[논문]용융아연도금 철근콘크리트 보의 부착강도 특성

신재혁; 김경철; 양인환

doi:10.11112/jksmi.2015.19.4.136

용융아연도금 철근콘크리트 보의 부착강도 특성
Characteristics of Bond Strength in Concrete Beams Reinforced with Galvanized Rebar 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.19 no.4, 2015년, pp.136 - 143

신재혁 (군산대학교 토목공학과) , 김경철 (군산대학교 토목공학과) , 양인환 (군산대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper

용융아연도금(galvanizing)은 콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결하기 위해 사용된다. 용융아연도금 철근 콘크리트 보의 부착강도 영향에 대한 자료는 거의 없는 실정이다. 따라서, 이 연구의 목적은 용융아연도금철근이 콘크리트 보의 부착강도에 미치는 영향을 파악하는데 있다. 용융아연도금철근을 사용한 부재와 일반철근을 사용한 부재의 구조실험을 통하여 겹침이음 거동과 부착강도 특성을 비교하였다. 실험변수로써 철근의 용융아연코팅 유무, 철근 직경과 겹침이음 길이를 고려하였다. 용융아연도금 철근콘크리트 보의 균열 및 파괴 특성을 파악하였다. 용융아연도금철근 콘크리트 보의 겹침이음부 휨 거동특성은 일반철근 콘크리트 보의 겹침이음부 휨거동과 유사한 것으로 나타난다. 또한, 용융아연도금철근의 사용은 일반철근을 사용할 때에 비해 콘크리트 보의 부착강도에 불리한 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Galvanizing is one of the method used to solve the problem of corrosion of reinforcement in concrete structures. There few research reported in the literature regarding the effect of galvanized coating on the behavior of lap splices in concrete beams. The objective of this study was to determine whether galvanized rebar adversely affects lap splice behavior and bond strength. Concrete beams reinforced with black or galvanized rebar were tested in flexure. The test variables included the presence of galvanized rebar steel diameter, and lengths of lap splices. The study concentrated on comparing crack, failure pattern, and bond strength. The ultimate behavior of beams reinforced with galvanized rebar was not significantly different from that of black steel reinforced beams. Therefore, the test results indicated that the use of galvanizing-coated rebar had no adverse effect on behavior in lap splices of rebar compared to the use of black rebar.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

따라서, 이 연구에서는 용융아연도금철근(galvanized rebar)을 적용한 보의 휨 실험을 수행하여 철근의 겹침이음부 거동 특성 연구를 수행하였다. 직사각형 단면을 갖는 보 부재에 대하여 정적하중 재하실험을 수행하여 균열 및 극한상태 거동 특성을 분석하였다.

제안 방법

실험변수로써 철근의 겹침이음 길이와 직경을 고려하였다. 또한, 일반철근(black rebar)을 적용한 콘크리트 보의 이음부 휨 거동 결과와 용융아연도금철근을 콘크리트 보의 이음부 휨 거동 결과를 비교하였다.
용융아연도금철근 콘크리트 부재의 겹침이음 부착 파괴거동과 균열 특성 등을 일반철근콘크리트 부재와 비교 분석하였다. 용융아연도금철근 콘크리트 보의 부착파괴거동은 일반철근콘크리트 보의 부착파괴거동과 유사하게 나타났다.
이 연구에서는 용융아연도금철근 보의 이음부 부착강도특성을 파악하기 위하여 정적 하중재하 실험을 통한 철근의 겹침이음부 거동 연구를 수행하였다. 용융아연도금철근의 부착거동에 대한 연구가 거의 없는 실정에서 이 연구의 실험결과는 용융아연도금철근 콘크리트 보의 겹침이음 부착강도모델링 및 검증에 유용한 자료가 된다고 판단된다.
따라서, 이 연구에서는 용융아연도금철근(galvanized rebar)을 적용한 보의 휨 실험을 수행하여 철근의 겹침이음부 거동 특성 연구를 수행하였다. 직사각형 단면을 갖는 보 부재에 대하여 정적하중 재하실험을 수행하여 균열 및 극한상태 거동 특성을 분석하였다. 실험변수로써 철근의 겹침이음 길이와 직경을 고려하였다.

