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콘크리트내 섬유복합체 보강근이 표면저항치에 미치는 영향
문도영 한국구조물진단유지관리공학회 2011 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.15 No.6
본 논문에서는 실험을 통해 섬유복합 보강근이 콘크리트 표면저항치에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 실험에서 콘크리트의 표면저항치는 Wenner기법에 의하여 4probe 방식에 의하여 측정되었다. 이형철근과 국내에서 생산된 GFRP 보강근 및 CFRP 보강근이 사용되었으며, 비교를 위하여 무보강 실험체의 표면저항치도 측정되었다. 기존의 연구에 따르면, 내부에 보강된 이형철근에 의하여 저항치가 영향을 받게 되는데, 보강근의 위치, 깊이 및 보강방향에 의하여 영향을 받는 것으로 보고된바 있다. 본 논문에서는 노후된 콘크리트구조물의 보강재와 신설구조물의 철근을 대신하여 사용될 수 있는 GFRP 및 CFRP 보강근이 사용되었을 때, 표면저항치의 변화를 실험적으로 고찰하였으며, 이 결과는 향후 FRP가 사용된 구조물의 부식상태 파악을 위한 비파괴시험 결과에 대한 평가에 유용하게 사용될 수 있다. The effect of composite reinforcing bars on surface electrical resistivity of concrete was investigated through experimental program. The resistivity was measured by Wenner method using an equipment with 4 probe. Ordinary steel, GFRP, and CFRP reinforcing bars produced domestically were used and a specimen with no reinforcement was tested for the comparison. This investigation is motivated from the fact that measured value of resistivity of concrete is significantly affected by details of steel reinforcements, such as location, depth and direction of the internal steel reinforcement. These results could be valuable data for evaluation of corrosion degree of concrete structures reinforced or strengthened by the composite reinforcing bars.
문도영,Moon. Do-Young 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.5
For the enhancement of structural safety of thermally damaged reinforced concrete structure, rapid evaluation of damage in the structure is very important. This study addresses a simplified method which is equivalent to the standard fire curve (ISO 834) for the residual bond strength evaluation. In the proposed method, a exposure duration as well as the maximum temperature can be considered. For the comparisons with conventional methods, concrete properties obtained from the report of Daegu subway fire accident were referred and the results support the applicability of the proposed method in this study. 화해를 입은 구조물의 안전성 확보에는 초기대응이 매우 중요기 때문에 신속한 의사결정이 필요하다. 본 논문에서는 화해를 입은 구조물의 이형철근과 콘크리트 간 잔존부착강도를 평가할 수 있는 간략화된 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 화재강도 즉, 화재 중 최고노출 온도 뿐 아니라 화재지속시간도 고려할 수 있도록 하였다. 제안된 방법의 검증 및 비교를 위하여 화해를 입은 대구지하철 역사의 현장조사 결과를 인용하였으며, 해석결과 그 효용성을 확인하였다.
대형보 실험을 통한 TBM 터널 세그먼트용 강섬유보강콘크리트 성능평가
문도영,노화성,장수호,이규필,배규진,Moon, Do-Young,Roh, Hwasung,Chang, Soo-Ho,Lee, Gyu-Phil,Bae, Gyu-Jin 한국터널지하공간학회 2014 한국터널지하공간학회논문집 Vol.16 No.3
본 연구에서는 TBM 터널 SFRC 세그먼트 개발을 위하여 이형철근이 보강되지 않은 SFRC 보의 휨파괴 실험을 통하여 SFRC 배합의 평가를 수행하였다. 압축강도, 강섬유의 형상비와 강섬유 혼입률을 변수로 하여 총 16개의 SFRC 보를 제작하고 휨에 의하여 파괴시까지 실험하였다. 하중-수직변위 분석결과, 큰 형상비의 강섬유를 사용하여도 소형보의 실험(Moon et al, 2013)과 달리 보의 인성거동을 증진시키는 효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 극한상태에서 강섬유는 균열폭 7 mm까지 하중을 저항하는 것으로 확인되었다. 또한, 기존의 SFRC 보의 휨강도예측모델과 실험결과를 비교한 결과, SFRC 보의 휨강도를 최대 20배까지 과소평가하고 있는 것으로 나타났다. 그러나, TR No. 63 모델(Concrete Society, 2011)은 다른 모델에 비하여 근사하게 휨강도를 예측하는 것으로 확인되었다. 강섬유의 분포에 대한 분석결과, 소형보에서 보다 실제 규모의 보에서 강섬유의 분산도가 훨씬 개선되는 것을 확인하였다. In order to develop SFRC TBM tunnel segment, evaluating the SFRC mixture was conducted through flexural tests of SFRC beams without ordinary steel reinforcement in this study. Considered variables were compressive strengths of SFRC, aspect and mix ratio of steel fibers and total 16 specimens were fabricated and tested until failure. The load-vertical displacement results demonstrates that the effect of aspect ratio is minor when compared to results form small beam test(Moon et al, 2013). A SFRC beam resists the vertical load until the width of crack reaches to 7 mm due to steel fibers across cracked surfaces. Moreover, it is found that flexural moment estimated by equation of TR No. 63(Concrete Society, 2011) is useful for prediction of nominal strength for SFRC structure. From the investigation of fiber distribution in cracked section, it is found that dispersion improved in actual size beam compared to in standard small beam for evaluation of flexural strength.
