• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.734-737
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• 2004

The synthetic fibers such as polypropylene(PP) and polyvilyl-alcohol(PVA) fiber are poised as a low cost alternative for reinforcement in structural applications. It has been reported that synthetic fiber in cement composites can control restrained tensile stresses and cracks and increase toughness, resistance to impact, corrosion, fatigue and durability. High performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCCs) shows ultra high ductile behavior in the hardened state, because of the fiber bridging properties. Therefore, a variety of experiments have being performed to access the performance of HPFRCCs recently. The research emphasis is on the flexural behavior of HPFRCCs made in synthetic fibers, and how this affects the composite property, and ultimately its strain-hardening performance. Three-point bending tests on HPFECCs are carried out. As the result of the bending tests, HPFRCCs showed high flexural strength and ductility. HPFRCCs made in PVA or Hybrid fiber were, also, superior to PP of singleness. On the other hand, effect of sand volume fraction on HPFRCCs made in PP was insignificant.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.67-75
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• 2011

이 연구에서는 UHPCC에서 강섬유 혼입률이 압축거동에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하였으며, 그 결과로부터 UHPCC에 적용가능한 압축거동 모델을 제시하고자 하였다. 섬유혼입률 0~5 vol.%에 대해 실험을 수행한 결과, 섬유혼입률이 증가함에 따라 압축강도 및 그 때의 극한변형률 및 탄성계수가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 100 MPa 이하의 강섬유보강 콘크리트에 대한 기존 연구 결과들과 비교했을 때, 압축강도는 섬유보강효과가 거의 동일한 경향을 나타내는 반면, 극한변형률과 탄성계수에 대한 섬유보강효과는 상대적으로 훨씬 적게 나타났다. 섬유혼입률이 증가함에 따른 UHPCC의 압축강도, 극한변형률 및 탄성계수의 변화를 섬유보강지수(RI)를 이용한 선형관계식으로 표현하였다. UHPCC의 압축거동에 대한 섬유보강효과는 거동의 형상에 전혀 영향을 미치지 않으며, 다만 압축강도와 그 때의 극한변형률 및 탄성계수에 영향을 미치는 점을 고려하여 UHPCC의 압축응력-변형률 관계를 제시하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.257-258
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• 2023

In this study, it was conducted to improve the physical properties of VAE polymer matrix used as a coating material. A nanocomposite was manufactured using graphene as a reinforcing agent based on a VAE matrix. As a result, improvements in tensile strength, adhesion strength, and porosity were confirmed.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.23-30
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• 2008

UHPCC는 고성능, 고강도와 우수한 역학적 특성을 지니고 있다. UHPCC는 동일한 하중 하에서 타 재료에 비해 단면을 축소할 수 있는 장점이 있으나, 보통콘크리트에 비해 외국에서 수입하는 실리카흄이 많이 사용되는 배합이 되어 제작비용을 증가시키는 원인이 된다. 최밀 충전구성에 의한 UHPCC의 우수한 역학적 특성은 분체에 해당되는 아주 가는 입경의 골재를 치환함으로서 변화시킬 수 있다. 본 연구는 실리카흄과 실리카플로우를 석회석 미분말로 치환된 UHPCC의 특성을 파악하고자 한다. 본 실험 시편은 치환종류에 따라 크게 세 가지로 분류한다. 압축강도와 플로우를 비교 검토하였으며, SEM, XRD와 NMR 방법등을 사용하여 미세조직과 수화반응 현상을 분석하였다. 결론적으로 석회석 미분말로의 치환은 UHPCC 구조부재의 시공 단가를 감소시키며, 굳지 않은 UHPCC의 특성을 향상시키는 유용한 치환이 된다고 볼 수 있다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권3호
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• pp.325-335
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• 2016

