본 연구에서는 반구형과 평탄형의 비상체를 이용하여 일반콘크리트와 섬유보강콘크리트에 충격시험을 진행한 후 파괴깊이와 형 태, 파괴직경, 배면의 인장변형을 평가하였다. 선단면적이 작을수록 충격력의 집중에 의해 파괴깊이는 크고 표면파괴 직경은 작게 되는 것으로 확인되었다. 반면에 선단면적이 클수록 파괴깊이는 작지만 표면파괴직경은 크게 되었다. 일반콘크리트와 섬유보강 콘크리트에서 유사한 표 면파괴와 배면변형이 발생하였으나 인장변형의 크기는 일반콘크리트에 비해 섬유보강 콘크리트가 작은 것으로 나타났다. 또한, 비상체의 선 단형상에 따른 표면관입의 형태와 배면의 인장변형 사이에 직접적인 연관이 있는 것으로 사료된다. 따라서 콘크리트의 배면박리한계두께 예 측 시에는 표면관입깊이뿐만 아니라 배면의 변형거동 또한 고려할 필요성이 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 폴리비닐 알코올 섬유 및 강섬유를 체적비율로 1.5% 혼입한 고인성 섬유보강 시멘트복합체에 대한 비상체의 고속충돌시험을 실시하고, 충돌조건에 따른 파괴특성을 실험적으로 검토하는 것을 목적으로 하였다. 비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성을 평가하기 위하여 화약압력식 충격시험장치를 활용하였으며, 충돌속도의 범위는 약 150 ~ 1,000m/s로 설정하였다. 파괴특성에 대한 평가결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 섬유를 혼입하지 않은 Plain시험체의 약 3배 이상의 비상체 운동에너지가 작용하는 범위에서도 표면관입의 파괴등급으로 평가되었으며, 시험체가 파단되지 않는 내충격성능이 확인 되었다. 또한, 충돌시험 전후에 대한 시험체의 질량감소율의 경우, Plain시험체는 비상체의 운동에너지의 증가율과 비례적인 관계를 보였지만, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 비상체의 운동에너지의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 특히, 이와 같은 경향은 시험체 배면의 파괴특성과 밀접한 관계를 가지며, S시험체에 비해 PVA시험체의 배면박리 억제효율이 큰 것으로 평가되었다. 한편, 국부손상에 대한 표면관입깊이 및 배면박리깊이의 관계를 검토한 결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 Plain과 달리 시험체 단면의 중앙선을 기준으로 배면에 가까운 영역에서 배면박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 비상체의 충돌에 대한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 주요 파괴거동이 검토되었으며, Plain과 비교하여 내충격성능의 향상을 명확히 확인하였다.

The purpose of this study is to evaluate the effect of improvement on the impact resistance and strength properties of cement composites by surface modification of aramid fiber. For aramid fiber reinforced cement composites, therefore, dispersion capability and the bonding efficiency between the fibers and the cement composite material need to be improved. It is possible by modifying surface properties to hydrophobic, it is considered that oiling agent ratio of 1.2 % and improvement of performance is in need to be investigated. In this study, short aramid fibers were mixed by different fiber length and oiling agent ratio. And improvement of strength properties and impact resistance performance of hybrid cement composites were evaluated under the influence of steel fiber. As a result, strength properties of aramid fiber reinforced cement composites are different by mixing ratio of fiber, oiling agent ratio and length of fiber. In case of cement composites which have same volume fraction and fiber length, tensile strength and flexural strength were improved with increase of the emulsions throughput of the fiber surface. The results of evaluation on the static strength properties had effects on impact resistance performance by high-velocity impact. And it was observed that the scabbing of rear was suppressed with increase of the oiling agent ratio.

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

To evaluaiton of heat history and spalling of concrete conlmn exposed to high temperature, □300×300×H450mm Specimen was used. fiber condition is Nylon 0.15vol.%, Polypropylene 0.1vol.% and steel fiber 0.3vol.%. The type of find aggregates are silica sand, wash sand and slag sand.

It was evaluated penetration depth and spalling resist thickness by compressive strength. As a result, it was found that the more compressive strength is increased, the penetration depth is suppressed. And the result of this study are similar to modified NDRC formula and US ACE formula.

화재시 콘크리트의 성능저하는 재하조건, 열팽창 및 크리프 등과 같은 여러 가지 요인에 대하여 영향을 받을 수 있다. 1950년대부터 일본, 유럽, 미국과 같은 선진외국에서는 고온을 받은 콘크리트의 특성에 관하여 많은 연구들이 행해지고 있으나 재하조건, 가열방법, 시험체의 크기 및 가열장치의 성능 등과 같은 다양한 요인들이 연구자들의 독자적인 방법에 의해 실험이 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 시험체 크기, 가열속도, 시험방법이 유사한 일본 및 국내의 연구를 바탕으로 가열 및 재하를 받은 콘크리트의 역학적 성능에 대하여 분석하였으며, 상온 및 고온에서의 상관관계분석, 압축강도 추정곡선을 산출하여 CEN 및 CEB code와 비교․평가하였다. 그 결과 재하가열을 받은 콘크리트는 100℃～400℃의 범위에서 역학적 특성에 대한 재평가의 필요성을 확인하였다.

콘크리트는 초기재령에 있어서 수분의 증발 및 이동으로 소성 및 건조수축 등의 수축현상이 발생한다. 국내에서는 아령형 구속건조수축몰드를 활용한 콘크리트의 건조수축 균열 평가방법을 KS에서 규격화하여 활용하고 있으나 이는 균열발생시점 및 구속수축응력을 평가하는 방법으로 균열발생량에 관한 정량적 평가는 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 콘크리트의 수축변형거동 및 균열발생량에 대한 정량적 데이터를 확보하기 위하여 판상-링형 구속시험방법을 개발하고 시험체 치수가 콘크리트의 수축균열에 미치는 영향을 검토하여 판상-링형 구속시험방법의 최적 시험체 치수 도출 및 수축균열특성에 관한 정량적 평가방법을 제안하고 그 적용성을 검증하고자 한다.