Effect of fiber volume fraction on the tensile softening behavior of Ultra High Strength Steel Fiber-Reinforced Concrete

섬유혼입률이 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화거동에 미치는 영향

Ultra high strength steel fiber-reinforced concrete is characterized with high tensile strength and ductility. This paper revealed the influence of fiber volume fraction on the tensile softening behaviour of ultra high strength steel fiber-reinforced concrete and developed tensile softening model to predict the deformation capacity by finite element method analysis with experimental results. The initial stiffness of ultra high strength steel fiber-reinforced concrete was constant irrespective of fiber volume fraction. The increase of fiber volume fraction improved the flexural tensile strength and caused more brittle softening behaviour. Finite element method analysis proposed by Uchida et al. was introduced to obtain the tensile softening curve from three point notched beam test results and we proposed the tensile softening model as a function of fiber volume fraction and critical crack width.

초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 역학특성은 높은 인장강도와 균열 이후의 높은 연성발현을 들 수있다. 본 연구에서는 섬유혼입률의 변화에 따른 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화 특성을 시험적으로 규명하고, 시험결과를 토대로 FEM 해석을 통해 변형성능을 정확하게 추정할 수 있는 인장 연화모델을 구축하고자 하였다. 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장거동은 강섬유의 혼입률에 관계없이 일정한 값의 초기강성을 나타내었으며, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하고 연화거동은 취성적인 것으로 나타났다. 노치낸 보에 대한 3점 휨실험 결과를 토대로 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화곡선을 얻기 위해 Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하였으며, 섬유혼입률과 임계균열폭의 함수로서 인장연화모델을 제안하였다.