• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.753-756
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• 2008

일반 콘크리트에 비해 상대적으로 높은 인성과 연성의 특징을 갖는 HPFRCC는 과도한 하중을 받는 구조 부재 혹은, 내구적으로 취약한 부재 등에 사용될 수 있으며, 기존의 연구에 의하면 PVA섬유를 이용한 HPFRCC의 경우 혼입률 2%에서 가장 높은 휨 성능이 나타난다고 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 길이가 다른 두 종류의 PVA 섬유를 사용하여 상대적으로 짧은 섬유는 작은 균열(microcrack)을, 상대적으로 긴 섬유는 큰 균열(macrocrack)을 보다 효과적으로 제어하는 최적혼입비를 찾기 위하여 전체 PVA 혼입률을 2%로 고정시킨 채 두 섬유의 혼입률을 달리하여 각 혼입비에 따른 압축 및 휨 강도 테스트를 실시하였다. 또한 강섬유와 PVA 섬유를 동시에 하이브리드 보강한 콘크리트 부재에 대해서도 같은 실험을 실시하여 비교 분석하여 가장 높은 휨 성능을 나타낼 수 있는 최적배합을 찾고자 한다. 실험 결과 1.6%의 단섬유(12mm)와 0.4%의 장섬유(30mm)로 이루어진 시편에서 가장 높은 휨 성능을 보였으며, 2%의 PVA 섬유가 혼입된 부재에 대하여 소량의 강섬유 혼입 시 휨 성능이 다소 향상 되지만 많은 혼입량은 오히려 휨 성능의 저하를 초래하였다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.107-114
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• 2013

이 연구는 고속비상체의 충돌 및 에멀젼 폭약에 의한 폭발조건에서 섬유보강 콘크리트의 내충격 성능을 실험적으로 평가하는 것으로 목적으로 하였으며, 고속 충격시험은 비상체의 충돌속도는 약 350 m/s이며, 폭발실험은 시험체 표면에 폭약을 접촉시킨 상태에서 실시하였다. 그 결과, PVA, PE 및 강섬유의 혼입에 의한 섬유보강 콘크리트 시험체의 휨인장성능 증가는 고속충격 및 접촉폭발에 의한 배면파괴를 억제시켰다. 콘크리트의 내충격 성능에 있어서 배면파괴 억제는 압축강도에 비하여 휨인장성능의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한, 고속충돌 및 접촉폭발에 의해 발생하는 콘크리트 시험체의 파괴패턴은 매우 유사한 것을 알 수 있었으며, 고속비상체에 의한 충돌실험을 통해 접촉폭발상황에 대한 시험체의 파괴패턴의 유추가 가능할 것으로 판단된다.

• 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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• 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.

• Composites Research
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• 제23권3호
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• pp.50-57
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• 2010

섬유 보강 시멘트계 복합재료의 성능 예측 및 평가에 있어서 중요한 영향을 미치는 섬유 분포 특성을 정량적으로 평가하기 위해서는 복합재료의 단면 이미지에서 섬유를 정확히 검출하여야 한다. 이 논문은 형광원리를 이용하여 합성섬유를 매트릭스로부터 개별적으로 검출하기 위한 기초 연구로써 섬유 보강 시멘트계 복합재료 중의 하나인 ECC에 일반적으로 사용되는 PVA 섬유, PET 섬유, PE 섬유, 그리고 PP 섬유의 형광특성을 분석하였다. 또한 하이브리드 된 경우 합성섬유들 간의 상대 형광 광도값의 차이를 비교하여 종류별로 구분하기 위한 최적의 파장대를 선정하였으며, 그 파장대에서 두 분류대상을 구별할 수 있는 최적의 경계값을 통계적 방법을 이용하여 산출하였다. 또한 형광 현미경을 이용하여 각 섬유를 촬영하여 상대적인 밝기값을 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.159-169
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• 2007

취성적인 파괴를 보이는 시멘트 혼합토의 역학적 특성을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 섬유시멘트 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 유역에서 채취한 모래, 보통포틀랜드시멘트 그리고 최근 콘크리트와 시멘트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하였다. PVA 섬유는 시멘트와 접착성이 매우 우수하며 비중이 1.3으로 물보다 약간 큰 것이 특징이며 시멘트 보강재로 사용되고 있는 일반 PVA 섬유보다는 다소 직경이 큰 0.1mm의 PVA 섬유를 사용하였다. 깨끗한 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 후 5층으로 나누어 층당 55회 다짐하여 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 모든 공시체의 시멘트 혼합율은 4%로 동일하지만 섬유의 혼합위치를 다르게 시료를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 강도시험에서 섬유의 보강 형태와 위치에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 동일한 양의 섬유가 균일하게 보강된 경우의 일축압축강도가 그렇지 않은 경우보다 약 2배 증가하였다. 층당 섬유 혼합율이 동일할 경우 섬유 보강율이 증가함에 따라 일축압축강도도 증가하였으며, 전층이 보강되었을 때의 일축압축강도는 중간층만 보강된 경우보다 1.5배 이상 강도가 증가하였다. 섬유-시멘트 혼합토 거동에서 섬유의 혼합율과 섬유가 골고루 잘 분산되도록 하는 방법 또는 분산이 용이한 섬유를 선택하는 것이 중요하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권3호
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• pp.49-56
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• 2010

