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논문KCI 등재

폴리프로필렌 섬유로 보강된 하이볼륨 플라이애시 시멘트 복합재료의 성능 향상 기법

Enhancing the Performance of Polypropylene Fiber Reinforced Cementitious Composite Produced with High Volume Fly Ash

김윤용|이방연|방진욱
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2013.05|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제17권 제3호|pp. 118-125|DOI http://dx.doi.org/10.11112/jksmi.2013.17.3.118

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Composite섬유Fiber복합재료폴리프로필렌Polypropylene하이볼륨 플라이애시High volume fly ash고연성High ductility
주제분류안전공학

초록

폴리비닐알코올 섬유와 폴리에틸렌 섬유 등의 합성 섬유는 고연성 섬유보강 시멘트 복합재료를 제조하는데 성공적으로 사용되고 있다. 폴리프로필렌 섬유 역시 복합재료를 제조하는데 사용되고 있지만, 고연성을 구현하는 목적보다는 고온에 노출된 콘크리트의 내화 성능 향상 목적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 폴리프로필렌 섬유로 보강된 시멘트 복합재료의 성능을 향상시키는 방법에 대하여 논하고자 한다. 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 평가하기 위하여 5가지 배합을 결정하였다. 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC)와 OPC 를 다량 치환한 플라이애시를 결합재로 사용하였고 물-결합재 비는 0.23~0.25이다. 또한 부피비로 2%의 폴리프로필렌 섬유가 사용되었으며, 연성을 향상시킬 목적으로 폴리스틸렌 비드가 사용되었다. 슬럼프, 밀도, 압축강도, 1축 인장 실험을 포함한 일련의 실험을 수행하였으며, 실험결과, 파괴역학, 마이크로역학, 통계이론을 이용하여 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

Abstract

The synthetic fibers including Polyvinyl alcohol and Polyethylene fibers have been successfully used in the manufacture of high ductile fiber reinforced cementitious composites. Polypropylene (PP) fiber has also been used in composites, not for the purpose of achieving a high level of tensile ductility but to improve the fire resistance performance of concrete exposed to high temperatures. This paper discusses the method for enhancing the performance of composites supplemented with PP fiber. Five types of mixture proportions were designed with high volume fly ash for testing the performance of composites. Type I cement and fly ash F were used as binding materials. The water-to-binder ratio was 0.23~0.25, and the amount of PP fiber used was 2 vol%. Polystyrene bead were also used to increase the tensile ductility of composites. A series of experiments including slump, density,compression and uniaxial tension tests were performed to evaluate the performance of cementitious composites supplemented with PP fiber. From the test results, it was exhibited that the performance of composites supplemented with PP fiber can be enhanced by adopting the mechanics and statistics theory.

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