• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.461-469
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• 2011

이 연구에서는 하이브리드 구조용 합성 섬유와 폴리비닐알코올(PVA)섬유 보강 시멘트 복합 재료에 정착된 구조용 합성 섬유의 인발 거동에 미치는 PVA 섬유 혼입률의 효과를 제시하였다. 구조용 합성 섬유와 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합 재료와의 인발 거동은 Dog-bone 부착 시험에 의해서 결정하였다. 시험 결과 PVA 섬유의 혼입은 구조용 합성 섬유와 시멘트 복합 재료와의 인발 거동 특히, 섬유 계면인성을 강화하는 효과가 있었다. 구조용 합성 섬유의 인발 시험 결과 구조용 합성 섬유와 시멘트 복합 재료와의 계면인성은 PVA 섬유의 혼입률이 증가할수록 증가하였다. 미세 구조 분석 결과 PVA 섬유의 혼합은 구조용 합성 섬유와 PVA 섬유 보강 시멘트 복합 재료의 계면인성 메커니즘을 강화시키는데 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.148-156
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• 2007

섬유복합재료의 역학적인 관점에서 볼 때 PVA-ECC (polyvinyl alcohol-engineered cementitious composite)의 섬유분산성 평가는 매우 중요한 요소이다. 그러나 PVA 섬유의 낮은 명암비 때문에 시멘트계 재료와 섬유를 구별하기가 어려우므로, PVA-ECC의 섬유분산성 평가를 하기에는 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 PVA-ECC 내의 섬유분산성을 평가할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 형광의 원리를 이용하여 섬유복합재료 단면에서 PVA 섬유가 초록빛을 발하는 이미지를 얻었고, PVA-ECC 시편에 대한 섬유분산성은 형광 현미경에 부착된 CCD (charge coupled device) 카메라를 통하여 얻어진 이미지를 이미지 프로세싱 기법과 통계적인 방법을 이용하여 평가하였다. 또한 형상분석을 통하여 섬유의 방향성이 분산성에 미치는 영향을 파악하였으며, 판별함수기법과 분수령 알고리즘을 이용하여 섬유 검출 성능을 향상시킬 수 있는 기법을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.651-658
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• 2010

콘크리트의 슬럼프와 역학적특성에 대한 마이크로 섬유와 매크로 섬유의 영향을 파악하기 위하여 강섬유와 PVA 섬유로 하이브리드 보강된 콘크리트 16배합과 무보강 콘크리트 1배합을 실험하였다. 주요 변수는 강섬유와 PVA 섬유의 체적비 및 길이이다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 역학적특성들은 섬유보강지수에 따라 분석되었으며, 강섬유 또는 PVA 섬유만으로 보강된 콘크리트와 비교하였다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 슬럼프는 섬유 체적비와 형상비 증가와 함께 감소하였으며, 할렬인장강도, 파괴계수, 탄성계수 및 휨 인성지수는 섬유보강지수의 증가와 함께 증가하였다. 단일 섬유보강 콘크리트의 섬유체적비에 비해 낮은 체적비를 갖는 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 파괴계수와 휨인성지수는 단일 섬유보강 콘크리트에 비해 높았다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 휨 인성 향상을 위해서는 30 mm와 60 mm 길이의 강섬유를 함께 사용하는 것보다는 60 mm 강섬유만을 사용하는 것이 효율적이었다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.513-522
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• 2008

섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분포 특성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘 (watershed algorithm)과 형태학적 재구성 (morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망(ANN)을 분류기로 활용하기 위하여 형상 특성을 나타내는 5가지 특징값 즉, $F_s$, $F_c$, $F_p$, $F_l$과 $F_{rl}$을 추출하였다. 추출된 특징값에 대한 데이터베이스를 구축하여 ANN을 학습하여 분류기를 구축함으로써 섬유의 유형을 자동으로 분류할 수 있도록 하였다. 또한 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.913-916
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• 2008

