• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.107-112
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• 1997

A series of reinforced concrete beams was tested to evaluate the flexural performance of the repaired RC beams. The key parameters for this study were the size and location of the patch, and the repair materials, including polymer, polymer-cementitious and cementitious materials. The repaired specimens failed by a typical flexural mode with minor interfacial bond failure. Beams repaired with polymer, polymer-cementitious and cementitious materials recover 100%, 91%, and 97% of the flexural strength respectively, while beams with cement mortar lose approximately 30% of the strength. Compared with the pressure injection techniques the specimens repaired with patching techniques show low flexural strength, with significant interfacial bond failure. Location and size of the repaired part do not affect the recovering performance. Interfacial behavior between repair and strengthening materials is the major influencing factor for the composite structures.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권4호
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• pp.477-497
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• 2013

This paper reports extensive experimental study done to compare workability and bond strength of five different types of polymer-based bonding agents for reinforcing bars in pinning retrofit. In pinning retrofit, steel pins of 6 to 10 mm diameters are inserted into holes drilled diagonally from mortar joints. This technique is superior to other techniques especially in retrofitting historic masonry constructions because it does not change the appearance of constructions. With an ordinary cement paste as bonding agent, it is very difficult to insert reinforcing bars at larger open times due to poor workability and very thin clearance available. Here, open time represents the time interval between the injection of bonding agent and the insertion of reinforcing bars. Use of polymer-cement paste (PCP), as bonding agent, is proposed in this study, with investigation on workability and bond strengths of various PCPs in brick masonry, at open times up to 10 minutes, which is unavoidable in practice. Corresponding nonlinear finite element models are developed to simulate the experimental observations. From the experimental and analytical study, the Styrene-Butadiene Rubber polymer-cement paste (SBR-PCP) with prior pretreatments of drilled holes showed strong bond with minimum strength variation at larger open times.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.675-682
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• 2011

최근 콘크리트 구조물의 보강시 사용되는 FRP(fiber reinforced polymer)를 이용한 보강에서, 철근콘크리트의 피복부분에 홈을 형성하고 이 홈내부에 FRP 바를 삽입한 후 에폭시 모르타르 등으로 보강하는 방법, 즉 표면매입보강(near-surface-mounted retrofit, NSMR)방법의 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 FRP 판을 철근콘크리트 표면에 매입보강시 FRP 판의 부착 특성을 실험적으로 연구한 논문이다. FRP 판의 매입 길이, 전단키의 유무, 보강열수 등을 변수로 부착 실험을 실시하여 파괴 기구를 관찰하고 이를 근거로 콘크리트 할렬 파괴시의 인발강도를 산정할 수 있는 강도식을 제안하였다. 실험 결과 매입 길이가 길수록 인발 내력은 증가하며 FRP 판의 열수가 증가할수록 내력이 증진되는 것으로 나타났다. 콘크리트의 할렬 파괴를 고려하여 내력을 산정한 결과 실험 결과와 좋은 대응을 보이는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.769-777
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• 2003

최근 철근콘크리트(RC) 구조물의 보강기법으로 큰 인장강도와 탄성계수를 갖는 탄소섬유계열 보강재를 사용한 보강공법 개발과 이와 관련된 많은 실험 및 이론적 연구가 진행되고 있다. CFS 및 강판 보강재에 의한 보강시 야기되는 문제점을 해결하기 위하여 대체 재료로 국내에 도입된 탄소섬유메쉬(CFM)를 실 구조물의 보강공사에 적용하기 위하여 우선적으로 CFM을 이용한 보강기법 및 보강된 부재의 구조성능 규명에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유메쉬와 콘크리트의 부착특성 규명을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 일반적으로 탄소섬유 부착 보강공법은 보강재와 기존 부재와의 부착성능에 의해 보강효과가 지배받게 된다. 즉 부착강도가 충분한 보강효과를 기대할 수 없을 경우의 부착파괴의 가장 큰 원인으로는 계면에서의 전단강도에 기인한다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CFM을 콘크리트에 부착하는데 있어서 정착철물(Clip)의 설치 유무, 정착철물의 정착위치, 정착철물의 설치 열 수, 부착 모르타르의 바름 유무, 부착 모르타르의 바름 두께 등의 실험 변수를 설정하고 인장전단 실험을 수행하였다. 실험결과 적절한 정착철물의 부착위치 및 정착철물 및 부착 모르타르의 부착특성을 규명할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 범용 비선형 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 CFM의 부착특성을 규명하기 위한 유한요소 모델 및 해석기법을 개발하였고 이를 실험결과와 비교하여 이에 대한 검증을 하였다.

