The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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Flexural Strength and Durability Evaluation by Freezing and Thawing Test of Repaired Reinforced Concrete Beams

보수보강을 실시한 철근콘크리트 보의 동결융해시험을 통한 휨강도 및 내구성 평가

  • 이창현 (한국인프라관리 주식회사) ;
  • 어석홍 (창원대학교 토목환경화공융합공학부)
  • Received : 2018.10.11
  • Accepted : 2018.10.31
  • Published : 2018.11.28
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Abstract

This paper presents experimental investigations about flexural strength and durability of reinforced concrete beams repaired using ductile fiber reinforced cementitious composite (DFRCC) and carbon fiber sheet through freezing and thawing test. Total 14 RC beams of $100{\times}100{\times}400mm$ size were tested by 3-point bending and freezing and thawing test by KS F 2456. The beams were reinforced using 3D10 steels on both the tensile and compressive sides, and repaired on 3 sides expect on top cycle. Test results showed that the beams repaired using fiber carbon sheet revealed about 15% higher values of flexural strength compared than the cases of DFRCC motar. On the other hand, the results did not showed meaningful differences in the aspect of durability. For further research, consideration of the steel interference effect and real old specimens such as taken from real deteriorated structures are needed to be tested after repairing with DFRCC and carbon fiber sheet.

본 논문에서는 DFRCC 보수모르타르와 탄소섬유시트를 사용하여 보수보강을 실시한 철근콘크리트보를 대상으로 동결융해시험을 실시하여 휨강도 및 동탄성계수를 측정하고 비교 평가한 실험적 연구결과를 제시하였다. 이를 위해 $100{\times}100{\times}400mm$ 크기의 각주형 보를 총 14개 제작하여 KS F 2456에 따른 동결융해시험과 휨강도 시험을 실시하였다. 인장 및 압축측에서 각각 3-D10의 철근을 배치하였으며, 보수보강은 보의 3면에 각각 실시하였다. 동결융해시험에서는 각각 100 Cycle 및 200 Cycle에서 상대동탄성계수를 산정하였다. 실험결과, 휨강도에서는 탄소섬유시트를 사용한 경우가 DFRCC 보수모르타르의 경우보다 약 15% 정도 크게 나타났으며, 동탄성계수 측면에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 공시체 크기에 비해 비교적 많은 철근량이 배근되어 간섭효과가 나타난 것으로 추정되어 추가적인 실험과 연구가 필요한 것으로 판단된다.

Keywords

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그림 1. DFRCC 보수모르타르 시험체 제원

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그림 2. 탄소섬유시트 시험체 제원

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그림 3. 시험체의 제작(DFRCC 및 탄소섬유보강)

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그림 4. 동결융해 시험 전경

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그림 5. 휨강도 시험 전경

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그림 6. 동결융해작용에 따른 휨강도 변화

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그림 7. 동결융해 후 보강 유무 및 종류에 따른 휨강도 변화

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그림 8. 보수보강 전, 후 동탄성계수 비교

표 1. 콘크리트 배합표

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표 2. DFRCC(HRM-400) 재료 특성

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표 3. 수용성 신구콘크리트 접착제(HRM-50) 재료 특성

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표 4. 탄소섬유(SK-300) 재료 특성

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표 5. 실험체 분류표

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표 6. 보수보강에 따른 휨강도 변화

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표 7. 공명진동수 및 상대동탄성계수 측정결과

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