• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.737-744
• /
• 2009

이 연구에서는 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)의 정적재하 실험을 통하여 UHPC를 적용한 구조 부재의 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 부피비 2%의 강섬유를 혼입하여 철근비가 0.02 이하인 부재의 실험을 통해 주요 휨거동 특성을 파악하였다. 이 연구 결과는 추후 UHPC의 처짐산정 및 휨강도 산정 모델링에 주요한 기초 실험 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 효과적이며, 연성지수는 6.29${\sim}$10.44 범위에서 산정되고 있어 우수한 연성거동 특성을 나타낸다. 또한 단부타설 방법으로 제작한 UHPC 보의 휨강도는 중앙타설 방법으로 제작한 UHPC의 휨강도보다 크게 나타나고 있으며, 이는 타설 방법에 의한 강섬유 배열 특성이 휨강도에 영향을 미치고 있음을 나타낸다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제35권4호
• /
• pp.463-474
• /
• 2020

In this paper, the influence of adding multi-walled carbon nanotube (MWCNT) on the pull behavior of steel and GFRP bars in ultra-high-performance concrete (UHPC) was examined experimentally and numerically. For numerical analysis, 3D nonlinear finite element modeling (FEM) with the help of ABAQUS software was used. Mechanical properties of the specimens, including Young's modulus, tensile strength and compressive strength, were extracted from the experimental results of the tests performed on standard cube specimens and for different values of weight percent of MWCNTs. In order to consider more realistic assumptions, the bond between concrete and bar was simulated using adhesive surfaces and Cohesive Zone Model (CZM), whose parameters were obtained by calibrating the results of the finite element model with the experimental results of pullout tests. The accuracy of the results of the finite element model was proved with conducting the pullout experimental test which showed high accuracy of the proposed model. Then, the effect of different parameters such as the material of bar, the diameter of the bar, as well as the weight percent of MWCNT on the bond behavior of bar and UHPC were studied. The results suggest that modifying UHPC with MWCNT improves bond strength between concrete and bar. In MWCNT per 0.01 and 0.3 wt% of MWCNT, the maximum pullout strength of steel bar with a diameter of 16 mm increased by 52.5% and 58.7% compared to the control specimen (UHPC without nanoparticle). Also, this increase in GFRP bars with a diameter of 16 mm was 34.3% and 45%.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.771-778
• /
• 2014

본 연구에서는 하이브리드 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)의 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유를 혼입하여 철근비가 0.02 이하인 부재의 실험을 통해 주요 휨거동 특성을 파악하였다. 본 연구결과는 추후 UHPC의 휨강도 산정 모델링에 실제적인 기초실험자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 하이브리드 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 효과적이며, 연성지수는 9.2~15.2 범위에 분포하고 있어 우수한 연성거동 특성을 나타낸다. 또한, 순수 휨 구간 내에 스터럽을 배근한 부재의 휨강도는 스터럽을 배근하지 않은 부재의 휨강도와 유사하며, 이 실험연구의 150 mm 간격 정도의 스터럽 배근은 강섬유 배열 및 휨강도에 영향을 미치지 않는다고 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
• /
• pp.176-177
• /
• 2022

In this study, surface performance evaluation was conducted according to the fiber and surface finishing technique of the exterior material using Ultra High Performance Concrete(UHPC), whitch is spotlighted as a highly durable exterior material. As a result of outdoor exposure, the initial performance of the UHPC Panel using organic fibers was maintained without being affected by the surface finishing technique. In the specimen using steel fiber, the surface performance was maintained when the water repellent treatment was performed in the plain specimen, but fiber corrosion occurred in the specimen to which the surface finishing technique was applied.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
• /
• pp.409-412
• /
• 2004

