• 제목/요약/키워드: Optimal Strength Ratio

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이종 섬유 혼입비에 따른 섬유보강 콘크리트의 휨 인성 및 휨 인장강도에 관한 연구 (Study on flexural toughness and flexural tensile strength of fiber reinforced concrete by mixture ratio of different fibers)

  • 박홍용;류종현;조용범
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.51-60
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    • 2010
  • 최근 새로운 형태의 폴리올레핀 섬유에 대하여 성능향상 개발이 이루어지고 있으며, 기존 섬유와 혼입하여 사용하거나 폴리올레핀 섬유만을 사용한 콘크리트 특성에 대하여 연구와 검증이 필요하다. 본 연구의 목적은 강섬유와 폴리올레핀 섬유를 사용한 콘크리트의 휨 인성 및 휨 인장강도에 대한 성능을 확인하기 위하여 324개의 보 시편을 제작하고, KS F2566과 ASTM C 1399-02규격에서 제시한 4점 휨 실험을 수행하여 휨 인성지수, 등가 휨 인장강도, 평균잔류강도를 분석하였다. 실험결과, 섬유 혼입률, 섬유 형상비에 대한 휨 인성 및 인장강도에 대한 효과가 확인되었으며, 강섬유와 폴리올레핀의 최적의 혼입비율을 제시하였다.

고 흡수성 폴리머를 혼입한 콘크리트의 압축 강도 및 동결융해 저항성 평가 (Evaluation of Compressive Strength and Freeze-thaw Resistance Properties of Concrete using Superabsorbent Polymer)

  • 김일순;최소영;양은익
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.86-94
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    • 2020
  • 고 흡수성 폴리머(SAP)가 콘크리트에 혼입되면 슬럼프가 급격하게 감소하여 시공성이 저하되며, 수분 흡수·방출 과정으로 내부 양생 효과를 얻을 수 있고, 콘크리트의 내부 공극을 증가시킨다. 본 연구에서는 감수제를 사용하여 시공성을 확보한 SAP 혼입 콘크리트의 압축강도 및 동결융해 저항성, 염화물 침투 저항성을 평가하여 내부 양생과 공극의 영향을 평가하였다. 또한 콘크리트의 양생 조건을 수중 양생과 봉함 양생으로 구분하여 SAP의 내부 양생 효과를 평가하였다. 실험 결과, SAP 혼입율이 증가할수록 감수제 사용량은 증가하였으며, 압축강도는 SAP 혼입율 1.5%가 가장 큰 압축강도를 나타냈다. 특히, 봉함 양생의 경우 수중 양생보다 큰 압축강도를 나타냈으며, 유효 물-시멘트 비 감소와 내부 양생 효과에 의해 압축강도가 증가한 것으로 판단된다. SAP를 1.0~1.5% 혼입하면 AE제를 혼입한 경우와 유사하게 동결융해 저항성이 개선되었으며, SAP를 1.0% 이상 사용하면 염화물 침투 저항성이 개선되었다. 최적의 SAP 혼입율은 1.5%이며, 2.0% 이상의 혼입율은 압축강도 및 동결융해 저항성에 악영향을 준다.

Experimental investigating the properties of fiber reinforced concrete by combining different fibers

  • Ghamari, Ali;Kurdi, Javad;Shemirani, Alireza Bagher;Haeri, Hadi
    • Computers and Concrete
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    • 제25권6호
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    • pp.509-516
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    • 2020
  • Adding fibers improves concrete performance in respect of strength and plasticity. There are numerous fibers for use in concrete that have different mechanical properties, and their combination in concrete changes its behavior. So, to investigate the behavior of the fiber reinforced concrete, an in vitro study was conducted on concrete with different fiber compositions including different ratios of steel, polypropylene and glass fibers with the volume of 1%. Two forms of fibers including single-stranded and aggregated fibers have been used for testing, and the specimens were tested for compressive strength and dividable tensile strength (splitting tensile) to determine the optimal ratio of the composition of fibers in the concrete reinforced by hybrid fibers. The results show that the concrete with a composition of steel fibers has a better performance than other compounds. In addition, by adding glass and propylene fibers to the composition of steel fibers, the strength of the samples is reduced. Also, if using the combination of fibers is required, the use of a combination of glass fibers with steel fibers will provide a better compressive strength and tensile strength than the combination of steel fibers with propylene.

