• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.78-83
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• 2012

터널현장의 숏크리트 시공에 사용되는 강섬유 보강 숏크리트는 강섬유의 강성이 크고 중량이 무거워 숏크리트 시공상 어려움이 있으며, 강섬유의 부식과 높은 반발률 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 강섬유 보강 숏크리트의 단점을 개선하기 위하여 폴리아미드섬유를 혼입한 숏크리트를 제안하고, 현장 적용성 평가를 위하여 시험시공 결과를 제시하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 폴리아미드섬유 보강 숏크리트의 역학적 성능은 국내의 터널관련 설계기준을 만족하며, 기존 강섬유 보강 숏크리트와 동등 수준의 역학적 성능을 나타내었다. 2) 폴리아미드섬유 보강 숏크리트는 강섬유 보강 숏크리트에 비해 시공시 반발률이 저감되어 시공성 뿐만 아니라 경제성, 품질, 친환경성 측면에서 우수한 숏크리트라 할 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.43-50
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• 2011

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.

• 콘크리트학회지
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• 제3권1호
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• pp.79-85
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• 1991

강섬유를 보강한 철근 콘크리트 프리즘에, 인장하중을 철근에 가하여 강섬유 보강콘크리트가 인장강도에 달한직후 균열이 발생한 다음에는 강섬유의 연결작용에 의해 철근의 인장강성이 보강되는 현상을 실험적으로 밝혔다. 균열이후에 강섬유보강콘크리트가 발휘하는 철근의 인장강성보강 효과를 평균변형도와의 관계로 나타내고, 그 관계를 근거로 인장강성증가 효과를 평균변형돠와 관련시켜 정양적으로 평가하여 강섬유보강 철근콘크리트의 설계에 기초적인 자료를 제공하고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.117-127
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• 2012

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 내진성능 향상을 목적으로 FRP 복합재료의 사용성에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 복합재료를 사용한 내진보강재는 강성과 연성을 가진 재료이어야 하므로 복합재료 보강재 설계 시 강성재와 섬유의 선택이 중요한 변수이다. 내진성능 향상을 위한 섬유보강 복합재료의 최적조합을 인장 테스트를 통하여 선정하였다. 선정된 섬유보강 복합재료 보강재를 실제 구조물에 적용하기 위하여 실제 기둥부재에 보강하는 것을 가정하여 유한요소 해석하였다. 유한요소 해석을 통하여 구조물의 내진성능 향상효과를 변위-하중 관계를 통하여 평가하였다. 섬유보강 복합재료 보강재를 사용할 경우 구조물의 내진성능이 증가한다는 해석적인 연구 결과를 도출하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.81-90
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• 2008

본 연구에서는 UHPCC를 사용한 철근 콘크리트 보의 휨강도를 평가하였고, 낮은 철근비로 보강된 RC보를 포함한 휨 실험을 통해 기존의 섬유보강 콘크리트 보의 휨강도 예측식과의 일치 여부를 파악하였다. 또한 섬유보강 콘크리트에서 섬유 보강을 통한 보강철근의 대체효과를 정량적으로 평가하였다. 그 결과 ACI 544 위원회에서 제시하는 섬유보강 콘크리트를 사용한 철근보강 보의 휨강도 예측식은 압축강도 150MPa 이상의 UHPCC에 대해서는 잘 일치하지 않으며, 특히 철근비 1.5% 이하의 저보강 철근보에 대해서는 상당히 과소평가하는 것으로 나타났다. 섬유보강 콘크리트를 사용함으로써 얻을 수 있는 보의 휨내력 증가 효과는 저보강 철근보에서 상당히 큰 것으로 나타났으며, 실험결과를 바탕으로 강섬유의 특성과 철근비를 고려한 철근대체 효과 평가식을 제안하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.153-160
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• 2009

본 연구에서는 국내 LTPP 구간에서 수행된 FWD 시험의 결과를 바탕으로 섬유보강, 폴리머 개질, 일반 아스팔트 포장의 구조적 성능을 비교 평가하였다. FWD 시험 결과, 표층 하단부의 인장변형량이 섬유보강 아스팔트는 29%, 폴리머 개질 아스팔트는 21% 저감되는 것을 확인하였다. 또한 FWD 처짐량을 역산하여 각 층의 탄성계수를 추정한 후 이를 바탕으로 AASHTO 설계방법, 구조적 해석 방법 및 생애주기비용분석을 통해 섬유보강 및 폴리머 개질 아스팔트 포장의 비용 효과를 분석하였다. 분석 결과, 섬유보강은 약 5cm, 폴리머 개질은 약 3cm의 아스팔트 층 두께 감소 효과를 보여주었다. 그러나 섬유보강 및 폴리머 개질 아스팔트의 고가격으로 인하여 전체 시공재료비는 일반 아스팔트 포장에 비해 상승하는 결과를 보여주었다. 생애주기비용 결과는 초기 공사비는 섬유보강 및 폴리머 개질 아스팔트 포장이 높지만, 유지관리비용 및 사용자비용은 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.78-85
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• 2023

