강섬유 인장강도 및 형상비에 따른 고강도 콘크리트의 역학적 특성

정권영; 장석준; 김용철; 윤현도

doi:10.4334/JKCI.2018.30.2.197

주제분류

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저널정보

한국콘크리트학회
콘크리트학회 논문집 학술저널
콘크리트학회 논문집 제30권 제2호(통권 제164호)
2018.4 197 - 205 (9page)
DOI : 10.4334/JKCI.2018.30.2.197

저자정보

정권영 (충남대학교)
장석준 (충남대학교)
김용철 (한국농어촌공사)
윤현도 (충남대학교)

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강섬유는 일반 콘크리트의 최대하중 이후 휨 거동을 개선시키고, 균열 진전을 제어하기 위한 보강재로 주로 사용된다. 그러나 고강도 콘크리트에서 섬유 보강 효과는 콘크리트가 파괴 시 방출하는 높은 파괴에너지에 의해 감소하게 된다. 따라서 본 연구에서는 강섬유 인장장도 및 형상비가 고강도 콘크리트 역학적 특성에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 설계기준강도는 80MPa로 계획하였으며, 3종류의 양단 후크형 강섬유를 각각 0.5 % 및 1.0 % 고강도 콘크리트에 혼입하여 실험체를 제작하였다. 압축특성 평가 결과 섬유 혼입률 0.5 %에서는 섬유가 압축강도에 미치는 영향이 미비한 것으로 나타났으나, 혼입률 1.0 %에서는 압축강도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 휨 특성 평가 결과 섬유 혼입률과 형상비 그리고 인장강도가 증가함에 따라 고강도 콘크리트의 휨 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 따라서 높은 인장강도와 형상비를 갖는 강섬유를 사용할 경우 휨 강도 및 휨인성과 같은 휨 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단되며, 섬유 혼입률을 효과적으로 낮추어 우수한 작업성을 확보 할 수 있을 것으로 판단된다.

Steel fiber is mainly used to delay the crack progression and to improve the post-peak behavior of concrete. In high-strength concrete, however, the reinforcing effect of fiber is reduced by the higher fracture energy at the cracking stage. In this study, the effects of tensile strength (f_t) and aspect ratio (l/d) of steel fiber on the compressive and flexural performance of high strength concrete were investigated. For this purpose, six different steel fiber reinforced concrete (SFRC) mixtures were designed and mixed with specified compressive strength of 80 MPa. Three types of hooked-end steel fibers with different l/d and f_t were added into high strength concrete at fiber volume fractions (V_f) of 0.5 and 1.0 %. From the compressive test results of high strength SFRC, it was found that the addition of steel fibers does not significantly affect the compressive strength of high strength concrete with a lower V_f of 0.5 %. However, the inclusion of 1.0 % steel fibers slightly enhances the compressive strength of high strength concrete. The results of flexural tests indicated that the increase in the volume fraction and aspect ratio and tensile strength of steel fiber improve the flexural performance of high strength concrete. The addition of hooked-end steel fiber with higher tensile strength and aspect ratio can improve the flexural performance, such as flexural strength and toughness, of high strength concrete without sacrificing the workability due to the increasing fiber volume fraction.