Over last decade extensive researches have been undertaken on the strength behaviour of Fiber Reinforced Concrete(FRC) structures. But the use of Ultra-High Strength Steel Fiber Cementitious Concrete Composites is in its infancy and there is a few experiments, analysis method and design criteria on the structural elements constructed with this new generation material which compressive strength is over 150 MPa and characteristic behaviour on the failure status is ductile. The objective of this paper is to investigate and analyze the behaviour of reinforced rectangular structural members constructed with ultra high performance cementitious composites (UHPCC). This material is known as reactive powder concrete (RPC) mixed with domestic materials and its compressive strength is over 150MP. The variables of test specimens were shear span ratio, reinforcement ratio and fiber quantity. Even if there were no shear stirrups in test specimens, most influential variable to determine the failure mode between shear and flexural action was proved to be shear span ratio. The characteristics of ultra high-strength concrete is basically brittle, but due to the steel fiber reinforcement behaviour of this structure member became ductile after the peak load. As a result of the test, the stress block of compressive zone could be defined. The proposed analytical calculation of internal force capacity based by plastic analysis gave a good prediction for the shear and flexural strength of specimens. The numerical verification of the finite element model which constitutive law developed for Mode I fracture of fiber reinforced concrete correctly captured the overall behaviour of the specimens tested.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제48권6호
• /
• pp.649-666
• /
• 2023

In the current scenario, conventional concrete faces a substantial challenge in the modern era of the construction industry. Today's structures are massive, featuring innovative designs and strict time constraints. Conventional concrete does not provide the required compressive strength, tensile strength, flexural strength, toughness, and cracking resistance. As a result, most of engineers and professionals prefer to use ultra-high-performance concrete (UHPC), based on its wide advantages. Several advantages like mechanical and durability properties of UHPC provides dominant properties than the traditional concrete. Mix proportions of UHPC consists of higher powder content which provides maximum hydration and pozzolanic reaction, thereby contributing to the enhancement of the UHPC properties. Apart from that the nanomaterials provides the filler behavior, which will further improve the density. Enhanced density and mechanical properties lead to improved durability properties against water absorption and other typical chemicals. Nanomaterials are the most adopted materials for various applications, ranging in size from 0.1 nanometers to 100 nanometers. This article explores the effects of nanomaterial application in UHPC as a replacement for cementitious material or as an additive in the UHPC mix. The physical and durability properties modifications and improvements of UHPC, as well as negative effects, limitations, and shortcomings, are also analyzed.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.20-31
• /
• 2024

연구목적: 고강도 콘크리트 연구개발은 건축물의 고층화를 가능케 하고, 단면 축소로 구조물 자중이 경감되어 보와 슬래브 두께를 얇게 함으로 보다 많은 층수를 축조할 수 있었으며, 넓은 유효공간이 확보되고, 기초 저면 지정에 사용된 자재 및 철근과 콘크리트 양을 절감하는 효과를 가져올 수 있다. 연구방법: 현장시공 및 품질측면에서는 낮은 물결합재비 배합를 연구하므로 건조수축 발생 저감 효과를 확인할 수 있고, 콘크리트 표면의 블리딩 최소화 연구를 통하여 그 효과를 검증할 수 있다. 연구결과:고성능감수제 사용에 의한 유동성 증진으로 자체 충전성이 높아 현장 시공 용이성을 확인하고, 콘크리트의 조기 강도 발현으로 거푸집 탈형 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 확인하였다. 이러한 실험결과 자료는 초고층 건축물에서는 설계기준강도 100MPa급 이상의 초고강도콘크리트의 현장 적용이 확대될 수 있다. 본 연구를 통하여 국내에서도 120층 이상의 초고층 건축물 현장 적용성이 고려된 130MPa급 이상의 초고강도 콘크리트를 현장에서 실제 적용 가능성 여부를 실험, 평가하였다. 결론:본 연구에서는 초고강도의 현장적용 가능성을 확인하기 위하여 여러 가지 방법의 실내기초 실험으로 연구되어진 최적의 배합비를 찾아서 모의부재 예비 실험 후 실물크기와 유사한 모의부재에 130MPa 초고강도콘크리트를 레미콘 공장에서 생산하여 현장 펌프 압송 타설하고, 콘크리트의 유동성 및 강도 발현과 수화열에 관하여 현장 적용성을 실험한 연구다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.295-304
• /
• 2013

