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변형 속도에 따른 후크형 강섬유 및 폴리아미드섬유보강 시멘트 복합체의 압축 및 인장강도 특성
Strain Rate Effect on the Compressive and Tensile Strength of Hooked Steel Fiber and Polyamide Fiber Reinforced Cement Composite 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.21 no.3, 2017년, pp.76 - 85  

김홍섭 (충남대학교 건축공학과 BK21플러스 사업팀) ,  김규용 (충남대학교 건축공학과) ,  이상규 (충남대학교 건축공학과) ,  손민재 (충남대학교 건축공학과) ,  남정수 (충남대학교 건축공학과)

초록
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본 연구에서는 유압식 급속재하 시험 장치를 제작하여 변형 속도에 따른 후크형 강섬유폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 압축강도인장강도 특성을 평가하였다. 그 결과, 변형 속도가 증가함에 따라 압축강도, 최대 응력 점에서의 변형 및 탄성계수는 증가하였으며, 섬유 종류 및 혼입률은 변형 속도에 의한 압축강도의 영향은 크지 않았다. 본 연구에서 평가된 압축강도의 DIF는 CEB-FIP model code 2010에 비해 상회하였으며, ACI-349의 예측값과 유사한 경향이 나타났다. 인장특성의 경우에도 변형 속도가 증가함에 따라 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었다. 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형 속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 증가하는 것에 의해 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었으며, 섬유가 매트릭스로부터 인발되는 파괴 특성이 나타났다. 한편, 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 경우 섬유와 매트릭스의 부착력이 크기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 끊어지는 파괴 특성이 나타났으며, 폴리아미드 섬유보강시멘트 복합체의 인장특성에 대한 변형 속도 효과는 섬유의 인장강도에 큰 영향을 받는 것으로 판단되었다. 이러한 결과로부터 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장강도에 대한 변형 속도의 효과는 후크형 강섬유의 부착력에 대한 민감도 보다 큰 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, to evaluate the mechanical properties of fiber-reinforced cement composites by strain rate, hydraulic rapid loading test system was developed. And compressive and tensile strength of the hooked steel fiber and polyamide fiber reinforced cement composite were evaluated. As a result, th...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 변형 속도에 따른 압축 및 인장특성을 평가하기 위하여 정적 시험에서 사용하는 시험체와 같은 크기의 시험체를 사용할 수 있도록 유압식 급속 재하 시험 장치를 개발하였다. Fig.
  • 본 연구에서는 후크형 강섬유 및 폴리아미드 섬유를 혼입한 섬유보강 시멘트 복합체에 대하여 정적, 준정적 및 중고속 변형 속도 조건에서의 압축 및 인장강도를 평가하였다. 이를 위하여 먼저, 준정적(10-1/s) 및 중속(100~1/s)의 변형 속도를 구현할 수 있는 시험 장치를 개발하였으며, 후크형 강섬유와 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 압축 및 인장시험에 의한 응력-변형 곡선과 강도 및 파괴 특성에 대하여 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
DIF란 무엇인가? 충격, 폭발과 같은 극한 하중을 받는 콘크리트 재료는 일반적인 정적하중 조건에 비해 높은 변형 속도(strain rate)에 의해 파괴가 발생하기 때문에, 극한 하중에 대한 구조물의 해석 및 설계를 위해서는 변형 속도에서의 응력-변형 곡선을 도출하고 강도, 변형 및 탄성계수 등과 같은 역학특성과 변형 속도에 따른 DIF (dynamic increase factor) 및 파괴 메커니즘에 대한 충분한 검토와 이해가 필요하다. DIF는 정적하중조건에서의 강도, 변형 및 탄성계수 등에 대하여 변형 속도가 증가함에 따라 발생하는 증가율에 대하여 나타내는 값으로 변형 속도에 따른 재료의 역학특성을 나타내는 지표이다.
고성능 섬유보강 시멘트 복합체의 특징은 무엇인가? 고성능 섬유보강 시멘트 복합체(High Performance Fiber Reinforced Cement Composite, HPFRCC)는 준정적 하중에서 다중 균열(mutiple crack)과 변형 경화 거동을 보이는 재료이다. 이러한 높은 인성과 에너지 흡수 능력은 지진, 비상체 충돌, 폭발 등과 같은 극한 하중에 대하여 우수한 저항성을 기대할 수 있다.
고성능 섬유보강 시멘트 복합체의 장점은 무엇인가? 고성능 섬유보강 시멘트 복합체(High Performance Fiber Reinforced Cement Composite, HPFRCC)는 준정적 하중에서 다중 균열(mutiple crack)과 변형 경화 거동을 보이는 재료이다. 이러한 높은 인성과 에너지 흡수 능력은 지진, 비상체 충돌, 폭발 등과 같은 극한 하중에 대하여 우수한 저항성을 기대할 수 있다. 많은 연구자들은 섬유보강 시멘트 복합체에 대하여 고속 비상체 충돌, 폭파 실험 등을 통하여 내충격 성능 및 방폭성능을 확인하였다.
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참고문헌 (12)

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