• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.151-157
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• 2014

초고성능 콘크리트(UHPC)의 높은 강도 및 내구성으로 인하여 교량 바닥판에 UHPC를 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. UHPC 바닥판은 강도 및 강성이 기존 콘크리트보다 월등히 높아 합성된 강재 거더 상부 플랜지의 구조적 역할을 대신할 수 있을 것이므로, 이 연구에서는 상부 플랜지를 생략한 역T형 거더를 UHPC 바닥판과 합성한 형식을 제안하고자 한다. 역T형 거더를 적용함에 있어 상부플랜지에 전단연결재를 용접하는 방식으로 전단연결재를 설치할 수 없으므로, 새로운 형식의 전단연결재의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 3가지 형식의 전단연결재를 제안하고 이들의 정적 극한강도를 실험적으로 평가하였다. 첫 번째 형식은 웨브에 스터드를 횡방향으로 직접 용접한 전단연결재이고, 두 번째는 유럽에서 개발된 퍼즐스트립 형식의 전단연결재이며, 마지막은 횡방향 스터드와 퍼즐스트립을 조합한 전단연결재이다. 실험 결과 횡방향 스터드는 AASHTO LRFD에 제시된 기존 스터드 전단연결재의 강도 설계식 보다 평균 24% 크게 나타났으나, 바닥판에 쪼갬 균열이 현저히 발생하여 이를 방지하기 위한 새로운 대책이 필요한 것으로 나타났다. 퍼즐스트립은 기존 유럽의 연구에서 제안한 극한강도 평가식 보다 40% 큰 강도를 보여, 기존의 평가식이 지나치게 보수적인 것으로 나타났다. 마지막으로 2가지를 조합한 형식의 전단연결재의 극한강도는 각각의 전단연결재의 극한강도를 산술적으로 합한 것보다 작은 극한 강도를 보였고 바닥판에 균열 또한 현저하였으므로, 조합에 따른 상승효과를 기대할 수 없었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.138-145
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• 2018

이 연구에서는 UHPFRC의 주요 재료특성관련 설계변수로써 UHPFRC의 인장강도의 변동, 탄성계수의 변동 및 인장철근비의 변동이 UHPFRC의 휨강도에 미치는 영향을 해석적으로 파악하고자 하였다. UHPFRC의 인장강도 변동량이 ${\pm}20%$일 때 휨강도 예측 결과는 ${\pm}8{\sim}9%$ 수준의 휨강도 변동을 나타낸다. 수치 해석 결과는 UHPFRC의 인장강도의 변동이 휨강도 예측 수준에 큰 영향을 미치는 것을 나타낸다. 탄성계수 변동에 따른 휨모멘트-곡률 곡선 예측 결과는 곡선의 기울기, 즉 휨강성의 차이를 나타내고, 휨강도는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 한편, 철근항복강도가 400MPa인 경우, 철근비가 0.5%일 때에 비해 철근비가 1.0, 1.5 및 2.0%일 때 SC120f의 휨강도는 각각 30, 67 및 99%만큼 증가한다. 또한, 철근비가 0.5%일 때에 비해 철근비가 1.0, 1.5 및 2.0%일 때 SC150f의 휨강도는 각각 29, 57 및 86%만큼 증가하고, SC180f의 휨강도는 각각 25, 50 및 70%만큼 증가하였다. 따라서 철근비 변동에 따라 UHPFRC의 휨강도는 큰 영향을 받음을 나타내고, 콘크리트 설계기준 압축강도가 클수록 철근비 증가에 따른 휨강도 증가율은 더 작음을 나타낸다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.154-155
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• 2021

Appearance finish is important for amorphous buildings to maximize amorphousness, and GFRC, glass, and metal are mostly used as exterior materials for amorphous buildings currently applied. However, the existing exterior materials showed limitations in amorphous expression, texture, and color expression. In this study, a 3D stereoscopic panel mold was manufactured using the FDM method, one of the 3D printing technologies, and 3D stereoscopic panel production was reviewed using Ultra High Performance Concrete (UHPC), which has excellent physical and mechanical performance and expression. In order to overcome the limitations of unstructured expression, a UHPC 3D stereoscopic panel using the FDM method, one of the 3D printing technologies, was manufactured. Unlike steel molds, FRP molds, and EPS molds, the FDM method can be applied to various materials, and complex shapes are implemented. If it is used using recyclable materials as well as PLA filaments used in the FDM method, it will overcome the limitations of amorphous expression and activate the production of 3D stereoscopic panels that have secured eco-friendliness.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.547-554
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• 2013

