비정질 강섬유 보강 콘크리트의 휨 거동 특성 :Flexural Behaviors of Amorphous Steel Fiber-Reinforced Concrete

구동오

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자료유형: 학위논문

저자정보: 구동오 (숭실대학교, 숭실대학교 대학원)

지도교수: 최경규

발행연도: 2013

저작권: 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (4)

2014

비정질 강섬유보강콘크리트의 휨성능 특성

구동오 , 김선두 , 김희승 외 1명 콘크리트학회 논문집 2014.08 학술저널

2013

비정질 강섬유 보강 콘크리트의 휨 거동 특성

구동오 건축학과(일원) 2013.01 학위논문

2012

비정질 강섬유 길이 및 혼입률에 따른 휨 성능 평가

구동오 , 최경규 , 최완철 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2012.05 학술대회자료

2011

비정질 강섬유 혼입률에 따른 콘크리트 휨 인장강도 및 휨 인성지수

구동오 , 최경규 , 최완철 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2011.11 학술대회자료

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콘크리트는 압축강도와 강성이 높고 경화 전에 유동성이 높아서 다양한 구조물의 형상을 만들 수 있으며, 방수성과 내구성이 우수하여 건설 분야에서 가장 많이 사용되는 재료이다. 반면 인장강도가 낮고 에너지 흡수 능력이 작아 매우 취성적이며, 균열에 대한 저항성이 작은 단점을 가지고 있다. 이러한 콘크리트의 취성적 인장거동을 연성적으로 유도하고 균열의 생성과 확산을 억제하는 방법 중하나로 섬유재료를 콘크리트에 투입하는 섬유보강 콘크리트의 활용이 증가되었다.

본 연구에서는 새롭게 개발된 비정질 강섬유를 이용하여, 휨 거동 및 휨 성능을 평가하는 실험연구를 수행하였다. 실험은 ASTM C 1609기준의 실험체를 제작하여 4점가력 하였으며, 실험변수는 섬유 혼입률, 콘크리트 압축강도, 섬유종류이다. 섬유 혼입률은 무보강 콘크리트부터 1.5 % 섬유 혼입률까지 다양한 실험체를 제작하여 평가하였고, 콘크리트 압축강도는 27 MPa, 50 MPa, 섬유종류는 일반강섬유, 해외생산 비정질 강섬유, 국내생산 비정질 강섬유를 이용하여 휨 성능을 평가하였다. 연구결과는 다음과 같다.

1) 섬유종류에 따른 휨 성능은, 휨 강도는 비정질 강섬유가 우수하였고 비정질 섬유끼리의 차이는 미비하였다. 잔류강도는 일반 강섬유가 우수하였으나, 비정질 섬유가 초기 강도가 우수하여 휨 인성지수는 동일하였다.

2) 섬유 혼입률에 따른 휨 성능은, 비정질 강섬유의 경우 섬유 혼입률이 증가함에 비례하여 휨 강도 및 휨 인성지수가 증가하였고, 일반 강섬유의 경우 혼입률에 관계없이 일정한 강도를 보였다.

3) 콘크리트 압축강도에 따른 휨 성능은, 압축강도가 증가함에 따라 휨 강도는 증가하였으나, 휨 인성지수는 중저강도 콘크리트에서 더 높은 효율을 보였다.

Concrete is the most widely used construction material thanks to its various advantages such as fire resistance, water resistance, and economic feasibility. In addition, the material has high compressive strength, durability, and stiffness, and it can be formed into complicated shapes of various sizes due to the fluidity of concrete before hardening. However, one of the major concerns is its brittleness due to the weakness in tension, which results in low flexural strength and poor resistance to cracks. Once cracks develop inside concrete structures, the durability and resistance to harsh environments of the concrete are severely reduced. Among the various techniques and materials developed to overcome such shortcomings, fiber-reinforced cementitious composites have been considered to be the most effective.

In this study, flexural tests were performed to investigate the flexural behaviors and capacities by using newly developed amorphous steel fibers. Test specimens were performed 4 point loaded according to ASTM C 1609. The primary test parameters were selected as fiber volume fraction (0~1.5%), concrete compressive strength (27 and 50 MPa), and type of reinforced fiber (conventional steel fiber and amorphous steel fiber of domestic and abroad production). The investigated results are as in the following.

1) The flexural strength of amorphous steel fiber reinforced concrete were showed more performances than conventional steel fiber reinforced concrete. The residual strength of conventional steel fiber was showed better than that of amorphous steel fiber do, but the flexural toughness of both fiber reinforced concrete had little difference because of outstanding initial strength of amorphous steel fiber reinforced concrete.

2) The flexural capacity of amorphous steel fiber reinforced concrete specimens was increased with fiber volume fraction increased. The tensile strength of conventional steel fiber reinforced concrete was constant regardless of fiber volume fraction.

3) Amorphous steel fibers increase the flexural strengh according to concrete compressice strength. whereas flexural toughness do not.

#Amorphous Steel fibers

국문초록 ⅳ
영문초록 ⅴ
제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 4
1.3 연구방법 및 내용 5
제 2 장 강섬유 보강 콘크리트 연구 동향 7
2.1 국내외 연구 동향 7
2.2 기존 문헌에 의한 이론적 고찰 11
2.3 강섬유 조사 12
2.3.1 강섬유 특성 12
2.3.2 강섬유의 형상비 12
2.3.3 강섬유의 응력 변형도 곡선 13
2.3.4 비정질 강섬유 15
제 3 장 실험계획 21
3.1 실험개요 21
3.2 실험재료 23
3.3.1 비정질 강섬유 23
3.3.2 콘크리트 24
3.3 실험평가 방법 25
제 4 장 휨 실험 결과 27
4.1 휨 거동 27
4.1.1 섬유 종류에 따른 휨 거동 27
4.1.2 섬유 혼입률에 따른 휨 거동 29
4.1.3 콘크리트 압축강도에 따른 휨 거동 30
4.2 휨 강도 및 휨 인성지수 31
4.2.1 섬유 종류에 따른 휨 강도 및 휨 인성지수 31
4.2.2 섬유 혼입률에 따른 휨 강도 및 휨 인성지수 34
4.2.3 콘크리트 압축강도에 따른 휨 강도 및 휨 인성지수 37
제 6 장 결론 40
참고문헌 42

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