변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)의 직접인장거동은 주로 물시멘트비, 섬유와 매트릭스 간의 상호작용, 부착강도, 섬유 혼입율 등에 의해 영향을 받는다. 본 논문은 PET 및 PVA섬유를 사용한 SHCC의 직접인장거동에서 섬유의 형상비의 영향을 평가하기 위해 PET섬유의 형상비(Aspect ratio, ${\ell}/d_f$ : 150, 300, 600)를 변수로 선정하였다. 동일한 배합조건에서 PET1.5+PVA0.5-300 및 PET1.5+PVA0.5-600시험체는 PET1.5+PVA0.5-150에 비해 우수한 유사변형경화특성과 미세균열분산 특성을 보였으며, PET1.5+PVA0.5-300 및 PET1.5+PVA0.5-600 시험체는 최대인장응력시 각각 0.5, 2.0%의 변형율을 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1009-1012
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• 2008

섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분산성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA(Polyvinyl alcohol) 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포 특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유 복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘(watershed algorithm)과 형태학적 재구성(morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망을 분류기로 구축하였다. 또한 구축한 분류기를 통해 분류된 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.391-396
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• 2004

소성수축 균열은 경화전 콘크리트의 노출된 표면에서 과도한 수분 증발로 인하여 발생된다. 이러한 소성수축 균열은 특히 도로, 슬래브 및 옹벽 등과 같은 넓은 표면적을 가진 콘크리트 구조물에서 발생하는 가장 큰 문제 중에 하나이다. 본 연구에서는 PVA섬유보강 모르타르 및 콘크리트의 소성수축 특성과 투수성능을 파악하기 위해 실험을 실시하였다. 그 결과 PVA섬유보강 시멘트복합체는 일반 시멘트 복합체 및 폴리프로필렌섬유보강 시멘트 복합체와 비교하여 최대 균열 폭 및 총 균열 면적에 효과적으로 감소하였다. 또한 투수성 실험결과 PVA섬유보강 시멘트 복합체는 폴리프로필렌섬유보강 시멘트 복합체보다 더 낮은 투수성을 나타내었다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.215-218
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• 2002

Poly(vinyl alcohol)(PVA)는 1924년 W. O. Herrmann과 W. Haehnel이 Poly(vinyl esters)를 caustic soda 용액에서 비누화하여 합성한 뒤 많은 연구 및 사용되어지고 있는 고분자이다. 환경친화적이고, 인체에 무해하여 인공관절, 콘택트 렌즈 등에 이용이 되고 있다. 특히 구조가 선형적이고 zig-zag구조를 가지기 때문에 고강도, 고탄성을 갖는 섬유의 제조가 가능한 소재이다[1]. PVA섬유의 제조는 용매를 이용한 습식방사 및 겔방사로 섬유를 제조한다. (중략)

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.323-330
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• 2023

PVA 섬유 보강 시멘트 복합체는 매우 복잡한 미세구조를 가지고 있으며, 재료의 거동을 정확히 평가하기 위해서는 미세구조 특성을 반영하여 실제 실험과 시너지효과를 내며 효율적인 재료 설계를 가능하게 하는 해석 모델의 개발이 중요하다. PVA 섬유 보강 시멘트 복합체의 역학적 성능은 PVA 섬유의 방향성에 큰 영향을 받는다. 그러나 마이크로-CT 이미지로부터 얻은 PVA 섬유의 회색조 값을 인접한 상과 구분하기 어려워, 섬유 분리 과정에 많은 시간이 소요된다. 본 연구에서는 섬유의 3차원 분포를 얻기 위하여 0.65㎛³의 복셀 크기를 가지는 마이크로-CT 이미지 촬영을 수행하였다. 학습에 사용될 학습 데이터를 생성하기 위해 히스토그램, 형상, 그리고 구배 기반 상 분리 방법을 적용하였다. 본 연구에서 제안된 U-net 모델을 활용하여 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체의 마이크로- CT 이미지로부터 섬유를 분리하는 학습을 수행하였다. 훈련의 정확도를 높이기 위해 데이터 증강을 적용하였으며, 총 1024개의 이미지를 훈련 데이터로 사용하였다. 모델의 성능은 정확도, 정밀도, 재현율, F1 스코어를 평가하였으며, 학습된 모델의 섬유 분리 성능이 매우 높고 효율적이며, 다른 시편에도 적용될 수 있음을 확인하였다.