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문제 정의
- 복합재용 강화 섬유의 인장 시험에 대한 국제 표준이 아직 존재하지 않으므로 본 연구에서는 현무암의 벌크 상태의 재료 인장성을 나타내는 zero gauge 강도를 확인하고자 하였다. 이를 위하여 현무암 섬유의 시료 길이를 변화시키며, 인장 시험 결과를 시료 길이가 0인 경우, 즉 현무암 재료 자체의 인장 강도를 외삽법을 이용하여 확인하였다.
- 본 연구에서는 국내 생산되고 있는 현무암 섬유를 이용하여 인장 특성을 확인해 보고자 시료 장과 인장 속도, 그리고 꼬임에 의한 인장성의 영향을 찾아보았다. 그 결과, 정속 인장실험을 할 경우, 시료 장의 길이가 짧아질수록 현무암 섬유의 인장 응력은 역함수의 형태로 증가하였으며, 탄성률은 선형적으로 감소함을 확인하였다.
- 그러나 아직까지 우리나라뿐만이 아니라 선진 기술국에서도 현무암 섬유에 대한 기초기술이 체계화 되지 못한 상태이므로 현무암 섬유의 역학적 특성 개선 및 제품으로 생산하기 위한 기술개발이 상당히 제한적이다. 본 연구에서는 현무암 섬유에 대한 기초 연구로써 국내에서 생산되고 있는 현무암 스트랜드 (strand)를 이용하여 시료장과 인장 속도, 꼬임의 변화에 따른 인장 시험을 통해 현무암 섬유의 역학적 특성을 고찰해 보고자 하였다.
- 또한 인장 속도에 따른 현무암 섬유의 특성을 확인하기 위하여 여러 시료 길이에 대하여 tensile strain rate를 동일하게 하여 인장했을 경우 (constant rate of strain test)와 인장 속도를 일정하게 하여 시료의 길이에 따른 tensile strain rate가 달라질 경우 (constant rate of deformation test)를 비교하였다. 섬유 다발에서 꼬임은 다발에 포합력 및 강도를 제공하는 중요한 요소이므로 꼬임에 따른 현무암 스트랜드의 특성도 확인해 보았다. Table 2는 본 연구에서 사용된 인장시험 조건을 나타낸다.
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