KR101224141B1

KR101224141B1 - 섬유보강 콘크리트 보

Info

Publication number: KR101224141B1
Application number: KR1020100081382A
Authority: KR
Inventors: 하기주; 신종학
Original assignee: 코리아이앤씨 주식회사; 경일대학교산학협력단
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2013-01-18
Also published as: KR20120018507A

Abstract

본 발명은 길이방향을 따라 중앙부(110)에 비해 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율이 높은 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100)를 제시함으로써, 보강섬유의 혼입에 의해 효율적으로 강도 및 내구성을 발휘할 수 있도록 한다.

Description

섬유보강 콘크리트 보{REINFORCED CONCRETE BEAM USING FIBER}

본 발명은 건설 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 섬유보강 콘크리트의 구조에 관한 것이다.

국내 외 건축물이 대형화, 초고층화, 다양화되고 이에 사용되는 건설재료들의 변화 및 발전이 매우 빠르게 진행되고 있는 실정이다.

많은 건설재료 중에서도 가장 널리 사용되고 있는 콘크리트의 재료의 변화와 발전은 다른 건설재료들 보다 속도가 빠르게 진전되고 있다.

콘크리트는 높은 압축강도와 경제성, 내구성 등의 장점으로 인하여 건축 및 토목 구조물의 건설재료로 가장 널리 사용되고 있다.

그러나 휨강도, 인장강도가 약하고 에너지 흡수능력이 작아서 취성적 파괴거동을 보이며 균열에 대한 저항성이 크지 않은 단점을 가지고 있다.

이런 단점을 개선하고 보완하기 위하여 높은 인장강도와 탄성율을 가진 신섬유 복합재료를 활용한 고인성을 섬유 복합재료가 각광을 받고 있으며, 최근 국내외에서 활발히 연구진행 중에 있다.

그러나 이와 같은 보강섬유를 혼입한 콘크리트에 관한 구체적 구조, 제조방법 등에 관한 연구가 아직 미흡한 실정이라는 점에서 문제로 지적되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 보강섬유의 혼입에 의해 효율적으로 강도 및 내구성을 발휘할 수 있도록 하는 섬유보강 콘크리트 보를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 길이방향을 따라 중앙부(110)에 비해 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율이 높은 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100)를 제시한다.

삭제

상기 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율은 상기 중앙부(110)의 보강섬유의 혼입율에 비해 2~4배 높은 것이 바람직하다.

상기 중앙부(110)의 보강섬유의 혼입율은 0.5~0.75 체적%이고, 상기 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율은 1.5~2.25 체적%인 것이 바람직하다.

고로슬래그미분말이 첨가된 것이 바람직하다.

상기 고로슬래그미분말의 분말도는 3500~4500㎠/g인 것이 바람직하다.

상기 고로슬래그미분말은 시멘트량 대비 20~30 중량%가 첨가된 것이 바람직하다.

카르복실계 감수제(PCSP), 셀룰로즈계 분리저감제(HPMC) 중 하나 또는 양자의 혼합물이 첨가된 것이 바람직하다.

상기 중앙부(110) 및 양단부(120)의 경계면에는 그물구조의 분리부재(130)가 설치된 것이 바람직하다.

상기 중앙부(110) 및 양단부(120) 각각의 길이는 실질적으로 서로 동일한 것이 바람직하다.

본 발명은 보강섬유의 혼입에 의해 효율적으로 강도 및 내구성을 발휘할 수 있도록 하는 섬유보강 콘크리트 보를 제시한다.

