• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.349-356
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• 2018

본 연구에서는 기준압축강도 120MPa의 강섬유 보강 고강도 콘크리트(FRHSC)의 재료 특성 모델링을 수행하였다. 실험변수로서 강섬유 혼입량을 1.0%, 1.5% 및 2.0%로 설정하였다. 우선, 콘크리트의 압축 거동 특성을 파악하기 위하여 압축강도 실험을 수행하였으며, 압축응력-변형률 곡선을 산정하였다. 보통 강도 콘크리트의 경우, 응력-변형률 관계는 곡선 형태로 나타나지만, 강섬유 보강 고강도 콘크리트의 경우 거의 직선으로 비례하여 증가하는 형상을 나타냈다. 또한, 콘크리트의 인장 특성을 파악하기 위해 균열개구변위(CMOD) 실험을 수행하고 역해석을 통하여 인장응력-CMOD 곡선을 산정하였으며, 이를 토대로 인장응력-변형률 관계 곡선을 모델링하였다. 강섬유 혼입량이 1.0%에서 1.5%로 증가할 때 인장강도는 뚜렷히 증가하였으나, 강섬유 혼입량이 1.5%에서 2.0%로 증가할 때 인징강도는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 이러한 실험결과는 강섬유의 분산성과 배열이 향상되지 않아 콘크리트 재료 특성에 영향을 주었기 때문이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.311-321
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• 2021

콘크리트의 낮은 인장강도와 취성적인 특성 등의 약한 재료 특성을 개선하기 위하여 수년간 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 비정질 강섬유와 유기섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 특성에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 논문의 목적은 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 이용한 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장 거동을 평가한 후 이들에 대한 재료모델을 제안하는 것이다. 이를 위하여 목표 압축강도 40MPa 및 60MPa 각각에 대해서 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 총 부피비 1.0%로 설정하여 섬유 조합별로 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트를 제작한 후, 압축 거동 및 인장 거동을 평가하였다. 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 실험결과를 바탕으로 압축 및 인장거동에 대한 재료모델을 제안하였으며, 제안한 모델은 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.206-211
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• 2015

최근에 활발히 연구되어지고 있는 UHPC의 경우, 강섬유 혼입량에 의해서 인장강도가 절대적으로 영향을 받는 이유로 본 논문에서는 압축강도, 강섬유량 등을 변수로 하여 압축강도, 탄성계수 및 인장강도 등을 실험적으로 구한 후, 그 결과를 분석하였다. 실험결과에 의하면, 압축강도와 탄성계수 및 인장강도는 비례관계로 상당한 상관성을 가지는 것으로 나타났으며, 섬유혼입률에 따른 압축강도와 인장강도의 관계 역시는 비례관계의 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 탄성계수의 경우, 실험결과와 현행 국내 설계기준 식의 차이는 그다지 크지 않은 것으로 나타나, 기존의 설계기준 식을 준용하여도 UHPC 탄성계수 평가에는 큰 문제가 없을 것으로 예상된다. 한편 인장강도의 경우, 현행 설계기준에서 제시되지 않은 이유로 비선형 회귀분석을 실시하여 섬유혼입률을 고려한 인장강도 식을 제안하였으며, 제안된 식은 좋은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.545-552
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• 2020

본 연구에서는 터널 지보재로서의 역학적 성능을 충분히 발휘하면서 시공성 및 안정성을 보다 향상시키기 위한 목적으로 개발된 숏크리트용 섬유 그물망 일체형 터널 지보시스템의 지보 성능을 4점 굽힘 시험, 2차원 유한요소해석 및 단면 해석을 통해 평가하였다. 4점 굽힘 시험을 통한 휨 성능 평가 결과, 섬유 그물망 보강 숏크리트의 경우, 강섬유 보강 숏크리트와는 달리 섬유 그물망의 인장 성능이 발휘되면서 균열 이후에도 하중이 지속적으로 증가하는 결과가 나타났다. 또한, 지반 조건에 대한 터널 단면 구조 해석, 섬유 그물망 및 강섬유 보강 숏크리트의 단면 해석 결과, 섬유 그물망 보강 숏크리트의 타설 두께를 기존에 비해 감소시켜도 충분한 지보 성능이 발휘될 수 있는 것으로 나타났다. 추가적으로, 이와 같은 결과를 종합하여, 암반등급 3등급 지반 중 보다 높은 안정성을 요구하는 시공 구간에 효율적으로 적용될 수 있는 숏크리트용 섬유 그물망 일체형 터널 지보시스템의 지보패턴이 제안되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권 2호
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• pp.133-152
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• 2022

Ecological issues such as natural resource reduction and enormous waste disposals are increasingly leading in developing civilization toward sustainable construction. The two primary environmental issues are the depletion of natural resources and the disposal of trash in open landfills. Waste steel fiber (WSF) was investigated for usage as a cement-based concrete (CBC) constituent in this research. Recycling waste fibers both makes cement composites more long and cost-effective, also aids in pollution reduction. The objective of this study is to analyze the impacts of waste fiber on the fresh and mechanical features of concrete using recycled additives. A comparative research on the durability and mechanical qualities of fiber-reinforced concrete (FRC) constructed with natural aggregates was conducted for this aim. The obstacles to successful WSF recycling methods application in the building industry have been investigated, resulting that CBCs with these fibers make an economic and long lasting choice to deal with waste materials. The workability of fiber enhanced concrete was found to be comparable to that of normal concrete. Fibers have a considerable impact on the splitting tensile strength, flexural and compressive strength of recycled concrete. Fiber may enhance the water permeability. When the WSF content is 0.6 kg/m3, the water absorption is nearly half. Fibers would have no effect on its permeability.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.349-355
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• 2020