이 연구는 하이브리드 섬유시트를 이용하여 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조성능평가에 관한 연구이다. 내진보강 공법은 보강이 필요한 노후 콘크리트 구조물에 아라미드섬유와 PET섬유를 일축으로 배열하여 직조한 하이브리드 섬유시트를 에폭시로 함침하고, 이를 구조물에 부착시켜 보강 구조물의 내하력을 증진시키는데 그 목적이 있다. 특히, 강재보다 가벼운 섬유를 사용함으로써 얻어지는 재료의 경량화뿐만 아니라, 사용된 섬유 중 저강도 고인성의 섬유요소가 고강도 저인성 섬유요소의 취성적 파괴를 지연시켜 기존의 섬유보강 공법과 비교해 안전성 측면에서 우수하다. 연구는 구조실험과 그 결과에 대한 구조성능평가로 진행되었다. 총 4개의 실험체는 하이브리드 보강방법 및 파괴모드를 주요변수로 계획하였으며, 실험체 크기 및 가력조건 등은 기존연구에서 수행한 실험결과와 비교가 가능하도록 계획하였다. 실험체의 구조성능은 에너지소산능력, 연성평가등을 사용하여 평가하였다. 다음과 같은 분석을 통하여 하이브리드 섬유시트의 보강하였을 때 우수한 성능 결과를 보일 수 있다는 결론은 얻었다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권4호
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• pp.79-88
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• 1991

본 눈문에서는 강섬유 혼입에 따른 강섬유보강콘크리트의 강도 중대 현상을 규명하고 파괴에너지를 결정하기 위하여, 일련의 초기균열이 있는 강섬유보강콘크리트 시험체에 대하여 파괴실험을 수행하였다. 파괴실험은 3점 휨 실험법으로 실시하였으며, 실험시 각 시험체의 하중변화에 따른 휨 변형률, 중앙처짐, 균열끝 개구변위와 초기균열 발생시의 하중, 극한하중 등을 조사하였다. 이들 실험 걸과를 토대호 강섬유 혼입량과 초기균열비에 따른 강섬유 보강콘크리트의 파괴인성, 임계 에너지해방률 등을 비교 분석하였으며, 아울러 하중-처짐 선도를 이용한 파괴에너지를 결정하였다. 연구결과, 측정된 강섬유보강콘크리트의 하중-처짐선도는 강섬유 혼입량이 클수록 파괴후 완만하게 나타났으며, 하중-처짐선도 면적에 의하여 계산된 강섬유보강콘크리트의 파괴에너지는 강섬유 혼입량이 0.5%~1.0인 경우에 는 무근콘크리트의 파괴에너지의 약 7~10배, 강섬유 혼입량이 1.5%인경우에는 약 15배 각각 크게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.67-75
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• 2011

이 연구에서는 UHPCC에서 강섬유 혼입률이 압축거동에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하였으며, 그 결과로부터 UHPCC에 적용가능한 압축거동 모델을 제시하고자 하였다. 섬유혼입률 0~5 vol.%에 대해 실험을 수행한 결과, 섬유혼입률이 증가함에 따라 압축강도 및 그 때의 극한변형률 및 탄성계수가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 100 MPa 이하의 강섬유보강 콘크리트에 대한 기존 연구 결과들과 비교했을 때, 압축강도는 섬유보강효과가 거의 동일한 경향을 나타내는 반면, 극한변형률과 탄성계수에 대한 섬유보강효과는 상대적으로 훨씬 적게 나타났다. 섬유혼입률이 증가함에 따른 UHPCC의 압축강도, 극한변형률 및 탄성계수의 변화를 섬유보강지수(RI)를 이용한 선형관계식으로 표현하였다. UHPCC의 압축거동에 대한 섬유보강효과는 거동의 형상에 전혀 영향을 미치지 않으며, 다만 압축강도와 그 때의 극한변형률 및 탄성계수에 영향을 미치는 점을 고려하여 UHPCC의 압축응력-변형률 관계를 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.229-236
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• 2015

콘크리트는 압축강도가 증가할수록 취성적인 성질이 두드러지는데, 이를 보완하기 위해 강섬유를 혼입하여 콘크리트에 연성을 부여하는 강섬유 보강 콘크리트에 대한 연구가 진행되고 있다. 강섬유 보강 콘크리트는 섬유 혼입률에 따라 역학적 특성이 달라지며, 일반적으로 1.5%의 혼입률이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 섬유 혼입률 2%를 초과하게 되면 섬유 뭉침현상이 발생하는데, 이로 인해 역학적 특성이 저하된다. 본 연구에서는 2% 이상의 높은 혼입률에서 섬유의 분산성을 향상시키기 위해 굵은 골재 크기를 변수로 재령에 따른 강섬유 보강 콘크리트의 압축거동에 대해 평가하였다. 굵은 골재 크기에 따른 굳지 않은 성상, 압축강도, 탄성계수 및 압축인성 등을 평가한 결과 섬유 혼입률이 증가할수록 공기량은 증가하였으며, 공기량이 증가함에 따라서 슬럼프는 감소하였다. 또한 골재 크기가 압축강도 및 탄성계수에 미치는 영향은 미소하였지만, 섬유의 분산성을 향상시켜 압축인성 및 최대하중 이후 거동에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 강섬유 보강 콘크리트의 압축인성은 재령이 지날수록 감소하게 되는데, 굵은 골재 크기가 감소할수록 압축인성의 감소율이 줄어들어 보다 안정적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 나타난 것과 같이 강섬유 보강 콘크리트의 굵은 골재 크기를 조절하여 높은 혼입률을 갖는 강섬유 보강 콘크리트의 섬유 분산성과 연성적인 거동을 부여할 수 있을 것으로 판단된다.