강섬유보강 콘크리트 세그먼트의 강섬유가 표면전기저항에 미치는 영향
문도영,이규필,장수호,배규진,Moon, Do-Young,Lee, Gyu-Phil,Chang, Soo-Ho,Bae, Gyu-Jin 한국터널지하공간학회 2011 한국터널지하공간학회논문집 Vol.13 No.6
강섬유보강 콘크리트는 숏크리트와 쉴드터널 세그먼트 등에 널리 이용되는 건설재료이다. 강섬유와 이형철근이 동시에 보강된 콘크리트 구조물에서 강섬유와 철근의 부식은 장기적 내구성능에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 이러한 구조물의 부식 가능성과 침투성능에 대한 적정한 평가가 가능한 방법의 도출이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 강섬유와 철근이 동시에 보강된 콘크리트의 부식평가방안에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 강섬유의 혼입량, 이형철근의 부식유무 등을 변수로 실험체를 제작하였으며, 각 변수 등이 표면전기저항치에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과, 강섬유는 전류의 교란을 발생시켜 표면전기저항치를 크게 저하시키는 것으로 확인되었다. 또한 강섬유가 3% 이상 혼입이 되면, 내부 이형 철근의 부식상태 및 부식가능성에 대한 평가가 불가능한 것으로 판단된다. Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) is widely used for tunnel structures such as shotcrete and segments. Corrosion of steel fibers and steel reinforcements may affect on the long-term durability of the concrete structures with steel fibers and reinforcement. Therefore, a study on the feasible method to evaluate corrosion possibility and permeability of the concrete structures is required. This experimental study examines the effect of steel fibers and internal reinforcement on the surface resistivity. Steel fiber mix ratio and corrosion of internal reinforcement were considered as variables. In the results, steel fibers significantly reduce the surface resistivity due to those conductive characteristic. In the case of 3% mix ratio, it was difficult to evaluate rate and permeability of corrosion due to the great reduction of resistivity by mixing of steel fibers.
거친표면 GFRP 보강근의 쪼갬부착파괴강도 및 거동 고찰
문도영,Moon. Do-Young 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.2
본 연구는 거친 표면을 갖는 GFRP 보강근의 쪼갬에 의한 부착파괴 거동과 파괴강도를 인발실험을 통해 규명하였다. 실험변수로서, 보강근의 직경, 콘크리트 피복 및 콘크리트 압축강도에 대하여 실험을 수행하였으며, 동일한 변수에 대하여 5개의 실험 결과를 평균하여 실험에 대한 오차를 최소화 하였다. 또한 쪼갬에 의한 부착파괴거동을 인발력과 변위결과로부터 고찰하였다. 쪼갬부착파괴강도 결과는 여러 연구자가 제안한 이형철근 및 FRP 보강근의 쪼갬부착파괴강도 평가모델식과 비교하였다. 분석결과, 거친표면을 갖는 GFRP 보강근의 쪼갬부착파괴강도는 Harajli 등(1995)이 제안한 모델을 이용하여 가장 근사하게 평가할 수 있는 것으로 나타났다. In this experimental study, bond splitting strength and behavior were evaluated through pull-out tests. The tests were conducted on a GFRP rebar with roughened surface which was produced by Canadian manufacturer. The used variables in this study were rebar diameter, cover depth and compressive strength of concrete. For each variable, five specimens were made and tested to obtain good results. The bond splitting behavior was investigated from the relationship of pull-out force and slip. The experimental bond splitting strength was compared with the predicted strength obtained from the equations presented by some researchers. The results of the comparison demonstrated that the strength could be predicted well by using the Harajli et al`s equation.
