• Title/Summary/Keyword: 접착구조물

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Strengthening of Reinforced Concrete Structures using Externally Prestressed CFRP plates (외부 프리스트레스트 탄소섬유판에 의한 구조물 보강공법)

  • 박선규;유영찬
    • Computational Structural Engineering
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    • v.17 no.1
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    • pp.39-42
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    • 2004
  • 콘크리트 구조물에 대한 보강공법은 1950년도에 개발된 강판보강공법을 위시로 하여 강연선에 의한 외부프리스트레싱 공법으로 발전하고 있으며, 약 10년전부터는 신소재인 FRP(Fiber Reinforced Polymer)에 의한 보강공법이 본격적으로 개발되어 실용화되고 있다. 강판보강공법은 에폭시 등의 접착제를 이용하여 콘크리트 인장측에 강판을 접착함으로써 강도 및 강성을 증가시키는 공법으로 강판을 보강재로 이용함으로써 공법에 대한 인지도가 높은 장점이 있는 반면, 재료의 가공 및 취급이 어려우며 중량이 커 자중이 증가되는 단점이 있다. 또한, 강재의 부식위험이 상존하고 있어 이에 대한 세심한 배려 및 주기적인 유지관리를 필요로 한다.(중략)

Properties of Silicon Coated Fabric for Membrane Treated by Low Temperature Plasma (저온플라즈마 처리에 의한 실리콘코팅 막구조 원단의 특성변화)

  • Park, Beob;Lee, Jang-Hun;Koo, Kang
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2011.03a
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    • pp.60-60
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    • 2011
  • 막구조는 근래에 와서 대공간 구조 및 지붕구조에 가장 보편적으로 사용되는 경량 인장 구조물로 각광받고 있다. 구조용 막재는 풍하중 및 설하중에 충분히 감당할 수 있도록 강도와 내구성을 가지고 있어야 한다. 일반적으로 막구조 재는 PVC코팅 폴리에스터막, 실리콘코팅 유리섬유막, PTFE코팅 유리섬유막이 있다. 제직되는 원단의 크기가 한정되어 있기 때문에 재단 후 접착하여 제작한다. 이 때문에 이음부분이 나 재단부분에 코팅으로 인한 접착이 어려워 고온고압으로 접착을 한다. 이 연구에서는 실리콘코팅 유리섬유막의 접착시 어려움을 보완하기 위해 저온 Plasma를 이용한 처리법으로 방전에 의해 Plasma를 발생시켜 50w, 100w 출력으로 10분, 20분간 처리하여 그 결과를 접촉각과 SEM 관찰을 통해 표면처리를 관찰하였다. Plasma 처리로 인해 실리콘 표면층에 균열이 발생하고 표면이 갈라짐을 확인할 수 있었다. 접촉각측정 결과 Plasma 출력과 시간의 증가함에 따라 접촉각은 감소하였다. 실리콘코팅 원단에 저온 Plasma 처리한 후 표면 특성을 분석하고 원단을 접착을 시켜 박리 강도를 측정함으로써 막구조 원단의 접착력 향상에 대한 연구를 진행하였다. KS K 0533 접착포의 박리 강도 시험방법으로 실리콘코팅 원단의 박리 강도를 측정한 결과 플라즈마 처리 원단이 플라즈마 미처리 원단보다 박리 강도가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 저온 Plasma 처리 시간이 증가할수록 표면의 젖음성을 향상시켜 접촉각을 낮추었다. 이는 곧 표면에너지의 증가를 뜻하는 것으로 접착력을 증가시켜 실리콘코팅 원단의 접착성을 시킴으로써 강한 강도와 내구성을 갖춘 막구조물의 개발에 기대되고 있다.

