• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.14-20
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• 2017

UHPC는 초고층 건물 및 초장대교의 경우 필연적으로 사용되어진다. 일반적으로 콘크리트는 압축강도보다 낮은 휨강도 및 인장강도를 가지므로 취성균열이 발생하여 에너지 흡수능력이 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 강섬유의 혼입율과 형상비가 UHPC의 기계적 물성에 미치는 영향을 조사하고자한다. 시리즈 I에서, 20mm 직선형 강섬유가 0, 1.0, 1.3, 1.5 및 2.0%의 혼입율로 첨가되었다. 시리즈 II에서는 16mm 강섬유를 0, 1, 1.5%로 혼입한 후 형상비에 따라 역학적 성질을 조사하였다. 실험결과, 압축강도의 차이는 미비했다. 하지만 휨강도 및 인장강도와 관련하여 혼입율 및 형상비가 증가함에 따라 휨성능 및 인장성능이 개선되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권1호
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• pp.133-151
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• 2016

Self-Compacting Concrete (SCC) has been originally developed in Japan to offset a growing shortage of skilled labors, is a highly workable concrete, which is not needed to any vibration or impact during casting. The utilizing of fibers in SCC improves the mechanical properties and durability of hardened concrete such as impact strength, flexural strength, and vulnerability to cracking. The purpose of this investigation is to determine the effect of steel fibers on mechanical performance of traditionally reinforced Self-Competing Concrete beams. In this study, two mixes Mix 1% and Mix 2% containing 1% and 2% volume friction of superplasticizer are considered. For each type of mixture, four different volume percentages of 60/30 (length/diameter) fibers of 0.0%, 1.0%, 1.5% and 2% were used. The mechanical properties were determined through compressive and flexural tests. According to the experimental test results, an increase in the steel fibers volume fraction in Mix 1% and Mix 2% improves compressive strength slightly but decreases the workability and other rheological properties of SCC. On the other hand, results revealed that flexural strength, energy absorption capacity and toughness are increased by increasing the steel fiber volume fraction. The results clearly show that the use of fibers improves the post-cracking behavior. The average spacing of between cracks decrease by increasing the fiber volume fraction. Furthermore, fibers increase the tensile strength by bridging actions through the cracks. Therefore, steel fibers increase the ductility and energy absorption capacity of RC elements subjected to flexure.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.13-20
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• 2009

본 연구에서는 섬유혼입률이 초고강도 강섬유보강 콘크리트의 인장연화거동 특성에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 노치 낸 보에 대한 3점 재하 휨실험을 통해 초고강도 강섬유보강 콘크리트의 휨인장 거동을 구하고, Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하여 휨 실험 결과로부터 인장연화곡선을 도출하였다. 노치 낸 보의 휨 실험 결과에서 초기강성은 섬유혼입률에 관계없이 일정한 값을 나타내고, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하며 연화거동은 일정 균열폭에서 점근적으로 수렴하는 경향을 나타내었다. 역해석을 통해 구한 인장연화곡선으로부터 섬유혼입률과 임계균열폭, $\omega_0$의 함수로 인장연화모델을 제안하였으며, 인장연화모델은 균열이 진행됨에 따라 일정한 인장응력 값을 가지는 소성구간과 지수함수로 주어지는 연화구간으로 나누어 제시하였다. 본 연구에서 제시한 인장연화모델을 적용하여 점성균열모델을 이용한 유한요소해석을 수행한 결과, 해석 결과와 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제7권5호
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• pp.355-376
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• 2007

The purpose of this study is to predict and investigate the time-dependent creep behavior of composite materials. For this, firstly the evaluation method for the modulus of elasticity of whole fiber and matrix is presented from the limited information on fiber volume fraction using the singular value decomposition method. Then, the effects of fiber volume fraction on modulus of elasticity of GFRP are verified. Also, as a creep model, the nonlinear curve fitting method based on the Marquardt algorithm is proposed. Using the existing Findley's power creep model and the proposed creep model, the effect of fiber volume fraction on the nonlinear creep behavior of composite materials is verified. Then, for the time-dependent analysis of a composite material subjected to uniaxial tension and simple shear loadings, a user-provided subroutine UMAT is developed to run within ABAQUS. Finally, the creep behavior of center loaded beam structure is investigated using the Hermitian beam elements with shear deformation effect and with time-dependent elastic and shear moduli.

• 자원리싸이클링
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• 제24권3호
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• pp.66-75
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• 2015

상대적으로 제조공정이 짧아 환경 및 경제적 이점을 갖는 비정질강섬유(AF)를 길이 및 혼입률을 변화하여 휨성능을 평가와 더불어 기존의 일반강섬유(HF)와의 비교분석을 실시하였다. 섬유의 길이는 10 mm, 20 mm, 30 mm, 및 혼입률은 0.3%, 0.6%로 변화를 주어 실험을 진행하였다. 비정질강섬유(AF의 경우 비중은 일반강섬유(HF)와 거의 동일한 값을 가지나 겉보기부피는 약 2배정도 커서 같은 혼입률에서 투입되는 섬유의 개수는 훨씬 증가되어 배합설계에서 주의를 할 필요가 있다. 실험결과 휨강도의 영향은 섬유의 길이 및 혼입률이 증가할수록 강도의 증가를 보였으며, 일반강섬유(HF)보다 크게 나타났다. 특히 최대하중부근에서의 에너지소산능력이 뚜렷하게 증가하여 잔류하중단계에서의 급격한 감소에도 불구하고 일반강섬유(HF)와 거의 유사한 잔류강도 및 에너지소산능력을 보여주었다. 콘크리트 균열 후 파괴진행단계에서는 섬유의 인발저항에 의한 균열진행이 아닌 섬유의 파단에 의한 강도의 급격한 감소를 보여준 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권4호
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• pp.319-332
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• 2020

