Jahangir, Hashem;Eidgahee, Danial Rezazadeh;Esfahani, Mohammad Reza
Steel and Composite Structures
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v.44
no.6
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pp.803-816
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2022
Composite materials are effective in forming externally bonded reinforcements which find applications related to existing structures repair, attributed to their high strength-to-weight ratio and ease of installation. Among various composites, fibre reinforced polymers (FRP) have somewhat been largely accepted as a commonly utilized composite for such purposes. It is only recently that steel fibres have been considered as additional members of the FRP fibre family, intuitively termed as steel reinforced polymer (SRP). Owing to its low cost and permissibility of fibre bending at sharp corners, SRP is rapidly becoming a viable contender to other FRP systems. This paper investigates the bond behaviour of SRP-concrete joints with different bonded lengths (50, 75, 100, 150 and 300 mm) and widths (15, 30, 40, 50, and 75 mm) using single-lap shear tests. The experimental specimens contain SRP strips with a fixed density of steel fibres (0.472 cords/mm) bonded to the face of concrete prisms. The load responses were obtained and compared in terms of corresponding load and slip boundaries of the constant region and the peak loads. The failure modes of SRP composites are discussed, and the range of effective bonded length is evaluated herein. In the end, a new analytical model was proposed to estimate the SRP-concrete bond strength using a genetic algorithm, which outperforms 22 existing FRP-concrete bond strength models.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2008.10a
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pp.1463-1474
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2008
In order to investigate stabilization effect and sustainability on As-contaminated farmland soils which were affected the abandoned mine site and stabilized by zerovalent iron(ZVI) and industrial by-products, batch-scale and pilot-scale tests were carried out. In batch tests, ZVI and industrial by-products(blast furnace slag, steel refining slag and oyster shell powder) were used in treatment materials to reduce the As leaching. Industrial by-products were mixed with As-contaminated soils, in the ratio of 1%, 3%, 5% and 7% on the weight base of dried soil. The results of batch-scale tests was shown that the reduction of As concentration was observed in all samples and it was expected that ZVI and steel refining slag were more effective than other treatment materials to stabilize As compounds. In pilot-scale tests, columns were filled with untreated soils and treated soils mixed with ZVI and steel refining slag in the same mixing ratio of 3%. Distilled water was discharged into the columns with the velocity of 0.3 pore volume/day. During the test, pH, EC, Eh and As concentration were measured in the regular term(1pore volume). after six months, pilot-scale tests were retested to investigate sustainability of treatment materials. As a result, It was shown that the leachate from control column was continuously released during the test period and its concentration was greater than $100ug{\cdot}L^{-1}$ which was exceeded the national regulation of water discharged to river or stream ($50ug{\cdot}L^{-1}$). On the other hand, soil treated with ZVI and steel refining slag showed that the concentrations of leachate were lower than national regulation of water discharged to river or stream. Therefore it was expected that ZVI and steel refining slag could be applied to the farmland site as the alternative treatment materials.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2002.05a
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pp.613-618
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2002
Steel slag produced in steel making process is divided with electric arc furnace slag and converter slag. Compared with the blast furnace slag, converter slag has the expansibility due to the reaction with water and free CaO. Therefore it is specified in Standard Specification for Concrete in Korea that steel slag aggregate must not be used in concrete. In this study, we treat electric arc furnace slag aggregate(EAFSA) for concrete before and after several aging process to reduce expansibility. The fundamental properties are measured, which are specific gravity, unit weight, abrasion value and immersion expansion ratio, as concrete aggregate. To understand the suitability of EAFSA for concrete, we made the concrete with EAFSA and then determined the strength and the volume change in EAFSA concrete. From the results EAFSA treated with steam aging process has potentiality for concrete aggregate.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.40
no.6
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pp.271-278
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2007
In this study, applicable possibility in chemical decontamination for reactor coolant pump(RCP) was investigated for the various stainless steels. The stainless steel(STS) 304 showed the best electrochemical properties for corrosion current density and the lowest weight loss ratio in chemical decontamination process model 3-3 than other materials. The weightloss quantity in chemical decontamination process model 3-3 presents the lowest value compare to the other chemical decontamination process model 1, 2, 3-1 and 3-2. In the case of SEM observation, the pitting corrosion was generated in both STS 415 and STS 431 with the increasing numbers of cycle. The intergranular corrosion in STS 431 was sporadically observed. The sizes of their pitting corrosion were also increased with increasing cycle numbers.
