[논문]PVA 섬유 보강 보수 모르타르의 내구성 평가

고경택; 류금성; 이장화; 강수태; 윤필용; 김진수

제안 방법

이러한 보수공법의 내구성에 대해 국내에서는 체계적으로 검토한 사례는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 FCSM 공법의 내구성을 평가하기 위해 염해, 탄산화, 동결 융해, 화학 저항성 및 수밀성 실험을 실시하였고, 비교를 위해 기존의 폴리머 보수 모르타르와 비교하였다.
표 2는 내구성 시험 개요로서 시험은 수밀 성능을 제외하고 KS규격에 따라 실시하였으며, 동결 융해 시험이 종료된 다음에는 휨강도 변화를 검토하였다.

대상 데이터

2%혼입하는 것을 특징으로 한다. FCSM 공법을 비교한 기존 보수제품에서 폴리머계로 구성된 모르타르에 천연 셀룰로스 섬유를 사용한 기존제품-日과 섬유를 사용하지 않은 기존 제품-C를 대상으로 하였다.

성능/효과

이처럼 FCSM 공법이 기존 보수제품에 비해 탄산화 억제 성능이 우수한 것은 매트릭스 자체의 치밀화 및 PVA 섬유 혼입에 의한 매트리스 네트워크 형성에 의해 이산화탄소 가스가 보수 재료 내부로 침입하기 어려웠기 때문으로 사료된다. 그리고 촉진 탄산화 시험 결과를 토대로 탄산화계수의 결과에 의하면, FCSM 공법은 기존 보수제품에 비해 1.4배~2.1 배 정도 탄산화에 대한 억제 성능이 우수한 것으로 나타났다.
그림 3은 보수 재료 종류에 따른 동결융해 저항성 시험 결과이다. 기존제품-Re 동결융해 사이클 초기부터 동결융해 저항성이 저하되어 동결융해 120싸이클에서 동결 융해 작용에 의해 파괴되는 시점인 상대동 탄성계수가 60% 정도로 저하되는 것으로 나타났으나, FCSM 공법은 상대 동탄성계수가 98% 정도로 동결융해에 대한 저항성이 상당히 우수한 것으로 나타났다. 동결융해 시험을 실시하기 전에는 보수제품의 종류에 관계없이 KS F 4042의 기준인 6MPa 이상을 만족하였으나, 기존 보수제품은 동결 융해 시험을 종료 후 모두 6MPa 이하로 관련 기준을 만족 못하는 것으로 나타났다.
기존제품-Re 동결융해 사이클 초기부터 동결융해 저항성이 저하되어 동결융해 120싸이클에서 동결 융해 작용에 의해 파괴되는 시점인 상대동 탄성계수가 60% 정도로 저하되는 것으로 나타났으나, FCSM 공법은 상대 동탄성계수가 98% 정도로 동결융해에 대한 저항성이 상당히 우수한 것으로 나타났다. 동결융해 시험을 실시하기 전에는 보수제품의 종류에 관계없이 KS F 4042의 기준인 6MPa 이상을 만족하였으나, 기존 보수제품은 동결 융해 시험을 종료 후 모두 6MPa 이하로 관련 기준을 만족 못하는 것으로 나타났다. 이에 반해 FCSM 공법은 동결 융해 시험 전후에 상관없이 휨강도 변화는 거의 없고, KS 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
보수공법에 관계없이 KS F 2711의 평가 기준에서으로 평가되었으며, KS F 4042 기준인 총전 하량 1,000 Coulombs 이하를 모두 만족하는 것으로 나타났으나, 대상 보수 공법 중에서 FCSM 공법이 염화물 차단 성능이 가장 우수한 것으로 분석되었다.
본 연구에서는 FCMS 공법과 기존의 폴리머 보수 공법에 대해 내구성을 비교한 결과, FCMS 공법은 기존의 보수공법에 비해 염해, 탄산화, 동결 융해 저항성, 화학 저항성 및 수밀성 등 내구성이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 PVA 섬유 보강보수 모르타르를 보수 공법으로 사용할 경우에는 구조물의 성능 향상 및 내구성 증진에 기여할 것으로 판단된다.
그림 2는 탄산화 억제 성능 결과이다. 시험재령 91일까지 측정한 결과에 의하면 FCSM 공법은 3.3mm, 기존제품-Ce 4.7mm, 기존제품-Re 7.2mm의 탄산화가 진행된 것으로 나타났다. 이처럼 FCSM 공법이 기존 보수제품에 비해 탄산화 억제 성능이 우수한 것은 매트릭스 자체의 치밀화 및 PVA 섬유 혼입에 의한 매트리스 네트워크 형성에 의해 이산화탄소 가스가 보수 재료 내부로 침입하기 어려웠기 때문으로 사료된다.
그림 4는 화학저항 성능 결과이다. 실험 대상 보수제품은 포화수산화칼슘 용액에 침지된 재령에 관계없이 KS F 4042 기준인 20MPa 이상을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 기존 보수제품들은 수산화칼슘에 침지하는 재령이 증가할수록 강도의 저하가 커지는 경향이 있으며, 특히 보수 제품-日의 경우에는 침지재령 91일에 27% 정도의 강도 저하가 있는 것으로 보인다.
동결융해 시험을 실시하기 전에는 보수제품의 종류에 관계없이 KS F 4042의 기준인 6MPa 이상을 만족하였으나, 기존 보수제품은 동결 융해 시험을 종료 후 모두 6MPa 이하로 관련 기준을 만족 못하는 것으로 나타났다. 이에 반해 FCSM 공법은 동결 융해 시험 전후에 상관없이 휨강도 변화는 거의 없고, KS 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이처럼 기존 보수제품은 동결융해 작용에 의해 열화가 발생하여 휨강도가 KS 기준값 이하로 저하되어 보수층의 균열 등의 발생할 소지가 있으나, FCSM 공법은 동결 융해 작용을 받더라도 거의 문제가 없는 것으로 분석되었다.
황산나트륨 10% 수용액에 150일 침지시킨 기존 보수제품에서는 황산염 침해에 의해 강도 저하가 발생하나, FCSM 공법은 거의 강도 저하가 없는 것으로 나타났다. 이처럼 FCSM 공법의 황산염 침해에 대한 저항성이 향상되는 것은 신청 기술의 경화체 자체가 치밀하여 황산염 침투가 어려워지고, 또한 PVA 섬유에 의해 에트링가이트생성으로 발생하는 팽창 파괴에 의한 조직의 이완을 방지하기 때문으로 분석된다.

