[논문]섬유 혼입률에 따른 섬유보강 경량골재 콘크리트의 역학적 특성

이행기; 송수용

doi:10.4334/jkci.2006.18.6.743

초록
AI-Helper

본 논문은 오토클레이브 양생과정 없이 제작되는 섬유보강 경량골재 콘크리트(FRLAC)의 섬유 혼입률에 따른 역학적 특성의 변화를 알아보기 위해 수행된 실험적 연구의 결과에 대해 서술하고 있다. FRLAC는 폴리프로필렌 섬유와 경량골재를 혼입함으로써 기포 콘크리트의 강도를 증진시켰다. 섬유의 혼입률이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보고 최적 섬유 혼입량을 결정하기 위해 폴리프로필렌 섬유의 혼입률이 0%, 0.10%, 0.25%, 0.50%인 공시체들을 제작하여 일련의 압축강도시험과 휨강도시험을 수행하였다. 시험 결과 0.25%의 섬유 혼입률에서 압축강도가 가장 많이 증대되었고, 섬유가 FRLAC의 균열진전을 제어함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents results of an experimental study conducted to investigate the effect of volume fraction of fibers on the mechanical properties of a fiber-reinforced, lightweight aggregate concrete(FRLAC) that was produced without an autoclave process. The FRLAC enhanced the strength of lightweig...

This paper presents results of an experimental study conducted to investigate the effect of volume fraction of fibers on the mechanical properties of a fiber-reinforced, lightweight aggregate concrete(FRLAC) that was produced without an autoclave process. The FRLAC enhanced the strength of lightweight, cellular concrete by adding polypropylene fibers and lightweight aggregates. To investigate the effect of volume fraction of fibers on the mechanical behavior of FRLAC and to determine the optimal volume fraction of fibers, a series of compression and flexural strength tests on FRLAC specimens with various fiber volume fractions(0%, 0.10%, 0.25%, 0.50%) were conducted. It was observed from the tests that a 0.25% volume fraction of fibers maximized the increase in the strength of FRLAC and the fibers controlled cracking in FRLAC.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구진은 강도와 기능성을 향상시키기 위해 섬유를 혼입한, 오토클레이브 양생과정 없이 제작되는 섬유보강경량골재 콘크리트(fiber-reinforced, lightweight aggregate concrete, FRLAC) 개발 연구를 선행한 바 있으며明, 본 연구에서는 FRLAC의 최적 섬유 혼입량을 결정하기 위해 섬유의 혼입률에 따른 FRLAC의 역학적 특성에 대해 알아보고자 한다.
본 논문에서는 오토클레이브 양생과정 없이 제작할 수 있는 새로운 FRLAC의 최적 섬유 혼입량을 결정하기 위해 폴리프로필렌 섬유의 혼입률에 따른 FRLAC의 역학적 특성 변화에 대한 시험 결과를 소개하였다. 섬유 혼입률이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 섬유의 혼입률이 0%, 0.
본 연구를 통하여 FRLAC의 최적 섬유 혼입률과 섬유혼입률에 따른 FRLAC의 역학적 특성 변화를 알 수 있었다. 앞으로 FRLAC의 성능 향상과 보다 정확한 역학적 특성 파악을 위해 섬유의 종류, 실리카퓸, 플라이애쉬, 양생조건 등이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향에 대해 추가적인 연구가 요구된다.