이 연구에서는 UHPFRC에 대해 강섬유의 인발실험을 수행하고, 그 결과로부터 매트릭스에 대한 강섬유의 부착강도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 실험은 여러 개의 섬유를 이용한 양면 인발실험을 적용하였다. 섬유분포밀도에 따른 영향을 파악해 본 결과, 이 연구에서 고려한 섬유분포밀도의 범위는 섬유 간 상호간섭효과를 나타내지 않는 범위임을 확인하였다. 최대 인발하중 상태의 하중 또는 흡수에너지, 완전 뽑힘 상태의 흡수에너지를 고려한 몇 가지 방법들로 부착강도를 평가한 결과, 완전 뽑힘 상태의 흡수에너지로부터 구한 부착강도는 섬유의 묻힘길이에 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 최대 인발하중 상태로부터 구한 부착강도는 평균적으로 약 6.64 MPa의 부착강도를 나타냈으며, 이 값은 최대 인발하중만으로 구한 부착강도 6.46 MPa와 비교했을 때 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 실험 및 평가의 용이성을 고려할 때 최대 인발하중만으로 부착강도를 평가해도 무방할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.37-45
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• 2013

본 연구에서는 다양한 RC 슬래브의 접촉 발파 실험을 수행하여 내폭 성능을 평가하였다. RC 슬래브의 내폭 성능 향상을 위해 섬유 보강과 외부 CFRP 시트 보강을 도입하였다. 폭발하중 실험은 $2,000{\times}1,000{\times}100mm$ RC 슬래브를 제작하였고, 일반 콘크리트와 강섬유 보강 콘크리트, 하이브리드 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체, 초고성능 콘크리트를 적용하였다. 접촉 발파로 생긴 RC 슬래브의 손상 정도를 크레틀, 스폴과 브리치의 직경과 깊이로 평가하였다. 실험 결과를 LS-DYNA 유한요소해석 프로그램과 Morishita 등의 예측식으로 검증하고 비교분석하였다. 분석 결과, LS-DYNA 프로그램을 이용하여 크레틀, 스폴, 브리치의 직경 및 깊이에 대한 개략적인 예측이 가능하며, 폭발하중 하에서 손상부의 거시적 거동을 모사함으로써 부재의 파괴 이력을 나타낼 수 있었다. 국부 손상에 대한 세가지 예측식이 소개되어 있으나 경험식으로써의 한계가 존재하며, 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.765-768
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• 2008

UHPC에서의 실리카 퓸은 강도와 유동성 증진에 있어 매우 중요한 요소라 할 수 있으며 그 사용량은 시멘트에 대해 25%이상(중량비)을 보편적으로 사용하고 있으나 실리카 퓸의 사용량에 따른 UHPC에 미치는 영향을 파악하는 노력들이 필요하다. 이에 본 연구에서는 실리카 흄의 사용량에 따른 유동성, 압축강도, 탄성계수, 휨강도의 역학적 특성과 SEM 및 MIP(Mercury Intrusion Porosimetry)를 통한 내부조직을 검토하였다. 검토결과, 적절한 실리카 퓸의 사용은 유동성과 강도를 증진시키는데 이는 포졸란 반응에 의한 수화물질의 증대와 필러역할에 의한 콘크리트 내부의 밀도가 효과적으로 증진되어 강도가 증가한 것을 MIP 실험을 통해 알 수 있었다. 또한 시멘트에 대해 중량비로 $10{\sim}25%$ 범위 내에서는 비슷한 역학적 특성을 나타내는 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.643-657
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• 2020

