• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권5호
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• pp.825-845
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• 2016

The Turkish Earthquake Code was revised in 1998 and 2007. Before these Codes, especially 1998, reinforced concrete (RC) beams with low flexural and shear strength were widely used in the building. In this study, the RC specimens have been produced by taking into consideration the RC beams with insufficient shear and tensile reinforcement having been manufactured with the use of concrete with low strength. The performance of the RC specimens strengthened with different wrapping methods by using of Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) and Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) composites have been examined in terms of flexural strength, ductility and energy absorption capacity. In the strengthening of the RC elements, the use of GFRP composites instead of CFRP composites has also been examined. For this purpose, the experimental results of the RC specimens strengthened by wrapping with CFRP and GFRP are presented and discussed. It has been concluded that although the flexural and shear strengths of the RC beams strengthened with GFRP composites are lower than those of beams reinforced with CFRP, their ductility and energy absorption capacities are very high. Moreover, the RC beams strengthened with CFRP fracture are more brittle when compared to GFRP.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.338-347
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• 2021

본 논문은 층간 보강재를 보강한 3D 프린팅 콘크리트의 부착강도를 평가하기 위해 수행되었다. 겹침이음 길이에 따라 두 종류의 층간 보강 방법을 고려하였다. 첫 번째 방법은 층간 보강재의 겹침이음을 하지 않았으며, 두 번째 방법은 40mm의 겹침이음을 고려하였다. 또한, 기건양생 조건과 수중양생 조건의 서로 다른 양생 조건을 고려하였다. 실험 변수를 고려하여 3D 프린팅 콘크리트 시편의 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도를 세가지 하중 방향에서 측정하였다. 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장 강도는 하중방향에 영향을 받았다. 특히 3D 프린팅으로 제작한 콘크리트 시편의 층간 부착면에 인장력이 작용하면 쪼갬인장강도 및 휨인장강도가 크게 감소하였다. 그러나 층간 보강재가 보강된 층의 종방향으로 하중이 가해질 때, 프린팅된 시편의 휨인장강도 또는 부착강도는 크게 증가하였다. 또한 기건양생 조건의 휨인장강도 또는 부착강도는 감소하였으며, 기건 양생 조건에 의해 더 많은 공극의 형성을 유발하여 하중에 더 취약해지는 것으로 나타났다.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제7권1호
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• pp.16-20
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• 2020

The recent trend is increasing towards the usage of polymer matrix composites since they have a wide variety of applications. They have applications in the field of aircraft and space industry, sporting goods, medical devices, marine and automotive applications and also in commercial usage. The most commonly used fibre-reinforced polymer matrix composite is Glass fibre reinforced epoxy (GFRE) composite which is used in aviation, sports and automotive industries. However, the strength of GFRE composites is not adequate for structural applications. Therefore, the current research focuses on increasing the strength of GFRE composites by reinforcing with micro Graphite (Gr) particulates. The Gr used is an ultra-fine powder with particle size 250 ㎛. Gr is known to have good wear resistance, thermal conductivity and can operate at high temperatures. Gr particulates are mixed with the epoxy matrix in various weight ratios. Hand-lay technique is used for fabricating the composites. Mechanical properties such as tensile strength, elongation, compressive strength and flexural strength are obtained experimentally to study the effect of change in Gr content (0-5 wt. %). The tests were done as per ASTM standards.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.223-230
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• 2011

