고성능섬유복합시멘트 복합체 및 FRP 외피보강 실험체의 방폭성능을 평가하기 위해 1900×1900× 105mm 크기의 이방향 슬래브를 대상으로 옥외 폭발실험을 수행하였다. 설계압축강도, 섬유혼입률, 섬 유종류를 변수로 고려하여 이방향 슬래브 실험체를 제작하였다. 폭발의 종류는 폭압측정과, 구조부재 의 구조적 방폭성능의 평가를 위해 원거리 폭발(Far Field Blast)로 선정되었다. 이에 TNT 장약량 100kg, 이격거리 5m의 폭발 실험 조건이 고려되었다. 또한 구조부재의 방폭성능 평가를 위해 가속도 계, 스트레인게이지, 동적변위계, 압력계가 실험체에 부착되었으며 초고속카메라를 활용해 폭발로 인한 실험체의 거동을 촬영하였다. 실험의 결과로 보통콘크리트 변수의 경우 가해진 폭압에 의해 실험체 중 앙부의 천공과 같은 극심한 손상이 발생하였다. 강섬유 보강 HPFRCC 실험체의 경우 실험체 하단부 의 국부적인 손상이 발생하였다. 강섬유의 가교효과로 인해 배면 박리는 발생하지 않았으며 약 80mm 의 영구 변형이 발생하였다. 또한 폭발하중으로 인해 높은 가속도가 측정되었으며 이러한 측정결과는 해당 실험체가 재료파괴로 인한 에너지 소산이 아닌 폭발하중에 직접적으로 저항한 것으로 판단된다. 유기섬유(Aramid) 보강 HPFRCC의 경우 폭발하중으로 인해 심각한 파괴양상이 나타났다. 이러한 파 괴양상은 취성적 특성을 가진 유기섬유가 폭발하중에 의해 파괴되어 충분한 인성을 나타내지 못한 것 으로 판단된다. 마지막으로 FRP 외피 보강 HPFRCC의 실험 결과로 중간 정도의 파괴가 발생하였으 나 배면 박리는 나타나지 않았다. 폭발 하중으로 인한 영구변형은 약 40mm 발생하였다. 강섬유 보강 HPFRCC의 결과와 달리 더 낮은 수준의 가속도가 측정되어 FRP 외피 보강 HPFRCC 실험체는 폭발 에너지를 소산시킨 것으로 판단된다. 결론적으로 인명피해와 직접적인 연관이 있는 배면 박리의 발생 유무와 에너지 소산 및 저항, 잔류처짐의 측면에서 HPFRCC가 우수한 방폭 성능을 나타냈음을 실험 적으로 확인하였다.

The columns of older reinforced concrete (RC) buildings generally have limited reinforcement details. Thus, they could be vulnerable to earthquake ground motions, leading to partial or complete building collapse. In this study, high-performance fiber-reinforced cementitious composite (HPFRCC) was applied to RC columns to improve their seismic behavior. Experimental tests were conducted with two full-sized specimens with limited reinforcement details, including short lap splices, while unidirectional loadings were applied to the specimens. The seismic behavior of RC columns was substantially improved by using HPFRCC.

Shear wall systems behave as individual wall because of openings like window and elevator cage. When coupling beams are installed in shear walls, they will have high strength and stiffness so that be less damaged by lateral loads like earthquake. However, coupling beam is difficult construction method. And arranging reinforcement of slender coupling beams are especially hard. It is because the details of coupling beam provided by ACI 318 are complex. In this paper, experiments were conducted using coupling beams with 3.5 aspect ratio to improve the details of slender coupling beams provided by ACI 318. Two specimens were proposed for this study. One specimen applied with bundled diagonally reinforcement only. Another specimen applied both bundled diagonally reinforcement and High-Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite (HPFRCC) so that coupling beams have half of transverse reinforcement. All specimen were compared with a coupling beam designed according to ACI 318 and were evaluated with hysteretic behaviors. Test results showed that the performance of two specimen suggested in this study were similar to that of coupling beam designed according to current criteria. And it was considered that simplification of the details of reinforcement would be available if transverse reinforcement was reduced by using bundled diagonally reinforcement and HPFRCC.

