본 연구는 강섬유의 인장강도 및 형상비가 고강도 및 보통강도 강섬유보강 콘크리트(Steel fiber-reinforced concrete, SFRC)의 압축 및 휨 거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 실시되었다. 또한 본 연구에서는 가력속도에 따른 SFRC의 압축거동을 평가하였다. 이를 위해 총 4종류의 강섬유가 설계기준 압축강도 35 및 60 MPa급 SFRC에 각각 사용되었다. 압축거동 평가를 위해 지름 150 mm 및 높이 300 mm의 원주형 공시체를 사용하였으며, 단면 150×150 mm 및 지간 450 mm의 각주형 공시체를 사용하여 휨 거동 평가를 실시하였다. 실험결과 강섬유의 혼입은 콘크리트의 인성을 크게 향상시키는 것으로 나타났으며, 고강도 강섬유의 사용은 고강도 SFRC의 성능개선에 효과적인 것으로 나타났다. 아울러 본 연구에서는 SFRC의 휨 인성지수에 근거한 압축인성지수 산정기법을 제안하였다.

This paper describes the effect of tensile strength and aspect ratio of fiber on compressive and flexural toughness index of high- and normal-strength steel fiber-reinforced concrete(SFRC). For this purpose, eight types of SFRC mixtures were made and tested. Test results indicate that the compressive and flexural toughness index of SFRC increased with increasing in tensile strength and aspect ratio of steel fiber.

일반적인 고인성․고성능 시멘트 복합재료의 경우 균질한 재료분포를 위하여 기본적으로 굵은 골재를 배재하는 경향이 있다. 그러나, 굵은 골재를 배재한 섬유 복합 시멘트 모르타르의 경우 재료의 탄성계수가 낮으며 단위시멘트량이 높아 경제성과 효율이 낮은 배합이기 때문에 대량으로 신규 구조물에 적용하기 힘들다. 따라서, 본 연구에서는 적절한 수준의 굵은 골재를 혼입하였지만 여전히 휨인성과 휨강도는 확보하고 있는 동시에, 균열 분산성능도 보유하고 있는 고인성 섬유보강 콘크리트에 대한 개발 연구를 수행하였다. 굵은 골재의 혼입량을 실험 변수로 실험 연구를 수행하였고, 결과에 따르면 고인성 모르타르의 기본 배합에 굵은골재를 잔골재의 25%중량비로 추가한 경우에서 가장 좋은 휨인성 그리고 균열분산 특성을 나타내었다. PVA섬유는 균열분산과 연성 증진에 효과적이었고, 강섬유 섬유의 경우 균열분산보다는 강도 증진에 효과적이었다.

This paper described the correlation between compressive and flexural toughness of SFRC(Steel fiber reinforced concrete). Experiment was conducted to evaluate the correlation SFRC specimens with different aggregate sizes (8mm, 13mm, 20mm) and fiber volume fraction (0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%). For the measurement of compressive and flexural toughness using ACI committee and ASTM C 1018 procedure. Test results indicated that the addition of steel fiber improves flexural and compressive performance of high-strength concrete. Also smaller aggregate size improve the mechanical properties of high fiber volume fraction SFRC.