• Fibers and Polymers
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• 제7권3호
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• pp.286-294
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• 2006

This study has examined the flexural properties of natural and chemically modified coir fiber reinforced cementitious composites (CFRCC). Coir fibers of two different average lengths were used, and the longer coir fibers were also treated with a 1% NaOH solution for comparison. The fibers were combined with cementitious materials and chemical agents (dispersant, defoamer or wetting agent) to form CFRCC. The flexural properties of the composites, including elastic stress, flexural strength, toughness and toughness index, were measured. The effects of fiber treatments, addition of chemical agents and accelerated ageing of composites on the composites' flexural properties were examined. The results showed that the CFRCC samples were 5-12 % lighter than the conventional mortar, and that the addition of coir fibers improved the flexural strength of the CFRCC materials. Toughness and toughness index, which were associated with the work of fracture, were increased more than ten times. For the alkalized long coir fiber composites, a higher immediate and long-term toughness index was achieved. SEM microstructure images revealed improved physicochemical bonding in the treated CFRCC.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.581-586
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• 2002

Addition of steel fiber to shotcrete is to improve the brittleness of concrete. Quality of steel fiber reinforced shotcrete can be evaluated by quantitive analysis of toughness characteristics after cracking. The toughness characteristics can be expressed by absolute value of energy absorption capacity, non-dimensional toughness index related to the energy absorption capacity, and equivalent flexural strength at arbitrary deflection. In this study, merits and demerits of flexural toughness by RTA round panel of Australia and other specifications have been analyzed.

• Computers and Concrete
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• 제22권5호
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• pp.481-492
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• 2018

In this paper, a new hybrid fiber system (NHFS) is investigated for the application of slab. The steel fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber and calcium carbonate ($CaCO_3$) whisker is added to form NHFS. The four-point bending test is carried out on the flexural properties of slab with plain, steel fiber, traditional hybrid fiber system (THFS) and NHFS reinforced cementitious composites. The flexural behavior is evaluated by ASTM C1018-97, JCI-SF4 and post-crack strength (PCS) technique. The evaluation parameters of flexural toughness such as toughness index (TI), equivalent flexural strength (EFS) and PCS are determined. The size of slab specimens is $15mm(thickness){\times}50mm(width){\times}200mm(length)$. The results show that adding $CaCO_3$ whisker to THFS can significantly improve the flexural strength, TI, EFS, PCS of the slab. The empirical relation between reinforcing index ($RI_v$) and flexural parameters show that flexural parameters of slabs increase first and then decrease; which indicates that optimum $RI_v$ values can be helpful in the considering the mix design of steel-PVA fibers-$CaCO_3$ whisker composites for achieving the desired flexural-related properties. The scanning electron microscopy is performed to observe the micro-morphological characteristics of the fracture surface, which proved the positive hybrid effect among the different fibers in cementitious composites. The NHFS can arrest the generation and propagation of the crack from micro to macro level.

• Computers and Concrete
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• 제4권3호
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• pp.207-220
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• 2007

In this paper, hybrid fibers including high elastic modulus steel fiber and low elastic modulus synthetic macro-fiber (HPP) as two elements were used as reinforcement materials in concrete. The flexural toughness, flexural impact and fracture performance of the composites were investigated systematically. Flexural impact strength was analyzed with statistic analyses method; based on ASTM and JSCE method, an improved flexural toughness evaluating method suitable for concrete with synthetic macro-fiber was proposed herein. The experimental results showed that when the total fiber volume fractions ($V_f^a$) were kept as a constant ($V_f^a=1.5%$), compared with single type of steel or HPP fibers, hybrid fibers can significantly improve the toughness, flexural impact life and fracture properties of concrete. Relative residual strength RSI', impact ductile index ${\lambda}$ and fracture energy $G_F$ of concrete combined with hybrid fibers were respectively 66-80%, 5-12 and 121-137 N/m, which indicated that the synergistic effects (or combined effects) between steel fiber and synthetic macro-fiber were good.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.651-658
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• 2010

콘크리트의 슬럼프와 역학적특성에 대한 마이크로 섬유와 매크로 섬유의 영향을 파악하기 위하여 강섬유와 PVA 섬유로 하이브리드 보강된 콘크리트 16배합과 무보강 콘크리트 1배합을 실험하였다. 주요 변수는 강섬유와 PVA 섬유의 체적비 및 길이이다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 역학적특성들은 섬유보강지수에 따라 분석되었으며, 강섬유 또는 PVA 섬유만으로 보강된 콘크리트와 비교하였다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 슬럼프는 섬유 체적비와 형상비 증가와 함께 감소하였으며, 할렬인장강도, 파괴계수, 탄성계수 및 휨 인성지수는 섬유보강지수의 증가와 함께 증가하였다. 단일 섬유보강 콘크리트의 섬유체적비에 비해 낮은 체적비를 갖는 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 파괴계수와 휨인성지수는 단일 섬유보강 콘크리트에 비해 높았다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 휨 인성 향상을 위해서는 30 mm와 60 mm 길이의 강섬유를 함께 사용하는 것보다는 60 mm 강섬유만을 사용하는 것이 효율적이었다.

