Crack Control of Flexure-Dominant Reinforced Concrete ...
Transcript of Crack Control of Flexure-Dominant Reinforced Concrete ...
109
Journal of the Korea Concrete Institute
Vol. 23, No. 1, pp. 109~120, February, 2011
DOI 10.4334/JKCI.2011.23.1.109
๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ ํจํญ๋ณตํ
์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ด
์ฐจ์คํธ1)ยท๋ฐ์์
2)ยท์ด์์ค
1)ยท๊น์ ์ฐ
1)ยท์คํ๋
1)*
1)์ถฉ๋จ๋ํ๊ต ๊ฑด์ถ๊ณตํ๊ณผ
2)์ถฉ๋จ๋ํ๊ต ๊ฑด์ค๊ณตํ๊ต์ก๊ณผ
Crack Control of Flexure-Dominant Reinforced Concrete Beams Repaired
with Strain-Hardening Cement Composite (SHCC) Materials
Jun-Ho Cha,1)
Wan-Shin Park,2) Young-Oh Lee,
1) Sun-Woo Kim,
1) and Hyun-Do Yun
1)*1)Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University, Daejeon 305-764, Korea
2)Dept. of Construction Engineering Education, Chungnam National University, Daejeon 305-764, Korea
ABSTRACT This paper presents an experimental study results on the crack control of flexure-dominant reinforced concrete beams
repaired with strain-hardening cement composite (SHCC). Five RC beams were fabricated and tested until failure. One unrepaired RC
beam was a control specimen (CBN) and remaining four speciemens were repaired with SHCC materials. The test parameters included
two types of SHCC matrix ductility and two types of repair method (patching and layering). Test results demonstrated that RC beams
repaired with SHCC showed no concrete crushing or spalling until final failure, but numerous hair cracks were observed. The control
specimen CBN failed due to crushing. It is important to note that SHCC matrix can improve crack-damage mitigation and flexural
behavior of RC beams such as flexural strength, post peak ductility, and energy dissipation capacity. In the perspective of crack width,
crack widths in RC beams repaired with SHCC had far smaller crack width than the control specimen CBN under the same deflection.
Especially, the specimens repaired with SHCC of PVA0.75%+PE0.75% showed a high durability and ductility. The crack width indi-
cates the residual capacity of the beam since SHCC matrix can delay residual capacity degradation of the RC beams.
Keywords : strain-hardening cement composite (SHCC), reinforced concrete beam, controled crack control, durability
1. ์ ๋ก
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํน๋ณํ ์ ์ง๊ด๋ฆฌ๊ฐ
์๊ตฌ๋์ง ์๋, ๋ฐ์๊ตฌ์ ์ธ ์ฌ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ธ์
๋์ด์ ธ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ฐ์ข ํ๊ฒฝ์ ์์ธ๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์ฑ
์ฌ๋ฃ์ ํ์ง์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฌธ์ ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ด๊ตฌ ์๋ช ์ด ํ์ ํ
๊ฒ ์ ํ๋๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ํ ์ฌํ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ์ฒ์ฐ์์
๊ณ ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐ๋ ค ๋ฐ ํ๊ฒฝ ๋ณดํธ์ ๋ํ ์ค์์ฑ์ด ์ฆ๋
๋๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 2003๋ ์ดํ ๊ตญ๋ด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ค๊ณ๊ธฐ์ค
์์๋ ๋ด๊ตฌ์ฑ ์ค๊ณ ๊ท์ ์ด ์ ์ ๋๊ธฐ์ ์ด๋ฅด๋ ๋ค. ์ด์
๊ฐ์ด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ด๊ตฌ ์๋ช ์ ์ ํดํ๋ ์ฃผ์
ํ ์์ธ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฒฝํ ๋ฐ ์ฌ์ฉ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ ๊ฐ
๋ฅํ ๊ตฌ์กฐ์ฒด์ ํ๋ฉด๊ท ์ด์ด๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ๊ท ์ด์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌ
ํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ด๊ตฌ์ฑ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ฏธ๊ด ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ ์ฑ๋ฅ์๋
์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ฏ๋ก ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํ๋ฉด๊ท ์ด ์ ์ด
์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์ด๋ฌํ ๊ด์ ์์ ์ค์ํ ์๋ฏธ๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค.1)
์ต๊ทผ ๋ฎ์ ํ์ค ํ์์ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์๋๊ณ ์ทจ์ฑ์ ์ธ ํ
๊ดด์์์ ๋ณด์ด๋ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ 2%๋ด์ธ์ ๋จ์ฌ์ ๋ฅผ
ํผ์ ํ์ฌ ์ง์ ์ธ์ฅ ํ์์ ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ์ ๋ณํ๊ฒฝํ(strain-
hardening) ์ฑ๋ฅ์ ๋ถ์ฌํ ์๋ก์ด ๊ฐ๋ ์ ๊ฑด์ค์ฌ๋ฃ๊ฐ ๊ฐ
๋ฐ๋์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ณํ๊ฒฝํ ์ฑ๋ฅ์ ์ง์ ์ธ์ฅ ์ ๋ฐ์๋
๊ท ์ด์ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด ๋ด์ ๋ณด๊ฐ๋ ๋จ์ฌ์ ๊ฐ ๊ฐ๊ตํจ์ผ๋ก
์จ ์ธ์ฅ์๋ ฅ์ ์ธ์ ๋ถ์์ ์ฌ๋ถ๋ฐฐํ์ฌ ๋ฏธ์ธํ ๊ท ์ด์
ํญ๋๊ฒ ๋ถ์ฐ์ํค๋ ๊ท ์ด ํน์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ ๊ฒ์ด๋ค.
์ด๋ฌํ ์๋ก์ด ์ฌ๋ฃ๋ SHCC(strain-hardening cement-
based composite), HPFRCC(high performance fiber reinforced
cementitious composite) ๋๋ ECC(engineered cementitious
composite)๋ก ์ง์นญ๋๊ธฐ๋ ํ๋ค. Naaman2)์ ์ํด HPFRCC์
๊ฐ๋ ์ด ์ ๋ฆฝ๋ ์ดํ Li3)์ ์ํด ํฉ์ฑ๋จ์ฌ์ ๋ก ๋ณด๊ฐ๋
ECC๊ฐ ์ฒ์ ์๊ฐ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ดํ ๋ค์ํ ์ฉ๋์ ๋ณํ๊ฒฝ
ํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋์ด์ ธ์๋ค. ๊ตญ๋ด์์๋ ์ง๋
์๋ ๊ฐ ์คํ๋,4,5)
๊น์ค์ฉ,6) ๊น์ฑ์ฑ
7) ๋ฑ์ ์ํด ๊ตญ๋ด ์ค
์ ์ ๋ง๋ ๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ฌ
์ ์ ํผ์ ๋ฅ ๋ฐ ํผ์ ์กฐ๊ฑด, ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ ๋ฐฐํฉ์กฐ๊ฑด ๋ฑ
์ ๋ฐ๋ฅธ ์๊ณต์ฑ๋ฅ ๋ฐ ์ญํ์ ํน์ฑ์ ๋ํ ํ๊ฐ๊ฐ ์ด๋ฃจ
์ด์ก๋ค. Chompreda ๋ฑ8)์ ํจ๋ถ์ฌ์ ์์ฑํ์ง์์ญ์ ๊ธฐ
*Corresponding author E-mail : [email protected]
Received September 27, 2010, Revised December 8, 2010,
Accepted December 10, 2010
โ2011 by Korea Concrete Institute
110โํ๊ตญ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง ์ 23๊ถ ์ 1ํธ (2011)
์กด RC ๊ธฐ๋ฅ์ ํก๋ณด๊ฐ๊ทผ ๋์ PE(polyethylene)์ ๊ผฌ์ธ ๊ฐ
์ฌ์ ๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ 1.5% ๋ฐ 2.0% ํผ์ ํ SHCC ๊ธฐ๋ฅ๋ถ์ฌ์ ๋
ํ ์คํ์ ์ค์ํ์๋ค. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ 4% ์ธต๊ฐ๋ณ์ ๋ฐ์ ์
