• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.763-771
• /
• 2007

철근부식은 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 현저히 저하시키며, 유지보수 비용의 증가를 가져온다. 이와 같은 문제의 해결을 위해 피복두께의 증가, 고성능콘크리트의 사용, 에폭시 코팅 철근의 사용 등이 연구되었으나 완전한 해결책은 되지 못하고 있다. 최근 철근부식 문제를 근본적으로 해결하기 위한 새로운 대안으로 대두되고 있는 것이 FRP (fiber reinforced polymer) 복합재료를 이용한 철근대체제의 사용이다. 그러나 취성적 거동과 낮은 탄성계수로 인하여 철근콘크리트와는 다른 거동을 보이며 이에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 일방향 슬래브의 구조 실험을 통하여 철근콘크리트 슬래브와 거동 특성을 비교하였다. 균열 및 파괴모드, 처짐, 연성 등의 평가를 통하여 철근 대체제로서의 가능성을 평가하였으며, 해외의 제안식들을 사용하여 처짐 및 균열예측에 대한 식의 적정성을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.7053-7060
• /
• 2015

콘크리트 부재에서 FRP-보강근의 사용은 철근의 사용에 비해서 일반적으로 낮은 탄성계수와 부착성능으로 인하여 보다 넓은 균열폭을 초래 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 9개의 장방형보와 3개의 T형보로 구성된 총 12개의 시험체들로부터 4점가력 휨실험을 통하여 얻어진 균열폭 결과들과 기존 ACI 440.1R-06 제안식으로 계산된 결과들을 비교 분석하여 설계변수들이 균열폭에 미치는 영향과 적용 범위에 대한 문제점들을 파악하였다. 결과로서 주요 설계변수의 하나인 변동계수, $k_b$ 값은 0.6~1.88 범위에서 1.05의 평균값과 약 40%의 높은 변동계수를 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.79-86
• /
• 2012

이 연구에서는 콘크리트에 보강된 섬유의 종류 및 함유량이 FRP 보강근 부착강도에 미치는 효과를 조사하였다. 실험체는 3종류의 보강근과 구조용 강섬유, 절곡형 PP섬유와 친수성 PVA섬유를 사용하여 제작하였으며 직접부착 강도시험을 실시하여 부착강도를 평가하였다. 실험 결과 섬유의 종류 및 함유량에 따라 섬유보강 콘크리트와 보강근 사이의 부착강도에 영향을 미침을 알 수 있었다. 섬유의 가교효과로 인해 할렬균열을 제어함으로써 함유량이 증가함에 따라 부착강도가 증가하였으며, 연성 또한 증가하였다. 부착강도 및 연성증가 효과는 강섬유 > PVA섬유 > PP섬유 순으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권3호
• /
• pp.93-100
• /
• 2008

혹독한 자연환경하에서의 구조물의 내구성이 주요한 관심사도 대두되면서 건설분야에서 섬유강화폴리머의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 FRP bar를 휨부재의 휨보강근으로서의 적용가능성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. 탄소섬유, 유리섬유 및 탄소와 유리섬유를 혼합한 hybrid 섬유 보강근을 사용하여 보강량을 변화시킨 12개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 그결과는 파괴형태, 모멘트-변위, 휨강도, 연성지수 및 단면에서의 변형율분포 등에 대하여 분석하였다. 실험결과는 ACI 기준에 제시된 모델과 비교하였으며, 전체적으로 보의 휨강도는 강도설계이론에 의한 결과와 거의 유사한 것으로 나타났다. 그러나 처짐의 경우에는 유리섬유의 경우는 이론이 과대평가 되었으며, 탄소섬유는 과소평가되는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.49-52
• /
• 2008

유리섬유를 사용한 섬유강화복합체(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것으로 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판을 제작하여 GFRP 보강근의 보강비에 따른 거동을 관찰하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능 및 처짐 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 과학과기술
• /
• 통권477호
• /
• pp.20-20
• /
• 2009