The impacts of reinforcing concrete matrix with steel fibers, polypropylene fibers and recycled plastic fibers using different volume fractions of 0.15%, 0.5%, 1.5% and 2.5% on the compressive and tensile characteristics are experimentally investigated in the current research. Also, flexural behavior of plain concrete (PC) beams, shear performance of reinforced concrete (RC) beams and compressive characteristics of both PC and RC columns reinforced with recycled plastic fibers were studied. The experimental results showed that the steel fibers improved the splitting tensile strength of concrete higher than both the polypropylene fibers and recycled plastic fibers. The end-hooked steel fibers had a positive effect on the compressive strength of concrete while, the polypropylene fibers, the recycled plastic fibers and the rounded steel fibers had a negative impact. Compressive strength of end-hooked steel fiber specimen with volume fraction of 2.5% exhibited the highest value among all tested samples of 32.48 MPa, 21.83% higher than the control specimen. The ultimate load, stiffness, ductility and failure patterns of PC and RC beams in addition to PC and RC columns strengthened with recycled plastic fibers enhanced remarkably compared to non-strengthened elements. The maximum ultimate load and stiffness of RC column reinforced with recycled plastic fibers with 1.5% volume fraction improved by 21 and 15%, respectively compared to non-reinforced RC column.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.333-336
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• 2005

This paper presents a comparative evaluation of eight different types of steel fibers used as reinforcing material in concrete beams. The fibers which used ultra-strength steel fiber reinforced concrete were fiber length of 30 to 60mm, aspect ratio of 43 to 86, W/B ratio 0.16 to 0.30, fiber types of both ends hooked and straight shape and fiber volume fraction of 1 to 5$\%$. As for the test results, it estimated the influence of fiber volume, length and aspect ratio on the mechanical properties of high toughness concrete, the mechanical properties improved according to increase fiber volume, to increase aspect ratio and to long fiber length. And the resonable fiber volume in high toughness concrete was analyzed 2$\%$ based on the results of mechanical properties.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.13-20
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• 2000

In this study, the compression test of steel fiber reinforced high-strength concrete have been performed with varying strengths and volume factions of steel fiber. Three types of matrices including low strength concrete( c'=30 MPa), medium strength concrete( c'=50 MPa), and high strength concrete( c'=70 MPa) were selected. Five types of fiber fractions were studied including 0.0%, 0.5%, 0.75%, 1.0%, and 1.5% by volume. From the results of the compressive strength test, the post-peak characteristics of the stress-strain relationship were investigated, and the existing equations to predict the elastic modulus were experimentally evaluated.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.573-581
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• 2013

이 논문은 강섬유보강콘크리트와 GFRP (glass fiber reinforced polymer)사이의 부착 특성을 조사하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험 주요 변수로는 보강근 지름, 섬유혼입량, 피복두께 및 콘크리트의 압축강도를 설정하였다. 부착파괴는 주로 콘크리트 피복에서의 쪼갬으로 인하여 유발되며, 이러한 콘크리트의 쪼갬파괴는 보강근과 콘크리트 사이의 변형 차이로 유발되는 인장력때문에 발생한다. 따라서, 보강근과 콘크리트 사이의 부착파괴를 방지하기 위하여, 콘크리트 피복부위의 인장강도를 향상시켜야 한다. 실험결과를 살펴보면, 섬유혼입량 증가는 부착강도를 크게 향상시키고 있으며, 피복두께는 최종 파괴모드를 변화시킴을 확인할 수 있었다. 보강근의 지름 또한 최종 파괴모드를 변화시킴을 확인할 수 있었다. 일반적으로 보강근의 지름은 부착특성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으나, 섬유혼입량은 부착특성에 큰 영향이 없는 것으로 알려져 있다. 콘크리트 압축강도의 증가는 보강근과 콘크리트 사이의 부착강도를 증가시켰으며, 이는 압축강도의 증가가 직접적으로 인장강도의 증가를 유발하기 때문이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.76-83
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• 2014

본 연구의 목적은 고강도 SFRC 보의 강섬유 보강효과를 평가하기 위한 것이다. 이를 위하여 13개의 실험체를 제작하여 성능실험을 실시하였다. 실험 변수는 전단경간비, 강섬유 혼입률, 전단보강근비이며 콘크리트 강도는 60 MPa이다. 기존 연구결과와 재료 및 부재 실험결과에 대한 분석에 의하면, 전단경간비 2.5와 강섬유 혼입률 1.0%인 경우가 강섬유 보강효과가 최대로 발휘되는 것으로 평가되었다. 강섬유 보강 및 전단경간비를 고려한 기존 전단내력식은 고강도 SFRC보의 내력을 과소평가하는 것으로 평가되었다. 향후 고강도 SFRC 보의 강도특성에 대한 보완 연구가 필요한 것으로 판단된다.