์์ฑํ์ง์์ญ์์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด๋ง์ด ๋ฐ์๋์ด RC ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ด
์ง์ฑ๋ฅ์ ์์ํ๋ ์ฑ๋ฅ์ ๋ฐํํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ,
๋ฐ๋ผ์ ์์ฑํ์ง๋ถ์ SHCC ์ ์ฉ ์ ์์ ํก๋ณด๊ฐ๊ทผ๋์
ํ์ ํ ๊ฐ์์ํฌ ์ ์๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ฌ๊น์ง์ SHCC์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ9)๋ ์ฌ๋ฃ์ ์ญ
ํ์ ํน์ฑ ๋ฐ ๋ฐฐ๊ทผ์์ธ์ ๋จ์ํ ๋ฑ ๊ตฌ์กฐ์ฑ๋ฅ์ ๋ํ ์ฐ
๊ตฌ์ ๊ตญํ๋์ด ์งํ๋์ด์ ธ์๋ค. ๋ํ ๊ตฌ์กฐ๋ถ์ฌ ์ ์ฒด ๋
๋ ์ผ๋ถ๋ฅผ SHCC๋ก ์๊ณตํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ถ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ตญํ๋
์ ์ฉ๊ณผ SHCC ํ์ค ์ ์ด๋ ค์ ๋ฐ ๊ณต์ฌ๋น์ฉ ์ธก๋ฉด์์
SHCC์ ์ค๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ค์ ์ ํ์ ์ผ ๊ฒ์ผ
๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํ๋ฉด๊ท ์ด์ ์ ์ด๋ฅผ ํตํ ๋ด๊ตฌ์ฑ
๋ฐ ๊ตฌ์กฐ์ฑ๋ฅ, ํนํ ๋ณํ๋ฅ๋ ฅ ํฅ์์ ํจ๊ณผ์ ์ผ ๊ฒ์ผ๋ก ํ
๋จ๋๋ SHCC๋ฅผ ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๋ณด์๋ณด๊ฐ์ฌ๋ฃ
๋ก ํ์ฉํ๊ณ ์ ํ๋ค. ์ด์ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์์๋ PVA ๋ฐ PE ์ฌ
์ ์ ํผ์ ๋ฅ ๋ฐ ๋ถ์ฌ์ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ณ์๋ก ํ ํจํญ๋ณต
ํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด ๋ถ์ฌ์ ํจ ๋ฐ ๊ท ์ด์ ์ด์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์
ํจ๊ณผ์ ๋ํ์ฌ ํ๊ฐํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ์ค ํ
2.1 ์คํ๊ณํ ๋ฐ ์คํ์ฒด ์ ์
Table 1์ ์คํ์ฒด ์ผ๋์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ฉฐ, ์ด ์ฐ๊ตฌ์์
๋ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ธ ํ์ค ์คํ์ฒด(CBN)์ SHCC๋ก ๋ณด
์๋ 4๊ฐ์ ์คํ์ฒด ๋ฑ ์ด 5๊ฐ์ ๋ณด ์คํ์ฒด๋ฅผ ๊ณํํ์
๋ค. ์ด ์คํ์์๋ SHCC์ ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด ๋ฐ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ
์ ๋ฐ๋ฅธ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ํจ ๋ฐ ๊ท ์ด์ ์ด์ฑ
๋ฅ์ ํ๊ฐํ๊ณ ์ ํ์๋ค. ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ PVA
(polyvinyl alcohol) 1.3%์ PE 0.2%๋ฅผ ํผ์ ํ SHCC
(PVA1.30+PE0.2) ๋ฐ PVA 0.75%์ PE 0.75%๋ฅผ ํผ์ ํ
SHCC(PVA0.75+PE0.75)์ ๋ ์ข ๋ฅ๊ฐ ์ ์กฐ๋์๋ค. ๋ณด์
๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ํด์๋ ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด ๋จ๋ฉด์์ ํผ๋ณต๋
๊ป 20 mm๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ ํ ๋จ๋ฉด์ ๋ณต๊ตฌํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ(patching)
์ด ์ ์ฉ๋ CBF-P ๊ณ์ด๊ณผ ๊ธฐ์กด ๋ณด์ ๋จ๋ฉด์ 30 mm ๋๊ป
๋ก ๋จ๋ฉด์ ์ฆ์คํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ(layering)์ ์ํด ๋ณด์๋ CBF-
L๊ณ์ด๋ก ๊ฐ๊ฐ ๋ช ๋ช ํ์๋ค.
Fig. 1์ SHCC๋ก ๋จ๋ฉด ๋ณต๊ตฌ ๋ฐ ์ฆ์ค๋ ์คํ์ฒด์ ๋ฐฐ๊ทผ
๋ฐ ๋ณด๊ฐ ์์ธ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ทธ๋ฆผ์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ
์ด ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด ๋จ๋ฉด์ ํฌ๊ธฐ๋ 200ร300 mm๋ก ๋์ผํ๊ฒ
์ ์ํ์๋ค. ์ฃผ๊ทผ์ D25 ์ฒ ๊ทผ์ ์ํ๋ถ ๊ฐ๊ฐ 3๊ฐ์ฉ ๋ณต
๊ทผ๋ณด์ ํํ๋ก ๋ฐฐ์นํ์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ผ๋ก๋ D10 ์ฒ
๊ทผ์ 100 mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ฐฐ๊ทผํ์๋ค.
Fig. 2๋ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์์ ํผ๋ณต ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ ๊ฑฐ
ํ SHCC๋ก ๋จ๋ฉด๋ณต๊ตฌํ๋ ๊ณผ์ ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด
์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด ๋จ๋ฉด๊ณผ SHCC ๋ณด์์ฌ๋ฃ์ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ ํ
๋ณดํ๊ธฐ ์ํ์ฌ SHCC์ ํ์ค ์ , ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด
ํ๋ฉด์ ๊ฑฐ์น ๊ฒ ์ฒ๋ฆฌ(chipping)ํ์๋ค. ์ดํ ํ์ค ๊ตฌ๊ฐ์
100ร100 mm์ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก M-12 ๊ท๊ฒฉ์ H์ฌ ์ผ๋ฏธ์ปฌ ์ต์ปค
๋ณผํธ(anchor bolt)๋ฅผ ๋งค๋ฆฝํ์๋ค.
๋ํ ๋จ๋ฉด์ฆ์ค๋ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋จ๋ฉด๋ณต๊ตฌ ์คํ์ฒด์
๋์ผํ๊ฒ ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฉด์ ๊ฑฐ์น ๊ฒ ์ฒ๋ฆฌํ๊ณ SHCC
ํ์ค ๊ตฌ๊ฐ์ ์ต์ปค ๋ณผํธ๋ฅผ ๋งค๋ฆฝํ์๋ค. SHCC๋ก ๋ณด์๋
๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์ค ํ 28์ผ๊ฐ ๋๊ธฐ์์์์ผ
๋ฉฐ, SHCC๋ก ๋ณด์ ํ 2์ผ ๋์์ ์ต์ค ์ํ์์ ๋ณด์ํ
Table 1 Summaries of specimen
Beam
specimen
fck
(MPa)
b ร h (d)
(mm)
Net
span
(mm)
Span
ratio
(a/d)
Steel barFiber volume
fraction (%)Repair method
Flexural
reinforcement
Shear
reinforcementPVA PE
CBN
30 200ร300(267.5) 1800 6.9 3-D25 D10@100
- - -
CBF-P-1.30 1.30 0.20Patching (20 mm)
CBF-P-0.75 0.75 0.75
CBF-L-1.30 1.30 0.20Layering (30 mm)
CBF-L-0.75 0.75 0.75
Fig. 1 Configuration and reinforcements of test beams (unit: mm)
๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ดโ111
์๋ค. ๋ํ ์คํ ์์๊น์ง 28์ผ ๋์ ์์ค์์(23ยฑ2oC)
์ ์ค์ํ์๋ค.
2.2 ์ฌ์ฉ์ฌ๋ฃ
Tables 2 ๋ฐ 3์ SHCC์ ๋ฐฐํฉ์กฐ๊ฑด๊ณผ ์ฌ์ ์ ํน์ฑ์
๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. Table 2์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ฌ์ฉ๋ ๋ถ
์ฒด ์ฌ๋ฃ๋ ๊ตญ๋ด A์ฌ์ ํ๋ฆฌ๋ฏน์ค(ECC-PCM)์ ํ์ ์ฌ์ฉ
ํ์์ผ๋ฉฐ, SHCC์ ์๊ณต์ฑ ์ฆ์ง ๋ฐ ์ฌ์ ๋ฅผ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก
๋ถ์ฐ์ํค๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฆ์ ์ ๋ฐ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ๋ฅผ ์ฒจ๊ฐํ์
๋ค. ๋ํ, Table 3์ ๋ํ๋ธ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ๋ณด๊ฐ์ฉ ์ฌ์ ๋ก ์ฌ
์ฉ๋๋ PVA ๋ฐ PE์ฌ์ ๋ ๊ฐ๊ฐ ์ผ๋ณธ K์ฌ์ REC-15 ๋ฐ
D์ฌ์ DYN-A๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ญํ์ ํน์ฑ์ ํ
๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์์ถ, ํจ ๋ฐ ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์คํ์ด ์ค์๋
์๋ค. ์์ถ๊ฐ๋ ์คํ์ KS F 240310)์ ๋ฐ๋ผ ๊ณต์์ฒด ์
์ ํ KS F 240511)์ ์คํ์ฌ ์ค์ํ์๋ค. ํจ๊ฐ๋ ์คํ
์ 200 kN์ฉ๋์ UTM์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ณ์์ ์ด ๋ฐฉ์์ผ๋ก 4
์ ๊ฐ๋ ฅํ์์ผ๋ฉฐ, KS F 240812)์ ์คํ์ฌ ์ค์ํ์๋ค. ์ง
์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋์คํ์ ๊ฒฝ์ฐ SHCC์ ๊ดํ ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์ธก
์ ๋ฐฉ๋ฒ์ KS ๊ท์ค์์ ๋ช ์ํ๊ณ ์์ง ์์ ๋ค๋ฒจํ
(dumbbell-shape) ์ธ์ฅ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ํ์ฌ JSCE-E-53113)์
์ง์ ์ธ์ฅ์ํ๋ฐฉ๋ฒ์ ์คํ์ฌ ์ค์ํ์๋ค.
