• 제목/요약/키워드: Steel fiber reinforced cementitious composite

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변형속도에 따른 폴라아미드 섬유 및 후크형 강섬유 보강 시멘트 복합체의 인장특성 (Tensile Properties of Polyamide Fiber and Hooked Steel Fiber Reinforced Cementitious Composites by Strain Rate)

  • 이상규;김규용;황의철;손민재;백재욱;남정수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.73-74
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    • 2018
  • In this study, it evaluate the tensile properties of polyamide fiber reinforced cementitious composite and hooked steel fiber reinforced cementitious Composites by strain rate. Polyamide fiber reinforced cement composites (PAFRCC) and Hooked Steel Fiber Reinforced Cement Composite(HSFRCC) were fabricated. Each specimen was reinforced with 1.0 and 2.0vol% fiber. The length of the reinforced fiber was 30 mm for both fibers, and the tensile test specimen was made in dumbbell shape. As a result, the tensile strength of fiber in polyamide fiber and the mechanical bonding between fiber and matrix in hooked steel fiber are considered to be the main factors affecting tensile behavior of fiber reinforced cement composite.

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Experimental Investigation on the Blast Resistance of Fiber-Reinforced Cementitious Composite Panels Subjected to Contact Explosions

  • Nam, Jeongsoo;Kim, Hongseop;Kim, Gyuyong
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제11권1호
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    • pp.29-43
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    • 2017
  • This study investigates the blast resistance of fiber-reinforced cementitious composite (FRCC) panels, with fiber volume fractions of 2%, subjected to contact explosions using an emulsion explosive. A number of FRCC panels with five different fiber mixtures (i.e., micro polyvinyl alcohol fiber, micro polyethylene fiber, macro hooked-end steel fiber, micro polyvinyl alcohol fiber with macro hooked-end steel fiber, and micro polyethylene fiber with macro hooked-end steel fiber) were fabricated and tested. In addition, the blast resistance of plain panels (i.e., non-fiber-reinforced high strength concrete, and non-fiber-reinforced cementitious composites) were examined for comparison with those of the FRCC panels. The resistance of the panels to spall failure improved with the addition of micro synthetic fibers and/or macro hooked-end steel fibers as compared to those of the plain panels. The fracture energy of the FRCC panels was significantly higher than that of the plain panels, which reduced the local damage experienced by the FRCCs. The cracks on the back side of the micro synthetic fiber-reinforced panel due to contact explosions were greatly controlled compared to the macro hooked-end steel fiber-reinforced panel. However, the blast resistance of the macro hooked-end steel fiber-reinforced panel was improved by hybrid with micro synthetic fibers.

하이브리드형 단섬유보강 시멘트복합재료의 개발에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Development of Hybrid Discontinuous Fiber Reinforced Cementitious Composite)

  • 김영덕;조봉석;김재환;김용로;윤현도;김무한
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2003년도 학술.기술논문발표회
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    • pp.57-60
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    • 2003
  • Generally, normal concrete has the disadvantages of low tensile strength, low ductility and volume instability. To improve its performance, fiber reinforced cimentitious composite(FRCC) have been development. These composites are composed of cement, sand, water, a small amount of admixtures, and an optimal amount of fiber like synthetic fiber and steel fiber. This research investigates influence of sand, hybrid fiber and fiber volume fraction, and reports the test results of mechanical properties, fracture behavior and failure pattern of the FRCC. Our experiment was observed that sand mixed FRCC has lower compressive strength and higher bending strength than no sand mixed FRCC, and more steel fiber mixed FRCC has higher compressive strength and bending strength. Hybrid FRCC of steel and polypropylene had superior properties than FRCC of polypropylene only in same fiber volume fraction.

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고인성 섬유보강 시멘트 복합재료의 복합구성에 의한 휨 특성 (Bending Property of Composited Ductile Fiber Reinforced Cementitious Composite, DFRCC)

  • 김규용;손유신;양일승;후쿠야마히로시;윤현도;김무한
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.367-372
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    • 2003
  • Fiber Reinforced Cementitious Composite, DFRCC has strain hardening property with multiple crack in failed of compressive, tensile, bending force, concrete is not so that. But DFRCC could not use to the building element for which has not structural stiffness only has ductile property. DFRCC is used for repair only in recently. In that reason, we considered the concrete of light weight concrete, porous concrete, mortar complex with DFRCC. and DFRCC reinforced by fiber net, steel bar. In this study, results of experiment on complex method of concrete and DFRC were shown as follows; The complex methods of concrete lay on DFRCC, sandwich layer composition were effective for bending force depending on section size each layer, and reinforce DFRCC by fiber net, steel bar was effective method also.

