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복합신소재구조학회논문집 update

Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures

  • : 한국복합신소재구조학회
  • : 공학분야  >  기타(공학)
  • : KCI등재
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수록정보
수록범위 : 3권2호(2012)~11권3호(2020) |수록논문 수 : 307
복합신소재구조학회논문집
11권3호(2020년 06월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1연성 코팅페인트와 BFRP 복합재료로 각각 보강된 콘크리트의 휨 성능 평가

저자 : 조돈우 ( Cho Donwoo ) , 정우영 ( Jung Wooyoung )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 1-7 (7 pages)

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최근 국내 구조물들의 노후화가 진행됨에 따라 구조물 보강과 관련된 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. FRP보강은 노후화가 진행되어 성능이 저하된 구조물을 보강하는데 사용되며 주로 유리섬유를 사용한다. 그러나 이 유리섬유는 환경적 재활용의 문제점이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 우수한 현무암 섬유를 활용한 휨 보강 플레이트 적용방법과 기존 FRP 외부부착의 문제점을 해소하기 위하여 연성 코팅용 보강페인트를 활용한 휨 보강 페인팅 적용방법을 통하여 각각의 경우에 대한 3점 휨 시험을 통하여 보강성능을 평가, 비교하였다. 그 결과 BFRP 보강의 경우 무보강 시험체에 비하여 약 1.2배 높은 강성 값을 나타내었고 콘크리트-BFRP 계면 부착력에 의한 연성효과도 나타났다. 반면 연성 코팅 보강페인팅 적용을 통한 휨 보강의 경우, 무보강 시험체에 비하여 약간의 개선효과는 나타났으나 실험체 제작의 오차 등을 고려할 때 실질적인 보강효과는 크게 나타나지 않았다. 따라서 연성 코팅페인팅을 활용한 보강방법의 경우, 향후 다양한 시공조건에 따른 추가연구가 필요할 것으로 판단된다.


With the increasing number of aging domestic structures, interest in research relating to the reinforcement of structures has gained considerable attention, especially glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforcement of performance degraded structures. However, glass fiber is facing environmental recycling concerns. Therefore, the application of flexural reinforcement plates using eco-friendly, high-temperature resistant basalt fiber, and flexural reinforcement painting with stiffening paint for ductile coating to solve the problem of external adhesion of existing FRP were evaluated and compared with the reinforcement performance of each case through the three-point bending test. The results compare the BFRP reinforced specimens with those of the non-reinforced specimens. The concrete-BFRP interface adhesion showed a ductility increase factor of 1.2. Conversely, flexural reinforcement through the application of ductile coating reinforcement painting exhibited a slight improvement over non-reinforced test specimens, but the actual reinforcement effect was not significant considering error during experimental specimen fabrication. Therefore, additional research is required for reinforcement methods using ductile coating painting according to future construction conditions.

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2지진취약도 곡선 기반 비내진 철근 콘크리트 교각의 CFRP 재킷 보강 효과

저자 : 박태영 ( Park Taeyeong ) , 이상열 ( Lee Sangyoul ) , 안광식 ( An Gwangsik )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 8-15 (8 pages)

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지진 하중에 의해 피해를 받는 교각의 보강을 위한 방법론과 다양성에 대한 연구가 활발히 진행되었지만, 단자유도에 대한 비선형 정적 분석에 대한 연구가 주로 수행되었으며, 교각을 구성하는 재료적 특성만이 변수로 간주되었다. 그러나, 교각의 기하학적 요소와 보강 수단의 관계성에 관한 연구는 수행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 CFRP 재킷을 사용하여 캘리포니아에 존재하는 비 내진 상세 콘크리트 교량 교각을 보강하고 형상 변화에 따라 (교각 직경, 전단 경간 비, 보강 재킷의 길이)교량 교각의 지진 취약성 곡선 도출하고 내진 성능을 평가하였다. 상기의 목표를 달성하기 위해 Opensees 프로그램를 사용하여 문헌에서 인용할 수 있는 실험체를 모델링하고 반복 하중을 가하여 결과 비교를 통해 해석방법의 적절성을 결정하였다.


