• Computers and Concrete
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• 제30권4호
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• pp.277-287
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• 2022

Due to the scarcity of extortionate experimental data, fatigue failure of the reinforced concrete (RC) element might be achieved economically adopting nonlinear finite element (FE) analysis as an alternative approach. However, conventional implicit dynamic analysis is expensive, quasi-static method overlooks interaction effects and inertia, direct cyclic analysis computes stabilized responses. Apart from this, explicit dynamic analysis may provide a numerical operating system for factual long-term responses. The study explores the fatigue behavior based on a simplified explicit dynamic solution employing nonlinear time domain analysis. Among fourteen RC beams, one beam is selected to validate under static loading, one under fatigue with the experimental study and other twelve to check the detail fatigue behavior. The SWOT (Strength, Weakness, Opportunities, Threats) analysis has been carried out to pinpoint the detail scenario in the adoption of numerical approach as an alternative to the experimental study. Excellent agreement of FE and experimental results is seen. The 3D nonlinear RC beam model at service fatigue limits is truthful to be used as an expedient contrivance to envisage the precise fatigue behavior. The simplified analysis approach for RC beam under fatigue offers savings in computation to predict responses providing acceptable accuracy rather than the complicated laboratory investigation. At higher frequency, the flexural failure occurs a bit earlier gradually compared to the repeated loading case of lower frequency. The deflection increases by 6%-10% at the end of first cycle for beams with increasing frequency of cyclic loading. However, at the end of fatigue loading, greater deflection occur earlier for higher load range because of more rapid stiffness degradation. For higher frequency, a slight boost in concrete compressive strains at an initial stage of loading has been seen indicating somewhat stepper increment. Stiffness degradation in larger loading cycle at same duration escalates the upsurge of the rate of strain in case of higher frequency.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.388-394
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• 2023

복합재료 제조 시 수지의 함침성을 높이는 것은 제조 공정속도와 제품의 품질을 향상시키는 핵심 방법이다. 수지 개선은 중요하지만, 간단한 섬유 표면 처리로도 수지의 흐름성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 직물에 다양한 플라즈마 처리 시간을 적용함으로써 수지와 섬유 간의 함침성을 향상하게 하였다. 플라즈마 처리에 따라 변화된 섬유 내 수지의 분산을 평가하기 위해 전기저항 측정법을 사용했다. 섬유 표면처리가 수지 함침성에 미치는 영향을 실시간으로 관찰할 수 있었다. 수지에 탄소섬유 토우를 삽입할 때 토우에 스며든 수지의 양을 측정하여 수지 함침성을 객관적으로 비교하였다. 5분 동안의 플라즈마 처리로 복합재료의 인장과 압축 강도가 50% 이상 향상되었으며, 보이드 함유율을 감소시키고 소화점 임계열류량을 증가시켰다. 마지막으로 건축용 복합재료 부품으로 사용되는 일부분을 활용하여 동적 굴곡피로시험을 실시했고, 3 kN하중 백만 회에도 복합재료 부품은 파손되지 않았다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권5호
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• pp.467-480
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• 2024

The mechanical properties and durability of concrete pavements may be degraded in extreme situations, resulting in the need for partial repair or total replacement. During the past few decades, there has been a growing body of research on substituting a portion of Portland cement with alternative cementitious materials for improving concrete properties. In this study, two different configurations of powdered and granulated blast furnace slag were implemented, replacing fine aggregates (by 12 wt.%) and Portland cement (by 0, 20, 40, and 60 wt.%) in the making of roller-compacted concrete (RCC) mixes. The specimens were fabricated to investigate the mechanical properties and durability specifications, involving freeze-thaw, salt-scaling, and water absorption resistance. The experimental results indicated that the optimum mechanical properties of RCC mixes could be achieved when 20-40 wt.% of powdered slag was added to concrete mixes containing slag aggregates. Accordingly, the increases in compressive, tensile, and flexural strengths were 45, 50, and 28%, in comparison to the control specimen at the age of 90 days. Also, incorporating 60 wt.% of powdered slag gave rise to the optimum mix plan in terms of freeze-thaw resistance such that a negligible strength degradation was experienced after 300 cycles. In addition, the optimal moisture content of the proposed RCC mixtures was measured to be in the range of 5 to 6.56%. Furthermore, the partial addition of granulated slag was found to be more advantageous than using entirely natural sand in the improvement of the mechanical and durability characteristics of all mixture plans.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.473-479
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• 2010

