Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Effects of Fiber Blending Condition and Expansive Admixture Replacement on Tensile Performance of Rebar Lap Splice in Strain-Hardening Cement-Based Composites (SHCCs)

섬유혼입조건 및 팽창재 대체에 따른 변형 경화형 시멘트 복합체 내의 철근 겹침이음 성능

  • Ryu, Seung-Hyun (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee, Young-Oh (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University) ;
  • Yun, Hyun-Do (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University)
  • Received : 2011.07.15
  • Accepted : 2011.12.15
  • Published : 2012.04.30
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Abstract

This paper is a report about lap splice performance of rebar embedded in the strain-hardening cement-based composites (SHCCs) under monotonic and repeated tension loading. Ten mix proportions of cement-based composites such as SHCCs and normal concrete were investigated. The study parameters are comprised of (1) types of reinforcing fibers (polyethylene and steel fiber), (2) replacement levels of expansive admixture (EXA, 0% and 10%), and (3) compressive strength (30 and 100 MPa) of cement-based composites. Lap splice lengths (ld) of rebars in SHCC materials and normal concrete were 60% and 100% of splice length calculated by code requirements for structural concrete, respectively. Test results indicated that SHCCs materials can lead to enhancements in the lap splice performance of embedded rebar. All of the fiber reinforcement conditions (PE-SHCC and PESF-SHCC) considered in this study produced considerable improvements in the tensile strength, cracking behavior, and bond strength of lap-spliced rebar. Furthermore, adding EXA to SHCC matrix improved the tensile lap splice performance of rebar in SHCC materials. However, for controlling crack behavior, the performance of PE-SHCC was better than that of PESF-SHCC due to its mechanical properties. This study demonstrated an effective approach for reducing required development length of lap spliced rebar by using SHCC materials.

이 연구는 섬유 보강 시멘트 복합체(SHCC) 내에 매립된 철근의 겹침이음 성능을 평가하고자 하였으며, 이에 따라 단조 및 반복 재하시의 겹침이음된 철근의 인장 실험을 실시하였다. 총 10개의 SHCC 및 콘크리트 배합이 계획되었으며, 실험체의 변수는 보강섬유 종류(폴리에틸렌 및 강섬유), 팽창재 대체율(0% 및 10%) 및 실험체의 설계강도(30 MPa 및 100 MPa)로 계획하였다. SHCC 및 콘크리트 배합에 매립된 철근의 겹침이음 길이는 각각 콘크리트 구조설계 기준에 의거하여 산정된 겹침이음 길이의 60% 및 100%를 적용하였다. 실험 결과 SHCC에 철근이 매립될 경우 철근의 겹침이 음 성능을 향상시키는 것으로 나타났으며, SHCC 배합에서 보강 섬유 종류(PE-SHCC 및 PESF-SHCC)에 관계없이 겹침 이음된 철근의 인장강도 및 부착강도 증진에 기여하는 것으로 나타났다. 또한 SHCC에 팽창재를 대체할 경우 SHCC에 매립된 철근 겹침이음부의 거동 특성을 개선하는 특징을 보였다. 한편 균열 특성에서는 배합조건 및 재료특성에 따라 PE-SHCC가 PESF-SHCC에 비해 보다 많은 미세균열 특성을 나타내었다. 전언한 바와 같이 이 연구는 SHCC의 변형경화 특성에 따라 매립된 철근과의 상호작용을 증진시킴에 따라, SHCC에 매립된 철근 겹침이음 길이를 감소할 경우에도 양호한 거동 특성을 보이는 것으로 판단된다.

Keywords

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