• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권6호
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• pp.756-765
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• 2015

Background: Fibers have been used in cement mixture to improve its toughness, ductility, and tensile strength, and to enhance the cracking and deformation characteristics of concrete structural members. The addition of fibers into conventional reinforced concrete can enhance the structural and functional performances of safety-related concrete structures in nuclear power plants. Methods: The effects of steel and polyamide fibers on the shear resisting capacity of a prestressed concrete containment vessel (PCCV) were investigated in this study. For a comparative evaluation between the shear performances of structural walls constructed with conventional concrete, steel fiber reinforced concrete, and polyamide fiber reinforced concrete, cyclic tests for wall specimens were conducted and hysteretic models were derived. Results: The shear resisting capacity of a PCCV constructed with fiber reinforced concrete can be improved considerably. When steel fiber reinforced concrete contains hooked steel fibers in a volume fraction of 1.0%, the maximum lateral displacement of a PCCV can be improved by > 50%, in comparison with that of a conventional PCCV. When polyamide fiber reinforced concrete contains polyamide fibers in a volume fraction of 1.5%, the maximum lateral displacement of a PCCV can be enhanced by ~40%. In particular, the energy dissipation capacity in a fiber reinforced PCCV can be enhanced by > 200%. Conclusion: The addition of fibers into conventional concrete increases the ductility and energy dissipation of wall structures significantly. Fibers can be effectively used to improve the structural performance of a PCCV subjected to strong ground motions. Steel fibers are more effective in enhancing the shear performance of a PCCV than polyamide fibers.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.333-336
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• 2005

This paper presents a comparative evaluation of eight different types of steel fibers used as reinforcing material in concrete beams. The fibers which used ultra-strength steel fiber reinforced concrete were fiber length of 30 to 60mm, aspect ratio of 43 to 86, W/B ratio 0.16 to 0.30, fiber types of both ends hooked and straight shape and fiber volume fraction of 1 to 5$\%$. As for the test results, it estimated the influence of fiber volume, length and aspect ratio on the mechanical properties of high toughness concrete, the mechanical properties improved according to increase fiber volume, to increase aspect ratio and to long fiber length. And the resonable fiber volume in high toughness concrete was analyzed 2$\%$ based on the results of mechanical properties.

• Computers and Concrete
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• 제11권6호
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• pp.531-539
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• 2013

An experimental investigation of mechanical properties of jute fiber-reinforced concrete (JFRC) has been reported for making a suitable construction material in terms of fiber reinforcement. Two jute fiber reinforced concretes, called jute fiber reinforced normal strength concrete (JFRNSC) and jute fiber-reinforced high-fluidity concrete (JFRHFC), were tested in compression, flexure and splitting tension. Compressive, flexural and splitting tensile strengths of specimens were investigated to four levels of jute fiber contents by volume fraction. From the test results, Jute fiber can be successfully used for normal strength concrete (NSC) and high-fluidity concrete (HFC). Particularly, HFC with jute fibers shows relatively higher improvement of strength property than that of normal strength concrete.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.331-341
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• 2015

본 연구는 섬유보강 콘크리트의 실무 적용을 위한 성능 평가에 대해 재료 시험으로 낭비되던 시간과 노력을 최소화하고 적용에 있어서의 이론적인 배경을 확보하기 위해, 기존의 가이드라인 및 시험 기준에 따른 실험 결과의 수집과 통계적 분석을 통한, 콘크리트의 압축강도에 기반한 주요 특성들을 특정하기 위해 수행되었다. 섬유보강콘크리트는 다양한 변수에 영향을 받게 되므로 이론적인 접근이 어려운 측면이 있어 본 연구에서는 현재 실무에서 다방면으로 사용되고 있는 100MPa 이하의 압축강도를 가지는 콘크리트를 중심으로 0.25%에서 2% 사이의 강섬유 혼입량에 대한 압축강도와 인장강도 시험을 수행하였다. 인장강도 시험은 표준기관에서 정하고 있는 시험방법인 쪼갬인장강도와 휨인장강도에 대해 수행하였다. 섬유보강콘크리트의 재료시험 결과 쪼갬인장강도와 휨인장강도 모두 압축강도의 증가에 따라 증가하는 추세를 보였으며 강도의 증진률은 압축강도 증가와 함께 감소하는 추세를 보였다. 또한섬유의 혼입량 증가는 인장강도의 증가를 유발하는 것을 확인할 수 있었으며, 압축강도 증가에 따른 인장강도 증진률 감소를 막아 콘크리트 압축강도 증가에 선형적으로 인장강도가 증가하도록 해주는 것을 확인할 수 있었다. 기존 연구들로부터 구축한 데이터베이스를 통한 섬유보강콘크리트의 기계적 성질에 대한 검토를 수행하였다. 다양한 변수에 따른 인장강도의 추정을 위해 인공신경망을 적용하였다. 인공신경망은 multi layer perceptron으로 구성하였으며 전달함수로는 sigmoid 함수를 사용하였고 역전파 알고리즘을 통해 학습을 수행하였다. 인공신경망을 사용한 콘크리트 인장강도의 추정 결과 시험 결과와 추정결과가 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 인공신경망에서 결합력이 큰 변수들은 물-시멘트비와 섬유의 혼입량으로 나타났으며 섬유보강콘크리트의 인장강도는 물-시멘트비에 영향을 받는 압축강도와 혼입량을 통해 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.32-40
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• 2017

