• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권3호
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• pp.281-292
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• 2022

This study aimed to analyze the dynamic punching shear performance of slab-column joints under cyclic loads with the use of double-hooked end (5D) steel fibers. Structural systems such as slab-column joints are widely found in infrastructures. The susceptibility to collapse of such structures when submitted to seismic loads is highly dependent on the structural performance of the slab-column connections. For this reason, the punching capacity of reinforced concrete (RC) structures has been the subject of a great number of studies. Steel fibers are used to achieve a certain degree of ductility under seismic loads. In this context, 5D steel hooked fibers provide high levels of fiber anchoring, tensile strength and ductility. However, only limited research has been carried out on the performance under cyclic loads of concrete structural members containing steel fibers. This study covers this gap with experimental testing of five different full-scale subassemblies of RC slab-column joints: one without punching reinforcement, one with conventional punching reinforcement and three with 5D steel fibers. The subassemblies were tested under cyclic loading, which consisted of applying increasing lateral displacement cycles, such as in seismic situations, with a constant axial load on the column. This set of cycles was repeated for increasing axial loads on the column until failure. The results showed that 5D steel fiber subassemblies: i) had a greater capacity to dissipate energy, ii) improved punching shear strength and stiffness degradation under cyclic loads; and iii) increased cyclic loading capacity.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.317-320
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• 2005

In recent years, according to the development of construction technique, the constructions of longer span bridges, taller buildings, deeper offshore structures, and other megastructures are calling for construction materials with increasingly improve properties. So, the demand for high-strength concrete(HSC) have been increased and many new structures have been built using HSC with the compressive strength about 100MPa. However, it is well-known that as the strength of concrete increases, concrete becomes more brittle. Recent studies, however, shown that the brittleness of HSC can be improved by adding some fibers to the concrete. Especially steel fiber reinforced concrete(SFRC) can be used in this case. Many research works have shown that SFRC results in better crack and deflection control, higher shear strength, improved fatigue performance, increased impact strength, reformed flexural strength, advanced fracture toughness and enhanced postcracking resistance. So, this is a study on the long-term response of SFRC applied to HPC about 40MPa. Therefore, in this study, the test results of twenty-six high-strength concrete specimens and steel fiber-reinforced concrete specimens, with steel fiber content of 1 $\%$ by volume were presented. And the results are analyzed by using of the factors of time, mix properties, humidity/temperature, and loading conditions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.41-50
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• 2014

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.101-102
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• 2010

본 논문에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트를 사용하여 제작한 PSC 보의 휨부재 실험을 통하여 부재의 균열발생양상, 초기균열강도, 극한강도 등의 구조적 거동 특성 등을 파악하고자 하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권1호
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• pp.21-31
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• 2019

The rich recipe of ultra high performance concrete (UHPC) offers the higher mechanical, durability and dense microstructure property. The variable like cement/sand ratio, amount of supplementary cementitious material, water/binder ratio, amount of fiber etc. alters the UHPC hardened properties to any extent. Therefore, to understand the effects of these variables on the performance of UHPC, inevitably a stage-wise development is required. In the present experimental study, the effect of sand/cement ratio, the addition of finer material (fly ash and quartz powder) and, hybrid fiber on the fresh, compressive and microstructural property of UHPC is evaluated. The experiment is conducted in three phases; the first phase evaluates the flow value and strength attainment of ingredients, the second phase evaluates the efficiency of finer materials (fly ash and quartz powder) to develop the UHPC and the third phase evaluate the effect of hybrid fiber on the flow value and strength of ultra high performance hybrid fiber reinforced concrete (UHP-HFRC). It has been seen that the addition of fly ash improves the flow value and compressive strength of UHPC as compared to quartz powder. Further, the usage of hybrid fiber in fly ash contained matrix decreases the flow value and improves the strength of the UHP-HFRC matrix. The dense interface between matrix and fiber and, a higher amount of calcium silicate hydrate (CSH) in fly ash contained UHP-HFRC is revealed by SEM and XRD respectively. The dense interface (bond between the fiber and the UHPC matrix) and the higher CSH formation are the reason for the improvement in the compressive strength of fly ash based UHP-HFRC. The differential thermal analysis (DTA/TGA) shows the similar type of mass loss pattern, however, the amount of mass loss differs in fly ash and quartz powder contained UHP-HFRC.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.457-460
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• 2008

본 연구에서는 폴리프로필렌섬유와 강섬유 혼입에 따른 고강도 기둥 콘크리트의 내화특성을 평가하였으며 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 곡선을 적용하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과 섬유보강재를 혼입하지 않은 기둥 시험체의 경우 폭렬이 심하게 발생하였으며 높은 내부온도를 나타났다. 폴리프로필렌섬유를 혼입한 고강도 콘크리트 기둥 시험체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 내부온도 결과에 있어서도 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우보다 낮게 나타났다. 폴리프로필렌섬유와 강섬유를 혼입한 기둥 공시체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 가장 낮은 내부온도를 나타내 가장 우수한 내화성능을 나타냈다.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.59-65
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• 2005

