• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.21-26
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• 2007

이 논문은 합성섬유를 이용하여 포틀랜드 시멘트 모르타르를 보강한 복합재료인 ECC(Engineered Cementitious Composite)의 설계 과정과 건설현장에 이 복합재료를 적용할 수 있도록 시공성을 부여한 연구 내용을 정리하였다. 이 연구에서는 다양한 시공성, 즉 자기충전(self·consolidating)과 스프레이 시공성을 갖는 ECC를 제작하기 위하여 단계적인 재료 개발 방법론을 채택하였다. 우선 마이크로역학(micromechanics)과 안정상태균열이론(steady-state cracking theory)을 이용하여 골재와 섬유를 선정한 후, 굳기 전 재료의 레올로지를 제어하는 방법으로 시공성을 구현하였다. 여기서, 굳기 전 재료의 레올로지를 제어하기 위하여 화학첨가제(chemical admixtures)와 광물첨가재(mineral admixtures)의 양을 소량으로 조절하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법을 활용함으로써 굳기 전에는 다양한 시공성을 나타내면서, 굳은 후에는 높은 연성(인장변형경화 거동)을 나타내는 실용적인 ECC 복합재료를 개발하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.589-597
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• 2009

고인성 섬유보강 시멘트 복합체는 시멘트 매트릭스 내 보강된 섬유의 계면부착응력에 의해 다수의 미세균 열분산 및 손상저항성능을 갖게 되나, 이를 구조물에 적용하기 위해서는, 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴거동을 규명함과 동시에 보강섬유에 따른 시멘트 매트릭스의 마이크로 파괴메커니즘에 대한 이해가 요구된다. 이 연구에서는 단조 및 반복가력시 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴특성 및 음향방출신호특성을 규명하기 위하여 총 4 시리즈의 시험체가 사용되었으며, 주요 실험변수는 섬유의 종류(PE, PVA, SC), 혼입률, 하이브리드 타입, 가력방법(단조, 반복)이다. 실험결과, 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 압축거동에 따른 손상진전은 섬유의 혼입률 및 하이브리드에 따라 상이하게 나타났다. 또한 음향방출신호로부터, 각 하중단계의 2, 3번째 사이클에서의 진폭 감소 특성이 나타났으며, 이는 각 사이클별 변형률 증가와의 관련성을 보여 이를 이용한 강도 예측이 가능할 것으로 판단된다. 또한 최대강도의 80%까지 펠리시티 효과 및 카이저 효과가 나타났으며, 하이브리드 섬유 혼입시 매크로 균열 제어로 인해 손상의 복원 및 분산능력이 뛰어난 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권3호
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• pp.279-288
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• 2016

The fundamental performance of any construction material should cover at least two phases: safety and serviceability. Safety commonly represents adequate strength, while serviceability encompasses the control of cracking and deflections at service loads. With respect to rapid hydraulic binders as a construction material, the above two phases should also be considered. Recent research on rapid cooling ladle furnace slag (RC-LFS) has drawn much attention, particularly given that it shows remarkable rapid hydraulic ability to pulverize to a fineness of $6,300cm^2/g$. This industrial byproduct could contribute to developing the sustainability of the rapidly hardening cementitious material system. This paper aims to expand upon the applicability of an RC-LFS-based binder that is composed of two parts. It also seeks to illustrate the engineering performance of an RC-LFS-based hybrid fiber-reinforced composite and to increase the strength of the RC-LFS-based composite. Each step of this experiment followed ASTM standards. The engineering performance, in both fresh state and hardening state, was tested and discussed in this paper. According to the experimental results for fresh concrete, the air content increased following the addition of polypropylene fiber. For hardened concrete, the toughness and strength improved following the addition of a hybrid fiber. The hybrid fiber mixture, which contains 0.75% of steel fiber and 0.25% of polypropylene fiber, shows even better engineering performance than other mixtures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2014

콘크리트의 취성파괴를 방지하기 위해 강섬유 보강재는 효과적인 복합재료이다. 그러나 시멘트 사용량이 많아지면 건조수축이 증가하고 이로 인해, 강섬유 보강재의 연성증가 효과가 제한될 수 있다. 팽창재를 사용한 콘크리트 내부의 강섬유 보강재는 화학적 프리스트레싱 효과가 발생하여 강섬유 보강효과를 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 CSA 팽창재와 강섬유 보강재를 혼입하여 콘크리트의 역학적인 특성을 분석하였다. 체적비 1~2%의 강섬유 보강재와 시멘트 중량의 10%의 CSA 팽창재를 혼입하였으며, 다양한 역학적 특성과 휨거동을 분석하였다. 강섬유 보강재를 혼입한 CSA 콘크리트는 인장강도와 초기균열강도의 증가를 나타냈으며, 균열후의 파괴에너지 증가와 같은 연성거동을 뚜렷하게 나타내었다. 적절한 팽창재 사용과 최적의 강섬유 보강재의 혼입률이 도출된다면 이들의 상호작용은 콘크리트의 취성을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.599-611
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• 2022

