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강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트 바닥판과 역T형 강거더 합성보의 휨거동 실험
유성원,안영선,차영달,조창빈 한국콘크리트학회 2014 콘크리트학회논문집 Vol.26 No.6
인장강도 및 휨강도가 낮고 취성파괴의 특성을 가지는 일반적인 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 최근에는 압축강도가 180 MPa이상인 고성능 콘크리트에 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 강재거더 상부 플랜지의 역할이 거의 불필요할 것으로 예상된다. 이러한 점을 착안하여 본 논문에서는 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하였다. 역T형 거더에 UHPC바닥판을 합성하여 합성보를 구성할 경우, 상부플랜지가 없는 이유로 전단연결재의 설치 위치가 상부플랜지 대신에 강재 거더 복부에 설치해야하는 문제점이 발생되며, 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 현재까지 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정인이유로 이에 대한 연구가 절실하다. 이를 위하여 본 논문에서는 전단연결재 간격, 바닥판 두께 등을 변수로 하여 역T형 거더와UHPC바닥판을 합성한 합성보를 8개 제작하여 전단연결재의 거동, 휨거동 특성 등을 파악하고자 하였다. 실험결과를 기준으로볼 때, 향후 UHPC의 경우 스터의 간격은 100 mm에서 바닥판 두께의 2~3 배 사이로 규정함이 적절할 것으로 예상된다. 또한 실험 부재의 특성 상대변위는 Eurocode-4의 연성거동 기준에 의하면 충분한 연성 거동을 하는 것으로 판정되었으며, 바닥판이 지나치게 얇고 전단연결재의 간격이 지나치게 넓은 경우를 제외한 대부분의 부재들은 일반 콘크리트보다 UHPC의 성능이 우수하여기존의 AASHTO LRFD 및 Eurocode-4의 식과 실험결과간의 차이가 있음을 알 수 있다.
몬테칼로 기법을 이용한 반응상용화제의 미시적 구조가 비상용성 고분자 계면두께에 미치는 효과에 관한 연구
차국헌,양유성 한국화학공학회 2001 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.39 No.1
본 연구에서는 몬테칼로 시뮬레이션 기법 중의 하나인 bond fluctuation model (BFM)을 이용하여 섞이지 않는 고분자 계를 모사하고 반응성 고분자의 미시적 구조가 계면두께에 미치는 영향을 살펴보았다. 우선 비상용성 고분자 계에서 시뮬레이션을 통해 계면두께를 구한 후, 평균장이론으로부터 구한 계면두께와 비교해 보았을 때 시뮬레이션에서 구한 계면두께가 컸다. 이는 고분자 계면에서의 모세파 섭동(capillary wave fluctuation)이 발생하고 있음을 의미하며 이로 인해 시뮬레이션 결과는 계면을 완전한 2차원 평면으로 가정한 평균장 이론과 일치하지 않게 된다. 사슬의 말단에 반응기를 가진 낮은 밀도의 반응상용화제가 계면에서 반응을 시작하여 반응시간이 지남에 따라 계면에 형성되는 블록공중합체 밀도의 시간 의존성을 살펴본 결과, 한쪽 말단에만 반응기가 존재하는 고분자를 포함하는 계에서, 반응초기에는 기존의 이론에서 제시한 내용과는 달리 반응초기에 반응성 고분자의 반응이 급격히 이루어졌다. 말단에 도입된 반응기의 개수를 한 개와 두 개로 달리 하였을 때, 계면에서 형성되는 블록공중합체의 양을 비교한 결과, 양쪽 말단에 반응기가 있는 반응성 고분자가 계면에서 반응을 많이 했음을 알 수 있었는데, 이는 반응기 개수의 증가가 계면에서 서로 비상용인 고분자 간의 반응확률을 높임으로써 계면에서 형성된 블록공중합체의 양을 증가시키고 결국 섞이지 않는 고분자 블랜드의 물성을 향상시키는데 중요한 요인들 중의 하나인 계면두께의 증가가 이루어졌다. Interfacial properties between two immiscible polymers and the effect of functionality of end-functional polymers on the interfacial thickness were studied with one of Monte Carlo simulations; bond fluctuation model(BFM). We note that the interfacial thickness estimated from the mean field theory is smaller than that obtained from the BFM and the increase in the interfacial thickness for the BFM is due to the capillary wave fluctuations responsible for the interfacial instability between two inhomogeneous phases. A low concentration of reactive chains wide one terminal reactive group or two reactive groups at both ends is allowed to stag to react at the interface forming block as a function of time. Simulation results show that copolymer coverage at the interfacial region for die case of mono-endfunctional reactive polymers significantly increases at the initial stage of the interfacial reaction, which is different from the theoretical prediction of the linear increase of the interfacial coverage in the early stage of reaction. We also found that di-endfunctional reactive polymers ate more effective than mono-endfunctional reactive polymers in forming block copolymers at the interface as well as in the increase of interfacial width that are crucial fads in improving physical of otherwise immiscible polymer blends.