Study on the applicability of regression models and machine learning models for predicting concrete compressive strength

  • Sangwoo Kim;Jinsup Kim;Jaeho Shin;Youngsoon Kim
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제91권6호
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    • pp.583-589
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    • 2024
  • Accurately predicting the strength of concrete is vital for ensuring the safety and durability of structures, thereby contributing to time and cost savings throughout the design and construction phases. The compressive strength of concrete is determined by various material factors, including the type of cement, composition ratios of concrete mixtures, curing time, and environmental conditions. While mix design establishes the proportions of each material for concrete, predicting strength before experimental measurement remains a challenging task. In this study, Abrams's law was chosen as a representative investigative approach to estimating concrete compressive strength. Abrams asserted that concrete compressive strength depends solely on the water-cement ratio and proposed a logarithmic linear relationship. However, Abrams's law is only applicable to concrete using cement as the sole binding material and may not be suitable for modern concrete mixtures. Therefore, this research aims to predict concrete compressive strength by applying various conventional regression analyses and machine learning methods. Six models were selected based on performance experiment data collected from various literature sources on different concrete mixtures. The models were assessed using Root Mean Squared Error (RMSE) and coefficient of determination (R2) to identify the optimal model.

압축공기에너지 저장 공동의 콘크리트 플러그 최적 형상에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Optimal Shape of Concrete Plug for Compressed Air Energy Storage Caverns)

  • 박도현;김형목;류동우;신중호;송원경
    • 터널과지하공간
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    • 제21권3호
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    • pp.164-173
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    • 2011
  • 본 연구에서는 압축공기에너지 저장 공동의 콘크리트 플러그 최적 형상을 조사하기 위해 플러그 형상에 따른 저장 공동의 안정성을 수치해석적으로 평가하였다. 고려한 플러그 형상은 원통형, 암반에 근입된 원통형, 테이퍼형, 쐐기형이었고, 강도감소법에 의한 안전율과 압축 공기의 압력으로 인해 콘크리트에 발생하는 항복 영역의 부피비를 토대로 안정성을 분석하였다. 안정성 분석 결과, 암반에 근입된 원통형과 테이퍼형 플러그가 원통형과 쐐기형 플러그보다 역학적으로 더 안정한 것으로 분석되었다. 그러나 암반에 근입된 플러그의 경우 플러그와 암반이 접촉하는 부분에서 응력 집중이 발생하여 암반에 근입된 원통형 플러그보다는 테이퍼형 플러그 가 최적의 형상인 것을 확인하였다.

마그네시아-인산칼륨 기반 하이볼륨 플라이애시 활용 무시멘트 보수 모르타르의 기초 품질 특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Fundamental Quality Characteristics of Non-cement Repair Mortar Using High-volume Fly Ash Based on Potassium Magnesia Phosphate)

  • 이두원;장일영
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.152-161
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    • 2024
  • 본 논문에서는 마그네시아-인산칼륨 기반의 무시멘트 하이볼륨 플라이애시 보수 모르타르를 제조하고 그 기초 품질 특성을 평가하였다. 최적의 무시멘트 모르타르 배합을 도출하기 위하여, 마그네시아 비율을 기준으로 제조 특성을 평가하였고, 플라이애시 혼합에 따른 모르타르 제조 특성을 평가하였다. 또한 마그네시아 무시멘트 보수 모르타르는 플라이애시 혼합의 효과 및 바잘트 섬유를 고려하여 제조하였다. 평가결과를 통하여, 마그네시아 무시멘트 보수 모르타르의 최적 배합을 결정하였으며, 작업성 및 기초 품질 특성 평가를 통하여 실현 가능성을 검토하였다. 본 논문에서는 마그네시아의 최적 비율은 P:M 1:0.5, W/B 30 %로 나타났으며, FA와 바잘트 섬유 혼합 시 섬유 분산성과 워커빌리티가 향상됨을 확인하였다. 또한 FA를 50 % 이상 혼합해도 6시간 이내 목표 강도를 만족하는 것으로 나타났으며, 플로우가 최대 18 % 증가하고, 휨강도는 1~2 MPa 수준 감소하였다.

실험계획법을 이용한 석고 혼입 기포콘크리트의 특성에 관한 연구 (A Study on the Properties of Foamed Concrete with Plaster Using the Experimental Design)

