• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.737-740
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• 2008

UHSFRC(Ultra High Strength Steel-Fiber Reinforced Cementitious Composites)를 구조부재에 적용할 경우, 시공성능 및 내하성능에 있어서 탁월한 효과가 있을 것으로 예상된다. 하지만 부배합의 특성 상 수축 및 크리프와 같은 장기거동 특성에 대해서는 구조부재 적용에 있어 장해요인으로 인식되고한다. 따라서 UHSFRC를 구조부재에 적용할 경우 건조수축 및 크리프 변형 등 장기거동에 대한 검토가 반드시 필요할 것이다. 본 연구에서는 UHSFRC의 건조수축 특성에 대한 분석결과를 나타내었다. 초기 노출재령에서 상대적으로 빠르게 발생하는 UHSFRC의 건조수축 특성과 재료의 치밀한 조직 구성으로 인해 수분의 이동이 훨씬 느리게 발생하는 점 등으로 인해 국내 설계기준에서 제시하고 있는 건조수축모델을 UHSFRC에 적용할 경우, 수축거동 특성을 정확하게 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 따라서 일반 콘크리트와는 다른 UHSFRC의 수축특성을 반영한 건조수축 모델을 제안하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.64-71
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• 2015

초고강도 콘크리트의 혼화재로는 일반적으로 실리카퓸(SF)을 사용한다. 실리카퓸은 강도, 내구성 측면에서 유리하나 제조원가를 상승시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 80MPa급 초고강도 콘크리트의 제조원가를 낮추기 위하여 실리카퓸 대신에 고로슬래그(BS)와 플라이애시(FA)에 대해 검토하였다. 실험은 모르타르 배합으로 결합재 조합, 물-결합재비 및 단위결합재량에 대해 검토하였고, 그 결과를 토대로 콘크리트 배합설계를 통하여 물성에 대하여 검증하였다. 그 결과 압축강도 80MPa를 달성하기 위한 결합재는 OPC 60% BS 30%, FA10%로 구성하고, 물-결합재비는 21%, 단위 결합재량은 $720kg/m^3$이 적절한 것으로 분석되었다. 상기 도출된 결합재 조합, W/B 및 단위 결합재량을 반영한 콘크리트 배합에서 슬럼프 플로우는 715mm, 28일 압축강도는 97MPa로 양호하게 나타났다. 본 연구에서 도출한 결합재 조합을 사용하는 경우 실리카퓸을 사용한 결합재에 비하여 동등한 성능을 발휘하면서 약 50%의 결합재 비용을 절감할 수 있는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권5호
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• pp.531-545
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• 2023

Composite dowels are implemented as a powerful alternative to headed studs for the efficient combination of Ultra High-Performance Concrete (UHPC) with high-strength steel in novel composite structures. They are required to provide sufficient shear resistance and ensure the transmission of tensile forces in the composite connection in order to prevent lifting of the concrete slab. In this paper, the load bearing capacity of puzzle-shaped and clothoidal-shaped dowels encased in UHPC specimen were investigated based on validated experimental test data. Considering the influence of the embedment depth and the spacing width of shear dowels, the characteristics of UHPC square plate on the load bearing capacity of composite structure, 240 numeric models have been constructed and analyzed. Three artificial intelligence approaches have been implemented to learn the discipline from collected experimental data and then make prediction, which includes Artificial Neural Network-Particle Swarm Optimization (ANN-PSO), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and an Extreme Learning Machine (ELM). Among the factors, the embedment depth of composite dowel is proved to be the most influential parameter on the load bearing capacity. Furthermore, the results of the prediction models reveal that ELM is capable to achieve more accurate prediction.

