• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.753-756
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• 2008

일반 콘크리트에 비해 상대적으로 높은 인성과 연성의 특징을 갖는 HPFRCC는 과도한 하중을 받는 구조 부재 혹은, 내구적으로 취약한 부재 등에 사용될 수 있으며, 기존의 연구에 의하면 PVA섬유를 이용한 HPFRCC의 경우 혼입률 2%에서 가장 높은 휨 성능이 나타난다고 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 길이가 다른 두 종류의 PVA 섬유를 사용하여 상대적으로 짧은 섬유는 작은 균열(microcrack)을, 상대적으로 긴 섬유는 큰 균열(macrocrack)을 보다 효과적으로 제어하는 최적혼입비를 찾기 위하여 전체 PVA 혼입률을 2%로 고정시킨 채 두 섬유의 혼입률을 달리하여 각 혼입비에 따른 압축 및 휨 강도 테스트를 실시하였다. 또한 강섬유와 PVA 섬유를 동시에 하이브리드 보강한 콘크리트 부재에 대해서도 같은 실험을 실시하여 비교 분석하여 가장 높은 휨 성능을 나타낼 수 있는 최적배합을 찾고자 한다. 실험 결과 1.6%의 단섬유(12mm)와 0.4%의 장섬유(30mm)로 이루어진 시편에서 가장 높은 휨 성능을 보였으며, 2%의 PVA 섬유가 혼입된 부재에 대하여 소량의 강섬유 혼입 시 휨 성능이 다소 향상 되지만 많은 혼입량은 오히려 휨 성능의 저하를 초래하였다.

• Computers and Concrete
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• 제25권4호
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• pp.303-310
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• 2020

In this research, a hybrid mathematical model is derived using the higher-order polynomial kinematic model in association with soft computing technique for the prediction of best fiber volume fractions and the minimal mass of the layered composite structure. The optimal values are predicted further by taking the frequency parameter as the constraint and the projected values utilized for the computation of the eigenvalue and deflections. The optimal mass of the total layered composite and the corresponding optimal volume fractions are evaluated using the particle swarm optimization by constraining the arbitrary frequency value as mass/volume minimization functions. The degree of accuracy of the optimal model has been proven through the comparison study with published well-known research data. Further, the predicted values of volume fractions are incurred for the evaluation of the eigenvalue and the deflection data of the composite structure. To obtain the structural responses i.e. vibrational frequency and the central deflections the proposed higher-order polynomial FE model adopted. Finally, a series of numerical experimentations are carried out using the optimal fibre volume fraction for the prediction of the optimal frequencies and deflections including associated structural parameter.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.225-230
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• 2003

Domestic small and medium ship companies have lack of leisure boat technologies and especially they have a problem about its low performance because of the overweight of boat hull. So it is necessary to have alternative manufacturing process to improve the mechanical properties of composite material. In this study, a vacuum curing system was developed as an alternative manufacturing process and then changed the fiber volume fractions of GFRP laminates. The properties of GFRP laminates such as void contents, Young's modulus and fracture toughness were determined for various fiber volume fractions.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.821-826
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• 2008

본 연구에서는 고강도콘크리트의 폭렬 방지를 위해 사용되고 있는 폴리프로필렌섬유의 혼입량에 따른 60 MPa 고강도 기둥 콘크리트의 폭렬현상 및 기둥 내부온도 특성을 평가하였다. 고강도 기둥 콘크리트 공시체의 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 가열 곡선을 적용하여 실물 기둥 실험체에 대한 실험을 실시하였다. 폴리프로필렌섬유 혼입량은 1.0, 1.2 및 $1.5\;kg/m^3$을 고려하였다. 실험결과 폴리프로필렌섬유의 혼입량에 따른 최고 내부온도 결과의 차이는 보이지 않았으나 평균 내부온도 결과에 있어서는 폴리프로필렌섬유의 혼입량이 증가할수록 낮아지는 결과를 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.83-90
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• 2024

이 연구는 PVA 섬유로 보강된 변형경화형 시멘트 복합재료(SHCC)의 3D 프린팅 특성을 조사하였다. 섬유 혼입률(V_f)의 영향을 파악하기 위하여 섬유 혼입률이 다른 F1.0 (V_f=1.0%), F1.5 (V_f=1.5%), F1.8 (V_f=1.0%) 등의 3가지 SHCC 배합을 제작하였다. F1.5와 F1.8 배합이 다중 미세균열 발생을 위한 이론적 필수 조건을 충족하는 것으로 나타났으며, 섬유 혼입률이 높을수록 필수 조건은 더 쉽게 충족되었다. 3가지 SHCC 배합의 흐름값은 120~160의 범위 내에 있어 3D 프린팅 가능한 범주에 있음을 확인하였다. 한편, 섬유 혼입률이 증가할수록 흐름값은 감소하였다. 3D 프린터로 출력된 SHCC 표면의 육안 관찰 결과, F1.0 혼합물은 Level-3 등급으로, F1.5와 F1.8 혼합물은 Level-2 등급으로 평가되었다. 섬유 혼입률이 높을수록 표면 품질이 저하 되어, 추후 연구를 통하여 보다 높은 품질의 3D 프린팅용 SHCC를 제작하기 위한 배합 조정이 필요할 것으로 사료된다. 1축 인장 거동을 살펴본 결과, F1.0 혼합물은 낮은 변형률에서 파괴된 반면, F1.5와 F1.8 혼합물은 다중 미세균열이 발생하면서 우수한 인장변형률 경화거동을 나타내었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.69-77
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• 2010