Fig. 3 ๋ฐ Table 4๋ SHCC์ ์ญํ์ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ธ
๊ฒ์ผ๋ก PVA1.3+PE0.2์ PVA0.75+PE0.75 ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด
์ ํ์ฑ๊ณ์๋ 16.6GPa๋ก ์ด ์คํ์์ ์ฌ์ฉ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ
์ ํ์ฑ๊ณ์์ ๋นํ์ฌ 20% ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋, PVA1.3+
PE0.2 ๋ฐ PVA0.75+PE0.75์ ํจ๊ฐ๋๋ ๊ฐ๊ฐ 7.4 MPa ๋ฐ
15.6 MPa๋ก ๋ณดํต ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋นํ์ฌ 2.4~5.0๋ฐฐ ๋๊ฒ ๋
ํ๋ฌ๋ค. PVA1.3+ PE0.2 ๋ฐ PVA0.75+PE0.75์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋
๋ 5.2 ๋ฐ 4.8 MPa๋ก ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
๋ํ Fig. 4๋ SHCC ์ง์ ์ธ์ฅ ์คํ์ฒด์ ์ต์ข ํ๊ดด์์
์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ทธ๋ฆผ์์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด PVA0.75+
PE0.75 ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๊ฐ PE ์ฌ์ ์ ์ฐ์ํ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ๋ฐ
๋์ ํ์ฑ๊ณ์์ ์ํฅ์ผ๋ก PVA1.3+PE0.2์ ๋นํด ๊ท ์ด
๋ถ์ฐ ๋ฐ ์ ์ด ํน์ฑ์ด ์ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 2 SHCC repairing procedure of RC beam specimen
Table 2 Mix proportions of SHCC materials
SHCC
type
W/C
(%)
Fiber volume fraction (%) Unit weight (kg/m3) MC
*
(g/cm3)
SP**
(g/cm3)Total PVA PE W Pre mix
PVA1.3+PE0.20.45 1.5
1.30 0.20315 1,514 0.52 12.35
PVA0.75+PE0.75 0.75 0.75
*MC : methyl cellulose, **SP : super plastisizer
Table 3 Mechanical properties of reinforcing fiber
Fiber type Density (g/cm3) Length (mm) Diameter (ยตm) Aspect ratio (l/df) Tensile strength (MPa) Elastic modulus (GPa)
PVA 1.30 12 39 308 1,600 40
PE 0.97 15 12 1,250 2,500 75
Fig. 3 Mechanical behaviors of cement-based materials
112โํ๊ตญ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง ์ 23๊ถ ์ 1ํธ (2011)
2.3 ์คํ ๋ฐฉ๋ฒ
Fig. 5๋ SHCC๋ก ๋ณด์๋ RC๋ณด์ ํจ ๋ฐ ๊ท ์ด์ ์ด ์ฑ
๋ฅ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ ์คํ์ฒด ์ค์น์ํฉ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด 2,000 kN ์ฉ๋์ ์ค์ผ์ญ(oil-
jack)์ ๋ฐ๋ ฅ ๋ฐ๋ฅํ ํ๋ถ์ ์ค์นํ์ฌ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ธฐ
๋ฅ์ 6 MPa์ ํด๋นํ๋ ์ถ์๋ ฅ์ ๋์ ํ์๋ค. ๋ํ,
500 kN ์ฉ๋์ ์์ธ์์ดํฐ(actuator)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ณด์ ๋ฐ
๋ณตํ์ค์ ๋์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ๋ณตํ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๋์ ํ๋ฅผ ํ
๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ฐ ์ธ์ดํด ๋ณ 2ํ์ฉ ๋ณด์ ์์ ๋จ์์ ํ
์ ๊ฐ์ ์ด๋ฐฉ์(rotation angle control method)์ผ๋ก ๋ฐ๋ณต ๊ฐ
๋ ฅํ์๋ค.
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ
3.1 ํ์ค - ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด๊ณ ๊ณก์
Fig. 6 ๋ฐ Table 5๋ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด
๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ๊ณ์ฐ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํ ๋ด๋ ฅ Mn
(anal.)์ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ธ์ฅ ๋ฐ ์์ถ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ฐ
์ํ์ฌ ๋จ๋ฉดํด์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ด๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์์ถ ๊ทน
ํ๋ณํ๋ฅ ์ 0.003, SHCC์ ๊ทนํ๋ณํ๋ฅ ์ 0.0045๋ก ๊ฐ์
ํ์์ผ๋ฉฐ, SHCC์ ์ธ์ฅ ๊ฑฐ๋์ ์ค์ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทผ๊ฑฐ
๋ก ํ์๋ค. ํด์ ๊ฒฐ๊ณผ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋
CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๋์ ๋ชจ๋ฉํธ ๊ฐ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, ๋ณด
์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์๋ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด๊ฐ CBF-P๊ณ์ด ์ค
ํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๋ค์ ๋์ ํด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋๋ค.
์ด๊ธฐ ํจ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์์ ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋จ๋ฉด๋ณต๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํด
SHCC๋ก ๋ณด์๋ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด(CBF-P-1.30 ๋ฐ CBF-
P-0.75 ์คํ์ฒด)๊ฐ ๋จ๋ฉด์ฆ์ค๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํด SHCC๋ก ๋ณด์๋
CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด(CBF-L-1.30 ๋ฐ CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด)์
๋นํ์ฌ ์ฝ 2๋ฐฐ ์ ๋ ๋์ ํ์ค์ ๋ณด์๋ค. CBF-L๊ณ์ด ์ค
ํ์ฒด์ CBN ์คํ์ฒด์ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ํ
๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐจ์ด๋ ์ต๋๊ฐ๋ ์ดํ๋ฅผ ์
์ธํ๊ณ ํฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด์ง ์์๋ค.
CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด๊ฐ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ์ฝ
10% ์ ๋ ๋์ ํ์ค ํ์์ ์ฃผ๊ทผ์ด ํญ๋ณต๋์๋ค. ๋ํ
CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด๊ณ๋ ํ์ค ์คํ
์ฒด์ ๋น๊ต ์ ์ ์ฌํ๊ฑฐ๋ ์ํํ๊ณ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ
์ผ๋ฉฐ, ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐจ์ด๋ ๋ํ๋์ง ์์๋ค.
SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ์ต๋ํ์ค ์์ ์์ ํ
์ค ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ํฐ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ๋ณด์
๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ํ์ค๊ณผ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด
๊ณ๋ฅผ ํ์ค ์คํ์ฒด์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ CBF-P-1.30 ์คํ์ฒด์
๊ฒฝ์ฐ ์ต๋ ํ์ค์ ์ ์ฌํ๋, ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ 19~52%์ ๋
์ฆ๊ฐ๋์์ผ๋ฉฐ, CBF-P-0.75 ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋ ํ์ค์
7~8%, ์ด๋์ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ 52%๊น์ง ์ฆ๊ฐ๋์๋ค. CBF-
L-1.30 ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋ ํ์ค์ 14~15%, ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ
์ 12~15%๊น์ง ์ฆ๊ฐ๋์์ผ๋ฉฐ, CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ
์ฐ ์ต๋ ํ์ค์ 14~15%, ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ 17~18%๊น์ง ์ฆ๊ฐ
๋๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค.
