• Steel and Composite Structures
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• 제12권2호
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• pp.167-181
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• 2012

Ultra high performance cementitious composite material is applied to the design of multifunctional permanent form for bridge pier in this paper. The basic properties and calculating constitutive model of ultra high performance cementitious composite are introduced briefly. According to momental theory of thin-walled shell, the analytical solutions of structural behavior parameters including circumferential stress, longitudinal stress and shear stress are derived for UHPCC thin-walled circular tube. Based on relevant code of construction loads (MHURD of PPC 2008), the calculating parameter expression of construction loads for UHPCC thin-walled circular tube is presented. With geometrical dimensions of typical pier, the structural behavior parameters of UHPCC tube under construction loads are calculated. The effects of geometrical parameters of UHPCC tube on structural behavior are analyzed and the design advices for UHPCC tube are proposed. This paper shall provide a scientific reference for UHPCC permanent form design and UHPCC hybrid structure application.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.447-455
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• 2014

본 연구는 UHPCC (Ultra High Performance Cementitious Composites)에서 섬유배열 유도의 효율성을 평가하기 위한 연구의 일환으로, 흐름특성을 달리한 다양한 방법으로 UHPCC 부재를 제작하여 휨거동의 변화를 비교하고, 섬유 배열특성과의 상관관계를 정성적으로 분석하였다. 실험을 통해 섬유배열 유도방법에 따라 휨거동의 차이가 크게 나타남을 확인하였다. 일반적인 휨실험체 제작방법으로, 섬유가 주인장방향으로 배열되도록 유도한 경우가 다른 방법으로 제작된 휨실험체에 비해 더 높은 휨인장강도와 낮은 변동성을 보였다. 따라서 실제 UHPCC 부재에서의 재료의 휨인장강도는 실험실 수준에서 측정한 휨인장강도와 비교하여 크게 다를 수 있고, 변동성도 더 크게 나타날 수 있음을 반드시 고려해야 할 것이다. 한편, UHPCC의 유동흐름에 따른 섬유의 배열특성의 변화를 흐름의 종류 및 경계면 효과를 고려하여 정성적으로 예측하였으며, 이러한 예측결과는 실험에서 여러 가지 형태로 유도된 유동흐름에 따른 휨인장거동의 변화를 잘 설명하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.67-75
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• 2011

이 연구에서는 UHPCC에서 강섬유 혼입률이 압축거동에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하였으며, 그 결과로부터 UHPCC에 적용가능한 압축거동 모델을 제시하고자 하였다. 섬유혼입률 0~5 vol.%에 대해 실험을 수행한 결과, 섬유혼입률이 증가함에 따라 압축강도 및 그 때의 극한변형률 및 탄성계수가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 100 MPa 이하의 강섬유보강 콘크리트에 대한 기존 연구 결과들과 비교했을 때, 압축강도는 섬유보강효과가 거의 동일한 경향을 나타내는 반면, 극한변형률과 탄성계수에 대한 섬유보강효과는 상대적으로 훨씬 적게 나타났다. 섬유혼입률이 증가함에 따른 UHPCC의 압축강도, 극한변형률 및 탄성계수의 변화를 섬유보강지수(RI)를 이용한 선형관계식으로 표현하였다. UHPCC의 압축거동에 대한 섬유보강효과는 거동의 형상에 전혀 영향을 미치지 않으며, 다만 압축강도와 그 때의 극한변형률 및 탄성계수에 영향을 미치는 점을 고려하여 UHPCC의 압축응력-변형률 관계를 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.441-448
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• 2011

이 연구에서는 실리카퓸 및 수축 저감제, 팽창재, 고성능 감수제의 혼입을 변수로 한 초고성능 시멘트 복합체(UHPCC)의 초기 수축 거동을 평가하기 위하여 화학수축 및 자기수축 실험을 수행하고, 응결 측정 결과와 비교하여 UHPCC의 자기건조 시작 시점에 대하여 분석하였다. 실험 결과, 실리카퓸 및 수축 저감제는 초기 화학수축을 증가시키는 경향을 보였으며, 고성능 감수제는 시멘트와 배합수의 수화 반응을 지연시키고 화학수축을 저감시키는 것으로 나타났다. 수축 저감제와 팽창재를 조합하여 적용한 경우 약 49%의 자기수축 저감 효과를 보였으며, 팽창재는 경화를 촉진 시키는 것으로 나타났다. 또한 UHPCC는 다수의 섬유 혼입과 낮은 물-결합재비에 의해 초결 이전부터 자기건조 현상이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.46-54
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• 2013