Research on permeable pavement like asphalt and concrete pavement with porous structure has been increasing due to environmental and functional need such as reduction of run off and flood, and increase and purification of underwater resource. This study was performed to evaluate permeability, strengths and durability of permeable polymer concrete (PPC) using recycled aggregate that is obtained from waste concrete. Also, 6mm length of polypropylene fiber was used to increase toughness and interlocking between aggregate and aggregate surrounded by binder. In the test results, regardless of kinds of aggregates and fiber contents, the compressive strength and permeability coefficient of all types of PPC showed the higher than the criterion of porous concrete that is used in permeable pavement in Korea. Also, strengths of PPC with increase polypropylene fiber volume fraction showed slightly increased tendency due to increase binder with increase of fiber volume fraction. The weight reduction ratios for PPC after 300 cycles of freezing and thawing were in the range of 1.6~3.8 % and 2.2~5.6 %, respectively. The weight change ratio was very low regardless of the fiber volume fraction and aggregates. The weight reduction ratios of PPC with fiber and aggregate were in the range of 1.3~2.7 % and 2.2~3.2 % after 13 weeks and was very low regardless of the fiber volume fraction and aggregates.

• 한국농공학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.85-94
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• 2006

Practially useful method of steel fiber for construction work is presented in this study. The most important purpose of this study is to develop a model which can predict mechanical behavior of the structure according to aspect ratio and volume fraction of steel fiber. Experiments on compressive strength, elastic modulus, and splitting strength were performed with self-made cylindrical specimens of variable aspect ratios and volume fractions. The experiment showed that compressive strength was not in direct proportion to volume fraction which doesn't seem to have great influence over compressive strength. However, splitting strength showed almost direct proportion to aspect ratio and volume fraction. Improvement of optimal efficiency was confirmed when the aspect ratio was 70. Experiments on flexural strength, fracture energy, and characteristic length were carried out with self-manufactured beams with notch. As a result, increases of flexural strength, fracture energy, and characteristic length according to increase of volume fraction tend to be prominent when aspect ratio is 70. The steel fiber improves concrete to be more ductile and tough. Moreover, regression analysis was the performed and predictable model was developed after determining variables. With comparison and analysis of suggested estimated values and measured data, reliance of the model was verified.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.66-71
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• 2014

본 연구는 GFRP 복합재료로 구성된 기둥 구조에 대하여 마이크로 역학 접근방법에 의한 섬유의 함침비율 변화에 따라 탄성계수를 예측하고 매크로 역학 기반으로 고유진동 특성을 분석하였다. 본 연구에서 제시하는 멀티 스케일 접근법에 의한 유한요소 모델은 해석의 정확성과 재료들 간의 상관관계를 상세하고 정확이 보여준다는 장점이 있다. 수치해석은 적층 갯수, 적층배열, 섬유함침비율의 변화에 따라서 고유진동의 변화를 분석하는데 중점을 두고 있다. 수치예제로부터 섬유와 모재의 재료비율은 거시적 동역학적 특성에 중요한 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 본 연구는 고유진동에 영향을 미치는 최적의 섬유와 모재 재료비율을 상세 분석하였으며, 해석 결과는 건설용으로서의 복합소재 기둥구조가 경제적이면서 우수한 동적 구조 성능을 만족하도록 설계하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.13-20
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• 2000

In this study, the compression test of steel fiber reinforced high-strength concrete have been performed with varying strengths and volume factions of steel fiber. Three types of matrices including low strength concrete( c'=30 MPa), medium strength concrete( c'=50 MPa), and high strength concrete( c'=70 MPa) were selected. Five types of fiber fractions were studied including 0.0%, 0.5%, 0.75%, 1.0%, and 1.5% by volume. From the results of the compressive strength test, the post-peak characteristics of the stress-strain relationship were investigated, and the existing equations to predict the elastic modulus were experimentally evaluated.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.101-107
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• 2008

A composite mechanics for discontinuous fiber reinforced polymer matrix composites(PMC) is analysed in order to predict fiber axial stresses. In continuum approach. frictional slip which usually takes place between fibers and polymers is accounted to derive PMC equations. The interfacial friction stress is treated by the product of the coefficient of friction and the compressive stress norma1 to the fiber/matrix interface. The residual stress and the Poisson's contraction implemented by the rule of mixture(ROM) are considered for the compressive stress normal to the fiber/matrix interface. In addition. the effects of fiber aspect ratio and fiber volume fraction on fiber axial stresses are evaluated using the derived equations. Results are illustrated numerically using the present equations with reasonable materials data. It is found that the fiber axial stress in the center region shows no great discrepancy for different fiber aspect ratios and fiber volume fractions while some discrepancies are shown in the fiber end region.