In this study, it was experimentally investigated the effectiveness of repair and strengthening methods for RC beams deteriorated under severs enviromental conditions. Polymer cement were employed to restore the sectional loss and aramid fiber-reinforced sheet was used to reinforce the surface subject to tension. Repaired and strengthened reinforced-concrete samples were subjected to loading tests. The tests revealed that the sectional restoration enhanced the loading capability of the sample structures. Additional strengthening with one aramid fiber-reinforced sheet improved 18% of yielding load and 30% of ultimate load of the structure. Reinforcing with two aramid fiber-reinforced sheets brought about an enhancement of 22% of yielding loading and 49% of ultimate load.
유리 또는 아라미드 섬유를 보강재로 사용한 섬유강화 복합재료의 기계적 물성을 증진시키기 위하여 복합재료 적층판을 서로 다른 매트릭스 수지와 섬유를 선정하여 이들의 인장, 굴곡 특성을 조사하였다. 불포화 폴리에스테르와 개질된 표면의 아라미드 섬유 복합재료의 경우, 굴곡 물성의 최대값은 실란 농도가 0.5 wt%일 때 관찰되었다. 불포화 폴리에스테르 수지와 유리섬유 복합재료의 인장 물성은 vinylester계가 가장 높게 나타났으며, 굴곡물성은 isophthalic계가 가장 높은 물성을 나타내었다. 유리섬유와 불포화 폴리에스테르 수지 복합재료의 기계적 물성을 증진시키기 위해 겹침 적층판과 기계적 물성과의 상관 관계에 대해서도 연구가 병행되었다.
폴리에틸렌에 아라미드단섬유를 보강시킨 복합재료를 roll mill을 사용하여 제조하였다. 섬유배향과 물리적 성질의 이방성을 주사전자현미경과 인장시험기로, 유변특성을 RDS 를 사용하여 측정하였다. 섬유의 배향은 roll 작업으로 어느 정도 이루어 졌으며, 섬유 loading 이 증가할수록 기계적강도의 이방성도 증가하였다. 섬유 loading 에 따른 복합점도의 상승은 저주파수 영역에서 뚜렷이 관찰되었으며, 특히 섬유 loading 이 작은 범위에서 현저하였다.
아라미드 FRP로 보강된 RC 기둥의 전단보강효과를 평가하고자, 구조성능 실험을 수행하였다. 실험변수는 아라미드 시트 및 스트립 보강이며, 총 4개의 실험체를 대상으로 하였다. 실험 결과는 비보강 실험체를 기준으로 보강효과를 강도 및 에너지 능력 등을 평가하였다. 평가 결과 아라미드 시트보강이 강도증진과 아울러, 에너지 소산능력의 증진이라는 측면에서 매우 유효한 것으로 평가되었다.
본 연구에서는 콘크리트 섬유보강플라스틱(FRP)로 보강된 철골보의 정적 휨하중상태에서 휨거동에 관한 실험결과를 제시하였다. 아라미드섬유 스트립과 탄소섬유 스트립으로 보강된 4개의 실험체를 제작하였으며, 1개의 기준실험체를 제작하였다. 이중 두 실험체는 부분보강방식으로 보강되었다. H빔은 두 종류의 파괴모드를 가지고 있는데, (1) 부분보강 실험체에서는 FRP 스트립이 탈락(debonding)되는 파괴모드를 보이고 있으며, 전면보강 실험체에서는 FRP 스트립이 파단(rupture)되는 거동을 보이고 있다. 실험결과 16%의 휨내력 상승효과를 관찰하였다.
Although retrofitting and strengthening reinforced concrete (RC) columns by wrapping fiber reinforced polymer (FRP) composites have become a popular technique in civil engineering, the study on reinforced high-strength concrete (HSC) columns is still not sufficient. The objective of these companion papers is to investigate the mechanical properties of reinforced HSC square columns confined by aramid FRP (AFRP) jackets under concentric compressive loading. In the part I of these companion papers, an experiment was conducted on 54 confined RC specimens and nine unconfined plain specimens, the considered parameters were the concrete strength, the thickness of AFRP jackets, and the form of AFRP wrapping. The experimental process and results are presented in detail. Subsequently, some discussions on the confinement effect, failure modes, strength, and ductility of the columns are carried out.
본 연구는 나노필러가 혼합된 열가소성 탄소섬유강화 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic polymer, CFRTP)의 물성을 비교 평가하였다. Polyamide 6 (PA6) 수지에 Multi-wall carbon nano tube (MWCNT), Silicon oxide, Core shell rubber, Aramid nano fiber 등의 다양한 나노필러를 혼합한 후, 이를 기지재(Matrix)로 탄소섬유강화복합 재료(CFRP)를 제조하여 그 물성을 측정하였다. 나노필러의 종류와 혼합비율에 따라, 인장강도, 층간계면결합력 (Inter-laminar shear strength), Izod 충격 강도 등이 측정되었다. 인장 강도와 충격 강도의 경우 Core shell rubber를 혼합한 경우 가장 높은 물성을 가졌으나, 계면결합력은 silicon oxide를 1 wt.% 이하 혼합하였을 때 최적값을 가졌다.
Based on the experimental data presented in part I of these companion papers, a semi-empirical model is proposed for axial stress-strain curves of reinforced high-strength concrete square columns confined by aramid fiber reinforced polymer (FRP) jackets. Additionally, a three-dimensional finite element model is developed to simulate the mechanical behaviors of the columns. In the finite element model, both material nonlinear and contact nonlinear are taken into account. Moreover, the influence of contact nonlinear (i.e., the end friction on the contact surface between test machines and specimens) is investigated deeply. Predictions from both the semi-empirical model and the finite element model agree with the experimental results, and it is also demonstrated that the friction coefficient of end friction notably affect the properties of columns when it ranges from 0.00 to 0.25.
Recently the repair of damaged reinforced concrete members by the external bonding of fiber-reinforced polymer laminates has received considerable attention. This paper investigates the flexural behaviors of beam strengthened with Aramid fiber sheets(AFS), and attempts to evaluate the flexural strength of such RC beams by the use of nonlinear flexural analysis because the application of the KCI strength method to strengthened beam is somewhat limited and the failure strain of AFS is overestimated in particular cases.
Over the last decade fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcement consisting of glass, carbon, or aramid fibers embedded in a resin such as vinyl ester, epoxy, or polyester has emerged as one of the most promising and affordable solutions to the corrosion problems of steel reinforcement in structural concrete. But reinforcing rebar for concrete made of FRP rebar has linear elastic behavior up to tensile failure. For safety a certain plastic strain and an elongation greater than 3% at maximum load is usually required for steel reinforcement in concrete structures. The same should be required for FRP rebar. Thus, the main object of this study was to develop new type of hybrid FRP rebar Also, this study was evaluated to the mechanical properties of Hybrid FRP rebar. The Manufacture of the hybrid FRP rebar was achieved by pultrusion, and braiding and filament winding techniques. Tensile and interlaminar shear test results of Hybrid FRP rebar can provide its excellent tensile strength-strain behavior and interlaminar stress-strain behavior.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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