도 1 이하는 본 발명에 의한 콘크리트 보의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 일실시예의 구성도.
도 2는 분리부재의 사시도.
도 3은 고로슬래그미분말과 신섬유복합재료의 설계개념도.
도 4,5는 전단보강근이 없는 표준실험체의 단면도.
도 6,7은 전단보강근이 있는 표준실험체의 단면도.
도 8은 각종 PVA섬유의 사진.
도 9는 실험체 및 가력장치의 구성도.
도 10 내지 12는 스트레인 게이지의 부착위치를 나타낸 것으로서,
도 10은 전단보강근이 없는 실험체에 관한 단면도.
도 11은 전단보강근이 있는 실험체에 관한 단면도.
도 12는 콘크리트 보의 측면도.
도 13은 각 실험체별 최대내력 비교 그래프.
도 14는 전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)의 균열 및 최종 파괴형태의 구성도.
도 15는 전단보강근이 있는 표준실험체(BSS)의 균열 및 최종 파괴형태의 구성도.
도 16 내지 19는 SHFSC1~4의 균열 및 최종 파괴형태의 구성도.
도 20은 보강섬유 혼입율의 조합에 따른 실험체들의 극한전단응력의 그래프.
도 21은 각 실험체의 변위변성비 비교 그래프.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 섬유보강 콘크리트 보(100)는 기본적으로 길이방향을 따라 보강섬유의 혼입율이 상이하게 형성된 것을 특징으로 한다.

즉, 종래의 섬유보강 콘크리트와 같이 보강섬유의 혼입율을 일률적으로 하지 않고, 보(100)의 양단부(120)와 같이 전단응력이 취약한 부분에 보강섬유의 혼입율을 높임으로써, 효율적으로 강도 및 내구성을 발휘할 수 있도록 한 것이다.

또한, 중앙부(110) 및 양단부(120)의 경계면에는 철망과 같은 그물구조의 분리부재(130)를 설치함으로써, 보강섬유가 혼입된 콘크리트의 타설 시 상기 경계면에서 양측 콘크리트가 분리되면서도, 분리부재(130)의 관통공을 통해 어느 정도 양측 콘크리트가 혼합되도록 하여, 혼입율이 상이한 콘크리트가 일정영역에 위치하도록 함과 아울러, 경계면에서의 재료의 분리를 방지하도록 하였다(도 1,2).

보(100)의 경우, 중앙부(110) 및 양단부(120) 각각의 길이는 실질적으로 서로 동일하게 형성되는 것(1:1:1)이 바람직한 것으로 나타났다.

이하, 본 발명의 효과를 입증하기 위한 실험예에 관하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실험예에서는 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료(보강섬유)를 활용하여 철근콘크리트 보의 구조성능을 개선하기 위하여 표준실험체(비교예)인 전단보강근이 있는 철근콘크리트 보와 전단보강근이 없는 철근콘크리트 보, 성능개선 실험체(본 발명의 실시예)로는 전단보강근이 없는 철근콘크리트 보를 3등분하여 각각 휨을 받는 중앙에는 0.5%, 0.75%, 전단을 받는 양쪽은 1.0%, 1,5%를 0.5%+1.0%의 조합, 0.5%+1.5%의 조합, 0.75%+1.0%의 조합, 0.75%+1.0%의 조합으로 섬유 혼입율을 변화시킨 고로슬래그미분말과 PVA섬유를 혼입하여 타설한 실험체를 대상으로 하였다.

이 실험체는 PVA섬유 혼입율의 적정량의 선정 및 철근콘크리트 구조물의 경제적인 적용성을 검토하기 위하여 철근콘크리트 보 실험체에 PVA섬유 혼입율을 2가지로 조합하였다.

이렇게 총 6개의 실험체를 실물크기의 1/2로 축소 제작하였다.

또한 표준 철근콘크리트 보와 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체의 구조성능을 평가하기 위하여 실험을 통해 얻어진 결과를비교, 분석하여 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보의 파괴형태, 내력, 연성능력 및 파괴형태 등을 규명함으로써 구조성능을 평가하였다.

본 발명의 실험예에서는 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 혼합하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선될 수 있는 재료 개발을 위하여 마이크로역학과 안정상태 균열이론(Steady-state Cracking)에 근거하여 최적의 배합을 결정하였다.

이때에 고려해야 하는 기본적인 역학적 구성요소는 섬유(fiber), 매트릭스(matrix), 섬유-매트릭스 경계면으로 재료의 개발 과정을 도 3과 같이 개념적으로 표현하였다.

콘크리트, 모르타르, 섬유보강 콘크리트(또는 섬유보강 모르타르, FRC) 등의 유사취성적인 시멘트계 재료와는 다르게 고인성섬유복합 모르타르는 1축인장 하에서 금속과 같은 인장변형률 경화거동을 나타낸다.

이 거동을 나타내기 위해서는 안정상태 균열발생(Steady-state Cracking)의 기본 요구 조건을 만족하여야 한다.

