실란계 프라이머를 활용한 바닥 마감재 부착성능 평가

정권영,윤다애,장석준,길배수,윤현도 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.21 No.4

본 연구에서는 프라이머 도포 여·부 및 압축강도수준 그리고 바닥 마감재 시공재령에 따른 주차장용 바닥 마감재 부착성능을 평가 하였다. 또한 현행 KS 기준에서는 바닥 마감재 부착성능을 모르타르 공시체를 활용하여 평가하도록 제안하고 있지만, 실제 현장에서 바닥 마 감재는 콘크리트 상부면에 시공되기 때문에 바탕면 변화에 따른 부착성능을 추가변수로 계획하여 평가를 진행하였다. 모르타르는 현행기준에 서 제안하고 있는 배합표에 준하여 제작하였으며, 콘크리트 설계기준강도는 18, 30, 50 MPa로 계획하였다. 프라이머는 모르타르 및 콘크리트 재령 28일 변수에 따라 바닥 마감재와 함께 도포되었으며, KS 기준에 준하여 바닥 마감재 재령 일에 따라 부착성능을 평가하였다. 변수에 따른 부착성능 평가결과 바닥 마감재 재령이 경과함에 따라 바닥 마감재 부착성능은 향상되는 것으로 나타났으며, 압축강도가 높아짐에 따라 바닥 마감재 부착성능 또한 향상되는 것으로 나타났다. 이는 파괴양상을 고려하였을 때 콘크리트 쪼갬 인장강도의 영향을 받은 것으로 판단된다. 프 라이머 도포에 따른 부착성능은 유사한 것으로 나타났으며, 프라이머의 사용은 부착강도에 문제없이 콘크리트 표면의 내구성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 콘크리트 및 모르타르 바탕면의 부착강도 특성을 비교한 결과 바닥재의 부착강도는 구성재료 보다 압축강도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 현행 KS 기준의 모르타르 바탕면 실험체의 부착강도를 근거로 실제현장의 부착강도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다. The experimental research was conducted to evaluate the adhesive performance of surface finishing material with primer based on silane(primer). For this purpose, concrete specimens with compressive strength of 18, 30, 50 MPa were made and cured in water condition (20±2°C) for 28 days. A primer was applied on the age of 28 days and evaluated according to based on the curing age of the surface finishing material. Moreover, the mortar specimen also made and tested as per KS F 4937 for compared with concrete-based test results. Test results indicated that the adhesive strength of specimens with primer exhibit similar than that of specimens without primer. Also, the adhesive performance improved with increasing in curing age and compressive strength. The correlation between compressive and adhesive strength of mortar and concrete specimens showed similar trend. It was noted that there is no significant effects of primer on adhesive performance of surface finishing material, thus use of primer has superior potential for solving durability problem of concrete slab surface.

초고성능 콘크리트 하이브리드 사장교 바닥판 접합부 철근의 부착 성능에 대한 해석

선우윤호(Seonwoo Yoon Ho),박성균(Park Sung kyun),곽임종(Kwahk Im Jong),윤영수(Yoon Young Soo) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 A Vol.31 No.3A

