초록 ▼

본 연구는 총 연구년도 2년에 해당하는 연구로서 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
1. 초고성능 시멘트 복합재 도입 기술 조사
- 외국 구성재료 및 제조기술 모델 도입 및 분석
- 국내 생산 대체 가능 재료 검토
- UHPCC 교량 거더 제작 기술 도입 및 분석
- UHPCC 교량 거더 설치 기술 도입 및 분석
2. 초고성능 시멘트 복합재 구성재료 개발
- 국내 생산 대체 가능한 구성재료 적용성 검토
- 수화촉진 혼화재 선정
- 최밀충전용 첨가재료 선정
- 유동성 확보를 위한 혼

본 연구는 총 연구년도 2년에 해당하는 연구로서 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
1. 초고성능 시멘트 복합재 도입 기술 조사
- 외국 구성재료 및 제조기술 모델 도입 및 분석
- 국내 생산 대체 가능 재료 검토
- UHPCC 교량 거더 제작 기술 도입 및 분석
- UHPCC 교량 거더 설치 기술 도입 및 분석
2. 초고성능 시멘트 복합재 구성재료 개발
- 국내 생산 대체 가능한 구성재료 적용성 검토
- 수화촉진 혼화재 선정
- 최밀충전용 첨가재료 선정
- 유동성 확보를 위한 혼화제 선정
- 최적성능 발휘하는 섬유의 선정
3. 초고성능 시멘트 복합재 제조기술 개발
- 전용 믹서기 개발
- 적정 배합비 설정
- 타설 공법 및 양생법 검토
4. 초고성능 시멘트 복합재 재료역학 특성시험
- 압축강도, 휨강도, 탄성계수 등 역학특성 시험, 평가
5. 초고성능 시멘트 복합재 내구성 평가
- 선정된 배합에 대한 내구성 평가
6. 초고성능 시멘트 복합재 RC I형 거더 구조실험
- 스터럽 보강 않고 휨인장철근만 배치, 이는 UHPCC가 고강도 매트릭스이기 때
문 전단보강을 하지 않아도 전단파괴가 일어나지 않을 것으로 추정되나 실제
거동를 확인하여야 함.
- 단면 형상은 휨응력 저항에 가장 효과적인 I형으로 선정
- 전단경간비, 단면형상, 섬유혼입 등 각 실험변수별로 평가항목을 분석함.
7. 초고성능 시멘트 복합재 거더 RC형 구조해석 모델 개발
- 실험결과를 토대로 전단강도식, 휨강도식, 전단-휨 상호작용 강도식 산정
- 실험결과를 토대로 임계 전단강도비, 강섬유계수 등을 산출
- 파괴모드 조건 설정 필요 : 휨파괴, 전단압축파괴, 사인장 파괴, 휨전단파괴
8. 초고성능 시멘트 복합재 PSC I형 거더 구조실험
- 전단스터럽이 없는 PSC I형 거더의 거동 특성을 파악하고 휨저항력 및 전단저항력을 합리적으로 평가함.
- 전단경간비, 복부폭, 초기 프리스트레스 및 상하부 PS 강재량 등 각 실험변수별로 평가항목을 분석함.
- 실험을 통해 형고절감 및 경간 장대화의 구체적 기대효과 파악함.
9. 초고성능 시멘트 복합재 PSC I형 거더 구조해석 모델 개발
- 압축응력과 인장응력을 등가 응력블럭으로 고려하여 PSC 보의 휨강도 산정
- 한계해석법과 콘크리트의 소성론에 근거한 전단내하력 산정
- PSC I형 거더의 프리스트레스 힘, 상하부의 플랜지의 사인장 응력, 복부의 인장응력 등을 고려한 균열전단력을 유도
- 전단내하력과 균열전단력의 관계를 통한 극한전단력 산정
10. 초고성능 시멘트 복합재를 활용한 I형 거더 제작 및 설계기준 개발
- 사용재료에 대한 기준 및 허용, 극한응력에 대한 기준
- 초고성능 시멘트 복합재를 활용한 교량 거더 제작 시공지침 개발
- 초고성능 시멘트 복합재를 활용한 교량 거더 설계기준 작성

Abstract ▼

Contents and scope contained in this research are as following.
1. Investigation of Technologies for Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Investigate the advanced technology to composite and manufacture
- Consider the substitutable domestic material components in UHPCC
- Inve

