• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.573-580
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• 2008

본 연구에서는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)에서 석영질 충전재의 입자크기가 콘크리트 성능에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 고려한 충전재의 입경은 각각 2, 4, 8, 14, $26{\mu}m$이며, 평가항목으로는 굳지 않은 상태에서의 유동성과 압축강도, 극한변형률, 탄성계수 및 휨강도를 평가하였다. 또한 UHPC의 역학적 특성과 미세구조의 관계를 규명하기 위해 XRD, MIP 시험을 수행하였다. 실험을 통해 충전재의 입자크기가 작을수록 유동성 및 강도특성이 향상됨을 알 수 있었다. MIP 분석을 통해 충전재 입자크기가 작을수록 공극률이 감소하고, 따라서 UHPC의 강도가 증가함을 알 수 있었다. 그리고 XRD 분석을 통해 UHPC에서 충전재 입자크기에 따른 화학적 반응의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.163-164
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• 2010

초고성능 콘크리트(UHPC)는 상대적으로 혼합 콘크리트 혹은 복합 구조체 콘크리트에 비해 재료성능이 우월한 콘크리트로 개발 되어져왔다. 본 연구에서는 UHPC의 노치된 보 실험의 하중-처짐 관계로부터 역해석 기법을 이용한 UHPC의 인장응력-CMOD 관계를 계산하여 종국적으로 실험이 용이치 않은 직접 인장강도를 실험식으로 추정하는 연구를 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.737-744
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• 2009

이 연구에서는 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)의 정적재하 실험을 통하여 UHPC를 적용한 구조 부재의 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 부피비 2%의 강섬유를 혼입하여 철근비가 0.02 이하인 부재의 실험을 통해 주요 휨거동 특성을 파악하였다. 이 연구 결과는 추후 UHPC의 처짐산정 및 휨강도 산정 모델링에 주요한 기초 실험 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 효과적이며, 연성지수는 6.29${\sim}$10.44 범위에서 산정되고 있어 우수한 연성거동 특성을 나타낸다. 또한 단부타설 방법으로 제작한 UHPC 보의 휨강도는 중앙타설 방법으로 제작한 UHPC의 휨강도보다 크게 나타나고 있으며, 이는 타설 방법에 의한 강섬유 배열 특성이 휨강도에 영향을 미치고 있음을 나타낸다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.563-564
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• 2009

Ultra-High Performance Concrete (UHPC) compared to normal concrete is exhibiting extremely high strength characteristics with compressive strength and tensile strength reaching 200MPa and 15MPa, respectively. The mechanical characteristics of UHPC can be thus exploited advantageously in the construction of structure through the reduction of the cross-sectional area and fabrication of slim and light-weight of the structural members. In the case where the structural member is made of UHPC, the occurrence of crack can be prevented by releasing the restraint provided by the form in due time. This research performs parametric study of the failure characteristics of concrete such as failure energy and softening curve suggested by the viscous crack model approximating the failure of concrete. The scope of this research contains the results of tests performed to investigate the strength of UHPC during early elapsed time.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.23-34
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• 2014

초고성능 콘크리트(UHPC)를 현장에서 타설 하기 위해서는 타설 장비, 배근 상태, 타설 환경 등 현장 조건을 고려한 유동성 조절이 필요하다. 구성 재료와 배합비가 최적화된 UHPC 제품에서 유동성 조절을 위해 현실적으로 변경 가능한 방법은 물-결합재 비(W/B) 또는 고성능 감수제 혼입률(SP/C)을 조절하는 것이며, 경제적 이유로 강섬유 혼입률도 변경 할 수 있다. 일반 콘크리트와는 달리 UHPC는 아주 작은 재료와 배합비 변화에도 굳기 전 또는 굳은 성능에 많은 차이를 나타낸다. 따라서 이 연구에서는 이러한 요인들이 UHPC의 슬럼프 플로와 공기량에 미치는 영향, 그리고 인장 및 압축 성능에 미치는 영향을 알아보았으며, 슬럼프 플로와 공기량과의 선형적인 상관관계를 이용하여 이러한 성능들을 예측할 수 있는 식을 유도 하였다. UHPC의 특성 중 하나인 자기 충전성을 만족하는 조건에서 압축강도에 관한 최적 W/B와 SP/C는 각각 16.8%와 3%로 결정 되었으며, 이러한 조건에서 측정된 공기량은 3.2~4.2%로 이 범위에서의 공기량은 압축강도에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 휨 인장강도에 있어 W/B와 SP/C는 무시할 만큼 작은 영향을 미쳤으며, 상온 양생한 UHPC의 경우 섬유 혼입률이 휨 인장성능을 지배 하는 것으로 평가 되었다. 다만, 체적비로 1%의 강섬유가 혼입된 시편의 경우 섬유가 혼입되지 않은 시편과 달리 균열 후 연성적인 거동은 보였으나, 강도 증진에는 효과가 없는 것으로 나타났다. 반면, 체적비 2%의 강섬유가 혼입된 시편은 강도와 연성을 크게 증가시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4930-4935
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• 2015

180MPa급 초고성능 콘크리트는 높은 압축강도로 인해 압축 부재에 대한 연구 결과가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 UHPC의 적용성 향상을 위해 트윈 샤프트 믹서 배치 플랜트에서 생산성을 평가하였다. 또한 설계 방안을 제시하기 위한 기초 자료를 획득하기 위해 사각 기둥과 원형 기둥에 대한 중심축하중 실험을 수행하여 파괴 형태와 거동을 평가하였다.