이로 인하여 인장력 하에서 다수의 미세균열(multiple micro-cracking)이 발생하여야 한다.

이러한 필요조건이 안정상태 균열이론이며 이를 적용하기 위해서는 먼저 섬유복합 모르타르 미세구조의 역학적 특성을 이용하여 균열면 거동을 해석적으로 구하여야 한다. 이때에 사용되는 이론적인 배경이 마이크로역학이다.

안정상태의 균열을 발생시키기 위한 첫 번째 조건은 섬유복합 모르타르의 균열면 보상에너지(complementary energy, j_b')가 매트릭스의 균열선단 파괴인성(crack tip toughness, J_tip)보다 항상 커야 한다는 것이다.

여기서 j_b'는 그림 2.1의 균열면 거동에 나타낸 균열면 응력(σ)와 균열개구변위(δ)의 관계로부터 계산할 수 있다.

그리고 δ₀는 최대 균열면 응력 σ₀에 해당되는 균열개구변위이고, K_m는 매트릭스의 파괴 인성, E_c는 탄성계수이다.

즉, 수학식 1은 안정상태의 균열을 발생시키기 위한 에너지 조건이다. 두 번째 조건은 σ₀가 1축 인장 균열강도(tensile first crack strength, σ_fc)보다 큰 값이어야 한다는 인장강도 조건이다.

이 조건이 만족되지 못할 경우, 변형이 다수의 균열로 전파되지 못하고, 최초에 발생된 균열로 모든 변형이 집중되는 유사취성재료의 거동을 나타내게 된다.

여기서 σ_fc는 최대초기결함의 크기와 K_m에 의하여 결정되는 것으로 알려져 있으며, 마이크로역학의 이론에 관한 자세한 내용은 Li 등에 의한 연구결과에 나타나 있다.

에너지 조건과 인장강도 조건은 반드시 함께 충족되어야 한다.

결과적으로 수학식 1과 수학식 3을 만족시킴으로써 기존의 콘크리트가 갖고 있는 유사취성을 높은 연성으로 변화시킬 수 있다.

이러한 방법을 이용하면 최소의 실험적인 접근(trial-error)으로 고인성섬유 복합모르타르를 설계할 수 있고 보강 섬유의 효율을 극대화할 수 있을 것으로 판단된다.

본 발명의 실험예에서 사용된 산업폐기물은 고로슬래그미분말로써 국내에서 상용중인 것을 사용하여 고인성섬유 복합모르타르의 기본 배합을 제시하고자 한다.

고인성섬유 복합모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 시멘트 수화반응에 의해 생성되는 수산화칼슘을 포졸란 반응에 의해 없어져 매트릭스가 치밀해져 강도의 향상과 연성 등, 관련된 역학적 특성이 증진된다.

그리고 매트릭스와 섬유 사이의 부착특성도 함께 증진되는 것으로 알려져 있다.

또한 고로슬래그미분말은 유리질 구조로 되어있어 입자가 표면에 산화피막을 형성함으로써 코팅효과가 나타나 물 분자를 구속하지 않으므로 소요의 유동성 확보를 위한 단위수량을 절감할 수 있어 배합시 유동성을 증가시켜 섬유의 효과적인 분산효과를 돕는다.

본 발명의 실험예에서는 고로슬래그미분말의 분말도가 4,000㎠/g인 B사의 제품을 선정하였고, 고로슬래그미분말을 25%를 첨가하기로 하였다.

고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보의 구조성능을 평가하고 부재의 역학적 거동특성에 관한 PVA섬유의 보강효과를 규명하기 위하여 전단보강 철근의 유무 및 PVA섬유 조합 혼입율(0.5+1.0%, 0.5+1.5%, 0.75+1.0%, 0.75+1.5%)의 변화에 따른 구조성능을 개선하기 위하여 실물크기의 1/2인 6개의 축소모델 실험체를 제작하였다.

철근콘크리트 보 실험체의 변수 및 내용은 표 1과 같고, 각 실험체의 상세는 도 4 내지 7에 나타나 있다.

여기서, 도 4,5는 전단보강근이 없는 표준실험체에 관한 것이고, 도 6,7은 전단보강근이 있는 표준실험체에 관한 것이다.

