국내는 건축물이 고층화 및 대형화의 변화로 인하여 건축물의 사용성, 내구성, 안전성에 대하여 많은 관심을 가지고 있으며, 이를 해결하기 위한 대책마련이 매우 중요한 문제이다. 특히 균열이 발생하게 되면 철근이 부식되고 부피가 팽창하여 건축물의 내구성에 문제가 발생하며, 안전성과 직결된다.
문제점의 해결대책에 대한 방법 중 균열은 건조수축 균열, 온도 응력에 의해 균열, 화학적 반응에 의한 균열 자연 기상에 의한 균열 등의 이유로 균열이 발생하게 되는데 이를 저감 시키는 방안으로 콘크리트의 수분 증발을 억제시키는 방법, 수축력을 완화시키는 방법, 섬유를 보강시켜 응력분산에 대응하는 방법 등이 있다. 또한 ...
국내는 건축물이 고층화 및 대형화의 변화로 인하여 건축물의 사용성, 내구성, 안전성에 대하여 많은 관심을 가지고 있으며, 이를 해결하기 위한 대책마련이 매우 중요한 문제이다. 특히 균열이 발생하게 되면 철근이 부식되고 부피가 팽창하여 건축물의 내구성에 문제가 발생하며, 안전성과 직결된다.
문제점의 해결대책에 대한 방법 중 균열은 건조수축 균열, 온도 응력에 의해 균열, 화학적 반응에 의한 균열 자연 기상에 의한 균열 등의 이유로 균열이 발생하게 되는데 이를 저감 시키는 방안으로 콘크리트의 수분 증발을 억제시키는 방법, 수축력을 완화시키는 방법, 섬유를 보강시켜 응력분산에 대응하는 방법 등이 있다. 또한 염해 등의 영향으로 콘크리트 속에 염분침투가 발생하여 철근부식 등의 문제로 균열이 발생하게 되는데 이러한 경우 염해에 의해 발생되는 철근부식을 감소시켜 균열을 저감하는 대책도 필요하다.
이에 본 연구에서는 각종 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트가 가지는 특성들을 파악하고 하이브리드 섬유보강 콘크리트가 균열저감을 위한 강도 증진, 염분 침투저항성 등에 대한 영향 등을 파악하고 각 섬유 혼입콘크리트의 연구결과를 산출하여 분석하고자 한다.
섬유의 형태와 갈이가 각각 다른 셀룰로오스섬유, 폴리프로필렌섬유, 폴리비닐알코올섬유, 나일론섬유, 강섬유 등 5종류의 단일섬유콘크리트(Fiber Reinforced Concrete)와 강섬유를 기준으로 2종류 및 3종류의 섬유를 혼입한 하이브리드섬유콘크리트(Hybrid Fiber Reinforced Concrete) 실험을 진행하여 섬유의 종류와 형태, 혼입율의 차이가 콘크리트의 강도특성 및 염분침투성에 미치는 영향을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
첫째, 강도시험을 통하여 분석한 결과, 섬유 혼입으로 인한 OPC 대비 압축강도의 상승은 거의 없었으며 몇몇 섬유를 제외하고는 OPC와 유사한 강도를 가지는 것으로 나타났다. 또한 인장강도의 경우 대부분의 섬유가 OPC에 비해 유사하며 몇몇 섬유의 경우 우수한 강도를 가진다.
둘째, 염분침투시험을 통하여 분석한 결과, FRC 및 HFRC의 각 섬유혼입이 OPC 대비 40%이상의 저감을 보여주었다. 섬유혼입 콘크리트의 경우 염분침투 억제효과가 충분히 있으며 몇몇 섬유의 경우 월등히 우수한 염분침투계수를 가지고 있다. 이는 섬유들이 콘크리트 내부에서 더욱 밀실한 효과를 발휘하는 등 콘크리트의 치밀성에 대한 영향이 큰 것으로 추측된다.
셋째, 콘크리트 강도와 염분침투성 시험 결과를 비교 분석한 결과, 압축강도가 증가할 경우 염분 확산계수는 감소하는 것으로 나타났으며 섬유혼입 콘크리트의 경우 혼입율에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 이로써 염해 관련하여 섬유혼입의 경우 철근부식을 조금이나마 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
마지막으로 염해와 관련이 있는 해안 지역이나 공항, 터널 등의 공사현장에서 사용하는 기존의 일반 콘크리트에 비해 섬유보강콘크리트가 성능부분에서 우수하며 그 중에서 1.2%이하의 섬유 혼입으로도 강도저하 없이 염분침투가 적어 충분히 사용이 가능하다는 것을 알 수 있었으며 특히 셀룰로오스섬유의 경우 91일 이후에 강도부분이나 염분침투부분에서 충분히 우수하여 활용가치가 있다고 판단된다.