본 연구에서는 자원 재활용 측면에서 매트릭스수지로 재활용플라스틱과 보강재로 친환경 천연섬유로 구성된 그린복합재료를 제조하고 그 특성을 탐구하였다. 먼저 재활용폴리에틸렌과 천연섬유인 목분을 이용하여 이축 압출공 정 방법으로 목분함량이 서로 다른 펠렛을 제조하였다. 이 펠렛을 사용하여 압축성형 방법으로 목분/재활용폴리에틸렌 그린복합재료를 제조하고, 그들의 굴곡특성, 인장특성, 충격특성, 열변형온도 그리고 파단거동에 미치는 목분함량의 영향을 조사하였다. 결과는 목분/재활용폴리에틸렌 그린복합재료의 굴곡강도, 굴곡탄성률, 인장탄성률 및 열변형온도 는 목분함량이 증가함에 따라 크게 향상된 반면, 인장강도와 충격특성은 감소한다는 나타내었다. 주사전자현미경으로 관찰한 파단거동은 재활용폴리에틸렌의 유연한 파단현상과 비교하여 목분함량이 증가함에 따라 변화하는 충격거동 경향을 정성적으로 뒷받침해주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.911-922
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• 2005

섬유보강 콘크리트 보의 전단강도와 거동 특성을 규명하기 위해서 이론적 연구를 수행하였다. 섬유보강 콘크리트 보의 단면에 작용하는 전단력은 압축대와 인장대에 의해서 지지된다. 압축대의 전단성능은 단면의 휨모멘트에 의해서 발생하는 수직응력과의 상관관계를 고려하여 정의하였으며, 인장대의 전단성능은 섬유보강 콘크리트의 균열 후 인장강도를 고려하여 정의하였다. 보의 휨변형에 따라서 수직응력의 크기와 분포가 변화하므로, 보의 전단성능은 휭변형의 함수로 정의하였다. 전단성능곡선과 전단요구곡선의 교점에서, 보의 전단강도와 위험단면의 위치가 결정된다. 제안된 설계 방법은 섬유보강 콘크리트와 일반 콘크리트 보를 위한 통합전단강도모델로 사용 할 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제29권 6호
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• pp.375-391
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• 2022

This paper examined the impact of the cross-sectional structure on the structural results under different loading conditions of reinforced concrete (RC) members' management limited in Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP). The mechanical properties of CFRC was investigated, then, totally 32 samples were examined. Test parameters included the cross-sectional shape as square, rectangular and circular with two various aspect rates and loading statues. The loading involved concentrated loading, eccentric loading with a ratio of 0.46 to 0.6 and pure bending. The results of the test revealed that the CFRP increased ductility and load during concentrated processing. A cross sectional shape from 23 to 44 percent was increased in load capacity and from 250 to 350 percent increase in axial deformation in rectangular and circular sections respectively, affecting greatly the accomplishment of load capacity and ductility of the concentrated members. Two Artificial Intelligence Models as Extreme Learning Machine (ELM) and Particle Swarm Optimization (PSO) were used to estimating the tensile and flexural strength of specimen. On the basis of the performance from RMSE and RSQR, C-Shape CFRC was greater tensile and flexural strength than any other FRP composite design. Because of the mechanical anchorage into the matrix, C-shaped CFRCC was noted to have greater fiber-matrix interfacial adhesive strength. However, with the increase of the aspect ratio and fiber volume fraction, the compressive strength of CFRCC was reduced. This possibly was due to the fact that during the blending of each fiber, the volume of air input was increased. In addition, by adding silica fumed to composites, the tensile and flexural strength of CFRCC is greatly improved.

• Computers and Concrete
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• 제30권3호
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• pp.165-173
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• 2022

