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폐 폴리머 콘크리트 및 모르터를 골재로 사용한 폴리머 콘크리트의 특성
연규석 ( Kyuseok Yeon ),현상훈 ( Sanghoon Hyun ),손승완 ( Seungwan Son ),차진윤 ( Jinyun Cha ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
최근 폴리머 콘크리트는 프리캐스트 제품용으로 다양하게 생산·이용되고 있다. 폴리머 콘크리트의 수요가 많아짐에 따라 그에 따른 폐기물 처리문제가 야기된다. 폴리머 콘크리트는 부식에 대한 저항성이 강해 자연적 분해를 기대할 수 없으며 결합재인 수지의 비싼 가격이 구조물 적용에 걸림돌이 되어왔다. 이러한 점에서 볼 때 폐 폴리머 콘크리트의 재활용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 불량한 폴리머 콘크리트 제품을 파쇄하여 얻어진 골재를 사용하여 폴리머 콘크리트 제조에 재활용함으로써 환경적 부담을 줄이는데 목적이 있다. 실험은 파쇄한 폐 폴리머 콘크리트와 모르터를 골재로 사용한 폴리머 콘크리트에 대하여 압축강도, 휨강도, 인장강도, 탄성계수, 포아송 비 등을 시험하고 기존의 폴리머 콘크리트에 대한 시험결과와 비교하였던 바 유의수를 5% 범위 내에서 유의성을 보여 충분한 재활용의 가치가 있는 것으로 확인되었다.
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연규석 ( Kyuseok Yeon ),현상훈 ( Sanghoon Hyun ),손승완 ( Seungwan Son ),차진윤 ( Jinyun Cha ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
폴리머 모르타르는 내동결융해 및 내부식성 등 내구성이 우수하며, 압축ㆍ휨ㆍ인장강도가 우수하다. 또한 계절에 따른 온도변화에 저항력이 강하고 경화시간이 시멘트 콘크리트에 비해 빠르기 때문에 열악한 환경 조건에서의 구조재로서 매우 유리하다. 따라서 본 연구는 불포화 폴리에스터를 MMA로 개질한 폴리머 모르타르의 저온에서의 경화 및 강도 발현 특성에 대해 연구하였다. 결합재와 모르타르의 시험온도는 20, 5, 0, -5, -10, -20℃로 촉진제에 따른 수지와 모르타르의 가사시간을 구명하였고, 그에 관한 상관관계식을 도출하여 온도별 촉진제에 따른 가사시간을 예측할 수 있었다. 양생온도에 따른 각각의 강도 시험은 모르타르의 가사시간 측정을 통해 얻은 결과를 바탕으로 개시제 1.5%, 촉진제 2%를 사용하였으며, 추가 변수로 상온(20℃)과 저온(5, 0, -5, -10, -20 ℃)에서 보관한 재료를 사용하요시간별(3, 6, 12, 24, 48, 72, 120, 168 시간) 강도 시험을 실시하였다. 연구결과 상온(20 ℃)에 보관된 재료로 제작한 시험체에 비해 저온(0, -10, -20 ℃)보관된 시험체의 압축강도는 20 - 25 %, 휨강도는 5 - 15 %, 인장강도는 6 - 13 %의 강도 저하가 나타났다. 또한 온도에 관계없이 모든 시험체의 강도값은 24 시간 내에 7일(168시간)강도의 70 %이상 발현하였다. 그러나 저온에서 양생된 시험체는 상온에 비해 압축강도는 30 %, 인장강도는 50 %, 휨강도는 30 %로 상대적으로 낮은 값을 보였다.
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CFRP로 외부 부착 보강된 폴리머 콘크리트 보의 휨 특성
연규석 ( Kyuseok Yeon ),현상훈 ( Sanghoon Hyun ),손승완 ( Seungwan Son ),차진윤 ( Jinyun Cha ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
콘크리트 구조물에 에폭시 접착제를 사용한 강판(steel plate)의 외부 부착 공법은 시공기간이 짧고 기존 구조물에도 시공이 가능하다. 또한, 구조적으로 인장을 받는 부분은 물론 압축과 전단을 받는 부분에도 적용이 가능하여, 매우 효과적이고 편리한 보수·보강 공법으로 알려져 있으나 강판의 무게, 철의 부식 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 FRP sheet(plate)가 개발되어 많은 연구 및 시공이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트 보의 인장측에 CFRP(Carbon Fiber-Reinforced Polymer)를 외부 부착하여, CFRP의 보강 두께에 따른 보의 파괴형태, 하중-처짐, 연성지수, 극한모멘트강도와 같은 휨 특성 및 보강 효과 등을 구명하였다. CFRP 두께에 따른 휨특성을 평가하기 위하여 CFRP의 보강 두께를 0, 1, 2, 3, 4, 5 겹으로 하였으며, 단면 100(폭) × 150(높이) mm, 길이 1000 mm의 보를 제작하였고, 지간은 80 cm로 하중 재하시험을 실시하였다. 실험결과 파괴형태는 CFRP의 두께가 증가함에 따라 부착면에서 파괴되는 형태를 나타내었다. 하중-처짐곡선에서 CFRP의 보강 두께가 증가할수록 균열하중 및 극한하중이 크게 증가하였으며, 특히 CFRP를 3 겹 이상보강할 경우 처짐이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 연성지수는 CFRP의 두께를 3겹으로 보강한 보에서 변위연성과 에너지 연성이 모두 높은 결과를 나타내었으며, 일정 두께 이상의 CFRP 보강은 연성지수 향상에 크게 기여하지 못하는 것으로 분석되었다. CFRP를 적정 두께로 보강할 경우 폴리머 콘크리트 보의 휨 능력 및 연성거동 향상에 매우 효과적인 것으로 판단되며, 폴리머 콘크리트 구조물이나 제품보강에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
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