높은 강도와 우수한 연성을 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 교량 부재의 두께 및 자중을 감소시키는데 적합하여, 교량의 장대화, 장경간화에 유리한 재료로 각광 받고 있다. 그러나 초고성능 콘크리트는 타설 과정이 복잡하고 어렵기 때문에 현장 타설을 통한 적용이 어려운 재료이다. 따라서 이에 대한 대안으로 프리캐스트 공법을 활용하는 방안이 중점적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 연구의 일환으로 초고성능 콘크리트의 재료 특성을 고려하여 하이브리드 사장교 바닥판 접합부의 철근 이음방법에 따른 구조적 성능을 평가하였다. 바닥판의 접합부에 적용할 수 있는 철근 이음을 형상에 따라 RC 부재에 적용하고, 이에 대한 비선형 해석을 통해 구조적 성능을 예측하였다. 또한 600 m급 사장교를 선정하여 단면력 해석을 통해 접합부에서 발생하는 부착 응력의 크기를 파악하고, 이를 접합부 형상에 따른 부착 강도의 크기와 비교하여 구조적 성능을 평가하였다. 해석 결과, 접합부 철근의 형상에 따라 U형 루프 타입이 가장 큰 하중을 견딜 수 있고, 직선형 타입이 가장 큰 부착 강도를 발현하는 것으로 예측되었다. 또한, 세 가지 형상의 접합부 철근 모두 초고성능 콘크리트의 사장교의 완성계에서 요구되는 부착 성능을 만족시켰다. Ultra High Performance Concrete (UHPC), which is characterized by its high strength and advanced ductile behavior that is much superior to those of convention concrete, is a useful material to make thinner and longer bridges. The precast segmental construction method utilizing UHPC has been mainly studied because cast-in-place UHPC is very difficult and complicate to be achieved. As a part of those research, the structural performance evaluation of different types of joint connection method for hybrid cable-stayed bridge utilizing UHPC by using nonlinear analyses is performed in this study. The bond stress at joint is obtained by section force analyses for a 600 m cable-stayed bridge deck, and compared with the required bond stress at joint. Analysis results show that the U Type connection and straight type connection resist the highest ultimate load and bond strength, respectively. In addition, all considered joint connection systems satisfy the bond performances at joint required in the final stage of cable-stayed bridge utilizing UHPC.

표면처리 및 양생 조건이 초고성능 콘크리트-보통 콘크리트 계면 부착강도에 미치는 영향

강성훈,홍성걸 한국구조물진단유지관리공학회 2015 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.19 No.3

이 연구에서는 초고성능 콘크리트 (UHPC)와 보통 콘크리트 (NSC)간 계면부착강도에 관한 연구를 수행하였다. UHPC를 보수⋅보강재 로 활용하기 위한 기존의 부착강도에 관한 연구와 달리, UHPC를 프리캐스트 합성부재로 활용하기 위한 연구에 초점을 맞추었으며, 여기 에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인에 대하여 검토하였다. 기존 연구들을 분석한 결과, UHPC-NSC 계면 부착강도에 영향을 미칠 수 있는 요인으로는 계면의 형상, 합성 전 UHPC의 경화 진행상태, 합성 전 UHPC의 수분 흡수상태, 그리고 합성 후 양생장소와 같이 크게 4가지 로 구분되었다. 계면의 형상을 변수로 한 실험에서는 형상에 따라 각기 다른 파괴모드가 나타났으며, 기존 연구에서 확인되지 않았던 거칠 게 처리한 UHPC 계면 일부가 파괴되는 새로운 파괴모드가 발견되었다. 합성 전 UHPC의 경화진행 상태가 부착강도에 영향을 미치는 것 으로 나타났으며, 이러한 영향은 부착 파괴모드에 따라 다르게 나타났다. 또한, 합성 전 UHPC의 수분상태가 부착강도에 영향을 주었으며, UHPC의 양생방법에 따라 서로 상반되는 결과를 보였다. 마지막으로, 합성한 시편의 양생조건 역시 계면 부착강도에 영향을 미친다는 것 을 확인하였다. This study reports the interfacial bond strength between Ultra High Performance Concrete (UHPC) and Normal Strength Concrete (NSC). While previous studies have focused on the interfacial strength between NSC substrate and UHPC overlay, this study use precast UHPC for enhanced constructability and replacement of formwork. The factors affecting the interface strength are comprehensively reviewed. It can be classified int interface shape, degree of hardening and moisture condition of UHPC before combining with NSC, and curing condition of composite materials. Conducted experiments verify the effects of each factor on the interface strength and, accordingly show different failure modes. In particular, a new failure mode of the failure of a part of UHPC was firstly found in the case of sample with rough interface between UHPC and NSC. The other factors of the degree of hardening and the moisture and curing conditions of UHPC were discussed. This research will provide a valuable foundation to utilize the UHPC as a composite material.

