염해 환경에 노출된 CFRP Grid로 보강된 콘크리트 보의 휨 거동 = Flexural Behavior of Concrete Beams Reinforced with a CFRP Grid Exposed to Chloride-Containing Environments: An Experimental Study

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 염해 환경에 노출된 CFRP Grid로 보강된 콘크리트 보의 휨 거동에 대한 실험적 연구를 보고한다. 실험을 위해 길이 2,200 mm, 폭 250 mm, 높이 125 mm의 실험체가 제작되었다. 실험변수로 염화물 수용액의 종류(NaCl: 염화나트륨, CaCl2: 염화칼슘), 사전 하중 가력의 유무 및 염화물 용액 침지 기간(40일, 120일)이 고려되었다. 제작된 실험체는 침지 후 3점 휨 실험이 수행되었다.
초기 균열 하중은 침지 40일 후 증가하였으나, 120일 이후 다시 감소하였다. 파괴 모드는 사전 하중 가력을 통해 균열이 발생되지 않은실험체에서는 대부분 콘크리트 압축부가 파쇄되는 휨파괴 양상을 보였으며, 사전 하중 가력을 통해 균열이 발생된 실험체는 모두Pull-Out 파괴가 발생되었다. 염화칼슘에 침지된 실험체에서는 120일 이후 약 10%의 극한하중의 감소가 나타났으며, 염화나트륨에 침지된 실험체의 극한하중은 미미하게 증가하였다. 균열이 발생된 실험체에서는 모두 120일 이후 극한하중 및 처짐이 급격하게 감소되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents an experimental study on the flexural behavior of concrete beams reinforced with a carbon fiber-reinforced polymer grid in chloride-containing environments. For the experiments, we fabricated specimens measuring 250 mm in width, 125 mm in height, and 2200 mm in length. Experimental variables included the type of chloride solution (NaCl: sodium chloride and CaCl2: calcium chloride), presence or absence of preload, and chloride solution immersion period (40 and 120 days). The specimens were subjected to three-point bending tests after immersion. The initial crack load increased after 40 days of immersion but decreased after 120 days. In terms of failure mode, most specimens that did not experience pre-loading cracks showed flexural failure, where the compressed portion of the concrete fractured. All specimens that experienced pre-loading cracks exhibited pullout failure. For specimens immersed in CaCl2, the ultimate load decreased by approximately 10% after 120 days. Conversely, the ultimate load on specimens immersed in NaCl slightly increased. In all specimens with cracks, the ultimate load and deflection decreased sharply after 120 days.