Hybrid 나일론 섬유보강 에폭시 콘크리트의 휨강도 특성 = Flexural Strength Properties of Epoxy Concrete Reinforced Hybrid Nylon Fiber

국문 초록 (Abstract)

콘크리트 구조물 중 휨 응력을 많이 받는 교량이나 내구성을 요구하는 지중매설물, 해양구조물, 농업시설물 등 물과 항상 접촉하는 수리구조물 등은 하중이 재하됨에 따라 균열이 발생하게 된다. 그 이유는 콘크리트는 압축강도는 우수하나 인장과 휨에 취약할 뿐만 아니라, 취성적인 성질을 갖는 단점을 가지고 있기 때문이다.
기존의 연구에서 에폭시 수지는 내약품성, 내후성 등의 성질이 우수하다는 평가를 받아왔다. 그러나 재료비의 고가로 경제성이 불리하여 널리 보급되기에는 어려움이 따랐다.
또한, 시멘트 콘크리트의 구조적 단점을 개선하기 위하여 섬유보강 콘크리트(Fiber Reinforced Concrete, FRC)에 대한 연구가 계속되고 있다.
본 연구에서는 시멘트 입자와의 높은 부착력을 지니고, 비교적 탄성계수가 크며, 유효직경이 작아 밀실한 콘크리트를 생산할 수 있는 섬유 중 비교적 가격이 저렴한 나일론섬유를 택하여 그 길이를 달리하는 두 종류를 Hybrid하여 내구성이 월등한 섬유보강 에폭시 콘크리트를 개발하였다.
따라서, 본 연구는 현장에서 일반적으로 사용되고 있는 레미콘 배합을 기준으로 슬럼프 12±2.5cm, 공기량 4.5±1.5%, 설계기준강도 21Mpa 이상, 에폭시 수지는 중량비로 시멘트의 5%를 치환하였고, 섬유는 시판품 현황 및 기존의 연구결과를 고려하여 길이가 다른 6mm와 19mm의 나일론섬유를 혼입하였으며, 혼입률은 체적비로 0%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, 0.20%를 교차로 하이브리드 한 총 12배치를 실험하였다.
그 결과, 재령 28일의 휨강도는 압축강도의 1/6∼1/4 범위에 있었으며, 최대휨강도는 에폭시 수지를 혼입하고, 6mm의 나일론섬유 0.1%와 19mm의 나일론섬유 0.1%를 하이브리드 한 배합에서 기준배합에 비해 23% 크게 나타났다.
또한, 6mm 또는 19mm를 단일로 혼입한 배합의 경우와 6mm와 19mm를 하이브리드 한 배합의 경우에는 19mm 나일론섬유 단일혼입 및 혼입률이 높은 배합에서 상대적으로 휨강도가 크게 나타났다.