이 연구에서는 도로포장용 콘크리트의 성능향상을 목적으로 폴리프로필렌(PP), 나일론(NY), 폴리비닐알코올(PVA) 및 셀룰로우스(CL)의 섬유 종류에 변화를 주어 도로포장용 섬유보강 콘크리트(FRC)의 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 유동성은 OPC에 비해 섬유를 혼입할 경우 저하하는 경향을 나타내었으나, 혼합 즉시는 PP섬유, 60분 경시변화까지도 고려하면 NY섬유에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 공기량은 OPC와 유사한 경향을 나타내며, 섬유 혼입으로 인한 공기량의 변화는 크지 않았다. 경화 콘크리트의 특성으로 압축강도 및 휨강도는 Plain에 비하여 모든 재령에서 섬유를 혼입할 경우 증가하는 경향을 나타내었는데, 섬유 종류별로는 NY, PVA, PP, CL순이었다. 단, 인장강도에서는 NY 및 PP일 경우만 증가하는 경향이었다. 포로시미터에 의한 세공분포는 NY섬유를 혼입할 경우 섬유의 영향으로 $1{\mu}m$ 전후의 세공량이 많이 분포하여 누적 세공량이 커지는 경향을 나타내었다. 따라서 유동성 및 강도 등을 종합적으로 고려할 때, 이 연구의 실험 조건에서는 NY섬유 혼입 시 최상의 결과가 도출되는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.651-657
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• 2004

본 연구에서는 재유화형 분말수지 혼입 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 공기량, 응결시간, 건조수축 및 강도특성에 미치는 분말소포제 첨가율 및 수축저감제 첨가량의 영향에 대하여 검토하였다. 그 결과, 재유화형 분말수지 혼입 고유동 폴리머시멘트 모르타르의 공기량은 분말소포제 첨가율 및 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 재유화형 분말수지 혼입 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 응결시간은 분말소포제 첨가율에 관계없이 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 늦어지는 경향을 보였다. 재유화형 분말수지 혼입 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 건조수축은 분말소포제 첨가율에 관계없이 폴리머-시멘트비 및 분말 수축저감제 첨가율의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한 분말소포제 첨가율 및 수축저감제 첨가율에 관계없이 재유화형 분말수지 혼입 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 휭 및 인장강도는 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 압축강도는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권4호
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• pp.321-329
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• 2017

콘크리트는 반취성 재료로서 우수한 압축력을 갖는 소재이나 인장력은 취약한 단점이 있다. 이러한 콘크리트의 단점을 개선하기 위한 섬유 보강 콘크리의 사용은 효과적인 인성강화에 대한 효과적인 방안이 될 수 있으며, 휨인성에 취약한 구조체에는 강섬유 보강 콘크리트를 사용함으로 성능을 개선하고 있다. 그러나 강섬유의 부식과 시공성 저하의 문제로 인해 대체 소재의 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 확산성이 우수한 매크로 포타섬유를 사용한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트의 특성과 물리적 특성 및 건조수축 특성을 평가함으로 강섬유의 대체 가능성을 평가하고자 하였다. 실험 결과, 매크로 포타섬유는 강섬유 보강 콘크리트와 비교하였을 때 유동성 향상 및 역학적 성능이 우수한 것으로 나타났다. 매크로 포타 섬유를 사용한 콘크리트의 균열 저항성 부분에서도 강섬유 보강 콘크리트에 비하여 구조적인 균열과 건조 수축 저항성을 개선하는데 효과적인 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.524-532
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• 1997

방사성물질의 수송 및 저장용기 등에 사용하기 위하여 개발한 개질 에폭시수지 및 수소 첨가된 비스페놀-A형 에폭시수지계 중성자 차폐재들의 열분해온도, 열전도도, 열팽창 등의 열적 성질 및 인장강도, 압축강도, 굴곡강도, 비중, 무게변화, 수소 함량변화 등의 역학적 성질에 방사선이 미치는 영향을 검토하였다. 방사선 조사선량의 증가에 따라 KNS(Kaeri Neutron Shield)-201과 KNS-302 차폐재들의 열분해온도는 증가하는 경향을 나타내었으나, KNS-202와 KNS-301은 0.5 MGy 이상에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 방사선 조사선량이 온도에 따른 차폐재들의 무게변화에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 0.1 MGy까지 열전도도는 방사선 조사선량의 영향을 거의 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 KNS-301과 302 차폐재들의 열팽창은 KNS-201과 202보다 방사선 영향을 적게 받는 것으로 나타났다. 0.1 MGy까지는 방사선 조사선량의 증가에 따라 KNS-202 및 KNS-301과 302차폐재들의 인장, 압축 및 굴곡강도는 증가하는 경향을 나타내었다. 반면에 KNS-201은 방사선 조사선량의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 조사선량의 증가에 따른 차폐재들의 비중, 무게 및 수소함량은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.409-416
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• 2003

