• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.602-608
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• 2021

최근에는 다양한 보강재를 매트릭스에 혼입하는 방식으로 콘크리트 재료에 다양한 유형의 성능을 부여하는 연구 개발이 이루어지고 있다. 다량의 섬유를 사용하여 배합된 고인성 콘크리트는 다중균열분산 특성을 가지고 있으며, 이에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다. 하지만 정적 하중에 대한 연구가 집중되고 있으며, 반복적인 하중에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 섬유비율을 달리한 고인성 콘크리트로 보를 제작하였고, 정적 휨시험과 피로 휨시험을 수행하였다. 그 결과 섬유 함량이 휨 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 고인성 콘크리트의 하중-수명 관계를 S-N관계식으로 제안하였다. 2%의 섬유 혼입량으로 고인성 특성의 콘크리트를 배합할 수 있었다. 0.5% 섬유를 추가하는 경우 최대 휨강도는 유사하지만 휨인성은 2배 가까이 향상되는 것으로 나타났다. 반면, 두 배합의 피로수명은 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.401-402
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• 2010

본 연구는 최근 많은 관심을 받고 있는 고인성 섬유 보강 시멘트 복합재료의 휨 하중 하에서 에너지 흡수 능력을 시험체의 크기와 관계없이 비교 평가할 수 있게 하는 휨인성 밀도를 처음으로 제시하였다. 두가지 종류의 강섬유 (Hooked and Twisted steel fiber)를 두가지 휨인장시험체 크기($100{\times}100{\times}350mm^3$ and $150{\times}150{\times}500mm^3$)를 사용하여, 고인성 섬유보강 시멘트 복합재료에 대한 휨 시험을 수행하였고, 새로 제안된 휨인성 밀도 값을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.589-597
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• 2009

고인성 섬유보강 시멘트 복합체는 시멘트 매트릭스 내 보강된 섬유의 계면부착응력에 의해 다수의 미세균 열분산 및 손상저항성능을 갖게 되나, 이를 구조물에 적용하기 위해서는, 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴거동을 규명함과 동시에 보강섬유에 따른 시멘트 매트릭스의 마이크로 파괴메커니즘에 대한 이해가 요구된다. 이 연구에서는 단조 및 반복가력시 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴특성 및 음향방출신호특성을 규명하기 위하여 총 4 시리즈의 시험체가 사용되었으며, 주요 실험변수는 섬유의 종류(PE, PVA, SC), 혼입률, 하이브리드 타입, 가력방법(단조, 반복)이다. 실험결과, 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 압축거동에 따른 손상진전은 섬유의 혼입률 및 하이브리드에 따라 상이하게 나타났다. 또한 음향방출신호로부터, 각 하중단계의 2, 3번째 사이클에서의 진폭 감소 특성이 나타났으며, 이는 각 사이클별 변형률 증가와의 관련성을 보여 이를 이용한 강도 예측이 가능할 것으로 판단된다. 또한 최대강도의 80%까지 펠리시티 효과 및 카이저 효과가 나타났으며, 하이브리드 섬유 혼입시 매크로 균열 제어로 인해 손상의 복원 및 분산능력이 뛰어난 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.92-98
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• 2019

일반적인 고인성 고성능 시멘트 복합재료의 경우 균질한 재료분포를 위하여 기본적으로 굵은 골재를 배재하는 경향이 있다. 그러나, 굵은 골재를 배재한 섬유 복합 시멘트 모르타르의 경우 재료의 탄성계수가 낮으며 단위시멘트량이 높아 경제성과 효율이 낮은 배합이기 때문에 대량으로 신규 구조물에 적용하기 힘들다. 따라서, 본 연구에서는 적절한 수준의 굵은 골재를 혼입하였지만 여전히 휨인성과 휨강도는 확보하고 있는 동시에, 균열 분산성능도 보유하고 있는 고인성 섬유보강 콘크리트에 대한 개발 연구를 수행하였다. 굵은 골재의 혼입량을 실험 변수로 실험 연구를 수행하였고, 결과에 따르면 고인성 모르타르의 기본 배합에 굵은골재를 잔골재의 25%중량비로 추가한 경우에서 가장 좋은 휨인성 그리고 균열분산 특성을 나타내었다. PVA섬유는 균열분산과 연성 증진에 효과적이었고, 강섬유 섬유의 경우 균열분산보다는 강도증진에 효과적이었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.557-565
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• 2003

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2004년도 학술발표논문집
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• pp.24-24
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• 2004

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.153-161
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• 2007