The hysteretic behavior of diagonal reinforced coupling beams is excellent during earthquakes. However, construction of the diagonal reinforced coupling beams is difficult due to complex reinforcement details required by current code procedures (ACI 318-11). Due to the detail requirement, reinforcement congestion and interference among transverse reinforcement always occur during construction field. When the aspect ratio of the beam is large, the interference of reinforcement becomes more serious. The objective of this paper is to simplify the reinforcement details of slender coupling beams by reducing transverse reinforcement around the beam perimeter. For this purpose, high- performance fiber reinforced cementitious composites are used for making coupling beams. Experiments were conducted using three specimens having aspect ratio 3.5. Test results showed that HPFRCC coupling beams with half the transverse reinforcement required by ACI 318-11 provided identical seismic capacities to the corresponding coupling beams having requirement satisfying the requirement specified in ACI 318-11.

이 연구는 고성능 섬유보강 복합체(HPFRCC)의 전자파 차폐성능을 향상시키기 위한 목적으로 전기전도도, 전자파 차폐능, 역학적 강도를 조사하였다. 강섬유, 제강슬래그 미분말, 카본블랙이 전도성재료소 HPFRCC 배합에 첨가되었다. 또한, MWCNT를 수 분산 시켜 제조된 2% wt. CNT 용액을 사용하였다. 실험 결과, HPFRCC의 전기전도도는 1% 카본블랙이 첨가된 시편을 제외하고는 매우 낮은 특성을 보였다. 시멘트 매트릭스의 미세구조는 시간에 따라 변하였고, 그로 인해 HPFRCC의 전기전도성 네트워크에 부정적인 영향을 끼쳤다. 0.083 S/cm의 전도도를 갖는 HC1 시편의 경우, 수분에 의한 효과를 배제하기 위하여 72시간 60도에서 건조 양생한 후에 측정한 전기전도도가 0.0003 S/cm로 상당히 감소하였다. 전자파 차폐 성능에 가장 중요한 인자는 강섬유인 것으로 나타났으며, 반면 카본블랙과 제강슬래그 미분말의 효과는 미미하였다. 전기전도도와 전자파 차폐능의 상관관계는 이 연구에서는 뚜렸한 경향성을 나타내지는 않았다.

이 논문은 압축강도 수준(100, 140, 180 MPa급)에 따른 HPFRCC의 동적충격 인장강도를 평가하였다. 먼저 100, 140, 180 MPa급 HPFRCC의 압축응력-변형률 관계를 분석한 결과 압축강도는 각각 112, 150, 202 MPa로 나타났으며, 압축강도가 높아짐에 따라 탄성계수도 증가하는 경향을 나타내었다. 100, 140, 180 MPa급 HPFRCC의 정적 인장강도는 각각 10.7, 11.5, 16.5 MPa로 나타났으며, 압축강도가 높아질 수록 인장강도도 증가하는 경향을 나타내었다. 반면 100 및 140 MPa급 HPFRCC에서의 인장강도 및 에너지 흡수능력은 압축강도 수준에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 시험체의 규격 및 강섬유의 배열에 영향을 받은 것으로 판단된다. HPFRCC의 동적충격 인장강도를 평가한 결과, 변형률 속도가 10-1/s에서 150/s로 증가할수록 모든 HPFRCC의 인장강도와 동적증가계수는 증가하는 경향을 보였다. 한편 동일한 범위의 변형률 속도에서 HPFRCC의 압축강도가 낮을수록 인장강도에 대한 DIF가 높게 측정되어 효율적인 측면에서는 100 MPa급 HPFRCC가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 높은 수준의 인장성능이 요구되는 경우 높은 압축강도를 가지는 HPFRCC를 사용하는 것이 유리하며, 폭발과 같은 고속변형률 속도에서 보다 효율적인 접근을 위해서는 목표 압축강도에 근접한 HPFRCC를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

In this study, the explosion resistance on the normal strength concrete and HPFRCC structure members were evaluated. As a result of TNT ignition test, blow out occurred in normal strength concrete structure member, but HPFRCC structure member only cracked slightly. The structure member with 180 MPa HPFRCC has excellent resistance against explosive load. Therefore, HPFRCC is considered to be applicable to national main facilities and major military facilities.

