Deformation Behavior Investigation of Materials by Debonding Failure in Adhesion and Repairing-strengthening Methods of RC Construction

This study investigates the deformation behavior, related to debonding failure, of adhesion and repairing-strengthening materials of RC construction. A strain-stress curve shows that when the stress of specimens reached the highest and then fails, the strain value of cement mortar is $2.0{\times}10^{-3}$, while concrete was indicated at around $1.3{\times}10^{-3}$, epoxy resins are $0.8{\times}10^{-3}$, polymer mortar is $2.5{\times}10^{-3}$, steel plate is $2.5{\times}10^{-3}$, and carbon bar was $9.1{\times}10^{-3}$, respectively. For a thermal expansion coefficient with temperature variation, those basis materials, cement mortar and concrete, exhibited around $10{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, but adhesive materials, such as epoxy resins and polymer mortar, were $41{\sim}54{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$ and $-0.5{\sim}0.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, respectively. In the case of steel plate is similar to basic materials but carbon fiber is indicates at $-1.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, which is the lowest value. Especially, between basic and adhesive materials, the thermal expansion coefficient was highly different. Although the coefficient depends on the type of epoxy resins, it is clear that the epoxy resins are susceptible to be debonded in nature, when the difference of environmental temperature varies more than $20{\sim}35{^{\circ}C}$.

RC구조물 접착 보수·보강 공법의 박리와 연관한 재료의 변형 거동 분석

본 연구에서는 RC구조물의 접착 보수 보강 재료의 박리와 연관한 변형 거동에 대하여 검토하였다. 응력-변형곡선에서 최대응력 이후 항복을 일으킬 수 있는 변형량은 바탕재인 시멘트 모르터의 경우 $2.0{\times}10^{-3}$, 콘크리트는 $1.3{\times}10^{-3}$ 전후이고, 접착제인 에폭시수지 $0.8{\times}10^{-3}$, 폴리머 시멘트 모르터 $2.5{\times}10^{-3}$이며, 보강재인 강판과 탄소봉은 2.5와 $9.1{\times}10^{-3}$정도인 것으로 밝혀졌다. 온도변화에 따른 선팽창계수는 바탕재인 시멘트 모르터 및 콘크리트의 경우 $10{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$전후인데 비하여, 접착제인 에폭시 수지는 $41{\sim}54{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, 폴리머 시멘트 모르터는 $-0.5{\sim}0.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$, 보강재인 강판은 바탕재료와 비슷하지만, 탄소섬유는 $-1.7{\mu}{\varepsilon}/{^{\circ}C}$로 제일 작은 값이었다. 특히 바탕재료인 콘크리트와 에폭시수지 접착제간에는 온도변화에 따른 선팽창계수 차이가 크게 발생하였는데, 에폭시 수지 종류에 따라 약간의 차이는 있지만, $20{\sim}35{^{\circ}C}$이상의 온도차가 발생하는 조건이면 에폭시수지 접착제는 콘크리트 접착면에서 자연적으로 박리 할 수도 있는 것으로 밝혀졌다.