Although research on methodologies and diversity of reinforcement of columns damaged by earthquake loads has been actively conducted, there are principally studies on nonlinear static analysis of single degree of freedom induction, in which only the material properties of the columns are considered as variables. However, no research has been conducted on the relationship between the shape of the column and the reinforcement means. Therefore, in this study we reinforced a non-seismic details reinforced concrete bridge column from a bridge in California under simulated earthquake load with a CFRP jacket, and evaluated the effects of shape modifications (column diameter, shear span ratio, length of the reinforcement jacket) on the seismic vulnerability curve and seismic vulnerability of bridge columns. In order to achieve the above goal, we modeled an experimental object cited in the OpenSees program literature, applied repetitive loads to determine the appropriateness of the model by comparison of the results, and showed the results.

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3무기계 섬유조합에 따른 섬유보강 콘크리트의 역학적 특성에 관한 연구

저자 : 정대성 ( Jeong Dae-seong ) , 김거민 ( Kim Geo-min ) , 김병우 ( Kim Byoung-woo ) , 김우석 ( Kim Woo-suk ) , 곽윤근 ( Kwak Yoon-keun )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 16-24 (9 pages)

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바잘트섬유는 불연,방열,내열,방음,흡음,인장강도확보 등 콘크리트 혼화재로서 매우 우수한 특성을 지니고 있고, 현재 콘크리트 폐기 시 발생하는 환경오염이 극심한 상황이기에 무기계 천연섬유인 바잘트섬유를 활용한다면 친환경 건설재료의 관점에서 큰 장점이 될 수 있다. 하지만 바잘트섬유 보강 콘크리트에 관한 연구는 아직까지 미비한 실정으로 본 연구에서는 지금까지 국내외에서 진행된 바잘트섬유와 그 복합재료에 대한 연구 및 바잘트섬유보강 콘크리트에 관한 연구를 고찰하고자 한다. 또한 본 연구에서는 무기계 섬유조합에 따른 섬유보강 콘크리트의 역학적 특성에 관한 연구를 수행하기 위해 현재 가장 사용빈도가 높은 강섬유와 바잘트섬유의 역학적 비교를 통하여 바잘트섬유의 역학적특성과 콘크리트의 혼화재로서 적합성에 대한 연구를 수행하고자 한다.


Basalt fiber has excellent properties as a concrete admixture, such as non-combustibility, heat-resistance, soundproofing, sound absorption, and securing tensile strength. Since environmental pollution resulting from disposal of concrete is extreme, the use of basalt fiber, a natural inorganic fiber, can be significantly advantageous from the viewpoint of eco-friendly construction materials. However, the study of basalt fiber reinforced concrete is incomplete. This study considers research on basalt fibers and its composite materials, and that on basalt fiber reinforced concrete. Additionally, a study of the mechanical properties of basalt fibers and the suitability of admixtures of concrete of differing fiber combinations incorporating basalt fibers and/or steel fibers is conducted.

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4폴리머 시멘트 모르타르의 최적 PVA 섬유 혼합비 연구

저자 : 루스타모브사르도르벡 ( Rustamov Sardorbek ) , 김상우 ( Kim Sang-woo ) , 권민호 ( Kwon Min-ho ) , 김진섭 ( Kim Jin-sup )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 25-31 (7 pages)