대상 데이터

용융아연도금 철근 콘크리트 보의 이음부 특성을 파악하기 위한 휨 부재 제작에 사용된 시멘트는 1종 보통 포틀랜드 시멘트이며, 굵은 골재는 최대 크기 20 mm의 쇄석골재이다. 보 부재를 제작할 때 타설한 콘크리트를 이용하여 매회 배치마다 압축강도 실험용 원주형 공시체를 제작하였으며, 재령 28일에서의 콘크리트 평균 압축강도는 27 MPa이다. 또한, Fig.
용융아연도금 철근 콘크리트 보의 이음부 특성을 파악하기 위한 휨 부재 제작에 사용된 시멘트는 1종 보통 포틀랜드 시멘트이며, 굵은 골재는 최대 크기 20 mm의 쇄석골재이다. 보 부재를 제작할 때 타설한 콘크리트를 이용하여 매회 배치마다 압축강도 실험용 원주형 공시체를 제작하였으며, 재령 28일에서의 콘크리트 평균 압축강도는 27 MPa이다.
용융아연도금철근 콘크리트 보의 이음부 부착강도 거동 특성을 파악하기 위하여 직사각형 단면형상을 갖는 12개의 보 부재를 제작하여 정적 재하실험을 수행하였다. 실험체의 변수는 용융아연도금의 유무, 겹침이음 길이 및 철근의 직경으로 하였다.

성능/효과

이는 용융아연도금이 휨을 받는 콘크리트 보의 거동에 불리한 영향을 미치지 않는 것을 나타낸다. 설계기준의 제안값을 만족하는 D13 용융아연도금철근의 겹침이음길이가 250, 350mm 일 때 부착강도는 일반철근의 부착강도 보다 크게 나타나는 반면, D16 용융아연도금철근의 겹침이음길이가 350mm일 때 부착강도는 일반철근의 부착강도 보다 작게 나타난다. 따라서, 겹침이음길이가 설계기준 제안값보다 큰 경우에 대한 추가 상세연구가 필요하다고 판단된다.
용융아연도금철근 콘크리트 부재의 겹침이음 부착 파괴거동과 균열 특성 등을 일반철근콘크리트 부재와 비교 분석하였다. 용융아연도금철근 콘크리트 보의 부착파괴거동은 일반철근콘크리트 보의 부착파괴거동과 유사하게 나타났다. 이는 용융아연도금이 휨을 받는 콘크리트 보의 거동에 불리한 영향을 미치지 않는 것을 나타낸다.

후속연구

설계기준의 제안값을 만족하는 D13 용융아연도금철근의 겹침이음길이가 250, 350mm 일 때 부착강도는 일반철근의 부착강도 보다 크게 나타나는 반면, D16 용융아연도금철근의 겹침이음길이가 350mm일 때 부착강도는 일반철근의 부착강도 보다 작게 나타난다. 따라서, 겹침이음길이가 설계기준 제안값보다 큰 경우에 대한 추가 상세연구가 필요하다고 판단된다.
실험연구의 특성상 실험부재의 개수가 제한적이고 실험결과가 뚜렷한 일관성을 나타내지 않아 실험결과를 일반화하기에는 다소 한계가 있을지라도, 용융아연도금철근의 부착강도는 일반철근의 부착강도에 비해 불리한 것만은 아니다. 또한, 겹침이음길이가 설계기준 제안값보다 큰 경우에 대해 추후 더욱 상세한 연구가 필요하다고 판단된다.
이 연구에서는 용융아연도금철근 보의 이음부 부착강도특성을 파악하기 위하여 정적 하중재하 실험을 통한 철근의 겹침이음부 거동 연구를 수행하였다. 용융아연도금철근의 부착거동에 대한 연구가 거의 없는 실정에서 이 연구의 실험결과는 용융아연도금철근 콘크리트 보의 겹침이음 부착강도모델링 및 검증에 유용한 자료가 된다고 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	용융아연도금은 무슨 목적으로 사용되는가?	용융아연도금(galvanizing)은 콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결하기 위해 사용된다. 용융아연도금 철근 콘크리트 보의 부착강도 영향에 대한 자료는 거의 없는 실정이다.
	본 연구에서 용융아연도금 철근의 제작과정은 어떻게 수행되는가?	용융아연도금 철근의 제작과정은 다음과 같다. 염산을 이용하여 철근의 세척을 수행한 후, 수세작업을 통해 철근표면의 산을 세척하였다. 수용성 플럭스(NH4Cl+ZnCl2)를 이용하여 철염을 제거하고 도금촉매 역할을 수행하도록 하였다. 이후 철근을 1분간 자연건조 후 430~450℃의 용융아연도금조에서 3~4분간 침전하여 도금하고 물을 이용하여 냉각하였다. 최종적으로 철근을 크로메이트(CrO2)조에 20초간침전시켜 부식과 백화현상을 방지하였다. 주요 도금 과정을Fig.
	콘크리트 구조물의 부식을 방지하기 위한 방법들은 무엇이 있는가?	콘크리트 구조물이 해양환경 및 부식환경에 노출될 때, 염해에 의한 철근부식으로 인해 콘크리트 구조물의 내구성능에 영향을 받을 수 있다. 이러한 부식 또는 해양환경에서 콘크리트 구조물 내 철근 부식을 방지하기 위해 염화물 침투에 저항성이 큰 고품질 콘크리트를 적용하는 방법, 콘크리트 피복 두께를 증가하는 방법, 철근에 코팅을 하는 방법, 방청제를 적용하는 기법 등의 여러 가지 방안이 적용되고 있다. 철근을 부식으로부터 보호하기 위한 여러 가지 방안 중에서 코팅 철근을 사용하는 방안이 효과적인 방안 중의 하나로 인식되고 있다(Dong et al.

