• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.427-437
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• 2015

콘크리트는 인장거동에 취약하므로 적절한 보강재를 필요로 한다. 또한 시멘트 클링커 생산시 발생하는 $CO_2$로 인해 시멘트 사용량을 줄이려는 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 폴리프로필렌 섬유와 왕겨재를 혼입한 콘크리트의 공학적 성능을 평가하였다. 섬유재는 0.125~0.375%의 수준을, 왕겨재는 0~20% 치환률을 고려하여 콘크리트 배합을 준비하였으며, 압축강도, 쪼갬인장강도, 휨강도와 균열폭, 내충격성, 인발특성을 평가하였다. 또한 섬유재 혼입률, 섬유재 길이, 왕겨재의 혼입률을 고려하여 실험결과를 분석하였다. 인장특성에 대해서는 섬유재의 혼입량이, 강도특성에서는 왕겨재의 혼입률이 지배적이었으며, 0.125%의 섬유재 혼입과 10% 왕겨재 치환인 배합에서 가장 효과적인 공학적 특성이 발현되었다. 적절한 왕겨재 및 섬유재의 혼입은 다양한 공학적 특성을 강화시킬 뿐 아니라 친환경적인 측면에서도 유리하다고 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권6호
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• pp.639-645
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• 2014

최근에는 현대사회의 기술발전으로 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 건설산업에서도 재료 및 건축구조물의 발전이 계속되고 있는데, 그 중에서 콘크리트 재료의 발전이 특히 주목받고 있다. 그러나, 콘크리트는 간편성, 공기단축 및 높은 압축강도 등의 이점이 있는 반면에, 낮은 인장 및 휨강도, 취성파괴 및 건조수축 등의 문제점들이 발생하여 일부 기업 및 학계에서는 이를 해결하기 위하여 섬유보강 콘크리트 등 다방면의 연구가 진행되고 있다. 그 중, 섬유의 다량혼입으로 큰 응력에서 넓은 범위의 변형을 일으킬 수 있는 HPFRCC 재료 개발의 경우 섬유의 다량 혼입으로 높은 인성 등 발휘하는 장점이 있으나, 섬유 뭉침 등의 문제로 유동성 저하의 문제점이 발생하여 궁극적으로는 콘크리트의 품질저하를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 인장 및 휨 강도 성능 향상을 확보를 위해 섬유를 활용한 섬유보강 HPFRCC의 시멘트 복합재료에 시공성능을 향상시키기 위한 목적으로 유 무기 섬유 조합변화에 따른 HPFRCC의 유동 특성 및 역학적 특성 등을 분석하므로서 최적의 섬유조합을 제안하고자 한다. 결과적으로 1 % 소량 혼입시 유동성 측면에서는 섬유 조합변화한 경우보다 단독으로 사용하였을 경우 높은 유동성을 나타내었고 특히, SS섬유의 경우가 가장 높은 유동성을 나타내었다. 또한 공기량이 낮았던 유기섬유의 경우 상대적으로 공기량이 높았던 강섬유의 비해 강도는 높았지만 인장 및 휨 강도는 낮은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.171-178
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• 2019

본 연구는 탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 그리고 유리섬유시트를 혼합한 하이브리드 FRP 플레이트를 제작하였으며, 제작한 보강 플레이트를 보강한 후, 최대한의 휨 보강 효과가 발생되도록 다시 보강 플레이를 긴장시켜 RC보의 휨 보강 효과를 파악하고자 하였다. 또한, 긴장시키는 보강방법을 제시하는 동시에 무보강 실험체에 비해 보강효과가 어느 정도 되는지 실험적으로 규명하기 위해 실험적 연구를 진행하였다. 연구를 위해 총 8개의 RC 보 부재를 동일하게 제작하여 1 개의 실험체(N 실험체)를 제외한 7 개의 실험체는 보강재 종류, 단부 정착 앵커 개수, 보강재 두께 등을 주요 변수로 하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 휨 거동을 보이는 실험체에 긴장을 가한 FRP 플레이트로 보강하면, 보강하지 않은 실험체에 비해 우수한 휨거동(초기강도, 항복시 강도 및 강성, 최대강도 등)보여 주었으며, 단부정착 앵커의 개수가 많고, 보강재의 두께(보강량)가 클수록 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 긴장시킨 보강재는 단일 FRP 플레이트에 비해, 하이브리드 FRP 플레이트를 적용했을 때 보강효과가 더 우수하게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.84-91
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• 2022