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반복하중 하에서 고인성 시멘트 복합체 내 철근의 겹침이음성능 (Lap Splice Performance of Reinforcing Bars in High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite under Repeated Loading)

  • 전에스더;김선우;양일승;한병찬;윤현도
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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    • pp.181-184
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    • 2005
  • Experimental results on lap splice performance of high performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCC) with fiber types under repeated loading are reported. Fiber types were polypropylene(PP), polyethylene(PE) and hybrid fiber[polyethylene fiber+steel cord(PE+SC)]. The development length($l_d$) was calculated according to the relevant ACI code requirements for reinforcing bars in concrete. The current experimental results demonstrated clearly that the use of fibers in cementitious matrixes increases significantly the splice strength of reinforcing bars in tension. Also, the presence of fibers increased the number of cracks formed around the spliced bars.

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섬유보강 콘크리트(ECC)와 GFRP 보강근의 부착 특성 (Bond Properties of GFRP Rebar in Fiber Reinforced Concrete (Engineered Cementitious Composite))

  • 최윤철;박금성;최창식;최현기
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.809-815
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    • 2011
  • 철근과 GFRP bar의 콘크리트 및 PVA가 사용된 ECC에서의 부착-미끌림 관계를 실험을 통해 평가하였다. 총 8개의 최대하중 발현 이후 파괴 모드가 크게 변경되고 부착강도의 증진을 예상할 수 있는 PVA 및 PE가 2% 부피비로 혼입된 ECC로 제작된 RILEM 기준에 따른 실험체가 제작되었다. 이 연구의 목적은 ECC 및 GFRP가 사용되었을 경우 하중-변위 관계 및 부착응력-미끌림 관계를 다음과 같은 변수에 따라 파악하는 것이다. 1) 콘크리트의 종류(보통 콘크리트, 섬유보강 콘크리트), 2) 보강근의 직경(10 mm, 13 mm) 실험 결과 콘크리트와 ECC는 철근에 대한 실험체는 유사한 거동을 하였지만 GFRP에 대해서는 서로 다른 거동을 보였다. 기존 연구로 제안된 평가 방법은 실험 결과와 유사한 값을 나타내었지만 부착강도를 과대평가하는 경향을 보였으며 설계기준으로도 사용되는 ACI 위원회 제안식은 보수적인 결과를 타나내었다.

유·무기 섬유를 복합사용한 HPFRCC의 공학적 특성 (Engineering Properties of HPFRCC Including Both Organic and Inoranic Fibers)

  • 이종태;한천구
    • 한국건축시공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.615-620
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    • 2015
  • 고성능 시멘트 복합재료(HPFRCC)는 인장력 작용 하에 있어서 초기 균열이 발생한 이후에도 변형의 증가와 함께 응력이 증가하는 변형경화 특성과 다수의 미세 균열이 발생함으로써 균열 폭 제어 특성을 나타낸다. 그러나 국내의 HPFRCC의 연구는 단일섬유를 중심으로한 제조방법이나 경화전후의 재료적 성상에 관한 연구들이 진행되어지고 있으나 복합섬유인 HPFRCC를 실무에서 활용하기 위한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시공성 및 경제성을 고려하여 실무에서 효율적인 활용성을 검토하기 위한 방안으로 강섬유(이하 SL)와 유기섬유(이하 OL)를 조합한 복합섬유로 유동성 및 강도 등 제반 공학적 특성을 검토하고자 한다. 결과적으로 강섬유 장섬유(SL)과 유기섬유 장섬유(OL)의 복합섬유를 활용하는 HPFRCC의 제반 공학적 성능을 검토한 결과 복합섬유 혼입율 1.5%일 때 가장 우수한 것으로 판단되었다.

