SHCC와 특수 보강근으로 보강된 철근콘크리트 보의 휨 성능 실험
Flexural Experiments on Reinforced Concrete Beams Strengthened with SHCC and Special Reinforcements
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초록
이 논문에서는 고인성 시멘트 복합체 SHCC와 함께 일반 철근, 초고강도 철근, FRP 보강근으로 보강된 3종류의 철근콘크리트 보(SHCC-RB, SHCC-SB, SHCC-FRP)의 휨 성능을 평가하기 위하여 보 실험체를 제작하고, 4점 재하 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, SHCC로보강된 모든 실험체가 다수의 미세 균열이 발생하면서 휨 균열 폭이 100 μm 이하로 제어되는 특성을 나타내었다. 이는 1축 인장 하에서 인장변형경화 특성을 보이며, 다중 미세균열 특성을 보이는 SHCC의 재료적 성질에 기인하는 것으로 판단된다. 실험체 SHCC-FRP는 실험체SHCC-RB에 비하여 초기균열하중과 항복 휨모멘트강도가 낮은 반면, SHCC-FRP의 최대 휨모멘트강도는 SHCC-RC에 비하여 우수하게 나타났는데, 이는 FRP 보강근의 인장강도가 일반 철근에 비하여 더 높기 때문이다. 보 실험체 SHCC-SB의 초기균열 하중은 SHCC-RB와 유사하였으나, 항복 휨모멘트강도 및 최대 휨모멘트강도 측면에서는 SHCC-SB가 가장 우수한 것으로 평가되었다. SHCC와 초고강도 철근을 RC보의보강에 활용하면 작은 단면적의 추가 배근으로도 효과적인 보강이 가능할 수 것으로 판단된다.
Abstract
In this paper, we evaluated the flexural performance of three types of reinforced concrete beams (SHCC-RB, SHCC-SB, SHCC-FRP)strengthened with ordinary steel rebar, very high strength (super strength) rebar, and FRP bars together with strain-hardening cement composite(SHCC). For this purpose, a series of beam specimens were manufactured and four-point load bending experiments were performed. As a result of theexperiment, all specimens strengthened with SHCC exhibited tightly controlled flexural microcrakcs with the crack width of less than 100 μm. Thisis mostly due to the material properties of SHCC showing tensile strain hardening properties with multiple microcracks under uniaxial tension. Thespecimen SHCC-FRP showed lower initial cracking moment and yield flexural strength than SHCC-RB, whereas the maximum flexural strength ofSHCC-FRP was superior to that of SHCC-RC. This is because the tensile strength of FRP bars is higher than that of ordinary steel reabr. The initialcracking moment of the beam specimen SHCC-SB was similar to that of SHCC-RB, but the yield flexural strength and maximum flexural strengthof SHCC-SB were evaluated to be the highest.
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