본 연구에서는 반복하중을 받는 대각선 철근콘크리트 커플링 보의 강섬유 형상비와 혼입률에 따른 이력거동을 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 강섬유의 형상비와 혼입률을 주요변수로 설정하였으며, 국내 건축구조기준에서 제시한 연결보의 횡방향 보강량이 약 53% 완화된 4개의 실험체를 제작하였다. 실험에서는 ACI 374.2R-13에 따른 변위제어법으로 반복하중 실험을 수행하였으며, 실험 결과 강섬유가 혼입된 모든 실험체가 현행 구조기준에서 제시하는 공칭전단강도를 상회함을 확인하였다. 강섬유의 형상비가 증가할수록 대각선 철근의 좌굴을 방지하고 강섬유의 브리징 효과로 콘크리트의 균열면 증가를 방지하였다. 강섬유가 혼입된 실험체의 전단강도, 강성감소 및 에너지 소산능력은 강섬유가 혼입되지 않은 Vf0 실험체보다 우수하였다. 따라서 강섬유 철근콘크리트가 횡철근의 디테일을 완화할 수 있다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.125-132
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• 2010

최근 건설 사업에서 FRP를 단순 부착하여 구조물을 보강하는 공법은 현재 가장 널리 사용되고 있는 보수보강법이다. 본 논문에서는 FRP로 보강된 철근콘크리트 구조물은 지속하중을 받고 있기 때문에 크리프와 건조수축의 영향을 받는다. 이로 인하여 FRP의 보강효과도 달라지며, 처짐 및 변형의 회복성능, 잔존 내력 역시 크게 달라진다. 따라서 CFRP, GFRP가 휨성능에 영향을 미치는 보강 성능을 파악하고, 일정 시간이 흐른 후 하중을 제거하여 장기 변형 및 처짐의 회복성능을 파악하고, 잔존하는 내력을 알아보고자 정적 재하 실험을 수행하였다. 실험한 결과, FRP 보강 실험체는 즉시 처짐을 제어하는 측면은 매우 효율적이고, 즉시변형 회복량 또한 즉시 변형량보다 큰 결과를 보였다. 잔존강도 실험을 통하여 CFRP로 보강된 실험체가 가장 큰 내력을 가지는 것으로 나타났다. FRP로 보강된 보는 지속하중에 의한 부착성능 및 잔존내력에는 영향이 없었던 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.305-310
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• 1995

토목 및 건축재료로서 폴리프로필렌 섬유 모르타르 및 콘크리트의 사용은 미국, 영 국 등지에서 개발되기 시작하여 많은 연구가 진행되어 왔는데, 가격이 저렴하고, 화학적인 안정성과 내구성이 우수하여 그 사용이 점차 증대되고 있는 실정이다. 이러한 폴리프로필렌 섬유의 사용은 모르타르 및 콘크리트가 건조나 냉각에 의해 수축될 때 구속에 의해 발생하 는 인장응력 및 균연을 제어하고, 인성의 증가와 충격, 마모, 피로에 대한 저항성, 내구성을 증대시키는 등의 장점을 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 폴리프로필렌 섬유 모르타르 및 콘크리트의 역학적 거동특성인 압축강도, 인장강도, 인성, 유동성과 균열 특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 실험결과 폴리프로필렌의 혼입량이 증가할수록 압축 강도, 인장강도, 인성의 증가를 보였으나, 혼입향 0.2%를 초과할 경우 유동성, 강도 모두 감 소하는 것을 볼 수 있었다. 그리고 단섬유형 보다는 메쉬 형태의 폴리프로필렌 섬유가 역학 적 특성면에서 우수한 것으로 관찰되었으며, Kraai 방법에 의한 소성수축균열제어 특성 실 험에서 약 45% 이상으 균열감소 (0.1%혼입) 효과를 볼 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.543-550
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• 2009