This study presents experimental and numerical investigations on circular steel tube confined ultra high performance concrete (UHPC) columns under axial compression. The plain UHPC without fibers was designed to achieve a compressive strength ranged between 150 MPa and 200 MPa. Test results revealed that loading on only the UHPC core can generate a significant confinement effect for the UHPC core, thus leading to an increase in both strength and ductility of columns, and restricting the inherent brittleness of unconfined UHPC. All tested columns failed by shear plane failure of the UHPC core, this causes a softening stage in the axial load versus axial strain curves. In addition, an increase in the steel tube thickness or the confinement index was found to increase the strength and ductility enhancement and to reduce the magnitude of the loss of load capacity. Besides, steel tube with higher yield strength can improve the post-peak behavior. Based on the test results, the load contribution of the steel tube and the concrete core to the total load was examined. It was found that no significant confinement effect can be developed before the peak load, while the ductility of post-peak stage is mainly affected by the degree of the confinement effect. A finite element model (FEM) was also constructed in ABAQUS software to validate the test results. The effect of bond strength between the steel tube and the UHPC core was also investigated through the change of friction coefficient in FEM. Furthermore, the mechanism of circular steel tube confined UHPC columns was examined using the established FEM. Based on the results of FEM, the confining pressures along the height of each modeled column were shown. Furthermore, the interaction between the steel tube and the UHPC core was displayed through the slip length and shear stresses between two surfaces of two materials.

• 산업진흥연구
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• 제6권4호
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• pp.1-9
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• 2021

본 연구는 정수슬러지의 활용을 위하여 경량골재를 제조하고, 그 물성을 확인하기 위하여 경량골재의 특성과 그 활용가능성을 확인하는 것이다. 경량골재 원료로써 특성을 알아보기 위하여 화학조성 및 열적 특성에 대하여 검토하였다. 급속소성법을 이용하여 골재를 소성하고 물성을 측정하였다. 정수슬러지는 높은 강열감량을 가지고 있었으며, 높은 내화도를 가지고 있었다. 정수슬러지를 30wt% 첨가하였을 때 1,150~1,200℃의 온도에서 경량화되는 것을 확인할 수 있었고, 1200℃이상의 온도에서 밀도 0.8이하의 초경량골재도 제조할 수 있었다. 일반골재를 대체하여 콘크리트에 적용 시 28일 강도가 200~600kgf/cm²를 갖는 공시체를 얻을 수 있었으며, 여과재 시험 시 일반모래와 동등 이상의 성능을 나타냈다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.94-101
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• 2024

본 연구에서는 광촉매를 비표면적이 큰 구조물에 적용 가능성을 확보하기 위하여 광촉매 용액을 모르타르 표면에 코팅을 통한 미세먼지 저감성능을 분석하였다. 코팅 용액의 광촉매 농도는 1.5 %와 3.0 %로 설정하였으며, 바인더의 종류는 초고성능 콘크리트(UHPC), 보통포틀랜드시멘트(OPC), 고로슬래그(blast furnace slag)를 실험변수로 고려하였다. 전체 모르타르가 공통적으로 광촉매 농도가 증가할수록 NO_x 농도 저감률이 증가하였으며, 이는 광촉매 농도가 증가할수록 미세먼지 저감 성능이 증가하는 것을 나타낸다. 또한, 미세먼지 저감 성능 결과 NO_x 농도 저감률이 UHPC가 가장 크게 나타났으며, 고로슬래그로 치환할수록 미세먼지 저감 성능이 크게 나타났다. 이는 바인더의 입자의 차이로 인해 내부조직의 치밀함에 따라 표면에 남아있는 TiO₂ 성분량 차이로 인해 미세먼지 저감 성능에 영향을 미쳤다고 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.659-674
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• 2024

Casting Ultra High-Performance Concrete (UHPC) on an orthotropic steel deck and forming a composite action by connectors could improve the steel deck fatigue performance. This study presents the mechanical performance of a proposed post-combination connection between UHPC and steel, which had a low constraint effect on UHPC shrinkage. A total of 10 push-out tests were conducted for static and fatigue performance investigations. And the test results were compared with evaluation methods in codes to verify the latter's applicability. Meanwhile, nonlinear simulation and parametric works with material damage plasticity models were also conducted for the static and fatigue failure mechanism understanding. The static and fatigue test results both showed that fractures at stud roots and surrounding local UHPC crushes were the main failure appearances. Compared with normally arranged studs, group arrangement could result in reductions of static stud shear stiffness, strength, and fatigue lives, which were about 18%, 12%, and 27%, respectively. Compared with the test results, stud shear capacity and fatigue lives evaluations based on the codes of AASHTO, Eurocode 4, JSCE and JTG D64 could be applicable in general while the safety redundancies tended to be smaller or even insufficient for group studs. The analysis results showed that arranging studs in groups caused obviously uneven strain distributions. The severer stress concentration and larger strain ranges caused the static and fatigue performance degradations of group studs. The research outcome provides a very important basis for establishing a design method of connections in the novel post-combination steel-UHPC composite deck.