• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.69-75
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• 2017

초고성능 콘크리트와 고연성 무시멘트 복합재료는 높은 압축강도 및 높은 연성 등 재료의 우수한 성능으로 인하여 유망한 건설재료로 분류되고 있다. 이 연구의 목적은 초고성능 콘크리트와 고연성 무시멘트 복합재료의 압축강도와 인장거동에 대하여 실험적으로 조사하여 성능을 비교하는 것이다. 이를 위하여 밀도, 압축강도, 일축인장실험 등 일련의 실험을 수행하였다. 실험결과 알칼리 활성 슬래그 기반 고연성 무시멘트 복합재료의 압축강도와 인장강도는 초고성능 콘크리트의 압축강도와 인장강도에 비하여 낮게 나타났지만, 인장하중 하에서 알칼리 활성 슬래그 기반 고연성 무시멘트 복합재료의 인장변형성능 및 인성은 초고성능 콘크리트의 인장변형성능 및 인성에 비하여 높은 것으로 나타났다. 또한 알칼리 활성 슬래그 기반 무시멘트 페이스트에 폴리에틸렌섬유를 보강하여 7.89 %에 달하는 높은 인장변형성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5600-5607
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• 2015

본 연구의 목적은 폴리에틸렌섬유로 보강한 무시멘트 복합재료의 인장 거동을 실험적으로 조사하는 것이다. 폴리에틸렌섬유 보강 무시멘트 복합재료의 성능을 평가하기 위하여 4가지 배합을 결정하였다. 물/결합재비는 0.30에서 0.38이며, 폴리에틸렌섬유의 혼입량은 부피비로 1.75 %이다. 일축 인장 실험, 밀도 실험, 압축강도 실험 등 일련의 실험을 수행하였으며, 실험결과 본 연구에서 조사한 폴리에틸렌섬유 보강 무시멘트 복합재료는 기존 복합재료에 비하여 높은 인장강도와 높은 연성 등 전반적으로 우수한 인장 성능을 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.29-36
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• 2017

이 연구의 목적은 알칼리 활성화제의 종류와 양생방법에 따라 나타나는 고로슬래그 기반 섬유보강 복합재료의 압축강도 및 인장거동에 대해 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 알칼리 활성화제 2종류의 배합과 2가지 양생방법을 결정하였고, 밀도 실험, 압축강도 실험과 일축인장 실험을 수행하였다. 실험 결과, 규산나트륨을 사용한 경우 수산화칼슘과 탄산나트륨을 혼합하여 사용한 경우에 비하여 강도, 인장변형성능, 인성 측면에서 우수한 것으로 나타났으며, 활성화제 종류에 따라 양생방법에 의한 영향이 다르게 나타나는 것을 확인하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.63-69
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• 2015

It has been well known that concrete structures exposed to chloride and sulfate attack environments lead to significant deterioration in their durability due to chloride ion and sulfate ion attack. The purpose of this experimental research is to evaluate the resistance against chloride ion and sulfate attack of the cementless concrete replacing the cement with ground granulated blast furnace slag. For this purpose, the cementless concrete specimens were made for water-binder ratios of 40%, 45%, and 50%, respectively and then this specimens were cured in the water of $20{\pm}3^{\circ}C$ and immersed in fresh water, 10% sodium sulfate solution for 28 and 91 days, respectively. To evaluate the resistance to chloride ion and sulfate attack for the cementless concrete specimens, the diffusion coefficient for chloride ion and compressive strength ratio, mass change ratio, and length change ratio were measured according to the NT BUILD 492 and JSTM C 7401, respectively. It was observed from the test results that the resistance against chloride ion and sulfate attack of the cemetntless concrete were comparatively largely increased than those of OPC concrete with decreasing water-binder ratio.

• Computers and Concrete
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• 제21권3호
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• pp.231-237
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• 2018

A strain-hardening highly ductile composite based on an alkali-activated slag binder and synthetic fibers is a promising construction material due to its excellent tensile behavior and owing to the ecofriendly characteristics of its binder. This study investigated the effect of different types of synthetic fibers and water-to-binder ratios on the compressive strength and tensile behavior of slag-based cementless composites. Alkali-activated slag was used as a binder and water-to-binder ratios of 0.35, 0.45, and 0.55 were considered. Three types of fibers, polypropylene fiber, polyethylene (PE) fiber, and polyparaphenylene-benzobisethiazole (PBO) fiber, were used as reinforcing fibers, and compression and uniaxial tension tests were performed. The test results showed that the PE fiber series composites exhibited superior tensile behavior in terms of the tensile strain capacity and crack patterns while PBO fiber series composites had high tensile strength levels and tight crack widths and spacing distances.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.160-166
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• 2018

이 연구의 목적은 폴리에틸렌 섬유의 형상비에 따른 알칼리활성 무시멘트 복합재료의 압축강도와 인장거동을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 섬유의 형상비에 따라 두 가지 배합을 결정하였고, 압축강도를 측정하고 인장실험을 수행하였다. 실험결과 섬유의 형상비에 따른 압축강도의 영향은 거의 나타나지 않은 반면 인장거동은 큰 차이가 발생하였다. 형상비가 높은 섬유를 사용한 배합은 형상비가 낮은 섬유를 사용한 배합에 비하여 강도, 변형성능, 균열개수가 크게 나타났다. 반면에 균열간격과 균열폭은 높은 형상비를 갖는 섬유를 함유한 배합에서 작게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.243-251
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• 2022

