• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.115-123
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• 2007

본 연구에서는 탄소섬유로 보강된 콘크리트의 전기저항 변화를 모니터링하는 방법에 의해, 콘크리트의 파괴에 대한 자가진단 적용 특성을 검토하였다. 미분쇄 탄소섬유와 코크스 분체로 구성된 신형 리브재가 포함된 CFGFRP (탄소섬유 유리섬유 강화 플라스틱)와 콘크리트 보강용 CF(탄소섬유) 시트에 휨 하중 재하 단계별로 하중을 가할 때 균열 또는 파괴가 발생하기 전후의 탄소섬유의 전기저항 변화를 조사하여, 각 인자의 관계특성(각 하중단계별 전기저항, 변형률, 처짐 등의 변화)을 분석하였다. 그 결과, 콘크리트 인장측 파괴시 탄소섬유 보강근, 신형 리브, 시트가 파괴될 때, 전기저항은 크게 증가하지만, CFGFRP의 경우는 그 후 하이브리드 FRP 재료 중 탄소섬유를 보강하고 있던 유리섬유가 나머지 추가 재하 하중에 저항할 수 있어 콘크리트 시험체의 전 파괴단계에까지는 이르지 않았다. 따라서 CFGFRP의 보강근과 신형 리브, CF시트는 FRP로 보강된 콘크리트의 파괴를 사전에 감지할 수 있는 자가진단 재료로서의 적용이 가능함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.439-445
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• 2006

본 연구는 콘크리트 보강근으로 사용된 단일 FRP 또는 하이브리드 FRP(전기적 특성을 가지고 있는)의 전기저항 변화를 모니터링 함으로써, 콘크리트의 파괴에 대한 자가진단 적용 특성을 검토하기 위해 수행되었다. CFRP(단일형), CRGFRP와 CFAFRP(하이브리드형)의 3종류로 보강된 콘크리트에 휨 하중 재하 단계별로 하중을 가하여 균열 또는 파괴가 발생하기 전후의 탄소섬유의 전기저항 변화를 조사하여, 각 인자의 관계특성(각 하중단계별 전기저항, 변형률, 처짐 등의 변화)을 분석하였다. 그 결과, 콘크리트 인장측 파괴 시 탄소섬유단이 파괴될 때 전기저항은 크게 증가하지만, 그 후 하이브리드 FRP 재료 중 탄소섬유를 보강하고 있던 유리섬유나 아라미드섬유가 나머지 추가 재하 하중에 저항할 수 있어 콘크리트 시험체의 전 파괴단계에까지는 이르지 않았다. 따라서 탄소섬유가 포함된 하이브리트 FRP 보강근은 콘크리트 시험체의 파괴를 사전에 감지할 수 있는 자가진단 재료로서의 적용 및 사용이 가능함을 알 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.169-176
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• 2021

본 연구에서는 고온가열 이후의 탄소 보강근의 잔류 부착 강도 평가를 위하여 상온, 150℃에 따른 부착실험을 수행하였으며, 탄소 보강근과의 비교를 위한 D10 및 D13 철근도 고온 가열한 이후 잔류 부착 강도를 평가하였다. 실험 결과, 150℃ 가열 이후 탄소 보강근의 부착 강도는 상온 대비 약 9.94% 감소하였다. 반면 가열 이후 D10 철근 및 D13 철근 모두 탄소 보강근 대비 부착 강도 감소율이 적게 나타났다. 또한 온도 가열 이후 최대부착 강도에서 발생한 슬립도 탄소 보강근과 철근 모두 줄어드는 경향을 보였다. 이를 통해 고온가열에 따른 부착 강도와 슬립 감소의 상관관계를 확인하였으며, 부착-슬립 곡선을 나타내었다. 최종적으로는 실험 결괏값을 상대부착 강도로 나타냄으로써 가열 이후 탄소 보강근 및 철근의 잔류 부착성능을 확인하고자 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.93-100
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• 2008

