리브를 갖는 FRP 판과 고인성섬유보강콘크리트로 이루어진 합성보의 파괴거동에 대한 실험적 연구

Abstract

고인성섬유보강콘크리트는 기존의 콘크리트에 비해 인성을 크게 개선한 재료로써, 콘크리트 구조물의 여러 분야에 적용 가능한 건설 신재료로 평가되고 있다. 본 연구에서는 고인성섬유보강콘크리트와 리브를 갖는 FRP 판을 인장 보강재 및 영구거푸집으로 활용한 합성보의 파괴거동에 관한 실험을 실시하였다. 비교를 위해 일반콘크리트와 PVA계열인 RF4000과 PP계열인 PP-macro의 섬유를 사용하였으며, 각각 RF4000+RSC15, PP-macro+RSC15를 혼입하여 합성보를 제작하여 실험하였다. FRP 판에 잔골재를 미부착한 경우는 보의 중앙에 발생한 휨 균열이 크게 벌어지면서 FRP 판과 콘크리트가 미끄러짐에 의한 파괴형태를 보여주고 있음으로 잔골재 부착은 필수적 사항이라 판단되며, 파괴모드에 대한 섬유보강재의 영향은 크지 않은 것으로 판단된다. FRP 판에 잔골재를 부착한 실험 결과는 1200, 2000mm 모두 콘크리트와 FRP 사이에 충분한 부착이 형성되었다. 일반콘크리트보다 섬유보강재를 혼입한 경우 최대 하중이 높게 나타났고, 그 중 PP계열의 섬유보강재를 혼입한 경우 최대 하중이 가장 높게 나타났다. 균열이 섬유보강재에 의해 지연되면서 FRP 리브와의 합성작용에 의해 발생한 것으로 판단된다. DFRCC (ductile fiber reinforced cementitious composites), which are a significantly improved ductile material compared to conventional concrete, were evaluated as a new construction material with a high potential applications to concrete structures for a range of purposes. In this study, experiments on the failure behavior of composite beams with a DFRCC and FRP (fiber reinforced polymer) plank with a rib used as permanent formwork and tensile reinforcement were carried out. A normal concrete and a fiber reinforced concrete with PVA series of RF4000 and the PP series of PP-macro were used for comparison, and each RF4000+RSC15 and PP-macro+RSC15 was tested by producing composite beams. The experimental results of the FRP plank without a sand coating showed that sliding failure mode between the FRP plank and concrete started from a flexural crack at the beam center; therefore it is necessary for the FRP plank to be coated with sand and the effect of the fiber to failure mode did not appear to be huge. The experiment of the FRP plank with a sand coating showed that both 1200mm and 2000mm allowed sufficient bonding between the concrete and FRP plank. The maximum load of the fiber reinforced concrete was higher than that of normal concrete and the case which a series of PP fiber was mixed showed the highest value. The crack latency caused by the fibers led to composite action with a FRP rib.