본 논문은 다양한 연성 능력을 갖는 고인성 시멘트 복합체 내에서 철근의 겹침 이음 성능을 평가하고자 하였으며, 시멘트 복합체의 연성은 보강 섬유의 종류 및 혼입률에 따라 좌우되게 된다. 본 연구에 사용된 섬유는 폴리프로필렌(PP)와 폴리에틸렌(PE),그리고 PE 섬유와 5연선의 강섬유를 하이브리드하여 사용하였으며, PP 섬유의 혼입률은 2.0%, PE 및 하이브리드 고인성 시멘트 복합체의 혼입률은 1.5%로 하였다. 철근의 겹침이음길이는 일반 콘크리트에서 철근의 겹침 이음에 사용되는 ACI 규준에 의해 산정하였다. 고인성 시멘트 복합체 내에서 철근의 겹침 이음 실험을 수행한 결과, PE1.5 및 PE0.75+SC0.75 시험체의 겹침 이음 강도가 콘크리트에 비해 $82{\sim}91%$정도 높게 나타났으며, PE1.5 및 PE0.75+SC0.75 시험체의 겹침 이음 강도 및 에너지 흡수 능력이 PP2.0에 비해 높은 것으로 나타났다. 따라서 철근의 겹침 이음 성능은 섬유의 혼입률보다는 섬유의 인장강도 및 탄성계수에 의해 향상됨을 알 수 있었다. 또한 고인성 시멘트 복합체는 시멘트 복합체 내에서 섬유의 가교 작용으로 인해 미세균열의 분산 특성 및 최대강도 이후 연성적인 강도 저하를 보이는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.419-428
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• 2013

이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역의 스터럽 및 띠철근 유무에 따라 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 내진성능을 평가하였다. 총 5개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 시험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고인성섬유 복합모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 섬유의 가교역할로 인한 균열 분산효과로 인하여 균열 제어 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 보강한 실험체(BCJNSP 시리즈)는 스터럽과 띠철근이 제거 되었음에도 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 전단보강근이 없는 실험체 BCJNS의 1.09~2.03배로 증가하였다. 그리고 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 보강한 실험체(BCJNSP 시리즈)는 표준실험체 BCJC의 최대내력이 0.92~0.96배로 거의 비슷하였고, 에너지소산능력은 최대 1.62배로 크게 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.859-866
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• 2010

콘크리트의 취성적인 인장 거동을 보완하기 위해 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 그 중 인장균열 이후 변형 경화 거동(strain hardening behavior)을 보이는 고인성 섬유보강 콘크리트(HPFRCC)에 대하여 활발히 연구되고 있다. 하지만, 철근이 없는 HPFRCC의 인장 및 휨거동에 대해 주로 연구가 계속되어온 반면 철근이 배근된 HPFRCC 부재의 인장 거동에 대한 자료는 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 HPFRCC의 인장거동에 대한 철근의 효과를 분석하기 위해 철근이 배근된 HPFRCC 부재를 제작하여 인장 강성(tension stiffening)에 대한 실험을 수행하였고, 인장 강성 실험 결과에서 HPFRCC의 인장 응력-변형률 관계를 도출하였다. HPFRCC는 균열발생 이후에서 항복에 이르기까지 인장 성능을 균일하게 유지하는 것으로 나타났다. 철근이 배근된 HPFRCC의 인장 강도는 철근이 없는 부재에서 측정된 인장강도에 비해 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 HPFRCC의 높은 건조수축량과 철근의 구속효과에 의한 것으로 사료된다. 이 연구에서 확인된 인장강성 실험 결과 및 분석 자료는 HPFRCC를 철근과 함께 적용할 경우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1687-1694
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• 2014

최근 들어 탄소섬유 FRP가 보수/보강재로 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 FRP 판을 영구 거푸집으로 활용하여 새로운 콘크리트 교량 바닥판 시스템을 개발하기 위하여 CFRP판과 고인성 섬유보강 콘크리트 사이의 부착성능에 대한 평가를 실시하였다. 현장타설 콘크리트와 CFRP 간에 부착을 높이기 위하여 시중에 유통되는 에폭시를 사용하여 규사를 부착하였다. 일반콘크리트의 부착응력은 2.11~5.43MPa으로 나타났고, 고인성 섬유보강 콘크리트인 DC1 (RF4000)과 DC2 (PP)의 부착응력은 각각 3.91~5.60MPa, 2.92~5.21MPa이며, DC3 (RF4000+RSC15)의 부착응력은 4.80~5.58MPa, DC4 (PP+RSC15)의 평균 부착응력은 5.57~5.89MPa으로 나타났다.