초고성능 섬유보강 콘크리트로 보강된 콘크리트의 계면 전단강도 결정을 위한 경사전단 실험 Slant Shear Test for Determining the Interfacial Shear Strength of Concrete Strengthened with Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete원문보기
이 연구에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(Ultra-high performance fiber reinforced concrete, 이하 UHPFRC)로 보강된 콘크리트 계면에서의 전단강도 평가를 위한 경사전단실험을 수행하였다. 실험변수는 면처리 유무와 콘크리트 강도, 그리고 UHPFRC의 강섬유 혼입률이다. 콘크리트의 계면은 숏블라스팅으로 면처리되었다. 실험결과, 숏블라스팅으로 면처리된 실험체의 계면 전단강도는 매끄러운 표면을 가진 실험체의 부착강도에 비해 매우 크게 나타났으며, 거친면을 만들기 위한 숏블라스팅 방법은 매우 효과적인 방법인 것으로 나타났다. 숏블라스팅으로 표면처리를 할 경우, 전단마찰 철근이 없더라도 콘크리트 계면에서 저항하는 전단강도는 현행 기준에서 제시하고 전단강도 상한값을 초과하는 것으로 나타났다. 기존의 콘크리트와 UHPFRC 사이의 전단마찰 설계는 전단마찰 철근의 유무와 상관없이 현행 콘크리트 구조기준을 사용해도 무방할 것으로 판단된다. 다만, 면처리를 하지 않은 경우에는 적절한 전단 보강재가 추가 설치하여야 할 것이다.
이 연구에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(Ultra-high performance fiber reinforced concrete, 이하 UHPFRC)로 보강된 콘크리트 계면에서의 전단강도 평가를 위한 경사전단실험을 수행하였다. 실험변수는 면처리 유무와 콘크리트 강도, 그리고 UHPFRC의 강섬유 혼입률이다. 콘크리트의 계면은 숏블라스팅으로 면처리되었다. 실험결과, 숏블라스팅으로 면처리된 실험체의 계면 전단강도는 매끄러운 표면을 가진 실험체의 부착강도에 비해 매우 크게 나타났으며, 거친면을 만들기 위한 숏블라스팅 방법은 매우 효과적인 방법인 것으로 나타났다. 숏블라스팅으로 표면처리를 할 경우, 전단마찰 철근이 없더라도 콘크리트 계면에서 저항하는 전단강도는 현행 기준에서 제시하고 전단강도 상한값을 초과하는 것으로 나타났다. 기존의 콘크리트와 UHPFRC 사이의 전단마찰 설계는 전단마찰 철근의 유무와 상관없이 현행 콘크리트 구조기준을 사용해도 무방할 것으로 판단된다. 다만, 면처리를 하지 않은 경우에는 적절한 전단 보강재가 추가 설치하여야 할 것이다.
In this study, slant shear tests for the prism specimens strengthened with ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), normal- and high-strength concrete were performed to evaluate the interfacial shear strength between old and new concrete substrate. Test parameters are the roughness...
In this study, slant shear tests for the prism specimens strengthened with ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), normal- and high-strength concrete were performed to evaluate the interfacial shear strength between old and new concrete substrate. Test parameters are the roughness of surface, concrete strength, and fiber volume fraction of UHPFRC. The surface of the concrete was roughened by shot blasting. Test results showed that the adhesion bond resistance of the specimen with a roughened surface was very large compared to that of the specimen with a smooth surface. In addition, the interfacial shear strength appeared to be affected by the concrete strength rather than the fiber volume fraction. For the roughened surface by shot-blasting method, interfacial shear resistance exceeded the upper limit which is presented in current design codes even if the shear-friction reinforcements are not provided. Based on the test results, it is applicable to use the current concrete design codes to achieve the shear-friction design for the interface between conventional concrete and UHPFRC. However, for the surface which is not processed, it would be appropriate to provide additional shear-friction reinforcement.
In this study, slant shear tests for the prism specimens strengthened with ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), normal- and high-strength concrete were performed to evaluate the interfacial shear strength between old and new concrete substrate. Test parameters are the roughness of surface, concrete strength, and fiber volume fraction of UHPFRC. The surface of the concrete was roughened by shot blasting. Test results showed that the adhesion bond resistance of the specimen with a roughened surface was very large compared to that of the specimen with a smooth surface. In addition, the interfacial shear strength appeared to be affected by the concrete strength rather than the fiber volume fraction. For the roughened surface by shot-blasting method, interfacial shear resistance exceeded the upper limit which is presented in current design codes even if the shear-friction reinforcements are not provided. Based on the test results, it is applicable to use the current concrete design codes to achieve the shear-friction design for the interface between conventional concrete and UHPFRC. However, for the surface which is not processed, it would be appropriate to provide additional shear-friction reinforcement.