The effect of basalt and polypropylene fibers on the flexural behavior of reinforced concrete (RC) beams is investigated in this paper. The compressive and tensile behaviors of the basalt concrete and polypropylene concrete cylinders are also investigated. Eight beams and 28 cylinders were made with different percentages of basalt and polypropylene fibers. The dosages of fiber were selected as 0.6%, 1.3%, and 2.5% of the total cement weight. Each type of fiber was mixed solely with the concrete mix. Basalt and polypropylene fibers are modern and cheap materials that can be used to improve the structural behavior of RC members. This research is designed to find the optimum percentage of basalt and polypropylene fibers for enhancing the flexural behavior of RC beams. Test results showed that the addition of basalt and polypropylene fibers in any dosage (0.6%, 1.3%, and 2.5%) can increase the flexural strength and displacement ductility index of the beams where the maximum enhancement was measured with 1.3% fibers. The maximum increments in the flexural strength and the displacement ductility index were 30.39% and 260% for the basalt fiber case, while the maximum improvement for the polypropylene fibers case was 55.5% and 230% compared to the control specimen. Finite element (FE) models were then developed in ABAQUS to predict the numerical behaviour of the tested beams. The FE models were able to predict the experimental behaviour with reasonable accuracy. This research confirms the efficiency of basalt and polypropylene fibers in enhancing the flexural behavior of RC beams, and it also suggests the optimum dosage of fibers.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.289-295
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• 2008

본 연구는 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 거동특성 및 파괴양상을 규명하고 또한 탄소섬유판 부착탈락 거동을 규명함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 탄소섬유판의 형상, 섬유판 부착길이, 부착면적 등의 다양한 변수를 포함하는 실험연구가 수행되었으며, 초기 부착균열이 발생되는 부착탈락 기구를 규명 하였다. 본 실험결과 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 강성은 보강되지 않은 보에 비해 현저하게 개선되며 최대 극한강도 증진율은 120% 이상인 것으로 나타났다. 또한 탄소섬유판 탈락 시 측정된 탄소섬유판의 인장변형율은 탄소섬유판의 극한 변형율의 36%에 해당되는 것으로 나타났으며, 탄소섬유판의 부착길이가 충분 할수록 보는 휨 균열로 야기되는 탄소섬유판의 계면 부착탈락으로 파괴됨을 알 수 있었다. 탄소섬유판의 계면부착탈락은 휨을 받는 구역에서 시작되어 보의 양 끝단으로 급격하게 전파되는 취성적인 파괴를 유도하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 탄소섬유판의 유효응력에 근거하여 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 강성을 계산하였으며, 이는 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.943-948
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• 2013

본 연구에서는 콘크리트의 내구수명 개선을 위한 친환경 수지인 UM수지 화합물을 혼합한 시멘트 모르타르의 특성을 연구하였다. 친환경수지인 UM수지를 일반 시멘트 모르타르와 일정비율로 혼합하였다. UM수지를 혼합한 폴리머 시멘트 모르타르에 대하여 압축강도, 쪼갬인장강도, 휨강도, 흡수율 및 내약품성 실험을 수행하였다. 재료실험결과 친환경 수지인 UM수지를 함유한 시멘트 모르타르는 압축강도와 쪼갬인장강도는 감소하는 반면 휨강도와 흡수율 및 내약품성에서는 성능이 개선되었다. 친환경 UM수지 폴리머 시멘트 모르타르는 콘크리트 내구성 보강성능이 우수하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권2호
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• pp.107-116
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• 2024

This study examined the changes in the mechanical properties of coral concrete under different coconut fiber admixtures. To accomplish this goal, the compressive strength, splitting tensile strength, flexural strength and elastic modulus properties of coral concrete blocks reinforced with coconut fibers were measured. The results showed that the addition of coconut fiber had little effect on the cube and axial compressive strengths. With increasing coconut fiber content, the flexural strength and splitting tensile strength of the concrete changed substantially, first by increasing and then by decreasing, with maximum increases of 36.0% and 12.8%, respectively; additionally, the addition of coconut fibers resulted in a failure type with some ductility. When the coconut fiber-reinforced coral concrete was 7 days old, it reached approximately 74% of its maximum strength. The addition of coconut fiber did not affect the early strength of the coral concrete mixed with seawater. When the amount of coconut fiber was no more than 3 kg/m3, the resulting concrete elastic modulus decreased only slightly from that of a similar concrete without coconut fiber, and the maximum decrease was 5.4%. The optimal dose of coconut fiber was 3 kg/m3 in this study.