Contents and scope contained in this research are as following.
1. Investigation of Technologies for Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Investigate the advanced technology to composite and manufacture
- Consider the substitutable domestic material components in UHPCC
- Investigate the advanced technology to construct UHPCC girder for bridge
- Investigate the technology to set up UHPCC girder for bridge
2. Development of the Technologies to Compose the Components in Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Consider the possibility in appling the substitutable domestic material components
- Select the admixture to accelerate hydration
- Select the filler to densify cementitious composites
- Select the admixture to improve the workability
- Select the most profitable fiber for performance of cementitious composites
3. Development of the Technology to Manufacture Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Develop the mixer used for making ultra-high performance cementitious composites
- Determine the most efficient proportion of composites
- Consider the profitable mixing and curing method
4. Experiment for Mechanical Properties in Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Evaluate the mechanical properties such as compressive strength, flexural strength, elastic modulus etc.
5. Evaluation of the durability in Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Evaluate the durability of UHPCC
6. Structural Experiment of RC I-shaped Girder using Ultar-high Performance Cementitious Composites for Bridge
- Certificate the structural behavior of RC I-shaped girder using ultra-high performance cementitious composites
- Select I-shape sectional beam for the excellent flexural resistance
- Analyze the behavior in case that shear-span ratio, sectional shape, fiber volume fraction is varied
7. Development the Model in order to analyze the behavior of RC Girder using Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Propose the equations for shear, bending, and shear-bending mutual application
- Determine the critical shear strength ratio, fiber coefficient based on the experimental results
- Determine the criteria for fracture mode
8. Structural Experiment of PSC I-shaped Girder using Ultar-high Performance Cementitious Composites for Bridge
- Check the structural behavior of PSC I-shaped girder without stirrups and estimate the flexural and shear resistance properly
- Analyze the behaviors with shear span ratio, web width, prestressing force and the amounts of tendon in top and bottom
- Estimate the effect in a point of height of girder and extension of girder span
9. Development the Model in order to analyze the behavior of PSC Girder using Ultra-high Performance Cementitious Composites
- Calculate the flexural strength of PSC beam considering compressive and tensile stress as equivalent stress blocks
- Estimate the shear capacity based on limit state analysis and plasticity theory of concrete
- Induce the cracking shear strength considering prestress forces, diagonal stress in upper and lower flange, tensile strength in web, etc.
- Calculate the shear strength with the relationship between shear capacity and shear stress in the stage of cracking
10. Development of specification and building code for I-shaped bridge girder using UHPCC
- Criteria for materials, allowable stress and ultimate stress
- Develop the specification for bridge girder using UHPCC
- Develop the building code for bridge girder using UHPCC

목차 Contents

• 제 출 문...1
• 요 약 문...2
• S U M M A R Y...9
• 목 차 ...17
• 제 1 장 서 론...52
• 제 1 절 연구개발의 필요성...52
• 제 2 절 연구개발 목표 및 내용...56
• 1. 최종 목표...56
• 2. 1차년도 연구개발 내용...58
• 3. 2차년도 연구개발 내용...62
• 제 2 장 국내외 관련기술 연구동향...65
• 제 1 절 국내기술동향...65
• 1. 연구동향...65
• 2. 적용사례...66
• 제 2 절 국외기술동향...67
• 1. 연구동향...68
• 2. 적용사례...70
• 제 3 절 기술동향 분석 결론...72
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과...74
• 제 1 절 초고성능 시멘트 복합재(UHPCC) 제조기술 개발...74
• 1. 초고성능 시멘트 복합재 도입 기술 조사...74
• 2. 초고성능 시멘트 복합재 구성재료 개발...83
• 3. 초고성능 시멘트 복합재 제조기술 개발...101
• 제 2 절 초고성능 시멘트 복합재의 역학적 특성...129
• 1. 초고성능 시멘트 복합재 재료역학시험...129
• 2. 초고성능 시멘트 복합재 내구성 평가...182
• 제 3 절 RC I형 초고성능 시멘트 복합재 교량 거더 개발...221
• 1. 초고성능 시멘트 복합재료를 활용한 RC보 구조실험...222
• 2. 초고성능 시멘트 복합재 거더 RC형 구조해석 모델 개발...284
• 3. RC I형 초고성능 시멘트 복합재 교량 거더 개발...310
• 제 4 절 PSC I형 초고성능 시멘트 복합재 교량 거더 개발...317
• 1. 초고성능 시멘트 복합재료를 활용한 PSC 거더 구조실험...317
• 2. 초고성능 시멘트 복합재 거더 PSC형 구조해석 모델 개발...349
• 제 5 절 결 론...437
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...441
• 제 1 절 연구목표의 달성도...441
• 제 2 절 관련분야에의 기여도...447
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...449
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...451
• 제 1 절 ECC(Engineered Cementitious Composite)...451
• 제 2 절 RPC(Reactive Powder Concrete)...451
• 제 3 절 CRC(Compact Reinforced Composite)...452
• 제 4 절 SIFCON,SIMCON (Slurry Infiltrated Fiber Concrete, Mat Concrete)...452
• 제 7 장 참고문헌...453