본 발명의 실험예에 사용된 실험체는 국토해양부 규준에 따라 극한강도 설계법에 의한 콘크리트구조 설계기준(2007)에 의하여 설계하였다.

모든 철근콘크리트 보는 단면치수 150mm×300mm, 유효 높이 d=280mm, 철근량은 최대철근비로 설계하여 압축철근 2-D10, 인장철근 3-D13, 스터럽은 D10@125mm, 길이(L) 2.2m, 순스팬길이 2m인 장방형 보로 제작하였다.

본 발명의 실험예의 실험체에 사용된 철근은 국내에서 생산된 SD400의 고강도철근이 사용되었으며, 보의 압축철근에는 D10을 인장철근에는 D13이 배근되었고, 스터럽은 D10이 배근되었다.

그리고 본 실험에서 사용된 철근의 재료 특성을 파악하기 위하여 KS B 0801(금속재료 인장시험편 규정)에 따라 시험편을 제작하였으며 KS B 0802의 금속재료 인장 시험방법에 따라 시험을 하였고 결과는 표 2와 같다.

콘크리트의 배합은 요구강도와 시공성 및 선정된 재료를 고려하여 설계되었고, 콘크리트의 배합표는 표 3과 같다.

각 실험체는 콘크리트 타설과 함께 압축강도 실험용 공시체를 제작하였다.

압축강도 실험용 원주형 공시체는 Φ100×200mm 몰드를 사용하여 KS F 2405에 따라 몰드를 3개 층으로 나누어 각 층을 25회씩 봉다짐하여 제작하였고, 재령 28일까지 수중양생을 실시하였다.

그리고 100ton용량의 U.T.M으로 일방향 압축강도 시험을 하였다. 표 4에 나타난 콘크리트 압축강도는 각각 5개의 공시체의 시험 결과에 대한 평균값이다.

실험체에 사용된 섬유는 도 8과 같이 다양한 형상의 섬유 중에서 분산성, 시공성, 적합성 등을 고려하여 K사에서 생산되는 길이가 12mm인 PVA섬유 REC15로 선정하였으며, 사용된 섬유의 물리적인 특성과 배합표는 각각 표 5,6과 같다.

주 결합재로는 제1종 포틀랜드 시멘트를 사용하였고 잔골재는 규사(평균입도 110㎛)를 사용하였다.

또한, 섬유의 효과적인 분산을 위하여 카르복실계 감수제(PCSP)와 셀룰로즈계 분리저감제(HPMC)를 혼화제로 첨가하였다.

공시체는 KS F 2405방법으로 제작하였다.

본 발명의 실험예의 하중재하는 도 9와 같이 유압잭으로 경간 중앙점에서 재하하였다.

재하 하중량을 측정하기 위하여 유압잭에 하중계를 설치하였다. 하중재하는 극한하중에 도달 후 80%가 될 때까지 2kN간격으로 하중재하를 하였고, 그 이후에는 변위제어방법으로 가력하였다.

측정기기는 변위계(LVDT)를 사용하여 각 실험체의 경간 중앙의 실험체 하단면에서 각 하중 단계별 하중-처짐량을 측정하였다.

철근과 콘크리트의 변형은 strain gauge (5mm, 60mm)를 인장철근(2개), 압축철근(2개)와 콘크리트 압축 연단 상면에서 측정하였다.

또한, 각 실험체의 경간 중앙의 실험체 하부에서 각 하중 단계별 하중-처짐량을 측정하였다(도 10 내지 12).

도 10 내지 12는 스트레인 게이지의 부착위치를 나타낸 것으로서, 도 10은 전단보강근이 없는 실험체에 관한 것이고, 도 11은 전단보강근이 있는 실험체에 관한 것이며, 도 12는 콘크리트 보의 측면에서 본 것이다.

철근의 변형은 strain gauge 5mm를 각 인장, 압축 철근의 중앙부에 각각 2개씩 부착하여 하중단계에 따라 측정하였다.

콘크리트의 변형은 strain gauge 60mm를 사용하여 경간 중앙위치의 콘크리트 상하단면으로부터 20mm, 중심에서 상하부로 75mm 위치에 콘크리트용 스트레인게이지(C1, C2, C3, C4)를 부착하였다.

