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셀룰로오스 섬유 종류에 따른 콘크리트의 기초 물성 평가에 관한 연구

Evaluation of the Basic Properties of Concrete with Types of Cellulose Fibers

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.11 no.5 = no.49, 2011년, pp.419 - 425  

박용규 (AJU Corporation) ,  이주헌 (AJU Corporation) ,  전인기 (AJU Corporation) ,  김현우 (AJU Corporation) ,  윤기원 (AJU Corporation)

초록
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콘크리트의 특성상 상대적으로 작은 인장강도로 인하여 균열에 취약한 성질을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 무근 콘크리트의 균열저감을 위하여 천연섬유 중 성능이 우수한 것으로 알려진 황마섬유에 대하여 다른 종류의 셀룰로오스 섬유와 비교 검토하여 보았다. 그 결과 황마 섬유의 경우 유동성 측면에서 다른 섬유에 비하여 양호한 결과를 나타내었고, 특히 소성수축 균열 저항성의 경우 혼입량 0.9 및 1.2 kg/$m^3$에서 플레인 대비 50 % 이상의 균열저감 성능을 발휘하였으며, 충격시험의 경우 WF 및 PULP 섬유에서 최종파괴까지 5회의 낙하횟수가 걸리는 반면 황마섬유는 혼입량에 따라 차이가 있지만 10~18회로 우수한 인성적 성질을 발휘하고 있는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Topping concrete that is not reinforced with rebar to prevent poor tensile performance is vulnerable to cracking. In this study, jute, which is known to be an excellent natural fiber material for strengthening concrete performance, was compared with other cellulose fibers in terms of its capacity to...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 일반적으로 사용되어지고 있는 천연 섬유 중 보강 성능이 우수한 것으로 알려진 황마섬유를 포함한 3가지의 섬유에 대하여 기초 물성 및 균열저감성능을 비교 검토하여 섬유별 최적 혼입률 및 황마 섬유에 대한 효율성을 검토 해보고자 한다.
  • 본 연구에서는 셀롤로오스 섬유(황마)를 사용한 섬유보강 콘크리트의 기초적 특성과 균열 저감성능을 확인하기 위해 원재료가 다른 동일 셀룰로오스계 섬유와의 상호 비교하여 검토하였는데, 이상을 종합하면 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
콘크리트가 균열에 취약한 성질을 가지는 이유는 무엇인가? 콘크리트의 특성상 상대적으로 작은 인장강도로 인하여 균열에 취약한 성질을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 무근 콘크리트의 균열저감을 위하여 천연섬유 중 성능이 우수한 것으로 알려진 황마섬유에 대하여 다른 종류의 셀룰로오스 섬유와 비교 검토하여 보았다.
콘크리트 균열의 발생원인은 무엇인가? 이러한 균열은 수경성 재료의 특성 중 하나라고 할 수 있는데, 발생원인으로는 배합 및 원재료 요인, 시공적 요인 등 다양한 원인에 의해 나타날 수 있지만, 기본적으로 콘크리트의 성질 중 낮은 인장강도가 주요한 원인이 될 수 있으며, 이와 같은 취약점을 보완하기 위해 철근배근이나 섬유 혼입 등에 의한 다양한 인장력 보강공법 등이 연구개발 되어 실무현장에 적용되고 있다[1,2].
실무에서 인장력 보강 대책으로 섬유를 이용하는 방법이 주로 시도되는 이유는 무엇인가? 한편, 지하주차장 바닥에 시공되는 누름 콘크리트와 같은 무근 콘크리트의 경우는 균열발생을 최소화 하기위하여 인장력 보강 대책으로 주로 와이어 메쉬를 시공하는 방법과 섬유를 이용하는 방법이 주로 사용되어지고 있으나, 와이어 메쉬의 경우는 시공이 번거롭고 시공 시 위치고정 등의 문제로 인하여 균열저감에 효과가 적으며, 경제성 등의 이유로 그 사용이 감소되고 있는 추세이다. 실무에서는 와이어 메쉬의 단점을 보완하고 균열저감의 효과를 높이기 위한 방법으로 다양한 섬유보강공법을 시도하고 있다[1,2].
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참고문헌 (10)

  1. Shin HS. A Study on the Fundamental Properties of Concrete Using the Nylon Fiber [master's thesis]. Cheongju (Korea): Cheongju University; 2007. 124 p. 

  2. Kim SS. A Study on the Properties and Field Application of Press Concrete Using PVA Fiber and Crack Reducing Agent. In:Kim JU. Choi SJ. Jin ES. editors. Korea Concrete Institute fall Conference 2007; 2007 Nov 3:Sung Kyun Kwan University Natural Sciences Campus. Suwon (Korea): Korea Concrete Institute; 2007. p. 457-60. 

  3. OH BH. Lee MG, Yoo SW, Baik SH. A Study on the Strength and Drying Shrinkage Crack Control Charac-teristics of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete. Journal of Korea Concrete Institute. 1996 Dec;8(6):151-61. 

  4. Park SW. Study for resistance Plastic Shrinkage Cracking and apply field of cellulose Fiber Reinforced Concrete. In:Kim KY, Yun SH, Kwon YJ, Kim DY. editors. Korea Concrete Institute fall Conference 2004; 2004 Nov 6; Suwon University. Suwon (Korea): Korea Concrete Institute; 2004. p. 699-702. 

  5. Park YK, Lee JH, Jeon IK, Yoon GW. Research for performance evaluation of crack reduction in fiber reinforced concrete with using jutes. In:Lee JH, Jeon IK, Kim DY, Yoon GW. editors. Proceeding of the korea institute of building Construction; 2010 May 14; Hanyang University. Seoul (Korea); The korea institute of building construction; 2010. p. 53-6. 

  6. Kim SE, Lee MH, Seo CH. Research for Yielding the Best Mixture Design and Complemental Strength of Jutes Mixed Extrusion Molding Cement Complex. Journal of Architectural institute of Korea. 2007 Oct;10(23):115-22. 

  7. Lee MH, Kim SE, Seo CH. Research about the Physical Properties of the Extrusion Milding Cement Compounds with Using Jutes as Strengthen Textile. Journal of Architectural institute of Korea. 2007 Sep;9(23):159-66. 

  8. Kim BG, Kim KR, Kwon YJ, Han CG. Synthetic fiber to control the early crack in concrete and application in construction field. Journal of Korea Concrete Institute. 2006 Jan;18(1):36-43. 

  9. Jung YH, Choi IH, Kim OJ, Lee DB. A Study on the practicality of fiber reinforced concrete to control plastic shrinkage crack. In: Chol IH, Kim OJ, Lee DB, editors. Proceeding of the korea institute of building construction; 2007 Nov 16; Hannam University. Daejeon (Korea); The korea institute of building construction; 2007. p. 15-8. 

  10. Kwon YJ, Kim KR, Kang DS, Park SW. Study for field application of nylon fiber reinforced concrete for plastic shringage crack reduction. In:Kim KR. Kang DS. Park SW. editors. Korea Concrete Institute fall conference 2006; 2006 Nov 4; Soongsil University. Seoul (Korea): Korea Concrete Institute; 2006. p. 661-64. 

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