이 연구에서는 UHPFRC로 보강된 RC 부재의 구조성능 평가를 위한 연구의 일환으로, 콘크리트와 UHPFRC 계면에서의 부착강도를 평가하고자 한다. 아울러 보통강도 콘크리트와 고강도 콘크리트로 보강된 콘크리트 계면에서의 부착강도도 추가로 평가하였다.
제안 방법
이 연구에서는 UHPFRC로 보강된 RC 부재의 구조성능 평가를 위한 연구의 일환으로, 콘크리트와 UHPFRC 계면에서의 부착강도를 평가하고자 한다. 아울러 보통강도 콘크리트와 고강도 콘크리트로 보강된 콘크리트 계면에서의 부착강도도 추가로 평가하였다.
이 연구에서는 콘크리트와 UHPFRC 계면에서의 전단강도를 평가하기 위한 경사전단실험을 수행하였다. 실험변수는 콘크리트 강도와 면처리 유무, 그리고 UHPFRC의 강섬유 혼입률이다.
대상 데이터
UHPFRC 제작에 사용된 강섬유는 길이가 19 mm와 16 mm인 직선형 강섬유가 각각 사용되었다. 강섬유의 항복강도는 2,500 MPa, 직경은 0.
이론/모형
이 연구에서는 기존 콘크리트의 면처리를 위해 샌드블라스트와 유사한 방식의 숏블라스팅(shot blasting) 방법을 사용하였다. 숏블라스팅으로 면처리된 부재에 UHPFRC를 보강한 실험체를 대상으로 경사전단실험을 수행하였다.
성능/효과
2) 면처리된 기존 콘크리트에 UHPFRC를 사용하여 보강할 경우, 기존 콘크리트의 압축강도는 계면 전단강도 증가에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 실험결과, 기존 콘크리트의 압축강도가 2.
3) 숏블라스팅으로 표면처리를 할 경우, 전단마찰 철근이 없더라도 콘크리트 계면에서 저항하는 전단강도는 현행 기준에서 제시하고 전단강도 상한값을 초과하는 것으로 나타났다. 따라서, 기존의 콘크리트와 UHPFRC 사이의 전단마찰 설계는 전단마찰 철근의 유무와 상관없이 현행 콘크리트 구조기준을 사용해도 무방할 것으로 판단된다.
8배 정도 크게 나타났다. 실험결과, 거친면을 만들기 위한 숏블라스팅 방법은 매우 효과적인 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
단면증타 공법은 무엇인가?
국내외 보수‧보강 기준 또는 지침에서는 기존 철근콘크리트(이하 RC) 건축물의 내진성능 향상을 위해 다양한 보수‧보강 공법들이 제시되어 있으며, 주요 보수‧보강 공법으로는 외부 강판 부착공법, 프리스트레싱 보강공법, 탄소섬유쉬트를 이용한 FRP 보강공법, 단면증타 공법 등이 있다. 특히, 단면증타 공법은 기존 RC 부재에 100~500 mm 정도 두께의 콘크리트를 증타하여 보강하는 공법으로써 단면의 크기를 증가시켜 부재의 구조성능을 향상시키는 공법이다. 이 공법은 주로 RC 기둥과 벽의 보수‧보강을 위해 사용되는 공법이며, 경우에 따라 RC 보에도 적용되기도 한다.
건축물 내진 성능 향상을 위한 주요 보수‧보강 공법에는 어떤 공법들이 있는가?
국내외 보수‧보강 기준 또는 지침에서는 기존 철근콘크리트(이하 RC) 건축물의 내진성능 향상을 위해 다양한 보수‧보강 공법들이 제시되어 있으며, 주요 보수‧보강 공법으로는 외부 강판 부착공법, 프리스트레싱 보강공법, 탄소섬유쉬트를 이용한 FRP 보강공법, 단면증타 공법 등이 있다. 특히, 단면증타 공법은 기존 RC 부재에 100~500 mm 정도 두께의 콘크리트를 증타하여 보강하는 공법으로써 단면의 크기를 증가시켜 부재의 구조성능을 향상시키는 공법이다.
단면증타 공법은 어디에 사용되는 공법인가?
특히, 단면증타 공법은 기존 RC 부재에 100~500 mm 정도 두께의 콘크리트를 증타하여 보강하는 공법으로써 단면의 크기를 증가시켜 부재의 구조성능을 향상시키는 공법이다. 이 공법은 주로 RC 기둥과 벽의 보수‧보강을 위해 사용되는 공법이며, 경우에 따라 RC 보에도 적용되기도 한다. 단면증타를 위해 사용되는 콘크리트는 기존 RC 부재와 동일한 강도를 가진 콘크리트를 사용할 수 있으며, 혹은 기존 부재보다 강도가 큰 콘크리트를 사용할 수도 있다.
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