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후크형 강섬유 혼입율 및 형상비에 따른 콘크리트의 휨 및 압축 특성

Effect of Hooked-end Steel Fiber Volume Fraction and Aspect Ratio on Flexural and Compressive Properties of Concrete

김선우|장석준|윤현도|박완신|김동휘
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2021.06|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제25권 제3호|pp. 40-47

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aspect ratio압축휨강섬유보강 콘크리트형상비compression후크형 강섬유체적비Steel fiber reinforced concrete (SFRC)hooked-end steel fibervolume fractionflexure
주제분류안전공학

초록

이 연구는 후크형 강섬유의 체적비 및 형상비에 따른 콘크리트 설계기준강도 30MPa를 갖는 콘크리트의 역학적 특성, 휨 및 압축거동에 미치는 영향에 대하여 분석한다. 실험에서 형상비가 상이한 3종류의 섬유가 사용되었다. 섬유의 형상비는 64, 67, 80이며 섬유의 보강량은 체적비 0.25%, 0.50% 및 0.75%가 선정되었다. 강섬유 보강 콘크리트의 휨거동은 하중-균열폭 곡선, 휨강도 및 휨인성이 평가되었다, 압축거동은 압축응력-변형률 관계 곡선, 압축강도 및 인성 등이 평가되었다. 실험결과로부터 강섬유 보강 콘크리트의 휨강도, 휨인성 및 파괴에너지는 강섬유 혼입량이 증가됨에 따라 향상되는 것으로 나타났다. 그러나 형상 64와 67인 강섬유로 보강된 콘크리트의 역학적 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. 이 연구에서 검토된 강섬유 보강 콘크리트의각 배합에 대한 유럽기준(MC2010)에 의한 산정된 휨 잔여강도는 기준에서 인장철근 또는 보강 매쉬를 대체할 수 있는 한계기준을 모두 충족하는 것으로 나타났다.

Abstract

This study investigates the influence of hooked-end steel fiber volume fraction and aspect ratio on the mechanical properties, such as compressive and flexural performance, of concrete with specified compressive strength of 30MPa. Three types of hooked-end steel fibers with aspect ratios of 64, 67 and 80 were selected. The flexural tests of steel fiber reinforced concrete (SFRC) prismatic specimens were conducted according to EN 14651. The compressive performance of SFRC with different volume fractions (0.25, 0.50 and 0.75%) were evaluated through standard compressive strength test method (KS F 2405). Experimental results indicated that the flexural strength, flexural toughness, fracture energy of concrete were improved as steel fiber volume fraction increases but there is no unique relationship between steel fiber volume fraction and compressive performance. The flexural and compressive properties of concrete incorporating hooked-end steel fiber with aspect ratio of 64 and 80 are a little better than those of SFRC with aspect ratio of 67. For each SFRC mixture used in the study, the residual flexural tensile strength ratio defined in Model Code 2010 was more than the limit value to be able to substitute rebar or welded mesh in structural members with the fiber reinforcement.

참고문헌 (21)

  1. Yoo, D. Y., "Flexural response of steel-fiber-reinforced concrete beams : Effects of strength, fiber content, and strain-rate", Cement and Concrete Composites, 64, pp.84~92 (2015)
  2. Almusallam, T., "Analytical and experimental investigations on the fracture behavior of hybrid fiber reinforced concrete", Cement and Concrete Composites, 74, pp.201~217 (2016)
  3. Lee, J. H., "Influence of concrete strength combined with fiber content in the residual flexural strengths of fiber reinforced concrete", Composite Structures, 168, pp.216~225 (2017)
  4. Flexural fatigue behavior of steel fiber reinforced concrete structures, "Chang, G. I.", ~ (1993)
  5. 오영훈, "전단보강근이 없는 강섬유 보강 합성보의 강도 및 연성능력", 콘크리트학회 논문집, 19(1), pp.103~111 (2007), 한국콘크리트학회
  6. 갈경완, "강섬유로 보강된 콘크리트 보의 전단강도에 관한 실험적 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 14(3), pp.160~170 (2010), 한국구조물진단유지관리공학회
  7. 김미혜, "RC 보의 충격저항성능 향상을 위한 강섬유 및 CFRP Sheet의 보강 효과", 한국방재학회논문집, 11(5), pp.41~47 (2011), 한국방재학회
  8. 정권영, "강섬유 인장강도 및 형상비에 따른 고강도 콘크리트의 역학적 특성", 콘크리트학회 논문집, 30(2), pp.197~205 (2018), 한국콘크리트학회
  9. 고경택, "고강도 강섬유 보강 시멘트 복합체의 워커빌리티 향상에 관한 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 8(3), pp.141~148 (2004), 한국구조물진단유지관리공학회
  10. Soroushian, P., "Fiber type effects on the performance of steel fiber reinforced concrete", Materials Journal, 88(2), pp.129~134 (1991)
  11. 임동균, "강섬유의 특성이 강섬유보강 콘크리트의 압축 및 휨 인성에 미치는 영향", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 23(3), pp.43~50 (2019), 한국구조물진단유지관리공학회
  12. Lee, J. H., "Influence of concrete strength combined with fiber content in the residual flexural strengths of fiber reinforced concrete", Composite Structures, 168, pp.216~225 (2017)
  13. Nataraja, M. C., "Stress–strain curves for steel-fiber reinforced concrete under compression", Cement and concrete composites, 21(5-6), pp.383~390 (1999)
  14. Koksal, F., "Effect of Steel Fiber Tensile Strength on Mechanical Properties of Steel Fiber Reinforced Concretes", Special Publication, 289, pp.1~15 (2012)
  15. 강수태, "강섬유의 혼입이 고강도 강섬유 보강 시멘트 복합체의 압축강도에 미치는 영향", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 12(3), pp.101~109 (2008), 한국구조물진단유지관리공학회
  16. "KS F 2403, Standard Test Method of Making and Curing Concrete Specimens", Korean Standards Association, ~ (2014)
  17. "EN 14651. Test Method for Metallic Fibered Concrete -Measuring the Flexural Tensile Strength (limit of proportionality (LOP), residual)", ~ (2005)
  18. "KS F 2405, Standard Test Method for Compressive Strength of Concrete", Korean Standards Association, ~ (2010)
  19. "ASTM C 469. Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression", ~ (2002)
  20. "JSCE-SF5, Method of Tests for Compressive Strength and Compressive Toughness of Steel Fiber Reinforced Concrete", Japan Society of Civil Engineers, ~ (1984)
  21. Code, M., "Fib model code for concrete structures 2010", Document Competence Center Siegmar Kästl eK, ~ (2010)

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