Experimental Study on Bond Strength between Carbon Fiber Sheet and Concrete

탄소섬유쉬트와 콘크리트의 부착강도 실험연구

Carbon fiber sheet(CFS) has been widely used for strengthening of the concrete building structures due to its excellent physical properties such as high strength, light weight and high durability. Bond strength or behavior, on the other hands, between carbon fiber sheet and concrete is very important in strengthening the concrete member using CFS. Therefore the bond failure mechanism between CFS and concrete should be fully verified and understood. This study is to investigate the bond strength of CFS to the concrete by the direct pull-out test and the tensile-shear test. In the direct pull-out tests, the bond strength under the various environmental conditions such as curing temperature, surface condition on concrete and water content of concrete are evaluated. Also, the effective bond length, lu and the average bond stress, $\tau$y are examined in the tensile-shear tests. Based on the test results, it is concluded that the curing temperature is the most critical element for the bond strength between CFS and concrete. And, the proper value of lu and $\tau$y is recommended with 15 cm and 9.78∼ 11.88 kgf/$\textrm{cm}^2$ respectively.

탄소섬유쉬트는 고강도, 경량 및 고 내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 건축물의 보수 .보강재료 장범위하게 사용되어져 왔다. 탄소섬유쉬트와 콘크리트 사이의 부착강도 즉, 부착거동은 탄소섬유쉬트에 의해 보수.보강되는 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서, 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메카니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 양생온도, 콘크리트의 표면상태 및 함수율 등의 환경요소변화에 따른 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 인발접착강도을 파악함으로써 환경요소의 영향을 평가하였으며 아울러, 탄소섬유쉬트와 콘크리트와의 부착성능을 결정하는 유효부착길이 및 평균부착응력도를 평가하였다. 연구결과, 인발접착강도에 미치는 환경요소에서 양생온도가 가장 중요한 영향인자로 나타났으며, 인장전단부착 실험으로부터 얻어진 유효부착길이 및 평균부착응력도는 각각 15 cm 및 9.78~11.88kgf/$\textrm{cm}^2$ 내외라고 사료된다.