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재생 탄소섬유 보강 고유동 콘크리트의 압축 및 휨인장 설계 모델 KCI 등재
Compressive and Flexural Tensile Design Models for Self-Compacting Concrete Reinforced with Recycled Carbon Fibers
- 언어ENG
- URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/451333
pp.27-35
화학적 해중합을 통해 얻은 재활용 탄소섬유(rCF)로 보강된 고유동 콘크리트의 압축 및 휨인장거동을 평가하고 설계 모델을 제안하였다. 실험 변수로는 섬유 길이(12, 24, 36 mm)와 콘크리트 강도 수준(일반 및 고강도)이 포함되며, 섬유 혼입은 부피비 2.0% 로 설정하였다. 실험 결과, rCF를 첨가한 경우 비보강 콘크리트에 비해 압축강도와 극한 변형률 모두 향상된 것으로 나타났다. 일반강 도 배합에서는 피크 변형률과 피크 이후의 연성이 현저히 개선되었으며, 잔류 휨인장강도는 섬유 길이가 길어질수록 증가했다. 그러나 고강도 배합의 경우, 피크 응력 이후 갑작스러운 취성 파괴가 발생하여 연성 개선 효과가 제한적이었다. 이러한 압축 거동을 예측하기 위해, Carreira–Chu 모델에 보강 지수(RI)를 도입하여 피크 변형률과 하강 지점을 보정함으로써 압축 응력-변형률 모델을 개발하였으 며, 일반강도 배합의 경우 RMSE 1.66–3.99 MPa 및 R² = 0.75∼0.98의 결과를 얻었다. 또한, 잔류 휨인장강도와 변형률 수준을 반영하기 위해 BS EN 14651을 기반으로 한 휨인장 모델을 제안하였다. 실험 데이터와의 비교를 통해 제안한 모델들은 rCF 보강 고유동성 콘크리트의 구조적 거동을 정확하게 예측하는 것으로 확인되었다.
In this study, we evaluated the compressive and flexural tensile behavior of self-compacting concrete reinforced with recycled carbon fibers (rCFs) obtained via chemical depolymerization and proposed corresponding design models. The experimental variables included fiber length (12, 24, and 36 mm) and concrete strength level (normal- and high-strength concrete), while the fiber volume fraction was maintained at 2.0%. The experimental results showed that incorporating rCFs improved the compressive strength and ultimate strain compared with unreinforced concrete. In the normal-strength mixtures, the peak strain, post-peak ductility, and residual flexural tensile strength increased with increasing fiber length. In contrast, the high-strength mixtures exhibited sudden brittle failure after reaching peak stress, which limited the ductility-enhancing effect of the fibers. To predict the compressive behavior, a stress–strain model was developed by incorporating a reinforcement index into the Carreira–Chu model to account for the peak strain and post-peak softening behavior. For the normal-strength mixtures, the proposed model showed good agreement with the experimental results, yielding root mean square error values ranging from 1.66 to 3.99 MPa and R2 values ranging from 0.75 to 0.98. Furthermore, a flexural tensile model based on BS EN 14651 was developed to predict the residual flexural tensile strength and strain response. Comparisons with the experimental data confirmed that the proposed models accurately predicted the structural behavior of rCF-reinforced self-compacting concrete.
1. 서 론
2. 사용 재료 및 실험 방법
2.1 재생 탄소섬유
2.2 실험방법
3. 실험 결과
3.1 슬럼프 플로우 시험 결과
3.2 일반강도 고유동 콘크리트 압축강도 시험 결과
3.3 고강도 고유동 콘크리트 압축강도 시험 결과
3.4 일반강도 고유동 콘크리트 휨인장강도 시험 결과
3.5 고강도 고유동 콘크리트 휨인장강도 시험 결과
3.6 재생 탄소섬유 보강 콘크리트 압축응력-변형률 모델 제안
3.7 재생 탄소섬유 보강 콘크리트 인장응력-변형률 모델 제안
4. 결 론
검증 연구가 필요할 것으로 판단된다.ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
