초록 ▼

고인성, 고내구성 신섬유복합 모르타르 및 구조물 보수/보강 신기술 개발 연구는 다음과 같은 2개의 세부과제로 구성되어 상호 유기적인 관계를 맺고 있다. 각각의 세부과정에 따른 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
◎ 1차년도
1) 제1세부과제 : 마이크로역학을 이용하여 신섬유복합 모르타르의 기본 재료 선정
① 기존 보수/보강용 섬유복합재료에 대한 역학적 특성을 파악
. 1축인장 거동 - 인장변형성능, 인장강도, 균열 제어
. 휨 거동 - 휨변형성능, MOR
. 1축압축 거동 - 압축강도, 탄성계수

고인성, 고내구성 신섬유복합 모르타르 및 구조물 보수/보강 신기술 개발 연구는 다음과 같은 2개의 세부과제로 구성되어 상호 유기적인 관계를 맺고 있다. 각각의 세부과정에 따른 연구내용 및 범위는 다음과 같다.
◎ 1차년도
1) 제1세부과제 : 마이크로역학을 이용하여 신섬유복합 모르타르의 기본 재료 선정
① 기존 보수/보강용 섬유복합재료에 대한 역학적 특성을 파악
. 1축인장 거동 - 인장변형성능, 인장강도, 균열 제어
. 휨 거동 - 휨변형성능, MOR
. 1축압축 거동 - 압축강도, 탄성계수
② 마이크로역학을 이용하여 최적의 섬유 선정
. 섬유의 역학적 특성 파악
. 매트릭스 내에서 섬유의 pull-out 거동 분석
③ 마이크로역학을 이용하여 최적의 결합재 선정
. 주 결합재의 종류 선정
. 보조 결합재(혼화재료)의 종류 선정
④ 마이크로역학을 이용하여 최적의 충진재 선정
. 최적 입경의 환경친화적인 충진재 선정
: 산업폐기물의 적용 가능성 검토
⑤ 재료의 기본 배합 제시
⑥기존 보수/보강용 재료의 가격 분석 및 시장성 분석
2) 제2세부과제 : 신섬유복합 모르타르를 이용하는 보수/보강 신기술 개발을 위한 기초 연구
① 기존 보수/보강용 재료를 적용하는 공법에 대한 고찰
. 기존의 보수재료 및 보수공법에 대한 분석
. 기존의 프레임 보강공법에 대한 분석
② 기존의 재료에 의하여 보수/보강된 실험체의 거동 특성 분석
. 숏크리트 공법에 의하여 보수된 부재의 거동 분석
. 기존의 면내 보강법에 따라 보강된 부재의 거동 분석
③ 신섬유복합 모르타르를 이용한 보수/보강 설계기법 정립 및 기초연구
. 기존의 보수모르타르의 시공법 검토
. 면내 보강공법의 설계를 위한 기초 연구
④ 신섬유복합 모르타르를 이용한 보수/보강 부재의 성능 평가
. 숏크리트 신섬유복합 모르타르의 보수 성능
. 면내 프레임 보강판의 전단 성능
. 신섬유복합 모르타르의 최적 소요 성능에 대한 고찰과 향후 연구 방향
◎ 2차년도
1) 제1세부과제 : 보수/보강용 신섬유복합 모르타르의 개발
① 숏크리트용 신섬유복합 보수 모르타르의 개발
. 숏크리트 시공성 증진 및 성능개선을 위한 배합 최적화
. 부착, 방청, 표면처리 등의 제첨가용 재료의 선정
(부착, 방청, 표면처리 성능의 개선)
. 환경친화적 소재의 적용성 검토
② 면내 프레임용 신섬유복합 보강 모르타르의 개발
. 내진성능 개선을 위한 배합을 최적화
③ 개발된 신섬유복합 모르타르의 재료적 특성 검증
. 역학적 특성
: 1축인장, 휨, 1축압축 거동
. 내구성 (염해, 동결융해, 파쇄 저항성)
. 장기거동 (건조수축, 건조수축균열, 크리프)
2) 제2세부과제 : 신섬유복합 모르타르를 이용하는 보수/보강 신기술 개발
① 숏크리트 단면교체에 의한 보수 신기술의 개발
. 보수공정 확립
② 면내 프레임 보강판에 의한 보강공법 및 설계기법의 개발
. 보강판 제작공정 확립
. 최적 철근량 및 섬유혼입률 결정
. 접합부 상세 결정
③ 보수/보강된 부재의 기초 성능평가
. 숏크리트 공법으로 단면교체 된 실험체의 휨성능
. 보강판으로 보강된 프레임의 내진성능
④ 보수/보강 신기술의 경쟁력 검토
. 유사공법과의 성능 차별화
◎ 3차년도
1) 제1세부과제 : 보수/보강공법에 따른 신섬유복합 모르타르의 배합 최적화
① 공법에 따른 배합의 최적화
. 숏크리트 시공법에 적합한 배합 및 첨가제 선정
. 보강판에 적합한 배합 선정
. 재료 특성 검증을 위한 보완 실험
② 개발된 재료의 제조 공정 제시
. 숏크리트 시공을 위한 재료 제조 공정 제시
. 보강판 제작을 위한 재료 제조 공정 제시
2) 제2세부과제 : 개발된 보수/보강 신기술의 검증 및 실용화
① 개발된 기술로 보수/보강된 부재의 특성 분석
. 보수/보강된 실험체에 대한 보완/추가 실험 및 성능 분석
. 기존 RC 골조와 보강판의 접합부 설계 제안
② 보수/보강을 위한 설계 및 시공 기법의 확립
. 숏크리트 공정 보수에 대한 설계 및 시공기법 확립
. 보강판을 이용한 보강에 대한 설계 및 시공기법의 확립
③ 보수/보강 시공현장에서 사용할 수 있는 매뉴얼 제작
. 숏크리트 공정 보수에 대한 시공 매뉴얼 제작
. 보강판을 이용한 보강에 대한 시공 매뉴얼 제작
④ 현장 시험 시공
. 보수/보강 신기술에 대한 현장 시험 시공