국내는 건축물이 고층화 및 대형화의 변화로 인하여 건축물의 사용성, 내구성, 안전성에 대하여 많은 관심을 가지고 있으며, 이를 해결하기 위한 대책마련이 매우 중요한 문제이다. 특히 균열이 발생하게 되면 철근이 부식되고 부피가 팽창하여 건축물의 내구성에 문제가 발생하며, 안전성과 직결된다.
문제점의 해결대책에 대한 방법 중 균열은 건조수축 균열, 온도 응력에 의해 균열, 화학적 반응에 의한 균열 자연 기상에 의한 균열 등의 이유로 균열이 발생하게 되는데 이를 저감 시키는 방안으로 콘크리트의 수분 증발을 억제시키는 방법, 수축력을 완화시키는 방법, 섬유를 보강시켜 응력분산에 대응하는 방법 등이 있다. 또한 염해 등의 영향으로 콘크리트 속에 염분침투가 발생하여 철근부식 등의 문제로 균열이 발생하게 되는데 이러한 경우 염해에 의해 발생되는 철근부식을 감소시켜 균열을 저감하는 대책도 필요하다.
이에 본 연구에서는 각종 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트가 가지는 특성들을 파악하고 하이브리드 섬유보강 콘크리트가 균열저감을 위한 강도 증진, 염분 침투저항성 등에 대한 영향 등을 파악하고 각 섬유 혼입콘크리트의 연구결과를 산출하여 분석하고자 한다.
섬유의 형태와 갈이가 각각 다른 셀룰로오스섬유, 폴리프로필렌섬유, 폴리비닐알코올섬유, 나일론섬유, 강섬유 등 5종류의 단일섬유콘크리트(Fiber Reinforced Concrete)와 강섬유를 기준으로 2종류 및 3종류의 섬유를 혼입한 하이브리드섬유콘크리트(Hybrid Fiber Reinforced Concrete) 실험을 진행하여 섬유의 종류와 형태, 혼입율의 차이가 콘크리트의 강도특성 및 염분침투성에 미치는 영향을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
첫째, 강도시험을 통하여 분석한 결과, 섬유 혼입으로 인한 OPC 대비 압축강도의 상승은 거의 없었으며 몇몇 섬유를 제외하고는 OPC와 유사한 강도를 가지는 것으로 나타났다. 또한 인장강도의 경우 대부분의 섬유가 OPC에 비해 유사하며 몇몇 섬유의 경우 우수한 강도를 가진다.
둘째, 염분침투시험을 통하여 분석한 결과, FRC 및 HFRC의 각 섬유혼입이 OPC 대비 40%이상의 저감을 보여주었다. 섬유혼입 콘크리트의 경우 염분침투 억제효과가 충분히 있으며 몇몇 섬유의 경우 월등히 우수한 염분침투계수를 가지고 있다. 이는 섬유들이 콘크리트 내부에서 더욱 밀실한 효과를 발휘하는 등 콘크리트의 치밀성에 대한 영향이 큰 것으로 추측된다.
셋째, 콘크리트 강도와 염분침투성 시험 결과를 비교 분석한 결과, 압축강도가 증가할 경우 염분 확산계수는 감소하는 것으로 나타났으며 섬유혼입 콘크리트의 경우 혼입율에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 이로써 염해 관련하여 섬유혼입의 경우 철근부식을 조금이나마 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
마지막으로 염해와 관련이 있는 해안 지역이나 공항, 터널 등의 공사현장에서 사용하는 기존의 일반 콘크리트에 비해 섬유보강콘크리트가 성능부분에서 우수하며 그 중에서 1.2%이하의 섬유 혼입으로도 강도저하 없이 염분침투가 적어 충분히 사용이 가능하다는 것을 알 수 있었으며 특히 셀룰로오스섬유의 경우 91일 이후에 강도부분이나 염분침투부분에서 충분히 우수하여 활용가치가 있다고 판단된다.
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