Strengthening Performance of RC Beams Exposed to Freezing and Thawing Cycles after Strengthening in Shear with CFRP Sheet

CFRP 쉬트로 전단보강후 동결융해에 노출된 철근콘크리트 보의 보강성능

In recent years, carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) has been widely used for repairing and/or strengthening structural elements in concrete. Not enough test data, however, are available to predict the long-term performance of the repaired and improved structures exposed to weathering. The objective of this research is to study the effect of freeze-thaw cycling on the behavior of reinforced concrete (RC) beams strengthened in shear with carbon fiber sheet. Six small-scale RC beams (100mm${\times]$100mm${\times]$400mm) were strengthened with CFRP in shear, subjected to up to 400 cycles freeze-thawing from -17${\sim}4^{\circ}C$, and tested to failure in four-point bending. Test result, there was no significant damage to carbon fiber sheet strengthened concrete beams had been suffered 30 cycles of freeze-thawing, and more over 60 cycles of freezing-thawing brought about a reduction in resistance of only 25% of the initial level.

구조물은 사용연한 경과에 따른 노후화 및 용도 변경 등에 의한 보수.보강시 널리 행해지는 부착공법 중 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 등을 이용한 섬유보강 폴리머(Fiber-reinforced polymer,FRP) 보강공법은 섬유 자체의 내화학성, 내구성과 우수한 시공성 등의 장점을 지니고 있다. 현재 FRP 부착공법을 이용한 보강설계 및 보강구조물의 내력 계산시, 콘크리트 부재와의 부착력을 완전부착으로 가정하고 있으나 콘크리트 구조물이 내부적 요인 및 외부 환경요인에 의해 열화될 경우 내력저하 및 1차적인 표면부 열화로 인한 FRP 부착면적의 손실발생이 우려된다. 하게 된다. 따라서 노후화에 따라 내력저하를 보이는 철근콘크리트 구조물에 FRP 보강시 열화에 따른 FRP 보강부재와 콘크리트 모재 간의 부착력 손실에 관한 연구가 필요하며, 본 연구에서는 환경적 요인에 의해 열화되는 철근콘크리트 부재의 파괴양상 및 구조성능과 FRP 보강부재와 콘크리트 모재와의 부착성능 저하현상을 분석하기 위하여 동결융해에 따른 CFRP 쉬트의 보강성능을 실험적으로 규명하고자 한다.