Abstract ▼

The research contents and scope are as follows
◎ First year of research
1) Determination of ingredients to be used in highly ductile fiber-reinforced mortar based on micromechanics
① Investigation of mechanical properties of the existing repair/strengthening fiber reinforcement composites

The research contents and scope are as follows
◎ First year of research
1) Determination of ingredients to be used in highly ductile fiber-reinforced mortar based on micromechanics
① Investigation of mechanical properties of the existing repair/strengthening fiber reinforcement composites
. Uniaxial tension behavior - Tensile capacity, Tensile strength, Crack control
. Flexural behavior - Flexural capacity, Modulus of rupture (MOR)
. Uniaxial compressive behavior - Compressive strength, Elastic modulus
② Selection of the most appropriate fiber type based on micromechanics
. Investigation of mechanical properties of the fiber
. Analysis of the pullout behavior of the fiber
③ Selection of the best binder type based on micromechanics
. Selection of the binder type
. Selection of mineral admixtures
④ Selection of the best filler type based on micromechanics
. Selection of the filler type
. By the investigation of the possibility of industrial wastes
⑤ Determination of the basic mix proportions
⑥ Analysis of the price and marketability of the existing repair/strengthening materials
2) Fundamental study for the development of application methods of the newly developed highly ductile fiber-reinforced mortar
① Structural application of the existing repair/strengthening materials
. Investigation of the existing reinforcement materials and rehabilitation method
. Investigation of the existing frame rehabilitation method
② Mechanical behavior of the specimen strengthened by the existing repair/strengthening materials
. Analysis of the mechanical behavior of the member reinforced by the shotcrete method
. Analysis of the mechanical behavior of the member reinforced by the existing in-filled frame method
③ Preliminary study on the repair/strengthening techniques using the highly ductile fiber reinforced mortar
. Examination of construction method for the existing repair mortar
. Fundamental study on design of in-filled repair and strengthening
④ Mechanical behavior of the member designed with the highly ductilefiber reinforced mortar
. Repairing performance of highly ductile mortar used as shotcrete
. Shear performance of in-filled frame strengthening plate
. Further study and discussion for required optimal performance of high ductile fiber-reinforced mortar
◎ Second year of research
1) Development of a fiber-reinforced repair/strengthening mortar
① For shotcrete application
. Optimizing a mixture to improve constructability andincrease performance
. Selection of adhesive, anti-rust, and surface treatment materials for shotcrete
. Investigating the applicability of industrial waste (i.e. sludge)
② For in-filled frame
. Determination of mix proportions to improve seismic performance
③ Investigation of mechanical properties of the newly developed fiber reinforced mortar
. Mechanical properties - Uniaxial tension behavior, Flexural behavior, Uniaxial compression behavior, Durability Long-term behavior
2) Development of repair/strengthening techniques of highly ductile fiber-reinforced mortar
① Developing of fiber-reinforced repair technology by shotcrete retrofitting
. Optimizing repair process
② Developing the strengthening/design techniques using the in-filled frame
. Optimizing the production process of strengthening plate
. Determination of the optimum amount of reinforcing bar and fiber mixing ratio
. Determination of joint configuration
③ Mechanical behavior of the member designed with the highly ductile fiber reinforced mortar
. Flexural performance of specimen used as shotcrete retrofitting
. Seismic performance of frame used as in-filled frame
④ Evaluation of repair/strengthening techniques
. Performance discriminativeness of similar techniques
◎ Third year of research
1) Determination of highly ductile fiber-reinforced mortar mix proportions for the repair/strengthening techniques
① Determination of mix proportions for the developing of techniques
. Selection of the best mix proportions and additives for shotcrete application
. Selection of the best mix proportions for the strengthening plate
. Complementary experiments for investigating the material properties
② Determination of the production process of newly developed material
. For shotcrete application
. Determination of the production process of the material for production of the strengthening plate
2) Investigation and practical usage of newly developed repair/strengthening techniques
① Analysis of properties of repair/strengthening members using developed techniques
. Complement/addition experiments and performance analysis for the repair/strengthening specimen
. Joint design of the existing RC frame and strengthening plate
② Optimizing the design method and construction technique for repair/strengthening
. Optimizing the design method and construction technique for repair of shotcrete process
. Optimizing the design method and construction technique for strengthening by using strengthening plate
③ Production of the manual for using the repair/strengthening construction site
. Production of the manual for repair of shotcrete process
. Production of the manual for strengthening using strengthening plate
④ Field trial construction
. Field trial construction for the developed new repair/strengthening techniques