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제안 방법
- 각 2D 이미지들의 이진화 후 섬유를 3D 이미지로 재구성하였다(그림1). 3D화 한 섬유들의 단면2차모멘트를 계산하여서 각 섬유의 주축을 도출하여서 섬유의 위치벡터, 크기, 도심, 부피, 표면적을 구하였다.1)
- 분석을 위하여 획득한 2D CT 이미지의 재구성 및 이진화를 진행하였다. 각 2D 이미지들의 이진화 후 섬유를 3D 이미지로 재구성하였다(그림1). 3D화 한 섬유들의 단면2차모멘트를 계산하여서 각 섬유의 주축을 도출하여서 섬유의 위치벡터, 크기, 도심, 부피, 표면적을 구하였다.
- 크기로 제작하였다. 기둥의 높이에 따라서(하(A), 중(B), 상(C)) / 거푸집으로부터의 거리에 따라서(원(1), 중(2), 근(3))로 나누어서 3개씩 총 9개의 공시체를 추출하였다.
- 기존 연구에서는 섬유가 고르게 분포되어 있고 하중방향과 섬유가 평행할 때 가장 좋은 성능을 나타내는 것으로 알려져 있으나 실제 구조물내의 섬유의 배향성 및 위치분포에 대한 정보는 부족한 실상이다. 본 연구에서는 섬유보강 콘크리트 기둥에서의 위치에 따른 섬유 배향성 및 분포도를 micro-CT를 이용하여 분석하였다.
- 본 연구에서는 섬유보강 콘크리트 실기둥에서 기둥의 높이, 거푸집으로부터의 거리에 따른 위치를 나누어서 추출한 공시체를 micro-CT를 이용하여 내부에 분포되어 있는 섬유의 배향성 및 위치분포를 파악하였다. 섬유의 배향성은 대체적으로 주 철근과 수직인 경향을 나타내었고 섬유는 기둥의 하단부, 거푸집으로부터 가장 먼 곳에서 가장 많이 분포하는 것을 확인하였다.
- 의 크기로 약 2000장 촬영하였다. 분석을 위하여 획득한 2D CT 이미지의 재구성 및 이진화를 진행하였다. 각 2D 이미지들의 이진화 후 섬유를 3D 이미지로 재구성하였다(그림1).
- 거푸집으로부터의 거리에 따른 결과로 원(1) 81%, 중(2) 76%, 근(3) 92%의 비율로 섬유가 주 철근과 수직인 경향을 확인하였다. 섬유의 위치분포는 기둥의 위치에 따른 섬유들의 부피의 총합으로 파악하였다. 그 결과, 하부(A) 40.
- 하지만, 고성능 콘크리트는 취성의 성향을 나타내기 때문에 균열이 조금만 생겨도 큰 균열로 발전할 수 있고, 고온에 노출되면 폭렬이 일어날 수 있는 위험이 있다. 이를 보완하기 위해 하이브리드 섬유(강섬유 +폴리프로필렌 섬유)를 혼입시켜 고성능 콘크리트의 물성을 향상시킨다. 섬유보강 고성능 콘크리트의 성능을 좌우하는 가장 중요한 인자는 섬유의 물성과 섬유의 배향성 및 위치분포이다.
- 주 철근의 방향을 기준으로 추출한 각 공시체의 배향성을 파악하였다(그림2). 배향성이 45°이상이면 주 철근과 수직인 경향, 45°이하 이면 주 철근과 평행인 경향을 나타낸다.
대상 데이터
- 30mm의 길이, 6mm의 원지름을 가진 hook end steel fiber(강섬유) 40kg/m3의 비율로 혼입한 60MPa강도의 섬유보강 콘크리트 실기둥을 400×500×3000mm3크기로 제작하였다.
- 추출한 공시체를 미세단층촬영기(SkyScan1173, Bruker-CT, Belgium)을 이용하여 2240×2240pixel2의 크기로 약 2000장 촬영하였다.
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