• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권4호
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• pp.475-486
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• 2015

Mode II fracture toughness ($K_{IIc}$) of fiber reinforced concrete (FRC) has been widely investigated under various patterns of test specimen geometries. Most of these studies were focused on single type fiber reinforced concrete. There is a lack in such studies for hybrid fiber reinforced concrete. In the current study, an experimental investigation of evaluating mode II fracture toughness ($K_{IIc}$) of hybrid fiber embedded in high strength concrete matrix has been reported. Three different types of fibers; namely steel (S), glass (G), and polypropylene (PP) fibers were mixed together in four hybridization patterns (S/G), (S/PP), (G/PP), (S/G/PP) with constant cumulative volume fraction ($V_f$) of 1.5 %. The concrete matrix properties were kept the same for all hybrid FRC patterns. In an attempt to estimate a fairly accepted value of fracture toughness $K_{IIc}$, four testing geometries and loading types are employed in this investigation. Three different ratios of notch depth to specimen width (a/w) 0.3, 0.4, and 0.5 were implemented in this study. Mode II fracture toughness of concrete $K_{IIc}$ was found to decrease with the increment of a/w ratio for all concretes and test geometries. Mode II fracture toughness $K_{IIc}$ was sensitive to the hybridization patterns of fiber. The (S/PP) hybridization pattern showed higher values than all other patterns, while the (S/G/PP) showed insignificant enhancement on mode II fracture toughness ($K_{IIc}$). The four point shear test set up reflected the lowest values of mode II fracture toughness $K_{IIc}$ of concrete. The non damage defect concept proved that, double edge notch prism test setup is the most reliable test to measure pure mode II of concrete.

• 접착 및 계면
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• 제8권3호
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• pp.9-15
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• 2007

표면처리에 따른 Jute 섬유 강화 폴리프로필렌 복합재료의 수화 전 후 계면 물성을 미세역학시험과 동적 접촉각으로 평가하였다. 알칼리 및 실란 커플링제 용액으로 Jute 섬유의 표면을 처리함으로 Jute 섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도가 증가를 하였으며, 수화 이후 미처리, 알칼리 그리고 실란 커플링제 용액으로 표면처리된 Jute 섬유와 기지재 사이의 계면전단강도는 수분침투에 의해 감소하였다. 실란 커플링제 용액으로 표면처리된 Jute 섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도는 알칼리 용액 및 미처리의 경우에 비해 높았다. 미처리, 실란 커플링제 및 알칼리 용액 처리된 Jute 섬유의 표면에너지는 동적 접촉각 측정을 통해 계산되어졌다. 수화 이후의 열역학적 접착일은 섬유와 기지재 사이의 물 중간층을 고려하여 계산하였다. 계산되어진 결과를 통해 실란 커플링제 용액으로 표면처리된 Jute 섬유와 폴리프로필렌 계면 사이가 가장 안정한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.111-118
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• 2019

본 연구에서는 비정질강섬유의 혼입이 초고강도콘크리트의 폭렬특성에 미치는 영향이 실험적으로 검토되었다. 콘크리트는 압축강도 100과 150 MPa의 초고강도콘크리트가 사용되었다. 폴리프로필렌섬유는 0.15 vol%, 비정질강섬유는 0.3 및 0.5 vol%가 혼입되었다. 시험체는 콘크리트의 압축강도와 섬유혼입 조건에 따라 6수준이 제작되었고, ISO-834 가열곡선에 의해 가열되었다. 결과로써 폴리프로필렌섬유와 비정질강섬유가 혼입된 초고강도콘크리트의 폭렬제어에 있어서는 용융된 폴리프로필렌섬유가 형성하는 공극네트워크를 통해 수증기가 이동하는 효과가 지배적인 것으로 나타났다. 또한, 비정질강섬유 0.3v ol% 혼입률에서는 폭렬제어에 큰 영향을 미치지 않지만, 0.5 vol%의 비정질강섬유가 혼입될 경우에는 수증기가 이동할 수 있는 균열의 발생이 억제됨으로써 콘크리트 폭렬의 원인으로 지적되고 있는 수분막힘층(moisture clog)가 형성될 가능성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2019년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.32-33
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• 2019

This study evaluated the effect of amorphous steel fibers on the spalling characteristics of high-strength concrete. with mix proportions of polypropylene (PP) fibers of 0.15% by concrete volume, and proportions of amorphous steel fibers of 0.3% and 0.5% by concrete volume. In the range of 0.3 vol% of amorphous steel fiber, the effect of suppression of the spalling and the prevention of degradation of strength was shown, but it was evaluated to be ineffective in the suppression of the spalling due to interferences in formation of pore network in the range of 0.5 vol.%.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.543-550
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• 2009

본 연구에서는 재활용된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET)로 만든 플라스틱 단섬유의 구조재료로서의 사용 가능성을 조사하였다. 성능을 검증하기 위해서 가장 널리 상용되는 합성섬유인 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 섬유와 비교하였으며, 섬유의 혼입률을 0%, 0.5%, 0.75%, 1.0%로 변화시켜 혼입률에 따른 영향을 함께 검토하였다. 실험으로는 압축강도, 쪼갬인장강도 등의 재료 특성과 재생 PET(recycled PET fibers; RPET) 섬유가 혼입된 RC 부재에서의 극한성능과 연성을 평가하기 위해 RC보의 휨 실험을 수행하였다. 실험결과, 압축강도는 섬유의 혼입량이 증가함에 따라 감소하였으나, 기존 PP섬유와 유사하였다. 반면 쪼갬인장강도는 약간 증가하는 경향을 보였다. 구조 부재에 적용하였을 경우에는 RPET을 혼입한 RC 보의 극한강도, 상대 연성비, 에너지 흡수능력이 OPC 시편에 비해 확연히 증가되는 것을 알 수 있었다. 극한 휨강도와 연성비가 증가하는 현상은 PP 섬유를 혼입한 콘크리트에서도 유사하게 나타났다. 따라서 RPET 섬유는 콘크리트 부재의 보강섬유로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.407-415
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• 2023

