experimental results show the ability of these additives to enhance the mechanical behavior of the mortar. The best improvement in compressive and flexural strengths of cement mortar reaches 28% in the case of adding a combination of 0.1% CNTs and 0.2% PP fibers for compression, and a combination of 0.2% CNTs and 0.2% PP fibers for flexure. Adding CNTs does not change the brittle mode of failure of plain mortar whereas the presence of PP fibers changes it into ductile failure and clearly enhances the fracture energy of the specimens. Scanning electron microscopic (SEM) images of the fracture surfaces highlights the role of CNTs in improving the adhesion between the PP fibers and the hydration products and thus enhance the ability of the fibers to mitigate cracks propagation and to enhance the mechanical performance of the mortar.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.92-98
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• 2019

일반적인 고인성 고성능 시멘트 복합재료의 경우 균질한 재료분포를 위하여 기본적으로 굵은 골재를 배재하는 경향이 있다. 그러나, 굵은 골재를 배재한 섬유 복합 시멘트 모르타르의 경우 재료의 탄성계수가 낮으며 단위시멘트량이 높아 경제성과 효율이 낮은 배합이기 때문에 대량으로 신규 구조물에 적용하기 힘들다. 따라서, 본 연구에서는 적절한 수준의 굵은 골재를 혼입하였지만 여전히 휨인성과 휨강도는 확보하고 있는 동시에, 균열 분산성능도 보유하고 있는 고인성 섬유보강 콘크리트에 대한 개발 연구를 수행하였다. 굵은 골재의 혼입량을 실험 변수로 실험 연구를 수행하였고, 결과에 따르면 고인성 모르타르의 기본 배합에 굵은골재를 잔골재의 25%중량비로 추가한 경우에서 가장 좋은 휨인성 그리고 균열분산 특성을 나타내었다. PVA섬유는 균열분산과 연성 증진에 효과적이었고, 강섬유 섬유의 경우 균열분산보다는 강도증진에 효과적이었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.18-21
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• 2004

This paper discusses how steel cord and PVA hybrid fibers enhance the performance of high performance fiber reinforced cementitious composites (HPRFCC) in terms of elastic limit, strain hardening response and post peak of the composites. The effect of microfiber(PVA) blending ratio is presented. For this purpose flexure, direct tension and split tension tests were conducted. It was found that HFRCC specimen shows multiple cracking in the area subjected to the greatest bending tensile stress. Uniaxial tensile test confirms the range of tensile strain capacity from 0.5 to $1.5\%$ when hybrid fiber is used. The cyclic loading test results identified a unique unloading and reloading response for this ductile composite. Cyclic loading in tension appears not to affect the tensile response of the material if the uniaxial compressive strength during loading is not exceeded.