This paper studies the effects of steel fibre geometry and architecture on the cracking behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC), with the reinforcements being four types, namely 5DH ($Dramix^{(R)}$ hooked-end), 4DH, 3DH-60 and 3DH-35, of various hooked-end steel fibres at the fibre dosage of 40 and $80kg/m^3$. The test results show that the addition of steel fibres have little effect on the workability and compressive strength of SFRC, but the ultimate tensile loads, post-cracking behaviour, residual strength and the fracture energy of SFRC are closely related to the shapes of fibres which all increased with increasing fibre content. Results also revealed that the residual tensile strength is significantly influenced by the anchorage strength rather than the number of the fibres counted on the fracture surface. The 5DH steel fibre reinforced concretes have behaved in a manner of multiple crackings and more ductile compared to 3DH and 4DH ones, and the end-hooks of 4DH and 5DH fibres partially deformed in steel fibre reinforced self-compacting concrete (SFR-SCC). In practice, 5DH fibres should be used for reinforcing high or ultra-high performance matrixes to fully utilize their high mechanical anchorage.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.377-384
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• 2014

최근의 건축 구조물이 고층화, 대형화됨에 따라 초고강도 콘크리트의 적용 및 수요가 증가하고 있는 추세이나, 화재에 대한 취약성을 가지고 있는 초고강도 콘크리트의 열적 특성에 대한 검토는 아직 충분하지 않으며 이에 대한 성능 검토 또한 요구되고 있는 실정이다. 이에 이 논문에서는 초고강도 콘크리트의 고온 재료 모델 개발에 대한 기초적 자료를 제공하기 위하여 상온에서 $800^{\circ}C$까지의 고온 가열을 받은 100 MPa급 초고강도 콘크리트를 대상으로 가열온도의 변화에 따른 잔존압축강도, 탄성계수 및 응력-변형 성상, 반복하중 시의 응력-변형 성상 등 역학적 특성 변화를 확인하였다. 또한, TG/DTA분석과 SEM 촬영으로 콘크리트의 화학 물리적 특성을 확인하고 국내 외의 기존 연구와 비교 검토하였다. 그 결과, 가열온도 $300^{\circ}C$에서 잔존압축강도 및 탄성계수의 급격한 저하를 확인하였으며, 반복하중 하에서는 가열온도 $400^{\circ}C$부터 소성거동이 발생하는 것과 함께 단일하중과 거의 동일한 경향을 보임을 확인할 수 있었다. TG/DTA 분석 및 SEM 촬영을 실시한 결과와 기존 연구를 비교 검토한 결과, 콘크리트 내부 조직의 열화와 수분 증발 및 화학반응 등으로 인하여 잔존압축강도 및 탄성계수의 저하가 일어났음을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권4호
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• pp.381-392
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• 2023

This study experimentally investigates the flexural behavior of steel-UHPC composite slabs composed of an innovative negative Poisson's ratio (NPR) steel plate and Ultra High Performance Concrete (UHPC) slab connected via demountable high-strength bolt shear connectors. Eight demountable composite slab specimens were fabricated and tested under traditional four-point bending method. The effects of loading histories (positive and negative bending moment), types of steel plate (NPR steel plate and Q355 steel plate) and spacings of high-strength bolts (150 mm, 200 mm and 250 mm) on the flexural behavior of demountable composite slab, including failure mode, load-deflection curve, interface relative slip, crack width and sectional strain distribution, were evaluated. The results revealed that under positive bending moment, the failure mode of composite slabs employing NPR steel plate was distinct from that with Q355 steel plate, which exhibited that part of high-strength bolts was cut off, part of pre-embedded padded extension nuts was pulled out, and UHPC collapsed due to instantaneous instability and etc. Besides, under the same spacing of high-strength bolts, NPR steel plate availably delayed and restrained the relative slip between steel plate and UHPC plate, thus significantly enhanced the cooperative deformation capacity, flexural stiffness and load capacity for composite slabs further. While under negative bending moment, NPR steel plate effectively improved the flexural capacity and deformation characteristics of composite slabs, but it has no obvious effect on the initial flexural stiffness of composite slabs. Meanwhile, the excellent crack-width control ability for UHPC endowed composite members with better durability. Furthermore, according to the sectional strain distribution analysis, due to the negative Poisson's ratio effect and high yield strength of NPR steel plate, the tensile strain between NPR steel plate and UHPC layer held strain compatibility during the whole loading process, and the magnitude of upward movement for sectional plastic neutral axis could be ignored with the increase of positive bending moment.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.389-397
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• 2010