본 연구에서는 재유화형 분말수지를 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 모르타르의 공기량, 응결시간, 건조수축 및 강도특성에 미치는 분말소포제 첨가율 및 분말 수축저감제 첨가량의 영향에 대하여 검토하였다. 그 결과, 재유화형 분말수지를 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 모르타르의 공기량은 분말소포제 첨가율 및 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 재유화형 분말수지를 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 모르타르의 응결시간은 분말소포제 첨가율에 관계없이 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 늦어지는 경향을 보였다. 재유화형 분말수지를 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 모르타르의 건조수축은 분말소포제 첨가율에 관계없이 폴리머-시멘트비 및 분말 수축저감제 첨가율의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다.또한 분말소포제 첨가율 및 분말수축저감제 첨가율에 관계없이 재유화형 분말수지를 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 모르타르의 휨 및 인장강도는 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 압축강도는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.561-568
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• 2022

본 연구에서는 무기계 재료인 클링커 바인더, Calcium sulfoaluminate(CSA), 그리고 sodium sulfate(Na₂SO₄)가 포함된 시멘트 모르타르의 물리적 특성 및 자기치유성능을 평가하였다. 압축강도 및 휨강도 측정을 통해 시멘트 모르타르의 물리적 강도를 알아보고, 정수위 투수시험 및 기체확산시험을 통해 치유성능을 평가하였다. 또한 광학현미경과 주사전자현미경을 통해 균열부 내 침전된 치유생성물을 시각적으로 관찰하였다. 그 결과, 클링커 바인더 기반 무기계 혼합재의 혼입은 시멘트 모르타르의 초기 및 28일 재령 강도를 약 20 % 증진시켰다. 치유성능 평가방법에 따라 치유율의 편차가 존재하고 과소평과 되는 경향을 나타냈으나, 무기계 혼합재의 시멘트 모르타르 혼입 시 0.3 mm 균열 내부에서 CaCO₃가 주요 치유생성물로 침전되어 치유성능을 향상시켰다.

• 대한치과재료학회지
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• 제44권2호
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• pp.129-139
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• 2017

본 연구는 silorane을 기질의 저수축레진과 나노복합레진의 이층 (two-layer) 구조를 갖는 시료의 색과 물리적 성질을 평가하기 위함이다. 실험을 위하여 4종의 나노복합레진(Aelite LS, Grandio, Tetric EvoCeram, Filtek Z350XT )과 1종의 silorane 기질의 복합레진(P90)을 택하고 이들로 층의 두께가 각기 다른 여러 가지 조합의 이층을 만들었다. 색과 굴곡성질 평가를 위해서 나노복합레진과 silorane 레진을 0.5+1.5mm, 1+1mm, 1.5+0.5mm 두께의 조합을 만들었다. 압축성질 평가를 위하여 1.5+4.5mm, 3+3mm, 4.5+1.5mm 두께의 조합을 만들었다. 두께가 각각 2mm (굴곡성질 평가용)와 6mm (압축성질 평가용)인 단층의 시료는 대조군으로 사용하였다. 이들 시료를 이용하여 색, 투명도, 굴곡강도와 굴곡계수 및 압축강도와 압축계수를 측정하였다. 그 결과, 사용된 시료들은 모두 동일한 A3 색조이지만 $L^*$, $a^*$, $b^*$의 색좌표계 값들은 모두 달랐다. 층을 이룬 시료들의 $L^*$, $a^*$, $b^*$값은 위쪽에 위치하는 시료의 두께가 증가할수록 위쪽 레진의 $L^*$, $a^*$, $b^*$값에 가까웠다. 이층을 이룬 시료들의 투명도는 1.92-6.33 이었는데 각층을 이루는 두 시료의 $b^*$값 차이가 클수록 투명도도 증가하였다(p<0.05). 이층을 이룬 시료들의 굴곡강도와 굴곡계수는 각각 108.8-134.0 MPa와 10.95-18.39 GPa이었고 압축강도와 압축계수는 각각 108.3-254.9 MPa와 3.13-4.11 GPa로써 단층 상태의 굴곡강도와 굴곡계수 [(123.2-161.0 MPa)와 (11.64-21.58 GPa)] 그리고 압축강도와 압축계수[(327.4-405.4 MPa)와 (4.02-5.29 GPa)] 보다 모두 낮았다.