시공이음부 계면처리방법에 따른 초고성능 콘크리트의 전단부착성능 평가에 관한 실험적 연구

장현오 ( Hyun-o Jang ),김보석 ( Bo-seok Kim ),이한승 ( Han-seung Lee ) 한국건축시공학회 2016 한국건축시공학회지 Vol.16 No.3

시공이음부 발생에 따른 초고성능 콘크리트의 일체성을 확보하기 위해서는 그 특성을 수반함과 동시에 전단부착성능에 대한 정량적인 계면처리방법이 필요할 것으로 판단된다. 이에, 본 연구는 초고성능 콘크리트 타설 시, 발생하는 시공이음부의 부착성능을 확보하기 위한 일환으로서 시공이음부 계면처리방법에 따른 전단부착성능 평가를 통하여 재료적인 측면에서의 합리적인 계면처리방법을 도출하고자한다. 초고성능 콘크리트 배합은 180MPa의 배합강도를 사용하였으며, 계면처리방법으로는 MN, AC, GR-10-0, GR-20-0, GR-30-0, SH-30-5, SH-30-10으로써 총 7수준으로 설정하였다. 실험체는 150×150×150mm의 Size로 제작 후, 전단부착강도 평가를 위하여 Direct shear test를 실시하였다. 실험결과, 시공이음부 접합면에 대해 계면처리를 실시한 경우 부착성능이 향상되는 것을 확인하였으며, 접합부 단면적이 증가할수록 초고성능 콘크리트의 일체성 확보에 유리할 것으로 판단된다. 또한 콘크리트의 일체성을 확보하기 위해서는 접합면 단면적의 비율 및 요철의 깊이, 개수 등이 적절히 고려되어야 할 것으로 판단된다. Structural performance and durability of ultra high performance concrete could demonstrate optimal performance when unity was kept. Accordingly, it is necessary to involve the characteristics and quantitative surface treatment at the same time in order to retain oneness of Ultra-High-Performance Concrete(UHPC) according to construction joint occurrence. Therefore, this study derives a reasonable surface treatment method in a material’s point of view through the shear adhesion performance evaluation according to the construction joints surface processing method as a part for securing the adhesion performance of the construction joints when casting UHPC. 180 MPa of required average strength was used for mix of UHPC and surface treatment method was set to totally 7 level that MN, GR-10-0, GR-20-0, GR-30-0, SH-30-5, SH-30-10. After the specimen were manufactured to a size of 150×150×150mm, Direct shear test was performed to evaluate the shear adhesion strength. As a result, it was confirmed that the adhesion performance was improved when executing a surface treatment for the construction joint interface and standard of failure mode of specimen was over Type C. Also, It was considered that interface of cross section and depth of concavo-convex should be concerned.

방수ㆍ방근시트와 옥상녹화 박스유닛 시스템의 일체화를 위한 전자기 유도가열 융착 고정구의 부착성능

오창원 ( Oh Chang-won ) 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회지 Vol.18 No.5