  • 이상안;김화중;윤상천
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.130-137
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    • 2013
  • 본 연구는 실험계획법을 통하여 과산화수소로 발포된 석고 혼입 경량기포콘크리트로 통계적 분석을 실시하였다. 본 실험에서는 경량기포콘크리트를 구성하는 각 재료의 혼합비율을 실험인자로 설정하고, 실험을 통해 얻어진 반응변수에 대한 통계적 분석으로 역학적 특성을 평가 하였다. 실험인자는 석고혼입율, 물결합재비 및 발포제첨가비 이며, 반응변수는 겉보기밀도, 압축강도, 휨강도이다. 경량기포콘크리트의 배합은 반응표면설계의 Box-Behnken (B-B)계획법에 의해 총 15회의 실험점을 설정하였다. 본 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 반응변수에 대한 각 설명인자 (석고혼입율, 물결합재비, 발포제첨가비)의 유의확률값은 유의수준 ${\alpha}$=0.05에서 유의한 것으로 추정되었다. 경량기포콘크리트의 겉보기밀도에 대한 반응표면 분석 결과, 물결합재비 와 발포제첨가비만 유의 (${\alpha}$=0.05)한 것으로 추정되었으며, 겉보기밀도와 기포량 및 함수율과의 관계는 반비례함을 확인 알 수 있었다. 경량기포콘크리트의 압축강도에 대한 반응표면 분석 결과, 물결합재비, 발포제첨가비 및 발포제첨가비의 제곱항이 유의 (${\alpha}$=0.05)한 것으로 추정되었다. 경량기포콘크리트의 휨강도에 대한 반응표면 분석 결과, 물결합재비 와 발포제첨가비만 유의 (${\alpha}$=0.05)한 것으로 추정되었다. 다중 반응 최적법을 통해 반응변수들의 목표값을 만족하는 최적조건 영역을 확인할 수 있었다.

열처리조건에 따른 Cu-Ni-Si-Sn-Fe-P 석출경화형 동합금계의 물성변화 특성 (Mechanical and Physical Property Changes of Cu-Ni-Si-Sn-Fe-P Copper Alloy System According to the Heat Treatment Conditions)

  • 김승호;염영진
    • 열처리공학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.225-232
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    • 2013
  • The influence of aging treatment, addition elements and rolling reduction ratio on the microstructure, mechanical, electrical and bendability properties of Cu-Ni-Si-P-x (x = Fe, Sn, Zn) alloys for connector material application was investigated. SEM/EDS analysis exhibited that Ni2-Si precipitates with a size of 20~100 nm were distributed in grains. Fe, Sn, Zn elemnets in Cu-Ni-Si-P alloy imporved the mechanical strength but it was not favor in increasing of electrical conductivity. As higher final rolling reduction ratio, the strength and electrical conductivity is increased after aging treatment, but it indicated excellent bendability. Especially, Cu-2Ni-0.4Si-0.5Sn-0.1Fe-0.03P alloy show the tensile strength value of 700MPa and the electrical conductivity was observed to reach a maximum of 40%IACS. It is optimal for lead frame and connector.

Experimental analysis and modeling of steel fiber reinforced SCC using central composite design

  • Kandasamy, S.;Akila, P.
    • Computers and Concrete
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    • 제15권2호
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    • pp.215-229
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    • 2015
  • The emerging technology of self compacting concrete, fiber reinforcement together reduces vibration and substitute conventional reinforcement which help in improving the economic efficiency of the construction. The objective of this work is to find the regression model to determine the response surface of mix proportioning Steel Fiber Reinforced Self Compacting Concrete (SFSCC) using statistical investigation. A total of 30 mixtures were designed and analyzed based on Design of Experiment (DOE). The fresh properties of SCC and mechanical properties of concrete were studied using Response Surface Methodology (RSM). The results were analyzed by limited proportion of fly ash, fiber, volume combination ratio of two steel fibers with aspect ratio of 50/35: 60/30 and super plasticizer (SP) dosage. The center composite designs (CCD) have selected to produce the response in quadratic equation. The model responses included in the primary stage were flowing ability, filling ability, passing ability and segregation index whereas in harden stage of concrete, compressive strength, split tensile strength and flexural strength at 28 days were tested. In this paper, the regression model and the response surface plots have been discussed, and optimal results were found for all the responses.

수지 및 탄소섬유 함유량에 따른 C-SMC 복합재료 물성 연구 (Study on Properties of Carbon Sheet Molding Compound(C-SMC) according to Resin and Carbon Fiber Ratio)

  • 서대경;양석곤;김기영;박민기;박대규;이은하;김용태;배진석
    • 한국염색가공학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.245-254
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    • 2020
  • The sheet molding compound composite has been applied divers section. This paper reports processing of carbon fiber reinforced thermosetting composite with diverse resins and which was composed of chopped carbon fiber (30 ~ 60 wt%). Normally the paste that the viscosity is over 15,000 cps has been used in traditional Sheet molding compound (SMC) machine. In this research, SMC machine was designed to make Carbon-sheet molding compound (C-SMC) prepreg which was composed with low viscosity resin (1,800 ~ 2,500 cps increase up to 10,000 cps after aging). In order to confirm the optimal processing condition. Mechanical strength tests including tensile test, shear test, impact test, flexural strength test were conducted on C-SMC composites. Plus we identified the correlation between the mechanical properties and prepreg processing condition (carbon ratio and applied resin).