후속연구

나타났다. 따라서 PVA 섬유 보강보수 모르타르를 보수 공법으로 사용할 경우에는 구조물의 성능 향상 및 내구성 증진에 기여할 것으로 판단된다.
고인성섬유복합 모르타르는 1990년대 초반 미국미시건 대학의 Victor Li 교수팀이 마이크로 역학(micromechanics)을 근거로 재료 설계 개념을 도입하여 시멘트 복합체의 인장 변형 성능을 획기적으로 개선한 ECC(Engineered Cementitious Composites)가 대표적이다. 이런 고인성 섬유복합 모르타르 는 휨모멘트 또는 직접 인장하에서 균열이 발생된 이후에도 강도의 저하 없이 변형률이 증가됨에 따라 응력이 증가되는 변형률 경화(strain hardening) 특성과 다수균열 (multiple cracking) 특성을 보이며, 고성능 보수 재료, 내 충격성 재료, 강재의 피복 재료 및 내진 요소 등 다양한 용도로 활용될 수 있을 것이다.

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

PVA 섬유 보강 보수 모르타르의 내구성 평가
Evaluation on the Durability of PVA Fiber Reinforced Mortar for Repair 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

PVA 섬유 보강 보수 모르타르의 내구성 평가 Evaluation on the Durability of PVA Fiber Reinforced Mortar for Repair 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

PVA 섬유 보강 보수 모르타르의 내구성 평가
Evaluation on the Durability of PVA Fiber Reinforced Mortar for Repair 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper