강섬유의 형태에 따른 SFRC보의 휨거동에 관한 연구

Fiber Type Effects on the Flexural Behavior of Steel Fiber Reinforced Concrete Beams

강섬유의 형태가 콘크리트의 휨거동에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 5종의 강섬유를 사용한 실험을 실시하였다. 강섬유 혼입율은 1~2%로 변화를 주었고 전단 스팬비와 철근비는 고정하였다. 형태가 다른 강섬유의 보강 효과를 비교 분석하기 위한 방법으로 섬유 보강 효과 지수를 채택하였고, 인성 효과를 분석하기 위하여 유효 인성 지수를 제안하였으며, 이들 지수들은 강섬유 보강 효과를 비교 분석하는데 유용한 방법으로 평가되었다. 실험 결과에 의하면 강섬유 혼입율은 양단이 hook 형태인 강섬유의 경우에는 1% 이내가 효과적이며, dog bone 형태인 강섬유는 1~2%, 기타 강섬유는 2% 정도가 적절하였다. 강섬유의 혼입으로 인한 휨강도 및 파괴인성의 증진 효과는 무근 콘크리트보의 경우가 철근 콘크리트보의 경우보다 크게 나타났다. 또한 강섬유의 형태에 의한 휨강도와 인성의 증진 효과는 양단이 hook나 dog bone(paddled)형태의 강섬유가 섬유 혼입율이 상대적으로 낮음에도 straight나 crimped 및 wavy 형태보다 우수한 것으로 판명되었다.

This paper presents a comparative evaluation of five different types of steel fibers used as reinforcing material in concrete beams. Two types of plain and RC beams were prepared to compare the relative flexural behavior. The fibers used were dog bone (paddled), both ends hooked. コ-type straight. crimped and wavy type with aspect ratio of 43 to 75. Fiber volume fraction of 1 to 2% were used while shear span to depth ratio (aid) and steel ratio p were fixed. Fiber reinforcement effect index Ef and effective toughness index Te were adopted to evaluate fiber reinforcing effects. The effect of fiber reinforcement on flexural strength is higher in plain beams than in RC beams. Hooked and dog bone type fibers were found to be more effective than the other type ones in enhancing the flexural strength and post-peak energy absorption capacity of concrete beams.