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본 연구에서는 폴리머 시멘트 모르타르의 인장성능을 개선하기 위하여 PVA 섬유를 적용하고자 하였다. PVA 섬유혼입량에 따른 재료특성을 검토하여, 섬유보강 폴리머 시멘트 모르타르의 제조 가이드라인을 제공하고자 하였다. 폴리머 시멘트모르타르의 제조를 위하여 친수성의 합성수지(SR)를 사용하였다. 실험에 사용된 변수로 (W+SR)/C비를 고정하여, 사용물에 대한 합성수지의 치환율을 일정하게 증가시켜 사용하였다. PVA 섬유의 혼입량은 각각의 실험체에 0%,1%,2%를 혼입하여 실험을 수행하였다. 재료특성 실험으로는 압축강도시험, 쪼갬 인장강도시험, 휨 강도 시험을 수행하였다. 폴리머 시멘트 모르타르에 PVA섬유를 혼입하면 쪼갬 인장강도 및 휨 강도가 증가하는 것을 확인 하였다. 따라서, 본 연구결과는 합성수지 혼입 폴리머 시멘트모르타르의 인장성능 개선을 위한 PVA섬유 혼입시 제조 가이드라인으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.


The purpose of this study is to provide guidelines for the production of fiber-reinforced polymer cement mortar by examining the material properties according to the amount of fiber incorporated. PVA fiber was applied to improve the tensile performance of polymer cement mortar. Hydrophilic synthetic resin (SR) was used for the production of polymer cement mortar. The (Water+Synthetic Resin)/Cement ratio was fixed as a variable used in the experiment(35%), and the substitution ratio of the synthetic resin to the specimen was used differently(15%, 30%, 45%, 60%, 75%). The amount of PVA fiber was tested by mixing 0%, 1%, and 2% of each specimen, and compressive strength, split tensile strength, and flexural strength tests were performed on each specimen. It was confirmed that when PVA fiber was incorporated into the polymer cement mortar, the tensile and the flexural strengths were increased. Therefore, it is considered that the results of this study can form a manufacturing guideline for mixing PVA fiber to improve the tensile performance of polymer cement mortar incorporating synthetic resin.

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5친환경 EPDM과 알톱밥을 활용한 탄성 포장재의 기능성 평가 연구

저자 : 김선희 ( Kim Sun-hee ) , 박승진 ( Park Sung-jin )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 32-38 (7 pages)

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현재 도로나 보도의 포장은 콘크리트 포장, 아스콘 포장, 석재 포장, 자갈 포장, 흙 포장, 목재 포장, 우레탄 포장, 고무칩 포장, 블록 포장 등이 시공되고 있으며, 그 중 수지와 합성고무 칩 또는 우레탄 칩 등을 혼합한 다양한 재질의 탄성포장재가 주로 사용되어지고 있다. 이러한 탄성포장재는 탄성이 좋고 사용성이 좋으나, 2000년대 들어서면서 화학제품에 대한 환경유해성 논란이 대두됨에 따라 탄성 포장재에 대한 환경문제가 제기되었다. 따라서 이 연구에서는 친환경 소재인 알톱밥과 EPDM칩을 사용하여 친환경 포장재의 개발을 목적으로 하였다. 휨강도 시험, 인장강도 및 신장률 시험, 투수성 시험, 중금속 및 유해화학물질 총량 시험, 폼 알데하이드 방출량 시험, 경제성 분석을 통해 탄성 포장재에 대한 한국산업규격 KS F 3888-2 및 기존논문들과 비교 분석하여 이 연구에서 제시한 포장재의 역학적 특성과 환경 유해성 물질 기준을 제시하였다.


Currently, roads and sidewalks are constructed of concrete, ASCON, stone, gravel, soil, wood, urethane, rubber, and block. Resins and synthetic rubber chips or urethane chips Elastic paving materials of various materials are mainly used. These elastic paving materials have good elasticity and good usability. However, since 2000, there has been a controversy over possible environmental hazards of chemical products, thus, environmental problems have arisen regarding elastic paving materials. Therefore, in this study, we aimed to develop eco-friendly paving materials using sawdust and ethylene propylene diene monomer (EPDM) chips. Both materials are eco-friendly materials, having no environmental issues. Additionally, the Korean Industrial Standard for Elastic Paving Materials (KS F 3888-2), through the bending strength, tensile strength, elongation, permeability, heavy metal, total hazardous chemicals, and formaldehyde emission test were performed. This study presents the mechanical properties and environmental hazard criteria of elastic paving materials by comparison to those of previous studies and analysis.

