Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Quantitative Damage Evaluation of Fiber-Reinforced Cement Composite Using Acoustic Emission Technique

음향방출 기법을 이용한 섬유보강 시멘트 복합체의 정량적 손상평가

  • Lee, Young-Oh (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University) ;
  • Yun, Yeo-Jin (Dept. of Civil System Engineering, Konyang University) ;
  • Yun, Hyun-Do (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University)
  • Published : 2009.08.31
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Abstract

Fiber is an important ingredient in fiber-reinforced cement composite (FRCC) which can control fracture of cement composite by bridging action. In compliance with the action of the fiber and the aggregate size, it also showed a different failure mechanism. For practical application, it is needed to investigate the fracture behavior of the FRCC and to understand the micro-mechanism of cement matrix with reinforcing fiber. In order to evaluate a characteristics of fracture process in the FRCC, acoustic emission (AE) technique was used for the analysis and evaluation of FRCC damage by acoustic emission under flexural and cyclic compressive loadings. The AE signals were monitored by AMSY4 AE instrument during the entire loading period. The specimens are reinforced with 0, 1.0, 1.5 and 2.0% (by volume) Polyvinyl alcohol (PVA) fiber. The test results showed that the damage progress of the FRCC was characteristic for the fiber replacement ratio. As a result of analyzing the felicity ratio (FR) values, it is shown that this values can be used for evaluating the degree of FRCC damage. On the whole the felicity ratio values of FRCC are shown between 0.4 and 1.1. And, the AE kaiser effect was shown in the all FRCC specimen. In addition, the damage behavior and the microscopic fracture process of the FRCC are evaluated using the AE parameters, such as calm ratio, b-value and felicity ratio. The purpose of this reserch was to advance the state of knowledge regarding the applicability of acoustic emission as an evaluation method for FRCC.

섬유는 가교작용에 의한 시멘트 복합체의 파괴를 조절할 수 있는 섬유보강 시멘트 복합체의 중요한 재료로 섬유의 혼입률에 따라 다른 파괴메커니즘을 나타내기도 한다. 일반적인 연구에서 섬유를 보강한 시멘트 매트릭스의 마 이크로 메커니즘에 대한 이해를 통하여 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴거동을 평가할 필요가 있다. 이 연구에서는 섬 유보강 시멘트 복합체의 파괴거동을 평가하기 위하여, 반복압축, 휨하중 하에서 음향방출 기법에 의한 섬유보강 시멘트 복합체의 손상을 평가하고 분석하였다. 실험체는 PVA 섬유를 0, 1.0, 1.5, 2.0%를 치환한 총 4개의 실험체를 계획하였 다. 기존 연구의 경우 기본적인 AE 신호에 의한 분석 방법을 제시하고 있으나 이 연구에서는 이전 연구자들에 의해 제 시되었던 음향방출 기법을 이용한 정량적 손상평가를 섬유보강 시멘트 복합체에 적용하여 분석하였다. 펠리시티비에 의 한 손상평가의 경우 기존 연구 결과와 같이 모든 실험체에서 카이저 효과와 함께, 펠리시티비가 0.4~1.1로 나타나 펠리 시티비에 의한 섬유보강 시멘트 복합체의 손상 정도를 평가 할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 휨 실험체의 경우 손상 을 평가하기 위하여 calm ratio, b-value 및 felicity ratio를 사용하였다. 이 연구의 목적은 섬유보강 시멘트 복합체의 손 상을 평가하는데 있어 음향방출 기법을 활용한 정량적 손상평가 방법의 적용 가능성을 평가하고 차후 연구를 위한 기 본 데이터를 확보하고자 한다.

Keywords

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