기존의 다층으로 구성되어 시공성이 낮은 옥상녹화 공법의 개선을 위해 개발한 방수·방근 시트 일체화 옥상녹화 박스 유닛공법의 일체화를 위해 사용하는 전자기 유도가열 방식의 금속 고정구와 콘 형상 고정구의 부착성능을 평가하기 위해 엔지니어링 PE, TPO, PVC 시트 등 3종류의 시트에 가열온도에 따른 부착성능 및 동일한 시험체로 냉열반복 후 부착성능을 측정하였다, 그 결과는 엔지니어링 PE시트에 부착한 고정구의 부착성능이 가장 우수하게 나타났으며, 금속고정구는 가열온도가 올라갈수록, 콘 형상 고정구는 가열온도가 낮을수록 우수한 부착성능을 보여주었고, 냉열 반복 후 부착시험 결과는 상온 부착시험 결과와 동일하게 나타났다. 기존의 양면 부틸테이프 고정방식의 콘 형상 고정구는 낮은 부착하중과 냉열반복에 의한 뚜렷한 성능저하가 발생하는데 비하여 전자기 유도가열방식의 고정구는 우수한 성능을 유지하였다. A currently used roof green system with multi layers has a low constructability. Therefore a new integrated waterproof & root barrier sheet and roof green box unit system was developed using steel plate fixture and cone type fixture by electromagnetic induction heating method. This study was proceeded to evaluate adhesion performance of two types of fixtures on Engineering PE, TPO, PVC sheet in a normal condition, repeated heating and cooling condition. As a result, adhesion load on Engineering PE sheet showed the highest value. The adhesion loads of steel plate fixture showed higher value as heating temperature was getting higher. However adhesion loads of cone type fixture showed opposite tendency. Regarding to the test conditions, test results of normal condition, repeated heating and cooling condition showed same value. The cone type fixture using butyl tape showed 7 times lower adhesion load than that of cone type fixture using electromagnetic heating and 28% lower adhesion load in a repeated heating and cooling condition than a usual condition.

콜드조인트 지연시간에 따른 초고성능 콘크리트의 부착특성에 관한 실험적 연구

장현오 ( Jang Hyun-o ),장필성 ( Jang Pil-sung ),최재석 ( Choi Jae-seok ),이한승 ( Lee Han-seung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

본 연구는 콜드조인트 지연시간에 따른 180MPa의 부착성능을 평가하는 것을 목적으로 한다. 콘크리트 배합강도 NSC(30MPa) 및 UHPC80(MPa), UHPC(180MPa)를 대상으로 지연시간에 따라 1차와 2차로 구분하여 시험체를 제작하였으며, 전단부착성능의 관한 평가 및 거동을 파악하기 위해 Direct shear test 실시하였다. 실험결과, NSC30+ NSC30 실험체에서는 타설 지연시간 60분까지 전단부착강도 저하율 약 5% 미만으로 나타나, 타설 지연시간이 부착성능에 영향이 없는 것으로 나타났다. 반면, UHPC80 및 UHPC180의 경우, 콘크리트 강도가 높아질수록 전단부착성능이 낮아지는 경향을 나타내었으며, 특히, UHPC180의 타설 지연시간 15분의 경우, 전단부착강도 감소율 약 10%로서, 지연시간이 증가할수록 부착성능이 급격하게 저하하는 것을 확인하였다.

보수대상 구조 표면 상태를 고려한 UHPC 기반 콘크리트 보수재료의 부착 성능 평가

윤용식,김경철,임광모,안기홍,류금성,고경택 한국건설순환자원학회 2023 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.11 No.4