Corrosion of steel reinforcment is the most significant factor of deterioration in reinforced concrete structures. Chloride ion is considered one of the most common culprits in the corrosion of steel in concrete. It breaks down the passive film and allows the steel to corrode actively at a high rate. The main objective of this study is to determine the critical chloride ion concentrations in the pore solutions and chloride binding effect of cement pastes made with and without fly ash. Cement pastes with water-binder ratio of 0.5, allowed to hydrate in sealed containers for 28 days and to express pore solution. The expressed pore fluids were analyzed for chloride and hydroxyl ion concentrations. Evaporable water on paralled specimens was determined a.s the loss of weight per 100g of unhydreded cement when the specimens were heated to constant weight at 105'C. It was found that the replaced cement with fly ash has negligible influnce on the chloride binding and chloride binding capacity and rises the $Cl^-$ /$OH^-$ ratio in pore solution.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.29
no.3
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pp.253-260
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2016
In this paper, the optimal seismic design method for inducing the beam-hinge collapse mechanism of steel moment frames is presented. This uses the non-dominated sorting genetic algorithm II(NSGA-II) as an optimal algorithm. The constraint condition for preventing the occurrence of plastic hinges at columns is used to induce the beam-hinge collapse mechanism. This method uses two objective functions to minimize the structural weight and maximize the dissipated energy. The proposed method is verified by the application to nine story steel moment frame example. The minimum column-to-beam strength ratio to induce the beam-hinge collapse mechanism are investigated based on the simulation results. To identify the influence of panel zone on the minimum column-to-beam strength ratio, three analytic modeling methods(nonlinear centerline model without rigid end offsets, nonlinear centerline model with rigid end offsets, nonlinear model with panel zones) are used.
Kang, Ji Heon;Kim, Kun Woo;Jang, Jin Seok;Kim, Ji Wook;Yang, Min Seok;Gu, Yoon Sik;Ahn, Tae Min;Kwon, Sun Deok;Lee, Jae Wook
Composites Research
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v.34
no.1
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pp.35-46
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2021
This paper aims to reduce weight by replacing the reinforcements of the B-pillar used in vehicles with CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) and GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) from the existing steel materials. For this, it is necessary to secure structural stability that can replace the existing B-pillar while reducing the weight. Existing B-pillar are composed of steel reinforcements of various shapes, including a steel outer. Among these steel reinforcements, two steel reinforcements are to be replaced with composite materials. Each steel reinforcement is manufactured separately and bonded to the B-pillar outer by welding. However, the composite reinforcements presented in this paper are manufactured at once through compression and injection processes using patch-type CFRP and rib-structured GFRP. CFRP is attached to the high-strength part of the B-pillar to resist side loads, and the GFRP ribs are designed to resist torsion and side loads through a topology optimization technique. Through structural analysis, the designed composite B-pillar was compared with the existing B-pillar, and the weight reduction ratio was calculated.
Under the seawater environment, the reinforced concrete structure is deteriorated due to physical and chemical attacks. The main deterioration mechanism is the chloride corrosion of reinforcing steel. The corrosion inhibitors have been used to protect the rebars from corrosion which are susceptible to chlorides in concrete. However, there is not clear conclusion about corrosion inhibitors yet. In this study, it is made the accelerated experiment with 3 kinds of corrosion inhibitors for various chloride ingresses. It is estimated corrosion inhibitors that inhibitors by Half-Cell Potential, corrosion area ratio and weight loss ratio. It is concluded that inhibitors are not effective to corrosion inhibition for excessive chloride ingress. However, the effect of inhibition is directly proportional ot contents of corrosion inhibitors in some chloride ingress.
As wrought stainless steel, sintered stainless steel (STS) has excellent high-temperature anti-corrosion even at high temperature of $800^{\circ}C$ and exhibit corrosion resistance in air. The oxidation behavior and oxidation mechanism of the sintered 316L stainless was reported at the high temperature in our previous study. In this study, the effects of additives on high-temperature corrosion resistances were investigated above $800^{\circ}C$ at the various oxides ($SiO_2$, $Al_2O_3$, MgO and $Y_2O_3$) added STS respectively as an oxidation inhibitor. The morphology of the oxide layers were observed by SEM and the oxides phase and composition were confirmed by XRD and EDX. As a result, the weight of STS 316L sintered body increased sharply at $1000^{\circ}C$ and the relative density of specimen decreased as metallic oxide addition increased. Compared with STS 316L sintered parts, weight change ratio corresponding to different oxidation time at $900^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$, decreased gradually with the addition of metallic oxide. The best corrosion resistance properties of STS could be improved in case of using $Y_2O_3$. The oxidation rate was diminished dramatically by suppression the peeling on oxide layers at $Y_2O_3$ added sintered stainless steel.
Park, Hoon;Yoo, Ji-Wan;Lee, Hee-Gwang;Song, Jung-Un;Kim, Sung-Kon
Explosives and Blasting
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v.25
no.2
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pp.1-10
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2007
In this paper, the 1/5 scale models of the reinforced concrete colunms were designed and fabricated. The influence of the number of blasting holes on the exposed length of steel bars and vertical load was investigated. The relation between the length of steel bar and the number of blasting holes was examined by performing the blast tests considering the vertical load on the scaled reinforced concrete columns. Weight of scaled column models by blasting and that of exposed was compared with the number of blasting holes. Finally, based on the exposed length of steel bars and vertical load, the number of blasting holes were calculated. Results shows that the number of blasting holes calculated in this study are suitable for scaled structure models test by blasting demolition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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