소성힌지부 강섬유 혼입 모르타르 적용 철근콘크리트 기둥의 내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation of Reinforced Concrete Columns by Applying Steel Fiber-Reinforced Mortar at Plastic Hinge Region)

  • 조창근;한성진;권민호;임청권
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.241-248
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    • 2012
  • 이 연구에서는, 철근콘크리트 기둥 실험체를 대상으로 기둥의 휨 위험 단면부에 국부적으로 강섬유 시멘트모르타르를 적용함으로서 기존 철근콘크리트 기둥에 비해 내진성능이 우수한 강섬유 모르타르 적용 철근콘크리트 복합기둥공법에 관해 제시하였다. 제시된 적용공법의 성능검증을 위하여 기존 철근콘크리트 기둥 1개 및 소성힌지구간에 국부적으로 강섬유 모르타르를 적용한 복합기둥 실험체 2개를 제작하여 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 받는 재하시험을 수행하였다. 콘크리트 및 강섬유 모르타르는 모두 현장타설되었다. 재하시험 결과 기존 철근콘크리트 기둥 실험체와 비교하여 강섬유 모르타르 적용 철근콘크리트 복합기둥 실험체의 경우 휨 및 전단 균열의 제어에 우수할 뿐만 아니라 기둥의 횡하중 내력 및 횡방향 변형 능력 향상에서도 우수한 것으로 평가되었다.

보강 섬유 종류에 따른 고인성 시멘트 복합체내에서 철근의 겹침 이음 성능 (Effect of Reinforcing Fiber Types on Lap Splice Performance of High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite(HPFRCC))

  • 전에스더;윤현도
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.153-161
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    • 2007
  • 본 논문은 다양한 연성 능력을 갖는 고인성 시멘트 복합체 내에서 철근의 겹침 이음 성능을 평가하고자 하였으며, 시멘트 복합체의 연성은 보강 섬유의 종류 및 혼입률에 따라 좌우되게 된다. 본 연구에 사용된 섬유는 폴리프로필렌(PP)와 폴리에틸렌(PE),그리고 PE 섬유와 5연선의 강섬유를 하이브리드하여 사용하였으며, PP 섬유의 혼입률은 2.0%, PE 및 하이브리드 고인성 시멘트 복합체의 혼입률은 1.5%로 하였다. 철근의 겹침이음길이는 일반 콘크리트에서 철근의 겹침 이음에 사용되는 ACI 규준에 의해 산정하였다. 고인성 시멘트 복합체 내에서 철근의 겹침 이음 실험을 수행한 결과, PE1.5 및 PE0.75+SC0.75 시험체의 겹침 이음 강도가 콘크리트에 비해 $82{\sim}91%$정도 높게 나타났으며, PE1.5 및 PE0.75+SC0.75 시험체의 겹침 이음 강도 및 에너지 흡수 능력이 PP2.0에 비해 높은 것으로 나타났다. 따라서 철근의 겹침 이음 성능은 섬유의 혼입률보다는 섬유의 인장강도 및 탄성계수에 의해 향상됨을 알 수 있었다. 또한 고인성 시멘트 복합체는 시멘트 복합체 내에서 섬유의 가교 작용으로 인해 미세균열의 분산 특성 및 최대강도 이후 연성적인 강도 저하를 보이는 것으로 나타났다.

Stress-strain relationships for steel fiber reinforced self-compacting concrete

  • Aslani, Farhad;Natoori, Mehrnaz
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제46권2호
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    • pp.295-322
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    • 2013
  • Steel fiber reinforced self-compacting concrete (SFRSCC) is a relatively new composite material which congregates the benefits of self-compacting concrete (SCC) technology with the profits derived from the fiber addition to a brittle cementitious matrix. Steel fibers improve many of the properties of SCC elements including tensile strength, toughness, energy absorption capacity and fracture toughness. Modification in the mix design of SCC may have a significant influence on the SFRSCC mechanical properties. Therefore, it is vital to investigate whether all of the assumed hypotheses for steel fiber reinforced concrete (SFRC) are also valid for SFRSCC structures. Although available research regarding the influence of steel fibers on the properties of SFRSCC is limited, this paper investigates material's mechanical properties. The present study includes: a) evaluation and comparison of the current analytical models used for estimating the mechanical properties of SFRSCC and SFRC, b) proposing new relationships for SFRSCC mixtures mechanical properties. The investigated mechanical properties are based on the available experimental results and include: compressive strength, modulus of elasticity, strain at peak compressive strength, tensile strength, and compressive and tensile stress-strain curves.