전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)의 사인장균열이 120kN 가력시 발생하였고 극한하중은 121.9kN으로 측정되었으며, 그때의 중앙점의 최대변위는 12.9mm가 발생하였다.

전단보강근이 있는 표준실험체(BSS)의 초기균열은 재하하중 22kN 가력시 발생하였고, 사인장균열은 발생하지 않았다.

극한하중은 134.6.kN으로 측정되었으며, 그때의 중앙점의 최대변위는 75.7가 발생하였다. 또한, 전단보강근으로 인하여 안정적인 거동을 하였다.

고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)는 전 구간을 통하여 안정적인 거동을 나타내었고, 최대내력과 연성능력이 향상 되었음을 알 수 있었다.

이 실험체는 PVA섬유 혼입율의 적정량의 선정 및 철근콘크리트 구조물에의 경제적인 적용성을 검토하기 위하여 철근콘크리트 보 실험체에 PVA섬유 혼입율을 2가지로 조합하였다.

철근콘크리트 보를 3등분하여 휨을 받는 중앙 부분에는 PVA섬유 혼입율을 각각 0.5%, 0.75%로 하였고, 전단을 받는 양쪽 부분의 PVA섬유 혼입율을 1.0%, 1.5%를 한 실험체에 0.5%와 1.0%, 0.5%와 1.5%, 0.75%와 1.0%, 0.75%와 1.5%의 조합으로 타설하여 실험을 실시하였다.

PVA섬유 혼입율의 조합이 클수록 하중과 연성이 크게 나타났으며, 전단보강근이 있는 표준실험체(BSS)와 유사한 하중-변위 곡선을 나타내었다.

특히 0.75%와 1.5%를 조합한 실험체 SHFSC4가 극한하중이 146.81kN으로 측정되었다(도 13).

각 실험체의 하중재하에 따른 철근 및 콘크리트의 변형도를 측정하기 위하여 철근의 경우 모든 실험체는 인장, 압축 철근의 중앙부에 철근용 스트레인게이지(S1, S2, S3, S4)를 부착하였고, 콘크리트의 경우 실험체 전면부 경간 중앙 위치에 콘크리트 상하단면으로부터 20mm, 중심에서 상하부로 75mm 위치에 콘크리트용 스트레인게이지(C1, C2, C3, C4)를 부착하여 실험중 하중재하 단계별 철근 및 콘크리트의 변형도를 분석하여 하중재하 단계별 구조성능 평가 및 항복여부를 검토하였다.

하중 증가에 따른 인장 철근의 변형도 변화에서 알 수 있듯이 극한하중 가력시 모든 실험체에서 보의 중앙부 인장철근에 부착한 철근의 변형도가 항복변형도를 초과하였다.

이는 실험체의 설계개념인 인장철근의 항복으로 인한 파괴형태를 보여주고 있다.

전단강근이 없는 표준실험체(SSS)는 도 14에서 나타난 것과 같이 사인장균열이 발생하여 최대내력에 도달한 후 급격히 파괴되는 전형적인 전단 파괴형태를 나타내고 있다.

전단보강근이 있는 표준실험체(BSS)는 도 15에서 나타난 것과 같이 인장철근의 항복에 의한 전형적인 휨파괴를 나타내었다.

고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)의 파괴형태는 전단보강근이 없음에도 불구하고 충분한 연성을 확보하면서 안정적으로 휨인장 파괴를 나타내었고, 도 16 내지 19에 나타낸 바와 같다.

도 16 내지 19는 각각 SHFSC1~4의 균열도 및 최종 파괴형태를 나타낸 것이다.

고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)는 휨 균열이 발생된 이후에 균열의 폭이 크게 증가하지 않고, 이미 발생되어진 균열의 주변으로 추가의 미세 균열들이 발생하는 특성을 나타내었다.

이때의 균열 폭은 최종 파괴를 일으킨 균열을 제외하고는 모두 미세하게 제어되었다.

이것은 PVA섬유가 균열면에서 가교역할을 하면서 균열의 진전을 늦추어 줌으로써 미세하게 제어되는 것으로 판단된다. 이러한 특성은 구조물의 전단 및 내구성 증진에 기여할 것으로 판단된다.