혹독한 자연환경하에서의 구조물의 내구성이 주요한 관심사도 대두되면서 건설분야에서 섬유강화폴리머의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 FRP bar를 휨부재의 휨보강근으로서의 적용가능성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. 탄소섬유, 유리섬유 및 탄소와 유리섬유를 혼합한 hybrid 섬유 보강근을 사용하여 보강량을 변화시킨 12개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 그결과는 파괴형태, 모멘트-변위, 휨강도, 연성지수 및 단면에서의 변형율분포 등에 대하여 분석하였다. 실험결과는 ACI 기준에 제시된 모델과 비교하였으며, 전체적으로 보의 휨강도는 강도설계이론에 의한 결과와 거의 유사한 것으로 나타났다. 그러나 처짐의 경우에는 유리섬유의 경우는 이론이 과대평가 되었으며, 탄소섬유는 과소평가되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.53-65
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• 2005

본 연구는 토목섬유 보강토 구조물의 보강 메카니즘을 규명하고자 하는 목적으로 실시하였으며, 여기서 보강 메카니즘은 전단에 의한 다짐토의 체적 팽창(부의 다일러턴시)을 토목섬유에 의해 구속 억제하는 과정에서 생성되는 효과로 간주하고 있다. 토목섬유의 보강효과를 높이는 방법으로 프리스트레스(pre-stress)공법을 도입하여 토목섬유 보강토 구조물의 현장실험을 소개하고, 유한요소해석을 이용하여 프리스트레스에 의한 보강효과를 검토하였다. 또한 다짐토의 탄소성 모델과 이러한 모델에 필요한 초기 입력값의 결정 방법들이 제시되었다. 마지막으로, 유한요소(FEM)해석을 통해 얻어진 결과들을 현장실험의 결과와 비교 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.1-10
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• 2012

FRP 재료는 높은 부식저항성과 강도에도 불구하고 지난 20여년 동안 심각한 환경적 노출에 의한 재료의 성능저하에 대한 문제가 제기되어 왔다. 본 연구에서는 섬유와 수지로 구성된 이질재료인 FRP보강근이 온도와 화학적 노출을 복합적으로 받는 경우에 대하여 실험적으로 분석하였다. 각기 다른 형상으로 제작된 탄소, 유리 및 하이브리드 FRP 보강근 5종류에 대하여 중량변화, 계면전단강도(ILSS), SEM 및 FT-IR분석을 수행하였으며, 모든 FRP 실험편은 최대 150일까지 알칼리 용액과 증류수에 침지시킨 다음 60, 100, 150 및 300도의 온도에서 30분동안 노출하였다. 실험결과, 또한 FRP 보강근의 성능저하는 섬유의 종류뿐 아니라 수지의 종류와 제조과정에 따라 영향을 받는 것으로 관찰되었다. 침지 초기에는 ILSS 강도가 약간 증가한 후 시간경과에 따라 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 알칼리 용액과 증류수 용액에 의해 손상을 받은 ILSS의 차이는 무시할 수 있는 수준인 것으로 관찰되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.65-75
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• 2004

본 연구는 토목섬유 보강토 구조물의 보강 메카니즘을 규명하고자 하는 목적으로 실시하였으며, 여기서 보강 메카니즘은 전단에 의한 다짐토의 체적 팽창(부의 다일러턴시)을 토목섬유에 의해 구속 억제하는 과정에서 생성되는 효과로 간주하고 있다. 실물 현장시험은 일본 Kanazawa(1994)에서 실시했으며, 실내시험으로는 등체적 전단시험을 실시하여 강도 및 변형특성을 조사하였고, 시험결과를 이용하여 유한요소해석에 필요한 재료 파라메타를 결정하였다. 또한, 탄소성 유한요소 해석을 실시하여 이론치와 실험 결과치를 정량적으로 비교 분석되었으며, 그 결과 유한요소 해석이 현장 시험을 유용하게 설명할 수 있는 것을 알 수 있었다.