초록 ▼

□ 연구개요
○ 본 연구의 최종목표는 휨모멘트를 받는 섬유보강 콘크리트 (Fiber Reinforced Concrete, FRC)의 균열 이후 크리프 거동을 예측할 수 있고, 구조설계기준에 반영할 수 있는 설계인자를 개발하는 것이다.
○ FRC의 사용성은 균열의 안정성과 균열단면에서의 지속적인 응력 전달능력에 달려있기 때문에 균열이 발생한 FRC의 크리프 거동은 매우 중요하다. fib 모델 코드 2010에서는 크리프에 영향을 받을 수 있는 FRC의 장기 성능에 대한 우려를 제기하고 있다.
○ 따라서, 본 연구에서는

□ 연구개요
○ 본 연구의 최종목표는 휨모멘트를 받는 섬유보강 콘크리트 (Fiber Reinforced Concrete, FRC)의 균열 이후 크리프 거동을 예측할 수 있고, 구조설계기준에 반영할 수 있는 설계인자를 개발하는 것이다.
○ FRC의 사용성은 균열의 안정성과 균열단면에서의 지속적인 응력 전달능력에 달려있기 때문에 균열이 발생한 FRC의 크리프 거동은 매우 중요하다. fib 모델 코드 2010에서는 크리프에 영향을 받을 수 있는 FRC의 장기 성능에 대한 우려를 제기하고 있다.
○ 따라서, 본 연구에서는 지속하중에 의한 FRC의 휨인장 크리프 거동을 예측할 수 있고, 구조설계기준에 반영할 수 있는 설계인자를 개발하기 위해 먼저 FRC의 휨인장크리프 실험 설비 등 관련 연구 기반을 구축하고, 휨인장 크리프에 영향을 끼치는 변수들 중 콘크리트 매트릭스의 종류, 섬유의 종류 및 혼입율, 지속하중 전 초기균열폭, 지속응력의 크기에 따른 FRC의 휨인장 크리프 거동을 평가하고 그 설계인자를 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 1차년도에서는 섬유보강 콘크리트 휨인장 크리프 설계인자 및 실험 방법론을 조사하여 아직 정립되어 있지 않은 휨인장 크리프 설계인자 및 실험 방법에 대한 세계연구 동향을 모두 살펴볼 수 있었다. 휨인장 크리프 실험 장비, 지그, 계측장치 등 실험 설비 구축을 진행하여 3등분점 재하 지점판 지그, 노치 형성 장치, CMOD를 측정할 수 있는 변위계 장치 등의 설비를 구축하고 휨인장 크리프시험 개시를 위한 준비를 하였다. 휨인장 크리프 예비 실험을 진행하여 하중재하방식, 시험체 크기에 대한 휨인장 거동을 분석하고 휨인장 크리프시험을 위한 하중재하방식과 시험체 크기를 결정하였다.
○ 2차년도에서는 콘크리트 매트릭스의 종류, 압축강도 등 콘크리트 특성에 따른 크리프 평가를 수행하여 압축크리프 변형 측정방법, 지속하중 수준, 공시체 크기, 섬유의 길이에 따른 차이를 분석하고, FRC에 가장 적합한 압축크기프 시험방법론을 정립하였다. 섬유 종류, 섬유 형상, 섬유 혼입율, 휨인성 등 섬유 특성에 따른 휨인장 크리프 평가를 수행하여 강섬유 혼입율, 지속하중 수준, 사전균열 수준에 따른 휨인장 크리프 변형 거동 차이를 살펴보았다.
○ 3차년도에서는 휨인장 크리프 시험기 제작을 통해 RILEM TC 261-CCF에서 제안된 휨인장 크리프 시험을 수행할 수 있는 기반을 구축하였다. 섬유 종류에 따른 휨인장 크리프 평가에서는 새롭게 구축된 휨인장 크리프 시험기를 이용하여 RILEM TC261-CCF에서 제안한 실험 방법으로 강섬유 종류(직선형, 아치형)에 따른 휨인장 크리프 거동을 평가하고 휨인장 크리프 지수를 산정하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 낮은 장기처짐 및 균열폭을 가지는 FRC의 개발을 통해 보다 높은 사용성과 안전성이 확보된 구조물 건설에 기여할 수 있다.
○ 본 연구를 기반으로 균열상태 FRC의 장기거동이 명확히 규명되어 규격화되고 FRC의 장점이 부각된다면 FRC의 적용 실적이 급격히 증가할 수 있는 계기가 것으로 기대된다.
○ 본 연구를 통해 FRC 휨인장 크리프에 대한 부족한 데이터 확보가 가능하며 해외석학들과의 협력을 통해 구조설계 반영에도 이바지할 수 있다.
○ FRC의 휨인장 크리프에 대한 국내 연구자들의 참여율을 높여 관련분야에 대한 국제 경쟁력을 향상시킬 수 있는 계기가 될 수 있다.
○ 본 연구를 통해 FRC 크리프에 대한 단체표준이 제정되고 나아가 국제규격화까지 추진된다면 보다 합리적이고 일관된 연구를 진행할 수 있는 토대가 마련될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2-1) 섬유보강 콘크리트 휨인장 크리프 설계인자 및 실험 방법론 조사 ... 4
• 2-2) 휨인장 크리프 실험 장비, 지그, 계측장치 등 실험 설비 구축 ... 5
• 2-3) 휨인장 크리프 예비 실험 ... 5
• 2-4) 콘크리트 매트릭스의 종류, 압축강도 등 콘크리트 특성에 따른 크리프 평가 ... 7
• 2-5) 섬유 종류, 섬유 형상, 섬유 혼입율, 휨인성 등 섬유 특성에 따른 휨인장 크리프 평가 ... 8
• 2-5) 휨인장 크리프 시험기 제작 ... 10
• 2-6) 섬유 종류에 따른 휨인장 크리프 평가 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 17