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보강섬유의 형상과 물성에 따른 인발특성이 콘크리트의 휨거동에 미치는 영향 KCI 등재

Effect of Pull-out Property by Shape and Mechanical Property of Reinforcing Fiber on the Flexural Behavior of Concrete

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/283656
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한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)
초록

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.

This study evaluated the bonding property of fiber and flexural behavior of fiber reinforced concrete. Amorphous steel fiber, hooked steel fiber and polyamide fiber was used for evaluation of bonding property and flexural behavior. As a result, the hookedsteel fiber was pulled out from matrix when peak stress. However amorphous steel fiber occurred shear failure because bondingstrength between fiber and matrix was higher than tensile strength of fiber. Polyamide fibers occurred significantly displacement to peak stress because of elongation of fiber. After that peak stress, fiber was cut off. Amorphous steel fiber reinforced concrete had a greater maximum flexural load compared with hooked steel fiber reinforced concrete because bonding performance between fiber and matrix was high and mixed population of fiber was many. However flexural stress was rapidly reduced in load-deflection curve because of shear failure of fiber. Flexural stress of hooked steel fiber reinforced concrete was slowly reduced because fiber was pulled out from the matrix. In the case of polyamide fiber reinforced concrete, flexural stress was rapidly lowered because of elongation of fiber. However flexural stress was increased again because of bonding property between polyamide fiber and matrix.The pull-out properties of the fiber and matrix has effect on the deformation capacity and flexural strength of fiber reinforced concrete.

목차
1. 서 론
  1.1 연구배경
  1.2 비정질 강섬유의 특징
  1.3 연구의 목적
 2. 실험계획 및 방법
  2.1 사용재료 및 콘크리트 배합
  2.2 실험방법
 3. 실험결과 및 고찰
  3.1 섬유 인발 특성
  3.2 휨특성
  3.3 섬유 혼입 개체수
  3.4 섬유인발 및 개체수와 콘크리트 휨거동의 관계
 4. 결 론
 감사의 글
 References
저자
  • 김홍섭(정회원, 충남대학교 건축공학과 박사과정) | Hong-Seop Kim
  • 남정수(정회원, 일본동경공업대학 응용세라믹연구소 건축물리연구센터 연구원, 공학박사) | Jeong-Soo Nam
  • 김정현(정회원, 충남대학교 건축공학과 석사과정) | Jung-Hyun Kim
  • 한상휴(정회원, 충남대학교 건축공학과 석사과정) | Sang-Hyu Han
  • 김규용(정회원, 충남대학교 건축공학과 교수, 공학박사) | Gyu-Yong Kim Corresponding author