변형 속도에 따른 후크형 강섬유 및 폴리아미드섬유보강 시멘트 복합체의 압축 및 인장강도 특성
Strain Rate Effect on the Compressive and Tensile Strength of Hooked Steel Fiber and Polyamide Fiber Reinforced Cement Composite
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초록
본 연구에서는 유압식 급속재하 시험 장치를 제작하여 변형 속도에 따른 후크형 강섬유 및 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의압축강도 및 인장강도 특성을 평가하였다. 그 결과, 변형 속도가 증가함에 따라 압축강도, 최대 응력 점에서의 변형 및 탄성계수는 증가하였으며, 섬유 종류 및 혼입률은 변형 속도에 의한 압축강도의 영향은 크지 않았다. 본 연구에서 평가된 압축강도의 DIF는 CEB-FIP model code 2010에 비해 상회하였으며, ACI-349의 예측값과 유사한 경향이 나타났다. 인장특성의 경우에도 변형 속도가 증가함에 따라 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었다. 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형 속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 증가하는 것에 의해 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었으며, 섬유가 매트릭스로부터 인발되는 파괴 특성이 나타났다. 한편, 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 경우 섬유와 매트릭스의 부착력이 크기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 끊어지는 파괴 특성이 나타났으며, 폴리아미드 섬유보강시멘트 복합체의 인장특성에 대한 변형 속도 효과는 섬유의 인장강도에 큰 영향을 받는 것으로 판단되었다. 이러한 결과로부터 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장강도에 대한 변형 속도의 효과는 후크형 강섬유의 부착력에 대한 민감도 보다 큰 것으로 사료된다.
Abstract
In this study, to evaluate the mechanical properties of fiber-reinforced cement composites by strain rate, hydraulic rapid loading test systemwas developed. And compressive and tensile strength of the hooked steel fiber and polyamide fiber reinforced cement composite were evaluated. Asa result, the compressive strength, strain capacity and elastic modulus were increased with increasing strain rate. The effect of compressive strengthby type and volume fraction of fibers was not significant. The dynamic increase factor(DIF) of the compressive strength was higher than that of theCEB-FIP model code 2010 and showed a trend similar to that of ACI-349. The tensile strength and strain capacity were increased with increasingstrain rate. The hooked steel fibers were drawn from the matrix. The tensile strength and strain capacity of hooked steel fiber reinforced cementcomposites were increased as the strain rate increased. The tensile strength and deformation capacity of the fiber reinforced cement composites wereincreased. And, hooked steel fibers were drawn from the matrix. On the other hand, because the bonding properties of polyamide fiber and matrixis large, polyamide fiber was cut-off with out pullout from matrix. The strain rate effect on the tensile properties of polyamide fiber reinforced cementcomposites was found to be strongly affected by the tensile strength of the fibers.
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