• Fibers and Polymers
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• 제5권3호
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• pp.187-197
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• 2004

The compressive and flexural properties of hemp fiber reinforced concretes (FRC) were examined in this paper. Natural hemp fiber was mixed using dry and wet mixing methods to fabricate the FRC. Mechanical properties of the FRC were investigated. The main factors affecting compressive and flexural properties of the FRC materials were evaluated with an orthogonal test design. Fiber content by weight has the largest effect. The method for casting hemp FRC has been optimised. Under the optimum conditions, compressive strength increased by 4 %, flexural strength increased by 9 %, flexural toughness increased by 144 %, and flexural toughness index increased by 214 %.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.483-489
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• 2014

이 연구에서는 ASTM C 1609을 따라서 비정질 강섬유보강콘크리트의 휨실험을 수행하였고, 이를 바탕으로 휨성능을 평가하였다. 비정질 강섬유는 기존의 일반 강섬유와 달리 얇은 두께, 거친 표면의 특성을 가지고 있다. 주요한 실험변수는 섬유 종류(비정질 강섬유, 일반 강섬유), 섬유 혼입률(0.25, 0.50, 0.75%) 그리고 콘크리트 압축강도(27, 50 MPa)이다. 실험 결과에 근거하여 비정질 강섬유와 일반 강섬유보강콘크리트의 휨강도와 휨인성을 분석하였고, 그 결과 일반 강섬유보강콘크리트의 경우 주로 휨인성이 증가하였으나 비정질 강섬유보강콘크리트의 경우 휨강도와 인성을 모두 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.53-62
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• 2013

NATM공법을 이용한 터널 시공에서 초기에 원지반을 구속시키고 암반과의 일체화를 통해 터널의 안정성을 확보하기 위해 통상 5-20cm 두께의 숏크리트를 시공하며 여기에는 강섬유가 $40kg/m^3$ 정도 포함되도록 설계하고 있다. 숏크리트 내에 혼합된 강섬유는 숏크리트를 뿜어 내는 장비 특성, 혼합비 그리고 현장 암반 상태에 따라 숏크리트 내 강섬유가 골고루 분산될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 연구에서는 단면이 $15cm{\times}15cm$이고 길이 55cm인 사각기둥 모양의 시멘트 혼합비가 5% 또는 20%인 공시체를 3cm씩 다섯 층으로 나누어 강섬유를 혼합하지 않거나, 중간층만 혼합하거나, 1, 3, 5층만 혼합하거나, 전층을 혼합한 네 종류의 숏크리트를 모사한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 7일 동안 공시체를 대기중 양생한 다음 휨강도시험을 실시하여 층별로 강섬유가 분산되거나 집중될 경우 휨강도와 인성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 시멘트 혼합비가 20%인 경우 강섬유 혼합층이 증가할수록 휨강도는 증가하였으며, 동일한 양의 강섬유가 골고루 분산되지 않고 한 곳으로 집중될 경우 휨강도가 20% 정도 감소하였다. 한편 시멘트 혼합비가 5%로 낮은 경우에는 강섬유 혼합층이 증가할수록 오히려 휨강도는 감소하였다. 시멘트 혼합비에 관계없이 강섬유 혼합층이 증가할수록 인성지수는 점점 증가하는 경향을 보였으며, 강섬유가 중간층으로 집중된 경우보다 골고루 분산된 경우 인성지수는 2-3배 정도 증가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.166-175
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• 2009

강섬유보강 자기충전 콘크리트의 휨 성능을 평가하기 위하여 실험을 중심으로 한 연구를 수행하였다. 보 시험체를 만들기 위하여 3종류의 강섬유보강 콘크리트로 7개의 슬래브를 제작하였으며, 일정 기간 양생 후 다이아몬드 날이 달린 절단기로 슬래브를 절단하여 1개의 슬래브 당 5개의 보 시험체를 획득하였다. 각 보 시험체의 하중-처짐 곡선은 변위조절방식을 사용하여 구하였다. 실험 결과, 자기충전 콘크리트는 휨강도 및 연성, 인성지수 등 휨 성능을 평가하는 모든 부분에서 일반 콘크리트보다 양호한 성능을 보여주었다. 결과적으로 다짐이 필요없는 강섬유보강 자기충전 콘크리트는 강섬유보강 콘크리트의 가장 큰 단점인 시공성 저하 문제를 획기적으로 개선할 뿐만 아니라 역학적 성질도 양호하여 향후 토목 건축 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권2호
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• pp.209-220
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• 1999

터널의 숏크리트 라이닝이나 포장 콘크리트 보강용으로 요접철망(wire mesh)을 대신해서 강섬유가 사용되고 있다. 본 연구에서는 강섬유 보강으로 인한 인성평가 대상 구조물을 slab panel 구조($60{\times}60{\times}10$cm)로 하고, 강섬유 혼입률은 콘크리트 용적의 0.5% ~ 2%로 다양화하였다. 이 때 사용한 강섬유는 Dramix ZC type으로 직경은 0.8mm, 길이는 60mm이다. 강섬유 효과의 상대평가를 위한 용접철망(wire mesh)보강은 상면, 하면, 상하면 보강으로 하였다. 이들 실험 결과를 각국의 인성 평가 방법으로 비교 검토한 결과 슬래브(slab) 시험체 적용을 위한 EFNARC의 방법은 25mm의 처짐까지 측정하는 것이 너무 큰 것으로 평가되었고, 보의 휨인성 평가법을 적용하여 검토한 결과에서는 Johnston(II)방법에 의한 $I_{5.5}$ 가장 적절하였으며, JCI-SF4방법에서 지간의 1/150까지 측정하는 것은 너무 작았다. 또한 강섬유로 용접철망(wire mesh)을 효과적으로 대치할 수 있음을 알 수 있었고, 인성효과에 유용한 강섬유 혼입량은 0.5% ~ 1%범위에 있는 것으로 나타났다.