고온노출된 강섬유보강 콘크리트의 인장성능에 대한 실험적 연구
문도영,Moon. Do Young 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.1
본 논문에서는 고온 노출된 강섬유 보강콘크리트의 인장성능을 실험적 연구를 통하여 검증하고자 하였다. 실험방법은 낮은 변동성을 특징으로 하는 DPT를 이용하였다. 일반적인 후크강섬유와 트위스트 강섬유, 0.25~1.0%의 강섬유 혼입률, 섬유형상비를 변수로 하여 실험을 수행하였다. 시험체는 고온 전기로에서 <TEX>$300^{\circ}C$</TEX>, <TEX>$500^{\circ}C$</TEX> 및 <TEX>$700^{\circ}C$</TEX>의 온도에서 2시간 노출되었으며, 12시간 동안 자연냉각 된 후에 가력되었다. 실험결과, 섬유혼입률이 증가할수록, 형상비가 클수록, DPT 인장강도가 증가하는 것으로 나타났다. 섬유종류의 영향은 다른 변수에 비하여 그 영향이 미미한 것으로 판단되었다. 실험결과를 근거로 강섬유의 혼입량과 형상비의 영향을 고려할 수 있는 노출온도 수준에 따른 DPT 인장강도 예측식을 제시하였다. Tensile strength of steel fiber-reinforced concrete was investigated with experimental program. For the investigation, Double Punch Test, which is known as a test method with low validity, was used. Fiber type(hooked and twisted fiber), mix ratios by volume ranged from 0.25% to 1.0%, aspect ratio were used as variables for the tests. The specimens were exposed to the elevated temperatures(<TEX>$300^{\circ}C$</TEX>, <TEX>$500^{\circ}C$</TEX> and <TEX>$700^{\circ}C$</TEX>) for 2 hours and placed at ambient temperatures for 12 hours before testing. Results demonstrated that residual tensile strength increases as mix ratio and aspect ratio increase. The effect of fiber type was insignificant. Based on the test results, the linear equation for prediction of DPT residual tensile strength was proposed in terms of mix ratio and aspect ratio.
유로코드에 규정된 최소철근비를 갖는 보의 휨거동에 대한 실험적 연구
문도영 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.1
유럽 기준의 극한한계상태에서 최소철근량은 국내기준에서 제시하고 있는 최소철근량의 68%에 불과하다. 본 논문에서는 유로코드에서 규정하고 있는 최소철근량으로 보강된 보의 휨거동을 실험적으로 고찰하였다. 콘크리트 설계압축강도 40 MPa과 60 MPa, 철근 항복강도 400 MPa, 500MPa와 600 MPa를 사용한 8개의 실험체를 제작하고 파괴까지 가력하였다. 실험결과, 공칭강도와 균열강도의 비가 1.3~1.8로 나타났다. 그러므로, 유로코드로 설계된 최소철근 보는 충분한 구조적 안전성을 보유하고 있는 것으로 확인되었다. 이와같은 구조적 안전성은 공칭강도를 과소예측하고, 균열강도를 과대평가하기 때문인 것으로 나타났다. The minimum reinforcement ratio at ultimate limit state specified in Eurocode is merely 67% of that in domestic code. In this study,flexural behavior of beams with the minimum reinforcement ratio specified in Eurocode was examined. Eight beam specimens ofmoderate strength concrete, 40 MPa and 60 MPa, and high tension rebar, 400 MPa, 500 MPa and 600 MPa were fabricated and testeduntil failure. In results, the ratios of nominal flexural strength to cracking moment were ranged in 1.3~1.8. Consequently, it is confirmedthat the beam with the minimum reinforcement ratio specified in Eurocode has enough safety margin in structural point ofview. And, it is proved that the enough safety margin is originated from over prediction of nominal flexural moment and underestimationof cracking moment.
초단유리섬유가 PSC 그라우트의 부식저항성능에 미치는 영향
문도영,김상운,김동주 한국구조물진단유지관리공학회 2015 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.19 No.6
In this experimental study, effect of milled glass fibers was investigated on corrosion resistance of PSC grout mortar. In order to check whether the mortar mixture with milled glass fibers satisfy the required properties as a PSC grout, time of flow, bleeding and compressive strength measured. The corrosion resistance were investigated through chloride ion migration test, mortar absorption test and surface resistivity measurement. It is confirmed that all proportions with milled glass fibers have better corrosion resistance than that with only OPC binder. Time of flow was reduced but the bleeding was increased to unacceptable level by using milled glass fibers. Consequently, the mix proportion with milled glass fibers for a PSC grout should be modified to have lower water/binder ratio. 본 실험 논문은 초단유리섬유(milled glass fibers)가 혼입된 PSC용 그라우트 몰탈의 강재부식성능을 평가하였다. 초단유리섬유를함유한 배합이 PSC 그라우트 몰탈로서 소요성능을 만족시키는지를 확인하기 위하여 유하시간, 블리딩 및 압축강도를 측정하였다. 초단유리섬유를 함유한 몰탈의 부식저항 성능은 염소이온 확산시험, 몰탈 흡수시험과 표면전기저항 측정 결과에 근거하여 수행되었다. 시험결과, 초단유리가 혼입된 모든 배합은 OPC만 사용된 배합에 비하여 그라우트의 부식저항성능을 개선시키는 것으로 확인되었다. 다만, 초단유리섬유를사용함으로서 유하시간은 단축되지만 블리딩이 발생하여 소요성능을 만족하지 못하는 것으로 확인되었다. 그러므로 PSC 그라우트에 적합한초단유리섬유배합이 되기 위해서는 물-바인더비의 조정이 필요한 것으로 판단된다.