제안 방법

경량잔골재와 굵은골재를 사용하였다. 배합은 원주형공시체를 이용한 예비 압축강도시험 A에 의해 결정된 배합을 사용하였으며, 섬유의 혼입률이 FRLAC의 역학적특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 섬유를 여러 가지 비율로 혼입한 공시체들을 제작하였다. 마지막으로 FRLAC의 역학적 특성을 알아보기 위해 압축강도시험 및 휨강도시험을 수행하였다.
배합은 원주형공시체를 이용한 예비 압축강도시험 A에 의해 결정된 배합을 사용하였으며, 섬유의 혼입률이 FRLAC의 역학적특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 섬유를 여러 가지 비율로 혼입한 공시체들을 제작하였다. 마지막으로 FRLAC의 역학적 특성을 알아보기 위해 압축강도시험 및 휨강도시험을 수행하였다.
본 시험에서는 예비 압축강도시험3)에 의 해 결정 된 배 합비 를 사용하였으며 , 사용된 배합비는 Table 1과 같다. 섬유 혼입률이 FRLAC의 역학적특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 섬유 혼입률이 각각 0%, 0.10%, 0.25%, 0.50%의 부피비를 가지는 공시체들을 제작하였다.
근거하였다. 시험은 만능시험기(UTM)를 이용하였으며 0.005 mm/sec의 속도로 변위제어 방식을 이용하여 수행하였다. 시험자료는 UCAM-20PC 데이터 로거가 연결된 노트북 컴퓨터를 이용하여 공시체가 파괴될 때까지 매 3초마다 자동으로 기록되었다.
시험자료는 UCAM-20PC 데이터 로거가 연결된 노트북 컴퓨터를 이용하여 공시체가 파괴될 때까지 매 3초마다 자동으로 기록되었다. 압축강도시험을 통하여 FRLAC의 섬유 혼입률에 따른 압축강도, 탄성계수, 푸아송비, 단위중량을 측정하였고, 휨강도시험을 통하여 휨강도 및 에너지흡수량을 측정하였다.
진행되었다. 비교를 위해 섬유를 보강하지 않은 기준공시체의 시험도 진행되었다.
휨강도 시험의 시험 방법, 체계 및 관련 장비는 ASTM C 78 규격 a 및 KS F 2408 규격〃에 근거하였고, 하중-처짐 거동은 150 mmX 150 mmx450mm의 크기를 가진 보형 공시체에 삼등분점 재하 시험을 수행하여 결정하였다. Fig.
특성 변화에 대한 시험 결과를 소개하였다. 섬유 혼입률이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 섬유의 혼입률이 0%, 0.10%, 0.25%, 0.50% 인공시체들에 대해 일련의 압축강도시험과 휨강도시험을 진행하였다. 본 실험적 연구를 통해 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다.
폴리프로필렌 섬유의 혼입률이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 서로 다른 섬유 혼입률을 가지는 공시체들에 대해 일련의 압축시강도험과 휨강도시험이 진행되었다. 비교를 위해 섬유를 보강하지 않은 기준공시체의 시험도 진행되었다.

대상 데이터

시멘트 매트릭스 내에 기포를 안정적으로 생성시키기 위하여 협력업체인 T사가 개발한 기포제를 사용하였으며, FRLAC의 강도를 높이기 위해 팽창혈암으로 만들어진 경량잔골재와 굵은골재를 사용하였다. 배합은 원주형공시체를 이용한 예비 압축강도시험 A에 의해 결정된 배합을 사용하였으며, 섬유의 혼입률이 FRLAC의 역학적특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 섬유를 여러 가지 비율로 혼입한 공시체들을 제작하였다.
시험에 사용된 콘크리트의 구성은 저)1종 보통포틀랜드시멘트, 경량잔골재와 굵은골재, 혼합된 혼화제, 폴리프로필렌 섬유이다. 시멘트는 국내 S사에서 생산하는 비중 3.
섬유이다. 시멘트는 국내 S사에서 생산하는 비중 3.15의 제1종 보통포틀랜드시멘트를 사용하였으며, 골재는 중국에서 팽창혈암을 이용하여 생산한 비중 0.324〜0.600의 경량골재를 사용하였다. 본 연구에서는 폴리카본산계고유동화제와 협력업체인 T사가 독자적으로 개발한 기포제를 혼합한 혼화제를 사용하였으며, 섬유는 국내 S사에서 생산하는 비중 0.
600의 경량골재를 사용하였다. 본 연구에서는 폴리카본산계고유동화제와 협력업체인 T사가 독자적으로 개발한 기포제를 혼합한 혼화제를 사용하였으며, 섬유는 국내 S사에서 생산하는 비중 0.91, 탄성 계수 3.53-17.65 GPa, 인장강도 254.97〜696.27 GPa, 길이 19 mm의 단사형 폴리프로필렌 섬유를 사용하였다. 본 시험에서는 예비 압축강도시험3)에 의 해 결정 된 배 합비 를 사용하였으며 , 사용된 배합비는 Table 1과 같다.
27 GPa, 길이 19 mm의 단사형 폴리프로필렌 섬유를 사용하였다. 본 시험에서는 예비 압축강도시험3)에 의 해 결정 된 배 합비 를 사용하였으며 , 사용된 배합비는 Table 1과 같다. 섬유 혼입률이 FRLAC의 역학적특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 섬유 혼입률이 각각 0%, 0.
압축강도시험을 위하여 0150 mm X300 mm의 크기를 가진 원주형 공시체들을 제작하였으며, 휨강도시험을 위해서는 150 mmX150 mm x450 mm의 보형 공시체들을 제작하였다. 재료의 배합방법 등의 자세한 사항은 Lee와 Song»에 소개 되었다.
005 mm/sec의 속도로 변위제어 방식을 이용하여 수행하였다. 시험자료는 UCAM-20PC 데이터 로거가 연결된 노트북 컴퓨터를 이용하여 공시체가 파괴될 때까지 매 3초마다 자동으로 기록되었다. 압축강도시험을 통하여 FRLAC의 섬유 혼입률에 따른 압축강도, 탄성계수, 푸아송비, 단위중량을 측정하였고, 휨강도시험을 통하여 휨강도 및 에너지흡수량을 측정하였다.
섬유 혼입률이 0%, 0.10%, 0.25%, 0.50%인 4종류의 배합에 대해 각각 4개에서 5개 공시체들이 시험에 사용되었고 시험 결과는 Tables 2, 3에 요약되었다.

