Properties of Advanced Synthetic Fiber Reinforced Concrete for Improvement of Tunnel Shotcrete Performance

The Application of Steel Fiber Shotcrete in tunneling construction has become part of tunneling practice at least since the 1970s because of its high bending and tensile properties. Over the past 3 decades, researcher from all over the world have been significantly developing the associated technologies for improved performance of SFRS. But still it has some major drawbacks in terms of durability, damage of pumping hose, wastage due to rebound concrete, corrosion and it costs high. To overcome this situation researcher has to look for some alternative material. Therefore, this part study deals with the three types of fiber in order to find good alternative for steel fiber. Polyamide and Polypropylene fiber were used in this study with 0.6, 0.5% mixing ratio. To evaluate its fresh and harden properties air content, slump, compressive, split tensile and bending strength were measured. After comparing the results of all three types of fiber reinforced concrete with its different mixing proportion this study propose that polyamide fiber with addition ratio of 0.6 % for field use.

터널 숏크리트 성능 향상을 위한 고기능성 합성섬유 보강 콘크리트의 물성 평가

숏크리트의 보강재료로 사용되고 있는 강섬유는 강성이 크고 중량이 무거워 압송호스의 마모손상 및 파열 등 안전관리의 어려움이 있으며, 강섬유의 부식으로 인한 내구성 저하 및 높은 반발률 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이와 같이 2009년 개정된 규정에 의해 강섬유 외의 재료보강이 가능해짐에 따라 숏크리트 보강 재료로서 강섬유 이외의 다양한 섬유의 적용성 검토가 필요한 실정이다. 강섬유는 기타섬유에 비해 강성이 크고, 섬유의 형상에 따라 부착성능이 개선되지만, 유기섬유의 경우 강섬유에 비해 일반적으로 탄성계수 및 인장강도가 낮고 섬유의 뭉침 현상이 발생하여 숏크리트에서 재료보강으로 시용하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 직경 $20{\mu}m$의 미세섬유를 다발형 단일 개체로서 공기압출성형을 통해 부착 비표면적을 크게 하여 역학적 성능을 고려하고, 섬유의 표면을 계면 활성제로 개질하여 분상성을 향상시킨 폴리아미드섬유와 강섬유, PP섬유를 혼입한 콘크리트를 비교하여 현장 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.