์ด์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ธฐ์กด RC๋ณด์ ๋จ๋ฉด ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๋์ผํ์ฌ ์คํ
์ฒด ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ์๋ ฅ์ด ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ์ ๋ฌ๋ CBF-P๊ณ์ด ์คํ
์ฒด๊ฐ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ ํ์ค ๊ฐ
์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ๋ค์ ๋์ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, ์ด
๋ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๋จ๋ฉด ๋ณํ ๊ตฌ๊ฐ์ ํ์ค์ด ๊ตญ๋ถ
์ ์ผ๋ก ์์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
3.2 ๊ท ์ด์ง์ ๋ฐ ์ต์ข ํ๊ดด์์
Fig. 7์ ๋ํ๋ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์ต์ข ํ๊ดด์์์ ๋น๊ตํ
Table 4 Mechanical properties of cement-based materials
Cement-based
composite type
Compressive test Flexural test Direct tensile test
fcu (MPa) ฮตcu (ยต) Ec (GPa) fr (MPa) ฮด (mm) ft (MPa) ฮตt (%)
Concrete 30.4 2,440.5 21.3 3.1 0.1 - -
PVA1.3+PE0.2 50.8 4,291.7 16.6 7.4 0.6 5.2 0.5
PVA0.75+PE0.75 48.1 3,772.5 16.6 15.6 1.5 4.8 0.7
Fig. 4 Crack pattern after direct tensile tests
Fig. 5 Setup for beam specimens
๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ดโ113
Fig. 6 Load and rotation angle relationship of beam specimens
Table 5 Characteristics of strength and rotation angle for beam specimens
Beam
specimen
โ Initial flexural crack โก Yielding of main bar โข Maximum strength Mn**
(anal.)
Vn***
(anal.)Positive Negative Positive Negative Positive Negative
Vi
(kN)
ฮธL
(radร10-2)*
Vi
(kN)
ฮธL
(radร10-2)
Vy
(kN)
ฮธL
(radร10-2)
Vy
(kN)
ฮธL
(radร10-2)
Vn
(kN)
ฮธL
(radร10-2)
Vn
(kN)
ฮธL
(radร10-2)
kNยทmm kN
CBN 14.0 0.08 โ13.2 โ0.08 86.2 1.26 โ80.8 โ1.27 97.9 4.00 โ99.0 โ3.96 132.4 49.2
CBF-P-1.30 28.4 0.16 โ24.9 โ0.15 92.6 1.23 โ91.4 โ1.25 100.0 4.76 โ101.2 โ6.01 151.6 63.6
CBF-P-0.75 26.2 0.14 โ26.1 โ0.15 86.9 1.23 โ85.8 โ1.26 105.4 6.09 โ105.8 โ6.04 165.6 62.2
CBF-L-1.30 14.0 0.08 โ13.2 โ0.08 101.7 1.20 โ102.8 โ1.25 112.4 4.60 โ112.7 โ4.43 212.5 98.4
CBF-L-0.75 13.4 0.08 โ13.3 โ0.08 105.3 1.21 โ106.5 โ1.25 112.6 4.67 โ113.2 โ4.66 229.2 98.3
* Rotation angle ฮธL : ratio of deflection at the loading point to beam length
** Mn(anal.) : calculated moment, *** Vn(anal.) : calculated shear force
114โํ๊ตญ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง ์ 23๊ถ ์ 1ํธ (2011)
Fig. 7 Relationships between crack width and hysteric behavior in beam specimens(*P-ฮธL : load and rotation angle relationship of beam specimens, **EC : envelope curve, ***CW : crack width)
๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ดโ115
๊ฒฐ๊ณผ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ์ด๊ธฐ ํจ๊ท ์ด์ ์ต๋๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐ์ ์ธ
์ ๋ถ์ ์ธ์ฅ์ธก์์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ค์ด ์ฆ๊ฐ๋จ์ ๋ฐ๋ผ
์ด๋ฌํ ํจ ๊ท ์ด์ ์ ์ฐจ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ ๊ฐ๋ ฅ์
์ผ๋ก ์ง์ ๋๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค.
๋ณด์ ์ฌ๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ท ์ด์ง์ ์์์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ ํ์ค
์คํ์ฒด๋ ์ฃผ๊ทผ ํญ๋ณต์ ์ดํ ๊ท ์ดํญ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด์
์ต์ข ํ๊ดด๋๋ ์์์ ๋ณด์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๊ฐ
์คํ์ฒด๋ ์ด๊ธฐ ํจ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ดํ ๊ท ์ดํญ์ ์ฆ๊ฐ ์์ด ๋ฏธ
์ธ๊ท ์ด์ด ์คํ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ํญ๋๊ฒ ๋ถ์ฐ๋์ด ์ต์ข ํ๊ดด
์ ์ด๋ฅด๋ ์์์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ SHCC ๋ด์ ๋ณด๊ฐ์ฌ์
์ ์ํ ๊ท ์ด์ ์ด ์ฑ๋ฅ์ ๊ธฐ์ธํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. CBF-
L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ์ดํด์ ํ๋ฐ๋ถ์์ ๋ถ์ฐฉ๊ณ๋ฉด์
๋ฐ๋ฝํ์์ด ๋ค์ ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ ์ ์ธํ๊ณ ๋ ์ ๋ฐ์ ์ธ ๊ท ์ด
๋ฐ์ ์์์ด CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค.
๋จ๋ฉด์ฆ์ค ๋ฐ ๋ณต๊ตฌ๋ ์คํ์ฒด์ ๋ํ ๊ท ์ด๋ถ์ฐํน์ฑ์ ๋น๊ต
ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ชจ์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ SHCC ๋ณด์์ฌ๋ฃ๊ฐ์ ๋จ๋ฉด์ ๋ณ
ํ ์์ด ์ผ์ฒดํ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ด๋ ๋จ๋ฉด๋ณต๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ์
์ํด ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด๊ฐ ๊ท ์ด์ ์ด์ฑ๋ฅ ๋ฉด์ ์์ด์๋ ๋ค์
ํจ๊ณผ์ ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต
์ข ํ๊ดด์์์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ PVA์ฌ์ ์ ๋นํ์ฌ ๋น๊ต์ ์ฐ
์ํ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ๋ PE์ฌ์ ํผ์ ๋ฅ ์ ์ฆ๊ฐ์ํจ CBF-P-0.75
๋ฐ CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด๊ฐ CBF-P-1.30 ๋ฐ CBF-L-1.30 ์ค
ํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด ๋ถ์ฐ ๋ฅ๋ ฅ์ด ๋ค์ ์ฐ์ํ ๊ฒ์ผ
๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
4. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ถ์
4.1 ๊ท ์ด๊ฑฐ๋
Fig. 7์ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ท
์ดํญ ์ง์ ์์์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ๋ณด์ ์
๋ฌด์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ท ์ด์ง์ ์์์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์
ํฉ๋ถ์์ ๋ณด์ ๊ธธ์ด ๋ฐฉํฅ 600 mm(2h)๊ตฌ๊ฐ์ ์ธก์ ๊ตฌ๊ฐ์ผ
๋ก ์ ํํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ์์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด CBN ์คํ์ฒด
์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฃผ๊ทผ์ ํญ๋ณต ์์ ์ธ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ 1.3 ร 10-2rad์
์ ACI 224 ๊ธฐ์ค14)์์ ๊ท์ ๋ 0.4 mm๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ๊ตฌ์กฐ
๊ท ์ด(structural crack)์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ์ต์ด ์ธ์ฅ์ธก ์ฐ๋จ์์
๋ฐ์๋ ํจ๊ท ์ด์ ํ์ค์ด ์ฆ๊ฐ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ถ ๊ฒฝ
๊ณ๋ฉด์์ ๊ฐ๋ ฅ์ ์ธ์ ๋ถ๋ก ๊ท ์ด์ด ์ง์ ๋์ด ์ต๋ํ์ค์
์ด๋ฅด๋ฌ ์ ํฉ๋ถ ์ธ๊ทผ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํผ๋ณต์ด ๋ค์ ๋ฐ๋ฆฌ๋๋ฉด
์ ์ต์ข ํ๊ดด๋๋ ์์์ ๋ณด์๋ค. ๋ฐ๋ฉด SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ
๋ ์คํ์ฒด์ ์์ด์๋ ์ฃผ๊ทผ ํญ๋ณต ์์ ๋ณด๋ค ์ฝ 2~3๋ฐฐ ์ ๋
๋์ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ ์ด๋ฅด๋ฌ ๊ตฌ์กฐ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. CBN
์คํ์ฒด์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ด๊ธฐ ํจ๊ท ์ด์ ์ธ์ฅ์ธก ์ฐ๋จ์ผ๋ก๋ถํฐ
๋ฐ์๋์์ผ๋, ํ์ค์ด ์ฆ๊ฐ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ํผ๋ณต๋ฐ๋ฆฌํ์์ด ๋ฐ
์ํ๋ CBN ์คํ์ฒด์๋ ๋ฌ๋ฆฌ ์คํ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๋ค์
์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์๋๋ฉด์ ์ต๋ํ์ค์ ๋๋ฌ๋ ์ดํ ๊ท ์ด
ํญ์ด ์ ์ฐจ ์ฆ๊ฐํ์ฌ ์ต์ข ํ๊ดด๋๋ ์์์ด ๋ํ๋ฌ๋ค.
๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์๋ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ CBF-
L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ์ ์ฌํ๊ฑฐ๋, ๋ค์ ๋์ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์์
๊ตฌ์กฐ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์๋์๋ค. ์ด๋ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๋ณด ๋จ
๋ฉด์ ์คํ์ฒด ์ ๊ธธ์ด์ ๊ฑธ์ณ ์ผ์ ํจ์ผ๋ก์จ ๊ฐ๋ ฅ์ ์ํ
๋ณด ๋จ๋ฉด์ ์์ถ ๋ฐ ์ธ์ฅ์๋ ฅ์ด ์ํํ๊ฒ ์ ๋ฌ๋ ๋ฐ๋ฉด,
CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ณด์ ๊ตฌ๊ฐ์ SHCC ๋จ๋ฉด์ด
๋ณด์๋์ง ์์ ๊ตฌ๊ฐ์ ๋จ๋ฉด ๋ฐ์ ์กด์ฌํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด ์ฝ
ํฌ๋ฆฌํธ์์ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์๋ง ์์กดํ์ฌ ์๋ ฅ์ด ์ ๋ฌ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ
์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ด SHCC์ ์ํ ๋จ๋ฉด์ฆ์ค์ ๊ธฐ
์กด ๋ถ์ฌ์ ๋จ๋ฉด์ ์ฆ๊ฐ์ํค์ง๋ง ๋ด๋ ฅ ์ฆ์ง ๋ฐ ๊ท ์ด์์
์ ์ด์ ์์ด์๋ ํผ๋ณต ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ ํ SHCC๋ก ๋จ
๋ฉด์ ๋ณต๊ตฌํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ๋ณด๋ค ํจ์จ์ ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๊ฐ๋๋ค.
์ ์ ํ ๋ด์ฉ์ ์ข ํฉํด ๋ณผ ๋, SHCC๋ก ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด
๊ฐ CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ค์์ ๋ฏธ์ธ ๊ท ์ด
์ ๋ถ์ฐ์ํค๊ณ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ท ์ดํญ์ ์ง์ ์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ์ด
ํจ์ผ๋ก์จ ๊ทน์ฌํ ์ฒ ๊ทผ๋ถ์ ํ๊ฒฝ์ ๋ ธ์ถ๋๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ด
๊ตฌ์ฑ ์ฆ์ง์ ํจ๊ณผ์ ์ธ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ๋ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก
ํ๋จ๋๋ค. ๋ํ Fig. 7(d) ๋ฐ (e)์์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด
CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ณด์์ฌ์ ์ํ๋ถ ๊ณ๋ฉด์์ ๋ถ
์ฐฉํ๊ดด์ ์ํด SHCC๊ฐ ๋ฐ๋ฆฌ๋์๋ค. ์ด๋ ์ ์ ํ ๋ฐ์
๊ฐ์ด CBF- L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ํจ์๋ ฅ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ๋ ์ฌ๋ฃ
๊ฐ์ ํํ์ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ ๋ฐ ์ต์ปค๋ณผํธ์ ์ ๋จ๋ ฅ์ ํฌ๊ฒ ์์กด
ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ถํ ์ด ์ฐ๊ตฌ์
์ถ๊ฐ ์คํ ์ ๋จ๋ฉด์ฆ์ค๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํ ์คํ์ฒด ์ ์ ์์๋
๋ชจ์ฌ์์ ์ผ์ฒดํ ๊ฑฐ๋์ ๋ํ ๋ฐฉ์์ด ์ธ์ฌํ๊ฒ ๊ฒํ ๋์ด
์ ธ์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 8์ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์ ์ฒด ํจ๊ท ์ด ๊ฐ์๋ฅผ ACI 224 ๊ธฐ
์ค์์ ๊ท์ ํ๋ 0.4 mm ์ด์์ ๊ท ์ด๊ณผ 0.4 mm ๋ฏธ๋ง์
๊ท ์ด๋ก ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ๋ํ๋ธ ๊ฒฐ๊ณผ CBN ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ 0.4 mm
์ด์์ธ ๊ท ์ด์ ์๊ฐ 0.4 mm ๋ฏธ๋ง์ธ ๊ท ์ด์ ์๋ณด๋ค ์ฝ
6.3๋ฐฐ ์ ๋ ๋ง์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ์ด๋ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ดํ ํ์ค
์ด ์ฆ๊ฐ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ดํญ์ด ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ์ฆ๊ฐ๋์ด ๋งคํธ๋ฆญ์ค
๋ด์์ ์๋ ฅ์ ์ฌ๋ถ๋ฐฐ๊ฐ ์ํํ๊ฒ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง ์์๊ธฐ ๋
๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
SHCC๋ก ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๋ 0.4 mm ๋ฏธ๋ง์ธ ๊ท ์ด
์ ์๊ฐ 0.4 mm ์ด์์ธ ๊ท ์ด์ ์๋ณด๋ค ์ฝ 4~5.7๋ฐฐ ์ ๋
๋ง์ด ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ SHCC ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ด ์ฌ์ ์ ๊ฐ
๊ต์์ฉ์ผ๋ก ์ธํด ์ด๊ธฐ ๋ฐ์๋ ๊ท ์ด ํญ์ด ํ์ค ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ
๋ผ ์ฆ๊ฐ๋์ง ์๊ณ ๊ธฐ ๋ฐ์๋ ๊ท ์ด์ ์ธ์ ์์ญ์ ์๋ก์ด
๋ฏธ์ธ ๊ท ์ด์ ํ์ฐ์์ผ ๋ฏธ์ธํ ๋ค์์ ๊ท ์ด์ด ๊ด๋ฒ์ํ๊ฒ
๋ถํฌํ๋๋ก ํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ ํจ๊ท ์ด ๊ฐ์๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ CBF-P
๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ์ฝ 2๋ฐฐ ์
๋ ๋ง์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ท ์ดํญ์ด ํฐ ๊ท ์ด์
์๋ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด๊ฐ CBF-
L๊ณ์ด์ ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ๋์ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ ํ๋ณด๋ก ์ธํด ๊ธฐ์กด ์ฒ
๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์์ ์คํ๊ตฌ๊ฐ์ ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ด์ ๊ฒฐ์๋ ฅ์ด
์ฆ๊ฐํ์ฌ ์ผ์ฒด๋ก ๊ฑฐ๋ํจ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ ์ด ์ฑ๋ฅ์ด ํจ๊ณผ์
์ผ๋ก ์์ฉํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. CBF-L๊ณ์ด์ ์คํ
์ฒด์ CBN ์คํ์ฒด๋ฅผ ๋น๊ต ์ 2.7๋ฐฐ ์ ๋ ๋ง์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด
์ด ๋ฐ์ํ์ฌ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ด๊ณ์์ด ๋ณด์ ์ฌ๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณด
์ ํจ๊ณผ๊ฐ ํ์ฐํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ํ
116โํ๊ตญ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง ์ 23๊ถ ์ 1ํธ (2011)
์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ท ์ดํญ ๋ฐ ๊ท ์ด๊ฐ์ ์ง์ ์
์์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ ๋ํ๋์ง ์์๋๋ฐ, ์ด๋ ๊ท ์ด๊ฑฐ๋์ ์
์ด์ ์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด๋ณด๋ค๋ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณด์ ๋ด
๋ ฅ ์ฆ๊ฐ์ ์ํฅ์ด ์ง๋ฐฐ์ ์ผ๋ก ์์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ํ๋ฉด ์ดํ๊ฐ ๋ฐ์๋ ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ
์ ํ๋ฉด์ ๋ณํ ๋ฅ๋ ฅ์ด ์ฐ์ํ SHCC๋ก ๋จ๋ฉด๋ณต๊ตฌ ๋๋ ์ฆ
์คํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ SHCC์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด ๋ค์๋ถํฌ ํน์ฑ์ ์ํด
์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ํ๋ฉด์ ๋ฐ์๋๋ ๊ท ์ดํญ์ ์ ์ดํจ์ผ
๋ก์จ ๊ท ์ด ์์์ ์ ์ดํ๋๋ฐ ํจ๊ณผ์ ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4.2 ๊ฐ์ฑํน์ฑ
Fig. 9 ๋ฐ Table 6์ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ๊ฐ์ฑ์ ํํน์ฑ์ ๋น๊ต
ํ์ฌ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. Fig. 9(a)์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ๋ณด์
๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด๊ณผ ๋ฌด๊ดํ๊ฒ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ์ค
ํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ํ์ค ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๋ค์ ์๋งํ ๊ฐ์ฑ
์ ํํน์ฑ์ ๋ณด์๋ค. ์ด๊ธฐ ํจ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์์ ์์ CBF-L-
0.75 ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ธํ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ CBN ์คํ์ฒด์ ์
์ฌํ๊ฑฐ๋ ์ํํ๋ ๊ฐ์ฑ์ ๋ํ๋๋ค. CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด
์ ์ด๊ธฐ ๊ฐ์ฑ์ 9.1 kN/mm๋ก CBN ์คํ์ฒด์ 9.9 kN/mm
์ ๋น๊ต ์ ์ฝ 8.7% ๋ฎ์ ๊ฐ์ ๋ํ๋์ผ๋, ์ดํ ๊ธ๊ฒฉํ
๊ฐ์ฑ ์ ํ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ CBN ์คํ์ฒด์๋ ๋ฌ๋ฆฌ ์์ ๋ ๊ฐ
์ฑ์ ํํน์ฑ์ ๋ณด์๋ค.