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Structural behavior on the steel beam with strengthening bonded carbon plate (카본판을 접착보강한 강재의 거동분석)

  • Sung, Ikhyun
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.12 no.1
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    • pp.54-61
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    • 2016
  • The use of advanced composite materials in strengthening and repair of existing structures is increasing rapidly. This paper describes an effectiveness of a bonding of carbon fiber reinforced sheets to corroded steel members for the repair. Three types of surface treatment, what we call cleaning, of corroded plate are chosen as parameters. They are "without cleaning","removal of painting by brushing" and "complete removal of painting". From the experimental study, the following findings are obtained. 1) When the steel plate is subjected to tensile force, carbon fiber sheets adhered to the painted steel gives a higher strength against peeling compared to that of the plate without painting, 2) The grade of surface treatment, or cleaning of the corroded steel plate affects the strengthening effect.

Stress Distribution Study along Shear Test Specimen Shape for Bonding Strength Verification between Glass and Metal (금속-유리 간 접착강도 검증을 위한 전단시험 시편형상에 따른 응력분포 연구)

  • Kim, Hye-Sung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.50 no.7
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    • pp.455-463
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    • 2022
  • As the need for R&D for high reliability cameras, such as satellite cameras, increases, the reliability of the bonding strength properties between an opto-mechanical structure and an optical component has been secured through specimen tests. However, the widely used specimen shape is not suitable for the application of glass and glass-ceramic material, which is fragile, making it difficult to obtain accurate bonding properties due to stress concentration in glass parts before reaching the bonding strength limit. In this study, the stress distribution characteristics in the shear test condition for various specimen shapes were studied analytically, based on the test results of the glass material's own fracture. Through this, the shape characteristics capable of relieving the stress concentration of the glass part were derived, and the range of the bonding shear strength verifiable by the specimen test was improved.

Exploring the Flexural Bond Strength of Polymer-Cement Composition in Crack Repair Applications (균열 보수용 폴리머 시멘트 복합체의 휨접착강도에 관한 연구)

  • Jo, Young-Kug
    • Journal of the Korea Institute of Building Construction
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    • v.24 no.1
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    • pp.23-34
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    • 2024
  • This research aims to assess the flexural bonding efficacy of polymer-cement composites(PCCs) in mending cracks within reinforced concrete(RC) structures. The study involved infilling PCCs into cement mortar cracks of varying dimensions, followed by evaluations of enhancements in flexural adhesion and strength. The findings indicate that the flexural bond performance of PCCs in crack repair is influenced by the cement type, polymer dispersion, and the polymer-to-binder ratio. Specifically, the use of ultra-high early strength cement combined with silica fume resulted in an up to 19.0% improvement in flexural bond strength compared to the application of ordinary Portland cement with silica fume. It was observed that the augmentation in flexural strength of cement mortar filled with PCCs was significantly more dependent on the depth of the crack rather than the width. Furthermore, PCCs not only acted as repair agents but also as reinforcement materials, enhancing the flexural strength to a certain extent. Consequently, this study concludes that PCCs formulated with ultra-high early strength cement, various polymer dispersions, silica fume, and a high polymer-to-binder ratio ranging from 60% to 80% are highly effective as maintenance materials for crack filling in practical settings.

Physical and Environmental Properties According to Borax Addition Ratios of Inorganic Filling Adhesive using Magnesia Silicate Phosphate (마그네시아 실리케이트 인산염을 활용한 무기충전 접착재의 붕사 첨가율에 따른 물리·환경적 특성)

  • Kim, Tae-Hyun;Shin, Jin-Hyun;Lee, Sang-So
    • Journal of the Korea Institute of Building Construction
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    • v.17 no.2
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    • pp.141-147
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    • 2017
  • The purpose of this study is to develop an inorganic filling adhesive using MKP and borax based on Dead-burn magnesia and fly ash. First, basic experiments was conducted to derive the proper addition rate of MKP. And this experiment was carried out according to addition ratio of borax. The test items are measured for pot life, flexural strength, compressive strength, adhesive strength, tensile strength, ratio of temperature change, ratio of hardening shrinkage, radon gas and formaldehyde emission. As a result, the proper addition rate of phosphate was 35%. The pot time is about 10minutes, 15minutes and 25minutes according to addition rate of borax. The flexural strength and compressive strength were obtained at 12hours for minimum flexural strength of 8.0MPa and minimum compressive strength of 31.0MPa. The tensile strength was the least 4.1MPa, and the ratio of hardening shrinkage was maximum 2.4% and ratio of heat change was maximum - 0.3%, which satisfied all of the quality standards of 'KS F 4923' (epoxy resin for repairing concrete structures). Both Radon gas and formaldehyde emission was not detected.