• Advances in concrete construction
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• 제14권2호
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• pp.139-151
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• 2022

Filling materials poured into precast member joint are subjected to restraint stress by the precast member and joint reinforcement. The induced stress will likely cause cracks at early ages and performance degradation of the entire structure. To prevent these issues and design reasonable joints, it is very important to analyze and evaluate the restrained shrinkage cracks of filling materials at various restraint conditions. In this study, a new time zero-that defines the shrinkage development time of a filling material-is proposed to calculate the accurate amount of shrinkage. The tensile stresses and strengths at different ages were compared through the ring test (AASHTO PP34) to evaluate the crack potential of the restrained filling materials at various restraint conditions. The mixture which contained an expansive additive and a shrinkage reducing agent exhibited high resistance to shrinkage cracking owing to the high-drying shrinkage compensation effect. The high-performance, fiber-reinforced cement composite, and ultra-high-performance, fiber-reinforced cement composite yielded very high resistance to shrinkage and cracking owing to the pull-out property of steel fibers. To this end, multiple nonlinear regression analyses were conducted based on the test results. Accordingly, a modified tensile stress equation that considered both the geometric shape of the specimen and the intrinsic properties of the material is proposed.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.111-121
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• 2020

There has been increasing interest in UHPC (Ultra-High Performance Concrete) materials in recent years. Owing to the superior mechanical properties and durability, the UHPC has been widely used for the design of various types of structures. In this paper, machine learning based compressive strength prediction methods of the UHPC are proposed. Various regression-based machine learning models were built to train dataset. For train and validation, 110 data samples collected from the literatures were used. Because the proportion between the compressive strength and its composition is a highly nonlinear, more advanced regression models are demanded to obtain better results. The complex relationship between mixture proportion and concrete compressive strength can be predicted by using the selected regression method.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.209-210
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• 2021

This study aims to develop ultra-low-shrinkage high-quality concrete. Therefore, the concrete drying shrinkage characteristics according to the type and amount of the shrinkage reducing agent were reviewed. As a result, the performance of Hexylene Glycol(HG) and Polyol was superior to that of PolyEthylene Glycol(PEG), which is most widely used in Korea. In addition, the shrinkage reduction effect was improved as the amount of PEG was increased, but the disadvantage of the strength reduction when excessive use was confirmed.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.100-107
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• 2018

초고강도 섬유보강 콘크리트 50M 합성 박스거더에 대한 재료적 비선형 및 기하학적 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 인장과 압축구역에서 구성방정식을 실험에 근거하여 모델링하였다. 비선형 유한요소해석의 정확성은 UHPFRC 50M 합성거더의 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 1.5% 체적대비 섬유혼입률, 135MPa 압축강도 및 18MPa 휨인장강도 특성을 가진 UHPFRC 50M 합성거더에 대한 휨실험이 수행되었다. 포스트텐션힘으로 결합된 UHPFRC 합성거더는 3개의 UHPFRC 분절 U거더와 고강도 철근콘크리트 슬래브로 구성되었다. Midas FEA를 사용하여 UHPFRC 거더 부분은 8개 절점을 가진 3차원 6면체 모델링을 하였고, 철근와 강연선은 2개 절점을 가진 선형 요소로 모델링하였다. Total strain crack 모델에 기반을 둔 압축 및 인장 다중 선형모델을 사용하여 구성방정식을 설정하였고 균열은 smeared crack model로 구성하였다. 철근과 강연선의 비선형성은 Von Mises 규준을 적용하였다. 비선형 정적해석은 Newton-Rhapson 기법의 수렴치를 사용한 점진적 반복기법을 사용하여 해를 수행하였다. 유한요소해석은 하중-변위관계, 중립축 변화관계 및 균열양상에 대하여 실험 결과와 수치 해석 결과를 비교하여 검증하였다. 하중-변위 관계는 실험 결과와 비교해볼 때 매우 정확한 결과를 보여주고 있다. 본 논문에서 수행한 비선형 유한요소해석법은 철근보강 포스트텐션닝 초고강도 섬유보강 합성 박스거더의 휨거동 해석에 만족한 결과를 보여주고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.53-64
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• 2017