• KCI Concrete Journal
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2002

Stresses that develop due to differential shrinkage between polymer modified cement mortar (PM) and Portland cement concrete (PCC) in a repaired concrete beam at early ages were investigated. Interface delamination or debonding of the newly cast repair material from the base is often observed in the field when the drying shrinkage of the repair material is relatively large. This study presents results of both experimental and analytical works. In the experimental part of the study, development of the material properties such as compressive strength, elastic modulus, interface bond strength, creep constant, and drying shrinkage was investigated by testing cylinders and beams for a three-week period in a constant-temperature chamber. Development of shrinkage-induced strains in a PM-PCC composite beam was determined. In the analytical part of the study, two analytical solutions were used to compare the experimental results with the analytically predicted values. One analysis method was of an exact type but could not consider the effect of creep. The other analysis method was rather approximate in nature but the creep effect was included. Comparison between the analytical and the experimental results showed that both analytical procedures resulted in stresses that were in fair agreement with the experimentally determined values. It may be important to consider the creep effect to estimate shrinkage-induced stresses at early ages.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권2호
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• pp.157-171
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• 2019

This study investigated the effects of the geometric parameters of superelastic shape memory alloy (SE SMA) fibers on the pullout displacement recovering and self-healing capacity of reinforced cementitious composites. Three diameters of 0.5, 0.7 and 1.0 mm and two different crimped lengths of 5.0 and 10.0 mm were considered. To provide best anchoring action and high bond between fiber and cement mortar, the fibers were crimped at the end to create spear-head shape. The single fiber cement-based specimens were manufactured with the cement mortar of a compressive strength of 84 MPa with the square shape at the top and a dog-bone shape at the bottom. The embedded length of each fiber was 15 mm. The pullout test was performed with displacement control to obtain monotonic or hysteretic behaviors. The results showed that pullout displacements were recovered after fibers slipped and stuck in the specimen. The specimens with fiber of larger diameter showed better displacement recovering capacity. The flag-shaped behavior was observed for all specimens, and those with fiber of 1.0 mm diameter showed the clearest one. It was observed that the length of fiber anchorage did not have a significant effect on the displacement recovery, pullout resistance and self-healing capacity.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.210-217
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• 2023

Various performances of ultra-high performance concrete (UHPC) applied with microplastics and expanded polystyrene (EPS) beads were evaluated. CompressIve and flexural strength, performance after ignition, flow-down in fresh state, and effective bond strength were evaluated. Designed weight of the cement panel with these mixtures was calculated based on the flexural strength. As a result of the experiments, it was confirmed that the EPS could reduce the density of UHPC with largest range. By maximum addition of EPS beeds, the density of UHPC decreased to 1300 kg/m³, and the compressive and flexural strengths for this mixtures were in ranges of 20-30 MPa and 15-20 MPa, respectively. On the other hand, lightest cement panel could be designed with UHPC having a density ranges about 2.0 g/cm³.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.128-135
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• 2011

본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 기초적 특성에 대하여 검토하였다. 실험결과, 유동성 및 응결시간은 B > C > A type 순으로 크게 나타났으며, 온도조건별로는 상온보다 저온에서 더 지연되었다. 압축강도, 휨강도, 부착강도는 3 type 모두 비슷하게 나타났는데, 압축강도는 저온조건에서는 초기에 강도가 작았지만 장기재령에서는 상온조건과 유사한 강도가 나타났고, 휨강도는 초기에는 강도가 유사했지만 장기재령에서는 상온조건이 크게 나타났으며, 부착강도는 상온조건보다 저온조건이 평균 35 % 저하되었다. 길이변화는 A > C > B 순으로 저온조건이 상온조건보다 2배로 나타났으며 고로슬래그 미분말을 취환한 경우 현저히 감소되었다. 물흡수 계수 및 습기투과 저항성은 C > A > B 순으로 크게 나타났고 바텀애쉬를 치환할 경우 다공질의 영향으로 크게 증가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.31-37
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• 2014

본 연구에서는 초속경 폴리머 모르타르의 역학적 특성이 평가되었다. 이를 위해 총 75개의 모르타르 시편에 대한 압축강도, 휨강도, 부착강도, 동결융해, 길이변화, 그리고 흡수율 시험이 실시되었다. 실험결과로부터 초속경 폴리머 모르타르의 부착강도는 일반 콘크리트보다 50 % 정도 우수하였으며, 동결융해에 대한 저항성은 보통콘크리트보다 뛰어났다. 또한 초속경 폴리머 모르타르의 길이변화와 흡수율은 20 % 정도 일반콘크리트보다 작았다. 그 결과 초속경 폴리머 모르타르는 콘크리트 구조물의 균열을 보수하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 평가되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권4호
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• pp.329-335
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• 2018

본 연구의 목적은 기존 콘크리트 건물의 단면확대 내진보강 기술에서 필요한 고유동 고접착성의 보강 모르타르 배합의 개발이다. 보강 모르타르의 목표성능(플로우 220mm 이상, 압축강도 30MPa, 접착강도 1MPa 이상)을 위해 물-결합재비, 잔골재-결합재비, 폴리머-결합재비, 증점제 사용 및 초속경시멘트의 혼입 등을 변수로 단계적으로 배합실험을 수행하였다. 모르타르의 접착강도는 기존 콘크리트의 다양한 면 처리 상태에 따라 평가하였다. 실험결과로부터 단면증설용 보강 모르타르의 배합을 위해 폴리머-결합재비는 10%, 초속경시멘트의 치환율은 5%가 추천될 수 있었는데, 이 배합은 초기 플로우 220 mm, 높은 초기강도 발현, 압축강도 35 MPa 그리고 접착강도 1.2 MPa 이상의 성능을 보였다.