Convergence Study on Damage of the Bonded Part at TDCB Structure with the Laminate Angle Manufactured with CFRP (CFRP로 제작된 적층각도를 가진 TDCB 구조물에서의 접착부의 파손에 관한 융합 연구)

  • Lee, Dong-Hoon;Cho, Jae-Ung
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.9 no.12
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    • pp.175-180
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    • 2018
  • In this study, CFRP was manufactured with the laminate angle of $45^{\circ}$. The specimen of TDCB bonded with the adhesive for structure was designed by CATIA and the analysis was progressed by using the finite element analysis program of ANSYS. This study model was designed on the basis of British industry and ISO standard and the configuration factor(m) was established with variable according to the angle of model configuration. As the study result of this paper, the maximum deformations at the specimens with the tapered angles of $4^{\circ}$ and $8^{\circ}$ become most as 12.628 mm and least as 12.352mm respectively. Also, the maximum equivalent stresses at the specimens with the tapered angles of $6^{\circ}$ and $8^{\circ}$ become most as 9210.3 MPa and least as 4800.5 MPa respectively. The damage data of TDCB structure with the laminate angle which was manufactured with CFRP could be secured through this study result. As the damage data of TDCB structure bonded with CFRP obtained on the basis of this study result are utilized, the esthetic sense can be shown by being grafted onto the machine or structure at real life.

A Study on Method of Evaluation for Deck Pavement (교면포장의 평가 방법 고찰)

  • Jo, Shin Haeng;Jo, Nam June;Jang, Jung Soon;Baek, Yu Jin;Kim, Nak Seok
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.86-86
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    • 2011
  • 토목 기술의 발달로 장대교량이 증가함에 따라 교면 포장도 더 심각한 진동 및 충격, 기상조건에 노출되게 된다. 교면 포장은 차량의 주행의 편리성뿐 아니라 교량 구조물을 보호해야 하는 역할도 함께 수행하기 때문에 일반 토공부의 포장과 다른 성능을 필요로 한다. 교면 포장의 특수함을 감안하여 교면 포장의 품질을 평가하고, 설계와 적용시 반영 한다면 교량의 내구 연한 및 시공, 유지관리 비용을 절감 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 교면 포장에 요구되는 성능을 조사하고, 교면 포장 특히, 장대 교량 적용시 교면 포장의 성능 평가를 위한 평가 방법을 고찰하였다. 교면 포장의 가장 큰 구조적 특징은 교량의 진동과 휨에 의해 포장이 받게 되는 휨응력이다. 특히 교량의 장경간화에 따라 더 큰 진동과 변형을 경험하게 되는 교면 포장은 그에 따른 충분한 휨 추종성과 피로 저항성을 확보하여야 한다. 기존 토공부 포장에서는 실험이 간단한 원통형 공시체를 이용한 간접인장강도 모드의 실험으로 피로 성능을 평가하였으나, 교면 포장은 실제 거동 특성과 유사한 빔 피로 시험 모드가 보다 신뢰성이 높을 것으로 판단된다. 빔 피로시험 모드로는 3점, 4점, 5점 휨 피로 시험 모드가 있으며, 각각의 모드는 지지점의 개수, 재하점의 개수에 따라 다른 거동 특성을 평가 할 수 있다. 최근 개발된 5점 휨 시험의 경우 교량에서 발생하는 부(-)모멘트를 모사할 수 있어 보다 현실적인 검증이 가능할 것으로 예상된다. 이 외에도 실제 크기 모형을 이용하여 윤하중을 가하는 Full-scale 모델의 경우 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으나 가장 신뢰성이 높은 방법이라고 할 수 있다. 교면 포장은 교량구조부로 수분이 침투되는 것을 막아주는 역할을 하여야 하며, 특히 해상 교량의 경우의 염분과 겨울철 사용되는 제빙화학제는 콘크리트의 열화와 강구조물의 부식을 발생시키므로 교면 포장의 방수 성능 검토는 매우 중요한 역할을 한다. 일반 토공부 포장과 달리 교면 포장은 하부층이 대기에 노출되어 있기 때문에 겨울철에 더 낮은 온도로 포장체의 온도가 내려가게 되고, 온도가 떨어진 포장층은 스티프니스가 증감함에 따라 저온 균열의 발생확율이 높아지며, 휨추종성도 나빠질 가능성이 높다. 따라서 저온에서의 균열 저항성 및 스티프니스를 평가하는 것은 교면 포장 재료의 중요한 인자 중 하나이다. 포장과 포장 하부층의 접착은 포장층의 일체화된 거동을 할 수 있게 하기 때문에 내구성 향상에 중요하다. 특히 교량과 같이 진동과 변형이 많은 경우에 있어 포장 접착층의 성능은 포장과 교량 구조물의 파손에 더 큰 영향을 미치게 된다. 접착성능은 실내에서의 직접인장모드와 전단접착강도 시험 모드의 실험이 있으며, 현장에서 측정하는 Pull-off 실험 등이 있다. 최근에 교통량과 중차량의 증가와 더불어 교량이 장경간화 되어 가면서 평가방법과 기준을 과거보다 엄격하게 할 필요성이 있다. 하지만 현실은 교면포장에 대한 시방규정이 모호하기 때문에 본 논문에서 제시한 국내외의 다양한 평가방법을 통해 적절한 교면포장의 성능을 평가하고 교면포장의 거동특성에 대한 이해를 함으로써 보다 발전된 교량기술을 확보할 수 있을 것이다.