Fig. 9 Stiffness degradation characteristics of beam specimens
Table 6 Summaries of test results
Specimens
Stiffness Cumulative dissipated energy Energy dissipation index Ductility ratio
Ki1)
(kN/mm)
Ky2)
(kN/mm)
Kmax3)
(kN/mm)
Et4)
(kNmm)Ei
5)ฮดmax / ฮดy
Positive Negative
CBN 9.9 3.6 1.3 3685.8 62.4 3.2 3.2
CBF-P-1.30 9.9 4.1 1.2 4028.2 70.7 3.9 4.8
CBF-P-0.75 10.4 3.8 1.0 4523.9 85.4 4.9 4.8
CBF-L-1.30 9.8 4.7 1.4 5265.8 86.3 3.9 3.6
CBF-L-0.75 9.1 4.7 1.3 4806.6 75.5 3.9 3.7
1) Ki : stiffness at the time of initial flexure crack 4) Et : total of cumulative dissipated energy
2) Ky : stiffness at the time of yielding of steel 5) Ei : energy dissipation index (Et/(Py ร ฮดy)/2)
3) Kmax : stiffness at the time of maximum strength 6) ฮดmax : displacement at the maximum strength
ฮดy : displacement at the yielding strength
Fig. 8 Total number of cracks
๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ดโ117
์ฃผ๊ทผ ํญ๋ณต ์์ ์์ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์
๊ด๊ณ์์ด SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ CBN ์คํ์ฒด๋ณด
๋ค ๋์ ๊ฐ์ฑ์ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์๋ ๋จ
๋ฉด์ด ์ฆ์ค๋ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด๊ฐ ๋จ๋ฉด์ด ๋ณต๊ตฌ๋ CBF-
P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก ์ฝ 20% ์ ๋ ๋์
๊ฐ์ฑ์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ ๋จ๋ฉด์ฆ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ๋จ๋ฉด ๊ฐ์ฑ ๋ฐ
๋ด๋ ฅ ์ฆ๊ฐ์ ์ ์ฌํ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด๊ณ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ
ํ ์คํ์ฒด์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ์ด๊ธฐ ๊ฐ์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ
๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
์ฃผ๊ทผ ํญ๋ณต ์์ ์ดํ ์ต๋ํ์ค ๋ฐ ์ต์ข ํ๊ดด์ ๊น์ง์
๊ฐ์ฑ์ ํํน์ฑ์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ ์ ์ฌํ ๊ฐ์ฑ
์ ํ ํน์ฑ์ ๋ณด์๋ค. ์ด๋ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด
๊ฐ CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ์๋์ ์ผ๋ก ๋์ ์ต๋ํ์ค์
๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ SHCC์ ์ฐ์ํ ๋ณํ๋ฅ๋ ฅ ๋ฐ ๊ท ์ด์์์ ์ด
๋ฅ๋ ฅ์ ์ํด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ฐ์ฑ์ ํ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ ํ
์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 9(b)๋ ๋ฐ๋ณต ์ธ์ดํด์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ์ฑ ๊ฐ์ ์์์ ๋ฌด
์ฐจ์ํํ์ฌ ๋น๊ตํ ๊ฒ์ด๋ค. CBN ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ ํจ
๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ ์ฝ 30%์ ๊ฐ์ฑ์ ํ๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๋ฐ๋ฉด, ๋ณด์
๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๊ด๊ณ์์ด SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ
๋ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ฝ 10~12% ๋ด์ธ์ ๊ฐ์ฑ์ ํ๋ฅผ ๋
ํ๋๋ค. ์ฃผ๊ทผ ํญ๋ณต ์์ ์์์ ๊ฐ์ฑ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ด๊ธฐ ํจ๊ท
์ด ๋ฐ์ ์์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก CBN ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฝ 22%
์ ๊ฐ์ฑ์ ํ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๋ฐ๋ฉด, SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์ค
ํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก ์ฝ 13%์ ๊ฐ์ฑ์ ํ๋ฅผ ๋ณด์๋ค.
์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ๊ทผ ํญ๋ณต ์์ ์์์ ๊ฐ์ฑ์
๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ด๊ณ์์ด PVA1.3+PE0.2๋ก ๋ณด
์๋ ์คํ์ฒด๊ฐ PVA0.75+PE0.75๋ก ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด์ ๋นํ
์ฌ ์ฝ 3% ์ ๋ ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
4.3 ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ
Fig. 10 ๋ฐ Table 6์ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์
๋น๊ตํ์ฌ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. Fig. 10(a)๋ ์ธ์ดํด ๋ณ 2ํ์
๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ๋ฉด์ ์ ์ ๋ถํ์ฌ ๋์ ํฉ์ฐํ ๋์ ์๋์ง์์ฐ
๋ฉด์ ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฌ์ ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์
๊ด๊ณ์์ด SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ CBN ์คํ์ฒด๋ณด
๋ค ๋์ ๋์ ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ๋ณด์ ๋ฐฉ
๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์๋ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด๊ฐ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด
์ ๋นํ์ฌ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก ์ฝ 18% ์ ๋ ๋์ ๋์ ์๋์ง์
์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋๋ค.
Fig. 9(a)์ ์ต๋ํ์ค ์์ ์ดํ์ ๊ฐ์ฑ์ ํ์์์ ํ
๋๋ก Fig. 10(a)์ ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ SHCC
๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ๊ฐ์ฑ์ ํ์จ์ด ๋ฎ์์๋ก ๋์
์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, CBN ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ CBF-
P๊ณ์ด์ ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ๊ฐ์ฑ์ ํ์จ
์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ด๊ธฐ ํจ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์์ ์ดํ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ
์ฑ์ ํ ๋ฐ ๋ฎ์ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ ๋ํ๋์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ฅ
๋ฎ์ ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ํ Fig. 10(b)๋ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์๋์ง์์ฐ์งํ๋ฅผ ๋ํ
๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฃผ๋ก ํญ๋ณต ์ดํ ์์ ์์ ๋ณด์์ฌ๋ฃ์ ์ํฅ์
ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ค์ ์ (1)๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ฒด ์๋์ง์์ฐ๋ฉด
์ ์ ํญ๋ณต ์์ ์์์ ์๋์ง์์ฐ๋ฉด์ ์ผ๋ก ๋๋์ด ๋ฌด์ฐจ
์ํํ์ฌ ๋ํ๋๋ค.
์๋์ง์์ฐ์งํ(energy dissipation index)
= Et / (Py ร ฮดy) / 2 (1)
SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ
13~32% ์ ๋ ๋์ ์๋์ง์์ฐ์งํ๋ฅผ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, SHCC
๋ก ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด ์ค CBF-P-0.75 ์คํ์ฒด ๋ฐ CBF-L-1.30
์คํ์ฒด๊ฐ 85.4~86.3์ผ๋ก ๊ฐ์ฅ ๋์ ์๋์ง์์ฐ์งํ๋ฅผ ๋
ํ๋๋ค. ์ด๋ Fig. 9(b)์ ์ต๋ํ์ค ์ดํ ๊ฐ์ฑ์ ํ์์์
์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด 2nd ์ธ์ดํด ๊ฐ์ฑ์ ํ์จ์ด 36%์ธ
CBF-P-1.30 ์คํ์ฒด ๋ฐ 16%์ธ CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด์ ๋นํ
์ฌ CBF-P-0.75 ๋ฐ CBF-L-1.30 ์คํ์ฒด๊ฐ 11% ๋ฐ 3.8%๋ก
์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ๊ฐ์ฑ์ ํ์จ์ ๋ํ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4.4 ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ
Fig. 11์ ๋ณด์๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋น๊ตํ์ฌ
Fig. 10 Energy dissipation characteristics of beam specimens
118โํ๊ตญ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง ์ 23๊ถ ์ 1ํธ (2011)
๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก CBN ์คํ์ฒด์ PVA0.75+PE0.75์ ํผ์
์กฐ๊ฑด์ ๊ฐ๋ SHCC ๋ ์คํ์ฒด๋ฅผ ๋น๊ตํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ์ ๋
ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ต๋ ํ์ค ์์ ์ฃผ๊ทผ ๋ณํ๋ฅ ์ CBN ์ค
ํ์ฒด๊ฐ ์ฝ 1,600 ยต๋ก ๊ฐ์ฅ ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, CBF-P-0.75
์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ 650 ยต๋ก CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ์ฝ 2.5๋ฐฐ,
CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด๋ 900 ยต๋ก ์ฝ 1.8๋ฐฐ ์ ๋ ๋ฎ์ ๋ณํ
๋ฅ ์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ SHCC์ ๋ณํ๊ฒฝํ ๋ฐ ๋ณํ๋ฅ ์ฆ์ง
ํน์ฑ์ด ๋ฐํ๋์ด ๊ท ์ด์ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํจ์ผ๋ก์จ ์ธ์ฅ
๋ฐ ์์ถ์ธก ์ฒ ๊ทผ์ ์๋ ฅ์ SHCC๊ฐ ์ผ๋ถ ๋ถ๋ดํ์๊ธฐ ๋
๋ฌธ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ณด์๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์๋ ๋จ๋ฉด๋ณต๊ตฌ๋ฐฉ
๋ฒ์ ์ํด SHCC๋ก ๋ณด์๋ CBF-P-0.75 ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ
CBF-L-0.75 ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ์ฝ 1.4๋ฐฐ ๋ฎ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋
ํ๋์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์์ ํฌ๋ฝ์ -๊ท ์ดํญ ๊ด๊ณ์์ ์ธ๊ธํ ๋ฐ
์ ๊ฐ์ด ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์คํ์ฒด์์ ์ผ์ฒดํ ๊ฑฐ๋ ํน
์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ฉด๊ท ์ด ๋ฐ ๋ด๊ตฌ
์ฑ ์ ํ ๋ฑ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๊ธฐ์กด ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ SHCC ๋ณด์
๊ณต๋ฒ์ ์ ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ฉฐ, ์ฒ ๊ทผ-์ฝํฌ๋ฆฌํธ
๊ฐ์ ์์ดํ ๊ทนํ๋ณํ๋ฅ ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ท ์ด ์ง์ ์
์์ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4.5 ์ฐ์ฑ๋น ํ๊ฐ
Fig. 12๋ ๊ฐ๋ ฅ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์ฐ์ฑ๋น๋ฅผ ๋
ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ทธ๋ฆผ์์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ํ์ค ์คํ์ฒด
(CBN)์ ๋นํ์ฌ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ
๋ค์ ๋์ ์ฐ์ฑ๋น๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์
๋ CBF-P๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ์ฝ 50%, ๋จ๋ฉด์ฆ์ค๋ฐฉ๋ฒ
์ ์ํด SHCC๋ก ๋ณด์๋ CBF-L๊ณ์ด์ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ
์ฝ 18.8% ์ ๋๋ก ๋๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค. ์ด๋ CBF-P๊ณ์ด ์ค
ํ์ฒด๊ฐ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด์ ๋นํด ๋ค์ ๋ฎ์ ํ์ค ๊ฐ์
๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ๋ชจ์ฌ์์ ์ผ์ฒดํ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ์ฌ ์ต
์ข ํ๊ดด์ ๊น์ง ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋์ ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ์ ๋ํ๋๊ธฐ
๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๊ฐ ์คํ์ฒด์ ๊ฐ๋ ฅ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐ์ฑ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ
๊ณผ ๊ฑฐ์ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ ์ ์ฌํ ์ฐ์ฑ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์
์ผ๋, CBF-P-1.30 ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ๊ฐ๋ ฅ ์์ ์ฐ์ฑ ๋ฅ๋ ฅ
์ด ๋ถ๊ฐ๋ ฅ์ ๋ณด๋ค ์ฝ 24.6% ์ ๋ ๋ฎ๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค. ์ด๋
Fig. 11 Strain of main reinforcement
Fig. 12 ductility ratio of beam specimens
๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ดโ119
Fig. 7(b)์ ํ๊ดด์์์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ ๊ฐ๋ ฅ ์์
๊ตฌ์กฐ์ ๊ท ์ด์ด ๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ 3.7rad์์ ์คํ์ฒด์ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ
์ ํฉ๋ถ ์๋จ๋ถ๋ฅผ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ์ฌ ์ต๋ํ์ค ๋๋ฌ ์ดํ
๋ด๋ ฅ์ด ๊ฐ์ํจ์ ๋ฐ๋ผ CBF-P-0.75 ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๋ค
์ ๋ฎ์ ์ฐ์ฑ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ถ๊ฐ๋ ฅ
์์ ์ฐ์ฑ๋ฅ๋ ฅ์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, CBN ์คํ์ฒด์
๋น๊ต ์ ์ฝ 20.6% ์ ๋ ๋์ ์ฐ์ฑ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ด์ด ์ถ
ํ ๋ณด์ ๊ณต๋ฒ์ ์ ์ฉ ์ ํฌ๊ฒ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก
ํ๋จ๋๋ค. ๋ํ ๋์ผํ ๋ณด์ ๊ณต๋ฒ์ด ์ ์ฉ๋ ๊ฐ ์คํ์ฒด
๊ฐ์ ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐจ์ด๋ ํฌ์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋
ํ๋ฌ๋ค.
5. ๊ฒฐ ๋ก
1) ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด๊ณ ๊ฒฐ๊ณผ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋
์คํ์ฒด๊ฐ CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํด ์ฐ์ํ ์ฑ๋ฅ์ ๋ํ
๋๋ค. ๋ํ ๋ณด์๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ์๋ SHCC๋ก ๋จ๋ฉด ๋ณต
๊ตฌํ CBF-P๊ณ์ด์ ์คํ์ฒด, ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ์
๋ PVA0.75+PE0.75์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๊ฐ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ ๋ค
์ ์ฐ์ํ ์ฐ์ฑ ๋ฐ ๊ท ์ด์ ์ด์ฑ๋ฅ์ ๋ํ๋๋ค.
2) ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์ต์ข ํ๊ดด์์ ๊ฒฐ๊ณผ CBN ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ
์ฐ ๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํผ๋ณต์ด ๋ค์ ๋ฐ
๋ฆฌ๋๋ฉด์ ์ทจ์ฑ์ ์ผ๋ก ํ๊ดด๋์์ผ๋, SHCC๋ก ๋ณด์
๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ๋ฏธ์ธํ ๋ค์์ ๊ท ์ด์ ํญ๋๊ฒ ๋ถ
์ฐ์์ผ ๊ท ์ดํญ์ ์ง์ ์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํจ์ผ๋ก์จ
๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ด๊ตฌ์ฑ ์ฆ์ง์ ํจ๊ณผ์ ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ฉฐ,
ํฅํ ํด๋น ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ ๋ถ๋ถ์ ๋ณด์ ๊ณต๋ฒ ์ ์ฉ
๋ฐ ํ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
3) ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ๊ฐ์ฑ ๋ฐ ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ
๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋นํ์ฌ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ํ์ฑ๊ณ์๋ฅผ
๊ฐ๋ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด๊ฐ CBN ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ๋ฎ
์ ์ด๊ธฐ ๊ฐ์ฑ์ ๋ํ๋์ผ๋, ์ดํ ์์ ๋ ๊ฐ์ฑ์ ํ
์จ์ ๋ํ๋๋ค. ๋ํ CBF-P๊ณ์ด ๋ฐ CBF-L๊ณ์ด ์ค
ํ์ฒด๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋จ๋ฉด์ฆ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ๋จ๋ฉด ๊ฐ์ฑ ๋ฐ
๋ด๋ ฅ ์ฆ๊ฐ์ ์ ์ฌํ ํ์ค-๋ถ์ฌํ์ ๊ฐ ๊ด๊ณ์๋ ๋ถ
๊ตฌํ๊ณ ํ ์คํ์ฒด์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ์ด๊ธฐ ๊ฐ
์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ์ฌ CBF-L๊ณ์ด ์คํ์ฒด๊ฐ ๋ค์ ์ฐ์ํ ์ฑ
๋ฅ์ ๋ํ๋๋ค.
4) ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ
SHCC๋ก ๋ณด์๋ ์คํ์ฒด๊ฐ CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ ๋ฎ
์ ๋ณํ๋ฅ ์ด ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ธ์ฅ ๋ฐ ์์ถ์ธก ์ฃผ
๊ทผ์ ๋ณํ์๋์ง๋ฅผ SHCC๊ฐ ์ผ์ ๋ถ๋ถ ํก์ํ์๊ธฐ
๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ธฐ์กด ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ
SHCC ๋ณด์๊ณต๋ฒ ์ ์ฉ์ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ท ์ด์ง์ ๋ฐ ์์์
ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๊ธ
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ 2008๋ ์ ๋ถ(๊ต์ก๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ถ)์ ์ฌ์์ผ๋ก ํ
๊ตญ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋จ์ ์ง์์ ๋ฐ์ ์ํ๋ ์ฐ๊ตฌ(KRF-2008-314 -
D00421)์ ์ผ๋ถ์ด๊ณ , ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ฐธ์ฌํ ์ฐ๊ตฌ์(์ ์ผ๋ถ)
๋ 2๋จ๊ณ BK21 ์ฌ์ ์ ์ง์์ ๋ฐ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๊ฐ์ฌ๋๋ฆฝ
๋๋ค.
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ
1. Gergely, P. and Lutz, L. A., โMaximum Crack Width in
Reinforced Concrete Flexural Members,โ Causes, Mech-
anism, and Control of Cracking in Concrete, SP-20, Amer-
ican Concrete Institute, Detroit, 1973, pp. 87~117.
2. Naaman, A., Reinhardt, H. W., and Fritz, C., โReinforced
Concrete Beam with a SIFCON Matrix,โ ACI Structural
Jounal, Vol. 89 No. 1, 1992, pp. 79~88.
3. Li, V. C. and Wu, H. C., โMicromechanics Based Design for
Pseudo Stain-Hardening in Cementitious Composites,โ
Engineering Mechanics, ASCE, New York, 1992, pp.
740~743.
4. ์คํ๋, ์ด์์ค, ์ ์์ค๋, ๊น์ ์ฐ, โPVA ๋ฐ PE ์ฌ์ ๋ฅผ
ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ํ ๊ณ ์ธ์ฑ ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ฑ๋ฅํ
๊ฐ,โ ๋ํ๊ฑด์ถํํ ํ์ ๋ฐํ๋ํ ๋ ผ๋ฌธ์ง, 11๊ถ, 9ํธ, 2007,
pp. 575~578.
5. ์คํ๋, ๊น์ฉ์ฒ , ๊น์ ์ฐ, โ๋ณด๊ฐ์ฌ์ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณํ๊ฒฝ
ํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ ๊ฑฐ๋ํน์ฑ,โ ๋ํ๊ฑด์ถํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง
(๊ตฌ์กฐ๊ณ), 24๊ถ, 5ํธ, 2008, pp. 141~148.
6. ๊น์ค์ฉ, ๊น์ ์, ๊นํฌ์ , ํ๊ธฐ์ฃผ, ๊น์ง๊ทผ, โ๋ง์ดํฌ๋ก์ญํ
์ ์ํ์ฌ ์ค๊ณ๋ ECC(Enginerred Comentitious Composite)
์ ์ญํ์ ํน์ฑ,โ ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง, 17๊ถ, 5ํธ, 2005,
pp. 709~716.
7. ๊ณ ๊ฒฝํ, ๋ฐ์ ์ค, ๊น๋ฐฉ์ฑ, ์ด์ข ์, ๊น์ฑ์ฑ, ์ด์ฅํ, โ๊ฐ์ฌ์
๋ณด๊ฐ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์๊ณต์ฑ ํฅ์์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ,โ ํ๊ตญ
์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๊ฐ์ ํ์ ๋ํ ๋ ผ๋ฌธ์ง, 14๊ถ, 2ํธ, 2002,
pp. 749~754.
8. Chompreda, P. and Gustavo, J. Parra-Montesinos, โHigh-
Performance Fiber-Reinforced Cement Composites: An
Alternative for Seismic Design of Structures,โ ACI Struc-
tural Journal, Vol. 102, No. 5, 2005, pp. 668~675.
9. ํ๊ฑดํธ, โ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ถ์ ๋ณด์ ๋ฐ ๋ณด๊ฐ
๊ณต๋ฒ,โ ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ์ง, 17๊ถ, 4ํธ, 2005, pp. 57~67.
10. KS F 2403, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ๋ ์ํ์ฉ ๊ณต์์ฒด ์ ์ ๋ฐฉ๋ฒ, ํ
๊ตญํ์คํํ, 2005, 13 pp.
11. KS F 2405, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์์ถ๊ฐ๋ ์ํ๋ฐฉ๋ฒ, ํ๊ตญํ์คํ
ํ, 2005, 9 pp.
12. KS F 2408, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํจ๊ฐ๋ ์ํ๋ฐฉ๋ฒ, ํ๊ตญํ์คํํ,
2005, 14 pp.
13. JSCE-E-531, Test Method for Tensile Properties of Con-
tinuous Fiber Reinforcing Materials, 1999.
14. American Concrete Institute (ACI) Committee 224, Control
of Cracking in Concrete Structures, Ditroit, 1991.
120โํ๊ตญ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ ผ๋ฌธ์ง ์ 23๊ถ ์ 1ํธ (2011)
์ ์ฝ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด(SHCC)๋ก ๋ณด์๋ ํจํญ๋ณตํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด์ ์ด ์ฑ๋ฅ์ ๊ด
ํ ์คํ์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ๋ค๋ฃจ์๋ค. ์ด ์คํ์ ์ํ์ฌ ์ด 5๊ฐ์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ์ต์ข
ํ๊ดด์ ๊น์ง ๊ท ์ด์ ์ด ์ฑ๋ฅ์ ํ๊ฐํ์๋ค. ์คํ์ฒด ๊ณํ์ ๋ณดํต ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ธฐ์ค ์คํ์ฒด๋ก ๊ณํํ ํ์ค ์คํ์ฒด(CBN)
์ ์ฌ์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ SHCC์ ์ข ๋ฅ ๋ฐ SHCC ๋ณด์ ๋ฐฉ๋ฒ(patching and layering)์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๊ฐ ๋ ํ์ ์ฉ ๊ตฌ๋ถํ์ฌ
์ ์ํ์๋ค. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ์ต์ข ํ๊ดด์ ๋ผ์ง ์ทจ์ฑํ๊ดด ๋ฐ ํญ๋ ฌํ์ ๋ฑ์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์์ผ๋ฉฐ,
๋ฏธ์ธํ ๋ค์์ ๊ท ์ด์ด ํญ๋๊ฒ ๋ถํฌํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์์ผ๋, CBN ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ๋ฉด ๋ฐ๋ฆฌ ๋ฐ ์ทจ์ฑ์ ํ๊ดด์
์์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ท ์ด ์์ ์ํ ๋ฐ ํจ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์์ด SHCC์ ์ฐ์ํ ๋ชจ๋ฉํธ ๊ฐ๋, ์ฐ
์ฑ๋ฅ๋ ฅ ๋ฐ ์ต๋ํ์ค ์ดํ์ ์๋์ง์์ฐ๋ฅ๋ ฅ ๋ฑ์ด ์ํํ๊ฒ ์์ฉํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ํ ๋์ผํ ์ฒ์ง์์์ ๊ท
์ดํญ์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ CBN ์คํ์ฒด์ ๋นํ์ฌ SHCC๋ก ๋ณด์๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๊ฐ ์คํ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๋ฏธ์ธํ ๊ท ์ด์ด ๋ค์ ๋ถ
ํฌ๋๋ ์์์ ๋ํ๋๋ค. ํนํ, PE์ฌ์ ์ ์ฐ์ํ ๊ธฐ๊ณ์ ํน์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ์ฌ PVA0.75+PE0.75์ ํผ์ ์กฐ๊ฑด์ ๊ฐ๋ SHCC๊ฐ
๋ค์ ๋์ ๋ด๊ตฌ์ฑ ๋ฐ ์ฐ์ฑ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋๋ค. ์ด์ฒ๋ผ ๋ณด์ ์ฌ์ฉ์ฑ๊ณผ ๊ด๋ จํ์ฌ ๊ท ์ดํญ์ ์ง์ ์ ๋งค์ฐ ์ค์ํ ์๋ฏธ๋ฅผ ๊ฐ์ผ
๋ฉฐ, SHCC๋ฅผ ๊ธฐ์กด ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๋ณด์๋ณด๊ฐ์ฌ๋ฃ๋ก ํ์ฉํ์์ ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฌ์ฉ์ฐํ์ ์ฆ๊ฐ์ํฌ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
ํต์ฌ์ฉ์ด :๋ณํ๊ฒฝํํ ์๋ฉํธ ๋ณตํฉ์ฒด(SHCC), ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด, ๊ท ์ด์ ์ด์ฑ๋ฅ, ๋ด๊ตฌ์ฑ