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콘크리트 재료의 동적 물성 변화를 모사하기 위한 유변학적(Rheological)모델 개발 및 평가
황영광,임윤묵,Hwang, Young Kwang,Lim, Yun Mook 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.4
본 연구에서는 속도 의존성을 나타내는 콘크리트의 인장거동을 모사하기 위하여 유변학적(rheological) 모델을 개발하였고 이를 평가하였다. 일반적으로 외부에서 가해지는 하중 속도가 증가할수록 콘크리트의 물성(강도, 탄성계수, 파괴에너지 등)은 그 크기가 증가한다. 콘크리트의 강도는 다른 물성에 비하여 큰 속도의존성을 나타내고, 압축 하중인 경우보다 인장 하중을 받는 경우 그 속도의존성이 크게 나타난다. 이러한 콘크리트의 속도 의존성을 모사하기 위하여, 기존 RBSN(Rigid-Body-Spring-Network) 모델의 거동을 나타내는 스프링 세트에 대쉬포트(Dashpot)와 같은 점성 요소와 Coulomb 마찰 요소를 조합하였다. 요소의 조합에 따라 세 가지 모델( 1)점탄성, 2)점소성, 3)점탄소성 손상(Damage 모델)을 고려하였고, 이에 대한 구성관계식을 유도하였다. 개발된 해석모델은 직접인장 실험의 응력-변형률 관계곡선과 비교 검증되었고, 이중 점탄소성 손상 모델은 실험결과를 잘 모사할 수 있음을 확인하였다. In this study, the rheological models were introduced and developed to reflect rate dependent tensile behaviour of concrete. In general, mechanical properties(e.g. strength, elasticity, and fracture energy) of concrete are increased under high loading rates. The strength of concrete shows high rate dependency among its mechanical properties, and the tensile strength has higher rate dependency than the compressional strength. To simulate the rate dependency of concrete, original spring set of RBSN(Rigid-Body- Spring-Network) model was adjusted with viscous and friction units(e.g. dashpot and Coulomb friction component). Three types of models( 1) visco-elastic, 2) visco-plastic, and 3) visco-elasto- plastic damage models) are considered, and the constitutive relationships for the models are derived. For validation purpose, direct tensile test were simulated, and characteristics of the three different rheological models were compared with experimental stress-strain responses. Simulation result of the developed visco-elasto-plastic damage(VEPD) model demonstrated well describing and fitting with experimental results.
감마선을 이용한 폴리비닐피롤리돈/카파-카라기난/1,2-헥산디올 하이드로젤의 제조 및 특성
노영창(Young Chang Nho),한일수(Il Soo Han),임윤묵(Youn Mook Lim),권희정(Hui Jeong Gwon),박종석(Jong Seok Park) 한국고분자학회 2011 폴리머 Vol.35 No.1
본 연구에서는 생체 적합성이 우수한 합성고분자 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 천연고분자 카파-카라기난(κC), 1,2-헥산디올(HD)을 혼합하여 감마선 조사에 의한 방사선 가교로 하이드로젤을 제조하였다. 방사선 조사량은 25 kGy, κC의 농도는 3 wt%로 고정하였다. 이렇게 제조된 하이드로젤의 PVP, HD의 농도에 따른 물리적 특성을 관찰하였다. PVP의 농도가 증가할수록 피롤리돈 분자 사이의 가교반응으로 젤화율과 인장강도는 증가하였고, 팽윤도는 감소하였다. 반면에 HD의 농도가 증가할수록 젤화율과 인장강도는 감소하였으며, 팽윤도는 증가하였다. 항균성 실험을 통해 HD를 함유한 하이드로젤에서 항곰팡이성 활성이 관찰되었다. In this study, the hydrogels composed of polyvinylpyrrolidone (PVP), κ-carrageenan (κC), and 1,2-hexanediol (HD) were prepared by γ-ray irradiation. The radiation dose was 25 kGy and the concentration of κC was 3 wt%. The physical properties of the hydrogels were investigated as a function of the concentrations of PVP and HD. The gel content and the tensile strength increased with increasing PVP concentration due to the crosslinking between the pyrrolidone molecules and decreased with increasing HD concentration. The degree of swelling was inversely proportional to the gel content because the highly crosslinked hydrogels had a tighter structure, hence reducing their water absorption. The antibacterial tests indicated that the hydrogels containing HD had antibacterial activity.