산업혁명 이후 화석연료 사용의 급격한 증가와 온실가스 배출이 심해져 온난화 경향이 심각해 탄소 배출을 절감하는 상황이 요구되고 있다. 본 연구는 탄소 격리 효과를 가지고 있는 바이오차와 콘크리 트의 취성을 극복하고 연성을 증가시켜 균열의 발생을 최소화하여 내구성을 향상 시킬 수 있는 PVA (Polyvinyl Acohol)섬유를 활용하여 기존의 콘크리트의 단점을 보완하고, 시멘트 저감 효과와 친환경 성을 갖춘 고연성 섬유보강 시멘트 복합체(ECC)를 제작하여 바이오차 시멘트 대체 비율에 따른 ECC 의 역학적 특성을 분석하고 비교하였다. 바이오차 시멘트 대체 비율 5%를 최대치로 설정하여 시멘트 대체 비율을 1%씩 올려 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%까지 설정하여 플로우 시험, 압축강도 실험, 쪼갬 인장 강도 실험, 휨 강도 실험을 진행하였다. 모르타르의 유동성을 평가하기 위해 플로우 시험을 실시 했으나, 바이오차 시멘트 대체 비율에 관계없이 플로우는 큰 차이를 보이지 않았다. 바이오차 시멘트 대체 비율에 따른 강도 비교를 위한 압축강도 실험, 쪼갬 인장 실험에서는 바이오차 시멘트 대체 비율 2%가 가장 높은 값을 보였다. 휨 강도 실험에서는 바이오차 시멘트 대체 비율 3%가 가장 큰 값을 보 였다. 휨 강도 실험에서는 바이오차를 혼입하지 않은 노말 ECC와 비교했을 때 바이오차의 시멘트 대 체율이 높아질수록 강도가 감소하였지만, 압축강도와 쪼갬 인장강도 실험에서는 대체율이 높아지면 강 도가 증가하는 경향이 나타났다.

The need to consider torsion in the design of members of a structure has recently been increasing; therefore, many studies on torsion have been carried out. Recent research was focused on the torsional performance of concrete according to the reinforcing materials used. Of particular interest, are torsion studies of beams made of SFRC(steel fiber reinforced concrete), and there has been increasing use of SFRC at construction sites. In contrast, research on the composite PVA-ECC (polyvinyl alcohol-engineered cementitious composite) has only covered its mechanical performance, though it exhibits excellent tensile-strain performance (better than SFRC). Therefore, research on the torsion of concrete beams retrofitted using PVA-ECC is lacking. In this study, the behavior characteristics and performance of reinforced-concrete beams retrofitted by PVA-ECC was investigated experimentally. The experimental results show that the resistance to torsional cracking is increased by PVA-ECC. In addition, the strain on the rebar of the specimen was found to be reduced.

압출성형 ECC 패널을 활용한 철근콘크리트 복합 슬래브 구조에 대한 비선형 휨 해석 모델을 새롭게 제시하였다. ECC 패널은 직접인장시험 결과로부터 균열 이후에 고인성 인장거동을 하는 재료로 모델링하였다. 개발 모델을 기존 철근콘크리트 슬래브 및 ECC 패널 철근콘크리트 복합슬래브 실험체의 휨 실험결과와 비교하였다. 예측결과는 실험결과와 잘 일치하였으며, ECC 패널 적용 철근콘크리트 복합슬래브는 균열제어, 휨내력 및 휨변형능력 개선에 장점이 있는 것으로 판단되었다.

Link slabs designed for macroscopically crack free concrete bridge decks system were experimentally tested. The property requirements of the link slab material were considered. Special focus was placed on the fatigue and durability performance. Introduction of a ductile Engineered Cementitious Composite (ECC) material is proposed for its ability to control crack width and to exhlbit high ductile behavior, which are main performance requirements in the link slab. Experimental results of cyclic tests of full-scale ECC link slabs are compared with those of an ordinary reinforced concrete link slab. The fatigue response will be discussed with particular emphasis on the development of crack widths, which is important for durability against steel reinforcement corrosion The significant enhancement of crack width control in ECC link slab suggest that the use of ECC material can be effective in extending the service life of repaired bridge decks system.

