• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.305-310
• /
• 1995

토목 및 건축재료로서 폴리프로필렌 섬유 모르타르 및 콘크리트의 사용은 미국, 영 국 등지에서 개발되기 시작하여 많은 연구가 진행되어 왔는데, 가격이 저렴하고, 화학적인 안정성과 내구성이 우수하여 그 사용이 점차 증대되고 있는 실정이다. 이러한 폴리프로필렌 섬유의 사용은 모르타르 및 콘크리트가 건조나 냉각에 의해 수축될 때 구속에 의해 발생하 는 인장응력 및 균연을 제어하고, 인성의 증가와 충격, 마모, 피로에 대한 저항성, 내구성을 증대시키는 등의 장점을 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 폴리프로필렌 섬유 모르타르 및 콘크리트의 역학적 거동특성인 압축강도, 인장강도, 인성, 유동성과 균열 특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 실험결과 폴리프로필렌의 혼입량이 증가할수록 압축 강도, 인장강도, 인성의 증가를 보였으나, 혼입향 0.2%를 초과할 경우 유동성, 강도 모두 감 소하는 것을 볼 수 있었다. 그리고 단섬유형 보다는 메쉬 형태의 폴리프로필렌 섬유가 역학 적 특성면에서 우수한 것으로 관찰되었으며, Kraai 방법에 의한 소성수축균열제어 특성 실 험에서 약 45% 이상으 균열감소 (0.1%혼입) 효과를 볼 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권2A호
• /
• pp.249-257
• /
• 2008

인장에 취약한 단점을 가지고 있는 시멘트계 복합재료인 모르타르와 콘크리트의 인장성능을 보강하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있으며, 주요한 한가지 방법으로 인장에 강한 섬유를 혼입하는 섬유보강 콘크리트가 꾸준히 연구사용되어 왔다. 최근에는 재료의 균질성(homogeneous)을 높이고 보강재로 사용되는 섬유의 성능을 최대한 이끌어내기 위하여 굵은 골재를 제거하고 마이크로 섬유를 사용하는 마이크로 섬유보강 모르타르에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이크로 섬유보강 모르타르는 배합조건에 따라서 다중균열이 발생하기 때문에 성능평가의 지표로써 휨인성 만을 사용하기에는 부족함이 있다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 섬유보강 모르타르의 휨인성과 균열 특성을 고찰하여, 균열특성을 나타낼 수 있는 측정치에 대한 연구를 수행하였다. 실험에는 PVA섬유와 강섬유가 사용되었으며, 휨실험을 통하여 섬유의 종류 및 혼입량에 따른 휨인성과 균열관련 측정치의 상관관계를 규명하였다. 그 결과 마이크로 섬유보강 모르타르의 특성을 대표할 수 있는 측정치로는 휨인성과 섬유혼입량, 그리고 균열개수 등이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.419-425
• /
• 2011

콘크리트의 특성상 상대적으로 작은 인장강도로 인하여 균열에 취약한 성질을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 무근 콘크리트의 균열저감을 위하여 천연섬유 중 성능이 우수한 것으로 알려진 황마섬유에 대하여 다른 종류의 셀룰로오스 섬유와 비교 검토하여 보았다. 그 결과 황마 섬유의 경우 유동성 측면에서 다른 섬유에 비하여 양호한 결과를 나타내었고, 특히 소성수축 균열 저항성의 경우 혼입량 0.9 및 1.2 kg/$m^3$에서 플레인 대비 50 % 이상의 균열저감 성능을 발휘하였으며, 충격시험의 경우 WF 및 PULP 섬유에서 최종파괴까지 5회의 낙하횟수가 걸리는 반면 황마섬유는 혼입량에 따라 차이가 있지만 10~18회로 우수한 인성적 성질을 발휘하고 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.1-12
• /
• 1993

본 논문은 전단철근을 갖지 않는 강섬유보강콘크리트 보의 전단특성을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 섬유로 보강된 21개의 보를 포함한 총 36개의 보를 4 series로 나누어 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 콘크리트의 강도, 섬유혼입율, 전단지간, 인장철근량 등이며, 실험과정을 통해 파괴형상, 처짐, 전단강도 등을 측정하였다. 실험결과로부터 섬유의 혼입량이 많아지고, 콘크리트의 강도가 커질수록, 그리고 전단지간이 짧아질수록 섬유보강콘크리트 보의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 또한, 실험결과를 회귀분석하여 균열전단강도와 극한전단강도 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식에 의한 계산값과 실험결과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.509-516
• /
• 2012

기존 내화성능 확보기술인 섬유혼입 콘크리트의 경우 내화성능을 높이기 위해 섬유량이 과다하게 투입되면 초고압 펌핑시 엉킴현상이 발생하여 압송효율이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 이에 이 연구에서는 기존 섬유 이외에 추가로 유동성 개선효과 및 내화성능을 확보할 수 있는 폭렬방지재를 개발하여 이를 활용한 60~80 MPa 고강도 콘크리트의 펌프압송성능 개선을 이 연구의 목표로 설정하였다. 이 연구에서 사용된 폭렬방지재는 pp섬유, 나일론 섬유 및 폴리머 분말을 혼입한 폴리믹스로서 이를 활용한 결과는 다음과 같다. 섬유혼입 유무에 따른 굳지않은 특성 중 슬럼프 플로우는 섬유투입시 압송 후 기존 대비 약 70% 물성이 개선되었고, 공기량은 섬유혼입에 관계없이 압송 후 다소 증가하였다. 압축강도는 재령 28일에서 설계기준강도를 상회하였고, 휨 강도는 압축강도 발현율 대비 12~15%로 기존 경향과 유사하게 나타났다. 탄성계수는 섬유혼입시 감소하였지만, 기준값 이상으로 문제는 없을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
• /
• pp.243-244
• /
• 2009

콘크리트가 가지는 취성적인 단점을 해결하기 위한 방법의 하나로 강섬유가 제안되고 있다. 강섬유의 혼입으로 콘크리트 구조물은 혼입전의 취성적인 특성에 벗어나 상당한 연성을 지니게 되는 효과를 가지게 된다. 하지만 이렇듯 강섬유가 혼입된 콘크리트는 시공성의 저하 및 fiber ball 현상으로 인한 성능발휘에 문제점이 제기된다. 이러한 섬유 보강 콘크리트가 가지는 취약한 유동성과 fiber ball 현상이라는 약점들을 개선하고 시공의 효율성을 증대시키기 위해서 위에 언급된 두 가지 콘크리트가 접목된 섬유 보강 자기충전 콘크리트에 대한 연구의 필요성이 재기된다.

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

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.1-6
• /
• 2009

고강도 콘크리트는 구조적인 장점에도 불구하고 화재 시 폭렬과 함께 취성적인 파괴를 나타내는 단점으로 인하여 실구조물에 적용 시 주의하여 사용하여야 한다. 고강도 콘크리트의 폭렬제어를 위하여 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)의 혼입이 효율적인 것으로 콘크리트 공시체를 대상으로 한 여러 내화실험결과를 통하여 보고되었다. 또한 초고강도 콘크리트의 강도발현을 위하여 필수적으로 사용되는 실리카흄은 콘크리트의 수밀성을 높여 폭렬현상이 더욱 심하게 발생할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 PP섬유의 혼입량과 실리카흄 치환율을 변수로 하는 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 내화실험 및 잔존강도 실험을 수행하여 고온 시 각 변수들이 폭렬현상에 미치는 영향 및 잔존강도를 분석하였다. 실험결과 PP섬유 혼입량을 0%에서 0.2%까지 증가 시킬수록 기둥의 폭렬정도가 감소하고, 잔존 압축강도비는 증가하는 것으로 나타났으며, 실리카흄을 7%, 14% 및 21%로 증가시킬수록 기둥의 폭렬정도는 크게 변화하지 않았으나, 잔존 압축강도비는 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2020

이 논문에서는 섬유의 혼입량에 따른 휨부재의 장기거동에 대한 영향을 평가하기 위하여 후크형 강섬유로 보강된 고강도 콘크리트의 휨 크리프 거동에 대한 평가가 이루어졌다. 실험은 150 × 150 × 600mm 크기를 갖는 섬유 혼입량(0, 0.75 및 1.5%)을 변수로 하는 6개의 휨 시험체를 대상으로 하였다. 노치를 갖는 휨 시험체에 휨 크리프 하중을 도입하기 위하여 4점 가력 휨 시험장치가 활용되었다. 휨강도의 40%인 크리프 재하하중은 레버 장치를 활용하여 도입되었고 90일 동안 도입된 하중은 로드셀에 의해 제어되었다. 크리프 하중의 도입시, 시험체 중앙부에 설치된 노치의 균열개구변위(CMOD)가 측정되었다. 크리프 시험후 각 시험체 대한 휨시험을 실시하여 각 시험체의 잔여강도를 평가하였다. 이상과 같은 실험결과로부터 섬유 혼입량은 고강도 콘크리트의 휨 크리프 거동에 주요한 영향을 끼치고 휨강도의 40% 범위내의 지속하중은 섬유보강된 고강도 콘크리트의 잔여강도에 부정적인 영향을 끼치지 않았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권4호
• /
• pp.115-122
• /
• 2008

본 연구는 화재시 고강도 콘크리트의 폭렬발생에 대한 영향요인을 검토한 것으로써, 폭렬에 직접적인 상관관계에 있는 물-결합재비, 공기량 및 함수율 등을 PP섬유의 혼입률과 함께 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험결과 유동특성은 섬유의 혼입률이 0.05 vol.% 증가함에 따라 약 11%정도 감소하는 것으로 나타났고, 공기량이 10%인 경우는 다량의 AE제 사용에 기인하여 섬유의 혼입률과 상관없이 거의 유사한 유동성을 나타냈다. 강도특성으로는 W/B 15, 25 및 35%일 경우 100, 80 및 60 MPa이상으로써 고강도 범위로 나타났으며, 공기량 변수의 경우는 H-air가 L-air에 비해 약 1/2배 정도로 낮게 나타났다. 폭렬특성으로는 KS F 2257-1에 규정되어 있는 표준가열곡선에 의해 1시간 내화시험을 실시한 결과, W/B는 고강도로 W/B가 낮을수록 심하게 발생하는데, 15%를 제외한 모든 경우에서 전반적으로 PP섬유의 혼입률 0.10 vol.%에서 폭렬이 방지되는 것으로 나타났고, 공기량을 10%로 많이 함유하는 시험체와 완전건조 시킨 시험체는 0.05 vol.% 혼입시에도 폭렬현상이 발생하지 않는 것으로 나타났다.