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6도로 측구 반사균열 저감을 위한 합성 분리막 적용성 연구

저자 : 김서연 ( Kim Seoyeon ) , 오정호 ( Oh Jeongho ) , 김경호 ( Kim Kyungho ) , 남정린 ( Nam Jeong Rin ) , 김흠 ( Kim Heum )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 39-45 (7 pages)

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도로측구는 도로 노면배수 기능 및 도로포장 양단면에 구조적 지지력을 제공하고, 주행차로로부터 분리된 공간을 확보함으로써 차량이 도보로 침입하는 것을 방지하여 안전성 확보를 하는 기능을 가지고 있다. 하지만, 도로측구는 예상치 못한 차량하중 재하 및 극심한 환경 및 기후조건 등의 영향으로 손상을 입는 경우가 많으며, 특히 측구 시공 시 기존면 처리 미숙으로 인한 반사균열이 발생하는 사례가 많다. 본 연구에서는, 도로측구 반사균열 저감을 위해서 합성 분리막의 적용성을 실내, 수치해석, 현장실험을 통해 평가하였으며, 평가결과 도로측구 시공 및 유지보수에 효율성이 있을 것으로 판단된다.


The functions of road gutters are to provide drainage channels by collecting storm water, structural support to the pavement edge, and a boundary for safety, to discourage drivers from parking or driving on sidewalks and lawns. However, road gutters often deteriorate due to unexpected traffic load and severe climatic changes during their life, resulting in cracks, spalling, etc. A variety of overlaying activities have been applied to remedying the problem, however, they often develop reflective cracking, detaching from the existing layer in a short period. In this study, a synthetic compound separate membrane (SCSM) was employed to mitigate reflective cracking of road gutter. The findings of laboratory and field tests along with numerical evaluation indicated that the applicability of SCSM is promising.

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7비구조재 정착부 앵커형상에 따른 선설치 앵커채널의 거동 특성

저자 : 정영수 ( Jeong Young-soo ) , 우태련 ( Woo Tae-ryeon ) , 김재봉 ( Kim Jae-bong )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 11권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 46-54 (9 pages)

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앵커채널은 건축 외장재 등을 쉽고 안정적으로 고정하는데 적합하여 철근콘크리트 구조물의 연결 구성요소에 적용되고 있다. 선설치 앵커채널은 천공 중 콘크리트 보강재를 손상시키지 않으며, 현장용접 등에 의한 손상을 최소화 하는 장점이 있다. 본 연구에서는 원형앵커와 I형 앵커를 적용한 앵커채널의 인장 및 전단 거동을 실험적으로 평가하였다. 연단거리 및 피복철근 및 앵커형상에 따른 앵커채널의 인장 및 전단강도 평가를 위하여 인장 및 전단실험을 실시하였다. 시험 결과, 원형앵커의 인장강도는 I형 앵커보다 증가하는 경향이 나타났다. 그리고 콘크리트에 매립된 앵커의 기하학적 형상, 피복철근 유무 및 연단거리에 따라 비교한 결과, I형 앵커의 전단강도가 원형앵커보다 약 55% 낮은 것을 알 수 있었다.


Anchor channels are applied to the connected components of reinforced concrete structures as a result of their ease of and reliability in being affixed to the exterior of structures. Moreover, cast-in anchor channels do not damage the concrete reinforcement during drilling and have the advantage of minimizing damage due to field welding. In this study, the tensile and shear behaviors of anchor channels, coupled with the stud anchor and plate-welded anchor types, were evaluated experimentally. The test results show that the stud anchor type has a relatively large ultimate tensile strength compared to that of the plate-welded anchor type. As a result of comparing the geometric shape of the anchor embedded in the concrete, the presence or absence of rebar located at the edge, and edge distance, it was found that the shear strength of the plate-welded anchor type is approximately 55% lower than that of the stud anchor type.

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