경계면 형상에 따른 적층형 섬유보강 시멘트 복합체의 휨 성능 (Flexural Performance of Multi-layered Fiber-reinforced Cement Composites with Diverse Interface Shape)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 30권 / 4호 / 429 ~ 435페이지
· 저자명 : 권기성, 방진욱, 김윤용

초록

이 연구에서는 섬유보강 시멘트 복합체의 에너지 흡수능력을 증진시키기 위한 방법으로 갑각류 껍질형상의 생체계모방 구조를 적용하였다. 표면 형상에 따라 제작된 3종류의 프리캐스트 패널과 시멘트 복합체를 활용하여 적층형 휨실험체를 제작하였고 휨실험을 통해 휨거동 및 에너지 흡수능력을 평가하였다. 휨실험 전, 1축 인장 실험을 통해 적용배합의 인장 거동을 평가한 결과 평균 인장강도 5.31 MPa, 평균 인장변형률 3.89 %를 확보하였다. 적층형 섬유보강 시멘트 복합체의 휨성능 평가결과, 초기균열 휨강도의 경우 Plain 실험체는 3.9 MPa, 적층형 실험체는 3.6~4.1 MPa 범위로 유사한 성능을 나타내었다. 또한 모든 실험체의 최대 휨강도의 경우에도 8.5~9.2 MPa 수준으로 최대 8 %의 차이를 보여 미미한 것으로 나타났다. 에너지 흡수능력을평가한 결과 휨실험체의 변형을 향상시켜 Plain 실험체 대비 적층방식을 통해 에너지 흡수능력을 최대 1.78배 향상시킬 수 있었다. 특히 계면이 요철형인 Type-R 실험체와 계면이 물결형인 Type-W 실험체의 에너지 흡수능력이 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 패널의 굴곡진 계면이 접합면의 부착을 증진시키면서 적절한 delamination, 슬라이딩, 맞물림을 발생시켜 반사균열의 발생을 억제하면서 많은 미세 균열의 발생은 허용하였기 때문인 것으로 판단된다.

영어초록

In this experimental study, the biomimetic structure shape of crustacean shells was applied as a method to improve the energy absorption capacity of fiber-reinforced cement composites. Three types of precast panels with different surface shape were used to fabricate multi-layered flexural specimens. Flexural test was performed to evaluate the flexural behavior and energy absorption capacity of specimens. Prior to the flexural test, direct tensile tests were performed to evaluate the tensile behavior of the composites. Tensile test results shows that the tensile strength and the average tensile strain capacity was 5.31 MPa and 3.89 %, respectively. As a result of flexural tests, the initial cracking strength of the multi-layered specimens (3.6 to 4.1 MPa) showed similar performances to the plain specimen (3.9 MPa). The maximum flexural strengths of all specimens were ranged from 8.5 to 9.2 MPa, which showed a maximum of 8 % difference insignificantly. As a result of evaluating the energy absorption capacity, the energy absorption capacity of the multi-layered flexural specimens up to 1.78 times higher compared with Plain specimen. The energy absorption capacity increases further when the interface is waveform (Type-W specimen) or unevenly rough (Type-R specimen). This result indicate that the reflection crack is more suppressed and more micro cracks are generated in Type-W and Type-R specimen compared to others. This is most likely because delamination, sliding and interlocking are occurred due to the complicated interface shape.

참고자료

· 없음