This study evaluated the fiber orientation and distribution fiber in the beam members of cementitious materials using conventional and tapered nozzles. For this purpose, the specimens with 10cm × 10cm × 30cm were vertically cast to evaluate the fiber orientation and distribution coefficients on the cutting plane. Compared to the conventional nozzle, the tapered nozzle showed an improvement in the fiber orientation and distribution in the beam member.

In this study, the orientation and distribution of fiber in the vertical members of cementitious materials were evaluated by using conventional and tapered nozzles. For this purpose, the specimens with ϕ 15 × 30 cm were cast to evaluate the fiber orientation and distribution coefficients on the cutting plane. The results showed that the tapered nozzle is more effective in improving the orientation and distribution of the fiber than the conventional nozzle.

강섬유 보강 자기충전 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete, SFRSCC)는 사회기반 시설이나 초고층 빌딩, 원자력 발전 시설, 병원, 댐, 수로 등 전반적으로 널리 사용되어지고 있는 재료이다. SFRSCC는 짧고, 개별적인 보강 섬유로 인해 일반적인 자기충전 콘크리트(Self-Compacting Concrete, SCC) 보다 인장 강도, 연성, 휨 강성 등에서 뛰어난 성능을 보인다. 하지만 SFRSCC의 이러한 성능은 섬유의 방향성에 의해 크게 좌우되는 경향이 있다. 짧고 개별적인 섬유들은 타설 과정에서 섬유의 방향성을 컨트롤 할 수 없기 때문에 무분별하게 콘크리트 내에 위치하게 된다. 섬유의 방향이 제어되지 않은 상태에서 콘크리트의 경화가 진행될 경우 휨 강성과 인장 강도의 저하를 야기하고, 이는 예상 강도 미달의 원인이 될 수 있기 때문에 SFRSCC를 사용할 때 섬유의 정렬은 중요한 요소가 된다. 따라서 본 연구에서는 유한 요소법을 사용하여 타설 공정 중 콘크리트 매트리스의 점도 및 입구 속도가 섬유 방향에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

본 연구에서는 프리스트레스 긴장력의 위치와 크기에 따른 거더의 횡비틀림 안정성 실험을 수행하였다. 거더를 이용한 횡방향 거동 및 안정성 실험은 재료의 비선형성, 초기 기하학적 불완전성, 긴장력의 변화, 하중조건과 지지조건 등 다양한 변수에 의해 예상치 못한 결과를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 프리스트레스 거더 축소 모형 실험안을 제안하여 긴장력에 의한 횡비틀림 안정성을 실험을 수행 하였다. 하중 가력조건과 면내 및 면외 지지조건을 만족하며 긴장력을 조절할 수 있는 실험장치를 제안하고 제작하였다. 실험결과 하부 플랜지에 긴장력이 작용하는 경우 횡비틀림 안정성을 증가시켰으며, 최종적으로 긴장력의 위치와 크기에 따라 횡비틀림 안정성을 평가할 수 있는 해석식을 제안하였다.

This study evaluated the orientation control of steel fibers in cementitious materials using magnetic field. With the increases in the range of the magnetic field, the effective length of the orientation control of the steel fiber is increased and the orientation control effect is larger.

This study evaluated the influence of nozzle shapes in the orientation of fibers in cementitious materials. The nozzle shapes involved in the study are conventional, balded, and tapered circulars. The results showed that both the bladed and tapered nozzles increased the control performance of fiber orientation compared to the conventional nozzle. In particular, bladed nozzle was more effective in controlling the fiber orientation.

All the structures include initial imperfections that can affect the structural behavior and stability, particularly during construction. Therefore, for a concrete beam with an initial lateral deformation, creep analysis was performed to evaluate the influence of the initial imperfection on the creep deformation of the beam in the both vertical and lateral directions.

Recently, fiber-reinforced concrete has been commonly applied to floor slabs. Therefore, this study introduces a program that can determine an optimum content of fibers incorporated in concrete accounting for the flexural and punching shear capacities, as well as serviceability conditions in the design of fiber-reinforced concrete floor slabs.