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.645-652
• /
• 2002

본 논문은 탄소 FRP 판을 이용한 철근 콘크리트 보의 휨 보강효과와 거동에 대한 연구이다. 본 연구에서의 실험인자로는 휨보강 탄소 FRP 판의 부착길이와 탄소 FRP 쉬트의 복부정착 길이이다. 시험보는 탄소 FRP 판으로 인장면에 부착하여 휨 보강하고 FRP 판을 탄소 FRP 쉬트로 복부에 정착하였다. 일반적으로 복부정착이 없는 휨 보강된 보들의 파괴형태는 횡방향 주철 근을 따라 발생한 콘크리트 덮개 박리파괴를 나타내었다. 반면, 탄소 FRP 쉬트로 복부 정착된 휨 보강 보들은 CFRP 파단파괴 후 콘크리트 경계면 전단 박리파괴를 나타내었다. 보강된 보들의 극한하중과 극한처짐은 FRP 판의 휨 부착길이의 증가에 따라 증가하였다. 또한, 휨 보강된 보들은 FRP 쉬트의 복부정착 길이의 증가에 따라 극한하중과 극한처짐 값이 증가하였다. 특히, 복부 정착한 보들은 최대 극한하중에 도달한 후에도 상당한 극한하중 지지능력을 상당한 극한 처짐 시까지 유지하였다. 시험보의 길이에 걸친 FRP 판의 변형률 분포는 휨 모멘트도의 모양과 거의 유사하여 전단지간에서 일정한 전단응력 분포를 가정할 수 있었다. 전지간을 휨 보강한 보에 있어서는 콘크리트와 FRP 쉬트에 의한 경계면에서의 극한전단 저항강도는 복부정착 길이가 늘어남에 따라 증가하였다. 전단 저항강도 중에서 본 실험에서 사용한 복부 정착 FRP 쉬트도 일부의 전단 저항강도를 부담하였다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제46권3호
• /
• pp.73-81
• /
• 2004

FRP reinforcing bars(rebars) are produced through a variety of manufacturing process includes pultrusion, and filament winding and braiding etc. Each manufacturing method produces a different surface condition of FRP rebar. The surface properties of FRP rebar is an important property for mechanical bond with concrete. Current methods of providing surface deformation to FRP rebars include helical wrapping, surfaces and coating and rib molding. The problem with the helical wrapping method is that it can not provide enough surface deformation for good bond and it can be easily sheard off from the FRP rebars. Sand coating and rib molding provide surface deformation only to the outer FRP skins. Therefore, FRP rebar has about 60% of bond strength of steel rebar. The main objective was to evaluate the bond properties of FRP rebar after environmental exposure. Five types of FRP rebar includes CFRP ISO, GFRP Aslan, AFRP Technora CFRP(Korea), and GFRP(Korea) rebars performed direct bond tests. Also, FRP rebar bond specimens were subjected to exposure conditions including alkaline solution, acid solution, salt solution and deionized water etc. According to bond test results, CFRP(Korea) and CFRP(Korea) rebars were found to have better bond strength with concrete than previous FRP rebars. Also, FRP(Korea) rebar had more than about 70% in bond strength of steel rebar.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.101-108
• /
• 2008

본 연구에서는 철근과 같은 기계적 맞물림 현상을 활용하기 위하여 이형리브가 형성되어 있는 GFRP 보강근을 제작하여 철근대체 재료로 사용하기 위해 FRP 보강근의 부착성능을 규명하고자 한다. 하지만 지금까지 많은 기존 연구자들이 부착성능에 대한 실험으로 단순 1방향(수직, 수평)인장실험으로 철근과 콘크리트 또는 FRP 보강근과 콘크리트사이의 부착특성을 고찰하여 두 재료 사이의 부착-슬립에 관한 제안식을 도출해왔다. 국내에서는 아직까지 GFRP 보강근의 부착에 대한 관심이 증대대고 있는 실정이지만 피로부착에 관한연구는 미흡한 편이이어서 GFRP 보강근의 피로 연구가 필요로 하다. 본 연구에서는 BRITISH STANDARD에서 규정하고 있는 방법에 의하여 휨 부착 시험체를 제작하여 정적 휨 부착실험 최대파괴하중의 70% ~ 90%의 하중으로 반복하중재하 후 정적실험을 통하여 GFRP로 보강된 콘크리트 피로부착 성능을 검증하였다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제46권5호
• /
• pp.69-77
• /
• 2004

FRP rebar has low bond performance than steel rebar. Usually, FRP rebar has about 60% of bond strength of steel rebar. Without adequate bond to concrete, the full composite action between reinforcement and concrete matrix can not be achieved. Therefore, FRP rebars must also have surface deformations that provide good bond to concrete. The purpose of this research was decided an optimum surface deformation patterns through bond test of FRP rebar. Eighteen surface deformation patterns of FRP rebar with widely different geometries were investigated. Based on the test results, we established optimum surfale deformation pattern. Bond tests were performed for three types of surface deformation patterns of FRP rebar including sand coated rebar, ribbed rebar, and wrapped and sand coated rebar that commercially available, and two types of FRP rebar including CFRP, GFRP rebars that optimum surface deformation pattern is applied. According to bond test results, FRP rebars that optimum surface deformation pattern is applied were found to have better bond strength with concrete than currently using FRP rebar.