실제 교량의 바닥판에 적용할 목적으로 섬유의 길이 및 혼입량을 달리한 두 가지 초고성능 시멘트 복합체를 고려하고 있다. 이 연구의 목적은 이 두 재료의 균열저항성을 평가하는 것이다. 두 재료에 대한 휨인장 파괴실험을 수행하였고, 실험으로부터 얻은 하중-균열개구변위 관계를 최적으로 모사하는 인장응력-균열개구 관계를 역해석을 통해 파악하였다. 역해석결과 13 mm 길이의 섬유를 2% 함유한 UHPCC는 16.3 mm와 19.5 mm 길이의 섬유를 각각 0.5%와 1.0% 함유한 UHPCC에 비해 파괴에너지가 작은 것으로 나타났다. 균열을 보다 분산시키고 균열폭을 감소시키기 위해서는 길이가 긴 두 종류의 섬유를 혼용한 UHPCC를 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.110-118
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• 2010

본 연구에서는 초고성능 시멘트 복합체(Ultra High Performance Cementitious Composites, UHPCC)의 압축강도에 미치는 강섬유 보강효과에 관한 연구를 수행하였으며, 일반 강섬유보강 콘크리트에서의 경향과 비교 검토를 실시하였다. 다양한 크기의 압축강도에 대해 UHPCC에서의 섬유보강효과에 관한 실험을 수행한 결과, 일반 섬유보강 콘크리트에서처럼 섬유보강에 따른 압축강도의 향상을 확인할 수 있었다. 실험결과는 압축강도 100MPa 이하를 대상으로 하는 일반 강섬유보강 콘크리트에 관한 기존 연구결과들과 비교분석을 실시하였다. 그 결과 모든 범위의 압축강도에 대해 압축강도에 관계없이 $f'_{cf}-f'_c$와 RI 이 일정한 선형관계를 가지는 것을 규명하였으며, UHPCC를 포함하는 광범위한 압축강도의 강섬유보강 콘크리트에 대해 적용이 가능한 포괄적 섬유보강효과의 관계식을 도출하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.23-30
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• 2008

UHPCC는 고성능, 고강도와 우수한 역학적 특성을 지니고 있다. UHPCC는 동일한 하중 하에서 타 재료에 비해 단면을 축소할 수 있는 장점이 있으나, 보통콘크리트에 비해 외국에서 수입하는 실리카흄이 많이 사용되는 배합이 되어 제작비용을 증가시키는 원인이 된다. 최밀 충전구성에 의한 UHPCC의 우수한 역학적 특성은 분체에 해당되는 아주 가는 입경의 골재를 치환함으로서 변화시킬 수 있다. 본 연구는 실리카흄과 실리카플로우를 석회석 미분말로 치환된 UHPCC의 특성을 파악하고자 한다. 본 실험 시편은 치환종류에 따라 크게 세 가지로 분류한다. 압축강도와 플로우를 비교 검토하였으며, SEM, XRD와 NMR 방법등을 사용하여 미세조직과 수화반응 현상을 분석하였다. 결론적으로 석회석 미분말로의 치환은 UHPCC 구조부재의 시공 단가를 감소시키며, 굳지 않은 UHPCC의 특성을 향상시키는 유용한 치환이 된다고 볼 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제19권1호
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• pp.87-98
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• 2017

In recent year, the coat layer drops and the rebar rust of bridge parapets, which caused the structural performance degradation. In order to achieve the comprehensive rehabilitation, ultra high performance cementitious composites is proposed to existing RC parapet rehabilitation. The influence factors of UHPCC rehabilitation includes two parts, i.e., internal factors related with material, such as UHPCC layer thickness, corrosion ratio of rebars, fiber volume fraction, and external factors related with the load, such as impact speeds, impact angles, vehicle mass. The influence of the factors was analyzed in this paper based on the nonlinear finite element. The analysis results of the maximum dynamic deformation and the peak impact load of parapets revealed the influence of the internal factors and the external factors on anti-collision performance and degree degradation. This research may provide a reference for the comprehensive multifunctional rehabilitation of existing bridge parapets.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.526-529
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• 2006

In this paper, flexure behavior of steel fiber reinforcement ultra high performance cementations composites (SFR-UHPCC) has been analyzed by equivalent stress block. Pulling-out tensile force of steel fiber with concrete matrix was induced. An appropriate flexure evaluation formula, i.e. semi-analytical formula, was established based on rectangular cross section beam for comparing with shear capacity and ultimate load of SFR-UHPCC beam. Finally, the semi-analytical formula has been simplified for the convenience of design work. Experimental results and theoretical shear strength are shown to compare with the formula proposed by this paper. The theory formula has a good prediction of failure type of SFR-UHPCC.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권5호
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• pp.931-951
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• 2015

To improve the durability and service life of reinforced concrete column such as bridge piers, an advanced composite column made of Ultra High Performance Cementitious Composites (UHPCC) permanent form is proposed. Based on elasticity plasticity theory, axial compression behavior of the composite column was studied theoretically. The first circumferential cracking load and ultimate limit loading capacity are derived for the composite column. Short composite column compression tests and numerical simulations using FEM method were carried out to justify the theoretical formula. The effects of UHPCC tube thickness on the axial compression behavior were studied. Using the established theoretical model and numerical simulation, the large dimension composite columns are calculated and analyzed with different UHPCC tube thickness. These studies may provide a reference for advanced composite column design and application.