표 7은 상술한 각 실험체의 파괴형태를 정리한 것이다.

전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)의 최대내력은 121.9kN으로 나타났으며, 전단보강근이 있는 표준실험체(BSS)의 최대내력은 134.6kN으로 나타났다.

한편, 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)는 이에 비하여 내력이 상승되었음을 알 수 있다.

표 8은 각 실험체의 최대내력과 전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)에 대한 각 실험체의 최대내력의 비(CASE i/CASE 0)를 분석한 것이다.

각 실험체의 내력 비교를 통하여 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)는 전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)에 비해 최대 20%를 상회하고 있음을 알 수 있다.

이것은 고로슬래그미분말이 혼입되면서 섬유-매트릭스의 천이영역(interfacial transition zone)에 크게 영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 증진시키는 효과를 가지고 있기 때문에 내력이 향상된 것으로 판단된다.

고로슬래그미분말과 PVA섬유를 사용하여 전단보강한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)의 경우 전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)와의 상대 극한전단응력비는 PVA섬유 혼입율이 증가함에 따라 8~20%가 증가되는 현상을 나타내었다.

그리고 PVA섬유 조합 혼입율이 클수록 극한전단응력이 증가하였으며, PVA섬유 조합 혼입율이 1.5%인 실험체 SHFSC2, SHFSC4는 PVA섬유 조합 혼입율이 1.0%인 실험체 SHFSC1, SHFSC3보다 약 10%정도 상승된 것을 알 수 있다.

각 실험체의 극한전단력 및 극한전단응력은 표 9 및 도 20과 같다.

본 발명의 실험예에서의 연성능력은 항복변위에 대한 변위연성비(μ=δ_u/δ_y)로 정의하였으며, 부재항복시(δ_y)의 처짐량을 기준으로 하여 부재 최대하중시의 변위와 최대하중 이후의 최대하중의 80%에서의 변위(δ_u)를 이용하여 평가하였다.

각 실험체의 연성능력은 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)는 표준실험체(SSS)에 비하여 5.35~5.75배 증가하였다.

이렇게 연성능력이 향상된 것은 일반적으로 콘크리트는 균열이 발생하고 난 이후에는 더 이상 인장력을 전달하지 못하고 파괴되는 반면에, 고로슬래그미분말과 신섬유 복합재료를 활용한 철근콘크리트 보 실험체(SHFSC시리즈)는 고로슬래그미분말이 산화피막을 형성하여 섬유에 코팅효과를 주고 유동화제로 인하여 유동성이 증진되면서 PVA섬유의 분산효과가 증진되면서 콘크리트 속에 골고루 분산되고, 이로 인하여 미세하게 균열의 폭을 유지하고 균열과 균열사이의 가교역할을 함으로써 인장력의 전달 능력이 지속되면서 연성능력이 증가하기 때문인 것으로 사료된다(표 10, 도 21).

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 콘크리트 보 110 : 중앙부
120 : 양단부 130 : 분리부재

Claims

길이방향을 따라 중앙부(110)에 비해 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율이 높은 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
삭제
제1항에 있어서,
상기 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율은 상기 중앙부(110)의 보강섬유의 혼입율에 비해 2~4배 높은 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제3항에 있어서,
상기 중앙부(110)의 보강섬유의 혼입율은 0.5~0.75 체적%이고, 상기 양단부(120)의 보강섬유의 혼입율은 1.5~2.25 체적%인 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제1항에 있어서,
고로슬래그미분말이 첨가된 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제5항에 있어서,
상기 고로슬래그미분말의 분말도는 3500~4500㎠/g인 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제5항에 있어서,
상기 고로슬래그미분말은 시멘트량 대비 20~30 중량%가 첨가된 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제1항에 있어서,
카르복실계 감수제(PCSP), 셀룰로즈계 분리저감제(HPMC) 중 하나 또는 양자의 혼합물이 첨가된 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제1항에 있어서,
상기 중앙부(110) 및 양단부(120)의 경계면에는 그물구조의 분리부재(130)가 설치된 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).
제9항에 있어서,
상기 중앙부(110) 및 양단부(120) 각각의 길이는 실질적으로 서로 동일한 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 보(100).