Effect of Pull-out Property by Shape and Mechanical Property of Reinforcing Fiber on the Flexural Behavior of Concrete

This study evaluated the bonding property of fiber and flexural behavior of fiber reinforced concrete. Amorphous steel fiber, hooked steel fiber and polyamide fiber was used for evaluation of bonding property and flexural behavior. As a result, the hooked steel fiber was pulled out from matrix when peak stress. However amorphous steel fiber occurred shear failure because bonding strength between fiber and matrix was higher than tensile strength of fiber. Polyamide fibers occurred significantly displacement to peak stress because of elongation of fiber. After that peak stress, fiber was cut off. Amorphous steel fiber reinforced concrete had a greater maximum flexural load compared with hooked steel fiber reinforced concrete because bonding performance between fiber and matrix was high and mixed population of fiber was many. However flexural stress was rapidly reduced in load-deflection curve because of shear failure of fiber. Flexural stress of hooked steel fiber reinforced concrete was slowly reduced because fiber was pulled out from the matrix. In the case of polyamide fiber reinforced concrete, flexural stress was rapidly lowered because of elongation of fiber. However flexural stress was increased again because of bonding property between polyamide fiber and matrix. The pull-out properties of the fiber and matrix has effect on the deformation capacity and flexural strength of fiber reinforced concrete.

보강섬유의 형상과 물성에 따른 인발특성이 콘크리트의 휨거동에 미치는 영향

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.