• Computers and Concrete
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• 제19권6호
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• pp.667-675
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• 2017

One of the main disadvantages of Ultra High Performance Concrete exists in the large suggested value of UHPC ingredients. The purpose of this study was to find the models mechanical properties which included a 7, 14 and 28-day compressive strength test, a 28-day splitting tensile and modulus of rupture test for Ultra High Performance Concrete, as well as, a study on the interaction and correlation of five variables that includes silica fume amount (SF), cement 42.5 amount, steel fiber amount, superplasticizer amount (SP), and w/c mechanical properties of UHPC. The response surface methodology was analyzed between the variables and responses. The relationships and mathematical models in terms of coded variables were established by ANOVA. The validity of models were checked by experimental values. The offered models are valid for mixes with the fraction proportion of fine aggregate as; 0.70-1.30 cement amount, 0.15-0.30 silica fume, 0.04-0.08 superplasticizer, 0.10-0.20 steel fiber, and 0.18-0.32 water binder ratio.

• Computers and Concrete
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• 제34권3호
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• pp.367-378
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• 2024

This study evaluates the direct tensile strength of ultra-high-performance concrete (UHPC) using tests. A total of 45 dogbone-shaped specimens are tested, with the test variables being the fiber volume fraction and notch length. The test results showed that the material properties of UHPC were largely dependent on the fiber volume fraction and compressive strength. When steel fibers with more than 1% fiber volume fraction are mixed in the manufacturing of UHPC, the tensile strength can be more than twice that of plain UHPC. In addition, the incorporation of steel fibers enabled the significant improvement of the initial cracking strength. However, the effect of the notch length on the tensile behavior was insignificant. An assessment of the direct tensile strength is conducted using machine-learning algorithms (ML). For evaluation of the direct tensile strength of UHPC using ML, a total of 98 test data, including 53 data from other research works and 45 data from this experimental program, were collected. In total, 67 data with a 70% confidence interval on a normal distribution curve were selected, with 47 data among 67 used for ML training and 20 data used for ML testing. As a result, the machine-learning algorithm with a steel fiber volume fraction predicted that the tensile strength has an average of 0.98 and the lowest values of regression evaluation metrics among analytical and ML-based models. It is considered that an ML-based model can help to predict a more accurate tensile strength of UHPC.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.213-221
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• 2016

이 연구에서는 강섬유 혼입률에 따른 초고성능 강섬유 보강 콘크리트(UHPC)의 압축거동에 관한 연구를 수행하였으며, 실험결과를 바탕으로 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도와 탄성계수를 제안하였다. 지름 100 mm, 높이 200 mm의 원주형 공시체에는 0, 0.5, 1.0, 1.5, 그리고 2%의 강섬유가 혼입되었다. 실험에 사용된 UHPC는 굵은골재를 사용하지 않았으며, 16 mm와 19 mm의 강섬유가 일정비율로 혼입된 하이브리드 강섬유가 사용되었다. 실험결과, UHPC의 압축강도와 탄성계수는 강섬유 혼입률에 따라 증가하는 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도와 탄성계수가 제안되었다. 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도는 무보강 콘크리트의 압축강도의 함수로 제안되었으며, 탄성계수는 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도의 함수로 제안하였다. 기존 실험값과 비교한 결과 제안된 압축강도와 탄성계수는 실험값을 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났으며, 압축강도가 35~235 MPa인 강섬유 보강 콘크리트에 적용가능 할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권2호
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• pp.225-237
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• 2012

This paper presents an experimental investigation of the flexural behavior of square hollow steel section (HSS) beams subjected to pure bending. Totally six unfilled and nine ultra high performance concrete (UHPC)-filled HSS beams were tested under four-point bending until failure. The effects of the steel tube thickness, the yield strength of the steel tube and the strength of concrete on moment capacity, curvature, and ductility of UHPC-filled HSS beams were examined. The performance indices named relative ductility index (RDI) and strength increasing factor (SIF) were investigated with regard to different height-to-thickness ratio of the specimens. The flexural strengths obtained from the tests were compared with the values predicted by Eurocode 4, AISC-LRFD and CIDECT design codes. The results showed that the increase in the moment capacity and the corresponding curvature is much greater for thinner HSS beams than thicker ones. Eurocode 4 and AISC-LRFD predict the ultimate moment capacity of the all UHPC-filled HSS beams conservatively.