이 연구의 목적은 인장강도 및 형상비가 다른 폴리에틸렌 섬유가 무시멘트 복합재료의 인장거동에 미치는 영향을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 섬유 종류 및 물-결합재비를 달리한 세 가지 배합을 준비하였고, 밀도 실험, 압축강도 실험 및 일축인장 실험을 수행하였다. 실험결과 유사한 화학구조를 갖지만 인장강도가 10 % 낮고, 형상비가 8.3 % 높은 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 복합재료의 인장변형성능과 인성이 각각 11.7 %와 12.4 % 높고 균열폭은 9.1 % 작은 성능을 나타내었다. 또한 동일한 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 물-결합재비가 증가하여 복합재료의 강도가 낮지만 인장변형성능과 균열패턴이 향상될 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권2호
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• pp.119-130
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• 2002

무시멘트 인공 고관절 전치환술 후, 복합재료 스템을 갖는 대퇴골의 장기 거동과 인공 대퇴 보철물의 설계 성능을 분석하기 위하여 비선형 유한요소 프로그램이 개발되었다. 한 발로 서 있을 때의 관절 접촉 하중과 근육하중이 적용되었고, 816개의 brick요소를 갖는 타원형 단면의 복합재료 스템으로 치환된 대퇴골이 3차원 유한요소로 모델링 되었다. 프로그램을 사용하여 대퇴골의 밀도 변화, 응력분포, 상대미소운동이 plate cut과 bend mold와 같은 제작 방법에 대한 스템의 적층 각도 변경에 따라서 평가되었다. 결과는 코발트 크롭 합금, 티타늄 합금, 스테인레스 강과 같은 금속 재료보다 AS4/PEEK, T300/976과 같은 복합재료가 적은 골 흡수를 보였다. 대퇴골 보철물의 장기 안정성 증대는 적당한 복합재료의 적층과 적층 각도의 선택에 의하여 얻어질 수 있었다.

• Advances in concrete construction
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• 제16권3호
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• pp.169-176
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• 2023

The aim of the study was to establish the influence of particle size, chemical and phase composition of fine microspherical high-calcium fly ash (HCFA), as well as superplasticizer content on the strength of cementless composite materials based on 100% HCFA and mixtures of HCFA with Portland cement (PC). For the initial HCFA fractions, the particle size distribution, chemical and quantitative phase composition were determined. The compressive strength of cured composite materials obtained at W/B 0.4 and 0.25 was determined at a curing time of 3-300 days. For cementless materials, it was found that a change in the particle size d90 from 30 ㎛ (fraction 3) to 10 ㎛ (fraction 4) leads to an increase in compressive strength by more than 2 times. Compressive strength increases by at least another 2.2 times with the addition of Melflux 5581F superplasticizer (0.12%) and at W/B 0.25. The HCFA-PC blends were investigated in the range of 60-90% HCFA and the maximum compressive strength was found at 80% HCFA. On the basis of 80% HCFA-20% PC blend, the samples of ultra-high strength (108 and 150 MPa at 28 and 100 days of hardening) were obtained with the addition of 0.3% Melflux 5581F and 5% silica fume. The quantitative phase composition was determined for composite materials with a curing age of 28 days. It has been established that in a sample with ultra-high strength, a more complete transformation of the initial phases of both HCFA and PC occurs as compared to their transformation separately.

• Advances in biomechanics and applications
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• 제1권3호
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• pp.187-210
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• 2014

With the goal of increasing the survivorship of the prosthesis and anticipating primary stability problems of new prosthetic implants, finite element evaluation of the micromotion, at an early stage of the development, is mandatory. This allows assessing and optimizing different designs without manufacturing prostheses. This study aimed at investigating, using finite element analysis (FEA), the difference in the prediction of the primary stability of cementless hip prostheses implanted into a $Sawbones^{(R)}$ 4th generation, using the manufacturer's mechanical properties and using mechanical properties close to that of human bone provided by the literature (39 papers). FEA was carried out on the composite $Sawbones^{(R)}$ implanted with a straight taper femoral stem subjected to a loading condition simulating normal walking. Our results show that micromotion increases with a reduction of the bone material properties and decreases with the augmentation of the bone material properties at the stem-bone interface. Indeed, a decrease of the cancellous Young modulus from 155MPa to 50MPa increased the average micromotion from $29{\mu}m$ up to $41{\mu}m$ (+42%), whereas an increase of the cancellous Young modulus from 155MPa to 1000MPa decreased the average micromotion from $29{\mu}m$ to $5{\mu}m$ (-83%). A decrease of cortical Young modulus from 16.7GPa to 9GPa increase the average global micromotion from $29{\mu}m$ to $35{\mu}m$ (+33%), whereas an increase of the cortical Young modulus from 16.7GPa to 21GPa decreased the average global micromotion from $29{\mu}m$ to $27{\mu}m$ (-7%). It can also be seen that the material properties of the cancellous structure had a greater influence on the micromotion than the material properties of the cortical structure. The present study shows that micromotion predicted at the stem-bone interface with material properties of the $Sawbones^{(R)}$ 4th generation is close to that predicted with mechanical properties of human femur.