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변형속도가 강섬유 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 직접인장파괴거동에 미치는 영향
손민재 ( Son Min Jae ),김규용 ( Kim Gyu Yong ),이상규 ( Lee Sang Kyu ),황의철 ( Hwang Eui Chul ),남정수 ( Nam Jeong Soo ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.1
The purpose of this study was to evaluate the direct tensile fracture behavior of steel fiber hybrid reinforced cement composite by strain rate. Experiment result, it was confirmed that SSF suppressed the microcrack around the HSF at the strain rate 101/s, which resulted in the improvement of the pullout resistance of the HSF.
후크형 및 스무스형 강섬유의 혼합 비율과 변형속도에 따른 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장특성
손민재 ( Min-jae Son ),김규용 ( Gyu-yong Kim ),이상규 ( Sang-kyu Lee ),김홍섭 ( Hong-seop Kim ),남정수 ( Jeong-soo Nam ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.3
본 연구에서는 후크형 강섬유(HSF)와 스무스형 섬유(SSF)의 혼합 비율과 변형속도가 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장 특성 시너지 효과에 미치는 영향을 평가하기 위하여, HSF와 SSF를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합 비율로 혼입한 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였다. 실험 결과, HSF를 보강한 시멘트복합체(HSF2.0)은 변형속도가 증가함에 따라 섬유 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열의 증가에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후 응력 저하가 급격하게 발생하였다. SSF가 0.5vol.% 혼입되는 경우, 준정적에서 마이크로 균열을 효과적으로 제어하지만, 고속에서는 마이크로 균열 제어 및 후크형 강섬유의 인발저항 성능 향상에 효과적이지 않은 것으로 확인되었다. 반면, HSF 1.0vol.%와 SSF 1.0vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.0SSF1.0)은 마이크로 및 매크로 균열에 대해 각각의 섬유가 효과적으로 제어하고, SSF가 HSF의 인발저항성능을 향상시킴으로써 고속에서 변형능력 및 에너지 흡수 능력에 대한 섬유 혼합 효과가 크게 증가하였으며, 인장강도, 변형능력 및 피크인성의 변형속도 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 반면, SSF 1.5vol.%의 혼입은 매트릭스 내의 섬유 혼입 개체 수를 증가시키고, HSF의 인발저항성능을 향상시켜 가장 높은 인장강도 및 연화인성 시너지 효과를 나타내었지만, 매크로 균열을 제어하는 HSF의 혼입률이 0.5vol.%로 낮아 변형능력 및 피크인성 시너지에는 효과적이지 않은 것으로 확인되었다. In this study, the fiber blending ratio and strain rate effect on the tensile properties synergy effect of hybrid fiber reinforced cement composite was evaluated. Hooked steel fiber(HSF) and smooth steel fiber(SSF) were used for reinforcing fiber. The fiber blending ratio of HSF+SSF were 1.5+0.5, 1.0+1.0 and 0.5+1.5vol.%. As a results, in the cement composite(HSF2.0) reinforced with HSF, as the strain rate increases, the tensile stress sharply decreased after the peak stress because of the decrease in the number of straightened pull-out fibers by increase of micro cracks in the matrix around HSF. When 0.5 vol.% of SSF was mixed, the micro cracks was effectively controlled at the static rate, but it was not effective in controlling micro cracks and improving the pull-out resistance of HSF at the high rate. On the other hand, the specimen(HSF1.0SSF1.0) in which 1.0vol.% HSF and 1.0vol.% SSF were mixed, each fibers controls against micro and macro cracks, and SSF improves the pull-out resistance of HSF effectively. Thus, the fiber blending effect of the strain capacity and energy absorption capacity was significantly increased at the high rate, and it showed the highest dynamic increase factor of the tensile strength, strain capacity and peak toughness. On the other hand, the incorporation of 1.5 vol.% SSF increases the number of fibers in the matrix and improves the pull-out resistance of HSF, resulting in the highest fiber blending effect of tensile strength and softening toughness. But as a low volume fraction of HSF which controlling macro crack, it was not effective for synergy of strain capacity and peak toughness.
하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장거동에 미치는 변형속도의 영향
손민재 ( Son Min-jae ),김규용 ( Kim Gyu-yong ),이보경 ( Lee Bo-kyeong ),이상규 ( Lee Sang-kyu ),김경태 ( Kim Gyeong-tae ),남정수 ( Nam Jeong-soo ) 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.17 No.1
In this study, the tensile behavior of single and hybrid fiber reinforced cement composite according to strain rate was evaluated. Experimental results, in the strain rate 10-6/s, fiber reinforced cement composite showed improved of tensile strength and decrease of strain at peak stress as SSF volume content increased. In the strain rate 101/s, the single and hybrid reinforced cement composite` s tensile properties are improved, because of the improved bond strength between the fiber and matrix. And hybrid fiber reinforced cement composite showed high energy absorption capacity, because the SSF prevented the cracking and fracture of the surrounding matrix when during the HSF pull-out.