이론/모형

본 시험의 시험방법 및 관련 장비는 ASTM 및 KS 규격에 근거하였다. 시험은 만능시험기(UTM)를 이용하였으며 0.

성능/효과

표에서 보듯이 기준 공시체와 비교하여 폴리프로필렌 섬유가 0.25% 혼입된 공시체의 압축강도는 평균 105%, 탄성계수는 6% 향상된 것을 알 수 있다. 즉, 0.
25% 혼입된 공시체의 압축강도는 평균 105%, 탄성계수는 6% 향상된 것을 알 수 있다. 즉, 0.25%의 섬유 혼입률을 가지는 공시체가 0.10%나 0.50% 의 혼입률을 가지는 공시체에 비해 월등히 향상된 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.
02 MPa로 측정되었다. 즉 섬유의 혼입률이 0.25%까지는 섬유의 양이 늘어남에 따라서 압축강도가 증가하지만, 혼입률을 0.50%로 지나치게 늘리면 오히려 압축강도가 감소함을 알 수 있다. Fig.
1) 0.25%의 섬유 혼입률을 가진 공시체에서 최대 압축강도를 보였다. 0.
2) 섬유의 혼입률이 많아질수록 FRLAC의 푸아송비는 감소하였다. 이는 섬유의 혼입량이 많아질수록 섬유가 횡방향 변위를 어느 정도 구속하게 되어 푸아송비가 작아지는 것으로 판단된다.
3) 주사전자현미경 사진에서 보았듯이 섬유는 FRLAC의 균열의 진전을 제어함을 알 수 있다.
4) 섬유의 혼입률이 FRLAC의 압축강도에 미치는 영향은 매우 크나 휨강도에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.

후속연구

앞으로 FRLAC의 성능 향상과 보다 정확한 역학적 특성 파악을 위해 섬유의 종류, 실리카퓸, 플라이애쉬, 양생조건 등이 FRLAC의 역학적 특성에 미치는 영향에 대해 추가적인 연구가 요구된다.

참고문헌 (9)

Yasar, E., Atis, C. D., Kilic, A., and Gulsen, H., 'Strength Properties of Lightweight Concrete Made with Basaltic Pumice and Fly Ash', Materials Letters, Vol.57, No.15, 2003, pp.2267-2270

상세보기
Al-Khaiat, H. and Haque, M. N., 'Effect oflnitial Curing on Early Strength and Physical Properties of a Lightweight Concrete', Cement and Concrete Research, Vol.28, No.6, 1998, pp.859-866

상세보기
Lee, H. K. and Song, S. Y., 'Properties of a Lightweight Aggregate Concrete Reinforced with Polypropylene Fibers', Cement and Concrete Research, to Be Submitted
ASTM C 39/C 39M-04a, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, American Society for Testing and Materials, 2004, pp.1-7
KS F 2405, 콘크리트의 압축 강도 시험 방법, 한국표준협회, 2005, pp.1-6
ASTM C 469-02, Standard Test Methodfor Static Modulus of Elasticity and Poisson s Ratio of Concrete in Compression, American Society for Testing and Materials, 2002, pp.1-4
KS F 2438, 콘크리트 원주 공시체의 정탄성 계수 및 푸아송비 시험 방법, 한국표준협회, 2002, pp.1-4
ASTM C 78-02, Standard Test Methodfor Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading), American Society for Testing and Materials, 2002, pp.1-3
KS F 2408, 콘크리트의 휨 강도 시험 방법, 한국표준협회, 2000, pp.1-9

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 섬유 혼입률에 따른 섬유보강 경량골재 콘크리트의 역학적 특성
Effect of Volume Fraction of Fibers on the Mechanical Properties of a Lightweight Aggregate Concrete Reinforced with Polypropylene Fibers 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 섬유 혼입률에 따른 섬유보강 경량골재 콘크리트의 역학적 특성 Effect of Volume Fraction of Fibers on the Mechanical Properties of a Lightweight Aggregate Concrete Reinforced with Polypropylene Fibers 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이행기 (14)

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문 더보기

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 섬유 혼입률에 따른 섬유보강 경량골재 콘크리트의 역학적 특성
Effect of Volume Fraction of Fibers on the Mechanical Properties of a Lightweight Aggregate Concrete Reinforced with Polypropylene Fibers 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

활용도 Top5 논문