초고성능 콘크리트(UHPC: Ultra-High Performance Concrete)는 최근 국내외에서 연구가 가장 활발한 분야 중 하나로서 구조물의 장수명화와 경제성 제고에 기여하고 있다. 품질관리 및 공사기간 단축을 위해서는 공장에서 제작된 프리캐스트 방식의 초고성능 콘크리트가 유리하지만, 이 경우에도 프리캐스트 세그먼트 간의 이음부 등 부득이 현장타설로 시공되어야 하는 부분이 존재한다. 그러나 현장타설 시에는 공장 제작 시와는 달리 최적의 양생 조건을 구현하기 어려울 가능성이 크다. 따라서 이 연구에서는 현장에서 예상되는 여러 가지의 열악한 양생 조건을 가정하였을 때 초고성능 콘크리트의 압축강도 발현 경향을 실험적으로 규명하였다. 양생온도, 양생 전 지연시간, 양생 지속시간, 수분 공급 조건을 변수로 두어 공시체를 제작한 후 표준적인 고온습윤양생으로 제작된 공시체의 강도와 비교하였다. 실험 결과를 분석하여 현장에서 타설된 초고성능 콘크리트를 양생할 때 요구되는 최소한의 조건을 제안하였다. 이 연구를 통해 초고성능 콘크리트의 현장에서의 활용도를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.251-260
• /
• 2023

비정형 건축물은 외부면이 다양한 곡선이기 때문에 비정형 거푸집은 맞춤제작되어 사용된다. 비정형 거푸집 제작에 있어 재활용이 가능한 Phase Change Material(PCM)과 곡률구현에 용이한 Ultra-High Performance Concrete(UHPC)가 사용된다. 그러나 PCM은 약 58~64℃가 융점이며, UHPC의 수화열로 PCM 거푸집이 손상될 수 있어 실험을 통해 형상을 확인한다. 실험은 제작한 PCM 거푸집에 Silicone sheet 3mm를 설치한 (A)와 설치하지 않은 (B) 거푸집에 UHPC를 타설한다. 실험결과 (A) 3.793mm, (B) 5.72mm가 측정되었으며, (B) 거푸집이 수화열에 취약한 것으로 분석되었다. 이러한 연구는 초고강도 비정형 패널 및 PCM 거푸집 제작 관련 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.23-34
• /
• 2014

초고성능 콘크리트(UHPC)를 현장에서 타설 하기 위해서는 타설 장비, 배근 상태, 타설 환경 등 현장 조건을 고려한 유동성 조절이 필요하다. 구성 재료와 배합비가 최적화된 UHPC 제품에서 유동성 조절을 위해 현실적으로 변경 가능한 방법은 물-결합재 비(W/B) 또는 고성능 감수제 혼입률(SP/C)을 조절하는 것이며, 경제적 이유로 강섬유 혼입률도 변경 할 수 있다. 일반 콘크리트와는 달리 UHPC는 아주 작은 재료와 배합비 변화에도 굳기 전 또는 굳은 성능에 많은 차이를 나타낸다. 따라서 이 연구에서는 이러한 요인들이 UHPC의 슬럼프 플로와 공기량에 미치는 영향, 그리고 인장 및 압축 성능에 미치는 영향을 알아보았으며, 슬럼프 플로와 공기량과의 선형적인 상관관계를 이용하여 이러한 성능들을 예측할 수 있는 식을 유도 하였다. UHPC의 특성 중 하나인 자기 충전성을 만족하는 조건에서 압축강도에 관한 최적 W/B와 SP/C는 각각 16.8%와 3%로 결정 되었으며, 이러한 조건에서 측정된 공기량은 3.2~4.2%로 이 범위에서의 공기량은 압축강도에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 휨 인장강도에 있어 W/B와 SP/C는 무시할 만큼 작은 영향을 미쳤으며, 상온 양생한 UHPC의 경우 섬유 혼입률이 휨 인장성능을 지배 하는 것으로 평가 되었다. 다만, 체적비로 1%의 강섬유가 혼입된 시편의 경우 섬유가 혼입되지 않은 시편과 달리 균열 후 연성적인 거동은 보였으나, 강도 증진에는 효과가 없는 것으로 나타났다. 반면, 체적비 2%의 강섬유가 혼입된 시편은 강도와 연성을 크게 증가시켰다.