탄소섬유/에폭시 복합재의 기공함유율을 정량적으로 평가하기 위한 절차를 제시하였다. 고려한 복합재는 두 종류이며 오토클레이브 공법과 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하였다. 탄소섬유/에폭시 복합재의 기공함유율은 공기 중에서와 물 속에서의 무게에서 구한 복합재의 밀도와 구성재의 밀도, 그리고 산처리법과 고온연소법을 적용하여 구한 무게함유율과 부피함유율을 이용하여 평가하였다. 또한 FE-SEM을 통해 탄소섬유 표면을 관찰하여 복합재 내의 수지 제거 여부도 조사하였다. 연구결과에 따르면 복합재 내의 수지는 산처리법이나 고온연소법을 적용하면 충분히 제거할 수 있으며 구성재의 무게함유율과 부피함유율 그리고 복합재의 기공함유율은 본 연구에서 제시된 절차를 적용하면 정량적으로 평가할 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.453-458
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• 2014

SiC and its composites have been considered for use as nuclear fuel cladding materials of pressurized light water reactors. In this study, a $SiC_f$/SiC composite as a constituent layer of SiC triplex fuel cladding was fabricated using a chemical vapor infiltration (CVI) process in which tubular SiC fiber preforms were prepared using a filament winding method. To enhance the matrix density of the composite layer, winding patterns, deposition temperature, and gas input ratio were controlled. Fiber arrangement and porosity were the main parameters influencing densification behaviors. Final density of the composites decreased as the SiC fiber volume fraction increased. The CVI process was optimized to densify the tubular preforms with high fiber volume fraction at a high $H_2$/MTS ratio of 20 at $1000^{\circ}C$; in this process, surface canning of the composites was effectively retarded.

• Advances in concrete construction
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• 제10권4호
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• pp.319-332
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• 2020

The impacts of reinforcing concrete matrix with steel fibers, polypropylene fibers and recycled plastic fibers using different volume fractions of 0.15%, 0.5%, 1.5% and 2.5% on the compressive and tensile characteristics are experimentally investigated in the current research. Also, flexural behavior of plain concrete (PC) beams, shear performance of reinforced concrete (RC) beams and compressive characteristics of both PC and RC columns reinforced with recycled plastic fibers were studied. The experimental results showed that the steel fibers improved the splitting tensile strength of concrete higher than both the polypropylene fibers and recycled plastic fibers. The end-hooked steel fibers had a positive effect on the compressive strength of concrete while, the polypropylene fibers, the recycled plastic fibers and the rounded steel fibers had a negative impact. Compressive strength of end-hooked steel fiber specimen with volume fraction of 2.5% exhibited the highest value among all tested samples of 32.48 MPa, 21.83% higher than the control specimen. The ultimate load, stiffness, ductility and failure patterns of PC and RC beams in addition to PC and RC columns strengthened with recycled plastic fibers enhanced remarkably compared to non-strengthened elements. The maximum ultimate load and stiffness of RC column reinforced with recycled plastic fibers with 1.5% volume fraction improved by 21 and 15%, respectively compared to non-reinforced RC column.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.27-34
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• 2002

본 연구의 목적은 (주)한국와이바의 CF3327 평직 복합재료의 열전도도를 실험적으로 계측하고 이를 이론적인 예측과 비교하는데 있다. 열전도도 계측을 위하여 비교계측법의 원리를 이용한 실험 장치를 제작하였으며 열전도도가 잘 알려진 그라파이트를 실험함으로써 장비의 정확성을 확인하였다. 미시역학적인 방법은 섬유 및 기지의 물성, 섬유체적비, 직조 형태 등의 변수들이 복합재료의 유효물성치에 미치는 영향을 평가하는데 유용하다. 본 연구에서는 3차원 직-병렬 열저항 개념을 주기적으로 반복되는 평직의 단위구조에 적용하여 열전도도를 예측하였다. 해석 결과를 실험 결과와 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였고 섬유체적비가 에폭시 수지 복합재료의 열전도도에 미치는 영향을 고찰하였다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.42-49
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• 2003

취성기지 복합재료는 섬유와 기지 사이에 계면분리가 존재하는 경우가 있는데 이것은 복합재료의 강도와 강성저하의 원인이 된다. 계면분리와 섬유체적비가 복합재료의 기계적 물성치에 미치는 영향에 대만 유한요소해석을 수행하였다. 우선 몇 가지 가정하에 복합재료를 구성하는 섬유와 기지에 대하여 간단하게 모델링하고 이웃하는 대표체적요소의 경계를 따라 응력과 변위 연속조건을 부과하였다. 강성상수들을 역변환하여 복합재료의 유효물성치를 구하였다. 완전접착의 경우 수치해를 혼합물법칙에 의한 이론해와 비교한 결과 일치함을 알 수 있었고 계면분리가 큰 경우 섬유체적비가 증가하더라도 물성치가 감소함을 알 수 있었다.

• 펄프종이기술
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• 제35권4호
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• pp.68-74
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• 2003

Kenaf(Hibiscus cannabinus L.) cultivar, Tainung 2, had been grown for 152 days at the experimental farm of Jinju National University, Gajoa-dong, Jinju-si, Kyongnam, Korea. The planting, growth rate, fertilization and structural characteristics as well as the cultivation and growth characteristics of kenaf, and the product usage were investigated. The narrowest diameter at kenaf bottom was 10 mm, the widest 42 mm and the average about 28 mm, and the shortest height 150 cm, the tallest 480 cm and the average about 350 cm. The weight of a core fraction was 68.1％ and a bast fraction 31.9％. The weight ratio of core material to bast fiber was 2.31. The weight ratio of dry stem was 73.5％ and that of leaves 26.5％. The weight of dry plant produced in 1 $m^2$ was 1,467 g, and about 1,052 g of stem could be used for the commercial purpose, The application of fertilizers resulted in the increase of the growth rate of the diameter at plant bottom and the height. Bast fiber, phloem ray and cortex parenchyma cell were observed in bast, and vessel, wood fiber and ray in core.