본 연구에서는 PVA섬유를 혼입한 비소성 황토 모르타르 및 콘크리트에 있어, PVA 혼입율 및 비소성 황토의 치환율에 따른 영향을 검토하기 위하여 계획한 실험으로서 물-결합재비는 모르타르와 콘크리트 동일하게 50%, PVA혼입율은 0, 0.3(%)로 하였으며, 비소성 황토 치환율은 모르타르의 경우 0, 25, 50, 75(%), 콘크리트의 경우 0, 15, 30, 50(%)로 각각 4수준에 따른 모르타르 및 콘크리트의 성상을 비교 분석하여 결과를 종합하면 다음과 같다. 비소성 황토의 치환율 30%, PVA섬유 혼입율은 0.3%를 사용할 때 강도 및 유동성, 소성수축에 의한 균열제어 등 양질의 콘크리트를 만들 수 있을 것으로 판단되며, 향후 친환경 콘크리트 시공시에 활용이 가능 할 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권2호
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• pp.102-106
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• 2007

선박 제조에 사용되고 있는 FRP(Fiber-reinforced plastic)를 재활용하기 위한 노력이 지속되고 있는 가운데 보다 친환경적이며 가치를 재창출할 수 있는 방법들이 연구되고 있다. 본 연구진들은 선박용 FRP에 쓰이는 유리섬유의 구조가 그 짜임새의 형태에 따라 로빙층과 매트층으로 구분된다는 사실에 착안하여 FRP를 분쇄하지 않고 층을 분리할 수 있었다. 그 중 로빙층을 적절한 크기로 잘라 장섬유(약 50 mm, 이후 'F섬유')를 만들었다. F섬유의 인장강도 증가와 화학적 내식성 증가는 잔재하는 수지(전체 섬유의 무게비 25% 정도)의 영향인 것으로 보인다. 본 연구에서는 F 섬유의 재활용의 한 방법으로 섬유강화 모르타르를 제조한 결과 2%(v/v)의 F섬유를 포함한 모르타르는 28일 양생 후 휨 강도가 34.6% 증가함을 보였다. 수입 합성섬유 P-54를 사용한 모르타르와 유사한 정도의 휨 강도를 얻을 수 있었다. 이는 F섬유가 골재로 사용이 가능하며 수입품을 대체할 수 있음을 의미한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.92-100
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• 2015

본 연구는 폴리비닐 알코올 섬유 및 강섬유를 체적비율로 1.5% 혼입한 고인성 섬유보강 시멘트복합체에 대한 비상체의 고속충돌시험을 실시하고, 충돌조건에 따른 파괴특성을 실험적으로 검토하는 것을 목적으로 하였다. 비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성을 평가하기 위하여 화약압력식 충격시험장치를 활용하였으며, 충돌속도의 범위는 약 150~1,000m/s로 설정하였다. 파괴특성에 대한 평가결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 섬유를 혼입하지 않은 Plain시험체의 약 3배 이상의 비상체 운동에너지가 작용하는 범위에서도 표면관입의 파괴등급으로 평가되었으며, 시험체가 파단되지 않는 내충격성능이 확인 되었다. 또한, 충돌시험 전후에 대한 시험체의 질량감소율의 경우, Plain시험체는 비상체의 운동에너지의 증가율과 비례적인 관계를 보였지만, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 비상체의 운동에너지의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 특히, 이와 같은 경향은 시험체 배면의 파괴특성과 밀접한 관계를 가지며, S시험체에 비해 PVA시험체의 배면박리 억제효율이 큰 것으로 평가되었다. 한편, 국부손상에 대한 표면관입깊이 및 배면박리깊이의 관계를 검토한 결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 Plain과 달리 시험체 단면의 중앙선을 기준으로 배면에 가까운 영역에서 배면박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 비상체의 충돌에 대한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 주요 파괴거동이 검토되었으며, Plain과 비교하여 내충격성능의 향상을 명확히 확인하였다.