본 연구에서는 폐로프 재활용 섬유를 사용하여 보강된 시멘트 복합체(이하, W 시리즈)의 탄산화 시험을 EN 12390 규정에 따라 수행하고, 폴리프로필렌 기반 상용 보강재 (이하, P 시리즈)를 함유한 경우와 비교 분석하였다. 탄산화 시험 결과, 탄산화 깊이는 물시멘트비에 특히 큰 영향을 받았으며, 동일 조건에서 폐로프 보강재 함유 시멘트 복합체의 탄산화 저항성능이 상용 PP 계열 보강재를 혼입한 경우보다 다소 우수함을 확인하였다. 총 250일의 탄산화 시험 기간 동안, P시리즈와 W 시리즈 모두 압축강도가 증가하는 추세를 보였으나 W 시리즈의 평균 압축강도가 P 시리즈보다 다소 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시험 초기 단계에는 W 시리즈가 P 시리즈와 동일 수준의 휨강도를 얻었으나, 후반에는 P 시리즈가 평균 1.0 MPa 더 높은 휨강도를 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권8호
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• pp.786-795
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• 1996

열가소성 고분자 복합재료 개발을 위하여 매트릭스 수지로는 폴리프로필렌섬유(PP)를 사용하고 유기계 강화소재로 폴리비닐알코올(비닐론, VF), 아라미드(케블라-49, KF) 및 폴리아미드섬유(PAF)등을 사용하였다. 복합매트제조장치로서 복합매트를 제조하고 가열.압축하여 고분자 복합재료를 성형하였다. 제조한 고분자 복합재료의 형태학, 유변학적 및 기계적특성 등을 측정하였다. 형태학에서 미트릭스와 강화섬유 간의 젖음성은 강화섬유의 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. PAF/PP와 VF/PP 복합재료에 대한 점성도는 낮은 주파수 영역에서 강화섬유의 함량이 증가됨에 따라 증가하였으나, 높은 주파주 영역에서 5-20wt%로 강화된 복합재료는 매트릭스인 PP에 근접하게 감소된 점성도를 나타냈다. 기계적 특성은 강화 섬유의 함량에 따라 변하였으며, VF/PP 및 KF/PP 복합재료가 PAF/PP 계에 비해 우수한 현상을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.342-345
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• 2006

The properties of reinforcing fiber, as tensile strength, aspect ratio and elastic modulus, have great effect on the fracture behavior of HPFRCC(High performance fiber-reinforced cementitious composite). Acoustic emission(AE) method was used to evaluate the characteristics of fracture process and the micro-failure mechanism of HPFRCC. For these purposes, three kinds of fibers were used : PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), SC(Steel cord). In this study, the AE characteristics of HPFRCC with different fiber type(PE.15, PP2.0, SC0.75+PE0.75) distributions under four-point-bending were studied. The result show that the AE technique is a valuable tool to study the failure mechanism of HPFRCC.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.181-184
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• 2005

Experimental results on lap splice performance of high performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCC) with fiber types under repeated loading are reported. Fiber types were polypropylene(PP), polyethylene(PE) and hybrid fiber[polyethylene fiber+steel cord(PE+SC)]. The development length($l_d$) was calculated according to the relevant ACI code requirements for reinforcing bars in concrete. The current experimental results demonstrated clearly that the use of fibers in cementitious matrixes increases significantly the splice strength of reinforcing bars in tension. Also, the presence of fibers increased the number of cracks formed around the spliced bars.

• Computers and Concrete
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• 제24권1호
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• pp.19-35
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• 2019

In this paper, the effect of the type and amount of fibers on the physicomechanical properties of concrete containing fine recycled refractory brick (RRB) and natural aggregate subjected to elevated temperatures was investigated. For this purpose, forta-ferro (FF), polypropylene (PP), and polyvinyl alcohol (PVA) fibers with the volume fractions of 0, 0.25, and 0.5%, as well as steel fibers with the volume fractions of 0, 0.75, and 1.5% were used in the concrete containing RRB fine aggregate replacing natural sand by 0 and 100%. In total, 162 concrete specimens from 18 different mix designs were prepared and tested in the temperature groups of 23, 400, and $800^{\circ}C$. After experiencing heat, the concrete properties including the compressive strength, ultrasonic pulse velocity (UPV), weight loss, and surface appearance were evaluated and compared with the corresponding results of the reference (unheated) specimens. The results show that using RRB fine aggregate replacing natural fine aggregate by 100% led to an increase in the concrete compressive strength in almost all the mixes, and only in the PVA-containing mixes a decrease in strength was observed. Furthermore, UPV values at $800^{\circ}C$ for all the concrete mixes containing RRB fine aggregate were above those of the natural aggregate concrete specimens. Finally, regarding the compressive strength and UPV results, steel fibers demonstrated a better performance relative to other fiber types.