Tendon reinforced cemented soil is applied extensively in foundation stabilisation and improvement, especially in areas with soft clay. To solve the deterioration problem led by steel corrosion, the glass fiber-reinforced polymer (GFRP) tendon is introduced to substitute the traditional steel tendon. The interface bond strength between the cemented soil matrix and GFRP tendon demonstrates the outstanding mechanical property of this composite. However, the lack of research between the influence factors and bond strength hinders the application. To evaluate these factors, back propagation neural network (BPNN) is applied to predict the relationship between them and bond strength. Since adjusting BPNN parameters is time-consuming and laborious, the particle swarm optimisation (PSO) algorithm is proposed. This study evaluated the influence of water content, cement content, curing time, and slip distance on the bond performance of GFRP tendon-reinforced cemented soils (GTRCS). The results showed that the ultimate and residual bond strengths were both in positive proportion to cement content and negative to water content. The sample cured for 28 days with 30% water content and 50% cement content had the largest ultimate strength (3879.40 kPa). The PSO-BPNN model was tuned with 3 neurons in the input layer, 10 in the hidden layer, and 1 in the output layer. It showed outstanding performance on a large database comprising 405 testing results. Its higher correlation coefficient (0.908) and lower root-mean-square error (239.11 kPa) were obtained compared to multiple linear regression (MLR) and logistic regression (LR). In addition, a sensitivity analysis was applied to acquire the ranking of the input variables. The results illustrated that the cement content performed the strongest influence on bond strength, followed by the water content and slip displacement.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.152-158
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• 2022

이 연구의 목적은 고성능 원단의 셀비지 단섬유를 적용한 섬유보강 시멘트계 복합재료의 압축강도와 인장거동 특성을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 셀비지 단섬유 종류에 따라 4종류의 배합을 준비하였고, 압축강도 및 인장 실험을 수행하였다. 실험결과 압축강도는 64 MPa에서 66 MPa 범위로 고강도를 나타내었으며, 모든 배합에서 변형경화 현상이 나타났다. 인장변형성능은 2.6 %에서 2.8 %로 고연성이 나타났으며, 다중균열이 관찰되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권4호
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• pp.393-408
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• 2007

This paper presents the findings of an experimental study to evaluate retrofit methods which address particular weaknesses that are often found in reinforced concrete structures, especially older structures, namely the lack of the required flexural and shear reinforcement within the columns and the lack of the required shear reinforcement within the joints. Thus, the use of a high-strength fiber jacket for cases of post-earthquake and pre-earthquake retrofitting of columns and beam-column joints was investigated experimentally. In this paper, the effectiveness of the two jacket styles was also compared.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권4호
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• pp.257-266
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• 2010

본 연구의 목적은 미성숙 우치를 가타퍼챠 및 다양한 포스트와 코아 시스템을 이용하여 수복한 후 술식에 따른 파절 강도를 측정하였다. 우치의 백악상아경계 상방 8 mm, 하방 12 mm 지점을 절단하여 제작한 미성숙 우치 모델에서 가타퍼챠와 이원중합형 복합레진 LuxaCore로 코어 수복을 시행하거나, 각각 D.T. LIGHT-POST, ParaPost XT 및 다양한 크기의 EverStick Post와 LuxaCore로 수복하였다. 이후 시편을 72시간 동안 증류수에 저장한 후 6,000회의 thermocycling을 진행하였다. 실험적으로 치주인대의 물성을 재현하고, Instron에 시편을 45도로 위치시켜 압축부하를 가해 파절 강도를 측정하고, 파절 부위를 분석하였다. 실험 결과, 포스트를 이용하여 수복하였을 때 파절 강도가 통계적으로 유의하게 증가하였고(p < 0.05), 포스트의 종류 및 적합도는 결과에 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 대부분의 시편에서 수복 가능한 파절이 나타났으며, 실험군에 따른 파절 부위의 유의한 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 미성숙 치아의 상기 치근 강화 술식은 치아의 파절 강도를 증가시키고, 포스트의 종류 및 적합도는 파절 저항성에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.183-189
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• 2020

이 연구의 목적은 상변화물질을 혼입한 슬래그 다량 치환 시멘트 기반 섬유보강 복합재료의 압축 및 인장성능을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 활성화제인 수산화칼슘과 팽창제의 양에 따라 4가지 배합을 결정하였고, 밀도, 압축강도 및 인장성능을 평가하였다. 실험결과 4가지 배합 모두 51MPa 이상의 압축강도와 3.2% 이상의 인장연성이 나타났다. 수산화칼슘과 팽창제는 압축 및 인장성능 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 적절한 혼합을 통하여 강도, 연성, 균열패턴을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.84-90
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• 1999

HAC/PVA계 MDF시멘트 복합재료의 수분안정성 및 기계적 강도향상을 위하여 불용성 폴리머류(폴리우레탄, 페놀, 에폭시수지)와 탄소섬유(길이3mm)를 1-4wt% 보강하였다. 그리고 가압성형법으로 제조한 복합체의 수분침적 기간별 강도특성(수분안정성)과 계면 및 기계적 특성에 영향을 미치는 폴리머와 시멘트의 가교반응에 대하여 SEM 및 TEM 분석을 통하여 관찰하였다. HAC/PVA계 MDF 시멘트 복합체의 섬유함량에 따른 건조 굽힘강도는 섬유함량이 증가할수록 치밀화 구조가 저하되어 비례적으로 감소되었다. 또한 불용성 폴리머류를 사용한 경우에 건조 굽힘강도는 섬유함량이 증가될수록 저하되는 반면, 수분안정성은 크게 향상되었다. 에폭시 수지를 첨가한 경우에 수분안정성이 가장 우수하였으며, 섬유함량 4% 첨가의 경우에 3일 침적강도가 95%, 7일침적시 87%강도를 유지하였다. 이 점은 폴리머와 시멘트의 금속이온이 가교반응을 일으켜 섬유-메트릭스간 계면 부착강도를 크게 개선되었기 때문으로 추정된다. 반면 인장강도 특성은 모든 불용성 폴리머류 첨가 수준에서 섬유 함량이 증가할수록 비례적으로 증가되었으며, 역시 에폭시 수지 첨가의 경우에 강도특성이 가장 우수하였다. 그리고 섬유함량 4% 첨가된 경우에 있어서 인장강도는 섬유함량 0% 대비 약 30~80% 높게 나타났다.