In this study, We evaluated the flexural behavior of high performance fiber reinforced cementitious composite (HPFRCC) with single steel fibers. to do this, we considered different types of steel fibers such as hooked, twisted and straight fibers. Test results indicated the flexural performance tends to increase as the incorporation rate of steel fiber increases and when the length of the fiber is long and at the high volume fractions(vf of 2.0) the flexural high performance was reduced.

In case of high performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCC) specimens with steel fiber of 30mm they exhibited poorer flexural strength than the straight fibers at a higher than 1.5% compared to steel fiber of 13mm and 19.5mm. In this study, Therefore we evaluated the flexural strength and cracking behavior of HPFRCC with steel fiber type such as fiber length, volume fraction.

This study was evaluated dynamic impact tensile properties of 80 MPa sprayed HPFRCC by I-SEFIM test as a part of the research for development of sprayed HPFRCC for protection and blast resistant of existing structures.

This study was evaluated dynamic impact fracture behaviour of 80 MPa sprayed HPFRCC by Gas-gun test as a part of the research for development of sprayed HPFRCC for protection and blast resistant of existing structures.

This study was evaluated dynamic impact fracture behaviour of 80 MPa sprayed HPFRCC by Gas-gun test as a part of the research for development of sprayed HPFRCC for protection and blast resistant of existing structures.

In this study, We evaluated the impact resistance of structural member using high performance fiber reinforced cementitous composite according to compressive strength. As the compressive strength of structural member using HPFRCC increased, the deflection of the structural member decreased. The highest resistance of deflection occurred at 180 MPa HPFRCC.

This paper was examined the flexural performance of HPFRCC according to spraying stage. Through this, it will be utilized as basic research data for development of sprayed HPFRCC for protection and blast resistance of existing structures.

This paper presents an experimental study on the improvement of ductile and flexural strength for high performance fiber reinforced cementitous composites (HPFRCC). The test was evaluated by compressive and flexural behavior of HPFRCC(compressive strength : 180 MPa) according to aspect ratio and volume contents of steel fiber. The flexural strength was increased by aspect ratio near 100 or increasing volume contents of steel fiber while there is no clearly result on the compressive strength.

This paper was examined the compressive strength properties of HPFRCC according to spraying stage as a part of the basic research for development of sprayed HPFRCC for protection and blast resistant of existing structures.

In this study, We evaluated the applicability of high performance fiber reinforced cementitious composite (HPFRCC) with compressive strength of 180, 140 and 100 MPa and identical contents in steel fiber. The analysis of the flexure tensile behavior showed that HPRFCC presents deflection hardening after the initiation of cracks and exhibits higher energy absorbing capacity with high compressive strength.

Fracture behavior of concrete subjected to dynamic loading is affected by loading rate and strain rate. In this study, compressive strength properties according to strain rate of fiber reinforced concrete by rapid loading with 500ton rapid loading test machine was analyzed.

To assess the protection performance and the applicability as protective materials of high performance fiber reinforced cementitious composites(HPFRCC), this study performed the impact tests with 40 mm gas-gun propelled projectile crash machine. From this study, it has observed that both high compressive strength of cement matrix and fiber reinforcement are beneficial for the improvement of impact resistance.

본 연구는 SIFCON 형태의 고성능 강섬유보강 시멘트 복합체의 섬유혼입률에 따른 휨실험을 수행하였고, 실험결과를 바탕으로 휨성능을 평가하였다. 슬러리를 충전하는 형태로 일반 섬유보강시멘트와 달리 높은 섬유혼입률을 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 주요 실험변수는 섬유혼입률 8.0%, 7.5%, 7.0%, 6.5% 및 6.0% 이며, 각 변수에 대한 휨강도 및 휨인성 특성을 분석하였다. 그 결과, 높은 섬유혼입률로 인하여 초기균열 발생 이후에도 계속적으로 하중이 증가하였으며, 최대강도 이후 충분한 잔류강도를 확보하였다. 또한 최대 50MPa 수준의 높은 휨강도를 발현하였으며, 섬유혼입률에 따른 휨강도 및 휨인성은 비례하여 증가하는 경향으로 나타났다.