본 연구에서는 높은 역학적, 내구적 성능이 확보된 UHPC(Ultra High Performance Concrete) 배합을 기반으로 보수재료를개발하기 위해 일반 콘크리트 보수면을 대상으로 부착성능을 평가하였다. 보수 대상 모체의 표면의 거칠기와 습윤 상태 그리고보수재료 배합에 폴리머 혼입 및 PP, PVA 섬유 사용을 고려하여 총 10가지 시험 변수를 적용하였다. 폴리머를 혼입함에따라 큰 폭의 강도 저하가 발생하였으며 이는 워커빌리티 조정을 위해 추가로 사용한 감수제의 영향으로 사료된다. 또한플라스틱 계열 섬유를 혼입함에 따라 플로우가 최대 13.8 % 감소하였다. 부착면의 상태를 고려한 보수재료의 부착 강도평가 결과 UHPC 기반 보수재료를 사용하는 경우 보수 대상 모체의 표면이 건전하다면 별도의 면 처리 작업 없이 높은 부착성능을 확보할 수 있는 것으로 판단된다. 또한 UHPC 기반 보수재료는 부착면의 습윤하더라도 높은 부착성능을 나타내었다. 추후 UHPC 기반 보수재료의 개발을 위해 숏크리트 적용과 구배 타설에 대한 연구가 진행될 예정이며 콘크리트 구조 보수재료로써의 경제성과 성능 확보를 위해 지속적인 보수재료 배합 개선이 수행될 계획이다. In this study, the bonding performance of repair materials was evaluated on concrete repair surface to develop concrete repair m aterials based o n UHPC ( Ultra High P erformance C oncrete) w hich h as h igh mechanical a nd d urability performance. The ten test variables were applied considering the roughness and wet condition of the concrete surface subject to repair, the addition of polymer, and the use PP and PVA fibers in repair materials. The addition of the polymer caused a significant decrease in strength, which was thought to be due to the effect of the additional super plasticizer used to adjust w orkability . Also, flow w as r educed b y u p to 1 3.8 % with t he u se o f plastic-based f ibers. A s a result o f evaluating the bond strength of the repair material considering the condition of the surface subject to repair, it was thought that in the case of using UHPC-based repair material, high bonding performance could be secured without any additional surface treatment as long as the surface of the base material was sound. In addition, UHPC-based repair materials showed high bonding performance even when the attachment surface was wet. In the future, research will be conducted on shot-crete application and gradient pouring for the development of UHPC-based repair materials, and continuous improvement in the repair material mixing property will be carried out to ensure economic efficiency and performance as a concrete structural repair material.

하이브리드 콘크리트 보수재료의 휨부착 성능평가

김경태,김상준,박홍기,최영철 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.6

콘크리트 구조물은 시공 후 다양한 원인에 의해 물리적, 화학적 변형을 통해 물리적인 성능이 저하된다. 이러한 콘크리트 구조물의 성능저하는 사용수명을 감소하기 때문에 합리적인 보수보강이 필요하다. 최근 콘크리트 구조물의 효율적인 보수을 위해, 부착성능을 향상시킨 하이브리드 보수재료에 대한 연구가 활발히 수행되어오고 있다. 본 연구에서는 기존콘크리트와의 부착성능 및 수밀성을 향상시키기 위해 초속경 시멘트에 PVA 분말수지, 나일론 섬유, 라텍스를 혼입 한 하이브리드 보수재를 개발하였다. 보수재료의 성능평가를 위해 압축강도, 건조수축, 부착강도 실험을 수행하였다. 또한 미리 손상이 발생한 시험체를 제작한 후 보수 전후의 휨부착 성능평가를 수행하였다. 휨강도 평가결과, 기존의 초속경시멘트만 혼입한 시험체를 제외한 모든 실험체에서 110%~150%정도 휨강도가 크게 나타났고, 휨강도에 의해 발생된 균열패턴은 모든 실험체가 기존 콘크리트와 일체 거동하는 것으로 나타났다. Concrete structures are degraded physically and chemically due to various reasons after construction. Because the deterioration of concrete structure reduces the service life, reasonable repair and maintenance techniques are needed. Recently, in order to efficiently repair concrete structures, many researches on hybrid repair materials having improved adhesion performance have been carried out actively. In this study, we developed a hybrid repair material containing rapid hardening cement, PVA powder, nylon fiber, and latex to improve adhesion and water-tightness of existing concrete. The compressive strength, drying shrinkage and the adhesion strength test were carried out to evaluate the performance of the repair material. In addition, the flexure bond performance was evaluated before and after repair. From the results, the bending strength was 110% ~ 150% in all specimens except for the specimen containing only the rapid hardening cement, and all the specimens behaved with the existing concrete in the crack pattern generated by the bending strength.