참고문헌 (17)

Cairns, J., and Abdullah, R. B., "Bond Strength of Black and Epoxy-Coated Reinforcement-A Theoretical Approach," ACI Materials Journal, Vol. 93, No. 4, 1996, pp. 362-369.

상세보기
Cheng, A., Huang, R., Wu, J. K. and Chen, C. H. "Effect of Rebar Coating on Corrosion Resistance and Bond Strength of Reinforced Concrete," Construction and Building Materials, Vol. 19, 2005, pp. 404-412.

상세보기
Choi, O. C., Hadje-Ghaffari, H., Darwin, D. and McCabe, S. L. "Bond of Epoxy-Coated Reinforcement Bar Parameters," ACI Materials Journal, Vol. 88, No. 2, 1990, pp. 207-217.
Choi, D. W., Chun, S. C., and Ha S.S. "Splice length of GFRP rebars based on flexural tests of unconfined RC members" Journal of the Korea Concrete Institute, Vol. 21, No. 1, 2009, pp. 65-74.

원문보기 상세보기
Cook, A. R. and Ranke, S. F., Chloride Corrosion of Steel in Concrete, ASTM-STP 629, American Society for Testing Materials, Philadelphia, 1977, 51 pp.
Dong, S. G., Zhao, B., Lin, C. J., Du, R. G., Hu, R. G. and Zhang G. X., "Corrosion Behavior of Epoxy/Zinc Duplex Coated Rebar Embedded in Concrete in Ocean Environment," Construction and Building Materials, Vol. 28, 2012, pp. 72-78.

상세보기
Hamad, B. S. and Mike, J. A. "Bond Strength of Hot-Dip Galvanized Reinforcement in Normal Strength Concrete Structures," Construction and Building Materials, Vol. 19, 2005, pp. 275-283.

상세보기
Hadje-Ghaffari, H., Choi, O. C., Darwin, D., McCabe, S. L. "Bond of Epoxy-Coated Reinforcement: Cover, Casting Position, Slump, and Consolidation," ACI Structural Journal, Vol. 91, No. 1, 1994, pp. 59-68.

상세보기
Hong, G.H, Kim, J.A, and Choi, O.C. "Bond strength evaluation of RC beams the rib shape of reinforcing bars", Journal of the Korea Concrete Institute, Vol. 23, No. 3, 2011, pp. 393-400.

원문보기 상세보기
Idun, E. K. and Darwin, D. "Bond of Epoxy-Coated Reinforcement: Coefficient of Friction and Rib Face Angle," ACI Structural Journal, Vol. 96, No.4, 1999, pp. 609-615.
Jalili, M. M., Moradian, S. and Hosseinpour, D. "The Use of Inorganic Conversion Coatings to Enhance the Corrosion Resistance of Reinforcement and the Bond Strength at the Rebar/Concrete," Construction and Building Materials, Vol. 28, 2012, pp. 72-78.

상세보기
Kayali, O. and Yeomans, S. R. "Bond of Ribbed Galvanized Reinforcing Steel in Concrete," Cement & Concrete Composites, Vol. 22, 2000, pp. 459-467.

상세보기
Korea Concrete Institute, Concrete Design Code, Kimoondang Publishing Company, Seoul, 2012, pp. 145-146.
Maahn, E. and Sorensen, B., "Influence of Microstructure on the Corrosion Properties of Hot-Dip Galvanized Reinforcement in Concrete," Corrosion-NACE, Vol. 42, No. 4, 1986, pp. 187-196.

상세보기
Manna, M, Bandyopadhyay, N. and Bhattacharjee, D. "Effect of Plating Time for Electroless Nickel Coating on Rebar Surface: An Option for Application in Concrete Structure," Surface & Coating Technology, Vol. 202, 2008, pp. 3227-3232.

상세보기
Selvaraj, R., Selvaraj, M. and Iyer, S. V. K. "Studies on the Evaluation of the Performance of Organic Coatings Used for the Prevention of Corrosion of Steel Rebars in Concrete Structures," Progress in Organic Coatings, Vol. 64, 2009, pp.454-459.

상세보기
Wu, C., Chen, G., Volz, J. S., Brow, R. K. and Koenistein, M. L. "Global Bond Behavior of Enamel-Coated Rebar in Concrete Beams with Spliced Reinforcement," Construction and Building Materials, Vol. 40, 2013, pp. 793-801

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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