강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPFRC)는 높은 압축강도 뿐 아니라 강섬유 보강에 의한 뛰어난 응력분산효과로 인해 높은 인장강도를 가지며, 미세균열의 확장을 통해 균열 후에도 경화거동을 하여 구조부재가 안정적으로 외력에 저항하도록 한다. 본 연구에서는 UHPFRC 재료 인장강도를 정의함에 있어 노치가 있는 휨실험과 직접인장실험을 비교하여 실험법 및 결과 분석의 장단점을 알아보았다. I-형 보의 전단부재실험은 복부의 면내전단거동을 알아보기 위하여 전단 경간비, 유효높이, 재료인장강도를 변수로 계획하였다. 실험결과를 통해 전단보강근이 없는 UHPFRC I형 보의 균열발생 이후 전단거동의 응력 재분배효과를 정량적으로 판단하고, 균열 후 거동을 기존 전단 강도식이 잘 반영하고 있는지 검토하였다. 전단철근 보강이 없는 UHPFRC 전단부재의 경우 파괴모드는 사인장 파괴로 동일하였고, 이러한 파괴모드를 가지는 부재는 전단 경간비와 유효높이에 크게 영향을 받게 되어 부재 설계 시 이러한 변수에 대한 고려가 필요한 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권2호
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• pp.147-156
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• 2020

This numerical study demonstrates the porosity conditions and the intensity of the interactions with the aggressive agents. It is established that the density as well as the elastic modulus are correlated to ultrasonic velocity The following investigation assessed the effects of cement grade and porosity on tensile strength, flexural and compressive of Ultra High Performance Concrete (UHPC) as a numerical model in PLAXIS 2d Software. Initially, the existing strength-porosity equations were investigated. Furthermore, comparisons of the proposed equations with the existing models suggested the high accuracy of the proposed equations in predicting, cement grade concrete strength. The outcome obtained showed a ductile failure when un-corroded reinforced concrete demonstrates several bending-induced cracks transfer to the steel reinforcement. Moreover, the outcome also showed a brittle failure when wider but fewer transverse cracks occurred under bending loads. Sustained loading as well as initial pre-cracked condition during the corrosion development have shown to have significant impact on the corrosion behavior of concrete properties. Moreover, greater porosity was generally associated with lower compressive, flexural, and tensile strength. Higher cement grade, on the other hand, resulted in lower reduction in concrete strength. This finding highlighted the critical role of cement strength grade in determining the mechanical properties of concrete.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.207-214
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• 2011

높은 강도와 우수한 연성을 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 교량 부재의 두께 및 자중을 감소시키는데 적합하여, 교량의 장대화, 장경간화에 유리한 재료로 각광 받고 있다. 그러나 초고성능 콘크리트는 타설 과정이 복잡하고 어렵기 때문에 현장 타설을 통한 적용이 어려운 재료이다. 따라서 이에 대한 대안으로 프리캐스트 공법을 활용하는 방안이 중점적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 연구의 일환으로 초고성능 콘크리트의 재료 특성을 고려하여 하이브리드 사장교 바닥판 접합부의 철근 이음방법에 따른 구조적 성능을 평가하였다. 바닥판의 접합부에 적용할 수 있는 철근 이음을 형상에 따라 RC 부재에 적용하고, 이에 대한 비선형 해석을 통해 구조적 성능을 예측하였다. 또한 600 m급 사장교를 선정하여 단면력 해석을 통해 접합부에서 발생하는 부착 응력의 크기를 파악하고, 이를 접합부 형상에 따른 부착 강도의 크기와 비교하여 구조적 성능을 평가하였다. 해석 결과, 접합부 철근의 형상에 따라 U형 루프 타입이 가장 큰 하중을 견딜 수 있고, 직선형 타입이 가장 큰 부착 강도를 발현하는 것으로 예측되었다. 또한, 세 가지 형상의 접합부 철근 모두 초고성능 콘크리트의 사장교의 완성계에서 요구되는 부착 성능을 만족시켰다.