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Convergence Study on Damage and Static Fracture Characteristic of the Bonded CFRP structure with Laminate angle (적층 각도를 가진 CFRP 접착 구조물의 파손 및 정적 파괴 특성에 관한 융합 연구)

  • Lee, Jung-Ho;Kim, Eundo;Cho, Jae-Ung
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.10 no.1
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    • pp.155-161
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    • 2019
  • As composite is the light weight material whose durability and mechanical property are more superior than the existing general material. By taking notice of the composite with light weight, this study was about to investigate the static fracture characteristic of the bonded CFRP structure jointed with adhesive. Also, CFRP double cantilever beam with the variable of laminate angle was designed and the static fracture analysis was carried out. The laminate angles of CFRP double cantilever beam designed for this study were $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$ individually. As the study result, the specimen with the laminate angle of $45^{\circ}$ was shown to have the durability better than those with the layer angles of $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$. It was checked that the specimen with the laminate angle of $30^{\circ}$ had the weakest durability among all specimens. The damage data of the bonded CFRP structure by laminate angle could be secured through this study result. As the damage data of bonded interface obtained on the basis of this study result are utilized, the esthetic sense can be shown by being grafted onto the machine or structure at real life.

Fabrication and Evaluation of Composite Panel with Hat-shaped Stiffeners (모자(Hat)형 보강재를 가진 복합재 패널의 제작과 평가)

  • Kim, Geon-Hui;Lim, Do-Wan;Choi, Jin-Ho;Kweon, Jin-Hwe;Lee, Tae-Joo;Song, Min-Hwan;Shin, Sang-Joon
    • Composites Research
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    • v.23 no.2
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    • pp.31-39
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    • 2010
  • In this paper, composite panels with hat-shaped stiffeners were made using the co-curing, co-bonding and secondary bonding methods. Co-curing is a manufacturing method in which the hat part and the plate are cured simultaneously in a manner that is more cost effective than other methods. Co-bonding is a method in which the stacked prepregs are cured with other cured parts, and secondary bonding is a method in which cured parts are bonded together using an adhesive. A rubber mold was manufactured for co-curing of composite panel with hat-shaped stiffeners, and finite element analyses were done to evaluate the expanding pressure of the rubber mold consistent with the curing temperature. The manufactured panels were also evaluated using a 3-D measurement tester and an ultrasonic tester. Pull-off tests were performed to evaluate their mechanical properties.