• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.859-866
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• 2010

콘크리트의 취성적인 인장 거동을 보완하기 위해 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 그 중 인장균열 이후 변형 경화 거동(strain hardening behavior)을 보이는 고인성 섬유보강 콘크리트(HPFRCC)에 대하여 활발히 연구되고 있다. 하지만, 철근이 없는 HPFRCC의 인장 및 휨거동에 대해 주로 연구가 계속되어온 반면 철근이 배근된 HPFRCC 부재의 인장 거동에 대한 자료는 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 HPFRCC의 인장거동에 대한 철근의 효과를 분석하기 위해 철근이 배근된 HPFRCC 부재를 제작하여 인장 강성(tension stiffening)에 대한 실험을 수행하였고, 인장 강성 실험 결과에서 HPFRCC의 인장 응력-변형률 관계를 도출하였다. HPFRCC는 균열발생 이후에서 항복에 이르기까지 인장 성능을 균일하게 유지하는 것으로 나타났다. 철근이 배근된 HPFRCC의 인장 강도는 철근이 없는 부재에서 측정된 인장강도에 비해 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 HPFRCC의 높은 건조수축량과 철근의 구속효과에 의한 것으로 사료된다. 이 연구에서 확인된 인장강성 실험 결과 및 분석 자료는 HPFRCC를 철근과 함께 적용할 경우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.60-67
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• 2020

최근 HPFRCC의 구조 거동에 대한 연구가 많이 이루어져 왔으나, 휨 거동에 대한 연구가 주로 수행된 반면, 전단 거동에 대한 연구는 많이 부족한 상황이다. 이 연구에서는 전단 철근이 없는 HPFRCC 보 부재의 전단 강도를 합리적으로 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 모델을 개발하기 위해 HPFRCC 보 부재를 휨 모멘트에 저항하는 상·하현재와 전단력에 저항하는 복부 전단 요소로 간단히 이상화하였다. 이후 HPFRCC의 인장 거동 특성을 바탕으로 전단 파괴 시 복부 전단 요소의 주압축대 기울기 및 전단 응력을 산정하였으며, 이로부터 HPFRCC 보부재의 전단 강도를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 제안 모델의 검증을 위해 기존의 전단 파괴된 48개의 HPFRCC 보 부재의 실험 결과와 비교하였다. 실험과 비교한 결과, 제안 모델이 실제 전단 강도를 평균 1.045, 변동계수 0.125로서 상당히 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다. 이 연구의 주요 내용은 향후 HPFRCC가 적용되는 부재 또는 구조물에 대한 관련 연구 및 설계에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.31-37
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• 2018

이 논문은 압축강도 수준(100, 140, 180 MPa급)에 따른 HPFRCC의 동적충격 인장강도를 평가하였다. 먼저 100, 140, 180 MPa급 HPFRCC의 압축응력-변형률 관계를 분석한 결과 압축강도는 각각 112, 150, 202 MPa로 나타났으며, 압축강도가 높아짐에 따라 탄성계수도 증가하는 경향을 나타내었다. 100, 140, 180 MPa급 HPFRCC의 정적 인장강도는 각각 10.7, 11.5, 16.5 MPa로 나타났으며, 압축강도가 높아질수록 인장강도도 증가하는 경향을 나타내었다. 반면 100 및 140 MPa급 HPFRCC에서의 인장강도 및 에너지 흡수능력은 압축강도 수준에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 시험체의 규격 및 강섬유의 배열에 영향을 받은 것으로 판단된다. HPFRCC의 동적충격 인장강도를 평가한 결과, 변형률 속도가 10-1/s에서 150/s로 증가할수록 모든 HPFRCC의 인장강도와 동적증가계수는 증가하는 경향을 보였다. 한편 동일한 범위의 변형률 속도에서 HPFRCC의 압축강도가 낮을수록 인장강도에 대한 DIF가 높게 측정되어 효율적인 측면에서는 100 MPa급 HPFRCC가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 높은 수준의 인장성능이 요구되는 경우 높은 압축강도를 가지는 HPFRCC를 사용하는 것이 유리하며, 폭발과 같은 고속변형률 속도에서 보다 효율적인 접근을 위해서는 목표 압축강도에 근접한 HPFRCC를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권2호
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• pp.211-223
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• 2008

A number of studies have suggested that the use of high ductile and high shear materials, such as Engineered Cementitious Composites (ECC) and High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (HPFRCC), significantly enhances the shear capacity of structural elements, even with/without shear reinforcements. The present study emphasizes the development of a nonlinear model of shear behaviour of a HPFRCC panel for application to the seismic retrofit of reinforced concrete buildings. To model the shear behaviour of HPFRCC panels, the original Modified Compression Field Theory (MCFT) for conventional reinforced concrete panels has been newly revised for reinforced HPFRCC panels, and is referred to here as the HPFRCC-MCFT model. A series of experiments was conducted to assess the shear behaviour of HPFRCC panels subjected to pure shear, and the proposed shear model has been verified through an experiment involving panel elements under pure shear. The proposed shear model of a HPFRCC panel has been applied to the prediction of seismic retrofitted reinforced concrete buildings with in-filled HPFRCC panels. In retrofitted structures, the in-filled HPFRCC element is regarded as a shear spring element of a low-rise shear wall ignoring the flexural response, and reinforced concrete elements for beam or beam-column member are modelled by a finite plastic hinge zone model. An experimental study of reinforced concrete frames with in-filled HPFRCC panels was also carried out and the analysis model was verified with correlation studies of experimental results.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.289-292
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• 2006