이 연구의 목적은 섬유의 혼입량과 종류에 따른 고강도 섬유보강 복합재료의 정적하중에서의 압축강도 및 인장거동과 비상체 하중 하에서의 충격 저항성을 조사하고자 한다. 이를 위하여 3가지 배합을 설계하였고, 압축강도, 직접인장, 그리고 고속 비상체 충돌 실험을 수행하였다. 실험결과 섬유의 혼입량은 압축강도에 비하여 인장강도에 큰 영향을 미치며, 하이브리드 섬유 사용으로 인장변형성능이 향상되는 것으로 나타났다. 강섬유의 혼입량은 충격 저항성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하이브리드 섬유를 사용하면 충격 저항성이 더욱 향상되는 것으로 나타났다. 다만, 단일 섬유 사용에 비하여 실험체별성능 차이가 크게 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.386-394
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• 2022

본 연구에서는 강섬유 및 나일론섬유를 적용한 섬유보강 콘크리트의 역학적 성능 및 내동해성을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 역학적 성능 및 내동해성에 대한 섬유보강재의 효과를 평가하기 위하여 100 % 1종 보통포틀랜드시멘트(OPC) 콘크리트 및 50 % 대체 고로슬래그미분말(SGC) 콘크리트를 제조하였으며, 소정의 재령에서 압축 및 인장강도, 초음파펄스속도, 표면전기저항을 각각 측정하였으며, ASTM C666에 준하여 콘크리트의 상대동탄성계수 및 질량비를 측정하여 동결융해 저항성을 평가하였다. 실험결과에 의하면, 섬유보강재는 콘크리트의 역학적 성능을 효과적으로 개선시켰으며, 이러한 경향은 강섬유 적용 SGC 콘크리트에서 두드러지게 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권4호
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• pp.335-349
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• 2019

To investigate the axial compressive performance of the recycled aggregate concrete (RAC) filled glass fiber reinforced polymer (GFRP) tube and profile steel composite columns, static loading tests were carried out on 18 specimens under axial loads in this study, including 7 RAC filled GFRP tube columns and 11 RAC filled GFRP tube-profile steel composite columns. The design parameters include recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentage, profile steel ratio, slenderness ratio and RAC strength. The failure process, failure modes, axial stress-strain curves, strain development and axial bearing capacity of all specimens were mainly analyzed in detail. The experimental results show that the GFRP tube had strong restraint ability to RAC material and the profile steel could improve the axial compressive performance of the columns. The failure modes of the columns can be summarized as follow: the profile steel in the composite columns yielded first, then the internal RAC material was crushed, and finally the fiberglass of the external GFRP tube was seriously torn, resulting in the final failure of columns. The axial bearing capacity of the columns decreased with the increase of RCA replacement percentage and the maximum decreasing amplitude was 11.10%. In addition, the slenderness ratio had an adverse effect on the axial bearing capacity of the columns. However, the strength of the RAC material could effectively improve the axial bearing capacity of the columns, but their deformability decreased. In addition, the increasing profile steel ratio contributed to the axial compressive capacity of the composite columns. Based on the above analysis, a formula for calculating the bearing capacity of composite columns under axial compression load is proposed, and the adverse effects of slenderness ratio and RCA replacement percentage are considered.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6565-6574
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• 2013

세굴방지, 하천사면보호, 하상구조물보호 등을 위해 국내에서는 프리캐스트 콘크리트 블록이 주로 사용되고 있다. 그러나 이러한 콘크리트 블록은 항상 물 또는 습윤한 환경에 접하게 되므로 내부보강재로 사용된 철근에 부식이 발생될 확률이 높으며 이로 인해 블록의 성능과 내구성이 크게 감소될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 내부보강재를 GFRP 보강근으로 대체하여 철근부식에 따른 성능저하문제를 근본적으로 해결하고자 하였으며, 콘크리트 블록에 사용되는 콘크리트에는 순환골재와 조강시멘트를 적용하여 현장적용성을 높이고자 하였다. 실험결과 조강시멘트를 사용한 순환골재콘크리트는 기존 콘크리트에 비해 작업성과 탈형강도는 유사하였으며, 재령 28일 압축강도는 약 18% 증가되었다. 하중저항성능을 측정한 결과, GFRP 보강근이 적용된 순환골재콘크리트 블록은 기존 콘크리트 블록에 비해 약 10~30%의 하중저항성능이 향상되는 것으로 측정되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.72-78
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• 2020

본 연구에서는 그물망 형태의 터널 지보용 섬유 및 섬유 그물망 지보재용 숏크리트를 포함하는 터널 지보용 섬유 그물망 지보재와 지보재간의 일체화 기술로 구성된 숏크리트용 섬유 그물망 일체형 터널 지보시스템을 개발하였다. 또한, 개발된 터널 지보시스템의 현장 적용성을 평가하고 강섬유 보강 숏크리트의 성능과 비교하기 위하여, 터널 모사 구조물을 대상으로 부재 실험(mock-up test)이 수행되었다. 그 결과, 굵은 골재가 포함된 숏크리트(S20A5RP10-C)의 경우 섬유 그물망과의 부착성능 저하로 인해 2차 숏크리트가 시공 도중 탈락됨으로써 과도한 리바운드율이 발생되었으며, 강섬유 보강 숏크리트의 경우 강섬유의 뭉침 현상 및 압송성 저하로 인해 숏크리트의 타설량이 목표치에 미치지 못하였다. 한편, 본 연구를 통해 개발된 모르타르 숏크리트(S20A5RP10-M)의 타설량 및 섬유 그물망의 설치 위치가 목표치에 거의 근접하였으며, 강섬유 보강 숏크리트에 비해 낮은 리바운드율이 발생하였다.