본 연구에서는 재활용된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET)로 만든 플라스틱 단섬유의 구조재료로서의 사용 가능성을 조사하였다. 성능을 검증하기 위해서 가장 널리 상용되는 합성섬유인 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 섬유와 비교하였으며, 섬유의 혼입률을 0%, 0.5%, 0.75%, 1.0%로 변화시켜 혼입률에 따른 영향을 함께 검토하였다. 실험으로는 압축강도, 쪼갬인장강도 등의 재료 특성과 재생 PET(recycled PET fibers; RPET) 섬유가 혼입된 RC 부재에서의 극한성능과 연성을 평가하기 위해 RC보의 휨 실험을 수행하였다. 실험결과, 압축강도는 섬유의 혼입량이 증가함에 따라 감소하였으나, 기존 PP섬유와 유사하였다. 반면 쪼갬인장강도는 약간 증가하는 경향을 보였다. 구조 부재에 적용하였을 경우에는 RPET을 혼입한 RC 보의 극한강도, 상대 연성비, 에너지 흡수능력이 OPC 시편에 비해 확연히 증가되는 것을 알 수 있었다. 극한 휨강도와 연성비가 증가하는 현상은 PP 섬유를 혼입한 콘크리트에서도 유사하게 나타났다. 따라서 RPET 섬유는 콘크리트 부재의 보강섬유로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1032-1039
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• 2002

폐유리병을 콘크리트용 재료로서 재활용하는 것은 환경적으로나 경제적으로 큰 이점을 가지고 있어 미국ㆍ일본 등지에서는 이미 폐유리에 대한 재활용이 광범위하게 진행되고 있으며, 폐유리의 가공설비 및 시공기술도 상당한 기술축적이 이루어져 있다. 그러나 국내의 경우 폐유리를 사용한 콘크리트의 역학적 특성에 관한 실증적 자료는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 폐유리 혼입률(잔골재 대체비 20vo1.%, 40vo1.%)과 강섬유 혼입률(0.5~ 1.5vol.%)에 따른 콘크리트의 역학적 특성을 분석하였다. 연구결과 폐유리를 사용한 강섬유보강 콘크리트의 워커빌리티는 폐유리 및 강섬유 혼입률이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 폐유리를 혼입한 콘크리트의 인장강도, 휨강도 및 휨인성은 강섬유 혼입률이 증가할수록 크게 증대됨을 확인하였다. 이들 시험결과로부터 적정 강섬유와 폐유리 혼입량은 각각 1.0vol.%와 20vo1.%로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.43-51
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• 2011

본 연구에서는 수동저항부를 형성시킨 띠형 섬유보강재의 인발저항 특성을 평가하기 위해 일련의 실내인발시험을 수행하였다. 이 띠형 섬유보강재는 중간에 길이방향으로 접힘홈이 형성되어 있어 보강재를 반폭으로 접어 콘크리트 블록에 직접 체결할 수 있고 후단부에는 보강재를 '${\cap}$' 형태로 세워서 수동저항부를 형성시킬 수 있다. 이 띠형 섬유보강재는 후단부에 수동저항부가 형성되어 있기 때문에, 흙과 보강재 사이의 표면마찰저항과 수동저항부에서의 지지저항력이 함께 발현되는 인발저항 특성을 가진다. 따라서, 인발저항 평가시 마찰저항과 지지저항을 각각 산정하여 설계에 반영해야 한다. 일련의 인발시험 결과 수동저항부를 형성시키면 인발저항강도가 10~65% 정도 증가하고 수직응력이 클수록 증가량이 점차 커지는 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 이를 근거로 수동저항부 형성에 의해 발현되는 지지저항력 산정 방법을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.13-22
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• 2015

본 연구에서는 콘크리트 내에 강섬유를 혼입하여 기둥자체의 인성력을 확대시키는 방안을 구조실험을 통해 분석하고자 한다. 내부 앵커형 용접조립 각형 기둥에 강섬유 보강 콘크리트를 충전하여 구조 거동을 고찰하였다. 강섬유 혼입량과 가력조건을 변수로 하여 총 10개의 단주를 제작하여 단조재하 실험을 수행하였다. 그 결과 휨 모멘트력이 발생될 때 강섬유 콘크리트는 특유의 성질인 균열 후 인장강도가 발현되어 내력 및 거동에 유리하게 작용되는 것으로 보인다. 미소 분량의 강섬유 혼입으로 축력과 휨내력이 향상 가능한 것은 매우 합리적인 단면설계가 가능하며 이를 적극적으로 설계에 반영될 필요가 있다.