본 논문은 비내진 상세를 갖는 철근콘크리트 골조 및 필로티 건물의 보강방법으로 높은 연성을 갖는 ECC를 적용한 PC 벽판을 내진 보강요소로 사용하고자 하였다. PC 벽판의 형상비 및 설치 위치를 변수로 RC 골조에 대한 반복가력실험을 실시하여 내진성능을 평가하였다. 실험결과 PC 벽판을 보강함에 따라 기존 RC 골조의 내력 증진, 강도저하 방지, 강성증진 및 에너지 소산능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 실험결과를 근거로 비내진 상세를 갖는 골조의 강도 증진을 위하여 ECC PC 벽판을 골조의 중앙에 설치하고 연성증진을 위하여 세장한 벽판을 골조의 양측면에서 설치할 것을 제안한다.

In this study, the chloride ion diffusion coefficient of ECC coated with silane-based protecting materials were evaluated. The evaluation was carried out according to NT BUILD 492. The test results show that when the protective material is applied to ECC, the chloride diffusion coefficient is reduced by 40-50%.

The flexural behavior of ECC according to the tensile strain capacity was analytically estimated with the layered section method. Moment-curvature curve was first obtained, then load-deflection relation was calculated. The analytical result indicated that there was noticeable increase in deflection at peak load with the higher tensile strain capacity within 3.0%, and it was found that more than 3% strain capacity did not provide higher deflection but helped improve the load resistance.

In This study, the bio-inspired high energy absorption cementitious composites was developed which is a new structural material performing a high energy absorption and ductility property imitated from shells. The flexural performance of the cementitious composites was evaluated and as a result, excellent ductility was obtained.

이 논문에서는 철근으로 보강한 고인성 섬유복합체(ECC) 기둥의 반복이력거동을 연구하였다. ECC를 제조하기 위하여 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 기본 결합재로 하고, 플라이애시를 다량 치환하여 결합재와 충전재로 사용하는 배합을 적용하였다. 철근 보강한 ECC 기둥의 반복이력거동을 평가하기 위하여 일반 철근콘크리트 기둥 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 반복하중에 의한 실험의 결과, 일반 철근콘크리트 기둥에 비하여 철근 보강한 ECC 기둥은 높은 연성비와 함께 안정적인 이력거동을 나타내었고, 우수한 휨 균열 제어 특성을 나타내었다. 또한 횡방향 하중에 대한 기둥의 내력 증진효과와 함께 에너지 소산능력의 향상을 나타내었다.

This paper indicates seismic performance of wing walls using Engineered Cement Composite(ECC) for retrofit of non-ductile existing building. The specimens consist wing walls of different thickness. The specimens is tested cyclic lateral loads. The test results indicated that wing walls seismic performance of 100 mm thickness improved than 70 mm wing walls.

This paper indicates seismic performance of wing walls using Engineered Cement Composite (ECC). The variable of specimens is 2 side connect and 3 side connect in RC frame. The specimens is tested cyclic lateral loads by actuator. The test results show that seismic performance of 2 side connected wing walls improved.

본 논문에서는 FR-ECC의 수축특성과 균열도입 전후의 내동해성을 평가하였으며, FR-ECC를 활용한 다층복공구조의 지수성능과 박리박락저항성, 또한 FR-ECC로 단면복구 된 보부재의 휨성능을 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 소성수축에 의한 균열 및 건조수축에 의한 길이변화율이 기존의 보수모르터에 비해 크게 저감되었으며, 구속상태에서의 건조수축에 대한 균열저항성이 개선됨을 알 수 있었다. 또한, FR-ECC는 내동해성이 매우 우수하였으며, 균열도입 후에도 동결융해작용에 의한 인장성능의 저하는 확인되지 않았다. 한편, FR-ECC로 보수된 휨부재는 초기균열모멘트, 항복모멘트 및 극한모멘트 등의 휨성능이 증대되었으며, 멀티플크랙 특성에 의해 휨파괴시까지 균열폭을 안정적으로 제어할 수 있었다.

본 연구에서는 RC구조물의 내구 및 내화성능을 동시에 향상시킬 수 있는 고인성 모르타르 (FR-ECC)를 개발하여, 이를 RC구조물의 보수재료로서 사용하기 위한 실험적 연구를 실시하였다. 즉, FR-ECC를 이용하여 제조한 콘크리트 시험체의 강도, 열적특성, 모의부재의 철근부식특성, 내화성능 등에 대하여 검토하였으며, FR-ECC의 현장적용 가능성에 대해서도 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 기존 보수 모르타르에 비해 우수한 강도 및 내구성능을 보유하고, 휨균열 발생 후에도 외부열화 인자의 침입을 억제하여 철근부식을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 FR-ECC를 적용한 부재는 ISO 834 가열조건에서도 우수한 내화성능을 갖는 것으로 나타났으며, 뿜칠성능 등의 현장시공 성능에서도 우수한 특성을 나타냈다.