This report is on the Reinforcing System(MFRI) for Concrete Structure using FRP ROD & High-Performance Mortar. The main characteristic of this system is as follow. First, the fiber rods in this system have seven times greater tensile strength than general reinforcing steel bars(re-bar) and the weight is a fifth lighter. Camels coated on the fiber rods' surfaces to improve adhesive strength and pull-out strength. Second, high strength shotcrete mortar is has very good workability and low rebound rate. After installing the Fiber Rods, Shotcrete mortar Is applied or sprayed to finish reinforcement. Finally, MFRI system has excellent fire-resisting performance and sogood tolerance against external environment by inserting fiber rods and reinforcing materials into mortar which has high compressive strength. It is applied to bridge slab, utility box and tunnel of civil engineering works, and beam and slab of building structures.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권1호
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• pp.115-129
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• 2019

The effectiveness of an innovative method for the earthquake-resistant rehabilitation of existing poorly detailed reinforced concrete (RC) structures is experimentally investigated herein. Eight column subassemblages were subjected to earthquake-type loading and their hysteretic behaviour was evaluated. Four of the specimens were identical and representative of columns found in RC structures designed in the 1950s-70s period for gravity load only. These original specimens were subjected to cyclic lateral deformations and developed brittle failure mechanisms. Three of the damaged specimens were subsequently retrofitted with innovative high-strength steel fiber-reinforced concrete (HSSFC) jackets. The main variables examined were the jacket width and the contribution of mesh steel reinforcement in the seismic performance of the enhanced columns. The influence of steel fiber volume fraction was also examined using test results of a previous work of Tsonos et al. (2017). The fourth earthquake damaged subassemblage was strengthened with a conventional RC jacket and was subjected to the same lateral displacement history as the other three retrofitted columns. The seismic behaviour of the subassemblages strengthened according to the proposed retrofit scheme was evaluated with respect to that of the original specimens and that of the column strengthened with the conventional RC jacket. Test results clearly demonstrated that the HSSFC jackets effectively prevented the development of shear failure mechanisms, while ensuring a ductile seismic response similar to that of the subassemblage retrofitted with the conventional RC jacket. Ultimately, an indisputable superiority in the overall seismic performance of the strengthened columns was achieved with respect to the original specimens.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권6호
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• pp.639-645
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• 2014

최근에는 현대사회의 기술발전으로 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 건설산업에서도 재료 및 건축구조물의 발전이 계속되고 있는데, 그 중에서 콘크리트 재료의 발전이 특히 주목받고 있다. 그러나, 콘크리트는 간편성, 공기단축 및 높은 압축강도 등의 이점이 있는 반면에, 낮은 인장 및 휨강도, 취성파괴 및 건조수축 등의 문제점들이 발생하여 일부 기업 및 학계에서는 이를 해결하기 위하여 섬유보강 콘크리트 등 다방면의 연구가 진행되고 있다. 그 중, 섬유의 다량혼입으로 큰 응력에서 넓은 범위의 변형을 일으킬 수 있는 HPFRCC 재료 개발의 경우 섬유의 다량 혼입으로 높은 인성 등 발휘하는 장점이 있으나, 섬유 뭉침 등의 문제로 유동성 저하의 문제점이 발생하여 궁극적으로는 콘크리트의 품질저하를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 인장 및 휨 강도 성능 향상을 확보를 위해 섬유를 활용한 섬유보강 HPFRCC의 시멘트 복합재료에 시공성능을 향상시키기 위한 목적으로 유 무기 섬유 조합변화에 따른 HPFRCC의 유동 특성 및 역학적 특성 등을 분석하므로서 최적의 섬유조합을 제안하고자 한다. 결과적으로 1 % 소량 혼입시 유동성 측면에서는 섬유 조합변화한 경우보다 단독으로 사용하였을 경우 높은 유동성을 나타내었고 특히, SS섬유의 경우가 가장 높은 유동성을 나타내었다. 또한 공기량이 낮았던 유기섬유의 경우 상대적으로 공기량이 높았던 강섬유의 비해 강도는 높았지만 인장 및 휨 강도는 낮은 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.353-356
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• 2008

초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete)는 압축강도 200MPa, 인장강도 15MPa 및 휨강도 35MPa 정도의 높은 강도 특성과 열화인자의 침투 및 확산 속도가 보통콘크리트에 비해 1/20에서 최대 1/10,000까지 낮은 고내구성을 나타내면서 동시에 슬럼프 플로우가 약 220mm 정도의 자기충전성 특성을 갖는 콘크리트이다. 또한 초고성능 콘크리트의 가장 큰 특징으로는 강섬유의 혼입함으로써 휨강도와 인성의 향상이다. 따라서 본 연구에서는 초고성능 콘크리트의 섬유 형상에 따라 휨거동특성에 미치는 효과를 평가하였다. 그 결과 섬유 형상에 따라 휨강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 초기균열강도에는 큰 영향을 미치지 않고 물결타입의 강섬유 사용으로 최대 휨강도가 높게 나타났다.