고변형속도 조건에서 섬유 혼합비가 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장특성에 미치는 영향
손민재 ( Son Min-jae ),김규용 ( Kim Gyu-yong ),이보경 ( Lee Bo-kyeong ),이상규 ( Lee Sang-kyu ),김경태 ( Kim Gyeong-tae ),남정수 ( Nam Jeong-soo ) 한국건축시공학회 2017 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.17 No.2
In this study, the tensile properties of mono and hybrid fiber reinforced cement-based composite according to fiber blending ratio under the high strain rate was evaluated. Experimental results, the HSF1.5PVA0.5 shown the highest tensile strength because the PVA fiber suppressed the micro cracks in the matrix around the hooked steel fiber and improved the pull-out resistance of hooked steel fiber. Thus, DIF of strain capacity and fracture toughness of HSF1.5PVA were greatly improved. Also, the fracture toughness was greatly improved because the tensile stress was slowly decreased after the peak stress by improvement of the pull-out resistance of hooked steel fiber at strain rate 101/s.
Cycle-CVD법으로 증착된 TiN 박막의 ALD 증착기구와 특성에 관한 연구
민재식,손영웅,강원구,강상원,Min, Jae-Sik,Son, Young-Woong,Kang, Won-Gu,Kang, Sang-Won 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.5
Ti[N ($C_{2}$$H_{5}$ $CH_{3}$)$_{2}$]$_{4}$ [tetrakis(ethylmethylammino)titanium.TEMAT]와 $NH_{3}$를 반응가스로 하여 각각 펄스(pulse) 형태로 시분할 주입되는 새로운 박막 증착방법(이하 Cycle-CVD라 함)을 이용하여 TiN박막이 $SiO_2$.기판위에 증착되었다.Cycle-CVD에서 반을로 내로 주입되는 반응가스와 Ar가스는 TEAM 펄스, Ar 펄스,$NH_{3}$펄스, Ar 펄스의 순서로 시분할주입되었고, 이렇게 차례대로 주입되는 4개의 펄스를 하나의 cycle로 규정하고, Cycle-CVD는 이러한 cycle이 연속하여 반복적으로 주입되도록 설계되었다. 기판온도가 $170^{\circ}C$-$210^{\circ}C$에서는 atomic layer deposition(ALD)특성을 보였고, $200^{\circ}C$에서 충분한 반응가스의 펄스시간 후에 cycle당 증착된 박막의 두께가 0.6nm/cycle로 포화되는 양상을 보여주었는데, 이는 cycle당 증착된 TiN 박막의 두께가 1.6 monolayer(ML)/cycle에 해당된다. 이와 같이 반등가스의 흡착을 이용ㅇ하여 TiN이 제한된 표면반응만에 의하여 ALD 기구에 의해 증착이 이루어지므로 TiN 박막의 두께는 단지 cycle 횟수만으로 정확하게 제어할 수 있었고, 우수한 step coverage 특성을 얻었다. 또한 반응가스간의 기상반응을 방지함으로써 입자의 발생을 억제할 수 있었고, 상대적으로 낮은 온도임에도 불구하고 4at% 이하의 낮은 탄소함량을 갖는 양호한 특성을 보여주었다. Atomic layer deposition(ALD) of amorphous TiN films on $SiO_2$ between 17$0^{\circ}C$ and 21O$^{\circ}C$ has been investigated by alternate supply of reactant sources, Ti[N($C_2,H_5,CH_3)_2]_4$ [tetrakis(ethylmethylamminoltitanium: TEMAT] and $NH_3$. Reactant sources were injected into the reactor in the order of TEMAT vapor pulse, Ar gas pulse, $NH_3$. gas pulse and Ar gas pulse. Film thickness per cycle was saturated at around 1.6 monolayer(MU per cycle with sufficient pulse times of reactant sources at 20$0^{\circ}C$. The results suggest that film thickness per cycle could be beyond 1 MLicycie in ALD, which were explained by rechemisorption mechanisms of reactant sources. The ideal linear relationship be¬tween number of cycles and film thickness is confirmed. As a results of surface limited reactions of ALD, step cover¬age was excellent. Particles caused by the gas phase reactions between TEMAT and NH3 were almost free because TEMAT was seperated from $NH_3$ by the Ar pulse. In spite of relatively low substrate temperature, carbon impurity was incorporated below 4 at%.
표면개질에 따른 폐유리 잔골재가 모르타르의 역학적 특성 및 알칼리 실리카 반응성에 미치는 영향
손민재 ( Son Min Jae ),김규용 ( Kim Gyu Yong ),편수정 ( Pyeon Su Jeong ),서동균 ( Suh Dong Kyun ),남정수 ( Nam Jeong Soo ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
In this study, surface modification effect of waste glass fine aggregates on mortar to reduce slip phenomenon and ASR was analyzed. As a result, the slip phenomenon was effectively improved, and also the ASR reduction of waste glass was improved. As a result, it was confirmed that the surface modification of the waste glass fine aggregate is effective in improving the performance of the mortar.