콘크리트는 역학적 성능, 내구성능, 경제성이 우수한 재료이지만 장경간 교량에 적용하기는 쉽지 않은데, 이는 콘크리트의 중량 대비 강도가 낮기 때문이다. 초고성능 콘크리트는 높은 압축강도를 가지며 굵은 골재를 사용하지 않으므로 단면의 크기를 줄일 수 있어, 장경간 교량 바닥판으로 활용이 기대된다. 그러나 초고성능 콘크리트는 재료 특성상 단위결합재량이 많으므로 바닥판 양생과정에서 수화열에 의한 균열이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 UHPC 바닥판의 초기재령 균열 위험성을 평가하기 위한 기초 작업을 수행하였다. 먼저 단열온도 상승시험 결과를 바탕으로 2변수 모델과 S자형 함수의 중첩으로 단열온도 상승곡선을 모델링하고, 등가재령의 개념을 도입하여 UHPC의 아레니우스 상수를 결정하였다. 이상의 결과를 실물크기 시험체에 대한 수화발열 측정시험으로 검증하였다. 다음으로 초음파 속도 측정 결과와 하중 재하에 의하여 탄성계수, 인장강도, 압축강도와 같은 UHPC의 역학적 특성을 구하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권6호
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• pp.669-682
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• 2017

The use of ultra high performance concrete (UHPC) in composite columns offers numerous structural benefits, and has received recent research attention. However, the information regarding the behavior of steel tube confined concrete (STCC) columns employing UHPC has been extremely limited. Thus, this paper presents an overview of previous experimental studies on circular STCC columns with taking into account various concrete strengths to point out their distinctive features. The effect of the confinement factor and the diameter to thickness ratio on both strength and ductility in circular STCC columns employing UHPC was investigated. The applicability of current design codes such as EC4, AISC, AIJ and some available analytical models for concrete confined by steel tube was also validated by the comparison of ultimate loads between the prediction and the test results of Schneider (2006) and Xiong (2012). To predict the stress-strain curves for confined UHPC in circular STCC stub columns, a simplified model was proposed and verified by the comparison with experimental stress-strain curves.

• Computers and Concrete
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• 제32권3호
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• pp.327-337
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• 2023

Concrete is the most widely used building material, with various types including high- and ultra-high-strength, reinforced, normal, and lightweight concretes. However, accurately predicting concrete properties is challenging due to the geotechnical design code's requirement for specific characteristics. To overcome this issue, researchers have turned to new technologies like machine learning to develop proper methodologies for concrete specification. In this study, we propose a highly accurate deep learning-based predictive model to investigate the compressive strength (UCS) of lightweight concrete with natural aggregates (pumice). Our model was implemented on a database containing 249 experimental records and revealed that water, cement, water-cement ratio, fine-coarse aggregate, aggregate substitution rate, fine aggregate replacement, and superplasticizer are the most influential covariates on UCS. To validate our model, we trained and tested it on random subsets of the database, and its performance was evaluated using a confusion matrix and receiver operating characteristic (ROC) overall accuracy. The proposed model was compared with widely known machine learning methods such as MLP, SVM, and DT classifiers to assess its capability. In addition, the model was tested on 25 laboratory UCS tests to evaluate its predictability. Our findings showed that the proposed model achieved the highest accuracy (accuracy=0.97, precision=0.97) and the lowest error rate with a high learning rate (R2=0.914), as confirmed by ROC (AUC=0.971), which is higher than other classifiers. Therefore, the proposed method demonstrates a high level of performance and capability for UCS predictions.