GFRP 보강근의 외피형상을 고려한 부착 해석모델 제안

박지선,송태협,이정윤 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.23 No.3

The bond analysis model equation was proposed through the regression analysis of the experimental values of bond behavior for each rebar. In order to verify the appropriateness of the bond analysis model equation, the bond behaviors calculated by the proposed bond analysis model, BPE model and CMR model were compared with experimental values. The proposed bond model showed the closest behavior to the experimental values when compared to other analysis models. The former models can not consider the different properties of GFRP rebar according to composed materials, mixing and manufacturing method and the latter has limitation to express the relationships between bond behavior because of derived formula by numerical analysis. This study proposed the analytical model different considering bond mechanism according to surface type. In order to verity the appropriateness of the bond analytical model, the bond behaviors calculated by the proposed bond analytical model, BPE model and CMR model were compared with experimental values. The proposed bond model showed the closest behavior to the experimental values when compared to other analysis models. GFRP 보강근과 콘크리트의 부착성능은 접착력, 부착력 및 지압력으로 발휘되며 보강근의 표면처리 방식이나 외피형상에 따라 발휘되는 부착저항력의 종류와 크기는 다르다. GFRP 부착 해석모델에 대한 선행연구를 살펴보면 철근의 부착 해석모델을 일부 수정하여 발전시키거나 수치해석을 통한 매개변수의 수가 많은 복잡한 해석식을 제안하였다. 전자의 경우에는 규격화된 마디형상을 갖는 철근과 달리 구성재료, 배합방법, 제조방법에 따라 다양한 외피형상을 가지는 GFRP 보강근의 특성을 포괄적으로 제안하는 데는 제약이 있으며 후자의 경우에는 수치해석으로 인한 수학적 관계식으로 GFRP 보강근의 부착거동과의 역학적인 관계를 고려하기에는 어려움이 있다. 따라서 이 연구에서는 GFRP 보강근의 콘크리트와의 외피형상에 따라 달라지는 부착메커니즘을 반영한 부착 해석모델을 제안하고자 하였다. 제안한 부착 해석모델에 대한 적합성 검증을 위하여 타 연구자가 수행한 실험값과 비교하였으며 기존의 부착 해석모델인 BPE 부착 해석모델과 CMR 부착 해석모델과의 비교연구도 수행하였다. 비교결과 이 연구에서 제안한 부착 해석모델이 실제 거동에 가장 근사하게 평가하였다.

콘크리트에 표면매립보강된 FRP의 내화단열방법에 따른 부착성능

임종욱,김태완,서수연 대한건축학회 2019 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.35 No.1

The purpose of this paper is to find the fire-protection method for keeping on the bond capacity of Near-Surface-Mounted (NSM) FRP underhigh temperature. Experiments have been carried out to evaluate the bond capacity of NSM FRP by using CFRP-plates and to confirm theheat transfer to the concrete block when the refractory insulation is attached to the surface of NSM FRP. Bond test of NSM FRP underroom temperature was conducted to obtain the maximum bond strength. And then a heating tests were carried out with keeping the bondstress of 30% of the maximum bond strength. As a result, the bond capacity of NSM FRP was disappeared when the temperature at epoxyreached to its glass transition temperature (GTT). In order to secure the bond capacity of the NSM FRP, it is necessary to protect the frontas well as side by using insulation materials 본 논문의 목적은 고온상태에서 표면매립 보강된 FRP의 부착성능을 유지하기 위한 내화보호 방법을 찾기 위함이다. 이를 위하여, CFRP 판으로서 표면매립 보강된 FRP의 부착성능을 평가하기 위한 실험을 실시하였으며 내화단열재를 표면매립된 FRP 표면에 부착할 때 콘크리트 블록의 홈으로 열전달을 확인하였다. 또한 표면매립된 FRP의 상온에서의 부착강도를 파악하기 위하여 부착실험을 실시하였다. 그리고 최대 부착강도의 30%에 해당하는 부착응력을 작용시킨 상태에서 가열시험을 실시하였다. 실험결과, 표면매립된 FRP의 부착성능은 에폭시가 유리전이온도에 도달할 때 사라지는 것으로 나타났다. 표면매립된 FRP의 부착성능을 확보하기 위해서는 단열재료를 사용하여 부착된 표면뿐만아니라 측면도 함께 보호할 필요가 있는 것으로 나타났다.