In this research, bending shear test of HPFRCC beams is conducted to obtain the shear strength of HPFRCC beams. Parameters are ratio of volume percentage of fibers. Also, the uniaxial tensile test of HPFRCC is conducted to obtain the tensile cracking stress of each parameters. From the uniaxial tensile test result, the shear strength of HPFRCC beams can be calculated by using the preexisting shear analysis model. Then, the shear strengths of bending shear test result and analysis result are compared.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.167-174
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• 2017

고비율의 고로슬래그를 사용한 슬러리 충전 고성능 섬유보강 시멘트 복합체(SI-HPFRCC)의 역학적 성능을 평가하였다. SI-HPFRCC 실험체 제작을 위해 hooked-end 형의 강섬유를 6.4% 사용하였다. 재령에 따른 압축강도 및 압축인성과 휨강도 및 휨인성 실험을 통해 SI-HPFRCC의 역학적 성능을 평가하였다. 또한 섬유보강 효과를 평가하기 위해 SI-HPFRCC 실험체 제작에 사용된 슬러리 매트릭스의 압축강도 및 휨강도를 측정하였다. 실험결과 SI-HPFRCC의 휨거동이 재령에 따라 취성이 증가함을 확인하였다. 압축거동의 경우에도 재령에 따른 취성 증가를 볼 수 있었으나 그 정도는 미미하였다. 강도측면에서 볼 때 SI-HPFRCC는 슬러리 매트릭스에 비해 약 140~190%의 압축강도 증가와 440~500%의 휨강도 증가를 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권4호
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• pp.313-319
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• 2018

전 세계적으로 폭발성 물질 사용 증가와 폭탄테러 등으로 인명 및 재산 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이에 중요 건축물이나 군사시설에 방호 방폭 성능을 향상시킬 목적으로 섬유보강 고성능 시멘트 복합체(HPFRCC)에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, HPFRCC의 자기수축 문제를 해결하기 위해 ERCO를 혼입하게 되면 높은 점성 및 지방분의 시멘트 알칼리와의 조기반응으로 유동성, 공기량 및 강도 등 품질저하의 문제점이 발생한다. 이에 본 연구에서는 기존에 도출된 HPFRCC의 최적 배합에 ERCO 혼입시기 및 혼입율 변화에 따른 HPFRCC의 자기수축저감 및 기초적 특성에 대해 분석하였다. 그 결과 모르타르 믹싱완료 후 ERCO를 0.5% 혼입하는 후혼입 방법이 유동성, 강도 및 자기수축저감 등의 HPFRCC의 품질 향상에 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3602-3609
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• 2015

고성능 섬유보강 시멘트 복합체(HPFRCC)는 물-결합재비(W/B)가 상당히 낮기 때문에 재령초기에서 자기수축이 크게 나타나는 특성을 지니고 있다. 이러한 자기수축의 영향으로 거푸집 및 보강철근 등에 의해 HPFRCC가 구속될 경우 상당히 큰 잔류응력 발생과 수축균열 위험성이 나타나게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 초기재령에서의 수축거동에 따른 균열거동에 대한 평가와 수축을 억제하거나 감소시키기 위한 재료적 검토 등을 포함한 HPFRCC의 수축특성에 대한 폭넓은 연구가 반드시 수행되어야 한다. 따라서, 이 논문에서는 팽창재와 수축저감제의 조합사용 여부에 따른 HPFRCC의 역학적 특성 평가와 초기 재령에서의 열팽창계수 측정 및 이를 고려한 자기수축 실험을 수행하여 팽창재와 수축저감제가 HPFRCC의 자기수축 거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2016년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.28-29
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• 2016

Recently, the attention on high tensile, and high performance cementitious composite (HPFRCC) which can minimize the damage from explosion of inflammable gas and chemicals has been increased. In spite of outstanding tensile performance, HPFRCC has the drawbacks of fiber ball, undesirable cost, and high autogenous shrinkage. therefore, in this research, to develop the optimum HPFRCC, the fundamental properties and autogenous shrinkage of HPFRCC was analyzed depending on various combination and content of organic and inorganic fibers.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.653-656
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• 2006

High performance fiber-reinforced cementitious composite(HPFRCC) encompass a wide variety of cementitious composites whose behavior in tension is significantly more ductile than that of traditional fiber-reinforced concrete. Fibers in HPFRCC are increasingly being used for the reinforcement of cementitious matrix to enhance the toughness and energy absorption capacity and to reduce the cracking sensitivity of the matrix. In the past decade, HPFRCC have evolved with intensified research. HPFRCC for structural applications has been developed under the performance driven design approach. It is the aim of this study to obtain development of HPFRCC using polyvinyl-alcohol fiber(PVA). It was targeted a requirement of economic mixing and apply to structure member.